А. А. ТЯПКИН
ОБ ИСТОРИИ ФОРМИРОВАНИЯ ИДЕЙ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
III. СОЗДАНИЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Таким образом, Пуанкаре еще в конце прошлого столетия в ходе обсуждения проблемы выдвинул основные положения, необходимые для аксиоматического построения релятивистской теории. Он не только выдвинул принцип относительности, но и обратил внимание на необоснованность неявно существовавшего интуитивного представления об одновременности разноместных событий, т. е. на самый узловой момент, на основе пересмотра которого затем было достигнуто объединение, казалось бы, противоречащих друг другу исходных постулатов теории. Следовательно, крупнейшим математиком того времени Пуанкаре был сделан решающий вклад в открытие именно физических принципов построения релятивистской теории. Опубликованные в научной печати фундаментальные физические положения будущей теории завершили процесс идейной подготовки создания теории относительности и обеспечили тем самым необходимые условия для окончательного ' решения проблемы. Полагаю, что именно этой завершенностью идейной подготовки объясняется тот факт, что в течение короткого времени в 1904—1905 гг. успеха в решении проблемы достигли сразу три выдающихся ученых — Лоренц, Пуанкаре и Эйнштейн. Конечно, сам поиск радикального пути решения проблемы, 1 в основе которого лежал отказ от принципов классической механики, и стал возможен только после того, как было преодолено догматическое отношение к научному наследию и, в частности, получила признание критика ньютоновской формулировки механики. Начиная с 1872 г. Мах неоднократно выступал с критикой традиционной формулировки принципа инерции, включающей понятие абсолютного движения, которое отрицалось всем содержанием классической механики. Дальнейшему развитию формулировки механики были посвящены работы Маха, Кирхгофа, Герца и др. Только глубокое понимание основ классической механики позволило отдельным исследователям уяснить ее непригодность для объяснения экспериментальных данных в новых областях физических явлений и выступить с программой коренных изменений господствующих тогда физических воззрений*.
Созданием новой релятивистской механики в те годы занимался прежде всего сам автор исходных постулатов теории относительности. В сентябре 1904 г. Пуанкаре представил доклад [18] на Международный конгресс искусства и науки в Сент-Луисе, в котором четко обрисовал основные особенности новой механики. В частности, он вновь отстаивает “принцип относительности, согласно которому законы физических явлений должны быть одинаковыми для неподвижного наблюдателя и для наблюдателя, совершающего равномерное поступательное движение...” (стр.30)**, и в конце доклада характеризует основные черты будущей механики; “Возможно даже, мы должны создать совершенно новую механику, которую мы лишь смутно представляем, механику, где инерция возрастала бы со скоростью, причем скорость света являлась бы непреодолимым пределом” (стр. 43). В этом же докладе Пуанкаре несколько развивает данную им ранее интерпретацию местного времени на основе рассмотрения синхронизации часов световым сигналом, отмечая принципиальную невозможность обнаружить какое-либо несоответствие местного времени физическим явлениям в движущейся системе и тем самым установить абсолютное движение:
“Часы, отрегулированные таким образом, не будут показывать истинное время. Они показывают так называемое местное время. Одни из них отстают. Это не имеет большого значения, поскольку у нас нет средств заметить это. Все явления, которые происходят, например, в пункте А, будут запаздывать, но все останется точно таким же, и наблюдатель не заметит этого, поскольку его часы отстают. Таким образом, как этого требует принцип относительности, у наблюдателя не будет никакой возможности узнать, находится ли он в покое или в абсолютном движении” (стр.34). Как видно из
* К сожалению, из истории преобразования классической механики не извлекли самого важного урока и ныне тщетно пытаются поиск радикально новых фундаментальных теорий совместить с догматическим отношением к ранее созданному фундаменту физики, выражающимся в непременном стремлении сохранить толкование физических теорий в том далеко не полном виде, в котором оно было дано основателями современных физических представлений в начале XX в. Но лишь после преодоления догматизма и значительного углубления понимания существующих физических теорий можно надеяться на успешное завершение теоретического обобщения экспериментальных дан-ных в области физики элементарных частиц.
** Здесь и далее приведены страницы наст. сб.
приведенного высказывания, использование названий “истинное время” и “местное время” вовсе не означало, что Пуанкаре усматривал в этих понятиях принципиальное различие; напротив, он доказывал, что у наблюдателя в движущейся системе нет основания отдавать предпочтение “истинному времени” исходной системы.
Приведенные выдержки из доклада в Сент-Луисе показывают, что к тому времени Пуанкаре сделал значительный шаг от выдвинутых ранее постулатов к уяснению основных свойств новой механики. Однако несколько раньше больших успехов непосредственно в создании новой релятивистской механики удалось достигнуть знаменитому голландскому физику-теоретику Лоренцу, с именем которого связана вся постановка проблемы электродинамики движущихся сред.
В статье! 19], написанной в конце 1903 г. для математической энциклопедии, он сообщает, что им найдена возможность вывода принятого ранее в качестве специальной гипотезы сокращения длин твердых тел при движении через эфир на основе обобщения на все взаимодействия преобразований, полученных для сил и масс электромагнитной природы*. Это обобщение имеет важнейшее значение для обоснования новых метрических свойств пространства и времени**. Обсуждая выдвинутую идею обобщения применительно к силам тяготения, Лоренц в той же статье приходит к выводу о распространении гравитации со скоростью света [19, с. 280].
В мае 1904 г. появляется статья Лоренца “Электромагнитные явления в системе, движущейся с любой скоростью, меньшей скорости света” [20], содержавшая фактически полное решение проблемы. Работа Лоренца вместе с тем не представляла собой единого и последовательного теоретического построения. Как выяснилось позднее, данная автором трактовка полученных результатов далеко не соответствовала подлинному содержанию воздвигнутого теоретического построения. Ошибки объяснения открытых релятивистских эффектов, составляющих основу новой механики, и некоторая незавершенность самого
теоретического построения создали предпосылки для искаженной оценки работы Лоренца и прямого противопоставления этой работы пространственно-временным представлениям релятивистской теории. Противниками теории относительности неоднократно делались попытки отвергнуть основное содержание теории относительности. При этом они исходили из некоторых ошибочных моментов лоренцевской трактовки релятивистских эффектов и в то же время формально использовали созданное Лоренцем теоретическое построение, которое дейавительно находится в согласии со всей совокупностью экспериментальных дан-* Заметим, что Лармор также понимал необходимость подобного обобщения найденных им преобразований, но решение этой задачи видел в предположении, что все силы имеют электромагнитную природу.
** В отличие от прежних попыток обоснования сокращения твердых тел в этой работе Лоренц отмечал возможность объяснения этого эффекта с учетом молекулярного движения.
ных. Отсутствие experimentum crucis* в пользу теории относительности или теории Лоренца ставит в затруднительное положение также и тех многочисленных сторонников релятивистских представлений, которые пытаются отделить работу Лоренца от теории относительности. В научной литературе до недавнего времени не было, однако, и сколько-нибудь строгого обоснования правильной точки зрения, характеризующей работу Лоренца в качестве не совсем еще завершенной другой формы представления, получаемой на основе особого квазиклассического пути построения теории относительности. Забегая вперед, отметим, что для окончательного доказательства правомерности содержащегося в работе Лоренца квазиклассического пути построения релятивистской теории прежде всего требуется предварительное выяснение справедливости утверждения Пуанкаре о конвенциональности определения одновременности разноместных событий и установления допустимости выбора других критериев одновременности.
Имеющиеся искажения в освещении и оценке работы Лоренца 1904 г. заставляют нас остановиться на анализе фактического содержания этой теоретической работы, не смешивая его с трактовкой полученных результатов и тем более не подменяя его оценкой работы, данной самим автором.