Собрание научных трудов в четырех томах. Том 1 - Эйнштейн А.
Скачать (прямая ссылка):
относительности и невозможно без значительных усилий, то для посторонних
все же интересно узнать кое-что о методе и результатах этой новой отрасли
теоретического исследования.
Уже поверхностный анализ процессов, называемых нами движением, учит нас,
что можно воспринимать только относительные движения предметов. Сядем в
железнодорожный вагон и будем смотреть на движущийся мимо нас (по
соседнему пути) другой вагон. Если отвлечься от тряски вагона, то у нас
сперва нет никакого способа решить, движутся ли "в действительности" оба
вагона. Мы только констатируем, что относительное положение двух вагонов
изменяется со временем. Даже если обратим внимание на стоящие рядом с
дорогой телеграфные столбы, ситуация существенно не изменится. Ибо когда
мы обычно называем телеграфные столбы (и поверхность земли)
"покоящимися", а всякий находящийся в относительном движении к ним
предмет "движущимся", то это только обычно удобный способ выражения и
ничего больше. Наблюдатель, находящийся в "движущемся" железнодорожном
вагоне, с совершенно таким же правом может сказать, что вагон покоится, а
земля или же телеграфные столбы движутся.
С течением времени физики обнаружили, что этот чисто относительный
характер движения следует объяснять не только примитивностью восприятий,
но что каждый из предметов, движущихся относительно друг друга
(равномерно), можно называть "покоящимся" с таким же правом,
* Vom Relativitats-Prinzip. Vossische Zeitung, 1914, 26, April, 33, 34.
305
О принципе относительности
1914 г.
как и любой другой. Представим себе опять равномерно движущийся по
прямолинейному пути вагон. Пусть его окна не пропускают воздух и свет;
рельсы и колеса пусть будут абсолютно гладкими. Пусть в вагоне находится
физик, вооруженный всеми мыслимыми приборами. Тогда мы знаем, что все
опыты, проделываемые физиком, проходят точно так, как если бы вагон
покоился или двигался с другой скоростью. Это и есть в сущности то
утверждение, которое физики называют "принципом относительности". В
несколько более общей форме этот принцип можно высказать и так: "Законы
природы, которые замечает наблюдатель, оказываются независящими от его
состояния движения".
Это утверждение звучит безобидно и естественно. Оно никогда не
взволновало бы людей, если бы законы распространения света, к которым
привело новейшее развитие электродинамики, не казались несовместимыми с
этим принципом. Дело в том, что явления оптики движущихся сред привели к
выводу, что свет распространяется в пустоте с постоянной скоростью,
совершенно независимой от движения источника света. Однако этот результат
выглядит противоречащим только что изложенному принципу относительности.
Ибо, если луч света распространяется с постоянной скоростью относительно
некоторого наблюдателя, то кажется,что относительно другого наблюдателя,
который сам движется в направлении распространения света, скорость этого
луча света должна быть меньше, чем относительно первого наблюдателя. Но
если бы это было так, то в противоречии с изложенным выше принципом
относительности закон распространения света в пустоте не был бы
одинаковым для наблюдателей, равномерно движущихся относительно друг
друга.
Здесь вступает в дело теория относительности. Она показывает, что закон
постоянства скорости света в пустоте должен одновременно выполняться для
движущихся относительно друг друга наблюдателей таким образом, что один и
тот же луч света имеет одну и ту же скорость относительно всех этих
наблюдателей.
Возможность такого на первый взгляд парадоксального утверждения
показывается более тщательным анализом физического смысла высказываний о
пространстве и времени. При этом особенно важным является вывод об
относительности понятия одновременности. Ведь до создания теории
относительности полагали, что утверждение о том, что два события в разных
точках происходят одновременно, имеет определенный смысл, причем не
требовалось особого определения понятия одновременности. Однако более
глубокое исследование, которое не отказывается от определения
одновременности, показало, что одновременность двух событий можно
определить не абсолютно, а по отношению к наблюдателю с заданным
состоянием движения. Оказывается, что два события, одновременные для
одного наблюдателя, для другого, движущегося относительно первого"
see
31
О принципе относительности
наблюдателя, вообще говоря, не будут одновременными. Это означает
фундаментальное изменение нашего понятия времени.
Именно в этом заключается наиболее важный и вместе с тем наиболее
оспариваемый вывод новой теории. Подробно объяснить теоретико-
познавательные и натурфилософские предпосылки и следствия этого основного
принципа здесь невозможно. Кто хочет познакомиться с его более глубоким
обоснованием и оправданием без трудных математических выводов, тот найдет
достаточный материал в статье Е. Зона "Физические заметки о пространстве
и времени", а также в статье Йозефа Петцольдта "Теория относительности в
