Логические основания теории относительности
8
Глава 1. Логические основания теории относительности
1.1. Об исходных постулатах теории относительности А. Эйнштейна
Как известно, постулатами специальной теории относительности, разработанной А. Эйнштейном [4, с. 10; 5, с. 152], являются:
1. Одинаковость протекания в любых инерциональных системах отсчета всех физических явлений (механических, оптических, тепловых и т. п.).
2. Независимость скорости распространения света в вакууме от движения источника света и одинаковость ее во всех направлениях.
Из первого постулата вытекает невозможность обнаружения факта равномерного и прямолинейного движения с помощью любых физических экспериментов, проводимых внутри движущейся лаборатории.
Из второго — невозможность получения скоростей, превышающих скорость света, а кроме того, независимость скорости света от способов наблюдения и измерения.
Следствием этих двух постулатов является зависимость пространства, времени и массы от скорости движения тел и ряд других положений. Оба они возможны лишь в том случае, если мировая среда — эфир не существует в природе, ибо существование такой всепроникающей среды сразу же методологически обосновывает поиски способов обнаружения движения этой среды сквозь лабораторию и, следовательно, обнаружения факта движения лаборатории сквозь эфир, не выходя за ее пределы. Такое движение, видимо, не может быть обнаружено механическими способами чего однако заранее нельзя 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 перемещении фотонов, что было бы оправдано для любой газоподобной или жидкой среды.
9
Глава 1.
Таким образом, вопрос о существовании в природе мировой среды — эфира теснейшим образом переплетается с вопросом правомерности принятия основных постулатов теории относительности.
Как известно, к мысли об отсутствии в природе эфира А. Эйнштейн пришел на основе анализа результатов экспериментов Физо в 1851 году [6] и Майкельсона, проведенного впервые в 1880— 1881 годах и затем повторенного вместе с Морли в 1886—1887 годах [7—9].
Эксперимент, проведенный Физо, ставил целью определить скорость света в воде; движущейся вдоль направления распространения света. В результате обработки данных эксперимента было показано, что скорость света в воде составляет величину, равную
с ( 1 и = ± 1----- \v,
п \ 2 ) где с — скорость света в вакууме; п — показатель преломления среды; v — скорость движения среды (воды).
Таким образом, опыт Физо доказал, что свет частично увлекается движущейся средой.
Эксперимент Майкельсона—Морли ставил своей целью определить величину «эфирного ветра», поскольку предполагалось, что эфир не увлекается Землей (гипотеза Лоренца неувлекаемого эфира). Результаты эксперимента показали, что, по крайней мере, в пределах точности проведенных опытов «эфирный ветер» на поверхности Земли отсутствует, следовательно, эфир, если он существует, полностью увлекается Землей.
В работе «Принцип относительности и его следствия» (1910) [5, с. 140] А. Эйнштейн, анализируя результаты эксперимента Физо, приходит к выводу о том, что частичное увлечение света движущейся жидкостью «...отвергает гипотезу полного увлечения эфира. Следовательно, остаются две возможности:
1. Эфир полностью неподвижен, то есть он не принимает абсолютно никакого участия в движении материи.
2. Эфир увлекается движущейся материей, но он движется со скоростью, отличной от скорости движения материи.
