К ЮБИЛЕЮ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Реплика.
1995–й и 1996–й — юбилейные годы для специальной и общей теорий относительности, причем первой из них осталось всего 10 лет до круглой даты – столетнего юбилея; второй исполнилось 80 лет.
Как хорошо известно, в основе специальной теории относительности лежат преобразования, которые, с легкой руки А.Пуанкаре, получили название “преобразований Лоренца” (ПЛ). И хотя к ним пришел Фогт еще в 1887 г. [1], а несколько позднее Лармор [2], однако только после памятной работы А.Эйнштейна 1905 года они прочно легли в фундамент современного естествознания.
В свое время немало было сломано копий по вопросам авторства и приоритета релятивистских воззрений на мир, и я не собираюсь возвращаться к этой теме. Она достаточно подробно раскрыта в сборнике “Принцип относительности” [3]. Мне же представляется, что сложившийся в результате всего этого взгляд, в котором не делается различий между работами Эйнштейна и трактовкой ПЛ по Лоренцу–Пуанкаре, не соответствует физической сути, фактически, двух разных моделей мира.
В отечественной литературе такому взгляду в наибольшей степени способствовали работа А.А.Тяпкина [4], в которой автор допустил серьезную неточность*), и комментарии А.А.Логунова в монографии [5].
На самом деле, исходные посылки модели Лоренца–Пуанкаре, основанные на классических представлениях, ясны и просты. Вслед за Фицджеральдом Лоренц принял для движущихся во всемирном однородном эфире со скоростью
v систем действительное сокращение размеров тел (в направлении движения) в (1 – v2/c2)1/2 и замедлении во столько же раз темпов всех процессов. Такое предположение не приводило к физическому равноправию покоящейся в эфире системы (“избранная система”) и систем, в эфире движущихся. Просто неравноправность переносилась на другие свойства, благодаря чему объяснялось отсутствие эфирного ветра в опыте Майкельсона–Морли.
Чтобы получить равноправное описание всех систем и, тем самым, полностью удовлетворить классическому принципу относительности, пришлось вместо классической суммы (
) ввести условное соглашение о равенстве скорости света во всех направлениях на всех системах. Тем самым на движущихся в эфире системах вводилось местное время, по поводу чего Пуанкаре писал: “... длительность передачи не будет одинакова в обоих направлениях: в случае, когда, например, пункт А движется навстречу оптическому возмущению, исходящему из В, и тогда, когда пункт В удаляется от возмущения, исходящего из А. Выверенные таким способом часы не будут показывать истинное время, они будут показывать так называемое местное время: одни часы будут отставать от других ...” [7,
310]. Именно введение такого дополнительного конвенциального условия и приводит к ПЛ и одинаковому описанию заведомо физически неравноправных систем отсчета.
По–видимому, эта “логическая вольность” модели Лоренца–Пуанкаре и привела к тому, что их модель не была принята наукой, в отличие от модели Эйнштейна.
Для того, чтобы иметь право считать все равномерно и прямолинейно движущиеся системы физически одинаковыми, Эйнштейн исключил из рассмотрения всемирный эфир как некоторую материальную сущность, приводящую к избранной системе отсчета. Это–то и позволило совершенно иначе взглянуть на мир, введя представления об относительности времени и пространства, и привело к созданию специальной теории относительности.
Таким образом, имеются две интерпретации ПЛ, подразумевающие две физически различных модели мира. Смешивать их в одну нет никаких оснований.
Примечание
*
В работе принята средняя “туда–обратно” скорость света, как полусумма скоростей в противоположных направлениях, что привело к неверным и громоздким уравнениям для модели “асимметричного мира”, вместо простого эллиптического уравнения в полярных координатах [6].
Литература
1. Voigt W.
Ьber das Dopplersche Prinzip // Gцtt. Nachr., 1887. S. 41.
2. Larmor J.J. Aether and matter. Cambridge, 1900. P. 167 – 177.
3.
Принцип относительности (Сборник работ по специальной теории относительности) М., Атомиздат, 1973.
4.
Тяпкин А.А. Выражение общих свойств физических процессов в пространственно–временной метрике специальной теории относительности // УФН. Т. 106. Вып. 4. 1972. С. 617 – 659.
5. Логунов А.А. К работам Анри Пуанкаре о динамике электрона. М., ИЯИ АН СССР, 1984.
6.
Пещевицкий Б.И. Некоторые “штрихи” к преобразованиям Лоренца: Препринт ИНХ СОАН СССР, № 86–3. С. 18. Новосибирск, 1986.
7.
Пуанкаре А. О науке. 2–е изд. М., Наука, 1990.
8.
Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М., Наука. 1965. Т. 1.
Пещевицкий Б.И.
Институт неорганической химии
Сибирское отделение РАН
г. Новосибирск