Грицхальд. Т.О, или Стоит ли обгонять свет?

Люди глупы.

Претенциозное начало, не так ли? Впрочем, в наши дни сие может считаться не просто голословным претенциозным утверждением, но и даже чуть ли не как бы документированным фактом. Факт этот был положен западным фантастом Терри Гудкайндом в основу своего культового романа "Первое Правило Волшебника".

Люди жадны.

Сколько раз им говорили, что нет смысла стремиться к предельному максимуму и что в погоне за ними можно упустить многие гораздо более выгодные по сумме достижимости и навара шансы, - они всё равно упрямо стремятся заполучить максимум.

Люди нетерпеливы.

Несмотря на то, что ненадёжность достигаемого эффекта в принципе способна его обесценить, они всё равно стремятся максимально сократить временной интервал между кристаллизацией в уме замысла и его воплощением в реальности. Сократить промежуток времени между шагом А и шагом Б.

Все три извечных человеческих качества гармонично сочетаются и взаимодополняют друг друга в одном - в преследующей нас на протяжении почти всего двадцатого века мечте фантастов преодолеть Световой Барьер.

Как его только ни преодолевали?

- телепортация;

- гиперпространство;

- пространственные червоточины;

- таинственные сверхсветовые лучи.

Вместо того, чтобы задуматься: почему, собственно, Теория Относительности запрещает превышение скорости света - и не будут ли причины этого запрета равно относиться и ко всем придуманным фантастами трюкам?

Теория Относительности сложна.

Вы её не знаете. Если Вы не обладаете специфическим физико-математическим образованием или не исхитрились приобрести таковое образование самостоятельно - Вы её не знаете. То, что говорят фантастические романы, имеет к реальным релятивистским феноменам отношения не больше, чем сериал "Троя" - к описанным Гомером событиям.

Я её тоже не знаю.

Не владея математическим аппаратом, я не в состоянии вычислять уравнения взаимной зависимости между скоростью, линейными параметрами и массой.

Но благодаря знакомству с парой источников, составленным компетентными и филантропично настроенными людьми, возжелавшими перевести язык математики на язык более или менее понятных образов, мне известна хотя бы в общих чертах её суть.

* * * *

Что говорят фантастические романы?

- что масса объекта, движущегося со скоростью, близкой к световой, возрастает.

Правда ли это?

- лишь отчасти. Масса объекта, движущегося с субсветовой скоростью, возрастает относительно видящего эту скорость внешнего наблюдателя, измеряющего массу объекта по косвенным признакам. Сам же объект - если скорость его постоянна и неизменна - относительно себя неподвижен. Все фантастические романы, в которых описывается сцена наподобие "Ого, я спрыгнул с кровати и больно ушибся! Это потому что скорость нашего звездолёта близка к световой, моя масса увеличилась" ошибочны.

Движение с ускорением может придать объектам внутри корабля иллюзорный вес за счёт их вдавления в задние стены космолёта - но не иллюзорную массу. Равномерное движение, каким бы оно ни было с точки зрения того или иного внешнего наблюдателя, не может ни того, ни другого.

Что говорят фантастические романы?

- что все процессы объекта, движущегося с субсветовой скоростью, замедляются.

Правда ли это?

- лишь отчасти. Все равномерные скорости, как и в предыдущем примере, относительны. Если объект, - допустим, космический корабль, уносящий вдаль от Земли близнеца Васю, в то время как на Земле его дожидается близнец Паша, - уже набрал относительно Земли субсветовую скорость и в дальнейшем не меняет её, то корабль движется с этой скоростью относительно Земли так же, как Земля движется с этой скоростью относительно корабля.

Где же замедлится время?

- с точки зрения земного близнеца Паши, наблюдающего в сверхчувствительный футуристический телескоп за улетающим Васей, его брат на космолёте будет стареть медленней. С точки зрения космического близнеца Васи, наблюдающего в сверхтелескоп за оставшимся дома Пашей, его брат на Земле будет стареть медленней.

Где правда?

- везде.

Должно быть, всё дело просто в запаздывании света, из-за которого Вася и Паша неверно наблюдают друг друга?

- самое смешное, что нет. Даже если Вася и Паша специально попытаются сделать в своих расчётах поправку на разделяющее их расстояние и требующееся свету время на его преодоление, всё равно каждый из них придёт к выводу, что медленней стареет именно другой.

Как же тогда те фантастические романы, в которых многократно говорится, что сравнительно молодым останется именно пассажир субсветового звездолёта? Это тоже ложь?

- как раз это правда. Но фантастические романы знакомят читателя лишь с итогом космического путешествия. Дело в том, что с точки зрения Теории Относительности равноправны лишь равномерные скорости, но не движение с ускорением или замедлением. Когда звездолёт с Васей достигнет финальной точки полёта и развернётся обратно к Земле, он войдёт в другие отношения с пространством и временем. Если Васе на столь огромном расстоянии удастся наблюдать в сверхтелескоп покинутую им Землю - предположим для простоты, что это особый сверхтелескоп, оснащённый системами искусственного интеллекта и умеющий также "делать в уме поправку" на запаздывание световых лучей, - то Вася увидит очень странную вещь. Он обнаружит, что прежде медленно шедшее время на Земле резким скачком ускорилось и обогнало время звездолёта. Именно за счёт этого скачка, возникающего при повороте звездолёта обратно, возникает финальная разница возрастов, воспетая фантастами.

Постойте. Что же получается, если бы звездолёт с Васей вечно летел вперёд без разворота и без изменения скорости, то каждый из близнецов вечно был бы для другого более молодым?

- да.

Всё равно это какой-то обман. Искажение восприятия, сбивающая с толку пространственно-временная линза, или я не знаю, что ещё.

- серьёзная заявка. А почему?

Это привело бы к логическим парадоксам. Ну, представьте, что они каким-то образом облетели Галактику по кругу и встретились без всех этих торможений и ускорений - что, когда они пожмут друг другу руки, каждый по-прежнему будет "более молодым" с точки зрения другого?

- движение по сколь угодно широкой круговой траектории неизбежно включает в себя компоненту торможения или ускорения, так что к моменту встречи восприятие близнецами друг друга всё равно успеет согласоваться. Замечу сразу, чтобы не терять время: уравнения теории относительности построены столь хитрым образом, что делают невозможными все логические казусы, которые вы могли бы придумать вокруг кажущейся странной концепции "каждый из близнецов более молод для другого".

А разве само по себе это не логический казус? В мире может быть либо старый Вася и молодой Паша, либо молодой Паша и старый Вася, но никак не оба варианта одновременно.

- минуту. Что вы сейчас пытаетесь мысленно представить себе? Некую Единую Реальность, эдакую космическую шахматную доску, в разных углах которой одновременно находятся две фигурки - два близнеца - причём каждый из них присутствует в каком-то конкретном возрасте и поэтому не может пребывать в ином?

Как же можно по-другому?

- есть способы.

* * * *

Мышлению трудно вырваться из оков привычных стереотипов. С публикации "Машины времени" Уэллса прошло уже больше столетия - но мы до сих пор не можем проникнуться некоторыми её идеями, пусть и подтверждёнными экспериментально.

Нет:

- речь не о путешествиях во времени.

Речь о том, что само Время подобно одному из измерений пространства.

* * * *

Начертим для простоты рисунок.

Пусть Пространство у нас будет обозначаться горизонтальной осью, а Время - вертикальной. Всё многообразие пространственных измерений - влево-вправо, вверх-вниз, вперёд-назад - редуцировано нами до одной горизонтальной оси.

Время - вертикаль.

Снизу - динозавры, сверху - компьютеры и звездолёты. Просто и наглядно.

Всё, что происходило, происходит и будет происходить, умещается целиком на этом рисунке. Все моменты Времени и все точки Пространства на этом листке одинаково реальны - динозавры, хотя и находятся в прошлом относительно Наблюдателя, обозначенного зелёным пятнышком на нашем рисунке, тем не менее считают, что их окружает настоящее.

Видите красный пунктир, проходящий через Наблюдателя?

То, что он видит.

Почему пунктир изогнут колоколом? Потому что Наблюдатель, ввиду запаздывания света, наблюдает отчасти устаревшую картину мира - то есть, по сути говоря, наблюдает прошлое.

Но:

- мы умеем мысленно вычислять то, что происходит сейчас, исходя из наших наблюдений прошлого.

Например:

- мы не видим нынешнего местонахождения Альфы Центавра. Но, зная законы небесной механики, мы можем его вычислить.

Таким образом:

- мы, несмотря на пресловутое "запаздывание света", выстраиваем в уме более или менее чёткую картинку настоящего - того, что происходит именно сейчас.

Видите, здесь вместо красного пунктира я использовал розовый - потому что выстраиваемая нашим сознанием картина настоящего на дальних дистанциях очень уж эфемерна и базируется лишь на астрономических расчётах.

И этот эфемерный пунктир проходит уже строго по горизонтальной оси Пространства.

Выцепляя из Вертикали Времени строго Данный Момент.

Теперь:

- неожиданный сюрприз.

Во-первых: когда объект изменяет свою скорость относительно другого объекта, он меняет свои отношения с прежним Пространством и Временем.

Во-вторых: поскольку все объекты движутся с разными скоростями друг относительно друга, то невозможно сказать, какой объект находится в "правильных" отношениях с Пространством и Временем, а какой - в неправильных.

Видите?

Координатные условные оси пространства и времени на этот раз специально убраны. Это чтобы вы не обманывались, думая, что, раз есть чёткая вертикаль и горизонталь - как бы вертикаль Времени и горизонталь Пространства - то существует и некий объективный способ отделить одно от другого, правильно выщепить линией "розового пунктира" момент Единого Настоящего.

Для Наблюдателя-Прима розовый пунктир, в соответствии с его восприятием пространства-времени и его логическими вычислениями, будет располагаться вот под таким углом. Для Наблюдателя-Сегундо, который двигается с чуть иной скоростью относительно наблюдателя-примера, розовый пунктир расположен чуть иначе.

Кстати:

- как вы видите, взаимопересечение розовых пунктиров приводит к тому, что в "настоящем моменте" каждого из них другой является чуть более молодым.

Как с Васей и Пашей.

* * * *

Схема сильно упрощена.

К примеру, оба "розовых пунктира" на последнем рисунке выглядят прямыми - в то время как в реальности, насколько я подозреваю, каждому из Наблюдателей при ознакомлении с рассуждениями коллеги "розовый пунктир" собрата по несчастью мог бы показаться искривлённым. Но, так или иначе, это не слишком сильно меняет картину.

В чём состоит картина?

В том, что Единого Правильного Сейчас для вселенной не существует.

Здесь обычно начинает грозно вмешиваться наш Здравый Смысл.

Каким это образом для нас не существует единственного правильного настоящего? Ведь я же вижу его?

- в смысле, видите звёзды, погасшие до вашего рождения?

Ну а как же я сам? Этот ваш розовый пунктир, или красный, не знаю, должен рассекать мой мозг напополам, вдребезги, на множество частей, - вообще каждая элементарная частица во Вселенной должна располагать чуть отличающимся срезом Настоящего, - но я-то ощущаю себя цельным существом, существующим в едином Сейчас?

- сильное возражение, по крайней мере для интуита. Вы исходите из уже отвергнутой нами предпосылки "Реально только Сейчас", мысленно ставя себя на место отдельной мозговой частицы, как будто неспособной составить единое целое в настоящем с другими частицами из-за отсутствия единого Настоящего. Советую вам прочитать книгу Дж. Уитроу "Естественная философия времени". Ваш мозг в действительности является четырёхмерной структурой, лишь сознанию как его свойству кажется, что оно зажато в одном-единственном текущем моменте. Там, в вашем четырёхмерном мозгу содержится всё ваше прошлое, настоящее и будущее, все ваши мысли, включая и мысль "Я единое существо в Едином Сейчас" - хотя состоит эта мысль из разнесённых в пространстве и времени материальных мозговых элементов.

Почему же тогда они вообще являются единым целым - мною?

- потому что переплетены причинно-следственными связями в пространстве и времени, естественно.

* * * *

Пытаясь приблизиться к Световому Барьеру, мы приближаемся к самой высокой скорости, которую можно использовать без возникновения реальных логических противоречий.

Почему?

1) потому что, как показывают неоднократно проверенные релятивистские уравнения, превышение световой скорости - то, что выглядело бы как превышение световой скорости для хотя бы одного наблюдателя, - для другого наблюдателя при наличии подходящих скоростных условий выглядело бы как движение, превосходящее мгновенность. Как перемещение назад во времени. Как следствие, опережающее причину.

Речь не просто о видимости.

Забудьте о "запаздывании света", забудьте о вносимых им в видимость искажениях. Здесь я веду речь как раз о той реальной картине, которая сложится в уме наблюдателя после совершения им всех необходимых мысленных поправок.

То есть:

- превышение скорости света действительно равнозначно перемещению назад во времени. Если возможно первое, то возможно и второе. Если невозможно второе, то невозможно и первое. Тот редкий случай, когда фантасты говорят полную правду о релятивистских феноменах - хотя знают ли они сами полный её смысл?

2) потому что не только превышение, но и достижение световой скорости, к примеру, относительно Земли, потребовало бы вложения бесконечного количества энергетических ресурсов.

Объясняется это, к слову, довольно просто.

Нет, корабль не испытывает никакого таинственного "сопротивления" при приближении скорости к световой - приближение это и происходит-то лишь с точки зрения сидящего на Земле наблюдателя с телескопом. С точки зрения корабля, разгону абсолютно ничего не мешает, - и он неограниченно разгоняется. Вот только взаимное восприятие пространства и времени наблюдателями на корабле и на Земле меняется из-за разгона первого таким образом, что изменение скорости, пилоту корабля кажущееся неограниченным свободным разгоном, земным созерцателям кажется медленным снижением ускорения. Что же нужно, чтобы корабль - с точки зрения земных наблюдателей - набрал-таки световую скорость? С точки зрения находящегося на корабле пилота корабль должен набрать скорость, равняющуюся бесконечности.

Стоит ли удивляться, что для этого требуются бесконечные энергетические ресурсы?

3) потому что при изменении разности скоростей объектов меняется не только их восприятие пространства и времени, но также восприятие ими массы друг друга.

Теория Относительности сложна.

Вопрос массы я доселе вообще практически не затрагивал. Тем не менее подсчитано, что если бы некий вещественный объект превысил скорость света относительно того или иного наблюдателя, то по меньшей мере для некоторых наблюдателей во Вселенной его масса стала бы бесконечной.

Перемены, связанные с этим, вероятно, были бы нами замечены, где бы мы ни находились.

* * * *

Ввиду означенных причин - и не только их - считается, что "превышение скорости света" является просто умственной химерой, не стоящей внимания игрой.

Но, может быть, есть способ как-то обойти Световой Барьер?

Телепортация, гиперпространство, нуль-Т - все эти концепции исходят из устаревшей ещё в начале прошлого века модели Единого Объективного Сейчас. В действительности же Единого Объективного Сейчас не существует - даже если я сооружу нуль-звездолёт и прыгну на нём в систему Альфы Центавра, в какое именно из многочисленных "сейчас" эпохи существования Альфы Центавра я попаду?

"А как же пространственные червоточины? - приподнимет здесь голову иной читатель. - Про них пишут серьёзные учёные и серьёзные научные фантасты, не какие-нибудь шарлатаны".

Если читатель действительно хорошо знаком с литературой о пространственных червоточинах, то он мог заметить, что их иногда планируют использовать в том числе и для перемещения во времени. Правильней называть их пространственно-временными червоточинами - тем более, что, как вы поняли, если внимательно разглядывали вышеприведённые рисунки, чётко отделить время от пространства невозможно. Если и впрямь удастся создать пространственную червоточину, то соединение ею разных моментов "сейчас" по обе стороны канала будет в той или иной степени произвольно.

"Но ведь через них так или иначе всё равно можно будет побыстрее переместиться к звёздам?"

Можно будет.

Но, если это и окажется возможным, - это, как вы могли понять при внимательном чтении вышеизложенного, породит те же логические сложности и парадоксы, что и путешествие назад во времени.

Объект, для наблюдателя-прима движущийся быстрее света, для некоего наблюдателя-сегундо непременно будет являться прибывшим в точку отправления раньше отбытия из точки старта.

Объект, нырнувший в жерло пространственной червоточины и тут же вынырнувший из неё в четырёх световых годах далее с точки зрения наблюдателя-прима, для наблюдателя-сегундо будет являться вынырнувшим из червоточины раньше, чем нырнул в неё.

Реально.

То есть - даже при мысленных поправках на искажение видимой наблюдателями картины из-за "запаздывания света".

Это само по себе не обязательно приведёт к логическим парадоксам. Но при желании - например, в экспериментальных целях, - можно легко так рассчитать системы пространственно-временного восприятия наблюдателей, чтобы парадокс возник.

Что будет тогда?

- Когда моя рука приблизится, кубик исчезнет с платформы и появится в моей руке, чтобы я смог положить его обратно. Смотрите внимательно.
Кубик исчез из его руки.
И появился на платформе машины времени.
- Вот видите? За пять минут до того, как я должен положить его на платформу, он уже там.
Второй коллега нахмурился, задумчиво глядя на кубик.
- Но, - сказал он, - что произойдет, если вы вдруг передумаете и не положите на место кубик, лежащий сейчас на платформе, за пять минут до того. Как вы должны его туда положить? Ведь это парадокс.
- Интересная мысль, - сказал профессор Джонсон - Я как-то не задумывался об этом, так что стоит попробовать. Очень хорошо, я не...
Парадокса не произошло. Кубик остался на месте.
Но вся Вселенная, вместе с профессором, исчезла.
(c) Фредерик Браун, "Эксперимент"

Повторим:

- если возможно сверхсветовое перемещение - путём некоего особого разгона, через пространственные червоточины, через телепортацию, через нуль-скачок, как-то ещё, - то возможно и путешествие назад во времени;

- если невозможно путешествие назад во времени - то невозможно и сверхсветовое перемещение.

* * * *

Люди глупы.

Что является не просто голословным претенциозным утверждением, но и вроде как даже чуть ли не документированным фактом.

Люди жадны.

Люди нетерпеливы.

Не будь всех трёх слагаемых, заставляющих их грезить о сверкающей химере Гиперпространства и Сингулярных Червоточин, - химере, увы, начинающей казаться логически невозможной при чуть углублённом знакомстве с теорией относительности, - они бы осознали, что и малыми мерами можно получить многое.

Речь не идёт о реальных технологиях, с помощью которых мы когда-нибудь покорим пространство Вселенной. Чтобы предвидеть их, надо быть скорее физиком или инженером, чем фантастом.

Однако, даже в фантастических произведениях, стоит ли умножать бесчисленные химеры подпространств и джамп-переходов - химеры, страницы с которыми будут перелистываться нашими потомками, с детства на интуитивном уровне впитавшими в себя теорию относительности, с чувством непонимания и лёгкой брезгливости?

Бесспорно:

- отчасти я утрирую.

Мне самому нравится, к примеру, сериал "Звёздные Врата" - несмотря на активное присутствие там пресловутых сверхсветовых скачков. Впрочем, надо заметить к чести создателей сериала, что тема путешествий во времени также не игнорируется ими - причём для них герои зачастую используют ту же аппаратуру, что и для сверхсветовых скачков, что вполне соответствует нашим изложенным выше рассуждениям.

Тем не менее ясно:

- если теория относительности не будет неким странным образом дисквалифицирована;

- если теория относительности будет когда-нибудь на доступном образно-интуитивном уровне усвоена большинством людей;

то:

- большая часть существующей космофантастики бесповоротно устареет, утратив саму логическую связность для будущих читателей.

Шансов на дисквалификацию теории относительности мало. Чересчур многие уже пытались найти в ней логические противоречия - или хотя бы подобрать ей менее странно выглядящий аналог - ещё в первые годы после её создания. Чересчур многими наблюдениями и доводами она была в результате подтверждена.

Стоит ли стремиться к этому?

При этом, достаточно было бы хоть ненадолго оторвать взгляд от недостижимой химеры Максимального Выигрыша - как писателям предстали бы фантастические концепции не менее интересные и в сюжетном плане не менее многообещающие.

К примеру, C-portation.

Мгновенное перемещение в пространстве создаёт логические проблемы для знающего теорию относительности, но кто сказал, что телепортация должна быть мгновенной? Почему бы ей не происходить с той же скоростью света? Корабль мгновенно исчезает в Солнечной Системе и спустя приблизительно четыре года по земной шкале отсчёта возникает из пустоты в системе Альфы Центавра, причём для самих космонавтов не проходит ни секунды.

Медленно?

Однако:

- если бы в настоящее время удалось открыть подобную форму перемещения - и если бы она при этом оказалась достаточно легкодостижимой и нересурсоёмкой, требуя основных энерговложений лишь на компенсацию разницы гравитационных колодцев при "прыжке", - то человечество вполне смогло бы

1) в ближайшие годы опоясать планету сетью каналов перемещения, сжимающих земной шарик до размеров волейбольного;

2) в ближайшее десятилетие заняться разработкой минеральных ресурсов астероидного пояса и вообще освоением Солнечной Системы;

3) в ближайшие полвека иметь разведданные о ближайших звёздных системах, а то и колонии там;

4) через век или два уже представлять собой скромную звёздную империю.

Заметим, что подобная форма "цепортации" - от латинской литеры C, традиционно обозначающей скорость света, - никаким известным законам физики не противоречит и логических проблем не создаёт.

Никому, однако, даже не приходит в голову поразмыслить в этом направлении. Даже те немногие из фантастов, кто знаком чуть глубже большинства с особенностями теории относительности и кто искренне страдает от её слабой стыкуемости с используемыми в литературе способами обхода светового барьера, как правило, столь загипнотизированы идеей Достижения Максимального Выигрыша, что даже не пытаются сделать шаг в сторону.

Вот что действительно печально.

Комментарии: 5, последний от 09/01/2014. © Copyright Грицхальд Размещен: 29/10/2012, изменен: 24/04/2019. 27k. Статистика. Эссе: Фантастика, Критика, Естествознание Сравнивая и сопоставляя Скачать FB2		Ваша оценка:
Аннотация: Люди глупы. Что является не просто голословным претенциозным утверждением, но и вроде как даже чуть ли не документированным фактом. Люди жадны. Сколько раз им говорили, что нет смысла стремиться к предельному максимуму и что в погоне за ними можно многое упустить...

Грицхальд : другие произведения.

Т.О, или Стоит ли обгонять свет?