Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 53 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

105
на долю многочисленных последователей Максвелла
1
Впервые уравне-
ние электродинамики движущихся тел предложил Г. Герц в 1890 г. При
этом он опирался на гипотезу увлекающуюся движущими телами эфира. В
соответствии с этой гипотезой он видоизменил два уравнения Максвелла,
выбрав вместо обычных производных так называемые субстанциональные
производные. “Но теория Герца противоречила фундаментальному экспе-
рименту Физо по распространению света в движущейся жидкости
2
. По
Эйнштейну: “Выход из положения указал Г.А. Лоренц”. По Лоренцу, су-
ществует всюду неподвижный эфир, в котором движутся электрические
заряды. В эфире распространяется электромагнитное возмущение, созда-
ваемое зарядами и, в свою очередь, действующее на заряды. На этом осно-
вании он получает новые уравнения для движущихся сред
3
, которые для
неподвижных сред при усреднении превращаются в обычные уравнения
Максвелла. В отличие от Герца Лоренц применил развитую им теорию к
оптическим явлениям в движущихся телах. За исключением результатов
опыта Майкельсона, он объяснил все известные экспериментальные фак-
ты (Физо (1853), Респиги и Гука (1858), Клинкерфюса (1870), Роуленда
(1876), Рентгена (1885), Троутона и Нобла (1903) и др.). Что касается опы-
та Майкельсона, то Лоренц как раз и предложил гипотезу сокращения
4
.
Стало быть, теория Лоренца (1895 г.) была явно предпочтительна перед
теорией Герца, что впоследствии подтвердилось в экспериментах А.А. Эй-
хенвальда
5
.
В 1900 г. Дж. Лармор сделал следующий шаг в развитии электродина-
мики движущихся сред. Он, как и Лоренц, рассматривал электромагнит-
ные и оптические явления в движущихся телах с позиции электронной
теории, к развитию которой он имел отношение. Лармор считал, что все
тела состоят из заряженных частиц, которые являются особыми точками
неподвижного эфира. Силы, действующие между частицами, имеют элек-
тромагнитное происхождение и подчиняются уравнениям Максвелла. Как
и Лоренц, Ларморсторонник гипотезы сокращения в интерпретации
1
Эйнштейн А. СНТ. Т. 4. С. 99.
2
Эйнштейн А. СНТ. Т. 1. С. 99.
3
Уже в 1887 г., задолго до Лоренца, Вольдемар Фогт получил преобразование Лоренца с точностью
до масштабного множителя. Как пишет А. Пайс: “Похоже, однако, что в течение длительного
времени Лоренц не подозревал о преобразованиях Фогта”. Очевидно, Лоренц независимо от Фогта
пришел к преобразованиям, носящим его имя. Бытует также предположение, что и Лармор раньше
Лоренца получил эти преобразования (Со слов А. Фоккера (См.: Пайс А. Указ.кн. С. 124.)).
4
Лармор вывел преобразования Лоренца и первым (до Лоренца) связал гипотезу сокращения с этими
преобразованиями. Тремя годами раньше Лоренца (в 1883 г.) ирландский физик Д. Ф. Фицджералд в
своей статьеЭфир и атмосфера Земли”, опубликованной в американском журнале “Science”, первым
предположил гипотезу сокращения, носящей сейчас имягипотеза сокращения Фицджералда-
Лоренца”.
5
Спасский В.И. История физики. – М.: Высшая школа, 1977. Т. II. С. 162–164.
106
опыта Майкельсона. С помощью математического метода преобразования
координат, времени и полей для эфира он обосновывает гипотезу сокра-
щения, при котором уменьшается расстояние между зарядами в 1/(1-β
2
)
1/2
раз
1
.
Под воздействием новых опытов (Релея (1902), Бреса (1904), Троуто-
на и Нобла (1903) и др.) и с учетом результатов теории Лармора Лоренц
обобщает ранее разработанную теорию путем введения двух гипотез: 1)
он считает, что размеры всех частиц изменяются в направлении своего
движения в 1/(1-β
2
)
1/2
раз и 2) Он полагает, что все силы, которые действу-
ют между частицами, образующими тело, также изменяются соответст-
вующим образом. Таким образом, он спасает концепцию эфира от оконча-
тельного краха.
Позже Анри Пуанкаре обратился к проблемам, рассмотренным выше.
В отличие от Лоренца Пуанкаре сразу исходил из принципа относительно-
сти, который он распространил на оптические явления. В 1905 г. исходя из
принципа относительности он уточнил формулы преобразования Лоренца
и показал полную инвариантность уравнений Максвелла относительно
преобразований Лоренца (он так их назвал). Следуя принципу относитель-
ности как общему закону природы, Пуанкаре и пришел к необходимости
исправления преобразований Лоренца для плотности зарядов и скорости.
В последующем Пуанкаре на основании принципа относительности выби-
рает математический аппарат теории относительности, который устанав-
ливает, что преобразования Лоренца образуют группу
2
. Далее он показы-
вает, что при преобразованиях Лоренца величинаинтервала х
2
+у
2
+z
2
-
c
2
t
2
, а также значение Е
2
-Н
2
остаются инвариантными, т.е. он вводит в рас-
смотрение четырехмерное пространство до Г. Минковского. В этом про-
странстве Пуанкаре представляет группу как поворот осей. Более того,
Пуанкаре предвосхищает ОТО Эйнштейна, предполагав влияние принци-
па относительности на теорию гравитации, выражающем в конечности
скорости распространения силы тяготения и что скорость эта должна рав-
1
Там же. С. 162.
2
Как пишет известный исследователь творчества А. Эйнштейна А. Пайс: “Однако почти наверняка
еще до 1905 г. Эйнштейн знал о парижском выступлении Пуанкаре 1900 г. и читал замечания о
Пуанкаре 1898 г. об отсутствии интуитивного понимания равенства двух интервалов времени. До
1905 г. Эйнштейн вместе с друзьями поАкадемии Олимпия читал некоторые из работ Пуанкаре
общего характера: “В Берне мы вместе с К. Габихтом и Соловиным регулярно устраивали вечера, где
читали и обсуждали произведения философов, главным образом Юма Чтение Юма, а также
Пуанкаре и Маха оказали определенное влияние на мое развитие” (См.: Пайс А. Указ. кн. С. 131–
132). Как известно, в своем парижском выступлении Пуанкаре указал, что отсутствие свидетельств
движения относительно эфира должно проявляться для членов любого порядка по v/c и в своей книге
Наука и гипотезаон пишет пассаж, имеющий непосредственное отношение к СТО: “Не существует
абсолютного времени; утверждение, что два промежутка времени равны, само по себе не имеет
смысла, и можно принять его только условно.
на долю многочисленных последователей Максвелла”1 Впервые уравне-                                опыта Майкельсона. С помощью математического метода преобразования
ние электродинамики движущихся тел предложил Г. Герц в 1890 г. При                               координат, времени и полей для эфира он обосновывает гипотезу сокра-
этом он опирался на гипотезу увлекающуюся движущими телами эфира. В                              щения, при котором уменьшается расстояние между зарядами в 1/(1-β2)1/2
соответствии с этой гипотезой он видоизменил два уравнения Максвелла,                            раз1.
выбрав вместо обычных производных так называемые субстанциональные                                     Под воздействием новых опытов (Релея (1902), Бреса (1904), Троуто-
производные. “Но теория Герца противоречила фундаментальному экспе-                              на и Нобла (1903) и др.) и с учетом результатов теории Лармора Лоренц
рименту Физо по распространению света в движущейся жидкости”2. По                                обобщает ранее разработанную теорию путем введения двух гипотез: 1)
Эйнштейну: “Выход из положения указал Г.А. Лоренц”. По Лоренцу, су-                              он считает, что размеры всех частиц изменяются в направлении своего
ществует всюду неподвижный эфир, в котором движутся электрические                                движения в 1/(1-β2)1/2 раз и 2) Он полагает, что все силы, которые действу-
заряды. В эфире распространяется электромагнитное возмущение, созда-                             ют между частицами, образующими тело, также изменяются соответст-
ваемое зарядами и, в свою очередь, действующее на заряды. На этом осно-                          вующим образом. Таким образом, он спасает концепцию эфира от оконча-
вании он получает новые уравнения для движущихся сред3, которые для                              тельного краха.
неподвижных сред при усреднении превращаются в обычные уравнения                                       Позже Анри Пуанкаре обратился к проблемам, рассмотренным выше.
Максвелла. В отличие от Герца Лоренц применил развитую им теорию к                               В отличие от Лоренца Пуанкаре сразу исходил из принципа относительно-
оптическим явлениям в движущихся телах. За исключением результатов                               сти, который он распространил на оптические явления. В 1905 г. исходя из
опыта Майкельсона, он объяснил все известные экспериментальные фак-                              принципа относительности он уточнил формулы преобразования Лоренца
ты (Физо (1853), Респиги и Гука (1858), Клинкерфюса (1870), Роуленда                             и показал полную инвариантность уравнений Максвелла относительно
(1876), Рентгена (1885), Троутона и Нобла (1903) и др.). Что касается опы-                       преобразований Лоренца (он так их назвал). Следуя принципу относитель-
та Майкельсона, то Лоренц как раз и предложил гипотезу сокращения4.                              ности как общему закону природы, Пуанкаре и пришел к необходимости
Стало быть, теория Лоренца (1895 г.) была явно предпочтительна перед                             исправления преобразований Лоренца для плотности зарядов и скорости.
теорией Герца, что впоследствии подтвердилось в экспериментах А.А. Эй-                           В последующем Пуанкаре на основании принципа относительности выби-
хенвальда5.                                                                                      рает математический аппарат теории относительности, который устанав-
    В 1900 г. Дж. Лармор сделал следующий шаг в развитии электродина-                            ливает, что преобразования Лоренца образуют группу2. Далее он показы-
мики движущихся сред. Он, как и Лоренц, рассматривал электромагнит-                              вает, что при преобразованиях Лоренца величина “интервала” х2+у2+z2-
ные и оптические явления в движущихся телах с позиции электронной                                c2t2, а также значение Е2-Н2 остаются инвариантными, т.е. он вводит в рас-
теории, к развитию которой он имел отношение. Лармор считал, что все                             смотрение четырехмерное пространство до Г. Минковского. В этом про-
тела состоят из заряженных частиц, которые являются особыми точками                              странстве Пуанкаре представляет группу как поворот осей. Более того,
неподвижного эфира. Силы, действующие между частицами, имеют элек-                               Пуанкаре предвосхищает ОТО Эйнштейна, предполагав влияние принци-
тромагнитное происхождение и подчиняются уравнениям Максвелла. Как                               па относительности на теорию гравитации, выражающем в конечности
и Лоренц, Лармор — сторонник гипотезы сокращения в интерпретации                                 скорости распространения силы тяготения и что скорость эта должна рав-

1                                                                                                1
  Эйнштейн А. СНТ. Т. 4. С. 99.                                                                   Там же. С. 162.
2                                                                                                2
  Эйнштейн А. СНТ. Т. 1. С. 99.                                                                   Как пишет известный исследователь творчества А. Эйнштейна А. Пайс: “Однако почти наверняка
3
  Уже в 1887 г., задолго до Лоренца, Вольдемар Фогт получил преобразование Лоренца с точностью   еще до 1905 г. Эйнштейн знал о парижском выступлении Пуанкаре 1900 г. и читал замечания о
до масштабного множителя. Как пишет А. Пайс: “Похоже, однако, что в течение длительного          Пуанкаре 1898 г. об отсутствии интуитивного понимания равенства двух интервалов времени. До
времени Лоренц не подозревал о преобразованиях Фогта”. Очевидно, Лоренц независимо от Фогта      1905 г. Эйнштейн вместе с друзьями по “Академии Олимпия” читал некоторые из работ Пуанкаре
пришел к преобразованиям, носящим его имя. Бытует также предположение, что и Лармор раньше       общего характера: “В Берне мы вместе с К. Габихтом и Соловиным регулярно устраивали вечера, где
Лоренца получил эти преобразования (Со слов А. Фоккера (См.: Пайс А. Указ.кн. С. 124.)).         читали и обсуждали произведения философов, главным образом Юма… Чтение Юма, а также
4
  Лармор вывел преобразования Лоренца и первым (до Лоренца) связал гипотезу сокращения с этими   Пуанкаре и Маха оказали определенное влияние на мое развитие” (См.: Пайс А. Указ. кн. С. 131–
преобразованиями. Тремя годами раньше Лоренца (в 1883 г.) ирландский физик Д. Ф. Фицджералд в    132). Как известно, в своем парижском выступлении Пуанкаре указал, что отсутствие свидетельств
своей статье “Эфир и атмосфера Земли”, опубликованной в американском журнале “Science”, первым   движения относительно эфира должно проявляться для членов любого порядка по v/c и в своей книге
предположил гипотезу сокращения, носящей сейчас имя “гипотеза сокращения Фицджералда-            “Наука и гипотеза” он пишет пассаж, имеющий непосредственное отношение к СТО: “Не существует
Лоренца”.                                                                                        абсолютного времени; утверждение, что два промежутка времени равны, само по себе не имеет
5
  Спасский В.И. История физики. – М.: Высшая школа, 1977. Т. II. С. 162–164.                     смысла, и можно принять его только условно”.

                                            105                                                                                               106