Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ѕринцип относительности. ћы имеем принцип относительности в дво€кой форме: как первоначальный или простой принцип относительности и как обобщенный принцип относительности




ћы имеем принцип относительности в дво€кой форме: как первоначальный или простой принцип относительности и как обобщенный принцип относительности. ѕервый относитс€ только к равномерному движению, последний же будто бы приложим ко вс€кого рода движени€м (J. Einstein, 1905, также 1914, впервые у √. ј. Ћоренца, 1895 и 1904.).

— точки зрени€ повседневного опыта между этими двум€ принципами существует громадное различие, на которое € и хочу обратить внимание. ¬ то врем€ как первый из них совершено непосредственно отвечает нашему опыту, характерной особенностью второго как будто €вл€етс€ как раз невозможность привести хот€ бы один обыденный пример его применени€, который был бы доступен дл€ обыкновенного разума, более склонного довер€тьс€ опыту материального мира, чем считатьс€ с нуждами философии. II это несмотр€ на то, что действие обобщенного принципа должно бы иметь место всегда и всюду, так как он утверждает относительность всех движений.

ќба принципа легко могут быть разъ€снены на примере движени€ поезда.

ѕока движение поезда остаетс€ вполне равномерным, нет никакой возможности определить, что именно находитс€ в движении и чтб в покое: поезд ли или окрестность. Ёто отвечает первоначальному принципу относительности и разъ€сн€ет простой его смысл: устройство материального мира таково, что всегда, во вс€кий данный момент исключает возможность абсолютного решени€ относительно наличи€ равномерного движени€ или поко€ и оставл€ет место только дл€ изучени€ равномерных движений тел относительно друг друга, так как участие наблюдател€ в равномерном движении совершенно не отражаетс€ на наблюдаемых €влени€х и их законах.

Ётот первоначальный, так называемый Дспециальный" принцип относительности хорошо подтвержден опытом.  ак известно, многочисленные попытки обнаружить абсолютное равномерное (или достаточно близкое к равномерному) движение, построенные на чрезвычайно остроумных комбинаци€х и стоившие огромного труда, показали всю невозможность достичь этого даже при самых совершенных приемах. “аким образом на деле оказалось не только возможно, но в интересах решительного прогресса даже и необходимо гипотетически прин€ть, что мы здесь имеем неизменное свойство в строе всего материального мира, и что выражающий его принцип, име€ всеобщее значение, в свою очередь может быть с уверенностью использован дл€ заключений и предсказаний.

ћежду этим первоначальным принципом относительности и принципом сохранени€ энергии можно найти сходство во многих отношени€х, ќба они имеют почти одинаковое по объему значение, и, пожалуй, оба оказались одинаковы плодотворны, ќтличительным свойством обоих €вл€етс€ возможность делать на основании их предсказани€ без предварительного исследовани€ относ€щихс€ сюда процессов в их детал€х, причем иным путем эти результаты и вообще вр€д ли удалось бы получить. Ќо, с другой стороны, они сходны между собой и в том, что оба они отчасти опираютс€ на отрицательные результаты: принцип сохранени€ энергии, как известно, на невозможность perpetuum mobile. ћожно, пожалуй, найти и еще черты сходства: требуетс€ много времени, чтобы и тот и другой принцип прочно вошли в арсенал испытанных орудий критического естествознани€. √лавными экспериментальными основами этого принципа €вл€ютс€ до сих пор, как известно, опыт с интерференцией света ћайкедьсона вместе с €влени€ми аберрации, а также производимые со все большей точностью исследовани€ о действи€х сил на лет€щие с большой скоростью катодные частицы. Ќо и все вообще выводы, которые уже сделаны на основе этого принципа и вместе с тем став€т его в св€зь с другими достоверными принципами и с доступными проверке опытами, также могут послужить к дальнейшему его упрочению.

ѕридетс€ выждать, даст ли опыт, поставленный на основе принципа и подвергнутый изощренно-внимательному анализу, подтверждение принципа или же его опровержение. ƒл€ принципа сохранени€ энергии можно, примерно, указать, как срок постепенного устранени€ сомнений, 20 лет, протекшие со времени открыти€ –оберта ћайера до полной проверки его на паровой машине.

— принципом относительности часто св€зывают требование, чтобы естествоиспытатель изменил свое пон€тие времени, если он хочет, как это и следует, согласовать образы своей мысли с действительностью. Ёто требование, если хотите, можно считать преувеличенным. —амо собою разумеетс€, что при математической обработке физических проблем рел€тивистическое пон€тие времени может быть применено с существенной пользой. Ќо требование ввести это пон€тие времени в обиход мышлени€ физиков основано, как мне кажетс€, на смешении технически неосуществимого с логически недопустимым. “ехнически неосуществимы такие часы, ход которых с совершенной точностью соответствовал бы нашему обычному пон€тию времени. “ак же обстоит дело с безупречным установлением одновременности в двух отдаленных местах. » вот с точки зрени€ принципа относительности эта невозможность носит принципиальный характер. ¬ действительности же она носит лишь технический характер, завис€ от свойств веществ, с которыми и данном случае мы имеем дело (матери€ и эфир), и не стесн€в наше мышление в его обычном пон€тии о времени: так, напр., ничто не мешает логическому постижению абсолютной одновременности событий у нас и на сколь угодно далекой от нас звезде. »скусственное и в полной мере весьма трудно осуществимое устранение этой свободы нашего мышлени€ доставило бы естествоиспытателю не больше выгоды, чем, напр., сли€ние воедино пон€ти€ длины с пон€тием температуры, чего также можно при желании потребовать на том основании, что все реальные длины мен€ютс€ в зависимости от температуры.

ƒальнейшее развитие принципа относительности привело к уже указанному его обобщению, согласно которому этот принцип имеет силу не только в применении к равномерному движению, но и в применении ко всем вообще движени€м. —ообразно этому обобщенный принцип относительности (если только ему можно придать простой физический смысл, который, как известно, всегда легче всего установить именно в отношении основных принципов) утверждает, что невозможность абсолютного распознани€ имеет место также в применении к неравномерным движени€м, ибо при любом движении все €влени€ протекают одинаково, независимо от того, кто находитс€ в движении: наблюдатель или окружающа€ его среда.

ѕредположим теперь, что наш поезд совершает резко неравномерное движение (я умышленно выбрал грубый пример, в котором не могли
бы играть никакой роли тонкие искажени€ длин и времени, фактически выдвигавшиес€ дл€ заполнени€ пробелов, обнаружившихс€ как будто в специальном принципе относительности.). ≈сли при этом в поезде от действи€ силы инерции все летит вдребезги, а вне поезда все остаетс€ неповрежденным, то ни одному здравомысл€щему человеку, € думаю, не придет в голову сделать отсюда иной вывод, кроме того, что именно поезд внезапно измен€л свое движение, а вовсе не окрестность. ћежду тем, согласно простому смыслу обобщенного принципа относительности, и в этом случае должно допустить, что, быть может, окрестность изменила скорость своего движени€, и что вс€ катастрофа в поезде €вилась следствием торможени€ внешнегомира, вызванным при посредстве Ддействи€ т€готени€" внешнего мира на все наход€щеес€ внутри поезда.

¬ этом примере так же, как и при рассмотрении вращени€ земли вокруг своей оси (примеч. 10) попытка избегнуть альтернативы между двум€ несовместимыми допущени€ми, касающимис€ того, что именно €вл€етс€ носителем движени€, подставив на их место Ддва принципиально равноценные способа описани€ одного и того же положени€ вещей" (как это делает Дрел€тивист", ср. сноску на стр. 5), только запутывает вопрос. »бо, как естествоиспытателей, нас интересует не исследование математической допустимости или целесообразности выбора координат, но нам важно получить свободное от противоречий отображение действительности. » тогда вовсе не равноценны две системы координат, из которых одна приводит к скорости материальных тел, превышающей скорость света, т.-е. к дилемме недопустимого логического эксперимента (примеч. 10), друга€ же от этого свободна. ѕрийти к их равноценности можно только ценой отказа от физического истолковани€ координат там, где выступают наружу противоречи€, и довольству€сь одной ссылкой на желаемые конечные уравнени€. Ќо это уже €вно представл€етс€ произвольным и даже может создать впечатление подтасовки.

ќтожествление действи€ т€готени€ и действи€ инерции в действительности возможно лишь в том смысле, что и то и дру гое, как известно, пропорциональны массе независимо от вещества (первоеЧсогласно опыта, а второе, как это следует из самого пон€ти€ массы). “ем не менее, силу, пропорциональную массе, лишь тогда можно рассматривать, как силу т€жести, когда имеетс€ налицо соответствующий материальный центр прит€жени€. ¬ остальных же случа€х, как и в нашем примере с поездом, приходитс€ констатировать силу инерции (при вращательном движении мы ее называем центробежной силой). ƒопущение существовани€ полей а€готени€ без центров т€готени€ с той только целью, чтобы можно было придать принципу относительности всеобщее значение, носило бы произвольный и необоснованный характер. ≈сли эти предполагаемые пол€ т€готени€ представл€ют собою нечто большее, чем простые вспомогательные математические построени€; если они представл€ют собою отображение действительности, дл€ которого необходимо должно быть отведено место в общей картине мира естествоиспытател€, то это должно было бы сказатьс€ в тех результатах, которые вытекали бы из этих силовых полей и подтвердились бы при проверке их на опыте. ѕока этого нет, гораздо проще и естественнее прин€ть вс€кое по€вление таких Дполей т€готени€"-как указание на то, что принцип относительности применен к тем случа€м, к которым он не приложим. ¬ этом смысле и построены наши рассуждени€ в тексте.

Ќа естественно напрашивающийс€ вопрос, почему же не падает по близости колокольн€, если не поезд, а она вместе с окрестностью разом затормозилась при своем движении; почему все эти последстви€ толчка столь односторонне про€вились только в поезде, тогда как все-таки исключена возможность одностороннего решени€ о том, чье движение было прервано, Ч на этот вопрос принцип относительности, видимо, не в состо€нии дать какой-либо ответ, удовлетвор€ющий здравый рассудок.

Ќа этом простом прнмере можно непосредственно видеть, в чем заключаетс€ камень преткновени€ дл€ обобщенного принципа относительности. ѕоследний не считает необходимым искать неравномерное движение там, где выступают силы инерции, между тем как про€вление см инерции €вл€етс€, согласно опыту, непреложным признаком неравномерного движени€ данной системы.

»менно это указание опыта, что действие инерции в материальной системе никогда не имеет места без неравномерного движени€ этой самой системы, и привело, как известно, к определению инерции, как свойственного вс€кой материи стремлени€ к сопротивлению изменению ее скорости. ≈сли этот опыт и предполагает в каждом случае наличие исходной системы, в отношении к которой наблюдаемое движение €вл€етс€ неравномерным, то этим еще ничего не опровергаетс€. ¬ подход€щих случа€х мы можем наблюдать, что €влени€ инерции имеют место только Ч или преимущественно Ч в одной из обеих систем, и притом всегда в той именно системе, которой одной мы можем приписать существенное изменение скорости при данном соотношении масс и сил. ƒл€ надлежащего вывода достаточно и грубой оценки этого соотношени€, если только объем вто-ро й системы соответственно велик.

“аким образом € настаиваю на всеобщем значении положени€: система, в которой имеет место действие инерции, находитс€ Дв состо€нии неравномерного движени€", хот€ оно и противоречит обобщенному принципу относительности, коль скоро его хот€т распространить на все движени€. —пециально при этом должно быть оговорено, что обратное положение не имеет всеобщей силы: неравномерное движение не всегда св€зано с действием инерции. ќб этом дальше в тексте.

“акже и вращательное движение, как специальный случай неравномерного движени€, можеть быть абсолютно обнаружено действием инерции, как это, например, имеет место относительно движени€ земли вокруг своей оси в опыте с ма€тником ‘уко. ѕровозвестники общего принципа относительности отрицают такую безусловную доказуемость вращательного движени€ или, по крайней мере, подвергают ее сомнению, испытыва€, видимо, при этом великое философское наслаждение. “ак, например, они подсовывают своим читател€м рассуждение о том, что указанный опыт с ма€тником протекал бы совершенно одинаково как в случае вращени€ земли вокруг своей оси, так и в случае вращени€ всего мира вокруг земли. я не знаю, замечают ли они при этом, что, не говор€ уже о пренебрежении к здравому смыслу  оперника и √алиле€, проста€ постановка этой альтернативы означает недопустимый логический эксперимент, Ч и при том недопустимый именно с точки зрени€ принципа относительности, так как в атом случае пришлось бы приписать небесным телаи, даже и не очень от нас удаленным, скорость движени€, во много раз превышающую скорость света (ср. примеч. 8а), а одна возможность таких скоростей была бы равносильна доказательству недействительности простого (специального) принципа относительности. ѕред такой дилеммой стоит в этом примере обобщенный принцип относительности, как, впрочем, и при вс€ком вращательном движении, поскольку хот€т толковать последнее, как безусловно относительное.

ѕреодолеть этот камень преткновени€ обобщенный принцип относительности не может, несмотр€ ни на какие свои преимущества, даже и в том случае, когда он предъ€вл€ет к широким кругам требование Дпожертвовать традиционными воззрени€ми".

ƒаже и те сами по себе весьма ценные его достоинства эвристического характера, которые безусловно должны быть за ним признаны. “ак и принцип  арно был плодотворен и все-таки в строгом смысле не был правилен.

—корее, конечно, некоторую жертву должен принести сам принцип, и на основании сказанного ранее, можно видеть, в чем эта жертва должна заключатьс€. Ќадо отказатьс€ от всеобщего значени€ принципа, от утверждени€ Д относительности всех движений "; самое меньшее, надо ограничить принцип такими движени€ми, которые протекают под вли€нием сил пропорциональных массам (как т€готение). ¬ движени€х последнего рода не имеет места действие инерции, всегда €вл€ющеес€ безусловным признаком неравномерного движени€ и делающее, таким образом, обобщенный принцип неприемлемым дл€ здравого рассудка. “ак, напр., в свободно падающей на землю системе мы не наблюдаем никакого действи€ инерции, несмотр€ на ее неравномерное движение, и вследствие этого действительно может оказатьс€ невозможным решить, что' находитс€ в движении, земл€ или данна€ система. «десь, таким образом, обобщенный принцип относительности был бы действителен; по крайней мере, здесь не с той очевидностью выступают его грубые противоречи€, как в случае железнодорожного поезда (движение которого неравномерно благодар€ действию сил, не пропорциональных массе, в данном случае сил трени€). ѕредлагаемое здесь ограничение обобщенного принципа относительности случа€ми исключительного действи€ силы т€готени€ представл€етс€ значительным, если вспомнить о множестве других почти всегда, по крайней мере, при земных €влени€х, привход€щих сил, которые все не пропорциональны массе. ¬месте с тем, конечно, принцип уже не может быть прин€т в качестве руковод€щего при Дописании природы" вообще, при Дформулировании общих законов прпроды". ќтказыва€сь от этих прит€заний, принцип, пожалуй, потер€ет в глазах Дфилософов" и прочей публики; но в глазах естествоиспытателей, мне кажетс€, он после этого, как и вс€кий принцип, свободный от противоречий, благодар€ точному установлению грапиц его приложимости, может только выиграть.

ћы пришли бы таким образом к Дограниченному обобщенному принципу относительности", который, пожалуй, лучше было бы назвать Дпринципом т€готени€". ¬о в своих известных работах о движении планет и о распространении света вблизи больших центров т€готени€ г. Ёйпштейн и использовал принцип относительности в отношении к т€готению дл€ своих заключений, уже приведших к таким замечательным результатам и обещающих дальнейшие успехи. ≈сли нет необходимости св€зывать эти заключени€ с требовани€ми, насилующими здравый рассудок, Ч а что ее нет, вы€снено, думаетс€, предшествующим изложением, Ч то лучше би этого не делать.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-07; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 429 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ѕольшинство людей упускают по€вившуюс€ возможность, потому что она бывает одета в комбинезон и с виду напоминает работу © “омас Ёдисон
==> читать все изречени€...

760 - | 586 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.