Cтраница 2
К также не зависит от направления, но точка В относительно К движется направо, навстречу посланному в нее сигналу, а точка С - по направлению от посланного в нее сигнала. Поэтому, с точки зрения наблюдателя в К, сигналу, распространяющемуся с конечной скоростью, приходится на пути в В преодолевать меньшее расстояние, чем на пути в С. Следовательно, в системе К сигнал в точку В придет раньше, чем в С, и, значит, понятие одновременности событий является относительным. [16]
Отметим, что здесь речь, конечно, вовсе не шла об использовании физической интуиции при исследовании модели физического - явления математическими методами. Использование физической интуиции, и не только интуиции, а и обоснованных физических умозаключений, в этом случае, безусловно, целесообразно и весьма полезно. Надо, однако, не забывать о том, что физиче екая интуиция, наглядная очевидность могут быть и обманчивы: было время, когда понятие абсолютного пространства в физике и понятие одновременности событий в разных его точках казались очевидными. Так было до тех пор, пока ученые не стали изучать электромагнитные явления. [17]
Опыт показывает, что предположения ( постулаты) об абсолютности пространства и времени являются справедливыми до тех пор, пока скорости тел малы по сравнению со скоростью света в вакууме, составляющей приблизительно 3 - Ю8 м / с. При переходе к скоростям, сравнимым со скоростью света, характер движения тел меняется. События, одновременные в одной системе отсчета, могут оказаться неодновременными в другой системе. Понятие одновременности событий является относи тельным. Аналогично, размеры движущихся с большими скоростями тел меняются при переходе от одной системы отсчета к другой. [18]
Таким образом, или необходимо сохранить уравнения Ньютона и оставляющие их инвариантными преобразования Галилея, не сохраняя инвариантными уравнения Максвелла; или следует считать универсальными преобразования Лоренца - Пуанкаре, относительно которых инвариантны уравнения Максвелла. В последнем случае необходимо строить соответствующую кинематику и динамику. Принимая последнее предложение, Эйнштейн показал, что сокращение длин, определяемое формулами Лоренца, не носит искусственного характера. Оно вытекает из анализа понятия одновременности событий с точки зрения постулата постоянства скорости света в пустоте независимо от выбора галилеевской инер-циальной системы. [19]
Инвариантность и конечность скорости света в вакууме фактически приводят к невозможности мгновенной передачи сигнала, характерной для всех теорий дальнодействия, в том числе и теории гравитации Ньютона. Поэтому необходимо как-то синхронизировать часы в двух инерциальных системах, движущихся одна относительно другой. Большой заслугой Эйнштейна является детальный разбор понятия одновременности событий в двух таких системах. Он показал, что если в одной системе введено местное время, то вследствие постулата постоянства скорости света оно будет иным по сравнению с местным временем во второй инер-циальной системе. Поэтому очевидное соотношение t - t, которое всегда применялось в классической физике, следует заменить другой, более сложной связью. [20]
Что значит измерить промежуток времени между собьь тиями. Это значит сравнить между собой показания выб ранных в качестве эталона часов в моменты наступления этих событий. А для этого нужно установить одновременность рассматриваемого события с другим событием - прохождением стрелки часов через определенное деление. Таким образом, все наши суждения, в которых время играет какую-либо роль, всегда являются суждениями об одновременных событиях. Понятие одновременности событий, происходящих в одном и том же месте, рядом, не нуждается в определении. Поэтому для измерения промежутка времени между двумя событиями, происходящими в одном месте, достаточно иметь в этом же месте часы. [21]
Настоящий сборник переводов оригинальных работ по специальной теории относительности отличается от всех предшествующих еще более широким представлением исследований по данной теме. Наряду с основными работами классиков релятивизма - Лоренца, Пуанкаре, Эйнштейна и Минковского, в него включены главы из книги Лармора 1900 г., в которой впервые были получены пространственно-временные преобразования СТО, сформулирован релятивистский эффект замедления времени и для объяснения опыта Физо применен релятивистский закон сложения скоростей. Наиболее же существенное отличие настоящего сборника состоит в представлении работ, имеющих прямое отношение к развитию самих исходных идей теории относительности. Среди предшествующих созданию теории относительности исследований центральное место занимают работы Пуанкаре, в которых автор отстаивал необходимость распространения принципа относительности на электромагнитные и оптические явления. Безусловно, большой интерес вызывает и проведенный Пуанкаре в 1898 г. анализ понятия одновременности событий в разных местах пространства. В этом отношении настоящий сборник представляет собой уникальное собрание научных работ. [22]
Пусть в середине равномерно движущегося вагона производится световая вспышка. В системе вагона свет достигает передней и задней сте-350 нок вагона одновременно, поскольку расстояния их до середины вагона одинаковы, а скорость света в обе стороны также одинакова. Однако в системе полотна железной дороги расстояния неодинаковы, так как за время прохождения света вагон передвинулся. Поскольку и в этой системе скорость света одинакова в обе стороны, то свет достигнет задней стенки раньше, чем передней. Следовательно, эти два события, одновременные в системе вагона, неодновременны в системе полотна. Понятие одновременности событий, имевшее до теории относительности абсолютное значение, становится относительным, зависящим от системы отсчета. [23]