Розділ без назви (16)

S2 = x2 + y2 + z2 + t2,

а ось так:

S2 = x2 + y2 + z2 – t2.

Знак «мінус» перед t2 у визначенні просторово-часової довжини S надає простору Мінковського особливих характеристик, і саме через це наші різні точки зору на простір і час, коли ми рухаємося один стосовно одного, є не простими обертаннями, як у випадку Платонової печери, а чимось дещо складнішим.

Менше з тим, одним махом сама природа нашого всесвіту змінилася. Як поетично написав із цього приводу 1908 року Мінковський: «Віднині сам по собі простір та сам по собі час приречені перетворитися на лише тіні, і лише їхній своєрідний союз збереже незалежну реальність».

Таким чином, на перший погляд Ейнштейнова спеціальна теорія відносності робить фізичну реальність суб’єктивною та залежною від спостерігача, проте вживати слово відносність у такому сенсі неправильно. Натомість теорія відносності є тео­рією абсолютів. Вимірювання простору й часу можуть бути суб’єктивними, проте «просторово-часові» вимірювання — універсальні й абсолютні. Швидкість світла універсальна й абсолютна. А чотиривимірний простір Мінковського — це поле, на якому відбувається гра природи.

Можливо, простіше буде зрозуміти всю глибину радикальної зміни точки зору, викликаної переоформленням Ейнштейнової теорії Мінковським, якщо розглянути реакцію самого Ейнштейна на картину Мінковського. Спершу Ейнштейн назвав її «надлишковою мудрованістю», даючи зрозуміти, що це просто химерна математика, позбавлена фізичної значимості. Невдовзі після цього він додатково підкреслив це, сказавши: «Відколи в теорію відносності вдерлися математики, я сам перестав її розуміти». Проте в остаточному підсумку, як це не раз ставалося в його житті, Ейнштейн змінив думку та визнав, що цей здогад може мати ключове значення для розуміння істинної природи простору й часу, і пізніше збудував свою загальну тео­рію відносності на підвалинах, які заклав Мінковський.

Було б дуже важко, якщо взагалі можливо, здогадатися, що Фарадеєві обертальні колеса та магніти врешті-решт приведуть до настільки ґрунтовного перегляду нашого розуміння простору й часу. Утім, заднім числом можна стверджувати, що ми мали принаймні запідозрити, що об’єднання електрики й магнетизму може стати провісником світу, у якому рух відкриє нову, приховану реальність.

Повертаючись до Фарадея й Максвелла, одним із важливих відкриттів, з якого це все почалося, було те, що магніт діє на електричний заряд дивною силою. Замість штовхати заряд уперед чи назад, сила магніту завжди прикладена під прямими кутами до руху електричного заряду. Цю силу, нині відому під назвою сили Лоренца, — на честь Гендріка Лоренца, фізика, який теж був близький до відкриття відносності, — можна зобразити таким чином:

Заряд, який рухається між полюсами магніту, виштовхується вгору.

А тепер розглянемо, як усе виглядатиме з точки зору частинки. У її системі відліку магніт рухатиметься повз неї.

Проте за визначенням ми вважаємо, що на електрично заряджену частинку в стані спокою діють лише електричні сили. Отже, оскільки в поданій системі відліку частинка перебуває в спокої, силу, яка на рисунку штовхає її вгору, слід інтерпретувати як електричну силу.

Таким чином, магнетизм одного є електрикою іншого й поєднує їх рух. Тож насправді об’єднання електрики й магнетизму відображає те, що однорідний відносний рух надає спостерігачам різні точки зору на реальність.

Рух — предмет, що його вперше дослідив Галілей, врешті-решт три століття по тому надав ключ до нової реальності, у якій об’єднано не лише електрику й магнетизм, а також простір і час. Коли все лише починалося, такої саги ніхто не очікував.

У цьому й полягає краса найвидатнішої з коли-небудь розказаних оповідей.