Cтраница 1
Выводы специальной теории относительности изложены детально. [1]
Рассматривая выводы специальной теории относительности, видим, что она, как, впрочем, и любые крупные открытия, потребовала пересмотра многих установившихся и ставших привычными представлений. Масса тела не остается постоянной величиной, а зависит от скорости тела; длина тел и длительность событий не являются абсолютными величинами, а носят относительный характер; наконец, масса и энергия оказались связанными друг с другом, хотя они и являются качественно различными свойствами материи. [2]
Основным понятием, позволяющим распространить выводы специальной теории относительности на ускоренные системы отсчета, является понятие локально сопутствующей неускоренной системы, отсчета. [3]
Приведенное рассуждение показывает, что движение ускоряемой системы отсчета невозможно обнаружить при помощи опытов внутри этой системы, поскольку такие опыты будут происходить при отсутствии влияния сил инерции, уравновешиваемых силами тяготения; другими словами, система отсчета будет вести себя как инерциальная, и в ней будут справедливы выводы специальной теории относительности. [4]
Мы снова будем исходить от уже часто бравшихся нами совершенно специальных случаев. Пусть дана пространственно-временная область, в которой нет поля тяготения в отношении к исходному телу К, находящемуся в соответственно избранном состоянии движения. Тогда для этой области система К будет Галилеевым исходным телом, и для К имеют силу выводы специальной теории относительности. Представим себе ту же самую область в отношении ко второму исходному телу К, находящемуся относительно К в состоянии равномерного вращения. Для того, чтобы зафиксировать пч представление, вообразим К в виде плоского диска, равномерно вращающегося в своей плоскости вокруг своего центра. [5]
Теперь мы можем несколько точнее формулировать мысли Мин-ковского, лишь слегка намеченные нами в § 17 Согласно специальной теории относительности, для описания пространственно-временного четырехмерного континуума имеют преимущество определенные системы координат, которые мы называем Галилее в ы ы и системами координат. Для них физическое содержание четырех координат, г /, , t, обозначающих какое-либо событие, или, иначе выражаясь, какую-либо точку четырехмерного континуума, определяется тем простым способом, о котором мы подробно говорили в первой части этой кнплски. Для перехода от одной Галилеевой системы к другой, находящейся по отношению к первой в состоянии равномерного движения, должпы быть применены уравнения Лоренцева преобразования, па которых основаны выводы специальной теории относительности, и которые со своей стороны не выражают ничего другого, как универсальное значение закона распространения света для всех Галилесвых исходных систем. [6]
Но не так обстоит дело с четвертым измерением. Длина большой окружности будет различна для обоих наблюдателей. Отрезок, помещенный на окружности в направлении движения, теперь будет казаться сокращенным для внешнего наблюдателя сравнительно с соответствующим ему покоящимся отрезком. Скорость на внешней окружности гораздо больше, чем скорость на внутренней окружности, и это сокращение должно быть учтено. ПоэтомСу, если мы применим выводы специальной теории относительности, наше заключение будет таково: длина большой окружности должна быть различной, если она измеряется обоими наблюдателями. Так как только одна из четырех длин, измеренных обоими наблюдателями, не будет одинаковой для обоих, то для внутреннего наблюдателя отношение обоих радиусов не может быть равным отношению окружностей, как это имеет место для внешнего наблюдателя. Это означает, что наблюдатель на диске не может подтвердить справедливость евклидовой геометрии в своей системе. [7]
Внутренний наблюдатель берет двое часов одинакового сорта и помещает одни из них на малую внутреннюю окружность, а другие на большую внешнюю. Часы на внутренней окружности имеют очень небольшую скорость по отношению к внешнему наблюдателю. Поэтому мы можем спокойно заключить, что их ритм будет одинаков с ритмом внешних часов. Но часы на большой окружности имеют значительную скорость, изменяющую их ритм сравнительно с часами внешнего наблюдателя, а стало быть, и сравнительно с часами, помещенными на малой окружности. Таким образом, двое вращающихся часов будут иметь различный ритм, а применяя выводы специальной теории относительности, мы снова видим, что мы не можем во вращающейся системе создать какие-либо приборы, подобные приборам в инерциальной системе координат. Чтобы выяснить, какие выводы могут быть сделаны из этого и из описанных ранее идеализированных экспериментов, приведем еще раз разговор между старым физиком С, который верит в классическую физику, и современным физиком Н, который признает общую теорию относительности. [8]