40
Глава 2.
Глава 2 . О логических и экспериментальных основах Теории относительности Эйнштейна
2.1. Об исходных постулатах Теории относительности Эйнштейна
Из пяти перечисленных выше постулатов Специальной теории относительности Эйнштейна основными считаются [1J:
1. В любых инерциальных системах отсчета все физические явления (механические, оптические, тепловые и т. п.) протекают одинаково;
2. Скорость распространения света в вакууме не зависит от движения источника света и одинакова во всех направлениях.
Из первого постулата вытекает невозможность обнаружить факт равномерного и прямолинейного движения с помощью любых физических экспериментов, проводимых внутри движущейся лаборатории.
Из второго постулата вытекает невозможность получения скоростей, превышающих скорость света, и независимость скорости света от способов наблюдения и измерения.
Следствие этих двух постулатов - зависимость пространства, времени и массы от скорости движения тел и некоторых других величин. Оба постулата возможны лишь в том случае, если мировая среда - эфир не существует в природе, ибо существование такой всепроникающей среды сразу же методологически основывает поиски способов обнаружения движения этой среды сквозь лабораторию и, следовательно, обнаружения факта движения лаборатории сквозь эфир без выхода за ее пределы. Такое движение, видимо, не может быть обнаружено механическими способами, но уже ничего нельзя заранее сказать про способы оптические. Наличие среды позволяет также искать различия в скорости света в непосредственной близости от источника и на удалении от него, при движении лаборатории и в покое, рассматривать переходные процессы при переходе фотонов из одной среды в другую и т. п. Таким образом, вопрос существования в природе мировой среды - эфира теснейшим образом переплетается с вопросом правомерности принятия основных постулатов Теории относительности.
К мысли об отсутствии в природе эфира Эйнштейн пришел на основе сопоставления результатов экспериментов Физо и Майкельсона
О логических и экспериментальных основах Теории
относительности Эйнштейна
41
( [6] к гл.1). В результате проведения эксперимента (1851) Физо нашел, что свет частично увлекается движущейся средой (водой). В результате же экспериментов но обнаружению эфирного ветра, проведенных в 1881 г. Майкельсоном и в 1887 г. Майкельсоном и Морли, оказалось, что на поверхности Земли эфирный ветер отсутствует, по крайней мере, именно так были истолкованы результаты этих опытов. На самом деле эфирный ветер был обнаружен уже в самом первом опыте Майкельсона, хотя скорость его оказалась меньше, чем ожидалась. Это находилось в противоречии с теорией Лоренца об абсолютно неподвижном эфире.
Детальное обоснование принципов, положенных в основу Специальной теории относительности, Эйнштейн дал в статье «Принцип относительности и его следствия» (1910) [там же, с. 140]. Здесь он указал, что частичное увлечение света движущейся жидкостью (эксперимент Физо)
«...отвергает гипотезу полного увлечения эфира. Следовательно, остаются две возможности:
1) эфир полностью неподвижен, т.е. он не принимает абсолютно никакого участия в движении материи (а как же эксперимент Физо, показавший частичное увлечение? - В.А.)\
2) эфир увлекается движущейся материей, но он движется со скоростью, отличной от скорости движения материи.
Развитие второй гипотезы требует введения каких-либо предположений относительно связи между эфиром и движущейся материей. Первая же возможность очень проста (курсив мой - В.А.\ и для ее развития на основе теории Максвелла не требуется никакой дополнительной гипотезы, могущей осложнить основы теории».
Указав далее, что теория Лоренца о неподвижном эфире не подтверждается результатом эксперимента и, таким образом, налицо противоречие, Эйнштейн сделал вывод о необходимости отказаться от среды, заполняющей мировое пространство, ибо, как он полагает, «...нельзя создать удовлетворительную теорию, не отказавшись от существования среды, заполняющей все пространство» [там же, с. 145— 146].
Отказ от эфира дал автору Специальной теории относительности возможность сформулировать пять (а не два, как обычно считается) постулатов, на которых базируется СТО:
