Структура и основные положения теоретической физики
21
веществом, прямо указывало, с одной стороны, на единство физической природы вещества и полей, иначе они не могли бы взаимодействовать, но, с другой стороны, это же говорило и об их качественном различии, поскольку у излучений и у вещества массовые плотности были несоизмеримы. Единственным вариантом, который мог разрешить противоречия, было признание за силовыми полями статуса структуры, основанной на более глубоком иерархическом уровне организации материи, чем организация вещества, и к этому были все предпосылки, поскольку всеми признавалось существование в природе эфира. Это было прямое указание на то, что эфир является строительным материалом и полей, и вещества. Однако вместо этого произошла подмена понятий: силовым полям присвоили статус «особого вида материи», как будто это хоть о чем-то говорит, и были прекращены всякие попытки вскрыть физическую сущность силовых полей взаимодействий, включая и электромагнитные, и гравитационные. А вскоре исчез из поля зрения физиков и сам эфир, и работать стало не над чем.
Таким образом, никаких принципиальных причин для того, чтобы отказываться от представлений классической физики в связи с появлением новых фактов или не совпадений полученных в опытах результатов с ожидавшимися из модельных представлений, не было: нужно было всего лишь уточнять свои представления, а не ломать всю физику.
1.3. Структура и особенности современной физической теории
Появившаяся в начале 20-го в. Теория относительности А.Эйнштейна, а в дальнейшем и квантовая механика принципиально по-иному поставили всю проблематику физики, включая цели физики и ее методологию, тем самым отказавшись от преемственности с классической физикой.
В основе Специальной теории относительности [6], которая считается физической теорией пространства и времени при отсутствии полей тяготения, лежат не два, как это обычно считается, а пять постулатов.
Первым и самым главным постулатом Специальной теории относительности является отсутствие в природе эфира. Этот постулат
22
Глава 1.
введен Эйнштейном в теорию на том основании, что без эфира теория оказывается более простой, чем если бы в ней учитывалось наличие эфира в природе. Этот постулат, как правило, не формулируется в виде постулата в научной и учебной литературе, но именно он определяет все дальнейшие построения Специальной и Общей теории относительности Эйнштейна.
Второй постулат - принцип относительности Эйнштейна - гласит, что во всех инерциальных системах отсчета, т. е. системах, движущихся равномерно и прямолинейно без ускорений при одинаковых условиях любые физические явления - механические, оптические, тепловые и /п. п. протекают одинаково. Это означает, что движение самой инерциальной системы в пространстве, никак не влияет на ход процессов в ней. Все инерциальные системы равноправны, и не существует выделенной абсолютно покоящейся системы отсчета, как не существует абсолютного пространства и абсолютного времени.
Из этого положения вытекает третий постулат: скорость света в вакууме во всех инерциальных системах отсчета одинакова. В литературе он считается первым и обычно формулируется так: скорость светового луча в пустоте постоянна и не зависит от движения излучающего тела. Этот постулат получил название принципа постоянства скорости света в пустоте.
Четвертым постулатом, не выраженным в явной форме, является положение о том, что за одновременное протекание событий принимается факт одновременности прихода от них светового сигнала.
Пятым постулатом, лишь косвенно связанным с предыдущими четырьмя, является постулат об инвариантности (постоянстве) четырехмерного интервала ds9 в котором составляющими являются три координаты пространства, время и скорость света, связывающая время с пространством:
cis1 =- dx2 f dy1 + cfz2 + (icdf)2 .
Именно это выражение дает основу для преобразования координат и времени при переходе от одной инерциальной системы к другой, такие преобразования получили название преобразований Лоренца, так как они на самом деле они были получены голландским физиком
