Для определения скорости тела необходимо измерить длину пути, пройденного им за определенный промежуток времени. Тем самым скорость измеряется всегда косвенно: измеряются расстояния в пространстве и промежутки времени.
История физики показывает, что наибольший вклад в раскрытие свойств пространства и времени внесла теория относительности, которая по своему содержанию является в основном теорией больших скоростей.
Что мы знаем о свойствах пространства? Эти свойства изучает геометрия. В том виде, как ее изучают в школах, геометрия была развита в основном уже древними греками за несколько столетий до нашей эры. В Европе геометрия греков стала известной благодаря произведениям Евклида. Эту геометрию называют поэтому евклидовой.
Опыт повседневной жизни показывает, что при измерениях в пространстве мы всегда можем пользоваться теоремами евклидовой геометрии. На протяжении многих веков люди, измеряя, например, треугольники, каждый раз убеждались, что сумма внутренних углов треугольника равна 180°, а квадрат гипотенузы прямоугольного треугольника равен сумме квадратов катетов (теорема Пифагора). На основе накопленного опыта люди считали, что окружающее нас пространство, по-видимому, таково, что свойства находящихся в «нем предметов точно такие же, как и свойства фигур евклидовой геометрии.
История физики показывает, что наибольший вклад в раскрытие свойств пространства и времени внесла теория относительности, которая по своему содержанию является в основном теорией больших скоростей.
Что мы знаем о свойствах пространства? Эти свойства изучает геометрия. В том виде, как ее изучают в школах, геометрия была развита в основном уже древними греками за несколько столетий до нашей эры. В Европе геометрия греков стала известной благодаря произведениям Евклида. Эту геометрию называют поэтому евклидовой.
Опыт повседневной жизни показывает, что при измерениях в пространстве мы всегда можем пользоваться теоремами евклидовой геометрии. На протяжении многих веков люди, измеряя, например, треугольники, каждый раз убеждались, что сумма внутренних углов треугольника равна 180°, а квадрат гипотенузы прямоугольного треугольника равен сумме квадратов катетов (теорема Пифагора). На основе накопленного опыта люди считали, что окружающее нас пространство, по-видимому, таково, что свойства находящихся в «нем предметов точно такие же, как и свойства фигур евклидовой геометрии.
Для определения скорости тела необходимо измерить длину пути, пройденного им за определенный промежуток времени. Тем самым скорость измеряется всегда косвенно: измеряются расстояния в пространстве и промежутки времени.
История физики показывает, что наибольший вклад в раскрытие свойств пространства и времени внесла теория относительности, которая по своему содержанию является в основном теорией больших скоростей.
Что мы знаем о свойствах пространства? Эти свойства изучает геометрия. В том виде, как ее изучают в школах, геометрия была развита в основном уже древними греками за несколько столетий до нашей эры. В Европе геометрия греков стала известной благодаря произведениям Евклида. Эту геометрию называют поэтому евклидовой.
Опыт повседневной жизни показывает, что при измерениях в пространстве мы всегда можем пользоваться теоремами евклидовой геометрии. На протяжении многих веков люди, измеряя, например, треугольники, каждый раз убеждались, что сумма внутренних углов треугольника равна 180°, а квадрат гипотенузы прямоугольного треугольника равен сумме квадратов катетов (теорема Пифагора). На основе накопленного опыта люди считали, что окружающее нас пространство, по-видимому, таково, что свойства находящихся в «нем предметов точно такие же, как и свойства фигур евклидовой геометрии.
Долгое время считали, что евклидова геометрия единственно возможная. Ошибочность такого мнения показал в 30-х годах прошлого века русский математик Н. И. Лобачевский и независимо от него венгерский ученый Больяй, которые создали новую геометрию, в которой сумма внутренних углов треугольника меньше 180°, а квадрат гипотенузы в прямоугольном треугольнике больше суммы квадратов катетов. Двумя десятилетиями позднее немецкий математик Риман создал геометрию, в которой сумма внутренних углов треугольника была больше 180°, а квадрат гипотенузы в прямоугольном треугольнике был меньше суммы квадратов катетов.
Что же показывает нам повседневный опыт? Только то, что у небольших геометрических фигур, с которыми мы можем иметь дело в земных условиях, свойства такие же, какие следуют из евклидовой геометрии 29.
Если бы удалось измерить внутренние углы построенного в мировом пространстве гигантского треугольника, то не исключено, что сумма внутренних углов оказалась бы равной не 180°, а была бы больше или меньше 180°. Такой опыт позволил бы выяснить, отвечает ли в действительности структура мирового пространства геометрии Лобачевского, Римана или же геометрии Евклида.
Каково же пространство за пределами блиіжайших окрестностей Земли? Пока мы оставим этот вопрос открытым. Подробнее проблемы пространства будут рассмотрены в предпоследней части этой книги. Теперь же рассмотрим вопрос о времени.
В обыденной жизни мы привыкли, не задумываясь, употреблять такие понятия, как «позже», «раньше» или «одновременно». Опыт показывает, что недоразумений это не вносит, так как все понимают эти слова одинаково. Если, например, кто-нибудь из зрителей в театре скажет, что на сцене одна балерина сделала движение позже другои, с этим согласится каждый внимательный зритель в зале. Но если солдат на наблюдательном пункте услышит, что орудие справа выстрелило раньше, чем слева, то это еще ничего не говорит о действительном порядке выстрелов. Возможно, что выстрел, услышанный позже, на самом деле был произведен раньше. Звук распространяется в воздухе сравнительно медленно, преодолевая 1 км примерно за 3 сек. Если известно, что орудие слева расположено от наблюдательного пункта на 2 км дальше, чем орудие справа, то звук выстрела от первого орудия до наблюдателя идет на 6 сек дольше. Хотя выстрел справа прозвучит на секунду раньше, чем выстрел слева, внимательному наблюдателю будет ясно, что в действительности орудие слева выстрелило на 5 сек раньше. Как же этот вопрос должен решать летчик, летящий с большой скоростью слева направо (предположим, что шум двигателей не мешает летчику слышать выстрелы)? Особенно сложной задача становится тогда, когда мы имеем дело с современным сверхзвуковым истребителем (его скорость превышает скорость звука) — выстрела левого орудия пилот вообще не услышит. Очевидно, что по звуку выстрела здесь ничего решить нельзя. Помочь могло бы визуальное наблюдение: раньше выстрелило то орудие, вспышку выстрела которого летчик увидел раньше. Вместо звуковых волн весть о выстреле приносит теперь световой луч.
Если в земных условиях мы можем полностью довериться световому лучу, то при оценке последовательности событий, происходящих в космическом пространстве, надо проявить осторожность.
История физики показывает, что наибольший вклад в раскрытие свойств пространства и времени внесла теория относительности, которая по своему содержанию является в основном теорией больших скоростей.
Что мы знаем о свойствах пространства? Эти свойства изучает геометрия. В том виде, как ее изучают в школах, геометрия была развита в основном уже древними греками за несколько столетий до нашей эры. В Европе геометрия греков стала известной благодаря произведениям Евклида. Эту геометрию называют поэтому евклидовой.
Опыт повседневной жизни показывает, что при измерениях в пространстве мы всегда можем пользоваться теоремами евклидовой геометрии. На протяжении многих веков люди, измеряя, например, треугольники, каждый раз убеждались, что сумма внутренних углов треугольника равна 180°, а квадрат гипотенузы прямоугольного треугольника равен сумме квадратов катетов (теорема Пифагора). На основе накопленного опыта люди считали, что окружающее нас пространство, по-видимому, таково, что свойства находящихся в «нем предметов точно такие же, как и свойства фигур евклидовой геометрии.
Долгое время считали, что евклидова геометрия единственно возможная. Ошибочность такого мнения показал в 30-х годах прошлого века русский математик Н. И. Лобачевский и независимо от него венгерский ученый Больяй, которые создали новую геометрию, в которой сумма внутренних углов треугольника меньше 180°, а квадрат гипотенузы в прямоугольном треугольнике больше суммы квадратов катетов. Двумя десятилетиями позднее немецкий математик Риман создал геометрию, в которой сумма внутренних углов треугольника была больше 180°, а квадрат гипотенузы в прямоугольном треугольнике был меньше суммы квадратов катетов.
Что же показывает нам повседневный опыт? Только то, что у небольших геометрических фигур, с которыми мы можем иметь дело в земных условиях, свойства такие же, какие следуют из евклидовой геометрии 29.
Если бы удалось измерить внутренние углы построенного в мировом пространстве гигантского треугольника, то не исключено, что сумма внутренних углов оказалась бы равной не 180°, а была бы больше или меньше 180°. Такой опыт позволил бы выяснить, отвечает ли в действительности структура мирового пространства геометрии Лобачевского, Римана или же геометрии Евклида.
Каково же пространство за пределами блиіжайших окрестностей Земли? Пока мы оставим этот вопрос открытым. Подробнее проблемы пространства будут рассмотрены в предпоследней части этой книги. Теперь же рассмотрим вопрос о времени.
В обыденной жизни мы привыкли, не задумываясь, употреблять такие понятия, как «позже», «раньше» или «одновременно». Опыт показывает, что недоразумений это не вносит, так как все понимают эти слова одинаково. Если, например, кто-нибудь из зрителей в театре скажет, что на сцене одна балерина сделала движение позже другои, с этим согласится каждый внимательный зритель в зале. Но если солдат на наблюдательном пункте услышит, что орудие справа выстрелило раньше, чем слева, то это еще ничего не говорит о действительном порядке выстрелов. Возможно, что выстрел, услышанный позже, на самом деле был произведен раньше. Звук распространяется в воздухе сравнительно медленно, преодолевая 1 км примерно за 3 сек. Если известно, что орудие слева расположено от наблюдательного пункта на 2 км дальше, чем орудие справа, то звук выстрела от первого орудия до наблюдателя идет на 6 сек дольше. Хотя выстрел справа прозвучит на секунду раньше, чем выстрел слева, внимательному наблюдателю будет ясно, что в действительности орудие слева выстрелило на 5 сек раньше. Как же этот вопрос должен решать летчик, летящий с большой скоростью слева направо (предположим, что шум двигателей не мешает летчику слышать выстрелы)? Особенно сложной задача становится тогда, когда мы имеем дело с современным сверхзвуковым истребителем (его скорость превышает скорость звука) — выстрела левого орудия пилот вообще не услышит. Очевидно, что по звуку выстрела здесь ничего решить нельзя. Помочь могло бы визуальное наблюдение: раньше выстрелило то орудие, вспышку выстрела которого летчик увидел раньше. Вместо звуковых волн весть о выстреле приносит теперь световой луч.
Если в земных условиях мы можем полностью довериться световому лучу, то при оценке последовательности событий, происходящих в космическом пространстве, надо проявить осторожность.