точно так же и различные стили в
искусстве, в известной степени только различные слова или группы слов этого
языка.

VII. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Теория относительности всегда играла в современной физике особо важную
роль. В ней впервые была показана необходимость периодического изменения
основополагающих принципов физики. Поэтому обсуждение тех проблем, которые
были подняты и отчасти решены теорией относительности, существенно
необходимо для рассмотрения философских аспектов современной физики. В
известном смысле можно сказать, что создание теории относительности -- в
противоположность квантовой теории -- потребовало сравнительно немного
времени с момента окончательного осознания трудностей, о которых в данном
случае шла речь, до их разрешения. Повторение опыта Майкельсона Морлеем и
Миллером в 1904 году явилось первым надежным доказательством невозможности
обнаружить поступательное движение Земли с помощью оптических методов, а
решающая работа Эйнштейна появилась менее чем два года спустя. С другой
стороны, опыт Морлея и Миллера и работа Эйнштейна явились все-таки, пожалуй,
лишь последними фазами развития, которое началось гораздо ранее и которое,
по-видимому, можно связать с проблемой "электродинамики движущихся сред".
Электродинамика движущихся сред оказалась важным разделом физики и
техники с того времени, как начали строить электромоторы. Серьезная
трудность выявилась в этой области только тогда, когда Максвелл вскрыл
электромагнитную природу световых волн. Эти волны одним существенным
свойством отличаются от других, уже известных ранее волн, например от
звуковых волн. Они могут распространяться в пустом пространстве. Если звонок
заставить звучать в сосуде, из которого откачан воздух, то звук не достигает
пространства вне сосуда. Свет же свободно проходит сквозь безвоздушное
пространство. Поэтому предположили, что световые волны можно рассматривать
как упругие волны в очень легкой субстанции, называемой эфиром, которую
нельзя ни видеть, ни ощущать, но которая заполняет как безвоздушное
пространство, так и пространство, занятое другим веществом, например
воздухом или стеклом. Мысль о том, что электромагнитные волны обладают своей
собственной реальностью, независимой ни от каких тел, в то время еще не
приходила физикам в голову. Так как это гипотетическое вещество -- эфир --
могло проникать во все другие тела, то встал вопрос: что происходит, если
тело приведено в движение? Принимает ли эфир участие в этом движении, и если
да, то как распространяется световая волна в этом движущемся эфире?
Эксперименты, которые дают ответ на этот вопрос, трудны по следующей
причине: скорости движущихся тел обычно чрезвычайно малы по сравнению со
скоростью света. Поэтому движение этих тел может вызвать только очень
незначительные эффекты, приблизительно пропорциональные отношению скорости
тела к скорости света или более высокой степени этого отношения.
Разнообразные эксперименты Вильсона, Роуланда, Рентгена, Эйхенвальда и Физо
позволили измерить такие эффекты с точностью, соответствующей первой степени
этого отношения. Электронная теория, развитая Лоренцом в 1895 году, дала
удовлетворительное описание этих эффектов "первого порядка". Но эксперимент
Майкельсона, Морлея и Миллера создал новую ситуацию.
Этот эксперимент следует обсудить подробно. Чтобы получить большие
эффекты, а тем самым и более точные результаты, казалось целесообразным
экспериментировать с телами, двужущимися очень быстро. Земля движется вокруг
Солнца со скоростью около 30 км/сек. Если эфир покоится относительно Солнца
и не увлекается Землей, то это быстрое движение эфира относительно Земли с
необходимостью должно проявляться в изменении скорости распространения света
на Земле. Тогда должны получаться различные значения скорости света, смотря
по тому, как распространяется свет -- в направлении движения Земли или
перпендикулярно к этому направлению. Даже если эфир увлекается Землей
частично, должен еще получаться некоторый эффект, так как имел бы место, так
сказать, эфирный ветер, и этот эффект должен тогда зависеть, вероятно, от
высоты над уровнем моря, на которой проводится эксперимент. Вычисление
эффекта, который следует ожидать, показывает, что он в данном случае должен
быть очень малым, так как оказывается пропорциональным квадрату отношения
скорости Земли к скорости света. Поэтому необходимо поставить точные
эксперименты по интерференции двух световых пучков, один из которых
направлен параллельно, а другой -- перпендикулярно к направлению движения
Земли. Первый эксперимент такого рода, выполненный Майкельсоном в 1881 году,
был недостаточно точен. Но и последующие повторные эксперименты не
обнаружили ни малейших следов ожидаемого эффекта. Такого рода окончательным
доказательством того, что эффект ожидаемого порядка величины не имеет места,
являются в особенности эксперименты Морлея и Миллера 1904 года.
Их результат казался сначала непонятным, но он имеет отношение и к
другому вопросу, незадолго до этого уже обсуждавшемуся физиками. В
ньютоновской механике справедлив определенный принцип относительности,
который можно характеризовать следующими словами: если в определенной
системе отсчета законы ньютоновской механики выполняются для механического
движения тела, в таком случае это имеет место и в любой другой системе
отсчета, движущейся относительно первой системы равномерно и прямолинейно.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67