Мы приспособились к окружающему миру. Это значит, что каждый человек приобрел определенный опыт, кото­рый помогает ему действовать целесообразно. Этот опыт, накопленный в течение жизни, представляет не что иное, как практическое руководство, вытекающее из закономер­ностей природы. Законы природы известны не всем, в виде же опыта эти законы учитывают все.
Принцип относительности — один из тех законов, о ко­тором помнят немногие, хотя он и имеет решающее значе­ние в формировании нашего представления о мире. Можно было бы привести бесконечный список действий, в которых люди подсознательно учитывают принцип относительно­сти.
Понаблюдайте, например, за стюардессой самолета. Ее походка совершенно не зависит от того, идет ли она в на­правлении движения самолета или в противоположном на­правлении, хотя самолет летит со скоростью около 200 м/сек. Воздушный лайнер, летящий относительно зем­ной поверхности равномерно и прямолинейно согласно классическому принципу относительности, является систе­мой отсчета, совершенно равноправной с Землей, какова бы ни была скорость самолета. Стюардесса, которая может
и не знать о принципе относительности, опираясь на свои опыт, передвигается в самолете так же уверенно, как и на земной поверхности, но лишь до тех пор, пока самолет движется прямолинейно и равномерно. Как только само­лет идет на посадку, никто уже не чувствует себя в нем столь уверенно, как на земле.

Мы приспособились к окружающему миру. Это значит, что каждый человек приобрел определенный опыт, кото­рый помогает ему действовать целесообразно. Этот опыт, накопленный в течение жизни, представляет не что иное, как практическое руководство, вытекающее из закономер­ностей природы. Законы природы известны не всем, в виде же опыта эти законы учитывают все.
Принцип относительности — один из тех законов, о ко­тором помнят немногие, хотя он и имеет решающее значе­ние в формировании нашего представления о мире. Можно было бы привести бесконечный список действий, в которых люди подсознательно учитывают принцип относительно­сти.
Понаблюдайте, например, за стюардессой самолета. Ее походка совершенно не зависит от того, идет ли она в на­правлении движения самолета или в противоположном на­правлении, хотя самолет летит со скоростью около 200 м/сек. Воздушный лайнер, летящий относительно зем­ной поверхности равномерно и прямолинейно согласно классическому принципу относительности, является систе­мой отсчета, совершенно равноправной с Землей, какова бы ни была скорость самолета. Стюардесса, которая может
и не знать о принципе относительности, опираясь на свои опыт, передвигается в самолете так же уверенно, как и на земной поверхности, но лишь до тех пор, пока самолет движется прямолинейно и равномерно. Как только само­лет идет на посадку, никто уже не чувствует себя в нем столь уверенно, как на земле.
Приведем несколько простых проектов, которые в прин­ципе осуществимы благодаря принципу относительности.
Тротуары будущего. Удобно спускаться на эскалаторе в метро. Разве не было бы замечательно, если бы все тро­туары в городах двигались так же, как эскалаторы в метро? У пешехода не было бы тогда необходимости шагать по улице он мог бы спокойно стоять на тротуаре и читать га­зету. Нужно только вовремя сойти. Плохо лишь, что ско­рость такого движущегося тротуаіра должна быть невелика, не более 5 км/час. При большей скорости не всякий осме­лится прыгнуть на тротуар, и удовольствие кататься на тротуаре было бы доступным только молодым. Езда же па медленном тротуаре отнимала бы очень много времени. Как сконструировать быстрые тротуары для всеобщего пользования? Ответ на этот вопрос дает принцип относи­тельности.

 

Pиc. 12. Схема многополосного тротуара. На рисунке отмечены скорости полос относи­тельно земной поверхности

 

Чтобы увеличить скорость, можно построить тротуар из нескольких полос, как показано на рис. 12. Три полосы тротуара движутся в одном и том же направлении, ско­рость первой полосы относительно земной поверхности 5, второй—10 и третьей—15 км/час. Переход на первую по­лосу совершенно безопасен, так как ее скорость относи­тельно Земли мала. Ступая на первую полосу, пешеход переходит из одной инерциальной системы (Земля) в дру­гую инерциальную систему (полоса). Согласно принципу относительности  все  движения в обеих   инерциальных системах происходят одинаково. Человек на первой поло­се будет чувствовать себя точно так же, как если бы он находился на земной поверхности. Рядом с первой поло­сой бежит вторая. Скорость ее относительно земной по­верхности 10 км/час, относительно   же   первой полосы всего 5 км/час. Следовательно, человек без всяких опасе­ний может перейти на вторую полосу, а оттуда уже на третью. На последней   он передвигается   относительно земной поверхности   с вполне   приемлемой   скоростью 15 км/час. Если потребуется еще большая скорость, то достаточно будет увеличить число полос. Сходить с тако­го движущегося тротуара надо будет в обратном порядке: с третьей полосы на вторую, со второй на первую и отту­да уже на землю.
Возможно, в городах будущего построят такие движу­щиеся тротуары. Они уже применялись на некоторых выс­тавках для освобождения посетителей от утомительного хождения.
Поезд, который не останавливается. Очень много вре­мени скорый поезд теряет на остановки. Много энергии те­ряется как при торможения тяжелого поезда, прибывающе­го на станцию, так и при его разгоне после остановки. Ка­ким образом устранить эти потери? Этого можно будет дос­тичь только в том случае, если поезд будет забирать пас­сажиров, не останавливаясь на станции. Представьте себе следующую картину. Пассажиры, которым предстоит по­садка на прибывающий поезд, входят в мотовагон, стоя­щий на рельсах, параллельных основному пути. На станции дается сигнал, предупреждающий о приближении поезда, включается мотор, и мотовагон начинает двигаться. К тому времени как поезд поравняется со станцией, вагон успева­ет приобрести одинаковую с ним скорость, так что из ва­гона поезд кажется неподвижным. Можно объявлять по­садку. Между поездом и мотовагоном следует перекинуть трап, и посадка будет происходить с теми же удобствами, как и с платформы на стоящий поезд. Когда все пассажи­ры займут свои места, можно убрать трап и медленно ос­тановить мотовагон.
Пассажиры сели в поезд, который не останавливался, и чувствовали себя в мотовагоне, двигавшемся прямоли­нейно и равномерно, точно так же, как на платформе стан­ций. При посадке в поезд, они, возможно, даже забыли о большой (относительно земной поверхности) скорости поезда и своей.
Безопасный железнодорожный переезд. Черный силуэт паровоза на желтом треугольнике, как известно, — знак, предупреждающий о переезде через железную дорогу. Здесь нужна осторожность, иначе может случиться несчастье. Используя принцип относительности, можно по­строить автоматическую защиту на переездах железных дорог.
Работающий мотор заставляет машину двигаться по до­роге. Согласно принципу относительности несущественно, движется ли дорога относительно земли или нет. Поэтому сконструировать безопасный переезд, который не даст ав­томашине приблизиться к поезду, можно следующим об­разом.
Прилегающая к железной дороге часть шоссе заменяет­ся широкой лентой на роликах. Как только поезд прибли­зится к переезду, лента начинает автоматически катиться в обратном направлении от переезда. Ничего страшного не произойдет, если даже водитель не заметит дорожного знака, и автомашина будет мчаться к переезду, не снижая скорости. Лента подхватит машину и унесет ее от желез­ной дороги. Как бы быстро машина ни шла, к железной Дороге она не приблизится, если лента движется с такой Же скоростью, как автомашина. Поезд прошел, лента ос­танавливается, машина может беспрепятственно продол­жать путь.

 

 

Рис. 13. Схема безопасного переезда

Разумеется, коробка скоростей автомобиля, въезжаю­щего на движущуюся ленту, должна быть устроена так, чтобы резкое увеличение числа оборотов колес не причи­нило вреда автомашине. Можно построить и несколько под­вижных лент подряд: первая из них движется медленно, другая быстрее, третья еще быстрее и т. д. Это все техни­ческие вопросы. Идея, однако, ясна: применение класси­ческого принципа относительности дает возможность стро­ить безопасный переезд через железнодорожные пути.
Вполне вероятно, что потребности в таком переезде на самом деле и нет — проще строить виадуки. Однако описанное устройство используется у целого ряда машин для предотвращения несчастных случаев на производстве: в момент опасности начинает двигаться лента, которая отводит руку рабочего из-под пресса или штампа.
Наземное испытание самолетов. Конструктор работает над созданием нового самолета. Проблем при этом мно­жество. Необходимо найти наиболее обтекаемую форму
самолета, самое практичное сечение несущей поверхности и т. д. Чтобы решить эти проблемы, нужно исследовать завихрения воздуха, которые образуются вокруг летящего самолета. Как это сделать? Можно было бы установить измерительные приборы на внешней поверхности самоле­та и проводить измерения во время полета. Это и делается, однако лишь после того, как новый тип самолета более или менее окончательно разработан.
В соответствии с принципом относительности безраз­лично, летит ли самолет в воздухе или относительно само­лета движется воздух. Поэтому вместо завихрений, обра­зующихся вокруг летящего самолета, можно изучать за­вихрения в быстром воздушном потоке, обдувающем неподвижный самолет. Весь самолет, его уменьшенная модель или отдельные части, которые нуждаются в исследовании, помещают на испытательный стенд в аэро­динамической трубе, где воздух течет с такой же скоростью, с которой должен происходить полет. Все завихре­ния образуются теперь точно так же, как и вокруг летящего самолета, только изучать их несравненно проще.
Аэродинамическая труба — надежный помощник авиа- и автоконструкторов.