Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Борн М. -> "Эйнштейновская теория относительности" -> 140

Эйнштейновская теория относительности - Борн М.

Борн М. Эйнштейновская теория относительности — М.: Мир, 1972. — 369 c.
Скачать (прямая ссылка): enteoriyaotnositelnosti1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 134 135 136 137 138 139 < 140 > 141 142 .. 143 >> Следующая


Г л. VII. Общая теория относительности Эйнштейна

ной в том виде, как она нам известна, может быть концом другой формы развития материи, хотя практически было бы совершенно невозможно узнать что-нибудь относительно этого периода, поскольку все следы были стерты в хаосе разрушения и перестройки.

Однако эксцентричности и фантазии не должны затенять того факта, что идеи Эйнштейна открыли новый путь изучения Вселенной и дали новый стимул старой астрономической науке, сравнимый по силе лишь с тем, который дал ей Коперник.

§ 13. ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ

Мы уже говорили выше, что эйнштейновский закон связи между энергией и массой E = тс2 (стр. 273), берущий свое начало в специальной теории относительности^ нашел наиболее важные применения в области физики элементарных частиц, ядер и электронов. Массы этих частиц представляют колоссальные концентрации энергии в очень малых областях пространства.

Поэтому следует предполагать, что эти частицы должны создавать большие местные искривления пространства и соответствующие гравитационные поля. Могут ли эти поля объяснить связывающие силы, удерживающие эти частицы в форме единого целого против действий отталкивания тех электрических зарядов, которые несут эти частицы?

Оценка двух противодействующих сил — электрического отталкивания и гравитационного притяжения — оказывается разочаровывающей. Рассмотрим два электрона, расположенных на расстоянии г; обе силы подчиняются закону

const

причем величина константы равна е2 для электрической силы [формула (46), стр. 151] и km.2 для гравитационной [формула (26), стр. 68], где k — гравитационная постоянная. Их отношение

(elm)2 к '

и поскольку е/т ~ 5- IO17 эл.-стат. ед./г = 5- IO14 см'Щсек-г'1* (мы используем размерность заряда, указанную на стр. 151), а fe ^7-10-8 см3/сек2-г, мы получаем огромное число ~3-1042. Это, казалось бы, означает, что гравитация слишком слаба, чтобы объяснить устойчивость электрона.

Несмотря на это, Эйнштейн спустя немного времени после завершения общей теории относительности приступил к работе над единой теорией поля, которая должна была объединить законы электромагнетизма и гравитации в единую систему формул. Он постоянно надеялся, что таким путем удастся добиться не только формального объединения теорий, но и объяснить суще- § 13. Единая теория поля

361

ствование элементарных частиц и их странное поведение, обычно описываемое с помощью квантовой теории.

В рамках этой книги невозможно дать представление о квантовой теории (см. стр. 284). Мы должны удовлетворяться сообщением, что эта теория, заложенная Максом Планком в 1900 г., многими своими фундаментальными достижениями обязана самому Эйнштейну. Фактически тот же самый том (1905 г.) немецкого журнала «Annalen der Physik», в котором была опубликована первая и основная статья Эйнштейна по теории относительности, содержал и его наиболее важную статью по квантовой теории, превращающую эту теорию из странной гипотезы в утверждение, доступное экспериментальной-проверке. Квантовая теория представляет собой обобщение классической механики в несколько ином направлении, чем теория относительности: тогда как последняя видоизменяет наши представления о пространстве и времени, квантовая теория меняет наше отношение к понятию причинности.

Классическая теория использует дифференциальные уравнения, носящие детерминистический характер, поскольку они позволяют предсказывать будущее, исходя из настоящих наблюдений, однозначным образом. Законы квантовой теории носят статистический характер и позволяют нам предсказывать лишь вероятности будущих событий. Эйнштейн сам сделал наиболее важные шаги в этом направлении. Но когда позднее эти идеи были систематизированы в форме так называемой квантовой механики, он не принял этого пути. Он считал, что законы квантовой механики дают лишь неполное описание природы и должны быть сведены к законам детерминистического типа.

Это убеждение послужило движущей силой его неустанных попыток разработать единую теорию, в которой он предполагал дать объяснение не только существованию протона и электрона, но также всем результатам, обычно описываемым квантовой механикой. Он опубликовал большой ряд единых теорий, опирающихся на обобщение его теории метрического поля. В том же направлении работали и другие выдающиеся ученые — Вейль, Эддингтон, Шредингер. Но в день смерти Эйнштейна (1956 г.) поставленная им цель казалась такой же далекой, как и раньше.

Большинство физиков относилось к этой работе скептически. Их основной аргумент вытекал из того факта, что были обнаружены новые элементарные частицы (например, нейтрон, различные мезоны, гипероны и т. д.), которые оказались нестабильными и подобно радиоактивным атомам распадались на другие частицы. Квантовая теория поля сопоставила каждой из этих частиц определенный тип поля (поля материальных волн по де Бройлю), и единая теория, как ее предвидел Эйнштейн,, должна была бы охватить все эти виды полей. Таким образом, 362

Г л. VII. Общая теория относительности Эйнштейна
Предыдущая << 1 .. 134 135 136 137 138 139 < 140 > 141 142 .. 143 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed