Наблюдение ведет привидение

В этом месте я задремал над сочинением этой книж­ки. И очутился в космической ракете. Невесомость, ти­шина, никакой тряски —все как полагается в современ­ном «Галилеевом ковчеге». Мне хочется узнать, лечу ли я, и если лечу, то куда, и успею ли при жизни доле­теть до Земли. Но увы, я понимаю, что никакие опыты и измерения ответа не дадут: действует запрет, наложен­ный эйнштейновским прин­ципом относительности. Тог­да я начинаю размышлять о причинах своего плачевно­го положения.

Кто виноват в нем? Свет. На предыдущей странице он сам в этом признался. Так как же устроен свет, если он ведет себя столь невеж­ливо?

Предположим на минут­ку, что свет — это не волны. Тогда, кажется, все встанет на место.

Пусть где-то в пустоте летит снаряд. Он взрывает­ся. Осколки мчатся в разные стороны. Но скорость оскол­ков складывается со ско­ростью снаряда. Если стать привидением (чтобы самому не взорваться) и до взрыва сесть верхом на снаряд, то после взрыва, продолжая по инерции двигаться так, как двигался исчезнувший снаряд, будешь сохранять его скорость и находиться в центре разлета осколков. Поэтому, измеряя скорость осколков, никогда не узнаешь, с какой скоростью ле­тишь ты сам, то есть с какой скоростью летел снаряд.

Движущийся фонарь — как снаряд. Световая вспыш­ка— как расширяющийся шар летящих «осколков» от ка­кого-то взрыва. Взрыв этот можно отразить зеркалом в любую сторону, собрать линзой в тонкий луч. Но ни­каким опытом не удастся по измерениям скорости оскол­ков (скорости света) узнать скорость фонаря.

Объяснен как будто главный итог опыта Майкель­сона! Правда, остается еще как-то вывернуться — истол­ковать волновые причуды света, хоть то же явление интерференции. Но это, быть может, мелочи...

Изложенную теорию света сочинил в 1908 году один уважаемый физик, по фамилии Ритц. Называлась она баллистической (по аналогии со взорвавшимся снаря­дом). И оказалась катастрофически неверной.

Дело вот в чем. Если скорость осколков складывает­ся со скоростью снаряда, а, согласно баллистической теории, роль снаряда играет движущийся фонарь, то скорость света должна складываться со скоростью фо­наря. Именно при таком условии не удастся установить оптическим опытом собственное равномерное прямоли­нейное движение.

Но это утверждение можно проверить опытом или наблюдением, что и было сделано через несколько лет после провозглашения теории Ритца. К тому времени астрономы основательно изучили вращающиеся системы двойных звезд и научились сравнивать скорости света, испускаемого каждой из звезд такой «вальсирующей» пары. Как выяснилось, оба звездных «партнера» — и тот, что, «вальсируя», движется на нас, и тот, что, наобо­рот, удаляется,— испускают свет, распространяющийся с совершенно одинаковой скоростью. Значит, в противо­речии с теорией Ритца, скорость света не зависит от ско­рости светового источника. Другими словами, световой сигнал нельзя ускорить «броском» фонаря — сигнал бу­дет распространяться все с той же скоростью — 300 000 километров в секунду.

Вкратце повторю сказанное.

Казалось бы, признав первый постулат Эйнштейна, мы обязаны объявить, что скорость света должна скла­дываться со скоростью фонаря. Так же, как скорость «Галилеева ковчега» складывается со скоростью пасса­жира, идущего по палубе. Или скорость пистолета со ско­ростью пули. А выходит, что такого сложения скоростей для света в действительности нет. Скорость света не зависит от скорости фонаря!

Тут свет опять повел себя так, будто есть все-таки эфир и световые волны в эфире подобны звуковым вол­нам в воздухе. Ведь скорость звуковых волн тоже не за­висит от движения источника (никто не станет кричать «с разбегу», чтобы ускорить распространение звука).

Но эфира нет. И поэтому распространение света не похоже на распространение звука. Как доказал Майкельсон, световыми волнами невозможно определить собственную «абсолютную» скорость в эфире, в то вре­мя как звуковыми волнами можно установить собст­венную скорость движения в неподвижном воздухе. (Вспомните «ого» и «ау», которыми мы с приятелем перекликались на поезде из порожних платформ.) Вот вам: свет не похож ни на звук, ни на взрыв.

Ни на что он не похож. И поведение его ни на что не похоже. Теперь оно выглядит еще более диким и противоестественным, чем прежде. Свет вроде той дамы, которая «рано утром вечерком поздно на рассвете ехала верхом в расписной карете».

Да и не только свет ведет себя столь странно. Не следует думать, что для людей, лишенных зрения или зажмуривших глаза, физика меняется. Сказанное о свете относится и к радиоволнам, рентгеновым, гамма- и инфракрасным лучам, и к потокам частиц нейтрино, и к тяготению — словом, к любым полям, распространяю­щимся в пустоте со скоростью света. А только такие поля и существуют в природе