Профессор Герман Минковский, невероятно умный, энергичный человек с закрученными вверх усами, преподавал математику в Политехникуме. Прочитав статью Эйнштейна о теории относительности, он вспомнил своего бывшего студента. “Да, это тот Эйнштейн, – с оттенком сожаления сказал Минковский своему ассистенту, – который всегда пропускал лекции. Честно говоря, я не верил, что он на такое способен”[136].

Тем не менее новая физика его заинтересовала, и он создал геометрическую интерпретацию уравнений специальной теории относительности, в результате чего появилось понятие “пространство-время”. Минковский построил четырехмерные диаграммы, где время играло роль четвертой координаты. Сейчас такие диаграммы называют пространственно-временными. События на них отображаются набором четырех координат – по одной на каждое измерение.

Использовать четырехмерные координаты действительно разумно. Если приятель пригласил вас на обед в свою нью-йоркскую квартиру, ему следует не только снабдить вас адресом (так сказать, положением квартиры в трех измерениях), но и указать дату и время этого события.

В используемой и сегодня терминологии Минковского каждое событие в пространстве-времени называется мировой точкой, а последовательность событий – движение электрона, полет бабочки, движение планеты по орбите – составляет мировую линию. У всего есть своя мировая линия.

Чтобы несколько упростить пространственно-временные диаграммы Минковского, обычно ограничиваются одной пространственной координатой, которую откладывают по горизонтальной оси, а по вертикальной оси откладывают время.

Если на обеде у приятеля вы все время простоите в углу, ожидая, пока кто‐нибудь с вами заговорит, ваша мировая линия будет сдвигаться вперед вдоль оси времени, но не вдоль пространственной оси. На пространственно-временной диаграмме это будет вертикальная прямая линия. Мировая линия человека, который убегает от вас с постоянной скоростью, – это прямая линия, наклоненная по отношению к обеим осям.

Пространственно-временные диаграммы позволяют легко объяснить, почему для разных наблюдателей такие понятия, как время и пространство, относительны и что означает одновременность. Минковский также предложил способ “преобразования” диаграмм, позволяющий легко переключаться с одного наблюдателя на другого. Огромное преимущество работы Минковского – описания событий в терминах пространства и времени – состоит в том, что она позволяет формализованно, точно и достаточно легко рассматривать эффекты специальной теории относительности.

В 1908 году Минковский прочел лекцию в Кёльнском университете[137], где изложил свои новые идеи. “Господа! – начал он достаточно эффектно. – Концепция пространства и времени, которую я вам представлю, восходит к экспериментальной физике, и в этом ее сила. Она радикальна. Отныне независимые понятия пространства и времени обречены, они полностью уходят в прошлое, а мы должны думать лишь о том или ином виде их союза, который обеспечивает объективную реальность”[138].

Говорить о пространстве – значит говорить и о времени. Они едины. Если раньше можно было рассуждать о растянутой по всей Вселенной ткани пространства – сцене, на которой разыгрываются те или иные события, – то теперь речь должна идти о единой ткани пространства и времени.

На Эйнштейна интерпретация Минковского впечатления не произвела. Он назвал ее “чрезмерной ученостью”[139] и отверг так же легко, как отказался от эфира.

А в другой раз Эйнштейн пожаловался, что раз математики взялись за его теорию, то он “уже и сам перестал понимать ее”[140].