admin / 31.08.2018

Теория относительности для чайников

Большинство людей полагает, что именно Эйнштейн основал теорию относительности в первом десятилетии XX века – словно Альберт тихо сидел в своем кабинете и в одиночестве сумел создать абсолютно новую теорию пространства и времени. На самом деле примерно так дело и обстояло, но так как история науки – это предмет довольно скучный, мы не будем обращать внимания на множество предшественников Альберта, и прямиком обратимся к самому важному.
Так почему же это называется Теорией Относительности?

Потому что время и длина не являются больше абсолютными величинами. У вас есть наручные часы, вы умеете пользоваться линейкой. Нам кажется, что эти величины безусловны: секунды и сантиметры должны быть одинаковы для всех нас и для тех, кто обитает на Альфа Центавре. Но это не так.
Предположим, что кто-то стал космонавтом и теперь летает по галактике с невероятной скоростью (быть может, со скоростью света – 300 000 км/с). И если он пронесется мимо вас на этой скорости, и вы сравните показания ваших часов и измерительных приборов, то линейка космонавта будет меньше, а часы его будут идти медленнее. (Хоть это и невозможно, ведь человеческий глаз просто не может замечать что-то на такой скорость, но было бы забавно, если бы мы смогли провести такой эксперимент).
Пока космонавт путешествует в космосе на огромной скорости, ему кажется, что ничего не меняется. Мы сможет заметить эти изменения только в том случае, если у нас будет возможность сравнить показания приборов на Земле и в космосе.
Часто в разговорах об Эйнштейне упоминают о парадоксе близнецов. Что это такое? Один близнец в возрасте 25 лет живет на Земле, пока другой, только что закончивший школу космонавтов, садится на космический корабль и начинает путешествие со скоростью 90 % от скорости света. После 10 лет в космосе он возвращается на Землю. Ко времени приземления по своим корабельным часам он знает, что прошло 20 лет. Сейчас ему 45 лет. К счастью, благодаря знанию теории относительности, он готов к шоку, когда увидит своего брата-близнеца, которому сейчас 71 год. Вывод: космические путешествия на очень большой скорости являются также и путешествием во времени: вы не так быстро стареете и путешествуете в будущее.
Что же получается, все на свете относительно? Не совсем. На самом деле, идея того, что время и длина зависят от нашей скорости, была впервые предложена как объяснения одного наблюдения, которое когда-то всех поразило.
В XIX веке кто-то изобрел очень чувствительный аппарат, который должен измерять скорость света, находясь на Земле. Эту идею можно лучше понять, если представить космический корабль и мелкие частицы света, которые называются фотоны. Если двигаться по направлению от солнца, надев специальные очки, которые помогают видеть фотоны, то, достигнув скорости 300 000 км/с можно увидеть, как фотоны медленно двигаются мимо космического корабля. И здравый смысл говорит, что увеличив скорость, можно обогнать фотоны, так как скорость космического корабля превысит скорость света.
Ко всеобщему удивлению, ученые обнаружили, что если двигаться быстрее, то свет не будет проходить мимо иллюминаторов медленнее. Свет всегда движется с одной скоростью. Другими словами, фотоны всегда побеждают в гонке – ничто не может обогнать скорость света.
Если взглянуть на движение сверхбыстрого космического корабля со стороны, то фотоны и вправду будут двигаться медленно, так как скорость будет равна 300 000 км/с, но если часы на борту замедлят ход, а расстояние сожмется, то те же самые фотоны будут проноситься мимо вашего корабля с той же самой скоростью.
Есть ли доказательство всему этому? Да. Хотя в настоящее время космические корабли слишком медленные, и космонавты не могут заметить эффекта относительности, исследование поведения внутриатомных частиц подтверждает эту теорию. В шведских горах есть лаборатория, где идут наблюдения за тем, что происходит с внутриатомными частицами, когда они проносятся по круглому тоннелю со скоростью, близкой скорости света. Случаются странные вещи, например, неустойчивые частицы живут гораздо дольше, чем обычно, и эти странные вещи можно объяснить лишь теорией относительности.

Энциклопедия Хочу все знать

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Принцип относительности.

Теория относительности простым языком

Любые физические явления при одних и тех же условиях протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта.


Постулат о постоянстве скорости света.

Во всех инерциальных системах отсчёта скорость света в вакууме является предельной и не зависит от скорости движения источника и наблюдателя.


Релятивистская кинематика.

При движении с релятивистской, то есть близкой к скорости света c, скоростью υ длина отрезка сокращается:

l0 — интервал времени в покоящейся системе отсчёта, β = υ/c.

При движении с релятивистской скоростью интервалы времени увеличиваются:

Δt0 — интервал времени в покоящейся системе отсчёта.


Релятивистская динамика.

При движении с релятивистской скоростью υ масса растёт:

m0 — масса покоя тела.


Релятивистская кинетическая энергия:


Связь массы и энергии:

Масса и энергия — две взаимосвязанные характеристики любого физического объекта. Энергия покоя (собственная энергия) тела равна

V. Теория относительности

Физика->Теория относительности->

Тестирование онлайн

материал из книги Стивена Хокинга и Леонарда Млодинова «Кратчайшая история времени»

Относительность

Фундаментальный постулат Эйнштейна, именуемый принципом относительности, гласит, что все законы физики должны быть одинаковыми для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скорости. Если скорость света постоянная величина, то любой свободно движущийся наблюдатель должен фиксировать одно и то же значение независимо от скорости, с которой он приближается к источнику света или удаляется от него.

Требование, чтобы все наблюдатели сошлись в оценке скорости света, вынуждает изменить концепцию времени. Согласно теории относительности наблюдатель, едущий на поезде, и тот, что стоит на платформе, разойдутся в оценке расстояния, пройденного светом. А поскольку скорость есть расстояние, деленное на время, единственный способ для наблюдателей прийти к согласию относительно скорости света – это разойтись также и в оценке времени. Другими словами, теория относительности положила конец идее абсолютного времени! Оказалось, что каждый наблюдатель должен иметь свою собственную меру времени и что идентичные часы у разных наблюдателей не обязательно будут показывать одно и то же время.

Говоря, что пространство имеет три измерения, мы подразумеваем, что положение точки в нем можно передать с помощью трех чисел – координат. Если мы введем в наше описание время, то получим четырехмерное пространство-время.

Другое известное следствие теории относительности – эквивалентность массы и энергии, выраженная знаменитым уравнением Эйнштейна Е = mс2 (где Е– энергия, m – масса тела, с – скорость света). Ввиду эквивалентности энергии и массы кинетическая энергия, которой материальный объект обладает в силу своего движения, увеличивает его массу. Иными словами, объект становится труднее разгонять.

Этот эффект существенен только для тел, которые перемещаются со скоростью, близкой к скорости света. Например, при скорости, равной 10% от скорости света, масса тела будет всего на 0,5% больше, чем в состоянии покоя, а вот при скорости, составляющей 90% от скорости света, масса уже более чем вдвое превысит нормальную. По мере приближения к скорости света масса тела увеличивается все быстрее, так что для его ускорения требуется все больше энергии. Согласно теории относительности объект никогда не сможет достичь скорости света, поскольку в данном случае его масса стала бы бесконечной, а в силу эквивалентности массы и энергии для этого потребовалась бы бесконечная энергия. Вот почему теория относительности навсегда обрекает любое обычное тело двигаться со скоростью, меньшей скорости света. Только свет или другие волны, не имеющие собственной массы, способны двигаться со скоростью света.

Искривленное пространство

Общая теория относительности Эйнштейна основана на революционном предположении, что гравитация не обычная сила, а следствие того, что пространство-время не является плоским, как принято было думать раньше. В общей теории относительности пространство-время изогнуто или искривлено помещенными в него массой и энергией. Тела, подобные Земле, движутся по искривленным орбитам не под действием силы, именуемой гравитацией.

Так как геодезическая линия – кратчайшая линия между двумя аэропортами, штурманы ведут самолеты именно по таким маршрутам. Например, вы могли бы, следуя показаниям компаса, пролететь 5966 километров от Нью-Йорка до Мадрида почти строго на восток вдоль географической параллели. Но вам придется покрыть всего 5802 километра, если вы полетите по большому кругу, сперва на северо-восток, а затем постепенно поворачивая к востоку и далее к юго-востоку. Вид этих двух маршрутов на карте, где земная поверхность искажена (представлена плоской), обманчив. Двигаясь «прямо» на восток от одной точки к другой по поверхности земного шара, вы в действительности перемещаетесь не по прямой линии, точнее сказать, не по самой короткой, геодезической линии.

Если траекторию космического корабля, который движется в космосе по прямой линии, спроецировать на двумерную поверхность Земли, окажется, что она искривлена.

Согласно общей теории относительности гравитационные поля должны искривлять свет. Например, теория предсказывает, что вблизи Солнца лучи света должны слегка изгибаться в его сторону под воздействием массы светила. Значит, свет далекой звезды, случись ему пройти рядом с Солнцем, отклонится на небольшой угол, из-за чего наблюдатель на Земле увидит звезду не совсем там, где она в действительности располагается.

Напомним, что согласно основному постулату специальной теории относительности все физические законы одинаковы для всех свободно двигающихся наблюдателей, независимо от их скорости. Грубо говоря, принцип эквивалентности распространяет это правило и на тех наблюдателей, которые движутся не свободно, а под действием гравитационного поля.

В достаточно малых областях пространства невозможно судить о том, пребываете ли вы в состоянии покоя в гравитационном поле или движетесь с постоянным ускорением в пустом пространстве.

Представьте себе, что вы находитесь в лифте посреди пустого пространства. Нет никакой гравитации, никакого «верха» и «низа». Вы плывете свободно. Затем лифт начинает двигаться с постоянным ускорением. Вы внезапно ощущаете вес. То есть вас прижимает к одной из стенок лифта, которая теперь воспринимается как пол. Если вы возьмете яблоко и отпустите его, оно упадет на пол. Фактически теперь, когда вы движетесь с ускорением, внутри лифта все будет происходить в точности так же, как если бы подъемник вообще не двигался, а покоился бы в однородном гравитационном поле. Эйнштейн понял, что, подобно тому как, находясь в вагоне по-езда, вы не можете сказать, стоит он или равномерно движется, так и, пребывая внутри лифта, вы не в состоянии определить, перемещается ли он с постоянным ускорением или находится в однородном гравитационном поле. Результатом этого понимания стал принцип эквивалентности.

Принцип эквивалентности и приведенный пример его проявления будут справедливы лишь в том случае, если инертная масса (входящая во второй закон Ньютона, который определяет, ка-кое ускорение придает телу приложенная к нему сила) и гравитационная масса (входящая в за-кон тяготения Ньютона, который определяет величину гравитационного притяжения) суть одно и то же.

Использование Эйнштейном эквивалентности инертной и гравитационной масс для вывода принципа эквивалентности и, в конечном счете, всей общей теории относительности – это бес-прецедентный в истории человеческой мысли пример упорного и последовательного развития логических заключений.

Замедление времени

Еще одно предсказание общей теории относительности состоит в том, что около массивных тел, таких как Земля, должен замедляться ход времени.

Теперь, познакомившись с принципом эквивалентности, мы можем проследить ход рассуждений Эйнштейна, выполнив другой мысленный эксперимент, который показывает, почему гравитация воздействует на время. Представьте себе ракету, летящую в космосе. Для удобства будем считать, что ее корпус настолько велик, что свету требуется целая секунда, чтобы пройти вдоль него сверху донизу. И наконец, предположим, что в ракете находятся два наблюдателя: один – наверху, у потолка, другой – внизу, на полу, и оба они снабжены одинаковыми часами, ведущими отсчет секунд.

Допустим, что верхний наблюдатель, дождавшись отсчета своих часов, немедленно посылает нижнему световой сигнал. При следующем отсчете он шлет второй сигнал. По нашим условиям понадобится одна секунда, чтобы каждый сигнал достиг нижнего наблюдателя. Поскольку верхний наблюдатель посылает два световых сигнала с интервалом в одну секунду, то и нижний наблюдатель зарегистрирует их с таким же интервалом.

Что изменится, если в этом эксперименте, вместо того чтобы свободно плыть в космосе, ракета будет стоять на Земле, испытывая действие гравитации? Согласно теории Ньютона гравитация никак не повлияет на положение дел: если наблюдатель наверху передаст сигналы с промежутком в секунду, то наблюдатель внизу получит их через тот же интервал. Но принцип эквивалентности предсказывает иное развитие событий. Какое именно, мы сможем понять, если в соответствии с принципом эквивалентности мысленно заменим действие гравитации постоянным ускорением. Это один из примеров того, как Эйнштейн использовал принцип эквивалентности при создании своей новой теории гравитации.

Итак, предположим, что наша ракета ускоряется. (Будем считать, что она ускоряется медленно, так что ее скорость не приближается к скорости света.) Поскольку корпус ракеты движется вверх, первому сигналу понадобится пройти меньшее расстояние, чем прежде (до начала ускорения), и он прибудет к нижнему наблюдателю раньше чем через секунду. Если бы ракета двигалась с постоянной скоростью, то и второй сигнал прибыл бы ровно настолько же раньше, так что интервал между двумя сигналами остался бы равным одной секунде.

Но в момент от-правки второго сигнала благодаря ускорению ракета движется быстрее, чем в момент отправки первого, так что второй сигнал пройдет меньшее расстояние, чем первый, и затратит еще меньше времени. Наблюдатель внизу, сверившись со своими часами, зафиксирует, что интервал между сигналами меньше одной секунды, и не согласится с верхним наблюдателем, который утверждает, что посылал сигналы точно через секунду.

В случае с ускоряющейся ракетой этот эффект, вероятно, не должен особенно удивлять. В конце концов, мы только что его объяснили! Но вспомните: принцип эквивалентности говорит, что то же самое имеет место, когда ракета покоится в гравитационном поле. Следовательно, да-же если ракета не ускоряется, а, например, стоит на стартовом столе на поверхности Земли, сигналы, посланные верхним наблюдателем с интервалом в секунду (согласно его часам), будут приходить к нижнему наблюдателю с меньшим интервалом (по его часам). Вот это действительно удивительно!

Гравитация изменяет течение времени. Подобно тому как специальная теория относительности говорит нам, что время идет по-разному для наблюдателей, движущихся друг относительно друга, общая теория относительности объявляет, что ход времени различен для наблюдателей, находящихся в разных гравитационных полях. Согласно общей теории относительности нижний наблюдатель регистрирует более короткий интервал между сигналами, потому что у поверхности Земли время течет медленнее, поскольку здесь сильнее гравитация. Чем сильнее гравитационное поле, тем больше этот эффект.

Наши биологические часы также реагируют на изменения хода времени. Если один из близнецов живет на вершине горы, а другой – у моря, первый будет стареть быстрее второго. В данном случае различие в возрастах будет ничтожным, но оно существенно увеличится, коль скоро один из близнецов отправится в долгое путешествие на космическом корабле, который разгоняется до скорости, близкой к световой. Когда странник возвратится, он будет намного моложе брата, оставшегося на Земле. Этот случай известен как парадокс близнецов, но парадоксом он является только для тех, кто держится за идею абсолютного времени. В теории относительности нет никакого уникального абсолютного времени – для каждого индивидуума имеется своя собственная мера времени, которая зависит от того, где он находится и как движется.

C появлением сверхточных навигационных систем, получающих сигналы от спутников, разность хода часов на различных высотах приобрела практическое значение. Если бы аппаратура игнорировала предсказания общей теории относительности, ошибка в определении местоположения могла бы достигать нескольких километров!

Появление общей теории относительности в корне изменило ситуацию. Пространство и время обрели статус динамических сущностей. Когда перемещаются тела или действуют силы, они вызывают искривление пространства и времени, а структура пространства-времени, в свою очередь, сказывается на движении тел и действии сил. Пространство и время не только влияют на все, что случается во Вселенной, но и сами от всего этого зависят.

Время возле черной дыры

Представим себе бесстрашного астронавта, который остается на поверхности коллапсирующей звезды во время катастрофического сжатия. В некоторый момент по его часам, скажем в 11:00, звезда сожмется до критического радиуса, за которым гравитационное поле усиливается настолько, что из него невозможно вырваться. Теперь предположим, что по инструкции астронавт должен каждую секунду по своим часам посылать сигнал космическому кораблю, который находится на орбите на некотором фиксированном расстоянии от центра звезды. Он начинает передавать сигналы в 10:59:58, то есть за две секунды до 11:00. Что зарегистрирует экипаж на борту космического судна?

Ранее, проделав мысленный эксперимент с передачей световых сигналов внутри ракеты, мы убедились, что гравитация замедляет время и чем она сильнее, тем значительнее эффект. Астронавт на поверхности звезды находится в более сильном гравитационном поле, чем его коллеги на орбите, поэтому одна секунда по его часам продлится дольше секунды по часам корабля. Поскольку астронавт вместе с поверхностью движется к центру звезды, действующее на него поле становится все сильнее и сильнее, так что интервалы между его сигналами, принятыми на борту космического корабля, постоянно удлиняются. Это растяжение времени будет очень незначительным до 10:59:59, так что для астронавтов на орбите интервал между сигналами, переданными в 10:59:58 и в 10:59:59, очень ненамного превысит секунду. Но сигнала, отправленного в 11:00, на корабле уже не дождутся.

Все, что произойдет на поверхности звезды между 10:59:59 и 11:00 по часам астронавта, растянется по часам космического корабля на бесконечный период времени. С приближением к 11:00 интервалы между прибытием на орбиту последовательных гребней и впадин испущенных звездой световых волн станут все длиннее; то же случится и с промежутками времени между сигналами астронавта.

Теория относительности для чайников

Поскольку частота излучения определяется числом гребней (или впадин), приходящих за секунду, на космическом корабле будет регистрироваться все более и более низкая частота излучения звезды. Свет звезды станет все больше краснеть и одновременно меркнуть. В конце концов звезда настолько потускнеет, что сделается невидимой для наблюдателей на космическом корабле; все, что останется, – черная дыра в пространстве. Однако действие тяготения звезды на космический корабль сохранится, и он продолжит обращение по орбите.

Кто бы мог подумать, что мелкий почтовый служащий изменит основы науки своего времени? Но такое случилось! Теория относительности Эйнштейна заставила пересмотреть привычный взгляд на устройство Вселенной и открыла новые области научного познания.

Большинство научных открытий сделано с помощью эксперимента: ученые повторяли свои опыты много раз, чтобы быть уверенными в их результатах. Работы обычно проводились в университетах или исследовательских лабораториях больших компаний.

Альберт Эйнштейн полностью изменил научную картину мира, не проведя ни одного практического эксперимента. Его единственными инструментами были бумага и ручка, а все эксперименты он проводил в голове.

Движущийся свет

В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал свои первые статьи. В них шла речь о движении со скоростью, близкой к скорости света. Выдвинутая им теория получила название специальной теории относительности.


Альберт Эйнштейн (1879—1955) основывал все свои выводы но результатах «мысленного эксперимента». Эти эксперименты можно было совершить только в воображении.

Скорости всех движущихся тел относительны. Это означает, что все объекты движутся или остаются неподвижными только относительно какого-либо другого объекта. Например, человек, неподвижный относительно Земли, в то же время вращается вместе с Землей вокруг Солнца. Или допустим, что по вагону движущегося поезда идет человек в сторону движения со скоростью 3 км/час. Поезд движется со скоростью 60 км/час. Относительно неподвижного наблюдателя на земле скорость человека будет равна 63 км/час – скорость человека плюс скорость поезда. Если бы он шел против движения, то его скорость относительно неподвижного наблюдателя была бы равна 57 км/час.

Эйнштейн утверждал, что о скорости света так рассуждать нельзя. Скорость света всегда постоянна, независимо от того, приближается ли источник света к вам, удаляется от вас или стоит на месте.

Чем быстрее, тем меньше

С самого начала Эйнштейн выдвинул несколько удивительных предположений. Он утверждал, что, если скорость объекта приближается к скорости света, его размеры уменьшаются, а масса, наоборот, увеличивается. Никакое тело нельзя разогнать до скорости равной или большей скорости света.

Другой его вывод был еще удивительней и, казалось, противоречил здравому смыслу. Представьте, что из двоих близнецов один остался на Земле, а другой путешествовал по космосу со скоростью, близкой к скорости света.

Теория относительности Эйнштейна для чайников

С момента старта на Земле прошло 70 лет. Согласно теории Эйнштейна, на борту корабля время течет медленнее, и там прошло, например, только десять лет. Получается, что тот из близнецов, кто оставался на Земле, стал на шестьдесят лет старше второго. Этот эффект называют «парадоксом близнецов». Звучит просто невероятно, но лабораторные эксперименты подтвердили, что замедление времени при скоростях, близких к скорости света, действительно существует.

Беспощадный вывод

Теория Эйнштейна также включает известную формулу E=mc2, в которой E – энергия, m – масса, а c – скорость света. Эйнштейн утверждал, что масса может превращаться в чистую энергию. В результате применения этого открытия в практической жизни появились атомная энергетика и ядерная бомба.


Эйнштейн был теоретиком. Эксперименты, которые должны были доказать правоту его теории, он оставлял другим. Многие из этих экспериментов было невозможно проделать до тех пор, пока не появились достаточно точные измерительные приборы.

Факты и события

  • Был произведен следующий эксперимент: самолет, на котором были установлены очень точные часы, взлетел и, облетев с большой скоростью вокруг Земли, опустился в той же точке. Часы, находившиеся на борту самолета, на ничтожную долю секунды отстали от часов, которые оставались на Земле.
  • Если в лифте, падающем с ускорением свободного падения, уронить шар, то шар не будет падать, а как бы зависнет в воздухе. Это происходит потому, что шар и лифт падают с одинаковой скоростью.
  • Эйнштейн доказал, что тяготение влияет на геометрические свойства пространства-времени, которое в свою очередь влияет на движение тел в этом пространстве. Так, два тела, начавшие движение параллельно друг другу, в конце концов встретятся в одной точке.

Искривляя время и пространство

Десятью годами позже, в 1915—1916 годах, Эйнштейн построил новую теорию гравитации, названную им общей теорией относительности. Он утверждал, что ускорение (изменение скорости) действует на тела так же, как и сила гравитации. Космонавт не может по своим ощущениям определить, притягивает ли его большая планета, или ракета начала тормозить.


Если космический корабль разгоняется до скорости, близкой к скорости света, то часы на нем замедляются. Чем быстрее движется корабль, тем медленнее идут часы.

Отличия ее от ньютоновской теории тяготения проявляются при изучении космических объектов с огромной массой, например планет или звезд. Эксперименты подтвердили искривление лучей света, проходящих вблизи тел с большой массой. В принципе возможно столь сильное гравитационное поле, что свет не сможет выйти за его пределы. Это явление получило название «черной дыры». «Черные дыры», по-видимому, обнаружены в составе некоторых звездных систем.

Ньютон утверждал, что орбиты планет вокруг Солнца фиксированы. Теория Эйнштейна предсказывает медленный дополнительный поворот орбит планет, связанный с наличием гравитационного поля Солнца. Предсказание подтвердилось экспериментально. Это было поистине эпохальное открытие. В закон всемирного тяготения сэра Исаака Ньютона были внесены поправки.

Начало гонки вооружений

Работы Эйнштейна дали ключ ко многим тайнам природы. Они оказали влияние на развитие многих разделов физики, от физики элементарных частиц до астрономии – науки о строении Вселенной.

Эйнштейн в своей жизни занимался не только теорией. В 1914 году он стал директором института физики в Берлине. В 1933 году, когда к власти в Германии пришли нацисты, ему, как еврею, пришлось уехать из этой страны. Он переехал в США.

В 1939 году, несмотря на то что он был противником войны, Эйнштейн написал президенту Рузвельту письмо, в котором предупреждал его, что можно сделать бомбу, обладающую огромной разрушительной силой, и что фашистская Германия уже приступила к разработке такой бомбы. Президент отдал распоряжение начать работы. Это положило начало гонке вооружений.

Отношения снимка с пространством

Чем отличается фотоизображение от изображения, выполненного рукой художника? Не только его специфичной достоверностью, особой зависимостью от натуры, сугубо техническим, механизированным способом получения и закрепления рисунка, У него есть свои очевидные, вполне определенные структурные особенности, порожденные теми «способами видеть», которые присущи стеклянным линзам объектива в отличие от живого человеческого глаза.

Вот почему вместе с фотографией родился и особый, прежде неведомый «фотографический мир» — свойственные фотоискусству отношения с воспроизводимой натурой (совсем другие, чем у рисовальщика или живописца), иная мера изобразительной конкретности, свои формы передачи времени и движения и, наконец, активное пространство, весьма ощутимая глубина, уводящая взгляд за плоскость бумажного листа. Фотография взломала плоскость изображения еще резче, чем самые иллюзионистические крайности живописных приемов прошлых эпох. За ней — и убедительная подлинность воспроизводимой глубины, и чисто оптический способ ее построения.

Известен случай, когда талантливый иллюстратор детских книг отказался быть художественным редактором работы именитого художника на том основании, что тот «смотрит как фотоаппарат: двумя глазами так не увидишь». Обсуждавшийся рисунок в самом деле оказался сделанным со старой журнальной фотографии. Речь шла именно о фотографической структуре пространства, которая предлагает иные масштабные соотношения близкого и далекого, иначе передает пространственное положение предметов и повороты формы, чем это свойственно непосредственному восприятию натуры.

Теория относительности Эйнштейна

Воспроизведение пространства художником аналитично. Создавая на плоскости определенную диспозицию предметов и фигур, он последовательно строит глубину, идя от одного пространственного плана к другому. Ориентация нашего глаза в пространстве опирается при этом на четко закрепленное в сознании отношение вертикалей и горизонталей — никакие наклоны головы не создают зрительного ощущения, подобного эффектам съемки наклоненным вверх или вниз фотоаппаратом. Подобным же образом и взгляд, направленный вдаль, несколько «выпрямляет», рационализирует пространство. Он непроизвольно придает неопределенно повернутым к нему предметам более четкие позиции, приводя к фронтальной плоскости их фас или профиль. И даже в передаче резких, определенных ракурсов непосредственное восприятие смягчает остроту перспективных сокращений формы, уменьшает зрительную диспропорцию удаленных и приближенных к нам частей предмета. Разумеется, такого рода зрительные «поправки» совершенно чужды искусственному глазу — объективу. Пространство фотоизображения— это чисто перспективная, ракурсная система. И потому рисунок или гравюру, выполненные по фотографии, опытный глаз обнаружит легко. Особенно, если аппарат во время съемки находился
под некоторым углом к объекту. Долгое время фотоискусство, ориентируясь на привычные формы дофотографических изображений, избегало ракурсных снимков. Но интерес к специфике фотоязыка в 20-е годы нашего века привел к культивированию острого угла (творчество А. Родченко и его последователей). Такие фотографии утверждали новые способы зрительной ориентации в пространстве. В них подчеркивался динамический характер зрения. Ощущение глубины пространства — и не только по горизонтали, но также в вертикальных и диагональных направлениях — резко усилилось. Опорные зрительные координаты пространства — горизонталь и вертикаль — теряли свою устойчивость, утрировались, перекашивались. При этом для зрителя совершенно непривычная пространственная структура сохраняла авторитет абсолютно «правильной», с документальной точностью передающей реальную натуру.

В действительности фотографическая передача пространства не является ни абсолютно адекватной характеру человеческого зрения, ни даже однозначно заданной самой «природой» фотографии. Достаточно ведь изменить фокусное расстояние объектива (операция совершенно недоступная «невооруженному» человеческому глазу), чтобы получить на снимке совершенно иные масштабные и пространственные соотношения предметов, а в известной мере и иную пластику формы. Легко изменяется и соотношение резкостей в разных планах снимка, а это также меняет восприятие пространственной глубины. Однако при всех изменениях соотношений сохраняется пространственная специфичность фотографического изображения. Его активная трехмерность присутствует даже на снимках специально «уплощенных»,— например, с помощью телеобъектива, укрупняющего и приближающего дальние планы, или благодаря соответствующему выбору и организации натуры (фронтальная фотография вертикальной стены, силуэт и т. п.). Фотоизображение перспективно по своей природе. Объемность форм предметов подчеркивает сам светотеневой способ фиксации натуры.

Особая роль в оперировании фотографическим пространством принадлежит кадрированию — специфическому для фотоискусства способу организации границ изображения. Объектив аппарата механически «вырезает» некий сектор из неограниченного пространства натуры. Как бы сознательно и обдуманно ни выбирались при этом границы кадра и расположение изобразительных элементов в его поле, это не отменяет самого принципа фрагментирования натуры. Напротив — именно творческое внимание фотографа к структуре и границам кадра побу чдает его сделать вычленение фрагмента принципиальным методом композиции. Фотография в этом смысле гораздо смелее и острее «традиционных» изобразительных искусств, где композиция строится большей частью иначе — как замкнутое соотношение изобразительных элементов, как целостное, завершенное пространство, края которого определены его внутренней структурой, а не отрезанием «ненужных» внешних частей. Эти особенности очень четко формулирует французский теоретик кино Андре Базен, противопоставляя картину киноэкрану: «Картинная рама поляризует пространство внутрь, тогда как все показанное на киноэкране имеет, наоборот, тенденцию бесконечно продолжаться во вселенной. Рама картины порождает центростремительность, а экран центробежек». Заметим, что «центробежность» эта порождена именно фотографической природой изображения. «Рамка фотокадра — лишь условные его границы; содержание связано с содержанием остающегося за рамкой…»

Такое разграничение композиционных принципов фотографии и живописи никак не исключает, но напротив, предполагает возможность их взаимных влияний. Нетрудно указать примеры замкнутой, живописной композиции в фотографии (особенно у ранних ее мастеров) или открытой, фотографической,— у живописцев (например у Дега). Реже в живописи или станковой графике используется характерное для фотографии вычленение и укрупнение фрагмента натуры. Фрагментирование — это концентрация, сосредоточение взгляда.

Механическая зоркость аппарата превосходит человеческие возможности, позволяя видеть массу деталей, ускользающих от обычного зрения. Художественное открытие незаметного, переживание красоты и значительности бесчисленных подробностей бытия — одна из основ фотографической поэтики.

Суть принципа вычленения изображения из безбрежности закадрового пространства — не в сужении поля зрения (это лишь
одна из композиционных возможностей фотографии), а в том, что край снимка принадлежит не миру изображения, а рамке
видоискателя, он «режет» натуру, а не завершает ее. Отсюда — свобода варьирования кадра, возможность сконцентрировать внимание в одной точке или же раздвинуть пространство до кругового обзора.

Отношения снимка со временем

Уже первые опыты «моментального» фотографирования показали удивленным зрителям неожиданный и непривычный мир внезапно прерванного движения, неустойчивых поз, незавершенных жестов — мир, захваченный врасплох, имеющий мало общего с достаточно условной статичностью «обычного» изобразительного искусства. Оказалось, что лошади бегают не так, как показывают нам художники, синтезирующие в одном рисунке несколько моментов движения, да и люди движутся иначе, чем это им кажется. Обнаружилось странное несоответствие в свидетельствах двух объективных способов восприятия — зрения, которому мы не без основания привыкли доверять, и заведомо достоверного фотоизображения. Но парадокса здесь не было. Просто на снимке мы видим не движущийся объект (как на рисунке), а неустойчиво-неподвижный, застыв ший. С особой наглядностью демонстрирует это стоп-кадр в кино.

Потребовалось время, прежде чем моментальные снимки подвижной-натуры ожили в сознании людей, и зрители без особых усилий стали прочитывать «законсервированное» фотографами движение. Но скрытое противоречие между динамикой самого процесса и статикой запечатленного мгновения не исчезло. Оно лишь сглажено многолетней зрительской привычкой. Осмысленное творчески, это противоречие может стать средством чисто фотографической выразительности: остановленное движение, благодаря неожиданности момента, окажется своеобразной формой непривычного восприятия хорошо знакомых вещей. Гораздо более специфична для фоторисунка передача движения смазыванием части зображения. Время, пусть и недолгое, зримо растягивается, «размазывается» по поверхности фотобумаги. То, что раньше было для фотографов лишь досадным дефектом, стало теперь ярким выразительным средством. Развитием этого же принципа можно считать многократную экспозицию движущегося объекта в пределах одного снимка. Разумеется, такая структура создает образ движения весьма далекий от его натурного восприятия, но тем не менее очень наглядный. И, наконец, последовательная серия моментов может быть «разложена» в целый ряд изображений, создающих зрительное повествование за счет естественного домысливания переходов от снимка к снимку. Через ряд фотографий как бы скачками пойдет движение времени.

Но есть и еще одна разновидность отображения времени — это старая фотография. Сохраняя все качества запечатленного мгновения, такой снимок, чем дальше, тем больше, проявляет свою причастность к Истории. И миг, сбереженный неизмененным в своей реальности, привлечет к себе тем большее внимание, чем он глубже погрузится в даль времени.

Обаяние старого снимка заключено в чуде нашего соприсутствия с конкретным моментом давно ушедшей эпохи. В зрительское восприятие фотографии входит все то время, что отделяет ее от нас, все изменения в жизни людей, в облике вещей, которые произошли с тех пор: «Листая семейный альбом, наша бабушка вновь переживает свой медовый месяц, проведенный в Венеции, а дети с любопытством рассматривают причудливые гондолы, старомодные туалеты и юные лица теперешних стариков, которые они никогда не видели. И они непременно приходят в восторг от каждого обнаруженного ими пустяка, который бабушка в дни своей молодости и не замечала».

Повседневные мелочи, которые незаметны современнику, но потомку могут дать Ощущение подлинного аромата ушедшей эпохи, запечатлеваются фотографией большей частью мимоходом, попутно, без сознательно поставленной цели. Любительская фотография, с ее «мусором» случайных подробностей оказывается часто более богатой и выразительной в этом отношении, чем продуманная и скупо скадрированная художественная. Никакие словесные описания не заменят нашему потомку того, что увидит он на любительской фотографий. Ему именно то бросится в глаза, что сегодня нашему глазу совсем незаметно, что кажется заурядным, «без замысла» выбранным фоном — тот обиход современной жизни, по которому взгляд современника скользит, не задерживаясь»…

Ценность этих деталей, умирающих вместе со своим временем, для человека другой эпохи в том, что именно они делают в его глазах историческую давность ощутимой, физической реальностью. Благодаря им понятие исторического времени, в значительной степени умозрительное, отвлеченное и обобщенное, может стать для нас живым и понятным. Поэтому проблема документальности старинного снимка имеет прямое отношение и к проблеме его историчности— к запечатлению Времени в историческом масштабе. Непредвзятость случайной любительской фотографии предлагает иногда важные исторические дополнения и поправки к преднамеренности специально организованных репортажей.

«Фотографии напоминают слои разных времен, обнаруживающиеся на высоких обрывах и так внятно рассказывающие геологу о сменившихся эпохах. Проборы, усы, воротнички отложные и стоячие, покрой сюртуков, прически и шляпы женщин.
И лица, лица»…

Не так уж важно, что предмет бытового снимка лишен собственной исторической значительности. Сама эпоха, о которой он
свидетельствует, заставляет нередко очень остро соотносить эти частные эпизоды и судьбы с событиями «большой истории». В цитируемой книге М. Чудаковой описаны многие примеры таких переосмысленных временем фотографий. Приведем один из них: «Лето 1940 года, пионеры и комсомольцы Артека — отличники и активисты на экскурсии в Алупке. Фотография черно-белая, но яркое крымское солнце заливает каменного льва на дворцовой лестнице, белоснежные панамы и блузки, одинаковые у девушек и у ребят. На первый план вылезают длинные ноги и руки пятнадцатилетних мальчиков. Глаз невозможно оторвать от этих голоногих, залитых солнцем, на которых с почти осязательной неотвратимостью наползает лето 1941 года». Непредусморенный драматизм описанного вполне банального снимка в том, что мы ясно видим грядущую судьбу этих ребят, знаем о них то, чего они сами еще не знают.

Однако историчность старой фотографии не только в вышедших из моды воротничках и прическах, в конке на улице и вывес ке с ятями; и не только в выражениях лиц, неуловимо отличающихся от теперешних. Она еще и в самом ее фотографическом лице», в характере, позволяющем нам отнести ее к соответствующим десятилетиям даже и без всяких предметных признаков времени, а лишь по тому, как фотограф выбирает и строит кадр, как группируются люди для съемки, как они ведут себя перед аппаратом. Это все можно назвать фотографическим стилем времени. Едва ли он, за немногими исключениями, был сознательно выработанным. В большинстве случаев— просто естественный способ видения натуры: «а как же иначе?». И лишь со временем, на фоне «фотопривычек» другого поколения, фотографический стиль выяв ляет свои исторические качества, оказывается и особым строем восприятия жизни. Итак, у старой фотографии (достаточно старой, чтобы успела заметно измениться запечатленная на ней жизнь) двойной масштаб времени: мгновенный — доли секунды! — и исторический: она дает нам срез исторической эпохи.

FILED UNDER : IT

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*