Теория относительности - Паули В.
ISBN 5-02-014346-4
Скачать (прямая ссылка):
Далее возникла задача органически ввести это «ло-ренцево сокращение» в теорию и объяснить отрицательный результат других опытов [8], поставленных с целью обнаруяшть влияние движения Земли на различные процессы. Здесь следует прежде всего упомянуть Лармора,
*) Брейс [3] и Штрассер [4] доказали ошибочность противоречащих как теории отпосительпости, так и электронной теория результатов Физо, обнаружившего влияние движения Земли на поворот плоскости поляризации света при его наклонном прохождении через стекляпную пластинку. Упомянем, далее, что теория Лоренца оставляет открытой возможность обнаружения эффектов «эфирного ветра» первого порядка при помощи гравитации. Например, как было указано Максвеллом, движение Солнечной системы относительно эфира должно иметь следствием первого порядка неравенство времен затмения спутников Юпитера. Бэртон [5] (см. также [6]) нашел, однако, что ожидаемые ошибки так же велики, как сам указанпый эффект, и, таким образом, наблюдение спутников Юпитера пе может быть привлечено для решения воироса о справедливости старой теории эфира.
**) Описание этого опыта есть у Лоренца (см. статью V, 14 в Enzyklopadie der mathematischaften).
8 і. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР
15
который еще а 1900 г. вывел формулы, известные в настоящее время под названием преобразований Лоренца, и, таким образом, учел также изменение масштабов времени при движении [9j. В законченной в конце 1903 г. обзорной статье Лоренца [10] содержатся краткие замечания, оказавшиеся в дальнейшем очень плодотворными. Лоренц предположил, что если масса неэлектромагнитного происхождения так же зависит от скорости, как масса электромагнитная, то можно теоретически доказать, что и при наличии молекулярного движения единственным следствием поступательного движения тела будет упомянутое его сокращение. В связи с этим был бы объяснен результат опытов Троутона и Нобля. Кроме того, был поднят важный вопрос о возможном изменении при движении размеров электрона [И]. Однако во введении к своей статье Лоренц еще принципиально стоит на той точке зрения, что все процессы зависят не только от относительного движения рассматриваемых тел, но также от движения относительно эфира [12].
Мы подходим теперь к рассмотрению трех работ, Лоренца [13], Пуанкаре [14] и Эйнштейна [15], в которых были установлены положения и развиты соображения, образующие фундамент теории относительности*). В появившейся раньше других работе Лоренца содержится доказательство инвариантности уравнений Максвелла относительно преобразования координат вида
при условии подходящего выбора выражений для напряженности электрического и магнитного полей в штрихованной системе **). Это, однако, было строго доказано только в отношении уравнений для пространства без зарядов. Члены, содержащие плотность заряда и ток в
*) Статьи [13—15] были переведены на русский язык и напечатаны в сборнике «Принцип относительности» (М.: ОІГПІ, 1935).— Примеч. ред.
+*) Чтобы из формул Лармора и Лоренца получить формулы (І), нужно еще заменить х на е — vt, так кая в них уже сделан обычный переход к движущейся системе.
аг = х
2
X
(1)
16 гл. I, ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
штрихованной системе у Лоренца, отличаются от таковых в движущейся системе, так как плотность заряда и ток были им не вполне правильно преобразованы. Поэтому он рассматривает обе системы как равноправные не вполне точно, а лишь с большим приближением. Предполагая, что электрон при поступательном движении испытывает деформацию (1), а любые силы и массы зависят от скорости так же, как электромагнитные силы и масса, Лоренц смог показать, что сокращение размеров имеет место для всех тел даже при наличии молекулярного движения, а также разъяснить причины отрицательного результата всех известных попыток обнаружить влияние движения Земли на оптические процессы. Более отдаленным следствием является то, что необходимо положить х = 1, т. е. что в направлении, перпендикулярном к движению, размеры тел не изменяются, если указанное объяснение вообще возможно. Следует подчеркнуть, что и в этой работе принцип относительности для Лоренца отнюдь не был очевиден. Далее, характерна для него, в противоположность Эйнштейну, попытка понимания сокращения тел как причинно обусловленного явления.
В работе Пуанкаре были заполнены формальные пробелы, оставшиеся у Лоренца. Принцип относительности был им высказан в качестве всеобщего и строгого положения. Поскольку Пуанкаре, как и остальные упомянутые авторы, принимает, что уравнения Максвелла для пустоты справедливы, отсюда вытекает требование ковариантности всех законов природы относительно «преобразований Лоренца»*). Неизменность перпендикулярных к направлению движения размеров тела совершенно естественно вытекает из того требования, чтобы преобразования, с помощью которых осуществляется переход от неподвижной к движущейся системе, образовывали группу, содержащую в качестве подгруппы обычные сдвиги системы координат. Далее, Пуанкаре исправил лоренце-вы формулы преобразования плотности заряда и тока и, таким образом, достиг полной ковариантности уравнений электронной теории. О трактовке в этой работе вопросов тяготения и применении мнимой координаты ict будет еще сказано ниже (см. § 50 и 7).
