Фудзио Исихара - Планета иллюзий
Хино, не совсем понимая, зачем все это понадобилось Сиоде, все же послал требование на субэфирных волнах. Только изыскатели Концерна имели право, находясь в любой точке космоса, срочно затребовать необходимые им материалы.
Ждать почти не пришлось. Приемник выбросил довольно увесистую пачку подборку статей по теории относительности.
Сиода, не обращая ни малейшего внимания на Хино, бубнившего: "И зачем тебе сейчас вся эта премудрость?..", загреб пачку пятерней, заложил ее в информатор, вытащил записную книжку и принялся лихорадочно писать. Его щеки постепенно розовели, в глазах появился радостный блеск. Хино, заметивший это, хотел что-то сказать, но тут Сиода отложил в сторону информатор и широко улыбнулся.
- Хино, я все понял!
- Что понял? Изучил классиков, и сразу до тебя дошло, кто истинный преступник, кто спер груз, так, что ли?
- Нет, виновника я пока не нашел. Но понял, что мы заблуждались относительно фотографии.
- Как так заблуждались?
- А вот так... - Сиода посмотрел на возбужденного Хино и начал неторопливо объяснять: - На своих экранах мы всегда видим исправленные изображения. Допустим, мы видим два тела, движущихся на таких скоростях, когда в силу вступают законы теории относительности. Мы видим их такими, какими они являются в состоянии покоя, благодаря аппаратуре, дающей исправленное изображение. Полного сходства, конечно, не достигается, но изображение все равно исправленное. А не будь исправления, какими бы мы увидели эти тела? Разумеется, если бы обладали глазами, способными видеть в таких условиях...
- Какими? Видоизмененными. По формуле преобразования Лоренца. Все очень просто.
- Правильно. Я тоже так считал. И в этом была наша ошибка. Мне это пришло в голову, когда ты сказал "исправление", помнишь? А перечитав работы классиков, я убедился, что прав. Наше зрение, так же как и наши фотокамеры, в обычном своем состоянии никогда не может уловить и зафиксировать лоренцево сокращение.
- Как же так? Надеюсь, в самой теории относительности нет ошибки?
- Разумеется, нет. Формула Лоренца выражает основное свойство нашего мира. Она абсолютно верна для двух систем координат, движущихся с постоянными скоростями параллельно друг другу. Однако действительное движение, которое мы можем зафиксировать фотокамерой или увидеть глазами, абсолютно неравноценно математическому преобразованию координат...
- Кажется, я начинаю что-то понимать...
- Если выражаться точно, мир, где действует формула Лоренца, мы воспринимаем через оптическую систему. И если мы не свяжем уравнения геометрической оптики с формулой Лоренца, то и не сможем получить правильного ответа на вопрос, каким нам будет видеться предмет.
- А ты ведь прав! - Хино хлопнул в ладоши. - Кажется, я даже изучал эту науку. Давным-давно, правда.
- И я позабыл! А это ведь азы физики...
- Но сейчас ты все освежил в памяти. А ну-ка, объясни мне вкратце суть дела!
- Оптику с преобразованием Лоренца впервые связал Р.Пэнроуз. Примерно в 1959 году он доказал, что сферическое тело, движущееся с большой скоростью, мы видим не как сплющенный диск, а таким, какое оно есть на самом деле, то есть в виде шара. В том же году Джеймс Галер еще глубже изучил эту проблему. Затем было доказано, что кубическое тело при тех же условиях представляется нам не сокращенным, а вращающимся. Далее, Юлиус Ранингер изучил преобразование стержня, Рой Вейнстайн сделал доклад о кажущейся длине одномерного стержня. В 1961 году М. Л. Бос доказал, что сферическое тело при любой скорости с любой точки наблюдения никогда не видится сплющенным и что стержень видится согнутым. Кроме того, ряд других ученых опубликовал работы на эту тему X.А.Атуотер, К.X.Шервин, Дж.Д.Скотт, М.Р.Байнер. Таким образом, вопрос был исчерпан.
Итак, в настоящее время установлено: при визуальном наблюдении или фотографировании движущихся относительно друг друга с околосветовой скоростью сред в результате сочетания преобразования Лоренца, специальной теории относительности и оптики происходит следующее. Стержень в зависимости от условий места и времени кажется удлиненным, укороченным или согнутым, куб вращающимся, а сферическое тело - вращающимся сферическим телом. Иными словами, оно при любых обстоятельствах сохраняет контуры шара. Для людей того времени это было поразительным открытием.
- Да и для нас тоже, - сказал Хино. - Ведь мы заблуждались самым идиотским образом!
- К сожалению, ты прав. Мы привыкли смотреть на исправленные изображения и фотографии, и преобразование Лоренца считали само собой разумеющимся. Вот нам и казалось, что соотношение (1-(v/с)2)1/2 можно наблюдать визуально.
- Да, мы с тобой круглые идиоты, дальше некуда... Послушай, Сиода, ведь все эти работы, о которых ты говорил, были опубликованы гораздо позже теории относительности Эйнштейна... Неужели раньше никто этого не заметил? Например, сам Эйнштейн?
- Меня это тоже заинтересовало. В первую очередь Лоренц, который еще до Эйнштейна вывел свою знаменитую формулу преобразования. В книге "Лекции по теоретической физике" он говорит, что "сокращение можно сфотографировать". То есть целиком и полностью ошибается. Затем Эйнштейн в своей исторической статье, скромно названной "К электродинамике движущихся сред", то есть в первой публикации по теории относительности, пишет, что твердое тело, которое в состоянии покоя выглядит как шар, при движении - если производить наблюдение из "неподвижной точки" - принимает форму эллипса, превращается в плоскую фигуру. Вот так-то, Судя по этому отрывку, Эйнштейн и сам не догадывался о связи проблемы с оптикой.
- Н-да... Значит, сам Эйнштейн ошибался.
- Это как сказать. Винить Лоренца или Эйнштейна неправильно. Ведь они изучали свойства пространства-времени, а не технику фотографирования тел, летящих на больших скоростях. Меня удивляет другое. Прошло целых пятьдесят лет, пока другие ученые сделали это открытие. Просто не замечали... Как и мы, впрочем.
- Правильно. Мне никогда и в голову не приходило...
- В формулу Лоренца вообще долго не верили, а когда поверили, решили, что это явление можно наблюдать визуально. Однажды известный физик двадцатого века написал интересную научно-популярную книгу "Страна чудес Томкинс". В этой книге он рассказывал о чудесной стране, где скорость света составляла всего двадцать километров в час. Там есть иллюстрации, на которых изображены улицы, автомобили и велосипеды, сплющенные, как блин. Разумеется, это было ошибкой, но ошибки никто не замечал, и книга долгое время пользовалась популярностью. Однажды автору все же указали, что он не прав. Тогда он опубликовал в одном физическом журнале статью, в которой оправдывался, говоря, что, если фотографировать со вспышкой или с радарными приборами, фотография соответствует формуле преобразования Лоренца. Это, конечно, верно, но вообще-то практически нельзя наблюдать лоренцево сокращение ни визуально, ни на фотографии...
