Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 54 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

107
няться скорости света.
Еще в 1898 г. Пуанкаре обратил внимание на вопрос измерения вре-
мени и понятие одновременности событий
1
. До Пуанкаре понятия направ-
ления времени, равномерного его течения и понятие одновременности со-
бытий пока еще не подвергались научному анализу. В основе этих поня-
тий лежали интуитивные представления, основанные на здравом рассудке.
Пуанкаре рассматривает различные способы течения времени и одновре-
менности для удаленных событий, включая случай использования свето-
вых сигналов. Здесь он указывает, что для определения одновременности
двух удаленных событий надо принять постулат постоянства скорости
света во всех направлениях. Это именно постулат, так как он принимается
без экспериментального доказательства. Вот почему: при измерении ско-
рости света в направленияхтуда и обратно мы по существу измеряем
среднюю скорость, которая не доказывает и не опровергает. В результате,
по Пуанкаре, существует произвол в определении одновременности двух
удаленных событий, т.е. одновременность относительна. Для того чтобы
устранить этот произвол, вводят постулат постоянства скорости света в
различных направлениях, как наиболее простое предположение. “Одно-
временность двух событий или порядок их следования, равенство двух
длительностей, — пишет А. Пуанкаре, — должны определяться таким об-
разом, чтобы формулировка законов природы была бы настолько простой,
насколько это возможно. Другими словами, все эти определения являются
лишь плодом неосознанного соглашения
2
. В статьеНастоящее и буду-
щее математической физики” (1904) мы находим у Пуанкаре рассуждения,
которые в некоторой степени изоморфны рассуждениям А.Эйнштейна в
его знаменитой статьеК электродинамике движущихся тел”: у Пуанкаре
и у Эйнштейна часы, подлежащие сверке с помощью световых сигналов
находятся в пунктах А и В; потом система отсчета, связанная с последни-
ми приводится в движение и т.д. Таким образом, мы видим, как близко по-
дошел Пуанкаре к открытию СТО
3
. Однако не до конца проанализировал
1
В 1905 г. Эйнштейн и Пуанкаре независимо и почти одновременно (с интервалом в несколько
недель) установили групповые свойства преобразования Лоренца, — пишет А. Пайс, — и
сформулировали теорему сложения скоростей. Тем не менее, ни Лоренцу, ни Пуанкаре не удалось
создать СТО, они слишком глубоко увязли в динамических соображениях. Лишь Эйнштейн
разглядел критически важный новый момент: от динамического эфира необходимо отказаться в
пользу новой кинематики, основанной на двух новых постулатах. Лишь он увидел, что
преобразования Лоренца-Фицджералда могут быть выведены из кинематических соображений”.
(См.: Пайс А. Научная деятельность и жизнь А. Эйнштейна. С. 29.).
2
Пуанкаре А. Избранные труды. Т. 3. – М.: Наука, 1974. С. 428.
3
Как утверждает А. Пайс: “Итак, Эйнштейн не знал о работе Пуанкаре, посвященной принципу
относительности до 1908 г.” (См.: Пайс А. Указ.кн.С.180.), хотя уже упомянули ранее, он был знаком
с книгой ПуанкареНаука и гипотеза”, оказавшей особое влияние на Эйнштейна. Стало быть,
каждый из них своим путем пришли к теоретической программе СТО.
108
понятие одновременности: различаяистинное времяиместное время”,
он считал возможным использовать понятие абсолютного движения (отно-
сительно неподвижного эфира).
Постановка проблемы выбора СТО. Вышеизложенное позволяет сде-
лать вывод о том, что в 1905 г. в теоретической физике сложилась своеоб-
разная селективная ситуация: с одной стороны в качестве альтернативы
противостояли СТО Эйнштейна теории Герца, Лармора, Лоренца и Пуан-
каре. Хотя можно заметить, что теория относительности в том виде, кото-
рую изложил в названной ранее статье Пуанкаре, нельзя отнести к альтер-
нативе СТО. Скорее всего, она вместе с СТО является альтернативной пе-
речисленным выше теориям, т.к. структура теории относительности Пуан-
каре изоморфна и совпадает со структурой СТО в самых главных элемен-
тах: во-первых, в сущности в них одна и та же теоретическая программа
(специальный принцип относительности и принцип постоянства скорости
света) и во-вторых, один и тот же математический аппарат, т.е. преобразо-
вания Лоренца. Что касается математического аппарата СТО, он явноот-
ставалотматематической одеждытеории Пуанкаре и этоотставание
было устранено в представлении Г. Минковского о четырехмерном про-
странственно-временном многообразии позже (1908 г.). Обе теории по-
строены Пуанкаре и Эйнштейном независимо друг от друга, т.к. идеи от-
носительности и постоянства скорости света давновитали в воздухе”.
Эта селективная ситуация очень напоминает ту же ситуацию, которая сло-
жилась в XIX в. в геометрии накануне создания неевклидовых геометрий
Гаусса, Лобачевского и Больяи.
По поводу остальных альтернативных СТО теорий можно утверждать
по порядку упомянутому ранее нижеследующее. Что касается отношений
между теорией Герца и Лоренца, то предпочтение в выборе отдано теории
Лоренца 1895 г. (эксперименты Эйхенвальда). В свою очередь, теория
Лармора, исходящая из электронной теории и неподвижного эфира, на
наш взгляд, является типичной фрагментной теорией по отношению к бо-
лее развитой электронной теории Лоренца 1904 г. Отсюда ясен выбор в
пользу последней, что и был сделан научным сообществом.
Стало быть, подлинной альтернативой СТО на самом деле является
теория Лоренца 1904 г., не считая теорию относительности Пуанкаре, т.к.
она является в некотором родедвойникомСТО и стоит особняком. Те-
перь приступим к реконструкции процесса смены научных теорий: разре-
шения селективной ситуации между теориями Лоренца и Эйнштейна
1
.
1
Р.М. Нугаев предложил новую теоретическую реконструкцию переходаЛоренц-Эйнштейн”, в
которой СТО и ОТО являются релятивистской подпрограммой наряду с квантовой, образующие
единую исследовательскую программу объединения механики и электродинамики (См.: Нугаев Р.М.
Реконструкция процесса смены фундаментальных научных теорий.Казань: Изд-во КГУ, 1989. С.
няться скорости света.                                                                               понятие одновременности: различая “истинное время” и “местное время”,
     Еще в 1898 г. Пуанкаре обратил внимание на вопрос измерения вре-                                он считал возможным использовать понятие абсолютного движения (отно-
мени и понятие одновременности событий1. До Пуанкаре понятия направ-                                 сительно неподвижного эфира).
ления времени, равномерного его течения и понятие одновременности со-                                     Постановка проблемы выбора СТО. Вышеизложенное позволяет сде-
бытий пока еще не подвергались научному анализу. В основе этих поня-                                 лать вывод о том, что в 1905 г. в теоретической физике сложилась своеоб-
тий лежали интуитивные представления, основанные на здравом рассудке.                                разная селективная ситуация: с одной стороны в качестве альтернативы
Пуанкаре рассматривает различные способы течения времени и одновре-                                  противостояли СТО Эйнштейна теории Герца, Лармора, Лоренца и Пуан-
менности для удаленных событий, включая случай использования свето-                                  каре. Хотя можно заметить, что теория относительности в том виде, кото-
вых сигналов. Здесь он указывает, что для определения одновременности                                рую изложил в названной ранее статье Пуанкаре, нельзя отнести к альтер-
двух удаленных событий надо принять постулат постоянства скорости                                    нативе СТО. Скорее всего, она вместе с СТО является альтернативной пе-
света во всех направлениях. Это именно постулат, так как он принимается                              речисленным выше теориям, т.к. структура теории относительности Пуан-
без экспериментального доказательства. Вот почему: при измерении ско-                                каре изоморфна и совпадает со структурой СТО в самых главных элемен-
рости света в направлениях “туда и обратно” мы по существу измеряем                                  тах: во-первых, в сущности в них одна и та же теоретическая программа
среднюю скорость, которая не доказывает и не опровергает. В результате,                              (специальный принцип относительности и принцип постоянства скорости
по Пуанкаре, существует произвол в определении одновременности двух                                  света) и во-вторых, один и тот же математический аппарат, т.е. преобразо-
удаленных событий, т.е. одновременность относительна. Для того чтобы                                 вания Лоренца. Что касается математического аппарата СТО, он явно “от-
устранить этот произвол, вводят постулат постоянства скорости света в                                ставал” от “математической одежды” теории Пуанкаре и это “отставание”
различных направлениях, как наиболее простое предположение. “Одно-                                   было устранено в представлении Г. Минковского о четырехмерном про-
временность двух событий или порядок их следования, равенство двух                                   странственно-временном многообразии позже (1908 г.). Обе теории по-
длительностей, — пишет А. Пуанкаре, — должны определяться таким об-                                  строены Пуанкаре и Эйнштейном независимо друг от друга, т.к. идеи от-
разом, чтобы формулировка законов природы была бы настолько простой,                                 носительности и постоянства скорости света давно “витали в воздухе”.
насколько это возможно. Другими словами, все эти определения являются                                Эта селективная ситуация очень напоминает ту же ситуацию, которая сло-
лишь плодом неосознанного соглашения”2. В статье “Настоящее и буду-                                  жилась в XIX в. в геометрии накануне создания неевклидовых геометрий
щее математической физики” (1904) мы находим у Пуанкаре рассуждения,                                 Гаусса, Лобачевского и Больяи.
которые в некоторой степени изоморфны рассуждениям А.Эйнштейна в                                          По поводу остальных альтернативных СТО теорий можно утверждать
его знаменитой статье “К электродинамике движущихся тел”: у Пуанкаре                                 по порядку упомянутому ранее нижеследующее. Что касается отношений
и у Эйнштейна часы, подлежащие сверке с помощью световых сигналов                                    между теорией Герца и Лоренца, то предпочтение в выборе отдано теории
находятся в пунктах А и В; потом система отсчета, связанная с последни-                              Лоренца 1895 г. (эксперименты Эйхенвальда). В свою очередь, теория
ми приводится в движение и т.д. Таким образом, мы видим, как близко по-                              Лармора, исходящая из электронной теории и неподвижного эфира, на
дошел Пуанкаре к открытию СТО3. Однако не до конца проанализировал                                   наш взгляд, является типичной фрагментной теорией по отношению к бо-
                                                                                                     лее развитой электронной теории Лоренца 1904 г. Отсюда ясен выбор в
1
  “В 1905 г. Эйнштейн и Пуанкаре независимо и почти одновременно (с интервалом в несколько           пользу последней, что и был сделан научным сообществом.
недель) установили групповые свойства преобразования Лоренца, — пишет А. Пайс, — и                        Стало быть, подлинной альтернативой СТО на самом деле является
сформулировали теорему сложения скоростей. Тем не менее, ни Лоренцу, ни Пуанкаре не удалось          теория Лоренца 1904 г., не считая теорию относительности Пуанкаре, т.к.
создать СТО, они слишком глубоко увязли в динамических соображениях. Лишь Эйнштейн                   она является в некотором роде “двойником” СТО и стоит особняком. Те-
разглядел критически важный новый момент: от динамического эфира необходимо отказаться в
пользу новой кинематики, основанной на двух новых постулатах. Лишь он увидел, что                    перь приступим к реконструкции процесса смены научных теорий: разре-
преобразования Лоренца-Фицджералда могут быть выведены из кинематических соображений”.               шения селективной ситуации между теориями Лоренца и Эйнштейна1.
(См.: Пайс А. Научная деятельность и жизнь А. Эйнштейна. С. 29.).
2
  Пуанкаре А. Избранные труды. Т. 3. – М.: Наука, 1974. С. 428.
3                                                                                                    1
  Как утверждает А. Пайс: “Итак, Эйнштейн не знал о работе Пуанкаре, посвященной принципу              Р.М. Нугаев предложил новую теоретическую реконструкцию перехода “Лоренц-Эйнштейн”, в
относительности до 1908 г.” (См.: Пайс А. Указ.кн.С.180.), хотя уже упомянули ранее, он был знаком   которой СТО и ОТО являются релятивистской подпрограммой наряду с квантовой, образующие
с книгой Пуанкаре “Наука и гипотеза”, оказавшей особое влияние на Эйнштейна. Стало быть,             единую исследовательскую программу объединения механики и электродинамики (См.: Нугаев Р.М.
каждый из них своим путем пришли к теоретической программе СТО.                                      Реконструкция процесса смены фундаментальных научных теорий. – Казань: Изд-во КГУ, 1989. С.

                                              107                                                                                               108