Происхождение названия “теория относительности”
Название “теория относительности” возникло из наименования основного принципа (постулата), положенного Пуанкаре и Эйнштейном в основу из всех теоретических построений новой теории пространства и времени.[ГАсГ1]
Содержанием теории относительности является физическая теория пространства и времени, учитывающая существующую между ними взаимосвязь геометрического характера.
Название же “принцип относительности” или “постулат относительности”, возникло как отрицание представления об абсолютной неподвижной системе отсчета, связанной с неподвижным эфиром, вводившимся для объяснения оптических и электродинамических явлений.
Дело в том, что к началу двадцатого века у физиков, строивших теорию оптических и электромагнитных явлений по аналогии с теорией упругости, сложилось ложное представление о необходимости существования абсолютной неподвижной системы отсчета, связанной с электромагнитным эфиром. Зародилось, таким образом, представление об абсолютном движении относительно системы, связанной с эфиром, представление, противоречащее более ранним воззрениям классической механики (принцип относительности Галилея). Опыты Майкельсона и других физиков опровергли эту теорию “неподвижного эфира” и дали основание для формулировки противоположного утверждения, которое и получило название “принципа относительности”. Так это название вводится и обосновывается в первых работах Пуанкаре и Эйнштейна.
Эйнштейн пишет: “.. неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно “светоносной среды” ведут к предположению, что не только в механике, но и в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию абсолютного покоя, и даже более того,- к предположению, что для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, имеют место те же самые электродинамические и оптические законы, как это уже доказано для величин первого порядка. Мы намерены это положение (содержание которого в дальнейшем будет называться “принципом относительности”) превратить в предпосылку... “[1] А вот что пишет Пуанкаре: “Эта невозможность показать опытным путем абсолютное движение Земли представляет закон природы; мы приходим к тому, чтобы принять этот закон, который мы назовем постулатом относительности, и примем его без оговорок.” [2]
Но крупнейший советский теоретик Л. И. Мандельштам в своих
лекциях по теории относительности [3]
разъяснял: “Название “принцип относительности” - одно из самых неудачных.
Утверждается независимость явлений от неускоренного движения замкнутой системы.
Это вводит в заблуждение многие умы” На неудачность названия указывал и один из
творцов теории относительности, раскрывший ее содержание в четырехмерной
геометрической форме, - Герман Минковский. В 1908 г. он утверждал: “... термин
“постулат относительности” для требования инвариантности по отношению к группе , кажется мне слишком бедным.
Так как смысл постулата сводится к тому, что в явлениях нам дается только
четырехмерный в пространстве и времени мир, но что проекции этого мира на
пространство и на время могут быть взяты с некоторым произволом, мне хотелось
бы этому утверждению дать название: постулат абсолютного мира”[4]
Таким образом, мы видим, что названия “принцип относительности” и “теория относительности” не отражают истинного содержания теории.
Теория относительности, как современная теория пространства-времени.
Содержание теории относительности, как четырехмерной физической теории пространства и времени, впервые отчетливо было вскрыто Германом Минковским в 1908 г. Лишь опираясь на эти представления, Эйнштейн сумел в 1916 г. построить общую теорию пространства-времени, включающую явление гравитации (общая теория относительности).
Основным отличием представлений о пространстве и времени теории относительности от представлений ньютоновской физики является ограниченная взаимосвязь пространства и времени. Эта взаимосвязь раскрывается в формулах преобразования координат и времени при переходе от одной системе отсчета к другой (преобразования Лоренца)
Вообще каждое физическое явление протекает в пространстве и
времени и не может быть изображено в нашем сознании иначе, как в пространстве и
во времени. Пространство и время суть формы существования материи. Никакой
материи не существует вне пространства и времени. Конкретным изображением
пространства и времени является система отсчета, т.е.
координатно-временное многообразие чисел составляющие
воображаемую сетку и временную последовательность всех возможных
пространственных и временных точек. Одно и то же пространство и время могут
изображаться различными координатно-временными сетками (системами отсчета).
Вместо чисел пространство-время может
изображаться числами
причем эти числа не
произвольны, а связаны с предыдущими совершенно определенного вида формулами
преобразования, которые и выражают свойства пространства-времени.
Итак, каждое возможное изображение пространства и времени
можно связать с определенной системой отсчета, систему отсчета - с реальным
телом, координаты - с конкретными точками тела, моменты времени с показаниями конкретных часов,
расставленных в различных системах отсчета. Тело отсчета необходимо для
проведения конкретных измерений
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.