Собрание научных трудов в четырех томах. Том 1 - Эйнштейн А.
Скачать (прямая ссылка):
это положение несправедливо. Как в классической механике, так и в
специальной теории относительности различают тела отсчета А, относительно
которых законы природы выполняются, и тела отсчета А, относительно
которых законы природы не выполняются.
Но такое положение вещей не может удовлетворить последовательно мыслящего
человека. Он задает вопрос: "Каким образом возможно такое положение, что
определенные тела отсчета (или их состояния движения) отличаются от
других тел отсчета (или их состояний движения)? Какое основание для
такого предпочтени я?". Чтобы ясно показать, что я подразумеваю под этим
вопросом, воспользуюсь таким сравнением.
Я стою перед газовой плитой. На ней поставлены рядом два совершенно
одинаковых чайника. Оба они до половины наполнены водой. Я замечаю, что
из одного непрерывно поднимается пар, а из другого нет. Я удивлен этим
больше, чем зрелищем газовой плиты и чайников, хотя бы ранее мне никогда
не приходилось их видеть. Но если я замечаю, что под первым чайником
светится нечто голубое, а под другим нет, то мое удивление исчезает, если
даже я никогда не видел газового пламени. Я могу лишь сказать, что это
нечто голубоватое вызывает (или, по крайней мере, м о-ж е т быть
вызывает) возникновение пара. Однако, если я не замечаю это^о нечто
голубоватого ни под одним из чайников, и в то же время вижу, что в одном
из них вода непрерывно кипит, а в другом нет, то я останусь удивленным и
неудовлетворенным до тех пор, пока не открою какого-либо обстоятельства,
на которое я могу возложить ответственность за различное поведение обоих
чайников.
Аналогично, тщетно было бы искать в классической механике (а также в
специальной теории относительности) то реальное нечто, к которому можно
было бы свести различное поведение тел относительно систем отсчета А и
А'15. Это возражение предвидел уже Ньютон, который тщетно стремился
ослабить его. Однако яснее всего его понял Э. Мах, который выдвинул
требование, чтобы механика была построена на новом основании. Этого
возражения может избежать только физика, основанная на общем принципе
относительности. Уравнения такой теории справедливы для любого тела
отсчета, в каком бы состоянии движения оно ни находилось.
15 Это возражение приобретает особое значение в том случае, когда
состояние движения тела отсчета таково, что для своего сохранения оно не
нуждается во внешнем воздействии, например, в случае равномерного
вращения тела отсчета.
566
43
О специальной и общей теории относительности
§ 22. Некоторые выводы из общего принципа относительности
Рассуждения в § 20 показывают, что общий принцип относительности дает нам
возможность вывести чисто теоретическим путем свойства гравитационного
поля. Именно, пусть нам известно пространственно-временное развитие
какого-либо естественного процесса, происходящего в галилеевом
пространстве относительно галилеева тела отсчета К. Тогда посредством
чисто теоретических операций, т. е. лишь с помощью вычислений, можно
найти, как будет протекать этот процесс относительно тела отсчета
К'движущегося с ускорением относительно К. Но так как относительно этого
нового тела отсчета К' существует гравитационное поле, то таким путем мы
найдем, как влияет гравитационное поле на изучаемый процесс.
Мы узнаем, например, что тело, движущееся относительно К прямолинейно и
равномерно (в соответствии с законом Галилея), относительно ускоренно
движущегося тела отсчета К' (ящика) совершает ускоренное, вообще говоря,
криволинейное движение. Это ускорение и кривизна соответствуют влиянию на
движущееся тело гравитационного поля, существующего относительно К'.
Такое влияние гравитационного поля на движение тел известно, так что эти
рассуждения не вносят ничего принципиально нового.
Однако получается новый фундаментальный результат,, если провести
соответствующее рассуждение применительно к световому лучу. Свет
распространяется относительно галилеевского тела отсчета К по прямой
линии со скоростью с. Относительно же движущегося с ускорением ящика
(тело отсчета К') путь того же светового луча, как легко показать, уже не
будет представлять собой прямую линию. Отсюда следует заключить, что в
гравитационных полях световые лучи распространяются, вообще говоря, по
криволинейному пути. Этот вывод важен в двух отношениях.
Во-первых, этот вывод можно проверить экспериментально. Хотя при
ближайшем рассмотрении оказывается, что искривление световых лучей,
согласно общей теории относительности, крайне незначительно для
гравитационных полей, доступных нашему опыту, тем не менее для световых
лучей, проходящих вблизи Солнца, искривление должно составлять 1,7
угловых секунд. Это должно было бы проявляться в том, что неподвижные
звезды, видимые вблизи Солнца при полных солнечных затмениях, казались бы
смещенными на указанную величину по сравнению с тем положением, которое
они занимают в том случае, когда Солнце находится в другом месте неба.
Проверка правильности этого вывода
