Тысячная доля секунды

Для нас, привыкших мерить время на свою человеческую мерку, тысячная доля секунды равнозначна нулю. Однако такие промежутки времени лишь недавно стали встречаться в нашей практике. Когда время определяли по высоте солнца или длине тени, то не могло быть речи о точности даже до минуты (рис. 7); люди считали минуту слишком ничтожной величиной, чтобы стоило её измерять. Древний человек жил такой неторопливой жизнью, что на его часах - солнечных, водяных, песочных - не было особых делений для минут (рис. 8). Только с начала XVIII века стала появляться на циферблате минутная стрелка. А с начала XIX века появилась и секундная стрелка.

Рис. 7. Определение времени дня по положению Солнца на небе (налево) и по длине тени (направо)

Что же может совершиться в тысячную долю секунды? Очень многое, Курьерский поезд, правда, перемещается в этот промежуток времени всего на 1-1,5 см, но аэроплан передвигается на 10 см, а звук даже на 30 см; земной шар пролетит в своём движении вокруг Солнца в такую долю секунды 30 м, а свет - 300 км.

Рис. 8. Водяные часы (налево), употреблявшиеся в древнем мире. Направо - старинные карманные часы. На тех и других часах ещё отсутствует минутная стрелка

Мелкие существа, окружающие нас, если бы они умели рассуждать, вероятно не считали бы тысячную долю секунды за ничтожный промежуток времени. Для насекомых величина эта довольно ощутительна. Комар в течение одной секунды делает 500-600 полных взмахов крылышками; значит, в тысячную долю секунды он успевает поднять их или опустить.

Человек неспособен перемещать свои члены так быстро, как насекомые. Самое быстрое наше движение - мигание глаз, "мгновение ока", или "миг", в первоначальном смысле этих слов. Оно совершается так быстро, что мы не замечаем даже временного затемнения поля нашего зрения. Немногие, однако, знают, что это движение - синоним невообразимой быстроты - протекает довольно медленно, если измерить его тысячными долями секунды. Полное "мгновение ока" длится - как обнаружили точные измерения - в среднем ²/₅ секунды, т. е. 400 тысячных долей её. Оно распадается на следующие фазы опускание века (75-90 тысячных секунды), состояние неподвижности опущенного века (130-170 тысячных) и поднятие его (около 170 тысячных). Как видите, один "миг" в буквальном смысле этого слова - промежуток довольно значительный, в течение которого глазное веко успевает даже немного отдохнуть. И если бы мы могли раздельно воспринимать впечатления, длящиеся тысячную долю секунды, мы уловили бы "в один миг" два плавных движения глазного века, разделённые промежутком покоя.

При таком устройстве нашей нервной системы мы увидели бы окружающий нас мир преображённым до неузнаваемости. Описание тех странных картин, какие представились бы тогда нашим глазам, даёт писатель Уэллс в рассказе "Новейший ускоритель". Герои рассказа выпили фантастическую микстуру, которая действует на нервную систему так, что делает органы чувств восприимчивыми к раздельному восприятию быстрых явлений. Вот несколько - примеров из рассказа:

"- Видали ли вы до сих пор, чтобы занавеска прикреплялась к окну этаким манером?

Я посмотрел на занавеску и увидел, что она словно застыла и что угол у неё как загнулся от ветра, так и остался.

- Не видал никогда,- сказал я.- Что за странность!

- А это?- сказал он и растопырил пальцы, державшие стакан.

Я ожидал, что стакан разобьётся, но он даже не шевельнулся: он повис в воздухе неподвижно.

- Вы, конечно, знаете,- сказал Гибберн,- что падающий предмет опускается в первую секунду на 5 м. И стакан пробегает теперь эти 5 м, но, вы понимаете, не прошло ещё и сотой доли секунды^*. Это может вам дать понятие о силе моего "ускорителя".

^* (Надо иметь в виду, к тому же, что в первую сотую долю первой секунды своего падения тело проходит не сотую часть от 5 м, а 10 000-ю (по формуле S = ¹/₂₀ gt²), т. е. полмиллиметра, а в первую тысячную долю секунды - всего ¹/₂₀₀ мм.)

Стакан медленно опускался. Гибберн провёл рукою вокруг стакана, над ним и под ним...

Я глянул в окно. Какой-то велосипедист, застывший на одном месте, с застывшим облаком пыли позади, догонял какую-то бричку, которая также не двигалась ни на один дюйм.

... Наше внимание было привлечено омнибусом, совершенно окаменевшим. Верхушка колёс, лошадиные ноги, конец кнута и нижняя челюсть кучера (он только что начал зевать) - всё это, хотя и медленно, но двигалось; остальное же в этом неуклюжем экипаже совершенно застыло. Сидящие там люди были как статуи.

... Какой-то человек застыл как раз в тот момент, когда он делал нечеловеческие усилия сложить на ветру газету. Но для нас этого ветра не существовало.

...Всё, что было сказано, подумано, сделано мною с той поры, как "ускоритель" проник в мой организм, было лишь мгновением ока для всех прочих людей и для всей вселенной".

Вероятно, читателям интересно будет узнать, каков наименьший промежуток времени, измеримый средствами современной науки? Ещё в начале этого века он равнялся 10 000-й доле секунды; теперь же физик в своей лаборатории способен измерить (электрическим методом) 10 000 000 000-ю долю секунды. Этот промежуток, примерно, во столько же раз меньше целой секунды, во сколько раз секунда меньше 300 лет!