Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Борн М. -> "Эйнштейновская теория относительности" -> 27

Эйнштейновская теория относительности - Борн М.

Борн М. Эйнштейновская теория относительности — М.: Мир, 1972. — 369 c.
Скачать (прямая ссылка): enteoriyaotnositelnosti1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 143 >> Следующая


Мы сразу видим, что в этом смысле «фиксированное место» в ньютоновском абсолютном пространстве лишено (физической) 74

Гл. III. Ньютонова система мира

реальности. Это следует из принципа относительности. Исходя из него, мы каким-то образом пришли к предположению, что существует определенная система отсчета, покоящаяся в пространстве; затем к выводу, что система отсчета, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно первой, может с равным правом считаться покоящейся. Механические события в обеих системах происходят одним и тем же образом, и ни одна из этих систем не предпочтительнее другой. Определенное тело, которое кажется покоящимся в одной системе, совершает равномерное прямолинейное движение в другой системе, и если бы кто-то стал утверждать, что это тело фиксирует некоторое место в абсолютном пространстве, то другой мог бы с равным правом оспаривать это и утверждать, что тело движется.

На этом пути абсолютное пространство Ньютона теряет значительную часть своего таинственного существования. Пространство, в котором не существует ни одного места, которое могло бы быть фиксировано при помощи каких бы то ни было физических средств, представляется по крайней мере весьма смутной и абстрактной идеей, а не просто ящиком, наполненным материальными объектами.

Необходимо теперь изменить и термины, использованные нами в определении принципа относительности, так как в нем мы все еще говорим о системе координат, покоящейся в абсолютном пространстве, а это, очевидно, не имеет физического смысла. Чтобы получить определенную формулировку, мы вводим понятие инерциальной системы-, оно призвано означать систему координат, в которой закон инерции выполняется в своей первоначальной форме. Существует не единственная покоящаяся система в ньютоновском абсолютном пространстве, но бесконечное число различных, одинаково правомерных систем, и поскольку нельзя вразумительно говорить о нескольких «пространствах», движущихся друг относительно друга, мы предпочитаем избегать слова «пространство» в той мере, в какой это возможно. Принцип относительности тогда приобретает следующую форму:

Существует бесконечное число эквивалентных систем, называемых инерциальными и совершающих поступательное движение (равномерное и прямолинейное) относительно друг друга, в которых законы механики выполняются в своей простой классической форме.

Здесь отчетливо видно, как тесно связана проблема пространства с механикой. Действительно, не пространство существует и отпечатывает свою форму на вещах, но вещи и физические законы, управляющие ими, определяют пространство. Позднее мы увидим, как эта точка зрения становится все более и более обоснованной, пока, наконец, не достигает максимальной обоснованности в общей теории относительности Эйнштейна. § 7. Преобразования Галилея

75

§ 7. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГАЛИЛЕЯ

Хотя законы механики остаются одними и теми же во всех инерциальных системах, из этого отнюдь не следует, что координаты и скорости тел относительно двух инерциальных систем, находящихся в относительном движении, равны между собой. Если, например, тело покоится в системе S, то в другой системе S', движущейся относительно S, оно имеет постоянную скорость. Общие законы механики содержат только ускорения, а последние, как мы видели, одинаковы во всех инерциальных системах, чего нельзя сказать о координатах и скоростях.

Отсюда возникает задача определить скорость и положение тела в инерциальной системе S', если они заданы в другой инер-циальной системе S.

Вопрос состоит в том, как перейти от одной системы координат к другой, движущейся относительно первой. На этом этапе необходимо сделать несколько замечаний относительно эквивалентных (одинаково приемлемых) систем координат вообще и относительно законов, называемых уравнениями преобразования, которые позволяют переходить от одной системы к другой с помощью вычислений.

В геометрии системы координат представляют собой средство удобного определения относительных положений тел. Для этого мы предполагаем, что система координат жестко связана с одним из тел, и тогда координаты точек другого тела полностью определяют относительное положение двух взятых тел. Разумеется, несущественно, какова выбранная система координат — прямоугольная, косоугольная, полярная или еще более общего вида. Также несущественна и ее ориентация относительно первого тела; необходимо лишь указать, поддерживается ли эта ориентация неизменной или, если она меняется, необходимо определить, как изменяется положение системы координат относительно тела. Если, например, мы пользуемся прямоугольными координатами в плоскости, то вместо первоначально выбранной системы S можно взять другую S', которая смещена (фиг. 36) или повернута (фиг. 37) относительно 5. Но необходимо точно задать величину смещения и поворота. Из этих дан^ ных можно затем подсчитать, каковы в новой системе S' координаты точки Р, имевшей координаты х, у в старой системе S. Если новые координаты обозначить как х\ у', то мы получим формулы, позволяющие вычислить их из X, у. Мы проделаем это в простейшем случае, именно в случае, когда система S' получается из S в результате параллельного смещения^ на величину а в направлении оси х (фиг. 38). В этом случае,'очевидно, новая координата х' точки P будет равна старой координате х, уменьшенной на смещение а, тогда как координата у остается 76
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 143 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed