 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
138
v²/с²
> 0
и тогда преобразования Лоренца превращаются в классические преобразования Галилея.
Таким образом, к рубежу XIX—XX вв. развитие физики привело к осознанию противоречий и
несовместимости трех принципиальных положении классической механики:
1) скорость света в пустом пространстве всегда постоянна, независимо от движения источника или
приемника света;
2) в двух системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга,
все законы природы строго одинаковы, и нет никакого средства обнаружить абсолютное
прямолинейное и равномерное движение (принцип относительности);
3) координаты и скорости преобразовываются из одной инерциальной системы в другую согласно
классическим преобразованиям Галилея.
Было ясно, что эти три положения не могут быть объединены, поскольку они несовместимы.
Долгое время усилия физиков были направлены на то, чтобы попытаться каким-либо образом
изменить первые два положения, оставив неизменным третье как само собой разумеющееся. С другой
стороны, каждый раз результаты опытов доказывали истинность первых двух положений. В конце
концов появилась даже идея замены преобразований Галилея, но она выступила лишь в виде гипотезы
ad hoc.
Внутренней логикой своего развития физика подводилась к необходимости найти нестандартный
путь в разрешении этого фундаментального противоречия в ее основаниях.
9.1.2. Создание А. Эйнштейном специальной теории относительности
В сентябре 1905 г. в немецком журнале «Annalen der Physik» появилась работа А. Эйнштейна «К
электродинамике движущихся тел». Эйнштейн сформулировал основные положения СТО, которая
объясняла и отрицательный результат опыта Майкельсона, и смысл преобразований Лоренца и, кроме
того, содержала новый взгляд на пространство и время.
Эйнштейн нашел еще один путь преодоления противоречий в принципиальных основах
классической механики. Он пришел к убеждению, что необходимо сохранить два первых утверждения
( принцип постоянства скорости света и принцип относительности), но отказаться от преобразований
Галилея. И дело не просто в том, чтобы чисто формально заменить их другим преобразованием.
Эйнштейн увидел, что за преобразованиями Галилея кроется определенное представление о
пространственно-временных соотношениях, которое не соответствует физическому опыту, реальным
свойствам пространства и времени. Слабым звеном принципиальных оснований классической
механики оказалось представление об абсолютной одновременности событий. Классическая механика
пользовалась им, не сознавая его сложной природы.
До выхода в свет статьи «К электродинамике движущихся тел», в которой впервые были изложены
основы теории относительности, Эйнштейн около 10 лет размышлял над проблемой влияния
движения тел на электромагнитные явления. Он пришел к твердому убеждению о всеобщности
принципа относительности, т.е. к выводу, что и в отношении электромагнитных явлений, а не только
механических, все инерциальные системы координат совершенно равноправны. Кроме того,
Эйнштейн был убежден в инвариантности скорости (света во всех инерциальных системах отсчета. В
своих воспоминаниях он пишет, что еще в 1896 г. у него « возник вопрос: если бы можно было
погнаться за световой волной со скоростью света, то имели бы мы перед собой не зависящее от
времени волновое поле? Такое все-таки кажется невозможным!» * Таким образом, Эйнштейн, по-
видимому, еще в молодости пришел к принципу, согласно которому скорость распространения
световой волны одинакова во всех инерциальных системах.
* Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М., 1967. Т. IV. С. 350—351.
Одновременное действие этих двух принципов кажется невозможным. Налицо теоретический
парадокс. Из данного парадокса Эйнштейн находит выход, анализируя понятие одновременности.
Анализ подводит его к выводу об относительном характере этого понятия. В осознании
относительности одновременности заключается суть всей теории относительности, выводы которой, в
свою очередь, приводят к необходимости пересмотра понятий пространства и времени —
основополагающих понятий всего естествознания.
В классической физике полагали, что можно запросто говорить об абсолютной одновременности
событий сразу во всех точках пространства. Эйнштейн убедительно показал неверность такого