Navigation bar
  Print document Start Previous page
 139 of 258 
Next page End  

139
представления. Он начинает с анализа вопроса, каким образом можно установить одновременность
двух событий, происходящих в разных точках пространства. Для этого, делает он вывод, нужно иметь
в этих точках часы, причем эти часы должны быть одинаково устроены и идти синхронно. Но как
узнать, что двое часов, помещенных в различных местах пространства, идут синхронно; или, что то же
самое, как узнать, что два события в различных точках пространства, скажем на Земле и на Луне,
происходят одновременно? Для достижения синхронности, можно воспользоваться световыми
сигналами.                 
Допустим, что в удаленных друг от друга точках пространства А и В имеются одинаковые часы, и
часы в точке А показывают время t
А
, когда из этой точки выходит световой луч в направлении точки В.
Допустим, что этот луч достигает точки В, когда часы в ней показывают время t
в
, и затем движется
обратно к точке А, куда приходит в момент времени
t'A по часам, помещенным в этой точке. Будем
считать, что часы в точках А и В идут синхронно, если всегда выполняется соотношение:
t
B
– t
A
= t`
A
– t`
События в точках А и В будут одновременными, если часы в этих точках показывают для них одно
и то же время. Такое определение одновременности кажется вполне логичным, если принять условие,
что свет распространяется с одинаковой скоростью во всех направлениях. Но оказывается, что если
ввести такое определение одновременности, то вследствие конечности скорости распространения
света это понятие становится относительным, поскольку события в одной «покоящейся» системе не
будут одновременными в любой другой системе, движущейся относительно первой.
К этому выводу приводит простой логический анализ. Допустим, что в точках А и В,
расположенных друг от друга на расстоянии S, находятся неподвижные синхронизированные часы (по
правилу, приведенному выше). Пусть наблюдатель, двигающийся относительно часов с постоянной
скоростью v в направлении АВ захочет проверить синхронность хода часов. Он должен считать время
движения сигнала от А до В равным:
а промежуток времени движения сигнала в обратном направлении
Но принцип постоянства скорости света предполагает, что скорость света относительно
движущегося наблюдателя неизменна и равна с. Значит, не существует способов установления
синхронности часов; часы, синхронные для покоящегося наблюдателя, перестают быть синхронными,
когда он движется по отношению к системе, в которой покоятся часы. Следовательно, понятие
одновременности относительное. События, которые являются одновременными для одного
наблюдателя, не одновременны для другого наблюдателя, движущегося относительно первого.
Из нового понимания одновременности, осознания его относительности следуют совершенно
революционные выводы о закономерностях пространственно-временных отношений вещей. Прежде
всего необходимость признания относительности размеров тел. Чтобы измерить длину тела, нужно
отметить его границы на масштабе одновременно. Однако то, что одновременно для неподвижного
наблюдателя, уже не одновременно для движущегося, поэтому и длина тела, измеренная разными
наблюдателями, которые движутся относительно друг друга с различными скоростями, должна быть
различна.
На следующем этапе становления специальной теории относительности этим общим идейным
рассуждениям Эйнштейн придает математическую форму и, в частности, выводит формулы
преобразования координат и времени — преобразования Лоренца. Но у Эйнштейна эти
преобразования имеют иной смысл: одно и то же тело имеет различную длину, если оно движется с
различной скоростью относительно системы, в которой эта длина измерялась. То же самое относится и
ко времени. Промежуток времени, в течение которого длится какой-либо процесс, различен, если
измерять его движущимися с различной скоростью часами. В специальной теории относительности
размеры тел и промежутки времени теряют абсолютный характер, какой им приписывался
классической физикой, и приобретают статус относительных величин, зависящих от выбора системы
отсчета, с помощью которой проводилось их измерение. Они приобретают такой же смысл, какой
имеют уже известные относительные величины, например, скорость, траектория и т.п. Таким образом,
Эйнштейн делает вывод о необходимости изменения пространственно-временных представлений,
выработанных классической физикой.
Кроме формул преобразований координат и времени, Эйнштейн получает также релятивистскую
Сайт создан в системе uCoz