А. Эйнштейн и новая научная картина мира
Показаны трудности, возникшие в классической физике в конце XIX — начале ХХ в., поиски путей их разрешения, выдающаяся роль А.Эйнштейна как создателя специальной и общей теорий относительности в их преодолении, построении новой — релятивистской — картины мира вместо механической и электродинамическ...
Збережено в:
| Дата: | 2005 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Центр досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України
2005
|
| Назва видання: | Наука та наукознавство |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49526 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | А. Эйнштейн и новая научная картина мира / Ю.А. Храмов // Наука та наукознавство. — 2005. — № 3. — С. 99-106. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-49526 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-495262013-09-21T20:17:40Z А. Эйнштейн и новая научная картина мира Храмов, Ю.А. Історія науки і техніки Показаны трудности, возникшие в классической физике в конце XIX — начале ХХ в., поиски путей их разрешения, выдающаяся роль А.Эйнштейна как создателя специальной и общей теорий относительности в их преодолении, построении новой — релятивистской — картины мира вместо механической и электродинамической. Показано труднощі, які виникли в класичній фізиці наприкінці XIX — на початку ХХ ст., пошуки шляхів їх вирішення, видатну роль А.Ейнштейна як творця спеціальної та загальної теорій відносності у їх переборенні, побудові нової — релятивістської — картини світу замість механічної й електродинамічної. The author shows difficulties that occurred in classical physics at late XIX – early XX century, searches for ways to deal with them, the distinguished role of A.Einstein, as the creator of special and general theories of relativity, in their overcoming, in building up the new, relativistic, picture of the world in place of mechanic and electrodynamic ones. 2005 Article А. Эйнштейн и новая научная картина мира / Ю.А. Храмов // Наука та наукознавство. — 2005. — № 3. — С. 99-106. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0374-3896 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49526 ru Наука та наукознавство Центр досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Історія науки і техніки Історія науки і техніки |
| spellingShingle |
Історія науки і техніки Історія науки і техніки Храмов, Ю.А. А. Эйнштейн и новая научная картина мира Наука та наукознавство |
| description |
Показаны трудности, возникшие в классической физике в конце XIX — начале ХХ в., поиски путей их разрешения, выдающаяся роль А.Эйнштейна как создателя специальной и общей теорий относительности в их преодолении, построении новой — релятивистской — картины мира вместо механической и электродинамической. |
| format |
Article |
| author |
Храмов, Ю.А. |
| author_facet |
Храмов, Ю.А. |
| author_sort |
Храмов, Ю.А. |
| title |
А. Эйнштейн и новая научная картина мира |
| title_short |
А. Эйнштейн и новая научная картина мира |
| title_full |
А. Эйнштейн и новая научная картина мира |
| title_fullStr |
А. Эйнштейн и новая научная картина мира |
| title_full_unstemmed |
А. Эйнштейн и новая научная картина мира |
| title_sort |
а. эйнштейн и новая научная картина мира |
| publisher |
Центр досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України |
| publishDate |
2005 |
| topic_facet |
Історія науки і техніки |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49526 |
| citation_txt |
А. Эйнштейн и новая научная картина мира / Ю.А. Храмов // Наука та наукознавство. — 2005. — № 3. — С. 99-106. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Наука та наукознавство |
| work_keys_str_mv |
AT hramovûa aéjnštejninovaânaučnaâkartinamira |
| first_indexed |
2025-07-04T10:42:23Z |
| last_indexed |
2025-07-04T10:42:23Z |
| _version_ |
1836712716371230720 |
| fulltext |
Íàóêà òà íàóêîçíàâñòâî, 2005, ¹ 3 99
Ãîäû 1895—
1904 áûëè ýòàï-
íûìè â ïåðåõîäå
ê íîâîé ôèçèêå
— ôèçèêå XX â.,
ôóíäàìåíò êîòî-
ðîé çàëîæèëè òå-
îðèÿ îòíîñèòåëü-
íîñòè è êâàíòî-
âàÿ òåîðèÿ. Íà÷à-
ëî åå ìîæíî îò-
íåñòè ê 1905 ã., êîãäà À. Ýéíøòåéí
ðàçðàáîòàë òðåòüþ ïîñëå ìåõàíèêè
Íüþòîíà è ýëåêòðîäèíàìèêè Ìàêñ-
âåëëà âåëèêóþ ôèçè÷åñêóþ òåîðèþ
— ñïåöèàëüíóþ òåîðèþ îòíîñèòåëü-
íîñòè — è "èçîáðåòåííûìè" èì
êâàíòàìè ñâåòà äàë ìîùíûé òîë÷îê
ðàçâèòèþ êâàíòîâîé òåîðèè. Ïðè
ýòîì ïåðåõîä îò êëàññè÷åñêîé ôèçè-
êè ê ñîâðåìåííîé õàðàêòåðèçîâàëñÿ
íå òîëüêî âîçíèêíîâåíèåì íîâûõ
èäåé, êîíöåïöèé è ïîíÿòèé, íî è
íîâûìè ñïîñîáàìè ìûøëåíèÿ, íî-
âûì ÿçûêîì ôîðìóë, èçìåíåíèåì åå
äóõà â öåëîì [1].
Ýòîò ïåðåõîä íà÷èíàåòñÿ ñ ñîçäà-
íèÿ ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëü-
íîñòè, êîòîðàÿ ñâîèì ïðîèñõîæäåíè-
åì îáÿçàíà ôóíäàìåíòàëüíîìó ïðî-
òèâîðå÷èþ, ñóùåñòâóþùåìó ìåæäó
ýëåêòðîäèíàìèêîé Ìàêñâåëëà—Ëî-
ðåíöà è êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêîé.
²ÑÒÎÐ²ß ÍÀÓÊÈ ÒÀ ÒÅÕͲÊÈ
Þ.À. Õðàìîâ
À. Ýéíøòåéí è íîâàÿ íàó÷íàÿ êàðòèíà ìèðà
Ïîêàçàíû òðóäíîñòè, âîçíèêøèå â êëàññè÷åñêîé ôèçèêå â êîíöå XIX —
íà÷àëå ÕÕ â., ïîèñêè ïóòåé èõ ðàçðåøåíèÿ, âûäàþùàÿñÿ ðîëü À.Ýéíøòåéíà
êàê ñîçäàòåëÿ ñïåöèàëüíîé è îáùåé òåîðèé îòíîñèòåëüíîñòè â èõ ïðåîäîëå-
íèè, ïîñòðîåíèè íîâîé — ðåëÿòèâèñòñêîé — êàðòèíû ìèðà âìåñòî ìåõàíè-
÷åñêîé è ýëåêòðîäèíàìè÷åñêîé.
Äåëî â òîì, ÷òî óðàâíåíèÿ ýëåêòðî-
äèíàìèêè íå óäîâëåòâîðÿþò ãàëèëå-
åâñêèé ïðèíöèï îòíîñèòåëüíîñòè
êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêè, èíà÷å ãîâî-
ðÿ, îíè íåèíâàðèàíòíû îòíîñèòåëü-
íî ïðåîáðàçîâàíèé Ãàëèëåÿ. Â ýëåê-
òðîäèíàìèêå ïðåèìóùåñòâî îòäàâà-
ëîñü íåêîòîðîé ñèñòåìå êîîðäèíàò.
Ñ íåé àññîöèèðîâàëè ñèñòåìó, íàõî-
äÿùóþñÿ â ïîêîå ïî îòíîøåíèþ ê
ýôèðó — àáñòðàêòíîé ãèïîòåòè÷åñ-
êîé ñðåäå, ëèøåííîé âñÿêèõ ôèçè-
÷åñêèõ ñâîéñòâ, êîòîðàÿ ñëóæèëà äëÿ
ôèêñàöèè ñèñòåì îòñ÷åòà, ãäå ñïðà-
âåäëèâû óðàâíåíèÿ ýëåêòðîäèíàìè-
êè. Ïî òåîðèè Ìàêñâåëëà—Ëîðåíöà
äëÿ íàáëþäàòåëÿ, äâèæóùåãîñÿ îò-
íîñèòåëüíî ýôèðà, ñâåòîâûå ÿâëåíèÿ
äîëæíû áûëè áû ïðîòåêàòü èíà÷å,
÷åì äëÿ íåïîäâèæíîãî. Ýòî îçíà÷à-
ëî, ÷òî èçó÷åíèå ýòèõ ÿâëåíèé â äâè-
æóùåéñÿ ñèñòåìå êîîðäèíàò ïîçâî-
ëèò îïðåäåëèòü ñêîðîñòü ýòîé ñèñòå-
ìû îòíîñèòåëüíî ýôèðà.
Ñåðüåçíûé óäàð ïî ìèðîâîìó
ýôèðó — îäíîìó èç îñíîâíûõ ïîíÿ-
òèé êëàññè÷åñêîé ôèçèêè — íàíåñ
îïûò, ïîñòàâëåííûé â 1881 ã.
À. Ìàéêåëüñîíîì, à â 1887 ã. èì è
Ý. Ìîðëè (îïûò Ìàéêåëüñîíà—Ìîð-
ëè) ñ öåëüþ îáíàðóæèòü äâèæåíèå
Çåìëè îòíîñèòåëüíî ýôèðà èëè æå
âëèÿíèå äâèæåíèÿ Çåìëè íà ñêîðîñòü
© Þ.Ñ.Õðàìîâ, 2005
Science and Science of Science, 2005, ¹ 3100
ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòà, èíûìè ñëî-
âàìè, òàê íàçûâàåìîãî "ýôèðíîãî
âåòðà". Êàê èçâåñòíî, îïûò ïîêàçàë
îòñóòñòâèå ýôèðíîãî âåòðà ïðè ñêî-
ðîñòè áîëåå 5—7 êì/÷àñ, èíà÷å ãîâî-
ðÿ, çàñâèäåòåëüñòâîâàë íåâîçìîæ-
íîñòü îáíàðóæèòü àáñîëþòíîå äâè-
æåíèå â ÿâëåíèÿõ âòîðîãî ïîðÿäêà
ïî νβ = / ,c ò.å. ïîñòàâèë ïîä ñîìíå-
íèå âîïðîñ î ñóùåñòâîâàíèè ìèðî-
âîãî ýôèðà êàê òàêîâîãî. Îòñóòñòâèå
ýôèðíîãî âåòðà çàôèêñèðîâàëè è
äðóãèå îïûòû, â ÷àñòíîñòè îïûò Òðî-
óòîíà—Íîáëà, ïîñòàâëåííûé â
1903 ã. ñ öåëüþ îáíàðóæèòü ìîìåíò
êðó÷åíèÿ ïîäâåøåííîãî ïëîñêîãî
êîíäåíñàòîðà ïîä âëèÿíèåì ýòîãî
"âåòðà".
Îòðèöàòåëüíûé ðåçóëüòàò âñåõ
ïðîâåäåííûõ îïûòîâ ñâèäåòåëüñòâî-
âàë, ÷òî íèêàêîé íàáëþäàòåëü, ó÷à-
ñòâóþùèé â ïîñòóïàòåëüíîì äâèæå-
íèè â ýôèðå, íå ìîæåò îáíàðóæèòü
ýòî äâèæåíèå, ò.å. âñå íàáëþäàåìûå
ÿâëåíèÿ "íå÷óâñòâèòåëüíû" ê äâèæå-
íèþ Çåìëè. À ýòî, â ñâîþ î÷åðåäü,
îçíà÷àëî, ÷òî ñòàðûé ïðèíöèï ìåõà-
íèêè — ïðèíöèï îòíîñèòåëüíîñòè,
ñïðàâåäëèâûé äëÿ ìåõàíè÷åñêèõ ïðî-
öåññîâ, îêàçûâàåòñÿ ñïðàâåäëèâûì
òàêæå è äëÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ. Ò.å.
ïðèíöèï îòíîñèòåëüíîñòè, ñôîðìó-
ëèðîâàííûé åùå Ã. Ãàëèëååì äëÿ
ìåõàíè÷åñêèõ ñèñòåì êàê òðåáîâàíèå
íåçàâèñèìîñòè çàêîíîâ ìåõàíèêè îò
âûáîðà èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îòñ÷å-
òà (âñå ìåõàíè÷åñêèå ïðîöåññû ïðî-
òåêàþò îäèíàêîâî âî âñåõ èíåðöè-
àëüíûõ ñèñòåìàõ), èíà÷å ãîâîðÿ, êàê
òðåáîâàíèå íåèçìåííîñòè (èíâàðèàí-
òíîñòè) óðàâíåíèé ìåõàíèêè îòíî-
ñèòåëüíî íåêîòîðûõ ïðåîáðàçîâàíèé:
ν′ ′ ′ ′= − = = =, , , x x t y y z z t t (ïðå-
îáðàçîâàíèÿ Ãàëèëåÿ), ñïðàâåäëèâ è
äëÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ ÿâëåíèé. À
ýòî çíà÷èò, ÷òî îñíîâíûå óðàâíåíèÿ
ýëåêòðîäèíàìèêè — óðàâíåíèÿ Ìàê-
ñâåëëà — íå äîëæíû èçìåíÿòü ñâîþ
ôîðìó (äîëæíû áûòü èíâàðèàíòíû-
ìè) ïðè ïåðåõîäå îò îäíîé èíåðöè-
àëüíîé ñèñòåìû îòñ÷åòà ê äðóãîé.
Îäíàêî, êàê îòìå÷àëîñü âûøå, óæå
âñêîðå ïîñëå ñîçäàíèÿ Äæ. Ìàêñâåë-
ëîì òåîðèè ýëåêòðîìàãíèòíûõ ÿâëå-
íèé áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî åãî óðàâ-
íåíèÿ íåèíâàðèàíòíû îòíîñèòåëüíî
ãàëèëååâñêèõ ïðåîáðàçîâàíèé.
Èíûìè ñëîâàìè, âîçíèêëà ñèòó-
àöèÿ, êîãäà íàäî áûëî èëè ïðèçíàòü
ñóùåñòâîâàíèå ïðèâèëåãèðîâàííîé
èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îòñ÷åòà (ýôè-
ðà êàê ñâåòîíîñíîé ñðåäû), èëè äî-
ïóñòèòü, ÷òî ïåðåõîä îò îäíîé ñèñ-
òåìû ê äðóãîé íå ìîæåò áûòü ïðà-
âèëüíî îïèñàí ïðåîáðàçîâàíèÿìè
Ãàëèëåÿ, ñïðàâåäëèâûìè â ìåõàíè-
êå, à òðåáóåò ââåäåíèÿ íîâûõ ïðåîá-
ðàçîâàíèé êîîðäèíàò è âðåìåíè, îò-
ëè÷íûõ îò ãàëèëååâñêèõ.
Ìíîãèå ó÷åíûå, ïûòàÿñü îáúÿñíèòü
"îòðèöàòåëüíûé" ðåçóëüòàò îïûòà
Ìàéêåëüñîíà—Ìîðëè â ðàìêàõ êëàñ-
ñè÷åñêèõ òåîðèé, ïðèáåãàëè èëè ê óæå
èçâåñòíûì ïîëîæåíèÿì, èëè âûäâè-
ãàëè íîâûå, íå îòðûâàÿñü îò êëàññè-
êè. Â 1891 ã. Äæ. Ôèòöäæåðàëüä è
âñëåä çà íèì â 1892 ã. Õ. Ëîðåíö äëÿ
åãî îáúÿñíåíèÿ ïðåäëîæèëè ãèïîòå-
çó î ñîêðàùåíèè ðàçìåðîâ òåë âñëåä-
ñòâèå èõ äâèæåíèÿ ÷åðåç ýôèð. Òàê,
ñîãëàñíî Õ. Ëîðåíöó, êàæäîå òåëî,
èìåþùåå ñêîðîñòü v îòíîñèòåëüíî
ýôèðà, èñïûòûâàåò ñîêðàùåíèå â íà-
ïðàâëåíèè äâèæåíèÿ íà âåëè÷èíó
ν− 2 21 / , c ãäå ñ — ñêîðîñòü ñâåòà;
ò.å., ïî Ëîðåíöó, ìåðà äëèíû â äâè-
æóùåéñÿ ñèñòåìå îòëè÷àåòñÿ îò ìåðû
äëèíû â ïîêîÿùåéñÿ (ýôèðå). Òîãäà
æå îí âûäâèíóë äðóãîå, íå ìåíåå ïà-
ðàäîêñàëüíîå óòâåðæäåíèå î òàê íà-
çûâàåìîì "ëîêàëüíîì âðåìåíè" —
âðåìåíè, èçìåíÿþùåìñÿ ïðè ïåðåõî-
äå îò îäíîé ñèñòåìû ê äðóãîé. Èíû-
ìè ñëîâàìè, îáå ãèïîòåçû óòâåðæäà-
ëè, ÷òî ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ â äâè-
æóùèõñÿ ñèñòåìàõ è ïîêîÿùåìñÿ
ýôèðå ñëåäóåò èçìåðÿòü ïî-ðàçíîìó.
Îòòàëêèâàÿñü îò ñâîèõ ïðåäïîëî-
æåíèé, Õ. Ëîðåíö â 1904 ã. óñòàíî-
âèë îáùèå ïðåîáðàçîâàíèÿ ïðîñòðàí-
ñòâåííûõ êîîðäèíàò è âðåìåíè êà-
êîãî-ëèáî ñîáûòèÿ ïðè ïåðåõîäå îò
îäíîé ñèñòåìû ê äðóãîé (ïðåîáðàçî-
âàíèÿ Ëîðåíöà):
Þ.À. ÕÐÀÌÎÂ
Íàóêà òà íàóêîçíàâñòâî, 2005, ¹ 3 101
2 2
2
2 2
; ;
1 /
; ,
1 /
ν
ν
ν
ν
−′ ′= =
−
−
′ ′= =
−
x t
x y y
c
t x
cz z t
c
ãäå x, y, z, t è ′x , ′y , ′z , ′t — êîîðäè-
íàòû è âðåìÿ ñîáûòèÿ, èçìåðåííûå
â äâóõ èíåðöèàëüíûõ ñèñòåìàõ îò-
ñ÷åòà, v — ñêîðîñòü äâèæåíèÿ îäíîé
ñèñòåìû îòíîñèòåëüíî äðóãîé [2, ñ.
67—87]. Ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî ïî-
õîæèå ôîðìóëû âûâåëè òàêæå â
1887 ã. Â. Ôîãò è â 1900 ã. Äæ. Ëàðìîð.
Èíà÷å ãîâîðÿ, Õ. Ëîðåíö îòêðûë
çàêîíû, ñîãëàñíî êîòîðûì èçìåðÿå-
ìûå âåëè÷èíû â ðàçëè÷íûõ ñèñòå-
ìàõ ïðè ïåðåõîäå îò ñèñòåìû ê ñèñ-
òåìå ïðåîáðàçóþòñÿ äðóã â äðóãà ïî
îïðåäåëåííûì ïðàâèëàì. Îí äîêà-
çàë òàêæå, ÷òî ïðåäëîæåííûå èì ïðå-
îáðàçîâàíèÿ îñòàâëÿþò óðàâíåíèÿ
êëàññè÷åñêîé ýëåêòðîäèíàìèêè
(óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà—Ëîðåíöà) íå-
èçìåííûìè, ò.å. ÷òî ïîñëåäíèå èí-
âàðèàíòíû îòíîñèòåëüíî ýòèõ ïðå-
îáðàçîâàíèé. Îäíàêî ïðèâåðæåííûé
ê ñâîåé òåîðèè àáñîëþòíî ïîêîÿùå-
ãîñÿ ýôèðà, Õ. Ëîðåíö íå îñîçíàë
ôèçè÷åñêîãî ñìûñëà óñòàíîâëåííûõ
èì ïðåîáðàçîâàíèé, íå ïîíÿâ, ÷òî
îíè ÿâëÿþòñÿ îòðàæåíèåì ñïðàâåä-
ëèâîñòè ïðèíöèïà îòíîñèòåëüíîñòè
êàê âñåîáùåãî çàêîíà, îòâåòñòâåííî-
ãî çà ýòîò ôàêò.
"Íî ÿ íå óñòàíîâèë ïðèíöèï îò-
íîñèòåëüíîñòè êàê ñòðîãóþ è óíè-
âåðñàëüíóþ èñòèíó, — ïðèçíàëñÿ îí
â 1914 ã. — Íàïðîòèâ, À. Ïóàíêàðå
ïîëó÷èë ïîëíóþ èíâàðèàíòíîñòü
óðàâíåíèé ýëåêòðîäèíàìèêè è ñôîð-
ìóëèðîâàë "ïîñòóëàò îòíîñèòåëüíîñ-
òè"… [2, ñ. 193].
Çàñëóãè À. Ïóàíêàðå â ýòèõ âîï-
ðîñàõ îòìå÷àë è Â. Ïàóëè, ñ÷èòàâ-
øèé, ÷òî òîò çàïîëíèë òå "ôîðìàëü-
íûå ïðîáåëû", êîòîðûå èìåëèñü ó
Õ. Ëîðåíöà, è âûñêàçàë ïðèíöèï îò-
íîñèòåëüíîñòè "â êà÷åñòâå âñåîáùå-
ãî è ñòðîãîãî ïîëîæåíèÿ". Ë. äå
Áðîéëü ñ÷èòàë, ÷òî "â 1904 ãîäó, íà-
êàíóíå ïîÿâëåíèÿ ðåøàþùèõ ðàáîò
Àëüáåðòà Ýéíøòåéíà ïî òåîðèè îò-
íîñèòåëüíîñòè, Àíðè Ïóàíêàðå óæå
âëàäåë âñåìè íàèáîëåå ñóùåñòâåííû-
ìè ýëåìåíòàìè ýòîé òåîðèè" [3, ò. 3,
ñ. 706].
À äî ýòîãî À. Ïóàíêàðå âûñêàçàë
åùå ðÿä ïîëîæåíèé, ñîâåðøåííî
÷óæäûõ êëàññè÷åñêîé ôèçèêå è, áî-
ëåå òîãî, ïîäðûâàþùèõ åå îñíîâû.
Òàê, â ñòàòüå "Î ïðèíöèïå îòíîñè-
òåëüíîñòè ïðîñòðàíñòâà è äâèæåíèÿ"
(1902) îí ïèñàë:
"1. Àáñîëþòíîãî ïðîñòðàíñòâà íå
ñóùåñòâóåò, ìû çíàåì òîëüêî îòíî-
ñèòåëüíûå äâèæåíèÿ… 2. Íå ñóùå-
ñòâóåò àáñîëþòíîãî âðåìåíè. Óòâåð-
æäåíèå, ÷òî äâà ïðîìåæóòêà âðåìå-
íè ðàâíû, ñàìî ïî ñåáå íå èìååò
ñìûñëà, è ìîæíî ïðèìåíÿòü åãî
òîëüêî óñëîâíî. 3. Ìû íå ñïîñîáíû
ê íåïîñðåäñòâåííîìó âîñïðèÿòèþ íå
òîëüêî ðàâåíñòâà äâóõ ïðîìåæóòêîâ
âðåìåíè, íî è íå ìîæåì áûòü óâå-
ðåííûìè â îäíîâðåìåííîñòè äâóõ
ñîáûòèé, ïðîèñõîäÿùèõ â ðàçëè÷íûõ
ìåñòàõ… 4. Íàêîíåö, ñàìà íàøà åâê-
ëèäîâà ãåîìåòðèÿ — ëèøü ñâîåãî ðîäà
óñëîâíûé ÿçûê. Ìû ìîãëè áû èçëî-
æèòü ôàêòû ìåõàíèêè, îòíîñÿ èõ ê
ïðîñòðàíñòâó íååâêëèäîâîìó, êîòî-
ðîå áûëî áû îñíîâîé ìåíåå óäîá-
íîé, íî ñòîëü æå çàêîííîé, êàê è
íàøå îáûêíîâåííîå ïðîñòðàíñòâî.
Èçëîæåíèå ñëèøêîì îñëîæíèëîñü
áû, íî îñòàëîñü áû âîçìîæíûì. Òà-
êèì îáðàçîì, àáñîëþòíîå ïðîñòðàí-
ñòâî, àáñîëþòíîå âðåìÿ, äàæå ñàìà
ãåîìåòðèÿ íå èìååò õàðàêòåðà âåùåé,
îáóñëîâëèâàþùèõ ñîáîé ìåõàíèêó…
Ìîæíî áûëî áû ïîïûòàòüñÿ èçëî-
æèòü îñíîâíûå çàêîíû ìåõàíèêè íà
ÿçûêå, íå çàâèñèìîì îò âñåõ ýòèõ
óñëîâèé. Òîãäà, áåç ñîìíåíèÿ, ìîæ-
íî áûëî áû áîëüøå îòäàòü ñåáå îò-
÷åò â òîì, ÷òî ïðåäñòàâëÿþò ýòè çà-
êîíû ñàìè ïî ñåáå" [2, c. 23].
Íå ñëó÷àéíî, ÷òî À. Ïóàíêàðå áûë
îäíèì èç òåõ òðåõ ó÷åíûõ, âêëþ÷àÿ
òàêæå Õ. Ëîðåíöa è À. Ýéíøòåéíà,
â òðóäàõ êîòîðûõ, ïî ñëîâàì Â. Ïàó-
ëè, "áûëè óñòàíîâëåíû ïîëîæåíèÿ è
ðàçâèòû ñîîáðàæåíèÿ, îáðàçóþùèå
À. ÝÉÍØÒÅÉÍ È ÍÎÂÀß ÍÀÓ×ÍÀß ÊÀÐÒÈÍÀ ÌÈÐÀ
Science and Science of Science, 2005, ¹ 3102
ôóíäàìåíò òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè"
[2, c. 199].
 ðåçóëüòàòå îáíàðóæèëîñü, ÷òî
îêðóæàþùèé ìèð íàìíîãî ñëîæíåå,
÷åì åãî ïðåäñòàâëÿëè åùå äåñÿòèëå-
òèå òîìó íàçàä. Îêàçàëîñü, îí òðå-
áóåò ââåäåíèÿ íîâûõ ïðîñòðàíñòâåí-
íî-âðåìåííûõ ïðåäñòàâëåíèé — îò-
íîñèòåëüíîñòè äëèíû, âðåìåíè, îä-
íîâðåìåííîñòè è èñêëþ÷åíèÿ èç ðàñ-
ñìîòðåíèÿ ýôèðà. Ìèêðîìèð, ðèñî-
âàâøèéñÿ ó÷åíûì ÕIX â. ìèíèàòþð-
íîé êîïèåé ìàêðîìèðà ñ ïîëíûì êà-
÷åñòâåííûì îòîæäåñòâëåíèåì ìàêðî-
è ìèêðîîáúåêòîâ è ðàçëè÷àþùèõñÿ
ëèøü êîëè÷åñòâåííî, îêàçàëñÿ ïîë-
íûì íåîáúÿñíèìûõ íåîæèäàííîñòåé.
Îò÷åòëèâî ïðîÿâèëàñü îãðàíè÷åí-
íîñòü ïðåäñòàâëåíèé ôèçèêè ÕIX â.
Ïðèâû÷íûé ìèð Íüþòîíà, Ìàêñâåë-
ëà è Ëîðåíöà ñòàë äàâàòü "òðåùèíû"
ïî âñåì íàïðàâëåíèÿì. Ïðè÷åì ðå÷ü
øëà íå î äåòàëÿõ â ôèçè÷åñêîé êàð-
òèíå, ðóøèëèñü åå ìåõàíè÷åñêèå è
ýëåêòðîäèíàìè÷åñêèå îñíîâàíèÿ. Âñå
ýòî äàëî ïîâîä À. Ïóàíêàðå â ñòàòüå
"Íàñòîÿùåå è áóäóùåå ìàòåìàòè÷åñ-
êîé ôèçèêè" (1904) íàïèñàòü:
"Äà, äåéñòâèòåëüíî åñòü ïðèçíà-
êè ñåðüåçíîãî êðèçèñà, êàê åñëè áû
ìû íàõîäèëèñü íàêàíóíå èçìåíåíèÿ.
Íå áóäåì, îäíàêî, ñëèøêîì âîëíî-
âàòüñÿ. Ìû óâåðåíû, ÷òî áîëüíàÿ íå
óìðåò, è ìû ìîæåì äàæå íàäåÿòüñÿ,
÷òî ýòîò êðèçèñ áóäåò ñïàñèòåëüíûì,
ïîñêîëüêó èñòîðèÿ ïðîøëîãî ãàðàí-
òèðóåò íàì ýòî" [2, ñ. 27].
Ïðàâäà, ïðàâèëüíåå áûëî áû ãî-
âîðèòü íå î êðèçèñíûõ ÿâëåíèÿõ,
ïðîèñõîäÿùèõ â ôèçèêå, à î ïðî-
öåññàõ åå îáíîâëåíèÿ, ïîðîé ðåâî-
ëþöèîííîãî õàðàêòåðà, ãîòîâèâøèõ
ïåðåõîä ê íîâîé, ñîâðåìåííîé ôè-
çèêå. Ýòîò ïåðåõîäíûé ýòàï (1895—
1904) ê íîâîé ôèçèêå áûë ýòàïîì
êðóòîé ëîìêè ìíîãèõ ñòàðûõ ïîíÿ-
òèé è ïðèíöèïîâ, êîãäà íîâåéøèå
îòêðûòèÿ êàê â òåîðèè, òàê è â ýêñ-
ïåðèìåíòå ðàçðóøàëè ñòàðûå ïðåä-
ñòàâëåíèÿ î ïðîñòðàíñòâå, âðåìåíè,
ìàòåðèè, â ÷àñòíîñòè, íåäåëèìîñòè
àòîìîâ, íåèçìåííîñòè õèìè÷åñêèõ
ýëåìåíòîâ, ïîñòîÿíñòâå ìàññû, êîã-
äà ïîäâåðãàëèñü ñîìíåíèþ ìíîãèå
ñòàðûå ïðèíöèïû è îòêðûâàëèñü
ìíîãèå íîâûå ñâîéñòâà ìàòåðèàëü-
íîãî ìèðà. ×àñòü ôèçèêîâ ïîíÿëà ýòî
ïî-ñâîåìó, êàê êðàõ, êàê ðåãðåññ.
"Èñ÷åçàåò ìàññà, èñ÷åçàåò ìàòåðèÿ,
ïîäðûâàþòñÿ îñíîâû ìåõàíèêè", —
âîñêëèöàëè îíè. Â äåéñòâèòåëüíîñ-
òè æå ïðîèñõîäÿùåå ñâèäåòåëüñòâî-
âàëî îá îãðàíè÷åííîñòè íàøèõ çíà-
íèé î ôèçè÷åñêîé ðåàëüíîñòè, îá
óãëóáëåíèè ÷åëîâå÷åñêîãî ïîçíàíèÿ.
Ïî-ðàçíîìó ïðåäñòàâëÿëîñü ó÷å-
íûì è áóäóùåå ôèçè÷åñêîé íàóêè.
Íàïðèìåð, À. Ïóàíêàðå âèäåë åãî
òàêèì:
"Ìû íå ìîæåì ïðåäâèäåòü, â êà-
êîì íàïðàâëåíèè ïîéäåò ðàçâèòèå. Íå
èñêëþ÷åíî, ÷òî íà ïåðâûé ïëàí âûä-
âèíåòñÿ êèíåòè÷åñêàÿ òåîðèÿ ãàçà,
êîòîðàÿ áóäåò ðàçâèâàòüñÿ è ïîñëó-
æèò ìîäåëüþ äëÿ äðóãèõ òåîðèé.
Òîãäà ÿâëåíèÿ, ñíà÷àëà êàçàâøèåñÿ
íàì ïðîñòåéøèìè, ïðåäñòàâÿòñÿ â
âèäå ðåçóëüòàòà áîëüøîãî ÷èñëà ýëå-
ìåíòàðíûõ ôàêòîâ, êîòîðûå ñâîäÿò-
ñÿ ê îäíîé öåëè ëèøü çàêîíàìè ñëó-
÷àÿ. Ôèçè÷åñêèé çàêîí ïðèîáðåòåò
òîãäà ñîâåðøåííî íîâûé àñïåêò; ýòî
óæå íå áóäåò òîëüêî äèôôåðåíöè-
àëüíîå óðàâíåíèå, îí ïðèìåò õàðàê-
òåð ñòàòèñòè÷åñêîãî çàêîíà. Âîçìîæ-
íî, ìû äîëæíû ñîçäàòü ñîâåðøåííî
íîâóþ ìåõàíèêó, êîòîðóþ ìû ëèøü
ñìóòíî ïðåäñòàâëÿåì, ìåõàíèêó, ãäå
èíåðöèÿ âîçðàñòàëà áû ñî ñêîðîñòüþ
è ñêîðîñòü ñâåòà ÿâëÿëàñü áû íåïðå-
îäîëèìûì ïðåäåëîì. Îáû÷íàÿ ìåõà-
íèêà, áîëåå ïðîñòàÿ, îñòàâàëàñü áû
êàê ïåðâîå ïðèáëèæåíèå, ñïðàâåäëè-
âîå äëÿ ñêîðîñòåé íå ñëèøêîì áîëü-
øèõ, òàê ÷òî íîâàÿ äèíàìèêà âêëþ-
÷àëà áû ñòàðóþ" [2, ñ. 43].
Ïðîàíàëèçèðîâàâ ïîäðîáíî ôèçè-
÷åñêèé ñìûñë ïðîñòðàíñòâà è âðåìå-
íè, À. Ýéíøòåéí äîïóñòèë, ÷òî ïðå-
îáðàçîâàíèÿ Ëîðåíöà äåéñòâèòåëüíî
îòðàæàþò ôèçè÷åñêóþ ðåàëüíîñòü,
çíà÷åíèå èõ âûõîäèò çà ïðåäåëû
óðàâíåíèé Ìàêñâåëëà è êàñàåòñÿ ñóù-
íîñòè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè è èç
Þ.À. ÕÐÀÌÎÂ
Íàóêà òà íàóêîçíàâñòâî, 2005, ¹ 3 103
èíâàðèàíòíîñòè óðàâíåíèé ýëåêòðî-
äèíàìèêè îòíîñèòåëüíî ýòèõ ïðåîá-
ðàçîâàíèé (èç íåâîçìîæíîñòè îáíà-
ðóæèòü àáñîëþòíîå äâèæåíèå) âû-
òåêàåò ñïðàâåäëèâîñòü ïðèíöèïà îò-
íîñèòåëüíîñòè, ò.å. ðàâíîïðàâíîñòü
âñåõ èíåðöèàëüíûõ ñèñòåì îòñ÷åòà
(ïðè ýòîì ñàìî ïîíÿòèå ýôèðà îêà-
çàëîñü ëèøíèì). Èíûìè ñëîâàìè,
À. Ýéíøòåéí âñëåä À. Ïóàíêàðå
îáîáùèë ìåõàíè÷åñêèé ïðèíöèï îò-
íîñèòåëüíîñòè Ãàëèëåÿ íà îïòè÷åñ-
êèå è ýëåêòðîìàãíèòíûå ÿâëåíèÿ, óñ-
òàíîâèâ òàê íàçûâàåìûé ñïåöèàëü-
íûé ïðèíöèï îòíîñèòåëüíîñòè, âû-
ðàæàþùèé íåçàâèñèìîñòü (èíâàðè-
àíòíîñòü) çàêîíîâ ïðèðîäû îòíîñè-
òåëüíî ïðåîáðàçîâàíèé äâèæåíèÿ.
"×òîáû ñïåöèàëüíûé ïðèíöèï
îòíîñèòåëüíîñòè ìîã âûïîëíÿòüñÿ, —
ïèñàë À. Ýéíøòåéí, — íåîáõîäèìî,
÷òîáû âñå óðàâíåíèÿ ôèçèêè íå èç-
ìåíÿëè ñâîåãî âèäà ïðè ïåðåõîäå èç
îäíîé èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû â äðó-
ãóþ, åñëè èñïîëüçîâàòü ïðåîáðàçî-
âàíèÿ Ëîðåíöà äëÿ ïîäñ÷åòà ýòîãî
èçìåíåíèÿ. Ãîâîðÿ íà ÿçûêå ìàòå-
ìàòèêè, âñå ñèñòåìû óðàâíåíèé, âû-
ðàæàþùèå çàêîíû ôèçèêè, äîëæíû
áûòü èíâàðèàíòíûìè îòíîñèòåëüíî
ïðåîáðàçîâàíèé Ëîðåíöà. Òàêèì îá-
ðàçîì, ñ ìåòîäîëîãè÷åñêîé òî÷êè çðå-
íèÿ ñïåöèàëüíûé ïðèíöèï îòíîñè-
òåëüíîñòè ... äàåò íàì îáùåå óñëî-
âèå, êîòîðîìó äîëæíû óäîâëåòâîðÿòü
âñå çàêîíû ïðèðîäû" [4, ò. 2, ñ. 101].
Èç ñïåöèàëüíîãî ïðèíöèïà îòíî-
ñèòåëüíîñòè ñëåäóåò, ÷òî ôèçè÷åñêèå
çàêîíû äîëæíû èìåòü îäèíàêîâóþ
ôîðìó âî âñåõ èíåðöèàëüíûõ ñèñòå-
ìàõ îòñ÷åòà, ò.å. ñîõðàíÿòü ñâîé âèä
è ïðè ïðåîáðàçîâàíèÿõ Ëîðåíöà. Ýòî
òðåáîâàíèå ïîëó÷èëî íàçâàíèå ðåëÿ-
òèâèñòñêîé èíâàðèàíòíîñòè ôèçè÷åñ-
êèõ çàêîíîâ. Ñâÿçü ìåæäó êîîðäè-
íàòàìè è âðåìåíåì äâóõ äâèæóùèõ-
ñÿ ñèñòåì îòñ÷åòà (íåìåõàíè÷åñêèõ)
äàåòñÿ óæå íå ïðåîáðàçîâàíèÿìè Ãà-
ëèëåÿ, îñíîâàííûìè íà ïîíÿòèÿõ
àáñîëþòíîãî ïðîñòðàíñòâà è âðåìå-
íè, à ïðåîáðàçîâàíèÿìè Ëîðåíöà. À
ýòî îçíà÷àåò, ÷òî íåîáõîäèìî îòêà-
çàòüñÿ îò ýòèõ, êàçàëîñü áû, òàêèõ
åñòåñòâåííûõ ïîñòóëàòîâ.
Ïðîâåäÿ ãëóáîêèé êðèòè÷åñêèé
àíàëèç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ìåòîäîâ
èçìåðåíèÿ ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè,
â ÷àñòíîñòè àíàëèç ïîíÿòèÿ îäíîâðå-
ìåííîñòè ðàçíîìåñòíûõ ñîáûòèé
(åùå çàäîëãî äî À. Ýéíøòåéíà íüþ-
òîíîâñêàÿ êîíöåïöèÿ äàëüíîäåéñòâèÿ
ïîòåðïåëà ôèàñêî, â ïðèðîäå íå áûëî
îáíàðóæåíî òåë, êîòîðûå ïåðåäàâàëè
áû ñèãíàëû ìãíîâåííî, áåç çàòðàòû
âðåìåíè), À. Ýéíøòåéí ïîñòóëèðî-
âàë, ÷òî ëþáîé ñèãíàë íå ìîæåò ðàñ-
ïðîñòðàíÿòüñÿ ñî ñêîðîñòüþ, áîëü-
øåé ñêîðîñòè ñâåòà â âàêóóìå, à ñêî-
ðîñòü ñâåòà â âàêóóìå ïîñòîÿííà è
îäèíàêîâà âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ
(ïðèíöèï ïîñòîÿíñòâà ñêîðîñòè ñâå-
òà). Èñõîäÿ èç ýòîãî, À. Ýéíøòåéí
ïîêàçàë, ÷òî äâà ñîáûòèÿ, îäíîâðå-
ìåííûå â îäíîé ñèñòåìå, â äðóãîé
ïðîèñõîäÿò â ðàçíîå âðåìÿ, ò.å. ïî-
íÿòèå îäíîâðåìåííîñòè, êàê è ïîíÿ-
òèå èçìåðåíèÿ âðåìåíè, ñòàíîâèòñÿ
îòíîñèòåëüíûì. Ïîäîáíûå ðàññóæäå-
íèÿ ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ è íà èçìåðå-
íèÿ ïðîñòðàíñòâà. Ýòè äâà âûøåíàç-
âàííûå ïîñòóëàòà Ýéíøòåéíà è áûëè
èì ïîëîæåíû â îñíîâó òåîðèè, êî-
òîðóþ îí èçëîæèë â 1905 ã. â ñòàòüå
"Ê ýëåêòðîäèíàìèêå äâèæóùèõñÿ òåë"
[4, ò.1, ñ. 7—35].
Òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåé-
íà (÷àñòíàÿ, èëè ñïåöèàëüíàÿ, ÑÒÎ)
çàñòàâèëà ïåðåñìîòðåòü ðÿä îñíîâíûõ
ïîëîæåíèé è ïîíÿòèé ìåõàíèêè
Íüþòîíà. Îíà ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé
íîâóþ ôèçè÷åñêóþ òåîðèþ ïðî-
ñòðàíñòâà — âðåìåíè, òàê êàê ââîäè-
ëà íîâûå ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåí-
íûå ïðåäñòàâëåíèÿ (îòíîñèòåëüíîñòü
äëèíû, âðåìåíè è îäíîâðåìåííîñòè),
ïîëó÷èâøèå ñâîå îòðàæåíèå â çàìå-
íå ïðåîáðàçîâàíèé Ãàëèëåÿ ïðåîáðà-
çîâàíèÿìè Ëîðåíöà. Ïî ñëîâàì
Â.Ë. Ãèíçáóðãà, "îòêàç îò àáñîëþò-
íîãî âðåìåíè ÿâëÿåòñÿ îñîáåííî ðà-
äèêàëüíûì âûâîäîì òåîðèè Ýéíø-
òåéíà. Ïî ñâîåìó çíà÷åíèþ è òðóä-
íîñòè ýòîò âûâîä ìîæíî ñðàâíèòü ñ
îòêàçîì îò àáñîëþòíîé íåïîäâèæíî-
À. ÝÉÍØÒÅÉÍ È ÍÎÂÀß ÍÀÓ×ÍÀß ÊÀÐÒÈÍÀ ÌÈÐÀ
Science and Science of Science, 2005, ¹ 3104
ñòè Çåìëè, ëåæàùåé â îñíîâå ãåëèî-
öåíòðè÷åñêîé ñèñòåìû Êîïåðíèêà"
[5, ñ. 132].
Ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëü-
íîñòè ïðîñòî îáúÿñíèëà ðåçóëüòàòû
îïûòîâ Ôèçî, Ìàéêåëüñîíà — Ìîð-
ëè è äðóãèå íàáëþäàåìûå ýôôåêòû.
Îíà äàëà íîâûå âûðàæåíèÿ äëÿ èì-
ïóëüñà ð è ýíåðãèè Å:
22
0
1 cv
vm
p
−
= ;
22
0
2 cmpcE += .
Èñõîäÿ èç íåå, À. Ýéíøòåéí îò-
êðûë ôóíäàìåíòàëüíûé çàêîí — çà-
êîí âçàèìîñâÿçè ìàññû è ýíåðãèè. Îí
óñòàíîâèë, ÷òî îáùèé çàïàñ ýíåðãèè
òåëà ñâÿçàí ñ åãî ìàññîé ñîîòíîøå-
íèåì: Å0 = m0ñ
2, ãäå Å0 è m0 — ñîîò-
âåòñòâåííî ýíåðãèÿ è ìàññà ïîêîÿ òåëà,
ñ — ñêîðîñòü ñâåòà â âàêóóìå, ðàâíàÿ
300 000 êì/ñ. À. Ýéíøòåéí ïèñàë òîã-
äà: "Ìàññà òåëà åñòü ìåðîé ñîäåðæà-
ùåéñÿ â íåì ýíåðãèè; åñëè ýíåðãèÿ
èçìåíÿåòñÿ.., òî ìàññà ìåíÿåòñÿ ñîîò-
âåòñòâåííî..." [4, ò. 1, ñ. 38].
 ðåçóëüòàòå ïîíÿòèå ìàññû ïî-
ïîëíèëîñü íîâûì ñîäåðæàíèåì. Ìàñ-
ñà òåëà, âûñòóïàâøàÿ â êëàññè÷åñêîé
ôèçèêå êàê ìåðà åãî èíåðòíîñòè èëè
ìåðà ãðàâèòàöèîííîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ, òåïåðü âûñòóïèëà â íîâîé
ôîðìå — ìåðû "ýíåðãîåìêîñòè" òåëà.
Äàæå òåëî, íàõîäÿùååñÿ â ïîêîå,
èìååò ýíåðãèþ ïîêîÿ. Ïðàâäà, âî
ìíîãèõ ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññàõ îíà íå
ïðèíèìàåò ó÷àñòèÿ è ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîþ "ïàññèâíóþ" ÷àñòü ýíåðãèè.
Ïðîöåññîì, â êîòîðîì "ïàññèâíàÿ"
ýíåðãèÿ ïîêîÿ ïðåâðàùàåòñÿ â "àê-
òèâíóþ" ýíåðãèþ äâèæåíèÿ ÷àñòèö,
ÿâëÿåòñÿ ðàäèîàêòèâíûé ðàñïàä. Ýòî
ñîîòíîøåíèå âïîñëåäñòâèè ëåãëî â
îñíîâó ðàñ÷åòà ýíåðãåòè÷åñêîãî áà-
ëàíñà ÿäåðíûõ ðåàêöèé. Îñîáåííî
âàæíîå ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå îíî
ïðèîáðåëî â ñâÿçè ñ ðàçâèòèåì àòîì-
íîé ýíåðãåòèêè.
 òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, êàê óæå
âèäíî èç ïðåîáðàçîâàíèé Ëîðåíöà,
ïðîñòðàíñòâåííûå êîîðäèíàòû è âðå-
ìÿ íå ìîãóò ðàññìàòðèâàòüñÿ íåçàâè-
ñèìî, èçìåðåíèÿ ïðîñòðàíñòâà è âðå-
ìåíè âçàèìîñâÿçàíû. ×òîáû îòîáðà-
çèòü ìàòåìàòè÷åñêè ýòó âíóòðåííþþ
âçàèìîñâÿçü, â 1908 ã. Ã. Ìèíêîâñ-
êèé âûñêàçàë èäåþ îáúåäèíåíèÿ òðåõ
èçìåðåíèé ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè â
îäíî ÷åòûðåõìåðíîå "ïðîñòðàíñòâî —
âðåìÿ". Ïðåäëîæèâ òàêîå àáñòðàêòíîå
ïðîñòðàíñòâî-êîíòèíóóì — ÷åòûðåõ-
ìåðíûé ìèð, â êîòîðîì ñïðàâåäëèâà
ïñåâäîåâêëèäîâàÿ ãåîìåòðèÿ, Ã. Ìèí-
êîâñêèé ïðèäàë ñïåöèàëüíîé òåîðèè
îòíîñèòåëüíîñòè çàâåðøåííóþ ëîãè-
÷åñêóþ è ìàòåìàòè÷åñêóþ ôîðìó, ðàç-
âèâ åå ñîâðåìåííûé ÷åòûðåõìåðíûé
àïïàðàò. Îïèñàíèå êàêîãî-ëèáî ïðî-
öåññà â ðàìêàõ ìèðà Ìèíêîâñêîãî ñî-
äåðæèò åãî îïèñàíèå â ëþáîé âîçìîæ-
íîé ñèñòåìå îòñ÷åòà.
Îäíàêî ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíî-
ñèòåëüíîñòè íå îòáðîñèëà çàêîíîìåð-
íîñòåé, óñòàíîâëåííûõ ìåõàíèêîé
Íüþòîíà, à ëèøü óòî÷íèëà è äîïîë-
íèëà èõ íà ñëó÷àé äâèæåíèÿ ñî ñêî-
ðîñòÿìè, ñðàâíèìûìè ñî ñêîðîñòüþ
ñâåòà â âàêóóìå. Ñîçäàííàÿ íà åå îñ-
íîâå ðåëÿòèâèñòñêàÿ ìåõàíèêà â ñâî-
åì ïðåäåëüíîì ñëó÷àå (â ñëó÷àå ìà-
ëûõ ñêîðîñòåé) ïåðåõîäèò â íüþòî-
íîâñêóþ ìåõàíèêó.
"Èìåííî... ïóòåì ïîñëåäîâàòåëü-
íûõ ïðèáëèæåíèé, óñòðàíÿÿ âíóò-
ðåííèå ïðîòèâîðå÷èÿ, — ïèñàë Ëóè
äå Áðîéëü, — è ìîæåò ðàçâèâàòüñÿ
íàóêà. Ñîçäàííûå â ïðîöåññå åå ðàç-
âèòèÿ òåîðèè íå áóäóò ïîëíîñòüþ îï-
ðîâåðãíóòû è óíè÷òîæåíû ïîñëåäó-
þùèì ðàçâèòèåì íàóêè, à âîéäóò â
êà÷åñòâå ñîñòàâíûõ ÷àñòåé â íîâûå,
áîëåå îáùèå òåîðèè... Òâåðäî óñòà-
íîâëåííûå ïðèíöèïû, íàäåæíî ïðî-
âåðåííûå çàêîíû, õîòÿ è ñîõðàíÿ-
þòñÿ â äàëüíåéøåì ðàçâèòèè íàóêè,
íî óæå ðàññìàòðèâàþòñÿ íå êàê àá-
ñîëþòíî òî÷íûå, à ëèøü êàê íåêîòî-
ðîå ïðèáëèæåíèå, ïðåäåëû ïðèìåíè-
ìîñòè êîòîðîãî îïðåäåëÿþòñÿ íîâîé,
áîëåå îáùåé òåîðèåé" [6, ñ. 14].
Ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëü-
íîñòè îêàçàëà îãðîìíîå âëèÿíèå íà
Þ.À. ÕÐÀÌÎÂ
Íàóêà òà íàóêîçíàâñòâî, 2005, ¹ 3 105
ñàì ñòèëü ìûøëåíèÿ ôèçèêîâ, ðåâî-
ëþöèîíèçèðîâàâ åãî. Îíà ïîêàçàëà,
÷òî íàãëÿäíûå îáû÷íûå ïðåäñòàâëå-
íèÿ, êîòîðûå êàê áû î÷åâèäíû, â íî-
âûõ îáëàñòÿõ ÿâëåíèé íåïðèãîäíû.
Ïîýòîìó õîòÿ ïî ñâîåìó ñîäåðæàíèþ
ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè
è ïðèíàäëåæàëà ê êëàññè÷åñêîé ôè-
çèêå, çàâåðøàÿ åå, îäíàêî ïî äóõó ýòî
áûëà íîâàÿ âåëèêàÿ òåîðèÿ, îòêðûâ-
øàÿ íàðÿäó ñ êâàíòîâîé òåîðèåé íî-
âûé ïåðèîä â ðàçâèòèè ôèçèêè.
Îöåíèâàÿ çíà÷åíèå ñïåöèàëüíîé òå-
îðèè îòíîñèòåëüíîñòè, Ì. Áîðí ïèñàë:
"Ðîäèâøóþñÿ â 1905 ñïåöèàëüíóþ
òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè ïî ñïðàâåä-
ëèâîñòè ìîæíî ñ÷èòàòü çàâåðøàþ-
ùèì ìîìåíòîì êëàññè÷åñêîãî ïåðè-
îäà èëè íà÷àëîì íîâîé ýðû â íàóêå.
Èáî, ñ îäíîé ñòîðîíû, îíà èñõîäèò
èç òâåðäî óñòàíîâëåííûõ êëàññè÷åñ-
êèõ ïîíÿòèé î ìàòåðèè, ðàñïðåäåëåí-
íîé íåïðåðûâíî â ïðîñòðàíñòâå è
âðåìåíè, è î êàóçàëüíûõ, èëè, áîëåå
òî÷íî, äåòåðìèíèñòè÷åñêèõ, çàêîíàõ
ïðèðîäû. Íî, ñ äðóãîé ñòîðîíû, îíà
âíîñèò ðåâîëþöèîííûå ïðåäñòàâëå-
íèÿ î ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè, ðå-
øèòåëüíî êðèòèêóÿ òðàäèöèîííûå
êîíöåïöèè, ñôîðìóëèðîâàííûå Íüþ-
òîíîì. Òàêèì îáðàçîì, îíà îòêðûâà-
åò íîâûå ïóòè îñìûñëèâàíèÿ åñòå-
ñòâåííûõ ÿâëåíèé. Ýòî â íàøè äíè
è ïðåäñòàâëÿåòñÿ íàèáîëåå âûäàþ-
ùèìñÿ ïîäâèãîì Ýéíøòåéíà, îòëè-
÷àþùèì â êîðíå åãî ðàáîòó îò ðàáîò
åãî ïðåäøåñòâåííèêîâ, à ñîâðåìåí-
íóþ íàóêó — îò êëàññè÷åñêîé" [7, ñ.
12].
Ïîäîáíîå âûñêàçûâàíèå ìû íà-
õîäèì è ó ß.È. Ôðåíêåëÿ:
"...òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè çàâåð-
øèëà òîò äîëãèé ïóòü, ïî êîòîðîìó
øëà êëàññè÷åñêàÿ ôèçèêà ÕÕ â., çà-
êîí÷èâ ýìàíñèïàöèþ ïîñëåäíåé îò
ìèðîâîãî ýôèðà è ïîäâåäÿ ïðîñòóþ
ðàöèîíàëüíóþ áàçó ïîä ýëåêòðîìàã-
íèòíóþ è ýëåêòðîííóþ òåîðèè, ñî-
çäàíèå êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç
ãëàâíåéøèõ äîñòèæåíèé ôèçèêè XIX
â. Òàêèì îáðàçîì, òåîðèÿ îòíîñèòåëü-
íîñòè ñòîèò êàê áû íà ðóáåæå ñòàðîé
è íîâîé ôèçèêè, âåí÷àÿ ïåðâóþ è
óêàçûâàÿ ïóòü âòîðîé" [8, ñ. 147].
Îäíàêî ðåâèçèÿ ïîíÿòèé ïðîñòðàí-
ñòâà è âðåìåíè íå çàêîí÷èëàñü ñ îò-
êðûòèåì ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíî-
ñèòåëüíîñòè. Åùå â íüþòîíîâñêîé
òåîðèè ãðàâèòàöèè ñ÷èòàëîñü, ÷òî òÿ-
ãîòåíèå îäèíàêîâî äåéñòâóåò íà ðàç-
ëè÷íûå òåëà, ñîîáùàÿ èì îäèíàêî-
âûå óñêîðåíèÿ íåçàâèñèìî îò èõ ìàñ-
ñû è ïðèðîäû. Îòñþäà ñëåäîâàë ôàêò
ðàâåíñòâà ãðàâèòàöèîííîé è èíåðò-
íîé ìàññ, óñòàíîâëåííûé åùå Ã. Ãà-
ëèëååì è ïîäòâåðæäåííûé â 1889 ã.
ýêñïåðèìåíòàëüíî, ñ òî÷íîñòüþ äî
10–9 Ð. Ýòâåøîì (mèí = mãð). Èíû-
ìè ñëîâàìè, ðàçëè÷íûå òåëà äâèæóò-
ñÿ â çàäàííîì ãðàâèòàöèîííîì ïîëå
ñîâåðøåííî îäèíàêîâî, ïðè óñëîâèè,
÷òî èõ íà÷àëüíûå ñêîðîñòè ðàâíû.
Èç ýòîãî ôàêòà, êàê ïîêàçàë â 1907
ã. À. Ýéíøòåéí, ñëåäóåò ãëóáîêàÿ
àíàëîãèÿ ìåæäó äâèæåíèåì òåë â
ãðàâèòàöèîííîì ïîëå è èõ äâèæå-
íèåì â îòñóòñòâèå òÿãîòåíèÿ, íî â
óñêîðåííîé ñèñòåìå îòñ÷åòà, ò.å. ñèëû
èíåðöèè â óñêîðåííîé ñèñòåìå îò-
ñ÷åòà ýêâèâàëåíòíû ãðàâèòàöèîííî-
ìó ïîëþ (ýêâèâàëåíòíîñòü ãðàâèòà-
öèè è èíåðöèè). Óñòàíîâëåííûé
ïðèíöèï ýêâèâàëåíòíîñòè À. Ýéí-
øòåéí ïîëîæèë â îñíîâó íîâîé, ðå-
ëÿòèâèñòñêîé òåîðèè òÿãîòåíèÿ, ðàç-
ðàáîòêó êîòîðîé îí çàâåðøèë â 1915
ã. è íàçâàë îáùåé òåîðèåé îòíîñè-
òåëüíîñòè (ÎÒÎ). Îíà óñòàíîâèëà
ñâÿçü ìåæäó "ïðîñòðàíñòâîì — âðå-
ìåíåì" è ìàòåðèåé, çàêëþ÷àþùóþñÿ
â òîì, ÷òî ìàòåðèÿ îïðåäåëÿåò ãåî-
ìåòðèþ ïðîñòðàíñòâà — âðåìåíè.
"Ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíî-
ñòè, ëèøèâ âðåìÿ è ïðîñòðàíñòâî ñâîé-
ñòâà àáñîëþòíîñòè, ñîõðàíèëà çà ïðî-
ñòðàíñòâîì ñâîéñòâî åâêëèäîâîñòè.
Îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè, — îò-
ìå÷àë À. È. Àõèåçåð, — ëèøèëà ïðî-
ñòðàíñòâî ýòîãî ñâîéñòâà. Îíî ñòàëî
áëàãîäàðÿ ïðèñóòñòâèþ ìàòåðèè íååâ-
êëèäîâûì, è åãî ìåòðèêà ñòàëà çàâè-
ñåòü îò ìàòåðèè è ñîñòîÿíèÿ åå äâèæå-
íèÿ. Ãåîìåòðèÿ êàê áû ñëèëàñü ñ ôè-
çèêîé â åäèíîå öåëîå" [9, ñ. 25—26].
À. ÝÉÍØÒÅÉÍ È ÍÎÂÀß ÍÀÓ×ÍÀß ÊÀÐÒÈÍÀ ÌÈÐÀ
Science and Science of Science, 2005, ¹ 3106
 îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè
ïðîñòðàíñòâî — âðåìÿ íå ïëîñêîå, à
èñêðèâëåííîå, ïîýòîìó ê íåìó ïðè-
ìåíèì ìàòåìàòè÷åñêèé àïïàðàò íå-
åâêëèäîâîé ãåîìåòðèè. Èñïîëüçóÿ
òåíçîðíîå èñ÷èñëåíèå è ââåäÿ ìåò-
ðè÷åñêèé òåíçîð gik, À. Ýéíøòåéí
îïðåäåëèë ãåîìåòðèþ ïðîñòðàíñòâà —
âðåìåíè (÷òî ýêâèâàëåíòíî íàõîæ-
äåíèþ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ), çàïè-
ñàâ óðàâíåíèÿ òÿãîòåíèÿ:
4
1 8
2ik ik ik
G
R g R T
c
π− =
(óðàâíåíèÿ Ýéíøòåéíà).
Çäåñü Rik — òåíçîð Ðè÷÷è; R =
Rihgih; Tik — òåíçîð ýíåðãèè — èì-
ïóëüñà ìàòåðèè. Óðàâíåíèÿ Ýéíø-
òåéíà ñâÿçûâàþò gik ñ âåëè÷èíàìè,
õàðàêòåðèçóþùèìè ìàòåðèþ, ñîçäà-
þùóþ ïîëå òÿãîòåíèÿ.
Îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè
îáóñëîâèëà ðàçâèòèå êîñìîëîãèè. Â
1922 ã. À.À. Ôðèäìàí ïîëó÷èë íåñòà-
öèîíàðíûå ðåøåíèÿ ãðàâèòàöèîííî-
ãî óðàâíåíèÿ Ýéíøòåéíà, èñõîäÿ èç
êîòîðûõ äîïóñòèë âîçìîæíîñòü ñóùå-
ñòâîâàíèÿ íåñòàöèîíàðíîé, ðàñøèðÿ-
þùåéñÿ Âñåëåííîé, ÷òî áûëî ïîäòâåð-
æäåíî â 1929 ã. îòêðûòèåì ÿâëåíèÿ
ðàçáåãàíèÿ ãàëàêòèê (Ý. Õàááë).
Îöåíèâàÿ çíà÷åíèå òåîðèè îòíî-
ñèòåëüíîñòè, Â. Âàéñêîïô ïèñàë:
"Ñðåäè êîëîññàëüíîãî êîëè÷åñòâà
èäåé, âûäâèíóòûõ â òî âðåìÿ, îñîáîå
ìåñòî, îòëè÷íîå îò äðóãèõ, ïðèíàäëå-
æèò òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, ñïåöèàëü-
íîé è îáùåé... Ýòî — ñîâåðøåííî íî-
âûé íàáîð êîíöåïöèé, â ðàìêàõ êîòî-
ðûõ íàõîäÿò îáúåäèíåíèå ìåõàíèêà,
ýëåêòðîäèíàìèêà è ãðàâèòàöèÿ. Îíè
ïðèíåñëè ñ ñîáîé íîâîå âîñïðèÿòèå
òàêèõ ïîíÿòèé, êàê ïðîñòðàíñòâî è âðå-
ìÿ. Ýòà ñîâîêóïíîñòü èäåé â êàêîì-òî
ñìûñëå ÿâëÿåòñÿ âåðøèíîé è ñèíòåçîì
ôèçèêè XIX â. Îíè îðãàíè÷åñêè ñâÿ-
çàíû ñ êëàññè÷åñêèìè òðàäèöèÿìè" [10].
Ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå òåîðèåé
îòíîñèòåëüíîñòè (ñïåöèàëüíîé è îá-
ùåé), èìåþò íå òîëüêî îáùåíàó÷íîå,
íî è îáùåôèëîñîôñêîå çíà÷åíèå. Îíè
îáîãàùàþò íàøå ïðåäñòàâëåíèå î
ìèðå, íàíîñÿò óäàð ïî ìåòàôèçè÷åñ-
êèì âçãëÿäàì. Íà áàçå èäåé, ðåçóëü-
òàòîâ è âûâîäîâ òåîðèè îòíîñèòåëü-
íîñòè âîçíèêëà ðåëÿòèâèñòñêàÿ êàð-
òèíà ìèðà, çàìåíèâøàÿ ìåõàíè÷åñêóþ
è ýëåêòðîäèíàìè÷åñêóþ êàðòèíû.
Þ.À. ÕÐÀÌÎÂ
1. Àõèåçåð À.È., Áåëîçîðîâ Ä.Ï., Ñïîëüíèê Ç.À. Àëüáåðò Ýéíøòåéí: ñòàíîâëåíèå ñîâðåìåí-
íîé ôèçèêè, íîâîå ìûøëåíèå. I // Íàóêà è íàóêîâåäåíèå. — 2000. — ¹ 1—2. — Ñ. 45—62.
2. Ïðèíöèï îòíîñèòåëüíîñòè. — Ì.: Àòîìèçäàò, 1973.
3. Ïóàíêàðå À. Èçáðàííûå òðóäû. — Ì.: Íàóêà, 1971—1974. — 3 ò.
4. Ýéíøòåéí À. Ñîáðàíèå íàó÷íûõ òðóäîâ. — Ì.: Íàóêà, 1965—1967. — 4 ò.
5. Ãèíçáóðã Â.Ë. Êàê è êòî ñîçäàë òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè // Âîïðîñû ôèëîñîôèè. —
1974. — ¹ 8. — Ñ. 125—140.
6. Áðîéëü Ë. äå. Ðåâîëþöèÿ â ôèçèêå. — 2-å èçä. — Ì.: Àòîìèçäàò, 1965.
7. Áîðí Ì. Ýéíøòåéíîâñêàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè. — 2-å èçä. — Ì.: Ìèð, 1972.
8. Ôðåíêåëü ß.È. Íà çàðå íîâîé ôèçèêè. — Ë.: Íàóêà, 1970.
9. Àõ³ºçåð Î.². Åâîëþö³ÿ ô³çè÷íî¿ êàðòèíè ñâ³òó. — Ê.: Íàóê. äóìêà, 1973.
10. Âàéñêîïô Â. Ôèçèêà â ÕÕ ñòîëåòèè. — Ì.: Àòîìèçäàò, 1977.
Îäåðæàíî 16.09.2005
Þ.Î.Õðàìîâ
À.Åéíøòåéí é íîâà íàóêîâà êàðòèíà ñâ³òó
Ïîêàçàíî òðóäíîù³, ÿê³ âèíèêëè â êëàñè÷í³é ô³çèö³ íàïðèê³íö³ XIX — íà ïî÷àòêó
ÕÕ ñò., ïîøóêè øëÿõ³â ¿õ âèð³øåííÿ, âèäàòíó ðîëü À.Åéíøòåéíà ÿê òâîðöÿ ñïåö³àëü-
íî¿ òà çàãàëüíî¿ òåîð³é â³äíîñíîñò³ ó ¿õ ïåðåáîðåíí³, ïîáóäîâ³ íîâî¿ — ðåëÿòèâ³ñòñüêî¿
— êàðòèíè ñâ³òó çàì³ñòü ìåõàí³÷íî¿ é åëåêòðîäèíàì³÷íî¿.
|