Во всех этих часах, несмотря на большие отличия, есть нечто общее. Часы — это устройства, в которых либо повторяются с определенной периодичностью, либо протекают с определенной последовательностью и скоростью некие процессы. Так, с определенной периодичностью колеблются маятники и излучают волны атомы или молекулы. С определенной скоростью перемещается тень от Солнца, вытекают из отверстий вода и песок и разжимается пружина. Есть и различные конструктивные элементы, выполняющие сходные функции. Например, у маятниковых часов роль колебательной системы играет маятник, заводной механизм — это гиря или пружина. А например, у часов атомных колеблющийся вектор электрического поля волны служит маятником, сами же излучающие атомы являются как бы колебательной системой.
Поскольку мы ставим перед собой цель разобраться, будут ли реагировать самые различные часы на изменения темпа времени, то для нас вопрос о том, как связаны часы с теми или иными природными процессами, является очень важным.
Возьмем для начала пружинные часы. Казалось бы, работа сжатой пружины зависит только оттого, насколько ее предварительно сжали, от ее конструктивных параметров и от материала, из которого она изготовлена. (При этом мы предполагаем, что некий регулятор равномерности движения пружины работает идеально.) Будут ли пружинные часы реагировать на изменение темпа времени, если, например, мы перенесем их с поверхности моря высоко в горы? Казалось бы, мы должны допустить, что часы этого просто не заметят. В действительности — часы отреагируют. Не заметим этого мы, потому что у часов небольшая точность показаний, а у нас нет возможности сидеть в горах и ждать десятки лет или даже сотни тысяч лет, пока наши часы убегут вперед хотя бы на одну секунду по сравнению с синхронизированными часами на берегу моря. Каким же образом пружинные часы «узнали», что локальное время в горах более ускорено по сравнению со временем на побережье?
Дело в том, что сжатая пружина характеризуется энергией упругости. Упругая энергия по происхождению зависит от силы взаимодействия между атомами в материале пружины. И в то же время взаимодействие атомов в пружине является комбинацией электрической и кинетической энергий на квантовом уровне. А эти виды энергии не могут не отреагировать, если в той локальности, где они находятся, изменится потенциал гравитационного поля. Достаточно поднять часы в горы, как при прочих равных условиях изменится гравитационное притяжение. Возможно, пружинные часы отреагируют и на изменение электромагнитного поля, и на приращения внутренней энергии, вызванные другими причинами.
