Брайан Грин - Брайан Грин. Ткань космоса - Пространство, время и структура реальности

Бледные сплошные линии совпадают с временными сечениями (сечениями настоящего) для наблюдателей, покоящихся по отношению к Земле (для простоты мы представляем, что Земля не вращается и не подвержена никаким ускорениям, поскольку это ненужное усложнение картины), а бледные пунктирные линии совпадают с временными сечениями наблюдателей, двигающихся прочь от Земли, скажем, со скоростью 9,3 мили в час. Когда Шеви покоится относительно Земли, первые представляют его сечения настоящего (и поскольку вы покоитесь на Земле в ходе истории, эти бледные сплошные линии всегда представляют ваши сечения настоящего), а самая темная сплошная линия показывает сечение настоящего, содержащее вас (левая темная точка) на Земле двадцать первого века, и его (правая темная точка), когда вы оба еще сидите и читаете. Когда Шеви отправляется прочь от Земли, пунктирные линии представляют его сечения настоящего, а самая темная из пунктирных линий показывает сечение настоящего, содержащее Шеви (который только что встал и отправился гулять) и Джона Уилкса Бута (нижняя левая темная точка). Отметим также, что одно из последующих пунктирных временных сечений будет содержать прогулку Шеви (если он все еще идет!) и вас на Земле двадцать первого века, сидящего и все еще читающего. Поэтому единственный момент для вас будет появляться в двух списках настоящего Шеви – одном списке, существенном до, и одном списке, существенном после того, как он оправился гулять. Это показывает еще и другой путь, в котором простое интуитивное понятие настоящего, – когда оно воображается применимым через пространство, – трансформируется в СТО в концепцию с сильно необычными свойствами. Более того, эти списки настоящего не обозначают причинность : стандартная причинность (комментарий 11 к Главе 3) остается полностью в силе, список настоящего Шеви прыгает из-за того, что он сам перепрыгнул из одной системы отсчета к другой. Но любой наблюдатель, – используя единственный хорошо определенный выбор пространственно-временных координат, – согласится с любым другим в отношении того, какие события на что могут влиять.

4. Подготовленный читатель распознает, что я предполагаю, что пространство-время является пространством-временем Минковского. Аналогичные аргументы в других геометриях не обязательно будут давать полное пространство-время.

5. Albert Einstein and Michele Besso: Correspondence 1903–1955, P, Speziali, ed. (Paris: Hermann, 1972).

6. Обсуждение здесь призвано придать качественный смысл тому, как переживания прямо сейчас вместе с памятью, которую вы имеете прямо сейчас , формируют основу ваших ощущений жизни, в которой вы пережили эту память. Но если, например, ваш мозг и тело были каким-то образом приведены в точно то же состояние, в котором они находятся прямо сейчас, вы должны будете иметь то же самое ощущение прожитой жизни, которое подтверждает ваша память (предполагая, как я это делаю, что основа всех ощущений может быть найдена в физическом состоянии мозга и тела), даже если эти переживания никогда на самом деле не происходили, а были искусственно впечатаны в состояние вашего мозга. Одно упрощение в обсуждении заключается в предположении, что мы можем чувствовать или переживать вещи, которые происходят в отдельный момент, тогда как, на самом деле, течение времени требует от мозга распознавать и интерпретировать все, что бы он на входе ни получал. Хотя это верно, это не имеет особого значения для излагаемой мной точки зрения; это интересное, но совсем не относящееся к делу усложнение, возникающее из анализа времени способом, прямо связанным с человеческими ощущениями. Как мы обсуждали ранее, человеческие примеры помогают делать нашу дискуссию более обоснованной и интуитивной, но это требует от нас отделять те аспекты дискуссии, которые более интересны с биологической, в противоположность физической, точки зрения.

7. Вы можете удивиться, как обсуждение в этой главе соотносится с нашим описанием в Главе 3 объектов, "двигающихся" через пространство-время со скоростью света. Для склонного к математике читателя грубый ответ будет таким, что история объекта представляется кривой в пространстве-времени – путем через пространственно-временной батон, который высвечивает каждое место, которое занимал объект в момент, когда он был там (почти как мы видим на Рис. 5.1). Интуитивное обозначение "движения" через пространство-время тогда может быть выражено на языке "без течения", путем простого обозначения этого пути (в противоположность представлению, что путь проходится на ваших глазах). "Скорость", связанная с этим путем, тогда измеряется величиной, насколько длинный этот путь (от одной выбранной точки до другой), деленной на промежуток времени, записанный по часам, переносимым кем-то или чем-то между двумя выбранными точками пути. Это, еще раз, концепция, которая не содержит какого-либо течения времени: вы просто смотрите на то, что говорят интересующие вас часы в двух представляющих интерес точках. Оказывается, скорость, найденная таким образом, для любого движения равна скорости света. Склонный к математике читатель обнаружит причину этого немедленно. Метрика в пространстве-времени Минковского есть ds 2= c 2dt 2– dx 2 (где dx 2 есть евклидова длина dx 1 2+ dx 2 2+ dx 3 2 ), тогда как время, текущее по часам ("собственное" время), задается dτ 2= ds 2/c 2 . Так что, очевидно, скорость через пространство-время так же определяется математически выражением ds/dτ , которое равно с .