 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
140
формулу сложения скоростей, показывает, что масса тела также является относительной величиной,
зависящей от скорости, а между массой тела и его полной энергией существует определенное
соотношение. Он формулирует следующий закон: «масса тела есть мера содержащейся в нем энергии»
в соотношении Е = mс².
Создание СТО было качественно новым шагом в развитии физического познания. От классической
механики СТО отличается тем, что в физическое описание релятивистских явлений органически
входит наблюдатель со средствами наблюдения. Описание физических процессов в СТО существенно
связано с выбором системы координат. Физическая теория описывает не физический процесс сам по
себе, а результат взаимодействия физического процесса со средствами исследования. Обращая на это
внимание, Эйнштейн в уже упомянутой статье «К электродинамике движущихся тел» пишет: «Сужде-
ния всякой теории касаются соотношений между твердыми телами (координатными системами),
часами и электромагнитными процессами» *. В СТО через осознание того, что нельзя дать описание
физического процесса самого по себе, можно только дать его описание по отношению к определенной
системе отсчета, впервые в истории физики непосредственно проявился диалектический характер про-
цесса познания, активность субъекта познания, неотрывное взаимодействие субъекта и объекта
познания.
*
Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М., 1965. Т. 1. С. 8.
9.2. Создание и развитие общей теории относительности
9.2.1. Принципы и понятия эйнштейновской теории гравитации
Классическая механика и СТО формулируют закономерности физических явлений только для
некоторого достаточно узкого класса инерциальных систем отсчета, не предлагая средств для
реального выделения таких систем. Вполне закономерно возникла проблема, как распространить
законы физики и на неинерциальные системы. После создания СТО Эйнштейн стал задумываться над
этой проблемой применительно к принципу относительности: «Можем ли мы сформулировать
физические законы таким образом, чтобы они были справедливыми для всех систем координат, не
только для систем, движущихся совершенно произвольно по отношению друг к другу? Если это
можно сделать, то... тогда мы будем в состоянии применять законы природы в любой системе
координат» *.
*
Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М.,1965. С. 176.
Возможность реализации этой идеи Эйнштейн увидел на пути обобщения принципа
относительности движения — распространение принципа относительности не только на скорость, но и
на ускорение движущихся систем. Если не приписывать абсолютный характер не только скорости, но
и ускорению, то в таком случае выделенность класса инерциальных систем потеряет свой смысл и
можно так формулировать физические законы, чтобы их формулировка имела смысл в отношении
любой системы координат. Это и есть содержание общего принципа относительности.
Это означает, что точно так же, как нельзя говорить о скорости тела вообще безотносительно к
какому-нибудь телу, так, очевидно, и ускорение имеет конкретный смысл по отношению к некоторому
фактору, вызывающему и определяющему его.
До Эйнштейна существовали две точки зрения на причины, порождающие инерциальные силы в
ускоренных системах. Ньютон считал, что таким фактором является абсолютное пространство, а Э.
Мах — действие общей массы Вселенной (см. 8.1.3). Эйнштейн пошел по иному пути —
распространил принцип эквивалентности сил инерции и сил тяготения (инертной и гравитационной
масс) на оптические явления.
Существует два различных и независимых способа определения массы тела: 1) через ускорение,
которое вызывает любая действующая на тело сила (инертная масса); 2) через притяжение в поле тяго-
тения (гравитационная масса — вес тела). Независимость инертной и гравитационной масс и их
эквивалентность была известна в классической механике и выражалась через закон
пропорциональности веса и массы Р/т = g. Еще Галилей в своих опытах на «падающей башне» в Пизе
установил, что все тела на Земле, если не учитывать сопротивления воздуха, падают с одним и тем же
ускорением. А Ньютон обратил внимание на то, что периоды колебаний маятника зависят не от массы
шара, а от длины нити, на которой он подвешен. В 1890 г. венгерский физик Л. Этвеш подтвердил