ОБ ИСТОРИИ ФОРМИРОВАНИЯ ИДЕЙ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
I. ВВЕДЕНИЕ
Специальная теория относительности внесла
коренные изменения в самые фундаментальные и общие физические представления о движении материи, нашедшие выражение в установлении новых физических свойств пространства и времени. Знаменуя собой начало радикальной перестройки классической физики, специальная теория относительности оказала огромное влияние на формирование всех последующих разделов современной теоретической физики. Так, с распространения требований специальной теории относительности на гравитационные взаимодействия началось преобразование теории тяготения Ньютона, которое заверши лось затем созданием общей теории относительности. Волны де Бройля и, наконец, релятивистское уравнение Дирака в квантовой механике также явились результатом распространения идей этой теории.
Справедливость теории относительности* была подтверждена как специально поставленными для ее проверки опытами, так и совпадением с опытом всей совокупности ее следствий. Законы теории относительности используются в современной технике при конструировании ускорителей частиц, различных сепараторов и спектрометров релятивистских частиц, служат основой для энергетических расчетов, связанных с применением атомной техники.
Ни одно физическое учение, ни одно научное открытие не возбуждало такого интереса общественности, как это имело место в случае теории относительности. Необычность выводов теории по самым, казалось бы, простым вопросам физики неизменно вызывала интерес к теории далеко за пределами научных кругов. По научным и философским проблемам теории относительности возникали горячие споры не только в первые годы ее существования.
Однако, несмотря на огромный интерес к этой теории, в литературе отсутствует достаточно полное и беспристрастное освещение
истории возникновения новых физических представлений о времени и пространстве. Недостаточно освещен начальный этап формирования новых идей об универсальности принципа относительности, об отсутствии в природе абсолютного времени и об условности понятия одновременности для событий, происшедших в разных
точках пространства. Без выяснения этих вопросов, естественно, не могла быть правильно дана оценка вклада отдельных ученых в создание теории относительности.
* В дальнейшем для сокращения мы часто будем опускать термин “специальная” или пользоваться обозначением СТО.
Появлявшиеся в печати попытки исправления одностороннего освещения истории создания теории относительности не решили полностью обсуждаемую проблему. Возникшая по этим вопросам дискуссия подтвердила необходимость дальнейшего анализа истории формирования идей теории относительности. При этом анализе, на наш взгляд, крайне важно не смешивать различные аспекты проблемы восстановления подлинной картины создания теории относительности. Так, например, необходимо отдельно анализировать процесс формирования идей новой теории и не всегда параллельный ему процесс признания их научной общественностью. Факт первого провозглашения в научной печати совершенно новой идеи, конечно, имеет решающее значение для дальнейшего поиска радикального решения физической проблемы. Выпущенная в свет идея начинает независимое от автора самостоятельное существование, оказывая влияние на других ученых, занятых решением той же проблемы,
даже и в том случае, если они непосредственно не были знакомы с публикацией первооткрывателя. Но та же первая публикация новой идеи может не оказать заметного влияния на последующий процесс признания широкой научной общественностью найденного фактически уже коллективными усилиями нескольких ученых радикального решения физической проблемы.
С другой стороны, необходимо отдельно оценивать объективное физическое содержание теоретических построений и правильность даваемой авторами интерпретации полученных результатов. На примерах работ Шредингера в квантовой механике и Лоренца в теории относительности мы можем убедиться в таком несовпадении этих двух частей научного исследования*.
И уже совсем недопустимо оценивать теоретическое исследование не на основании детального анализа конкретного содержания работы, а исходя в основном из факта признания самим автором незначительности собственного вклада в решение проблемы. Подобные признания могут характеризовать лишь степень понимания автором значения своего труда, да и то после поправки, учитывающей скромность автора.
К сожалению, все перечисленные здесь очевидные принципы исторического исследования научного творчества в той или иной степени нарушались при изучении истории создания теории относительности. Вместе с тем следует указать и на объективные трудности, мешавшие оценивать научные работы исходя из фактического содержания теоретических построений ученых. Можно легко, например, представить себе те трудности в оценке работ по квантовой механике, которые возникли бы перед историками в том случае, если бы физики своевременно не разобрались в полной тождественности совершенно различных форм представления квантовой механи-
* Нужно отметить, что в большинстве случаев авторы фундаментальных открытий в теоретической физике не давали в своих первых работах исчерпывающего и правильного объяснения полученных результатов.
ки, полученных Гейзенбергом и Шредингером. Подобная ситуация как раз и сложилась в теории относительности. Существующая односторонняя трактовка этой теории вовсе не учитывает возможность ее представления в различных формах теоретического описания, выбираемых на основании условного соглашения — конвенции. Таким образом, для исчерпывающего исторического анализа и объективной оценки достижений различных этапов создания теории относительности требуется прежде всего дальнейшее развитие интерпретации физического содержания этой теории путем ликвидации некоторых существенных пробелов в трактовке основных понятий.
Вместе с тем сама возможность развития трактовки физического содержания теории относительности, в свою очередь, следует из анализа не выясненных до конца и уже в значительной мере забытых утверждений создателей теории относительности. Следовательно, исторический анализ создания теории относительности и дальнейшее развитие трактовки теории оказываются взаимосвязаны.
Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса? (Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды. Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
