Собрание научных трудов в четырех томах. Том 1 - Эйнштейн А.
Скачать (прямая ссылка):
останавливает часы U1. После ЭТ0?Я поле тяжести снова исчезает. Часы и
при этом удерживаются внешними силами в состоянии покоя.
619
Диалог по поводу возражений против теории относительности
1918 г.
Нужно, конечно, иметь в виду, что в левом и правом столбцах описан один и
тот же процесс, только описание слева относится к координатной системе К,
а описание справа - к координатной системе К'. Согласно обоим описаниям,
часы С/2 в конце описываемого процесса отстанут в результате от часов U1
на определенную величину. Если относить все к координатной системе К\ то
это явление объясняется следующим образом: в течение второго и четвертого
этапов рассматриваемого процесса часы С/1, движущиеся со скоростью v,
идут медленнее покоящихся часов U2. Но это отставание будет с избытком
компенсировано быстрым ходом часов U1 во время третьего этапа процесса. В
самом деле согласно общей теории относительности, часы идут тем быстрее,
чем больше гравитационный потенциал в том месте, где они находятся; часы
же U1 на третьем этапе процесса действительно находятся в области
большего гравитационного потенциала, чем часы С/2. Расчет показывает, что
это опережение в два раза больше отставания на втором и четвертом этапах
процесса. Это рассуждение полностью объясняет приведенный тобой парадокс.
Критик. Ты, я вижу, искусно выбрался из западни, но я солгу, если скажу,
что полностью удовлетворен. Камень преткновения не убран с дороги, а лишь
передвинут на другое место. Твои соображения показали мне связь между
приведенными мной возражениями и другими трудностями, также уже не раз
отмечавшимися. Ты разрешил парадокс, используя влияние на часы
действующего в системе К' гравитационного поля. Но разве не является это
гравитационное поле чем-то чисто фиктивным? Ведь это существование
вызвано только выбором системы координат. Истинные же гравитационные поля
всегда создаются массами и не могут быть устранены подходящим выборок
системы координат. Как же можно поверить, что некоторое явно фиктивное
поле оказывает влияние на ход ча.сов?
Релятивист: На это я прежде всего должен заметить, что различать реальное
и нереальное для нас не имеет смысла. По отношению к системе К'
гравитационное поле "существует" в том же самом смысле, как и всякая
другая физическая величина, которая может быть определена в некоторой
системе координат, несмотря на то, что ее не существует в системе К.
Здесь нет ничего странного, и это легко доказать следующим примером,
заимствованным из классической механики. Никто не сомневается в
"реальности" кинетической энергии, так как иначе пришлось бы отрицать
энергию вообще. Однако ясно, что кинетическая энергия тел зависит от
состояния движения координатной системы: подходящим выбором последней
можно, очевидно, сделать так, что в некоторый определенный момент
кинетическая энергия поступательного движения одного-тела примет наперед
заданное положительное или нулевое значение. В специальном случае, при
одинаково направленных и равных по вели-
620
46
Диалог по поводу возражений против теории относительности
чине скоростях всех масс, можно подходящим выбором координатной системы
сделать общую кинетическую энергию равной нулю. Аналогия на мой взгляд,
полная.
Вместо того чтобы различать реальное и нереальное, мы четко различаем
величины, принадлежащие физической системе (независимо от выбора
координатной системы), и величины, которые зависят от Координатной
системы. Далее следовало бы потребовать, чтобы физика вводила в свои
законы лишь величины первого рода. На деле же выяснилось, что этот путь
практически нереален, как ясно показало развитие классической механики.
Можно было бы, например, подумать (да так, собственно, и попытались
сделать) о введении в законы классической механики вместо координат лишь
расстояний материальных точек друг от друга; можно было бы априори
ожидать, что таким путем проще всего достичь той цели, которую поставила
теория относительности. Но развитие науки не подтвердило этой догадки.
Обойтись без координатной системы оказалось невозможно; необходимо было
использовать значения координат, которые не связаны прямо с процессом
измерения. Более того, в общей теории относительности четыре координаты
пространственно-временного континуума являются совершенно произвольно
выбранными параметрами, каждый из которых имеет самостоятельный
физический смысл. Час, тично этот произвол переносится и на те величины
(компоненты поля), о помощью которых описывается физическая реальность.
Только некоторые в общем довольно сложные выражения, образованные из
компонент поля п координат, соответствуют величинам, измеряемым
независимо от координатной системы (т. е. реальным величинам). Так,
например, компонентам гравитационного поля в некоторой пространственно-
временной точке вовсе не соответствует величина, независящая от выбора
координат. Таким образом, "физическая реальность" соответствует вовсе не
