Собрание научных трудов в четырех томах. Том 1 - Эйнштейн А.
Скачать (прямая ссылка):
11 *
11 168
Принцип относительности и его следствия
1910 г.
вывод: масса любого тела зависит от содержащегося в нем количества
энергии. Если обозначить через тп массу, соответствующую определенному
количеству энергии, содержащемуся в теле, то, увеличив на W энергию тела,
мы получим массу, равную
W
где через с обозначена, как всегда, скорость света в пустоте.
Итак, закон сохранения массы, принятый в механике Ньютона, справедлив
только для системы, энергия которой постоянна. Масса и энергия становятся
такими же эквивалентными друг другу величинами, как, например, теплота и
механическая работа. Таким образом, мы вплотную подошли к тому, чтобы
рассматривать массу как сосредоточение колоссального количества энергии.
К сожалению, изменения массы WIc2 настолько малы, что в настоящее время
нет никакой надежды обнаружить их экспериментальным путем.
1911
U
О ВЛИЯНИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА*
В работе, опубликованной четыре года назад, мы уже пытались ответить на
вопрос, влияет ли тяготение на распространение света С Мы снова
возвращаемся к этой теме, так как нас не удовлетворяет прежнее изложение
вопроса; кроме того, мы теперь еще раз убедились в том, что один из
наиболее важных выводов указанной работы поддается экспериментальной
проверке. Оказывается, что лучи, проходящие вблизи Солнца, согласно
излагаемой ниже теории, испытывают под влиянием поля тяготения Солнца
отклонение, вследствие чего должно произойти кажущееся увеличение
углового расстояния между оказавшейся вблизи Солнца неподвижной звездой и
самим Солнцем почти на одну дуговую секунду.
Развитие этих идей привело также к некоторым результатам, относящимся к
тяготению. Так как изложение всех рассуждений было бы громоздким в ущерб
ясности, то ниже будут даны только некоторые совершенно элементарные
соображения, с помощью которых удобно ориентироваться в предпосылках и в
логическом развитии теории. Выведенные в настоящей работе соотношения,
даже если теоретическое основание их и соответствует действительности,
являются верными только в первом приближении.
* Tiber den Einfluss der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichtes.
Ann. Phys., 1911, 35, 898-908.
1 A. Einstein. Jahrb. d. Radioakt., 1907, 4, 411. (Статья 8).
165
О влиянии силы тяжести на распространение света 1911
§ 1. Гипотеза о физической природе гравитационного поля
Пусть в однородном поле тяжести (ускорение силы тяжести у) находится
покоящаяся координатная система К, которая ориентирована так, что силовые
линии поля идут в отрицательном направлении оси z. Пусть в пространстве,
свободном от гравитационных полей, находится вторая координатная система
К', которая равномерно ускоренно (с ускорением у) движется в
положительном направлении своей оси z. Чтобы не усложнять рассуждения,
откажемся от теории относительности и рассмотрим обе системы в рамках
привычной нам кинематики, а происходящие в них движения - в рамках
обычной механики.
Материальные точки, которые не подвергаются влиянию со стороны других
материальных точек, движутся относительно К, как и относительно К\ в
соответствии с уравнениями
й2ж, d2y" d2z
* = 0 -^ = 0 - = -г
dt2 ' dt2 ' dt2 *•
Для ускоренной системы отсчета К' это следует прямо из принципа Галилея;
для покоящейся же в однородном гравитационном поле системы отсчета К это
следует из того опытного факта, что все тела в таком поле ускоряются
равномерно и одинаково сильно. Этот опытный факт об одинаковом ускорении
падения всех падающих в гравитационном поле тел является одним из
наиболее общих фактов, установленных нами из наблюдений; несмотря на это,
закон этот не нашел еще отражения в основах нашей физической картины
мира.
Однако мы придем к весьма удовлетворительной интерпретации этого опытного
закона, если допустим, что системы отсчета К ж К' физически в точности
равноценны, т. е. если допустим, что систему К равным образом можно
рассматривать как систему, находящуюся в пространстве, свободном от поля
тяжести, но при этом мы должны рассматривать К как равномерно ускоренную
систему. При таком подходе нельзя говорить об абсолютном ускорении
координатной системы, так же как нельзя в обычной теории относительности
говорить об абсолютной скорости системы 2. С этой точки зрения одинаковое
ускорение всех падающих тел в гравитационном поле очевидно.
Пока мы ограничиваемся чисто механическими явлениями, для которых
справедлива механика Ньютона, мы уверены в равноценности систем
2 Конечно, нельзя любое поле тяжести заменить состоянием движения системы
без гравитационного поля, точно так же, как нельзя преобразовать все
точки произвольно движущейся среды к покою посредством релятивистского
преобразования.
166
14
О влиянии силы тяжести на распространение света
К ж К". Однако представление наше будет достаточно глубоким только в том
случае, если системы К ж К' окажутся равноценными относительно всех
физических явлений, т. е. если законы природы по отношению к системе К
