Альберт Эйнштейн и теория гравитации - Куранский Е.
Скачать (прямая ссылка):
Примером первого пути может служить изложенный здесь мой подход. Он также указывает на назревшую необходимость видоизменения формулировки закона инерции посредством расширения опыта. Второй путь, разумеется, психологически представляется более естественным уже ввиду того большого доверия, которым пользуется механика, как точнейшая из естественных наук. И действительно, исследователи чаще шли именно этим путем, с большим или меньшим успехом. Я сам прежде шел таким путем, пока не пришел к убеждению, что надо предпочесть другой. В. Томсон и Тэйт (W. Thomson, Tait, «Treatise on Natural Philosophy», Part 1, Vol. 1, 1879, § 249) замечают, что две материальные точки, вышедшие одновременно из одного и того же места и затем предоставленные самим себе, движутся так, что соединяющая их линия остается параллельной самой себе. Поэтому если четыре точки О, P, Q, R одновременно выбрасываются из одного и того же места и затем на них не действуют больше никакие силы, то соединяющие их линии OP, OQ, OR задают навсегда зафиксированные направления. Дж. Томсон пытается в двух статьях (J. Thomson, Proceed. R.S.E., 1884, p. 568 and 730) построить систему отсчета, соответствующую закону инерции; при этом он замечает, что допущения о равномерности и пря- МЕХАНИКА 65:
молинейности движения представляют собой отчасти лишь условность. Под влиянием Дж. Томсона Тэйт принимает участие в решении той же задачи при помощи кватернионов (см. пред. ссылку, стр. 743). На том же пути находится и Мак-Грегор в его «Presidential Adress» (Transact. R.S. of Canada, Vol. X, 1892, Sect. Ill, в особенности стр. 5 и 6).
Te же самые психологические мотивы двигали, вероятно, и Людвигом Ланге, которому посчастливилось больше всего. Он дал правильное толкование закона инерции Ньютона уже в 1885 г. (см. две его статьи в журнале Вундта «Philos. Studien», 1885). Во второй статье Ланге показывает, что для одной произвольно и даже криволинейно движущейся точки P1 можно так задать систему координат, что в ней точка P1 будет описывать заданную прямую G1. Если в рассмотрение ввести вторую точку P2, то всегда можно задать так движущуюся систему координат, что вторая точка P2 в общем случае будет описывать прямую G2 под углом к G1, если только кратчайшее расстояние G1G2 не превышает кратчайшего расстояния, которое достижимо между точками P1 и P2. Система еще может вращаться вокруг P1P2. Если выбрать еще третью прямую G3 так, чтобы все треугольники P1P2P3 (которые могут образоваться присоединением третьей произвольно движущейся точки P3) могли быть представлены точками на прямых G1, G2, G3, то и точка P3 сможет перемещаться вдоль G3. Таким образом, максимум для трех точек система координат, в которой эти точки могут двигаться по прямым линиям, является чистой условностью. Так вот, важнейшее содержание закона инерции Ланге видит в том, что при помощи трех свободных материальных точек может быть задана система координат, относительно которой не только четыре, но и любое число свободных материальных точек движется прямолинейно, проходя взаимно пропорциональные отрезки пути. Следовательно, случай, представленный в природе, соответствовал бы упрощению и ограничению кинематически возможного многообразия. Такой подход весьма привлекателен, ибо всякое открытие новых закономерностей всегда означает сокращение мыслимых возможностей. Это следует добавить для пояснения упомянутой выше формулировки Ланге. Клейнпетер (Kleinpeter, «Archiv f. system. Philos.», VI, 1900, S. 461), стоящий на несколько иной точке зрения, объясняет содержание закона инерции следующим образом: «Можно так определить систему координат и некое нормальное движение, что относительно них все тела будут двигаться равномерно и прямолинейно, причем отклонение от этой нормы нельзя будет определить однозначно и в соответствии с нашими прежними физическими допущениями».
Недавно Ланге опубликовал критическую статью (L. Lange, Wundt's «Philos. Studien», XX, 1902), в которой он излагает, как 66 Э. Max
можно было бы, согласно его принципам, ввести новую систему координат, если бы обычное грубое отнесение к неподвижному звездному небу оказалось больше непригодным вследствие более точных астрономических наблюдений. Между мной и Ланге нет различия во мнениях относительно теоретической формальной ценности заключений Ланге, а именно, что в настоящее время неподвижное звездное небо является единственной практически пригодной системой отсчета, а также относительно метода определения новой системы отсчета посредством постепенных поправок. Различие, которое еще остается и, может быть, сохранится, состоит в том, что Ланге подошел к вопросу как математик, тогда как я обратил внимание на его физическую сторону.
Ланге с известной уверенностью предполагает, что его выводы окажутся верными и при значительных движениях на небе. Я не могу разделить этой уверенности. Мне представляется, что наш окружающий мир с почти постоянными углами направлений на созвездия есть весьма частный случай, и я не осмелюсь на основе этого частного случая делать выводы о другом, сильно от него отличающемся. Хотя я и думаю, что астрономические наблюдения сделают необходимыми сначала лишь очень незначительные поправки, я все же допускаю, что закон инерции в той простой форме, которую ему придал Ньютон, имеет для нас, людей, лишь ограниченное и преходящее значение. Позволим себе еще более свободную точку зрения. Мы измеряем наше время по углу вращения Земли, хотя могли бы измерять его также и по углу поворота какой-нибудь другой планеты. Но мы не станем из-за этого считать, что течение во времени всех физических явлений тотчас же должно нарушиться, если случайно резко изменится угловая скорость вращения Земли или той удаленной планеты. Мы не считаем такую зависимость непосредственной, а, следовательно, временная упорядоченность является лишь внешней. Точно так же никто не станет думать, что в системе свободных от всякого воздействия, предоставленных самим себе и движущихся равномерно и прямолинейно тел, случайное возмущение одного из них (например, вследствие столкновения), участвующего в задании системы координат, повлекло бы тотчас же возмущение остальных тел. И здесь упорядоченность также чисто внешняя. Как мы ни должны быть благодарными за эту упорядоченность, особенно если она очищена от бессмысленности, естествоиспытатель все же будет стремиться к более полному познанию, к познанию непосредственных связей, например масс Вселенной. Идеалом для него было бы такое принципиальное представление, из которого в равной мере следовали бы ускоренные движения и движения по инерции. Образцом здесь может служить прогресс от открытия Кеплера к закону тяготения Ньютона и переход от последнего к физическому пониманию в духе электрического действия на расстоянии. Мы МЕХАНИКА 67:
