Очевидное? Нет, еще неизведанное… - страница 41
Довольно существенное уточнение физического содержания принципа относительности.
Однако, казалось бы, простейший пример противоречит этому утверждению. Допустим, наблюдатель на Земле видит отвесно падающий камень. А наблюдатель в окне вагона (равномерно и прямолинейно двигающегося по полотну) скажет, что в его системе отсчета камень двигается по параболе (это очень легко показать). Одно и то же явление в различных инерциальных системах выглядит различно. Как же с принципом относительности?
Однако никакого противоречия здесь нет.
Принцип относительности не утверждает, что один и тот же физический процесс (в нашем примере — падение камня) выглядит одинаково в разных инерциальных системах.
Пусть в одной инерциальной системе был проделан опыт. (Исследовалось, например, падение камня на Землю.)
Пусть затем в другой инерциальной системе был проделан другой опыт, причем все условия первого опыта были точно сдублированы, но уже относительно новой системы отсчета.
А «сдублировать все условия» означает, в частности, что начальные условия в новой системе отсчета должны быть такими же, как и в старой.
В нашем же примере в момент начала падения в системе отсчета, связанной с Землей, камень не имел скорости в горизонтальном направлении, а в системе отсчета, связанной с вагоном, имел в начальный момент горизонтальную составляющую скорости. Поэтому и не следует думать, что описание опыта в обеих системах должно быть одинаково. Но если опыт с падением камня на Землю точно сдублировать и повторить в вагоне, вот тогда, утверждает принцип относительности, в вагоне поезда все должно произойти точно так же, как и на Земле.
Камень, который в начальный момент не имел горизонтальной составляющей скорости относительно вагона, должен падать отвесно вниз относительно стенок вагона, и закон падения должен быть таким же, как и при падении на Земле. Это, естественно, и наблюдается в действительности.
Вот то обстоятельство, что полная идентичность экспериментов в разных инерциальных системах означает также и одинаковость начальных условий относительно «своей» системы отсчета, иногда упускают из вида и приходят к недоразумениям.
В механике отсутствует одна выделенная система отсчета, все инерциальные системы совершенно равноправны.
Резюме и новые сомнения.
Но, может быть, опыты из какой-либо другой области физики — например, опыты со светом, с электромагнитными волнами — помогут установить существование такой особой, выделенной системы?
Этот вопрос оставался открытым до 1905 года, когда Эйнштейн предложил специальную теорию относительности. И можно сказать, что, по существу, именно решение этой проблемы и привело его к созданию своей теории.
Глава VI,
Главу о тяготении (гравитации) положено начинать стандартно — эффектно. «Самое загадочное и неисследованное явление природы».
Действительно, Ньютон только установил, что тяготение существует, а Эйнштейн лишь приоткрыл завесу над его природой (общая теория относительности!).
Вступление. Рассуждения и извинения.
Тяготение присуще всем без исключения телам.
Тяготение едино по своим свойствам во всей доступной нашему наблюдению части вселенной.
Тяготение проникает всюду, от него нельзя изолироваться, и его нельзя усилить…
Словом, тяготение есть тяготение.
В наши дни тяготение остается, пожалуй, единственным физическим свойством, на которое мы не можем влиять ни в малейшей степени.
Правда, в последнее время всю мировую печать облетели сообщения, что ведутся работы по управлению гравитацией и будто бы уже достигнуты реальные результаты. Но пока трудно судить, что это: плод богатой фантазии репортеров или искаженные сведения о действительных исследованиях.
Появление этой главы в книге — еще одна небольшая «загадка», связанная с тяготением. Мы не будем, к сожалению, касаться общей теории относительности, и потому все, что относится к гравитации, окажется в стороне от темы нашей беседы.
Впрочем, отчасти оправдание можно найти, учитывая, что тематика этой главы косвенно связана и со специальной теорией относительности.
