[
вернуться к содержанию сайта]С начала эпохи Возрождения возобновляется интерес к оптике. Изобретают (или вновь открывают?) очки.
Леонардо да Винчи в своих разбросанных записях высказывает иногда совершенно блестящие идеи. Появляются интересные работы и других учёных. Но всё это только отдельные разрозненные мысли.
Перелом наступает в начале XVII столетия. И связан он всё с тем же именем – Галилео Галилей!
Дело не в том, что Галилей создал новую стройную теорию световых явлений. Нет, этого не было. Он считал, что свет – это поток мельчайших неделимых частиц, и был в этом не нов.
Галилей построил совершенные оптические приборы. Но их делали и до него.
У Галилея есть любопытнейшие наблюдения по различным вопросам физической оптики (например, фосфоресценция). Но они отрывочны, разбросаны и сами по себе не сыграли значительной роли в истории развития науки о свете.
Но в оптике, как и в механике, Галилей первый последовательно применил новый метод исследования.
В оптике, как и вообще в физике, он всегда и прежде всего экспериментирует.
И подобная, совершенно новая для того времени постановка научных проблем наталкивает его на поразительный вопрос:
“С какой скоростью распространяется свет?”
Собственно, сам-то вопрос не так уж неожидан. Удивительно то, как он сформулирован. Галилей не плавает в бесконечных рассуждениях: почему и отчего свет должен распространяться с конечной или бесконечной скоростью? Заниматься подобными домыслами он предоставляет современникам. Сам же он мыслит конкретно: “Можно ли придумать опыт, позволяющий определить скорость света?”
Эта проблема обсуждается знакомыми нам Сальвиати, Сагредо и Симпличио на страницах “Бесед” – последней и самой замечательной работы Галилея.
Симпличио пробует заметить, что повседневный опыт убеждает в мгновенном распространении света.
“Если вы наблюдаете с большого расстояния действие артиллерии, то свет от пламени выстрелов без всякой потери времени запечатлевается в нашем глазу в противоположность звуку, который доходит до уха через значительный промежуток времени”.
Но подобные соображения не стоит высказывать такому физику, как Галилео Галилей. И Сагредо (Галилей) тут же снисходительно объясняет:
“Ну, синьор Симпличио, из этого общеизвестного опыта я не могу вывести никакого другого заключения, кроме того, что звук доходит до нашего слуха через большие промежутки времени, нежели свет; но это нисколько не убеждает меня в том, что распространение света происходит мгновенно и не требует известного, хотя и малого, времени. Не более того даёт мне и другое наблюдение, которое выражают так: “Как только Солнце поднимается на горизонте, блеск его тотчас же достигает наших очей”.
В самом деле, кто может доказать мне, что лучи его не появились на горизонте ранее, нежели дошли до наших глаз?”
И далее Сальвиати рассказывает об опыте, который, очевидно, проделал Галилей, пытаясь определить скорость света, но не получил никакого результата. Схема опыта Галилея в принципе предугадывает схемы всех опытов по определению скорости света в земных условиях.
“Два наблюдателя находятся на значительном расстоянии друг от друга (несколько километров). Они снабжены фонарями с заслонками. Первый в момент t0 открывает заслонку, и через некоторое время свет достигает второго участника опыта. Последний сразу открывает свой фонарь, и первый наблюдатель фиксирует тот момент времени t1, когда он увидел свет от фонаря второго наблюдателя.
Считая, что свет по всем направлениям распространяется с одной и той же скоростью, и зная расстояние между участниками – r, находим скорость света:
C=2r/(t1–t0)”.
Нам-то понятно, что такой опыт в лучшем случае позволит определить скорость реакции наблюдателей, но не скорость света. Но Галилей ещё не представлял себе, как исключительно велика скорость распространения световых волн.
Естественно, у Галилея не возникает вопроса: как меняется скорость света при переходе от одной системы отсчёта к другой? Вопроса, который затем мучил физиков два с лишним столетия. Но этого и нельзя ожидать. Достаточно и того, что в оптике Галилей первым подошёл к изучению проблемы как физик. Сначала точный эксперимент, и только на его основе – теория.
Помимо опыта Майкельсона, были проделаны многие отличные по своей идее “опыты второго порядка”. И все они давали отрицательный результат.
Уже была создана теория относительности, уже всё стало понятным, уже эфир был выброшен “в ту мусорную кучу, где давно гнили флогистон, теплород, horror vacui”1, как чётко сформулировал один из учёных начала XX столетия, а экспериментаторы снова и снова проверяли результат Майкельсона. И трудно сказать, в каком году и в какой именно день подобная инспекция перестала представлять научный интерес.
Всегда наступает какой-то момент, когда совершенно законное вначале критическое, недоверчивое отношение к новой теории переходит в закостенелый консерватизм. Но когда именно он наступает, сказать трудно. Во всяком случае, теория относительности “вышла чистой” после такого “перекрёстного допроса с пристрастием”, после стольких вызовов к судейскому столу эксперимента, что можно быть уверенным в её абсолютной “порядочности”.
Теперь остановимся и посмотрим, что, собственно, сделано.
Мы очень поверхностно проследили развитие теории эфира и убедились, что после опыта Майкельсона – точнее, после второй работы Майкельсона и Морлея (1887 г.) – необходимо какое-то существеннейшее изменение этой теории.
Какое именно, мы не знаем. Причём, хотя мы и зашли в тупик с гипотезой эфира, мы успели убедиться, что многие факты эта гипотеза объясняет очень хорошо и наглядно. Если вы “привыкли” к эфиру, если вы почувствовали некоторую симпатию к этой гипотезе – возможно, станет яснее, почему уничтожение эфира означало революцию в физике.
С нашей точки зрения гипотеза эфира – некоей загадочной субстанции – представляет только исторический интерес. Но, представив, почему был дорог эфир для физиков, мы лучше поймём, что сделал Эйнштейн.
Теорию относительности можно разбирать, совершенно не касаясь эфира. Возможно, тогда даже легче усвоить постулаты Эйнштейна. Но было бы очень жаль утерять перспективу. В самом начале книги говорилось, что постулаты Эйнштейна очень просты. Разрешите теперь взять эти слова назад.
Теория Эйнштейна очень стройна, изящна по своей структуре.
Постулаты Эйнштейна, пожалуй, значительно естественней и сформулированы намного более чётко и строго, чем вся классическая физика.
Все эффекты, все существующие эксперименты теория Эйнштейна объясняет совершенно непринуждённо.
Наконец, теория относительности непосредственно использует только опытные факты и в этом смысле непосредственно вытекает из опыта.
Но при всём этом для меня лично остаётся абсолютной загадкой, как двадцатипятилетний юноша Альберт Эйнштейн пришёл к своей теории.
Пожалуй, малоубедительно соображение, что после работы Майкельсона теория относительности оставалась единственным выходом.
Было очень много возможностей исправления теории эфира. Их использовали, добивались известных успехов.
Лоренц, например, пытался объяснить опыт Майкельсона, сохранив эфир, сохранив почти все основы классической физики.
Ритц построил теорию, в которой эфир, правда, отбрасывался, но зато сохранялась неизменной классическая механика.
С точки зрения своей эпохи Эйнштейн пошёл самым невероятным путём.
И создание теории относительности, пожалуй, в первую очередь обусловлено теми непостижимыми качествами её автора, которые можно называть, можно объяснять, но нельзя воспринять.
И мне кажется, что среди многих бессмысленных занятий почётное место занимают попытки проанализировать в деталях механику мышления гения. Что касается мнения самого Эйнштейна, то он обычно объяснял, что думал над этими вопросами примерно десять лет. Точные слова Эйнштейна приведены в следующей главе; причём хотелось бы обратить внимание на ту замечательную наивность, с которой Эйнштейн пишет: “Интуитивно мне казалось ясным с самого начала...”
Покончим с эфиром. Вот резюме Майкельсона, которое довольно верно отражает состояние проблемы непосредственно перед созданием теории относительности:
“Ряд не зависящих друг от друга рассуждений приводит нас к заключению, что среда, в которой распространяются световые волны, не представляет обычной формы вещества.
Несмотря на то, что мы весьма мало знаем об этой среде, мы всё-таки можем сказать, что про обыкновенную материю мы знаем ещё меньше...
Явление аберрации звёзд можно объяснить при помощи гипотезы, что эфир не принимает участия в движении Земли вокруг Солнца. Между тем все попытки проверить эту гипотезу дали отрицательные результаты, вследствие чего мы можем сказать, что весь вопрос пока ещё находится в неудовлетворительном состоянии”.
Итак, основа – принцип относительности. В этом пункте Эйнштейн не отходит от "классики". Наоборот, он расширяет галилеевский классический принцип, расширяет границы его применения.
Беда в том, что один принцип относительности сам по себе мало проясняет положение. То, что приходится отбросить теорию неувлекаемого эфира, ещё не так страшно. Мы вообще можем забыть об эфире и непредвзято исследовать опытные факты.
Но тут-то как раз и начинается непонятное.
Используем принцип относительности для анализа простого опыта.
Рассмотрим уже известные нам инерциальные системы отсчёта K и K1, относительная скорость которых равна v. Проделаем в системе К опыт по определению скорости света. Назовём его условно “опыт L”.
Для этого возьмём источник света
S, неподвижный в системе К, и каким-нибудь способом (например, способом Физо) измерим скорость света. Наша экспериментальная установка неподвижна в системе К. Пусть мы получили, что скорость света равна какому-то числу с.
Сдублируем нашу установку в системе К
1, которая движется относительно системы К так, как это показано на рисунке (возьмём источник S1, неподвижный в системе K1 и т. д.), и проделаем аналогичный “опыт L1”. Все условия “опыта L1” относительно системы К1 тождественно повторяют условия “опыта L” относительно системы К.Согласно принципу относительности скорость света, измеренная в “опыте
L1”, снова должна оказаться равной с, поскольку одна инерциальная система ничем не хуже другой.Действительно, получив другое значение скорости света в системе
К1, мы убедились бы, что законы природы различны в различных инерциальных системах. Пока всё хорошо.Но мы имеем полное право рассматривать любой опыт из любой системы отсчёта. Рассмотрим и опишем “опыт
L1”, используя систему К.В системе К источник света
S1 и вся экспериментальная установка движутся направо со скоростью v. И мы сейчас убедимся, что в ней скорость светового луча, бегущего от этого источника направо, равна скорости света плюс скорость системы К1, относительно системы К, то есть (с+v). И соответственно, налево свет бежит со скоростью, равной разности скорости света и скорости системы К1, то есть (с–v).Мы подошли к очень важному месту и, чтобы лучше понять дальнейшее, перейдём от общих, абстрактных рассуждений к конкретному примеру.
Пусть физик находится со своей установкой в вагоне равномерно идущего поезда. Измерения, которые он провёл, показывают, что скорость света относительно источника не зависит от направления, а постоянна и равна определённому числу – с. Иначе говоря, он установил, что свет одновременно достиг передней и задней стенок вагона через Δ
t, и определил скорость с =l/2Δt.
Если вагон сделан из стекла, наблюдатель на полотне дороги также может изучать процесс распространения света. Однако для него всё будет выглядеть несколько по-другому.
Пока свет бежит от источника к стенкам вагона, поезд проезжает некоторое расстояние. Передняя стенка “убегает”, а задняя “бежит навстречу” световому лучу. До неё свет должен пройти меньшее расстояние. Но свет достигает стенок одновременно! Очевидно, это может быть только, если вперёд свет распространяется с большей скоростью, чем назад.
Скорости эти можно найти совершенно просто. Как только что было сказано, скорость светового луча “вперёд” равна
с+v, а “назад” с–v (здесь v – скорость вагона).Тот же самый вывод можно получить, рассуждая несколько иначе. Относительно источника света скорость света постоянна и в любой системе отсчёта равна
c (принцип относительности!).Если луч света из фар паровоза “убегает” от поезда со скоростью с, а поезд “убегает” от наблюдателя на полотне со скоростью
v, то от наблюдателя на полотне свет “убегает” со скоростью с+v. Соответственно скорость луча света, посланного из фонарика на концевом вагоне, относительно полотна дороги равна с–v. В этом мы убеждаемся сразу, применив формулу сложения скоростей.Говоря иначе, мы пришли к выводу, что скорость света зависит от движения источника. При выводе этого положения мы использовали только принцип относительности, и потому, если наше утверждение не оправдывается на опыте, принцип относительности для электромагнитных явлений несправедлив.
Итак, принимая принцип относительности, мы должны заключить, что если в какой-то системе отсчёта источник света движется со скоростью
v (см. рисунок), то прибор А, помещённый слева от источника, покажет, что свет, посылаемый источником, распространяется со скоростью с–v. Соответственно прибор В покажет, что свет распространяется со скоростью с+v. Одним словом, скорость источника света следует геометрически сложить со скоростью светового сигнала. И скорость света, которая относительно источника всегда равна одному и тому же значению с, естественно, изменяется в той системе отсчёта, где источник движется.Совершенно точную аналогию только что сказанному получим, рассматривая взрыв снаряда. Осколки снаряда разлетаются с одной и той же скоростью с относительно центра тяжести снаряда.
Выберем две системы отсчёта: одну – связанную с Землей, другую – с центром тяжести системы снарядных осколков.
Координатные оси определим так, чтобы в момент взрыва начала координат обеих систем находились в той точке, где взрывается снаряд. Тогда через время
t осколки окажутся на поверхности сферы радиусом с·t, центр которой совпадает с центром тяжести снарядных осколков и, следовательно, с началом координат системы отсчёта, связанной с центром тяжести. (Провозглашается баллистическая теория.)
Центр этой сферы, однако, уже не будет совпадать с началом координат для наблюдателя с Земли, который скажет, что в момент
t осколки находятся на поверхности сферы, центр которой удалён от начала координат на расстоянии vt. Далее – в системе центра тяжести снаряда скорость осколков не зависит от направления полёта и постоянна, а в системе отсчёта “Земля” скорости зависят от направления и изменяются от с–v до с+v.Ввиду этой аналогии теорию, согласно которой скорость света зависит от движения источника, и назвали “баллистической”.
Естественно, эта теория легко объясняет отрицательный результат опыта Майкельсона 2
. Однако чем глубже исследовали выводы баллистической теории, тем безрадостней становилась картина. Преломление, отражение, интерференция, дифракция света – все эти явления нельзя было удовлетворительно объяснить.Но главное, в 1913 году было показано, что наблюдаемые движения двойных звёзд прямо противоречат баллистической теории. В чём именно противоречие и при чём тут именно двойные звёзды, нам не так важно. Примем на веру, что в 1913 году появились эксперименты, опровергающие баллистическую теорию.
Обратите внимание на дату – 1913! Уже восемь лет прошло после того, как вышел труд Эйнштейна. Когда Эйнштейн писал свою работу, не существовало ни экспериментов, непосредственно противоречащих баллистической теории, ни, впрочем, самой теории, которую предложил Ритц только в 1908 году 3
. Нет сомнения, что в процессе работы Эйнштейн обязан был рассмотреть гипотезу, которую впоследствии высказал Ритц. Действительно, стоит принять принцип относительности, как баллистическая гипотеза напрашивается, “стучится в дверь”. Несколькими строками выше мы пытались доказать, что она единственно возможное следствие принципа относительности. Просмотрите ещё раз эти рассуждения и попробуйте найти ошибку! Всё кажется так безукоризненно ясно и логично. Но если так, то мы попали в очень неприятное положение. Поглядите, что получилось.1. Опыт Майкельсона убеждает нас в принципе относительности.
2. Принимая принцип относительности, мы как будто доказали, что скорость света должна зависеть от скорости источника, и тем самым обосновали баллистическую теорию.
3. Мы утверждаем, что многие опыты опровергают баллистическую теорию.
Согласовать эти три положения между собой невозможно – следовательно, какое-то из них ошибочно. Принцип относительности, по-видимому, справедлив. Поэтому надо отбросить либо 2-й, либо 3-й пункт. Но какой?
Теперь-то мы знаем, что неправилен 2-й пункт в нашем списке. Но ведь как раз он кажется столь убедительным. Просмотрите ещё раз те рассуждения, что привели нас к этому выводу. Они представляются идеально строгими.
А вспомним теперь, что у Эйнштейна не было твёрдой уверенности в положении № 3.
Решающие опыты, опровергающие баллистическую теорию, были сделаны только в 1913 году (Де-Ситтер!). В распоряжении Эйнштейна только косвенные доводы против баллистической гипотезы, те доводы, вес которых можно оценивать, лишь призывая интуицию.
Но интуиция – это нечто неопределённое, а пока создается впечатление, что:
1) принцип относительности и
2) независимость скорости света от движения источника согласовать нельзя!
Если принять первое, надо отбросить второе и стать на позиции баллистической теории.
Если принять второе, то необходимо пожертвовать принципом относительности и вернуться к эфиру.
И Эйнштейн выбрал, казалось бы, самую невероятную среди всех имевшихся возможность объяснить опыт Майкельсона. Именно эти два положения он взял как основные постулаты своей теории.
Трудно понять, как именно он понял то, что он понял. Пожалуй, решающую роль сыграло то непонятное и неуловимое, что обычно определяют как “интуиция”.
Как рассказывает сам Эйнштейн, с 16 лет он задумался над вопросом: что увидит наблюдатель, который движется за лучом света со скоростью света?
“Если бы я стал двигаться за лучом света со скоростью с (скорость света в пустоте), то я должен был бы воспринимать такой луч света как покоящееся, переменное в пространстве электромагнитное поле. Но ничего подобного не существует; это видно как на основании опыта, так и из уравнений Максвелла. Интуитивно мне казалось ясным с самого начала, что с точки зрения такого наблюдателя всё должно совершаться по тем же законам, как и для наблюдателя, неподвижного относительно Земли” 4
.Кстати, забавно, хотя и не очень связано с тем, что нас сейчас волнует, что наблюдатель, начавший в какой-то момент двигаться от источника света со скоростью большей, чем скорость света, должен видеть события, происходящие в источнике света, в обратном порядке. Он как бы увидит киноплёнку, пущенную от конца к началу.
Итак, Эйнштейн не понимал, как можно удовлетворительно построить теорию, допуская, что скорость света в разных системах отсчёта различна и зависит от движения источника света в данной системе. После многих лет размышлений он, наконец, находит выход: следует изменить не только электродинамику, нет... всю физику. Как видите, всё было очень просто.
Вот как он формулирует постулаты новой теории в первой работе.
1. “Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, находящихся относительно друг друга в равномерном поступательном движении, эти изменения относятся”.
2. “Каждый луч света движется в “покоящейся” системе координат (в любой данной инерциальной системе координат. – В. С.) с определённой скоростью с, независимо от того, испускается этот луч покоящимся или движущимся телом”.
Итак, первое – принцип относительности, второе – независимость скорости света от движения источника.
А как быть с эфиром в новой теории? “Введение светового эфира окажется при этом излишним, – пишет Эйнштейн, – поскольку в предполагаемой теории не вводится абсолютно покоящегося пространства, наделённого особыми свойствами...”
Как видите, загадку эфира Эйнштейн решает сразу. Эфира нет. Не существует никакой гипотетической среды с механическими свойствами. Просто само пространство обладает свойствами передавать электромагнитные колебания, и только. Вообще-то для истребления эфира достаточно одного принципа относительности, и в баллистической теории Ритца эфир также уничтожается.
Ну что же, эфиром скрепя сердце можно пожертвовать. В конце концов отрицательные результаты всех попыток выявить абсолютное движение Земли принцип относительности объясняет сразу, а с эфиром достаточно намучились и помимо опыта Майкельсона.
Второй постулат сам по себе выглядит также довольно естественно (между прочим, он был принят в теории неувлекаемого эфира).
Но как можно их согласовать? Ведь совсем недавно мы как будто показали, что из принципа относительности однозначно следует баллистическая теория.
Если вспомнить, как доказывалась зависимость скорости света от движения источника, мы увидим: кроме принципа относительности, использовалась только формула сложения скоростей, хорошо известная из механики. Вот она.
Если скорость тела В относительно тела А равна v1, а скорость С относительно В – v2, то скорость С относительно А равна v1+v2. Сомнение в справедливости этой формулы означает ни много ни мало, как сомнение в самих основах механики.
Вспомним пример со световыми вспышками в вагоне поезда и посмотрим, можно ли совместить принцип относительности с постулатом о постоянстве скорости света.
Попытаемся опровергнуть Эйнштейна. Чтобы показать несостоятельность теории относительности, используем, например, классический приём –
reductio ad absurdum (“приведение к нелепости”, или “доказательство от противного”). Примем постулаты Эйнштейна и посмотрим, к каким выводам они приводят5.Пусть точно в середине вагона экспресса произошла мгновенная вспышка света. Световая волна побежит во все стороны и через ничтожный промежуток времени достигнет как передней, так и задней стенок вагона. Допустим, этот момент прихода мы можем зафиксировать точными приборами.
Одновременно или неодновременно придёт световой сигнал к задней и передней стенкам?
Наблюдатель, использующий систему отсчёта, жестко связанную с вагоном (для естественности посадим его внутрь вагона), заявит: “Конечно, световой сигнал дошёл до обеих стенок одновременно”. Действительно, скорость света одинакова во
всех направлениях (изотропность пространства), расстояние до стен одинаковое (источник в середине), вагон покоится. Естественно, сигнал дойдёт одновременно до задней и передней стенок.Наблюдатель же на полотне (система отсчёта – полотно железной дороги) заявит, что сигнал дошёл до стенок неодновременно. Действительно, источник света в его системе движется, но согласно второму постулату Эйнштейна это движение на распространение света никак не влияет. Световой сигнал снова распространяется по всем направлениям с одной и той же скоростью с относительно источника. Однако передняя стенка вагона “убегает” от светового сигнала, а задняя соответственно “набегает” на него. Следовательно, задней стенки сигнал достигнет несколько раньше, чем передней.
Итак, пара событий в одной системе одновременна, а в другой
– нет. Результат достаточно странный. Может быть, этот “нелепый” вывод доказывает, что постулаты Эйнштейна противоречивы?Число таких парадоксальных примеров можно увеличить. Однако, вероятно, и сказанного вполне достаточно, чтобы прийти в недоумение.
Подведём итог.
В самом начале работы Эйнштейн сталкивается с такими следствиями своих постулатов, что совершенно ясно: либо надо сразу признать полную несостоятельность теории, либо придётся менять все основные представления о пространстве и времени, структуру всей физики с начала до конца.
Новая теория сразу приобретает несравненно более широкое значение, чем, правда, очень существенный, но в свете новых горизонтов очень частный вопрос – “об электродинамике движущихся сред”. Речь идёт уже не об уничтожении эфира (этот вопрос как-то сразу кажется мелким), а о критическом анализе и пересмотре всех основ физики.
Повторяю, для меня остаётся загадкой, как Эйнштейн рискнул разрабатывать свою теорию. Часто говорят, что он выбрал из массы опытного материала безусловно надёжные факты, установил принципы и поэтому был совершенно уверен в своих постулатах. Это верно только отчасти. Действительно, эксперименты навязывают ему принцип относительности. Но вот принцип постоянства скорости света не имел непосредственных прямых подтверждений. И мы видели, что за одновременное признание принципа относительности и принципа постоянства скорости света приходится платить исключительно дорогой ценой.
Пожалуй, самый естественный выход из положения предложил Ритц (баллистическая теория). По Ритцу, эфир отбрасывается, а уравнения Максвелла изменяются. Всё это, конечно, очень революционно, однако выглядит мирно и патриархально рядом с теорией относительности.
Понятие времени, длины, одновременности, преобразование Галилея, дальнодействие – все эти основы физики Эйнштейн начисто пересматривает. По существу, он показывает, что никаких основ не существует, что всех этих, “по-видимому, всем знакомых понятий” попросту нет в классической физике, что физики в этих вопросах интуитивно, бессознательно обобщали опыт, не задумываясь над тем, что именно они делают, на чём строят теории. И всё это делается в конечном счёте из-за опыта Майкельсона.
Мне кажется, в истории науки нет второго примера подобного же интеллектуального бесстрашия.
И последнее. Ясно, что к теории относительности предъявляются очень высокие требования. Ей, требующей совершенно новых, на первый взгляд парадоксальных представлений о пространстве и времени, не простят расплывчатых гипотез, приблизительных объяснений, логических погрешностей. Такая теория должна быть кристально ясной и логически безупречной. Абсолютно все известные экспериментальные факты должны получить совершенно чёткое объяснение. И наконец, все физические законы, в справедливости которых физики убедились на опыте, все ставшие безусловными физические теории должны быть сохранены как приближённые, справедливые с высокой степенью точности, в определённом классе явлений. Новая теория может обобщить, но не может отбрасывать механику Ньютона.
Все эти требования Эйнштейн должен был выполнить уже на самом первом этапе работы. Он всё это сделал. Но можно только ещё раз повторить: трудно понять, как смог двадцатипятилетний Эйнштейн создать свою теорию.
А теперь забудем на время обо всём предыдущем.
Постулаты специальной теории относительности, вообще говоря, очень естественны.
К систематическому анализу её мы и переходим.
ПРИМЕЧАНИЯ
1. Теплород, флогистон,
2. Как помните, для объяснения опыта Майкельсона достаточно принять принцип относительности.
3. Так что, говоря о теории Ритца до обсуждения теории относительности, мы несколько погрешили против хронологии.
4. Легко можно убедиться, что парадокс с наблюдателем, “оседлавшим” световой луч, равно возникает как в теории неувлекаемого эфира, так и при рассмотрении баллистической теории. Разница только в том, что в баллистической теории можно рассматривать парадокс в любой инерциальной системе отсчёта, а в теории эфира – только в абсолютной системе – неувлекаемом эфире. Эйнштейн, как видите, долго не понимал, как можно объяснить этот парадокс.
5. Здесь уместно сделать маленькое отступление. Так же как и в классической физике, в специальной теории относительности “пустое пространство” считается “однородным и изотропным”. Иными словами, физические свойства пространства совершенно идентичны по всем возможным направлениям. Выделенного направления нет (изотропность). Точно так же равноправны все точки пространства (однородность). Изотропность и однородность пространства подразумеваются всюду в дальнейшем.
Строго говоря, это тоже некий постулат, вытекающий из всего нашего опыта. Изотропность пространства по отношению к “электромагнитным процессам” видна, например, из того факта, что скорость света одинакова во всех направлениях (фронт световой волны занимает поверхность сферы). Ещё раз с удовольствием отметим: физические утверждения даже самого общего характера всегда диктуются только опытом. Без ссылки на опыт всякие рассуждения беспредметны. Могло оказаться, что “пустое” пространство устроено подобно кристаллу и анизотропно. Только практика может убедить в противном.
Она и убеждает...Дата установки: 0
9.06.2007[
вернуться к содержанию сайта]
