Теория относительности - Эддингтон А.С.
Скачать (прямая ссылка):
8
Предисловие редактора
принципа относительности (формула тонкой структуры Зоммер-фельда) физики перешли к общей релятивистской формулировке— уравнение Дирака 1928 г., — хотя повидимому знаменитое уравнение Дирака и не является окончательным синтезом квантовых и релятивистских законов.
Проф. Эддингтон весьма любезно компенсировал отсутствие изложения двух этих вопросов в старых изданиях книги, предложив, прежде всего, присоединить к русскому изданию его статью о нестационарном мире, опубликованную в 1930 г. в «Monthly Notices». Кроме того, проф. Эддингтон согласился написать специально для нашего издания изложение его взглядов на современное состояние теории. Таким образом, данная книга представляет интерес и для читателей, знакомых уже с прежними иностранными изданиями.
Русский перевод выполнен сотрудниками Ленинградского Физико-Технического института И. Ю. Нелидовым (главы І, У, УІ), В. В. Солодовниковым (главы II, III и статья Эддингтона о мире Эйнштейна) и Л. Э- Гуревичем (главы ІУ, ?11, статья Эйнштейна и большинство примечаний к немецкому изданию).
По нашей просьбе О. К. Житомирский любезно написал два примечания, разъясняющие математические выводы автора (стр. 126 и 294). При дружеском участии В. А. Амбарцумиана нами составлены затем примечания, содержащие новейшие сведения об экспериментальных астрономических подтверждениях теории относительности, а также новая таблица скоростей туманностей. Новые примечания к русскому изданию отмечены буквой (P.) Кроме того,, в конце книги нами добавлен ряд ориентирующих библиографических указаний.
Мы позволим себе в заключение принести глубокую благодарность проф. Эддингтону за столь исключительное внимание к русскому изданию его книги.
Ленинград, декабрь 1933 г.
Проф. Д. Иваненко.
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА.
Первый набросок этой книги появился в 1921 г. как математическое приложение к французскому изданию моей книги «Пространство, время и тяготение» *). В течение последующих полутора лет я занимался развитием его в более систематическое и полное математическое изложение теории относительности.
Весь текст был написан вновь, последовательность рассуждений изменена во многих местах, и везде были сделаны многочисленные добавления; таким образом нынешний объем книги превосходит первоначальный более чем в три раза. Я надеюсь, что в таком расширенном виде книга будет полезна для лиц, которые хотят основательно познакомиться с данным кругом проблем, ведущих к полной перестройке теоретической физики.
Предполагается, что читатель в общих чертах знаком с менее специальным изложением теории, данным например в книге «Время, пространство и тяготение»*, хотя непосредственных ссылок на эту книгу будет не слишком много. Зато весьма желательно иметь общее представление о той революции в мышлении, которая связана с теорией относительности, прежде чем начать двигаться по пути строгих математических выводов.
В нашей первой книге мы показали, почему старые концепции в физике оказались непригодными, и наметили общие пути, по которым развивались новые идеи. Здесь же нашей задачей является математическая формулировка этого нового понимания мира и возможно более полное развитие всех его следствий.
Широкий интерес к теории относительности, существующий в настоящее время, возник после экспериментального подтверждения некоторых незначительных отклонений от законов Ньютона. Для тех, кто все еще колеблется и не решается отказаться от старой веры, эти отклонения представляют главнейший интерес;
*) Русский перевод издан в Одессе в 1923 г.
(Р-)
12
Введение
к'соиершенно иному определению расстояния между двумя точками.
Для того чтобы установить свойства некоторой физической величины, мы совершаем определенные практические операдии и производим затем вычисления. Эги операции называются экспериментами, иди наблюдениями, в зависимости от того, насколько сильно их условия зависят от нашего контроля. Определенная таким образом физическая величина есть прежде всего результат измерений и вычислений, — она будет, так сказать, сфабрикованной вещью, созданной нашими операциями. Ho физик, вообще говоря пе будет доволен при мысли, что полученная им величина не отделима от характера операций, которые к ней привели. Физнк считает, что если бы он смог стать богом, созерцающим внешний мир, он заметил бы, что изготовленная им величина является определенной частью мировой картины. Обнаружив, что можно уложить х единичных масштабов длины вдоль линии между двумя точками, физнк создает величину х и называет ее расстоянием между двумя точками, но он верит, что это расстояние х есть нечто уже существующее в общей картине мира,—нечто, что было бы воспринято высшим разумом как существующее само по себе без всякой связи с операциями над измерительными масштабами. Все же физик проводит странные и, казалось бы, нелогичные различия. Параллакс звезды находится путем хорошо известного ряда наблюдений и вычислений; длина комнаты находится при помощи операций с рулеткой. И параллакс и эта длина являются величинами, изготовленными нашими операциями, но на каком-то основании мы не предполагаем, что параллакс появится в виде отдельного элемента в истинной картине мира, как это будет в случае длины. Или еще пример. Вместо того чтобы остановить напш астрономические вычисления, когда мы получили желаемый параллакс, мы моглп бы продолжать их и вычислить куб этой величины, т. е. получили бы еще одну сфабрикованную величину, «кубический параллакс». Из каких-то туманных соображений мы ожидаем, что расстояние будет явно фигурировать в истинной картине мира, параллакс же явно не появится, хотя он может быть сравнительно простым построением сведен к некоторому углу; «кубическому параллаксу» в этой картине вообще нет места. Физик объясняет это тем, что длину он находит, кубический же параллакс конструирует. Ho он делает это различие только по-
