Свет и время. Размышления на границе естествознания и Богопознания

Из этой формулы видно, что масса одного грамма вещества содержит 25 миллионов киловатт-часов энергии.

При всякой передаче энергии одновременно происходит изменение массы. Но только в особых случаях — при внутриядерных реакциях — энергетические преобразования достаточно велики, чтобы изменения массы стали измеримы.

Космос

В этом небольшом разделе мы не будем обсуждать множество разнообразных гипотез, предложенных для объяснения происхождения и развития Вселенной.

В наши дни имеется много надежных средств для изучения Вселенной. Все они, независимо друг от друга, указывают на то, что Вселенная не всегда существовала. Это значит, что у нее была, можно сказать, начальная дата. Ученые высчитали, что Вселенная существует несколько миллиардов лет, скорей всего 15—18, или несколько больше, но в любом случае их число ограничено.

Согласно теории «большого взрыва», одной из самых признанных в наше время, развитие Вселенной началось колоссальным взрывом и расширение ее продолжается и поныне. Эту теорию первыми предложили астрофизики Ганс Бете и Джордж Гамов. Большинство современных астрономов придерживается тех же взглядов.

Итак, наша Вселенная существовала не всегда. Она однажды возникла и с тех пор расширяется, поскольку все звездные системы удаляются друг от друга.

Это разбегание подтверждается эффектом Доплера. Когда светящееся тело удаляется от наблюдателя, то спектральные полосы его света смещаются к красному краю спектра. Именно это происходит со свечением звездных систем и галактик, притом, чем отдаленнее галактика, тем сильнее красное смещение, то есть, очевидно, тем больше скорость ее удаления от нас.

Что было сначала — масса или энергия?

Согласно теории Эйнштейна, масса и энергия эквивалентны. Известно, что две частицы с противоположными зарядами и равными массами, скажем электрон и позитрон, столкнувшись, исчезают в яркой вспышке света (точнее, гамма-лучей). Доказано также, что излучение может превратиться в частицу: фотон может преобразоваться в электронную пару, состоящую из электрона и позитрона. Могло ли нечто подобное случиться в начале времен, когда таким же путем была сотворена вся материя — из света, излучения?

Что касается будущего Вселенной, то ей и дальше предстоит подвергаться изменениям. Запасы атомной энергии в солнце и звездах немыслимо велики, но не бесконечны.

Каждую секунду эти небесные тела излучают огромное количество энергии. Медленно, но верно их запасы истощаются и похоже на то, что им когда-нибудь предстоит догореть, остыть и умереть!

Астрономам известны космические объекты, называемые нейтронными звездами. Похоже, что они представляют собой один из вариантов последней стадии звездных метаморфоз. Их вещество столь плотно, что его удельный вес оценивается в 1012 г/см3.

Если масса некоторой звезды превышает определенный предел, равный удвоенный массе солнца, то, согласно астрономическим теориям, эта звезда может сжаться до предела и превратиться в черную дыру. Ее притяжение станет таким огромным, что она втянет в себя всю материю из окрестного пространства. Все и вся будут тогда падать вниз, словно в бездонную пропасть, без всякой возможности вырваться обратно.

Черная дыра даже не способна стать меньше. Можно вообразить, что черные дыры мало-помалу поглотят все вещество вселенной. Но до настоящего времени астрономы не сумели подтвердить, чтобы такое происходило где-нибудь во Вселенной.

Пространство

У точки нет размеров. Движущаяся точка может оставлять след в виде прямой линии. Линия продолжается только в одном измерении (в длину) и поэтому называется одномерной. Если позволить линии сдвинуться в сторону, то ее следом будет плоскость. Плоскость двухмерна. Ее размер вычисляется умножением двух измерений: длины и ширины. Наконец, если плоскость поднимется вверх перпендикулярно своей поверхности, то получится пространство. Три координаты достаточны для определения пространства; три измерения должны перемножаться для вычисления его объема. Следовательно, пространство трехмерно.

Люди способны представлять себе пространство во всех трех измерениях, но не всегда успешно. Глядя только одним глазом, невозможно определить расстояние в пространстве, а если удастся, то только с помощью прошлого опыта, а не непосредственного восприятия. В этом легко убедиться, закрыв один глаз и затем пытаясь кончиком указательного пальца столкнуть спичку с края стола. Только когда мы смотрим на предмет двумя глазами, то есть под разным углом, сказывается стереоскопический эффект и становится возможным определить расстояние до предмета.

Все сказанное может показаться скучноватым. Но если вспомнить радость от взгляда на прекрасные пространственные предметы,— скульптуру, орнаменты, строение цветочной головки, отдаленные голубоватые вершины снежных гор, черты милого лица,— то найдется много удивительных неожиданностей.

Кроме пространства, как еще одно измерение действительности, переживается нами и время. Оно всегда течет только вперед, не позволяя нам ни обгонять, ни отставать от него, ни тем более сдвинуться назад, как сочиняют фантасты.

Но наступила новая пора, и наука изумила нас учением о четырехмерном пространстве-времени. Эйнштейн выдвинул это понятие в специальной теории относительности. Всякое движение теперь признается смещением в пространстве-времени.

В общей теории относительности Эйнштейн пошёл ещё дальше. Он предложил четырёхмерное изогнутое пространство-время. Но поскольку человеческие способности ограничены восприятием трёхмерной действительности, люди не могут представить себе устройство четырёхмерного мира.

Если взглянуть на небеса и позволить взору проникнуть в глубину Вселенной, то легко заключить, что нет никакой границы, что ничто (хотя бы в теории) не может стать на пути взгляда. Пространство простирается во всех направлениях, всё дальше и дальше, без препятствий, без границ, всегда бесконечно расширяясь. В некотором смысле это верно. Но если от этого, не задумываясь, перейти к выводу: «Вселенная, следовательно, бесконечна», то физики сразу возразят: «Потише, это недостоверно! Вселенная действительно велика, но при этом она не обязательно бесконечна. Согласно нашим теориям, у нее возможен предел, где она, в конце концов, изгибается назад».

Но может ли пространство бесконечно продолжаться и оставаться ограниченным? «Да,— отвечают физики,— хотя человеческому уму не под силу нарисовать картину такого пространства». Только некоторым избранным умам, одаренным редкой интуицией, скажем, Эйнштейну, удалось осознать природу пространства и построить его теорию.

Вот картина, которой часто пользуются, объясняя понятия, заключенные в учении о четырехмерном пространстве. Для начала предлагается оставить только два измерения.

Представим себе двухмерные существа, способные, соответственно, воспринимать и понимать только двухмерную действительность, то есть свою родную плоскую поверхность. Существа эти сами плоски и могут перемещаться только по плоскости. Далее, предположим, что они пришли к выводу о бесконечности своей «вселенной». Они додумались, что их плоский мир может, в теории, бесконечно продолжаться в любом желаемом направлении (рис. 11).

Но однажды некий, высокоинтеллектуальный представитель рода двухмерных существ вдруг предположил, что хотя и нет теоретического предела расстоянию, открытому для перемещения в любую сторону, все же «их мир» ограничен. Но каким образом? — А таким, при котором поверхность обитания плоских существ на деле есть не плоскость, а огромное округлое тело, скажем, эллипсоид или другая кривая поверхность, загибающаяся к своему началу. Такая поверхность, или такая «вселенная» будет обладать как раз всеми свойствами бесконечности. По ней можно беспрепятственно и безостановочно двигаться в любом направлении, но при этом «вселенная» все-таки остается конечной. Но двухмерному существу крайне трудно это усвоить. Только очень тщательные измерения могли бы показать, что это не так, и тогда их математикам пришлось бы объяснять, что их пространство искривлено. Для всякого, наделенного чувством трехмерного пространства, очевидно, что кривизна пространства неизбежно ведет к тому, что двухмерные существа оказываются живущими в сфере или эллипсоиде.

Легко вообразить, что необходимо сделать большой скачок от двухмерного осмысления мира к трехмерному. Понимая мир двухмерно, в понятиях поверхностей, невозможно воспринимать даже повседневные явления, привычные, но необходимо зависящие от трех измерений. Наше существование полностью зависит от восприятия пространства. Все окажется иным при переходе от двухмерных (поверхностных) восприятий к понятиям трехмерного пространства.

Но насколько немыслимо для двухмерных существ суметь подняться на новую ступень шкалы измерений и представить себе трехмерный мир, почти настолько же и нам невозможно шагнуть выше по лестнице измерений и вообразить четырехмерное пространство. Следовательно, когда мы говорим о «четырехмерном искривленном пространстве», нам приходится довольствоваться чисто словесными описаниями, которые хорошо соотносятся со всем вышеизложенным, однако их содержание остается все же невразумительным. Здесь мы снова встречаемся с областью, где от науки не приходится требовать понятности.

Мир, где мы живем, неотделим от полноты физического мира с его пространством и временем. Протяженность пространства и времени определяется количеством наличной материи или энергии. И там, где нет материи или энергии в физических измерениях и определимых количествах, там нет ни пространства, ни времени. Это открытие ошеломило физиков и философов нашего столетия.

Рис. 11. Двухмерный ограниченный мир — гигантская искривленная поверхность, загнутая к своему началу. Частично пунктирная кривая показывает, как линия, кажущаяся взгляду прямой, может без конца продолжаться по поверхности, не встречая границ. Без трехмерных представлений о пространстве трудно понять строение такого мира, но его плоские обитатели вряд ли догадываются об этом.

Более высокие измерения

Возвратимся ненадолго в двухмерный мир. Вообразим двухмерные дома, где живут плоские существа. Они выглядят, как небольшие отдельные прямоугольники с надлежащими дверями (рис. 12). Их стены и двери, разумеется, тоже двухмерны. Если дверь закрыта, то двухмерное существо окажется полностью замкнутым за стенами дома (рис. 13). Теперь скажем, что наши плоские существа, сами того не зная и не понимая, приобрели трехмерные способности и свойства, те же, что на деле присущи их миру. Тогда, если бы они научились двигаться вдоль этого третьего, более высокого измерения, то они смогли бы бесследно покидать свои двухмерные дома, не проходя сквозь двери или окна. Итак, они смогли бы освободиться от всех двухмерных ограничений, и никакие двухмерные предметы их бы больше не ограничивали.

Вернувшись теперь в наше трехмерное пространство, мы вправе сделать следующую аналогию: если бы нам было дано перемещаться вдоль четвертого, высшего для нас измерения, то и мы смогли бы, соответственно, покидать закрытые помещения, несмотря на стены и потолки. Никакие трехмерные предметы не были бы нам помехой.

Наша аналогия, разумеется, фантастична. Однако мы вправе спросить: не присуща ли людям некоторая способность к свободному перемещению вдоль четвертого измерения, которым, согласно физике, является время? Во всяком случае, сновидения и парапсихологиче-ские феномены показывают, что при некоторых условиях человек может смещаться вдоль временной оси. Вероятно, нас связывает только наше трехмерное тело. Но наше тело не вечно.

Прошлое в настоящем

Теперь следует внимательней всмотреться в самое время, наше четвертое измерение.

Удивительно, что на самом деле это четвертое измерение довольно легко доступно нашему простому наблюдению. Мы об этом не думаем и не замечаем, так как обычно в этом нет практической надобности.

Вообразим, что в тихий и ясный вечер мы любуемся окрестным видом. На западе солнце опускается за голубеющие луга, бросая розовый отблеск на облака и снежные горы. Бледный полумесяц висит высоко на востоке, а на юге уже ясно обозначилась вечерняя звезда. Все вокруг спокойно и прекрасно. (Вечерней и утренней звездой обыкновенно называют планеты Венеру и Юпитер. Свет их бывает столь ярок, что на вечернем или утреннем небе они видны яснее звезд.)

Рис. 12. Небольшая часть двухмерного плоского мира. На ней показан дом с дверью; двухмерное существо находится вне дома.

Рис. 13. Двухмерное существо полностью замкнуто внутри дома.

Рис. 14. Предположим, что это существо получило возможность двигаться вдоль третьего (высшего) измерения. В этом случае ни дверь, ни стены ему не помеха.

Но весь этот прекрасный вечер существует не только в пространстве, но и во времени. Отчего же так? А оттого, что свету нужно время, чтобы дойти до нас. Видимый образ солнца создан солнечным светом, излученным около восьми минут назад. Иными словами, он расположен во времени иначе, чем, например, свет от Юпитера, который был излучен примерно сорок минут назад, или лунный свет, достигающий Земли за полторы секунды.

Итак, мы приходим к выводу, что все разнообразные элементы наблюдаемой нами картины — дома, деревья, озера, горные вершины, Солнце, Луна и другие планеты по-разному расположены не только в пространстве, но и во времени.

Но еще грандиозней и поразительней кажется нам такая разновременность, если мы вглядимся в ясное ночное небо. В мировом, пространстве сияют исполинские маяки, и их свет доходит до нас после долгого пути в пространстве и времени. Мы не знаем, каково нынешнее состояние этих небесных тел; некоторые из них, быть может, давным-давно взорвались и уже не существуют в виде тел. Их свет, однако, будет сиять для людей очень долго. Многие сотни, а то и тысячи лет они будут появляться в своем прежнем виде, украшая небеса.

Даже свет ближайшей к нам звезды, Альфы Центавра, хорошо видной в ясные вечера, идет к нам 4,3 года; то есть, глядя на нее, мы видим картину, устаревшую на этот срок. Свет от прекрасной звезды Сириус доходит до нас за 8,8 лет, лучам Капеллы из созвездия Возничего на это нужно 46 лет, а Канопусу — почти 200 лет! В созвездии Орион есть звезда Ригель; ее свет достигает нас только через 800 лет. Если нам посчастливится заметить небольшой клочок тумана немного выше средней звезды Андромеды, то это значит, что до нас дошел свет новой звездной системы, другой галактики. На это ему понадобилось 2,2 миллиона лет. Вот как стар этот свет.

В созвездии Тельца находится Крабовидная туманность, которая, однако, вовсе не другая галактика, а раскаленное газовое облако, расположенное в нашей звездной системе — Млечном пути. Полагают, что оно образовалось на месте взорвавшейся звезды, так называемой сверхновой. В 1050 г. китайские астрономы заметили вспышку в том самом месте созвездия Тельца, где теперь видна эта туманность. Расстояние до нее превышает 7 000 световых лет. (Световой год — это путь, пробегаемый светом за год при скорости 300 000 км/сек.) Следовательно, вспышка сверхновой произошла за 6000 лет до Рождества Христова.

Немало других пылевых и газовых облаков обнаружено в межзвездном пространстве нашей Галактики. В отличие от Крабовидной туманности, они не способны светиться сами, и поэтому либо образуют тени за собой, либо отражают свет соседних звезд. На снимках, сделанных в телескопе, ясно видны их своеобразные и удивительные формы.

Когда астрономы фотографируют небеса с помощью огромных современных телескопов, полученные ими снимки рассказывают им о временах, чрезвычайно далеких от современности, о событиях, происходивших тысячи и миллионы лет назад, то есть более близкие к «большому взрыву» и началу времен. Астрономы нашли прямое соответствие между протяженностью Вселенной и временем ее расширения.

Итак, время — часть и образующее начало создаваемой нами картины внешнего мира, но обычно мы об этом не думаем. Незримым образом оно входит во все наши повседневные восприятия. Мы этого просто не замечаем, потому что скорость света так велика и время его пробегания так ничтожно, что в практической жизни можно с этим не считаться.

Луна и планеты посылают в пространство отраженный ими солнечный свет. Так получается лунный свет и, если угодно, земной свет. Если мы направим телескоп на Юпитер, нам может посчастливиться увидеть там лунное затмение, то есть вхождение одного из его спутников в его же собственную тень. При этом мы не должны забывать, что затмение на самом деле состоялось 40 минут назад (учитывая расстояние между Землей и Юпитером).

Представим себе: на Юпитере будто бы установлено огромное зеркало, способное отражать земной свет и направлять его к нам назад. Наведя телескоп на это зеркало, мы сможем увидеть события, происходившие на земле 80 минут назад.

Продолжая мечтать, вообразим, что у нас есть телескоп с неограниченной способностью увеличивать изображение, концентрировать свет и различать детали и множество огромных зеркал, размещенных в разных точках мирового пространства. Много замечательного смогли бы мы тогда увидеть! Поглядев в телескоп на зеркало, установленное под нужным углом в окрестностях звезды Альтаир в созвездии Орла, мы увидели бы, что творилось на земле 35 лет назад. Так был бы виден атомный взрыв над Хиросимой в августе 1980 г.

Разумеется, все это чистая фантазия. И теоретически, и практически невозможно построить такой телескоп и разместить такие зеркала. Тем не менее, эта фантазия поучительна. Все, что случилось на земле, что делалось людьми, и все злое и доброе, что сделали мы вчера и много лет назад, не исчезло, но по-своему продолжается и разносится светом по мировому пространству как свидетельство о нас. История живет в пространстве, история нашего земного шара.

Но мы неспособны извлечь ее из мировых глубин. Астрономы оказываются историками: их телескопы никогда не показывают настоящего, но только прошедшее.

И хотя сияющие звездами небеса глядят на нас из далекого прошлого, мы, люди, не перестаем говорить или петь о них в настоящем времени. «Вон блещет Сириус, вон светит Орион, и в вечном море проплывает Лебедь».

Обратимость времени

Время, считает физика, это то, что измеряется на часах. Теория относительности говорит так: если привести в движение некий объект и непрерывно увеличивать его скорость, приближаясь к скорости света, то неподвижный наблюдатель должен заметить три изменения, нарастающие с ростом скорости. Сперва сам объект будет становиться все тяжелее, то есть его масса начнет прибавляться. Затем длина объекта, измеренная по ходу движения, сократится. Наконец, течение времени внутри самого объекта замедлится.

В повседневной жизни мы не замечаем этих изменений. Нам недоступны огромные скорости, необходимые для таких наблюдений. Но если ядерный физик не учтет эти три эффекта всерьез, то его опыт даст полностью ложный результат. Ведь именно в его опытах частицы движутся с околосветовыми скоростями.

Итак, длина метровой линейки не всегда равна одному метру. Начав двигаться, она станет короче. Автомобиль на ходу будет короче себя самого, стоящего на обочине. Но наши обычные скорости не позволяют заметить разницу. При скорости 80 км/час автомобиль укорачивается примерно на величину диаметра атомного ядра. Если бы ему удалось разогнаться до скорости 270 000 км/сек (90% световой скорости), то он стал бы вдвое короче, а его часы пошли бы гораздо медленнее. Вернувшись после часовой езды на такой скорости, водитель узнал бы, что на деле он отсутствовал целых два часа.

Необходимо подчеркнуть, что только стоящий в стороне наблюдатель смог бы заметить случившиеся перемены, то есть сокращение длины автомобиля и замедление хода его часов. Но тот, кто сидит внутри, не ощутил бы ни того, ни другого. Тем сильнее бы он изумился, приехав назад. Поездка, скажем, началась от ратуши в Осло. Часы на башне показывали полдень. Вернувшись, водитель неожиданно узнает, что на городских часах уже два пополудни, а на его собственных — только час.

Пусть вся сказка о немыслимо быстром автомобиле — чистая выдумка, но в ней правдиво представлены действительные физические эффекты.

Вообразим теперь, что мы научились достигать столь больших скоростей, что вплотную приблизились к скорости света. Межзвездные полеты стали возможны, снаряжается экспедиция на Сириус. Продолжая фантазировать, припишем нашей атомной ракете способность летать со скоростью 99,9999...% скорости света, то есть почти 300 000 км/сек. До Сириуса 8,8 световых лет, значит полет в каждую сторону займет 8,8 лет, а всего 17,6 лет.

Столь долгая поездка требует, кажется, больших запасов продовольствия. А на самом деле хватит небольшого пакета с бутербродами. При полете с почти световой скоростью не только часы замедляются в 70 000 раз, но и все физиологические процессы — дыхание, аппетит, пищеварение — замедляются во столько же раз. Разумеется, пилот на борту ракеты этого не заметит. Он отправится в полет утром, сразу после завтрака. Долетев до Сириуса, он слегка проголодается и захочет перекусить. Только вернувшись на землю, он всерьез подумает о хорошем, пусть несколько позднем обеде. Тут-то и ждет его сюрприз: хотя он сам стал старше только на один день, его дети успели вырасти и выучиться; все его друзья состарились на 18 лет, пока он их не видел, а его часы показывают, что прошло только 12 часов (рис. 15).

Рис. 15. Год 2008-й. На стене висит портрет полковника Статуса Ювеналиуса, сделанный в 1990 году, когда полковник отправился в космическом корабле «Фантазия-1» в полет на Сириус. На портрет глядят сын и внук полковника. Внезапно начинается внеочередная передача по телевизору. «Внимание, исключительные новости — космический корабль "Фантазия-1" после 18-ти лет отсутствия только что приземлился на космодроме Сиентия. Мы охотно даем слово командиру корабля полковнику Статусу Ювеналиусу». Полковник: «Я рад заявить, что успешный перелет завершился благополучным возвращением. Хотите верьте, хотите нет, но для нас, участников полета, он длился всего 11 часов 48 минут».

Может ли человеческий ум поверить такому рассказу? Ведь в нем нет ничего сообразного с нашим жизненным опытом. Замечательно, что вся история вполне согласуется с истиной! Физика подтвердила, что на околосветовых скоростях действительно происходит замедление хода времени. Истина порой причудливее самых необузданных вымыслов.

80 лет прошло с момента появления теории относительности. Все эти годы она подвергалась сомнениям, отрицаниям и нападкам, но все научные наблюдения и опыты неизменно ее подтверждали.

Например, замедление времени было непосредственно измерено в опыте с хронометрами, размещенными на реактивных самолетах. Этот опыт поставили в 1971 году два американских физика Дж. С. Хейфель и Р. Е. Китинг. Для опыта понадобились двое полностью согласованных цезиевых часов, с точностью до 10~13 (то есть с погрешностью в 1/10 000 000 000 000). Одни из них неподвижно стояли в Военно-морской обсерватории в Вашингтоне, а другие были установлены на реактивном самолете, который облетел вокруг света, сперва с востока на запад, а потом наоборот. В обоих случаях обнаружилась отчетливая и хорошо измеримая разница в показаниях часов, стоявших на месте, и часов, летавших на самолете. Разница полностью совпадала с теоретически рассчитанной величиной.

Есть и другое подтверждение замедления времени, полученное с помощью мезонов, элементарных частиц, размер которых находится между электроном и протоном.

У мезонов фантастически короткая длительность жизни — между их возникновением и распадом проходит лишь одна миллионная доля секунды. Но и её возможно измерить в ходе опытов на ядерных установках.

Скорость мезонов во время этих опытов не столь велика, чтобы разница во времени между объектом и наблюдателем стала особенно заметной. Но, с другой стороны, пролетая через атмосферу, мезоны могут достичь скорости, близкой к световой. И тут становится заметным, что длина их траекторий должна соответствовать куда большей длительности жизни чем та, что измерена в лабораториях. При этом собственная длительность жизни мезона осталась прежней. Но для наблюдателя, согласно теории относительности, и время жизни мезона, и его пробег изменились и стали много дольше.

Мы не будем вдаваться в описание еще и того факта, что для часов небезразлично место их расположения в поле тяготения. Скажем только, что и здесь теория относительности подтвердилась. Если взять двое одинаковых и тщательно сверенных часов и разместить их в космосе на разных расстояниях от Земли, то их показания будут различными.

Итак, наука не подтвердила представлений об абсолютном и неизменном времени, столь свойственных нашему житейскому опыту. Если бы кто-нибудь сумел развить огромную скорость, начав постепенно приближаться к скорости света, то его время начало бы замедляться вплоть до полной остановки, с точки зрения земного наблюдателя. Тот, кто летит, был бы уверен, что все идет обычным порядком, а на Земле тем временем прошли бы века,— занятно, не так ли? Ну, а если вглядеться: не заметим ли мы здесь некий образ или проблеск вечности?

Необходимо признать, что все сказанное затруднительно для понимания. Мы слишком привыкли размышлять во временных понятиях. Мы признаем часы, минуты и секунды за навсегда установленные, измеренные и неизменные величины. Труднее всего избавиться от старых умственных привычек.

Подводя итоги, можно заявить, что для самого света, ввиду его скорости, не должно быть никакой разницы между различными точками пространства. Ведь время перемещения между ними будет равно нулю. А с другой стороны, формулы показывают, что для света все расстояние должно обратиться в нуль, то есть исчезнуть. Для света нет ни времени, ни расстояний. Он сияет вне времени и пространства, всюду и одновременно. Какая чудесная мысль!

НАШИ ЧУВСТВА И ВНЕШНИЙ МИР

Откуда такая уверенность?

Мать одного из моих старшеклассников однажды заявила: «Учителям следовало бы приучать детей не до конца верить всему писанному». Иные подумают, что под «писанным» подразумевается Священное Писание. И хотя сомнения насчет Библии не чужды многим, она имела в виду совсем другое.

Она говорила о книгах вообще, включая школьные учебники, скажем, по истории или физике. Ученикам полезно было бы усвоить, что на деле не все так ясно и понятно, как пишется в книжках. И причина не в чьем-то обмане, а просто в человеческом несовершенстве. Оно виднее всего при сравнении курсов истории, изданных в различных странах.

Поразмыслив над ее словами, я признал, что в них сказано много верного про любых старшеклассников. Преподаватели на опыте знают, что мало кто так тверд в убеждениях и так уверен в собственных познаниях, как их школьники. Студенты твердо знают то, о чем исследователи только осторожно догадываются.

Современная молодежь требует окончательных ответов на свои вопросы: «Говори, мол, так оно или не так?» Или — или. Юнцы, неуверенно приближающиеся к зрелости, естественно ищут поддержки в чем-то неоспоримом, несомненном и абсолютном. Их идеализм и прямота — большие достоинства, которые надо поощрять, а не подавлять.

И в то же время молодым людям было бы полезно знать, что подлинных ученых отличало смирение, зрелая скромность, почтение к сотворению, существованию и загадочности мира, их понимание того, что вопросов куда больше, чем правильных ответов и что чем больше узнаёшь, тем лучше видишь своё невежество.

Сверх того, мы обязаны помнить, что очередные результаты науки входят в оборот с большим запозданием и только через много лет становятся общеизвестными. Следовательно, чья-то несомненная уверенность порой основывается на выводах, устаревших и отброшенных наукой ещё при жизни прошлого поколения

Где создаются впечатления?

Все наши впечатления возникают в результате воздействий на наши чувства. Действовать на них может и окружающий мир, и внутренние процессы. Считается, что у человека пять чувств: зрение, слух, осязание, обоняние, вкус. На деле их гораздо больше. Осязание, например, делится на четыре отдельных типа; сигналы о состоянии внутренних органов регистрируются особо назначенным чувством; чувство равновесия действует независимо от прочих чувств. Но для связи с внешним миром всего важнее зрение и слух.

При нормальных условиях, ощущения следуют за воздействием неких внешних стимулов на наши органы чувств. Каждый стимул действует только на соответствующий орган. Например, всякое вещество, попав на язык, даёт ощущение вкуса. Механические вибрации и воздушные волны ощущаются нами в виде звука, а электромагнитные колебания — в виде света и цвета.

Тут надо сразу заявить, что сами по себе колебания — еще не звук, а электромагнитные волны — еще не свет. Воздушные колебания вызывают дрожь в барабанных перепонках, которая передается во внутреннее ухо и там возбуждает слуховые нервы. Их электрические сигналы поступают в мозг. Только тогда в сознании возникает представление о звуке. Сходным образом, попав на сетчатку глаза, электромагнитные колебания вызывают в ней электрические разряды, поступающие в мозг по зрительным нервам, отчего и получается видимый свет.

Итак, все, что мы видим, слышим или обоняем, суть умственные представления, порожденные соответствующими процессами или механизмами в мозгу. Действие этих механизмов, очевидно, задается воздействием внешних стимулов. Но никто не знает, как совершается такое действие.

Уже изучены и устройство, и сложнейшая деятельность наших органов чувств. Все это детально описано физиологами. Но ученым не дано объяснить непостижимый результат обыкновенных воздушных колебаний — слышимый звук, возникающий в сознании после их воздействия на слуховые перепонки. То же самое и со светом — невозможно указать, отчего электромагнитные излучения должны видеться как свет и цвет

Известно, что порой световые ощущения случаются при самых неожиданных обстоятельствах. Ударь в глаз — из него «посыплются искры». А если подать на зрительный нерв небольшой электрический заряд, то появится ощущение света. Любопытно, что если проделать то же самое со слуховыми или вкусовыми нервами, то соответственно возникнет ощущение звука или вкуса. Отсюда следует, что если бы удалось соединить оптический нерв с внутренним ухом, а слуховые нервы — с глазами, то можно было бы видеть звук в виде цветовых образов или слышать свет в виде разнообразных шумов.

Итак, звуки с их высотой и свет с его оттенками — создание нашей психики в ответ на внешние воздействия.

Трубачи могут дуть, пока на лопнут, не издавая при этом ни единого истинного звука, а только сотрясая воздух, если у слушателей не будет надлежащих слуховых органов, способных улавливать воздушные колебания и переводить их в звуковые ощущения.

Всякий освещенный объект вовсе не светится. Он просто шлет во все стороны отраженные элетромагнитные волны, которые, попав в глаза, вызывают переживания света и цвета. И световые лучи сами по себе — еще не свет для нас. Они останутся незримыми, проходя сквозь совершенно пустую и абсолютно темную камеру.

Ограниченность наших чувств

В первой главе мы говорили о понятиях частоты колебаний и длины волн. Эти понятия взаимосвязаны. Частота определяет высоту тона или окраску цвета, а длиной волны задается рассеивание колебаний или излучений. Чем короче волна, тем точней и прямолинейней её распространение. От этого тени будут отчетливо очерченными, контуры — резкими, а отражение от малых поверхностей — хорошо заметным.

Гуляя тихим летним вечером по лесу или лугу, мы нередко замечаем какие-то призрачные тени, скользящие в темном воздухе. Это летучие мыши. Очевидно, у них есть способность не сбиваться с пути в темноте и непринужденно избегать столкновений с ветками, проводами и прочими встречными предметами. Как же им это удается?