Текст книги "АнтиЭйнштейн. Главный миф XX века"

Автор книги: Владмир Бояринцев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 13 страниц)

ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ ТОРЫ ЭЙНШТЕЙНА

«Слово «тора» на иврите означает «учение», «теория», «концепция». Например, можно сказать «тора Эйнштейна», то есть «теория Эйнштейна». Но если слово не переводится и пишется с заглавной буквы (Тора), то это означает, что речь идет об исходящем от Бога знании»[26].

Исходящие от человека знания содержались в сентябрьской (1905 года) статье Эйнштейна и в части постановки задачи о теории, удовлетворяющей принципу относительности, совпадали с работами Лоренца и Пуанкаре. «Разница состояла лишь в том, что Лоренц указывает источник такой постановки – одно из ранних выступлений Пуанкаре по этому вопросу, а Эйнштейн дает обоснование принципа относительности без всякой ссылки на первоисточник»[Ъ] (выделено мной. – В.Б.).

Геометрическая иллюстрация (по замечанию академика РАН В.Ф. Журавлева) теории относительности была дана в работах немецкого математика Минковского (1907 год, доклад «Принцип относительности»), но он ни в одной своей статье не отметил выдающихся результатов Пуанкаре в развитии математического аппарата теории относительности и не упомянул предложенную им идею четырехмерного представления этой теории. В то же время в ряде вопросов Пуанкаре здесь опередил и Минковского. Пуанкаре («К динамике электрона») первым вводит мнимую координату времени и толкует преобразование Лоренца как поворот в пространстве четырех измерений. Здесь он также дает свою знаменитую теорему о сложении скоростей.

Минковский в своей статье «Пространство и время» дважды ссылается на Пуанкаре, один раз как на автора, давшего определенной группе преобразований знаменитое название «преобразований Лоренца», а затем упоминая о даваемом Пуанкаре согласовании теории тяготения с постулатом относительности. Но Минковский писал: «То обстоятельство, что постулат относительности является не искусственной гипотезой, но новым пониманием времени, к которому нас вынуждают явления природы, до настоящего времени в наиболее резкой форме показано Эйнштейном».

Это что, оценка популяризаторской роли Эйнштейна? Чисто четырехмерный мир называли миром Минковского (но никак не Эйнштейна), хотя справедливо было бы говорить о мире Пуанкаре – Минковского. Несколько слов о Минковском: Герман Минковский родился в 1864 году в местечке Алексоты Минской губернии и еще в детстве переехал в Германию, где закончил среднюю школу и университет. Выше уже упоминалось, что он преподавал математику в политехникуме, где с этим предметом не желал знакомиться Эйнштейн. Затем Минковский занимал кафедру в Геттингенском университете, был в большой дружбе с Гильбертом, чем, видимо, и объясняется тот факт, что Гильберт «уступил» Эйнштейну полученные им соотношения. Минковский умер в возрасте 44 лет.

Зоммерфельд в примечании к статье Минковского «Пространство и время» отмечает: «Релятивистская форма ньютоновского закона, данная Минковским, оказывается для частного, отмеченного в тексте случая исчезающего ускорения, частным случаем более общей формы, предложенной Пуанкаре…»

Статья Пуанкаре почти на 3 года опередила работу Минковского. Но эта статья фактически осталась незамеченной, тогда как статьи Эйнштейна и Минковского привлекли к себе внимание, первая в 1905-1906 годах, вторая в 1908-1909 годах.

Причина этого любопытного обстоятельства, не имеющего аналогов в современной физике, не может заключаться только в малой известности и распространенности среди физиков знаменитого математического журнала, где была напечатана статья Пуанкаре.

Для большинства физиков был непривычен строгий математический язык Пуанкаре; эта работа на первых порах могла показаться рядом до некоторой степени чисто формальных, математических преобразований. Статья Эйнштейна сразу указывала на вытекающую из вновь открытых закономерностей (Лоренцем и Пуанкаре) необходимость пересмотреть наши основные физические представления о пространстве и времени.

Стиль работы Пуанкаре был строго теоретический, а Эйнштейн начал строить свою статью с рассмотрения мыслимых экспериментов об измерении пространства и времени.

То есть, не ссылаясь на работы Лоренца и Пуанкаре, не упоминая опубликованные в течение десяти лет результаты, предшествующие своей статье, молодой патентовед выступил как ловкий популяризатор чужих идей, что не давало ему морального права считать и рекламировать себя как создателя теории относительности.

«Пуанкаре не мог не знать о попытках немецких авторов представить развитие Эйнштейном и Минковским пространственно-временного аспекта теории Лоренца как создание новой физической теории. Но, видимо, такие притязания немецкой науки представлялись ему настолько необоснованными, что он не считал нужным делать специальные заявления по этому поводу».

Поведение Лоренца выглядело «весьма странным потворствованием развернувшейся тогда кампании, тенденциозно приписывающей одному Эйнштейну результаты коллективного труда нескольких выдающихся ученых… »[23]. Может быть, это было связано с тем, что Лоренц разрешил использовать свое имя для организации частного фонда со сбором пожертвований? «Это мероприятие, не имеющее прецедента, говорит о появлении в околонаучной среде весьма деловых людей, организаторским действиям которых не сумел противостоять великий ученый».

И еще одна интересная деталь – в 1912 году Лоренц оставил специально созданную для него кафедру теоретической физики, передав ее Паулю Эренфесту (самому близкому Эйнштейну европейскому физику, общение с которым у него продолжалось двадцать лет). Следует отметить, что во время пребывания во Франции в 1922 году Эйнштейн не смог выступить во Французской академии наук. «Здесь для многих имя Эйнштейна было одиозным – он был сторонником свободы, мира, социального прогресса»[Ъ]. Видимо, во Французской академии наук собрались одни националисты и антисемиты и, вообще, будущие фашисты. Скорее можно предположить, что французским академикам хорошо была известна роль Лоренца и Пуанкаре в создании теории относительности и роль Эйнштейна и связанных с ним «сторонников свободы» в монополизации этой теории. Вспомним, что в своем выступлении 1911 года в Лондонском университете Пуанкаре по-прежнему связывал происшедший переворот в физике только с именем Лоренца, совсем не упоминая Эйнштейна.

В 1915 году Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности. В специальной теории относительности (1905 г.) по-новому трактуются такие понятия, как пространство, время, масса; не существует абсолютных пространства, времени и массы; они относительны, то есть могут изменяться в зависимости от системы отсчета.

Общая теория относительности по существу является теорией тяготения.

В 1826 году Н.И. Лобачевский доказал, что может существовать иная, неевклидова геометрия, отказывающаяся от постулата параллельных линий. В геометрии Н.И. Лобачевского через точку, взятую вне прямой, можно провести бесчисленное множество прямых, не пересекающихся с данной. Фактически общая теория относительности – это попытка дать физическое объяснение четырехмерной геометрии.

В работе[3]: «Идея физической реальности некоторой новой, нетрадиционной, может быть парадоксальной, может быть неевклидовой, геометрии появилась у Лобачевского, Гаусса и Римана. Но она не стала физической теорией…» (выделено мной. – В.Б.).

Специальная теория относительности базируется на следующих основных положениях:

1) отсутствие в природе эфира;

2) принцип относительности;

3) принцип постоянства скорости света;

4) неизменность интервала, состоящего из трех про странственных координат и произведения времени на скорость света;

5) принцип «одновременности», определяющий одно временность происходящего события, по моменту прихода к наблюдателю светового сигнала.

Первое положение – представление об эфире как о неподвижной среде, которая могла, следовательно, быть избранной в качестве системы отсчета, позволяла таким образом выделить абсолютное движение. Исходя из признания существования эфира, Лоренцем были получены его преобразования, использованные Эйнштейном в специальной теории относительности с отказом от признания факта существования эфира.

Преобразования Лоренца были удобны как формальный прием, позволяющий решить проблемы электродинамики, возникшие в конце XIX века.

Второе – по существу есть обобщение механического принципа относительности Галилея (1632 г.) на все явления природы. Галилей, рассматривая механические явления, происходящие в закрытой каюте корабля, пришел к выводу, что никакими опытами внутри каюты невозможно обнаружить факт покоя или равномерного и прямолинейного движения корабля. Эйнштейн распространил этот вывод на немеханические явления.

Таким образом, принцип относительности утверждает, что все законы природы (а не только законы механики) одинаковы во всех инерциальных системах координат (инерциальная система – та, в которой выполняются законы Ньютона), то есть системах, движущихся прямолинейно и равномерно относительно друг друга; все инерциальные системы равноправны.

Третье положение – скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах координат. Это допущение понималось Эйнштейном как постоянство скорости света. Опять же после того, как было введено Пуанкаре. Отметим, что в механике скорость – одна из основных характеристик движения материальной точки, а скорость распространения света в вакууме – одна из основных физических констант: с = 299 792 458 м/с.

Эйнштейн пришел к выводу, что факт движения системы с некоторой скоростью влияет на ее размеры, скорость течения времени и массу, и заявил, что получил связь между энергией и массой тела. В действительности же эта связь была получена Пуанкаре (подробнее об этом говорится ниже).

Отсюда возник так называемый парадокс «близнецов»: космонавт, который пролетел на корабле год (по часам корабля) со скоростью, близкой к скорости света, возвратившись на Землю, встретит брата-близнеца, постаревшего почти на сорок лет.

Третье допущение есть обобщение результатов опыта Майкельсона (1881 год), из которого следует, что скорость света одинакова в разных направлениях и не зависит от факта движения Земли.

В основе четвертого и пятого допущения лежит привязка к скорости света. Общая теория относительности, распространяя специальную теорию относительности на ускоренные движения, для чего нужно было показать, что за счет тяготения могут быть отнесены не только динамические эффекты движения, но и оптические явления, делала вывод о наличии у света гравитационной массы. Эйнштейн отождествлял тяготение с искривлением пространства – времени. Идея гравитационной массы света и соответственного искривления светового луча под действием тяжелого тела в его гравитационном поле давала новую гипотезу о Вселенной.

В основу общей теории относительности Эйнштейн положил следующие допущения:

1) гравитационное поле моделируется искривленным пространством бесконечно малого объема, и соответствующее ускорение системы отсчета проявляется в том, что локально гравитационное поле может быть устранено преобразованием координат;

2) уравнения гравитационного и материальных полей инвариантны (независимы) относительно произвольных координат;

3) потенциалы гравитационного поля, представляющие собой геометрические характеристики пространства – времени, удовлетворяют уравнениям Эйнштейна, которые на самом деле должны называться уравнениями Гильберта (были выведены Гильбертом в 1915 году).

Здесь следует отметить, что Эйнштейн в первом сообщении об уравнениях гравитационного поля сказал, что приведенные соотношения получены им «из общих соображений», не упомянув об авторстве Гильберта.

Гильберт по своей наивности незадолго до этого сообщил результаты математических выкладок Эйнштейну после настойчивых просьб последнего. Когда же он понял, с кем имеет дело, было уже поздно – уравнения Гильберта, вывод которых представляет серьезное математическое достижение, стали именоваться уравнениями Эйнштейна;

4) скорость распространения гравитационных волн (гравитации) равна скорости света. Но если свет обладает гравитационной массой, то есть подвержен действию поля тяготения, то под действием этих сил он должен испытывать ускорение. Чтобы допустить такое ускорение, нужно отказаться от основного постулата специальной теории относительности – постоянства скорости света;

5) пространство немыслимо без эфира. Эйнштейн писал (1924 год): «…Мы не можем в теоретической физике обойтись без зфира, т.е. континуума, наделенного физическими свойствами…» Таким образом, последнее допущение является опровержением ранее сделанного Эйнштейном допущения (в специальной теории относительности) об отсутствии эфира.

Как говорят в таких случаях в Одессе: «Интересное кино!», когда надо по одной «теории» – эфир не существует, а по другой – без него никак нельзя обойтись! Необходимо отметить, что расхождение между классической физикой и теорией относительности, касающееся числа и содержания основных постулатов, является весьма принципиальным.

Двойственной была оценка теории относительности при жизни Эйнштейна[3]. С одной стороны, «…началась прямая травля теории относительности, главным образом в Германии», а с другой – «…вслед за Махом Адлер выступил против теории относительности и в тюрьме написал работу, которая, по его мнению, неопровержимо доказывала ложность взглядов Эйнштейна. Суд назначил экспертизу, которая должна была определить, не свидетельствует ли эта работа об умственном расстройстве подсудимого» (выделено мной. – 6.5.). И дальше – «…нападки на Эйнштейна и на теорию относительности стали частью большого заговора против демократии, мира и прогресса».

Это похоже на старую присказку: «Запомни, изменяя мне, ты изменяешь всей стране!» Тем более что по вопросу «травли» теории относительности в Германии есть и другое мнение: в то время Эйнштейн и Минковский усиленно превозносились немецкой школой физиков в качестве единственных создателей теории относительности. По поводу же незыблемости физических принципов теории относительности в варианте Эйнштейна можно привести слова Д.Д. Томсона: «Очарование физики в том и состоит, что в ней нет жестких и твердых границ, что каждое открытие не является пределом, а только аллеей, ведущей в страну, еще не исследованную, и сколько бы ни существовала наука, всегда будет изобилие нерешенных проблем…»

В этом же духе высказывался и Луи де Бройль: «История наук показывает, что прогресс науки постоянно тормозится тираническим влиянием определенных концепций, которые стали в конце концов рассматриваться как догмы. По этой причине необходимо периодически подвергать весьма глубокому исследованию принципы, которые в конечном счете стали применяться без обсуждения».

Сам же Эйнштейн считал: «Тому, кто творит, плоды собственной фантазии кажутся настолько необходимыми и естественными, что он сам их считает не образами мышления, но заданными реальностями и хочет, чтобы все так считали».

Мировой эфир, или Физический вакум

Изучение закономерностей распространения света привело физику к признанию существования мирового эфира, или, в новой терминологии, физического вакуума. Понятие «эфир» возникло еще во времена древних греков: по их мифологии – это самый верхний, чистый и прозрачный слой воздуха, место пребывания богов. Аристотель (ученик Платона) в дополнение к четырем стихиям – огонь, вода, воздух, земля – ввел пятую (сущность всех вещей) – эфир.

Так в физику вошло понятие «мировой эфир» – универсальная среда, заполняющая все пространство, в том числе и промежутки между атомами и молекулами в телах.

Лукреций (древнеримский философ, автор сочинения «О природе вещей», излагающего идеи Демокрита и Эпикура) считал, что эфир – материя, состоящая из особенно легких и подвижных атомов. Современник Ньютона Гюйгенс, говоря о природе света, считал, что световое возбуждение следует рассматривать как упругие импульсы, распространяющиеся в эфире, заполняющем все пространство, а огромная скорость распространения света обусловлена упругостью и плотностью эфира и не предполагает быстрых перемещений частиц эфира. Во времена Гюйгенса – Ньютона волновая теория света была лишь схематично намечена.

Эйлер и Ломоносов отстаивали и развивали представление о свете как о волнообразных колебаниях эфира. Ломоносов пытался уточнить и углубить понятие эфира, рассматривая различные возможные типы движения эфира – «текущее, коловратное и зыблющееся». В 1756 году он писал: «Так как эти явления (электричество) имеют место в пространстве, лишенном воздуха, а свет и огонь происходят в пустоте и зависят от эфира, то кажется правдоподобным, что эта электрическая материя тождественна с эфиром». И далее: «Чтобы это выяснить, необходимо изучить природу эфира; если она вполне пригодна для объяснения электрических явлений, будет достаточно большая вероятность, что они происходят от движения эфира. Наконец, если не найдется никакой другой материи, то достовернейшая причина электричества будет движущийся эфир».

Впоследствии та, что световые волны поперечны, то есть направления колебаний в них перпендикулярны к направлению распространения, что возможно только в твердом теле, заставило приписать эфиру свойства упругого твердого тела.

Максвелл на основе опытов Герца сформулировал заключение: свет есть электромагнитное явление. Идеи Максвелла об электромагнитной природе света позволили объединить светоносный и электромагнитный эфир, сделав его носителем всех электромагнитных явлений. Возникновение электромагнитного поля, равно как и его распространение, представлялось изменением состояния эфира, могущим распространяться от точки к точке с определенной скоростью[ 27].

В представлении Лоренца (конец XIX века) эфир есть безграничная неподвижная среда, единственной характеристикой которой является лишь определенная скорость распространения в ней электромагнитных возмущений, и в частности света. Это представление об эфире как о неподвижной среде, которая могла быть избранной в качестве системы отсчета, позволяло таким образом выделить абсолютное движение. Исходя из признания существования эфира, Лоренцем были получены его преобразования, использованные Эйнштейном в специальной теории относительности с отказом от признания факта существования эфира.

О взглядах Пуанкаре у академика А.А.Логунова сказано так: «Интересно отметить, что, хотя выдвинутый Пуанкаре постулат относительности предполагает полную невозможность определения движения материи относительно эфира, само понятие эфира им не отбрасывается». И далее: «В современной теоретической физике понятие эфира уступило место понятию физического вакуума – основного состояния, в котором неизбежно присутствуют квантовые флуктуации – нулевые колебания квантовых полей» (выделено мной. – В.Б.).

Проблеме эфира уделял большое внимание и великий русский ученый Д.И.Менделеев, который писал:

«…Все современные познания и основные понятия естествознания – следовательно, и мировой эфир – неизбежно необходимо обсудить под совокупным взаимодействием сведений механики, физики и химии (!). И хотя понятие об эфире «родилось» в физике, нельзя не задаться вопросом: что же такое это за вещество в химическом смысле?

Для многих ученых эфир содержит эту первичную материю в несложившемся виде, т.е. не в форме элементарных химических атомов и образуемых ими частиц, молекул и веществ, а в виде составного начала, из которого сложились сами химические атомы» («Основы химии »)[2В]. Поэтому далее я стану говорить только о своей попытке понять химизм эфира, исходя из двух основных положений, а именно:

1. Эфир есть легчайший – в этом отношении предельный – газ, обладающий высокой степенью проницаемости, что в физико-химическом смысле значит, что его частицы имеют относительно малый вес и обладают высшей, чем для каких-либо иных газов, скоростью своего поступательного движения.

2. Эфир есть простое тело, лишенное возможности сжижаться и вступать в частичное химическое соединение и реагировать с каким-либо другим простым или сложным веществами, хотя способное их проницать, подобно тому, как гелий, аргон и их аналоги способны растворяться в воде и других жидкостях».

Следует отметить, что электродинамика теории относительности, пришедшая на смену электродинамике Лоренца, вообще отказалась от представления об эфире, играющем роль материального носителя электромагнитных процессов.

Электромагнитное поле, и в частности свет, является само по себе особой формой материи, имеющей не только много сходных черт, но и характерных различий с веществом в обычном смысле слова (электронами, позитронами, нейтронами, атомами и пр.) и не нуждается для своего истолкования в представлении об эфире.

Материальная природа света отчетливо проявляется в явлениях светового давления, установленного опытным путем П.Н. Лебедевым. То обстоятельство, что свет (электромагнитное поле) и вещество представляют собой две различные формы материи, с особой отчетливостью проявляется в превращениях кванта света в пару электрон – позитрон и, обратно, в образовании светового кванта за счет объединения позитрона и электрона.

Но целый ряд оптических явлений, в частности фотоэлектрический эффект и вопросы рассеяния света, выдвинули на первый план корпускулярные особенности света, следовательно, и признание существования мирового эфира, или физического вакуума.

Как отмечал академик Г.С. Ландсберг[27], «Нельзя не отметить, что современная квантовая теория света (теория фотонов) характеризуется чертами, которые напоминают Ньютоново представление о свете даже в большей степени, чем это может показаться с первого взгляда. Корпускулярные свойства света получили экспериментальное обоснование, гораздо более серьезное и разнообразное, чем это было во времена Ньютона…»

Доктор технических наук В.А. Ацюковский определяет мировой эфир как газоподобную среду, заполняющую все мировое пространство и являющуюся строительным материалом для всех видов «элементарных частиц» вещества [29].

Отвергая в специальной теории относительности существование эфира, Эйнштейн в общей теории отнсительности (теории тяготения) допускает его существование: «Общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами; таким образом, в этом смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности пространство немыслимо без эфира… »[30].

«Назревает представление… – писал академик В.И. Вернадский, – что вакуум не есть пустота с температурой абсолютного нуля, как еще недавно думали, а есть активная область максимальной энергии нам доступного Космоса. То есть пустоты нет. Мы вернулись к старому спору средневековых философов и ученых, но в отличие от них идем экспериментальным путем – путем наблюдений» (здесь и далее в этом разделе высказывания Вернадского приводятся по книге Р.К. Баландина «Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие»)[31].

Вернадский отмечал, что вся наша Вселенная в основном состоит из космического вакуума: «…Космический вакуум пространственно господствует как таковой, и газообразное вещество, которое представляют собой звезды и Солнце, геометрически теряется в космической пустоте». Вернадский вспоминал высказывание Менделеева:

«Я помню со своей молодости, какое впечатление на меня произвело в конце 70-х годов предисловие Д.И. Менделеева (1834-1907) к русскому переводу книги Мона о погоде. Он указал, что разгадка погоды находится в современной ионосфере, в вакууме, подчиненном вращению нашей планеты. Это было великое предвидение будущего. Сейчас мы стоим перед разгадкой «пустого» мирового пространства – вакуума. Это лаборатория грандиознейших материально-энергетических процессов» (выделено мной. – в.5.).

Заметим также, что мысль, высказанная Менделеевым, относится к семидесятым годам XIX века!

Чрезвычайно современно звучат слова Вернадского:

«Об этих пространствах с рассеянными атомами и молекулами правильнее мыслить не как о материальной пустоте «вакуума», но как о концентрации своеобразной энергии, в рассеянном виде содержащей колоссальные запасы материи и энергии…»

Косвенным подтверждением существования или отсутствия эфира являются эксперименты по исследованию эфирного ветра. Когда говорят об «эфирном ветре», имеют в виду следующее: Земля при движении по орбите со скоростью примерно 30 км/с перемещается относительно системы удаленных звезд (следовательно, относительно эфира), неподвижный эфир полностью или частично должен вовлекаться в движение при вращении Земли. Тогда скорость света, излученного в направлении движения Земли, должна уменьшиться, а в обратном направлении – увеличиться. Это явление и получило название «эфирного ветра». В[24] отмечается: «Предпринимались многочисленные, но неудачные попытки обнаружить эфир, точнее «эфирный ветер». Решающий опыт, проведенный Альбертом Майкельсоном и Эдвардом Морли, был осуществлен в 1887 г. и дал отрицательный результат». При этом делается очень интересное «утверждение»: «Майкельсон ретроспективно подтвердил еще не появившуюся к тому времени специальную теорию относительности Альберта Эйнштейна» (выделено мной. – В.Б.).

В этой короткой фразе содержится сразу два ложных утверждения:

1) слово «ретроспективный» означает «обращенный к прошлому, посвященный рассмотрению прошлого», то есть нельзя «ретроспективно» подтвердить то, что еще не появилось;

2) специальная теория относительности не является теорией Эйнштейна.

При этом никого не смущает факт, что мы не видим все «небо в алмазах», что свет от далеких звезд не доходит до Земли, хотя в предположении отсутствия эфира (физического вакуума) дальность распространения света должна быть бесконечной.

Возвращаясь же к эксперименту Майкельсона, следует отметить, что им была зафиксирована разница в измеренной величине скорости света в одном и другом направлениях на уровне 3-4 км/с. Майкельсон отнес это к погрешностям измерений и сделал вывод об ошибочности исходной гипотезы стационарного эфира.

Полный обзор по экспериментальным исследованиям проблемы дан в работе В.А. Ацюковского «Эфирный ветер»[32], в которой отмечается, что в корректных экспериментах ряда ученых, в первую очередь Д.Миллера, «эфирный ветер был обнаружен, значение его скорости и направление были определены с неплохой для своего времени точностью. Оказалось, что направление этого ветра вовсе не совпадает с направлением движения Земли, как предполагалось вначале, а почти перпендикулярно к нему… И хотя Миллером… эксперименты уже были проведены, учитывая всю сложность обстановки, нужно сейчас, с использованием существующих измерительных средств и современных возможностей, вернуться к этому вопросу и провести соответствующие эксперименты вновь» (выделено мной. – В.Б.).

Один из таких экспериментов был выполнен Ю.М. Галаевым[33], который отмечает: «Значение скорости эфирного ветра,' измеренное в настоящей работе в диапазоне радиоволн, близко к значениям скоростей эфирного ветра, измеренным в оптическом диапазоне электромагнитных волн в экспериментах Миллера, Майкельсона, Писа, Пирсона…

Таким образом, результаты выполненного эксперимента согласуются с положениями исходной гипотезы о существовании в природе материальной среды эфира».

В 1920 году в статье «Эфир и теория относительности» Эйнштейн писал: «…общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами, таким образом, в этом смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности, пространство немыслимо без эфира…» (выделено мной. – В.Б.).

Вопросы есть?

Принцип относительности

Принцип относительности, введенный Галилеем для механических систем (а других в то время не было), гласил, что никакими механическими опытами невозможно установить, покоится данная система или движется равномерно и прямолинейно.

Другими словами, если в различных инерциальных (где действуют силы инерции. – В.Б.) системах координат мы будем производить одни и те же механические опыты, то эти опыты во всех случаях дадут один и тот же результат.

Галилей заметил, что механика движения, а именно столкновений, полета снарядов и т.д., будет одной и той же как в покоящейся, так и в равномерно движущейся лабораториях.

Пояснить этот принцип можно, приведя пример из книги «Физика для любознательных»[34]: допустим, что один поезд проходит мимо другого с постоянной скоростью, без всяких толчков, причем все окутано таким густым туманом, что вокруг ничего не видно. Могут ли пассажиры определить, какой из поездов движется? Могут ли им помочь эксперименты по механике? Пассажиры могут наблюдать только относительное движение. Хотя все правила сложения векторов и законы движения выработаны в движущихся «земных» лабораториях, они тем не менее не обнаруживают никакого влияния этого движения.

Из принципа Галилея следует, что механическими опытами нельзя обнаружить равномерное и прямолинейное движение системы отсчета относительно Солнца и звезд. Но ускоренное движение системы отсчета относительно Солнца и звезд может сказаться на результатах опытов.

Среди систем координат классической физики особого внимания заслуживают галилеевы системы. Ни одной из них нельзя отдать принципиального предпочтения, хотя с практической точки зрения целесообразно в зависимости от ситуации считать предпочтительной ту или иную систему отсчета.

Так, для пассажира, едущего в поезде, система координат, связанная с поездом, является более естественной системой отсчета, чем система координат, связанная с железнодорожным полотном. В свою очередь, посленяя система является более удобной системой отсчета для наблюдателя, не едущего в поезде.

Принципиальная равноценность различных галилеевых систем находит свое выражение в том, что формулы для перехода из одной системы в другую одинаковы, изменяется только знак относительной скорости. Так обстоит дело с точки зрения кинематики, но такая же равноценность различных галилеевых систем имеет место и в динамике. В этом и состоит классический принцип относительности.

Специальный принцип относительности распространяет принцип относительности Галилея на все физические явления, а не только на одни лишь механические движения, для которых он был сформулирован. Иначе говоря, для всех систем координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга, любые физические явления должны протекать одинаково, и любые физические опыты должны давать одинаковый результат.

Это положение получило название специального принципа относительности, так как относится к специальному случаю равномерного и прямолинейного движения. Все законы должны выглядеть одинаково как для системы координат, связанной со звездами, так и для любой системы координат, движущейся относительно звезд прямолинейно и равномерно. Более общий принцип, охватывающий случаи ускоренного движения систем координат, был назван общим принципом относительности. Но при переходе к специальному принципу относительности классический закон сложения скоростей теперь должен быть заменен правилом Лоренца.