Теория относительности - Паули В.
ISBN 5-02-014346-4
Скачать (прямая ссылка):
*) Названия «преобразования Лоренца» и «группа Лоренца» впервые фигурируют именно в этой работе Пуанкаре,
§ 2, ПОСТУЛАТ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
17
Основы новой теории были доведены до известного вавершения Эйнштейном. Его работа 1905 г. была направлена в печать почти одновременно с сообщением Пуанкаре, и написал ее Эйнштейн, не зная о работе Лоренца 1904 г. Исследование Эйнштейна содержит не только все существенные результаты обеих названных работ, но также прежде всего отражает совершенно новое и глубокое понимание всей проблемы. Ниже это исследование излагается детально.
§ 2. Постулат относительности
Отрицательный результат многих опытов*), поставленных с целью обнаружить влияние движения Земли на различные процессы путем измерений на ней самой, позволяет почти с достоверностью утверждать принципиальную независимость любых явлений в движущейся системе от поступательного движения этой системы в целом (см. примеч. 1). Точнее можно сказать, что имеется троекратно бесконечное множество **) равномерно и прямолинейно движущихся друг относительно друга систем отсчета, в которых все явления протекают одинаково. Мы будем ниже, следуя Эйнштейну, называть такие системы галилеевыми, так как в них соблюдается закон инерции Галилея. Представляется неудовлетворительным, что не все системы рассматриваются как равноправные или, по меньшей мере, что отсутствует логическое обоснование для выделения определенного семейства систем. Этот недостаток устранен в общей теории относительности (см. гл. IV). Пока же мы должны ограничиться галилеевыми системами отсчета, т. е. относительностью при равномерном и прямолинейном движении.
Постулат относительности устраняет из физических теорий эфир, рассматриваемый в качестве субстанции.
*) Кроме [8] укажем на повторение опыта Майкельсона [І6] (см. также дискуссию [17]), опыты для установления двойного лучепреломления, обязанного движению Земли [18]; опыт для установления изменения электрического сопротивления проволоки в зависимости от ее ориентации относительно направления движения Земли [19]. Об экспериментальных основаниях специальной теории отпосптельности см. также обзор [20].
**) Мы отвлекаемся здесь от изменений начала координат и вращения координатных осей,
2 в, Паули.
18 гл. I. ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Действительно, не имеет никакого смысла говорить о покое или движении относительно эфира, если они принципиально не могут быть обнаружены с помощью наблюдений. Это еще менее смутит нас в настоящее время, когда уже с успехом стали сводить упругие свойства материи к электрическим силам. Пытаться же после этого снова объяснять электромагнитные явления с помощью упругих свойств гипотетической среды было бы совершенно нелепо*). Механическая теория эфира стала, собственно говоря, излишней и тормозящей дальнейшее развитие уже тогда, когда упругая теория света была заменена электромагнитной. В зтоіі последней материальный эфир всегда был чужеродным телом. Уже после создания теории относительности Эйнштейн [22] предложил снова ввести понятие эфира, рассматриваемого уже не как субстанция, а лишь как совокупность тех физических величин, которые должны быть приписаны пространству, не заполненному материей. Понимаемый в этом более широком смысле эфир действительно существует, однако следует помнить, что он не имеет, конечно, никаких механических свойств; иными словами, пространство без материи не обладает такими физическими характеристиками, как положение и скорость.
Может показаться, что после отказа от представлений об эфире принцип относительности становится очевиден. Однако более подробное рассмотрение показывает, что это не так**). Действительно, ясно, что мы не можем сообщить поступательного движения всей Вселенной и проверить, влияет ли это движение на течение каких-либо процессов. Принцип относительности имеет поэтому эвристическое и физическое значения только в том случае, если он справедлив в отношении любой замкнутой системы. Возникает, однако, вопрос, когда можно считать систему замкнутой? Достаточно ли для этого условия отдаленности всех масс, не входящих в рассматриваемую систему***)? Ответ, в соответствии с опытом, гласит, что в случае равномерного и прямолинейного движения этого достаточно, а для других движений недостаточно. За-
*) Соображения, близкие к высказанным, приводит М, Борн
[21].
**) Cm. также [23].
***) На необходимость принимать во впимание отдаленные массы в специальной теории относительности указывал в другой связи Гольст (II. Holst [48]),
g 3. ПОСТУЛАТ ПОСТОЯНСТВА СКОРОСТИ СВЕТА
19
метим, что необходимо еще объяснить привилегированность равномерного и прямолинейного движения (CM. гл. IV, § 62). Резюмируя, мы можем сказать, что постулат относительности включает в себя утверждение, что равномерное и прямолипейное движение «центра тяжести» Вселенной относительно некоторой замкнутой системы пе влияет на процессы в этой системе,
§ 3. Постулат постоянства скорости света.
Теория Ритца и родственные теории
