Хладнокровие в лифте

С точки зрения классической механики лаборатория в мяче и ракета Черномора были ареной игры сил инерции. По Ньютону, никаких изменений тяготения там не было. Уместен и обратный пример, в котором ньютонианец нашел бы действие не инерции, а тяжести.

Придумал такой пример сам Эйнштейн. Это падаю­щий лифт.

Оборвался канат, кабинка лифта стремглав падает, влекомая земным тяготением. В конце концов она до­стигает дна шахты — и наступают печальные послед­ствия.

Если вы достаточно хладнокровны, чтобы размыш­лять на научные темы в падающем лифте, то можете, по Эйнштейну, считать себя неподвижным. Это засви­детельствуют и механические и оптические опыты. Они зарегистрируют идеальную невесомость и строго прямо­линейное распространение светового луча — как в дале­ком космосе, в ракете, которая летит без ускорений, по инерции. Или по инерции же пребывает в покое (что, конечно, изнутри неотличимо от прямолинейного равно­мерного движения).

Прежде инерция была сведена к тяготению. Уско­рением мы создали тяжесть. Теперь же, наоборот, тя­готение сведено к инерции. Ускорение ликвидировало тяжесть.

Итак, Эйнштейн считает равноправными две систе­мы отсчета: ракету, неподвижную в поле земного тяготения, и ракету, летящую вне поля тяготения с ускоре­нием g. Либо лифт, покоящийся или равномерно летя­щий в глубинах космоса вне полей тяготения, и лифт, который свободно падает в поле тяжести. Основание для такого заключения дал высший судья физических высказываний — его величество эксперимент.

Если никакими способами невозможно отличить одно явление от другого, значит, эти явления физически тождественны. Их различие — только в названии. Не­мец говорит «der Tisch», русский — «стол», а предмет, обозначаемый этими названиями, один и тот же, ибо физических признаков отличия нет.

Похищенная Людмила, веря в свою неподвижность, назвала стремление тел книзу тяготением. Руслан, от которого умчали Людмилу, сказал бы: «Нет, это инер­ция».

Обитатель падающего лифта, считавший себя не­подвижным, не находил никакого тяготения и объяснял этим свою невесомость. Для него лифт летел по инер­ции. Лифтер же, оставшийся снаружи, объяснил дви­жение лифта, как и пропажу в нем веса, тяготением.

Разные наблюдатели — разные слова. А суть —одна.

Инерция и тяготение — по Эйнштейну, физически тождественные явления природы (правда, с оговоркой, которую я приведу в следующей главе). Таков неожи­данный и парадоксальный принцип эквивалентности инерции и тяготения. Он был провозглашен Эйнштей­ном еще до опубликования общей теории, в 1913 году.

А из него прежде всего следует вывод, к которому мы добирались через всю книжку: инертная масса и тя­желая масса равны не потому, что они совпадают слу­чайно (так выходило по Ньютону, помните?), а потому, что это одна и та же масса. Просто масса.