Тихо шелестели на осеннем ветру пожелтевшие листы
"Диалогов” Галилея. Три брата сидели на веранде дома, задумчиво склонив
головы. Было грустно. Закончилась четырёхдневная "беседа”, которой без
малого четыреста лет, беседа о двух важнейших системах мира –
птолемеевой и коперниковой.
Какой бы интересной ни была книга, ей всегда
приходит конец. Но книга не умирает, тем более такая. Она остаётся жить в
нашей памяти, в наших мыслях. И вот, чтобы оживить на время потерянное
чувство, задумали три брата – а были они математиком, астрономом и
лингвистом (так мы и будем называть их в дальнейшем) – самим повести
беседу или спор по какому-нибудь схожему вопросу.
Участников "Диалога” было трое: Сагредо,
Сальвиати и Симпличио, и братьев как раз трое. Нашлась и подходящая тема
беседы, устраивавшая каждого. А именно, раз Галилей доказал, что Земля
вертится, то разумно задаться таким вопросом: "Почему Земля вертится
именно против часовой стрелки?” На том и порешили.
Первым, на правах старшего брата, взял слово
Математик. Он уточнил, что направление вращения – характеристика
относительная. Если смотреть с Северного полюса, то Земля вращается
против часовой стрелки, а если с Южного – по часовой стрелке. Значит,
вопрос не имеет смысла.
– Тут ты ошибаешься, – возразил Астроном,
являющийся средним братом. – Северное полушарие Земли считается верхним,
и смотрят обычно с его стороны. Недаром глобусы с фиксированной осью
имеют верхним именно северное полушарие. Даже мы, астрономы, народ
строгий, говорим: "над плоскостью эклиптики”, т.е. плоскостью орбиты
Земли, когда имеем в виду полупространство со стороны северного
полушария, и – "под”, когда со стороны южного. Хотя моряки высокими
называют широты, близкие не только к Северному, но и к Южному полюсу, а
низкими – близкие к экватору. Правда, тут дело скорее в том, что
абсолютное значение широты растёт при движении в обе стороны от
экватора. Но само понятие о высокой широте возникло в северном
полушарии.
– Брат Астроном прав, – подтвердил Лингвист,
младший брат. – И хотя детское утверждение о том, что у Земли есть верх и
низ, это исторический пережиток и следствие зарождения цивилизации в
северном полушарии, но так принято и так удобнее. Если задавать вопрос
строго, то он звучит слишком громоздко: "Почему Земля, видимая со
стороны Северного полюса, вращается против часовой стрелки?”
– Хорошо, я отвечу и на такой вопрос, – сказал
Математик, хитро улыбнувшись. – Только сначала ответьте мне, – он
подбросил монетку и показал её всем, – почему выпал именно орел, а не
решка? Видите ли, появление вращения по или против часовой стрелки, так
же, как и выпадение орла или решки, суть события случайные и
равновероятные.
– Ну, здесь вы ошибаетесь, – перебил Астроном. – В
Солнечной системе вращение против часовой стрелки (если смотреть со
стороны Северного полюса эклиптики) является преобладающим, а значит, и
более вероятным. Поэтому мы, астрономы, называем это движение прямым,
хотя оно и "против”, а движение по часовой стрелке – обратным, хотя оно и
"по”. Да и физики с математиками, видимо, поэтому приняли за
положительное направление вращения и обхода именно движение против
часовой стрелки. Так движется всё, что только возможно: поверхность
Солнца, планеты по орбитам и вокруг оси, спутники и кольца вокруг планет
и вокруг оси, пояс астероидов. Лишь немногие небесные тела имеют
обратное движение: лежебока-Уран вместе со всеми своими спутниками,
склонивший ось вращения под плоскость орбиты на восемь градусов;
лентяйка-Венера, имеющая самый длинный день продолжительностью в 243
земных дня; некоторые внешние спутники планет-гигантов да несколько
комет и астероидов. Объясняется преобладание прямого движения в
Солнечной системе тем, что такое направление вращения имело
протопланетное облако, из которого она возникла. Так что шанс того, что
Земля стала бы вращаться по часовой стрелке, крайне мал.
В ответ на это Математик, умевший изготовить модель из чего угодно, вытащил из кармана билет на автобус и спросил:
– А ты знаешь, что шанс того, что номер этого
билета мог оказаться именно "847935”, был один к миллиону и, тем не
менее, выпал, как видишь, именно он. А всё потому, что не имеет смысла
искать вероятность события уже после того, как оно произошло. Кроме
того, о вероятности имеет смысл говорить лишь для событий, которые могут
повторяться, которые можно воспроизводить или наблюдать в большом
количестве, а в одном событии не может быть никаких закономерностей.
Именно поэтому, например, нельзя говорить о температуре или давлении
газа в объёме, включающем всего одну или несколько молекул. Кроме того,
ты утверждаешь, что направление вращения Земли обусловлено направлением
вращения протооблака, а, между тем, ты забываешь, что оно и само
случайно. Ты мог бы, например, изучить начальные условия при бросании
монеты и рассчитать, какой стороной она упадёт. Это говорит о том, что в
принципе выпадение монеты это не случайное событие. Но дело здесь не в
том, что результат нельзя предугадать, а в том что он непредсказуем без
знания начальных условий, которые сами случайны. Поэтому и оба
направления вращения для Земли равновероятны. Теперь вы, надеюсь,
понимаете, что спорить бессмысленно, – закончил Математик с видом
победителя. – Прав я, брат Лингвист?
– Оба вы по сути правы. Спор же у вас идёт о
словах и формулировках. Всё зависит от того, какой смысл вы вкладываете в
вопрос. Естественно, каждый искал и нашёл решение вопроса в близком ему
значении: математик ищет через вероятности, астроном – через
космогонию, а я сейчас дам вам третью трактовку. Поскольку я лингвист,
то ищу смысл, прежде всего, в значении слов. – Взгляд его упал на часы. –
Вот кто нас рассудит. Вы, когда слышите о вращении по часовой стрелке,
представляете себе конкретное направление, а я вижу слово "часы”. Для
меня "по часовой стрелке” – это направление, совпадающее с ходом часовой
стрелки наших часов. Спрашивается, почему же люди за главное
направление выбрали именно ход часовой стрелки, а не, скажем,
направление вращения гончарного круга или вращение минутной стрелки? И
вообще, почему люди сделали часовую стрелку вращающейся в известную нам
сторону? Я думаю, что это не случайно. За направление движения стрелки в
механических часах было принято направление вращения указателя в первых
часах, созданных человеком, – в солнечных. Именно они определили не
только вид современных механических часов и скорость вращения их часовой
стрелки (только она стала вращаться в два раза медленнее тени и стрелки
в некоторых прежних 24-часовых циферблатах), но и вообще вид приборов с
круговой шкалой и стрелочным указателем. Только движение часовой
стрелки-тени в солнечных часах обладало неизменным направлением вращения
и могло быть всегда воспроизведено – вот почему люди и взяли его за
эталон. Заметьте, тень от столба, как известно, поворачивается по
часовой стрелке – в ту же сторону, в которую происходит видимое движение
Солнца по небосводу. Но, как было показано Галилеем, в действительности
Солнце неподвижно, а видимое его движение вызвано вращением Земли в
обратном направлении, т.е. именно против часовой стрелки. Таким образом,
понятно, что Земля может вращаться только против часовой стрелки, если
под этим понимать не конкретное направление, а именно направление хода
часовой стрелки-тени в солнечных или механических часах. Если бы Земля
вращалась в другую сторону, то другим было бы и движение часовой
стрелки.
– Ну ты, брат, силён, – восхищённо проговорил
Математик. – Это же невероятно. Получается, если бы цивилизация возникла
в южном полушарии, то обнаружила бы, что и с их стороны Земля вращается
против часовой стрелки. Ведь их солнце движется по небу в сторону,
противоположную движению нашего, а значит, и их часовая стрелка
вращалась бы противоположно. Относительное вращение Земли и стрелки
инвариантно по отношению к преобразованию направления вращения Земли!
– Да что там Земли, это справедливо для любой
планеты с коренной цивилизацией, – вмешался Астроном, который, как и все
астрономы, в глубине души лелеял мечту о контакте с инопланетной
разумной жизнью. – Представляете, как будут удивлены инопланетяне,
когда, связавшись с ними, мы сообщим, что их планета вращается против их
часовой стрелки, иными словами, что мы знаем не только их эталон
вращения, но и направление вращения планеты и этого эталона. Я бы на их
месте удивился.
– Ну, я бы не стал приписывать данному правилу
такую универсальность, – охладил его пыл Лингвист. – Ведь требуется
выполнение сразу многих условий. Так, эта цивилизация могла уже
позабыть, что такое механические часы, или солнечные часы не были
изобретены, например из-за плотной облачной атмосферы, как на Венере. Я
же производил анализ для земной цивилизации... На этом предлагаю пока
закончить обсуждение. Быть может, завтра мы снова соберемся, чтобы
обсудить этот и, возможно, другие вопросы. – Лингвист поёжился. – А
сейчас становится темно и прохладно, предлагаю пойти выпить чаю.
Возражений не имеется?
С.Семиков из журнала "Квант" №4, 2006г.
|