Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 69 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

137
(10)
где Т
µν
общековариантный аналог тензора энергии-импульсамате-
рии”, а Г
µν
упомянутый нами выше общековариантный тензор 2-го ран-
га, составленный из первых и вторых производных потенциала и являю-
щийся, стало быть, обобщением лапласиана ∆ϕ. Формальный аппарат тен-
зорного исчисления и римановой геометрииподсказывал Эйнштейну и
Гроссману как сделать пресловутыйодин шагк тензору Риччи - R
µν
, яв-
ляющейся сверткой по двум индексам также упомянутого ранее четырех-
значкового символа Кристоффеля (более известного как тензор Римана-
Кристоффеля (см (9)), определяющего структуру римановой геометрии:
R
µν
=R
λ
µλν
=χ Т
µν
,
R
µν
=0 (для пустого пространства).
0
′′)
Эйнштейн и Гроссман по существу пришли к уравнению Риччи. По-
ловина дела сделана! Но какое разочарование ожидало их впереди?! Ожи-
далось, согласно принципу соответствия, эти найденные уравнения в пре-
деле должны были перейти в уравнение Ньютона-Пуассона (11), хотя вы-
бор тензора R
µν
определялся из теоретико-инвариантных критериев. Пу-
тем соответствующего теоретического расчета ими была проведена про-
верка: сводится ли тензор в пределе слабых полей и малых скоростей к
уравнению (11). Полученный ответ таков: “В частном случае бесконечно
слабого статического поля тяжести этот тензор не сводится к ∆ϕ
1
.
Когда даже больше половины дела
2
в математическом поиске фор-
мальной структуры вида будущего основного уравнения ОТО была, как
говорится, сделана, им пришлось отказаться от общековариантных урав-
нений (10′′). Что же побудило их сделать этот роковой выбор, который
затормозилразвитие ОТО на целых 2-3 года? Этот контрпродуктивный
выбор был сделан Эйнштейном и Гроссманом в пользу необщековариант-
ных уравнений вида (10), но вместе с тем таких, чтобы величины Г
µν
об-
разовывали тензор относительно линейных преобразований.
Существует мнение одного из исследователей становления математи-
ческого аппарата ОТО В. П. Визгина о том, что уверенностьв справедли-
вости принципа соответствия была у Эйнштейна и его соавтора настолько
велика, что они отказались от общековариантных уравнений” (10). Далее
он пишет о том, что правильное решение проблемы математического ап-
парата теории имне удалось согласовать с принципом соответствия в
смысле строгого, математически корректного и физически интерпретируе-
1
Эйнштейн А. СНТ. Т. 1. С. 262.
2
Так как уравнение R
µν
=0 для пустого пространства в точности совпадает с гравитационным
уравнением ОТО.
138
мого перехода уравнений (10′′в нашем обозначенииД.О.) в уравне-
нии (11 — в нашем обозначенииД.О.) в пределе слабых полей и малых
скоростей
1
.
Так сказать, этот ошибочный выбор теории Эйнштейна-Гроссмана
(теория Э-Г) был подкреплен впоследствии физическим критерием, свя-
занный с неправильным пониманием принципа причинности по отноше-
нию к общековариантным уравнениям
2
. Позже Эйнштейн обнаружил еще
один физический селектор в пользу этого выбора, продиктованный кова-
риантностью закона сохранения энергии-импульса в условиях поля тяго-
тения лишь относительно линейных преобразований
3
.
Значит контрпродуктивный выбор, согласно Визгину, обусловлен
тем, что в новой познавательной ситуации, возникшей после геометриза-
ции гравитации и выдвижения принципа ковариантности, столь мощные
орудия построения физических теорий-принципы соответствия, причинно-
сти и сохранениядали осечку” (по нашей терминологии, они выполнили
в построении ОТО антиэвристическую функцию, направив формальное
исследование матаппарата ОТО по ложному пути)
4
. Так ли это было? К
анализу данной ситуации вернемся значительно позже.
Весной 1913 г. после ряда неудач в поиске тензора Г
µν
Эйнштейн и
Гроссман, как мы уже знаем, предложили, что для уравнений гравитаци-
онного поля инвариантная группа должна быть ограничена только линей-
ными преобразованиями. В итоге они пришли к ньютоновой теории грави-
тации при переменной величине g
44
как функции χ, если поле статическое.
Следовательно, предложив общековариантный подход, Эйнштейн и
Гроссман ставили перед собой цель обобщить уравнение Пуассона так,
чтобы место скалярного потенциала занял тензор g
µν
, определяющий про-
странственно-временную метрику; чтобы место лапласиана заняла неко-
торая общековариантная структура из первых и вторых производных по
координатам и, наконец, чтобы плотность массы была замещена, в силу
релятивистского подхода, тензором энергии-импульса.
Цюрихский этап становления ОТО завершается гибридной тензорной
теорией тяготения, в структуре которой можно найти некоторые основные
элементы математического аппарата будущей ОТО: (“четырехзначковый
символ Кристоффеля”, формальный конструкт (9) — тензор Риччи, фор-
мальный гештальт (10)). Поэтому можно заключить выводом методологи-
1
Визгин В.П. Роль принципа соответствия в генезисе общековариантных уравнений
гравитационного поля // Принцип соответствия. Историко-методологический анализ. – М.: Наука,
1979. С. 155.
2
Эйнштейн А. СНТ. Т. 1. С. 265.
3
Там же. С. 272.
4
Визгин В. П. Указ. статья. С. 156.
                                              (10)                                                мого перехода уравнений (10′′ — в нашем обозначении — Д.О.) в уравне-
       где Тµν — общековариантный аналог тензора энергии-импульса “мате-                          нии (11 — в нашем обозначении — Д.О.) в пределе слабых полей и малых
       рии”, а Гµν — упомянутый нами выше общековариантный тензор 2-го ран-                       скоростей”1.
       га, составленный из первых и вторых производных потенциала и являю-                             Так сказать, этот ошибочный выбор теории Эйнштейна-Гроссмана
       щийся, стало быть, обобщением лапласиана ∆ϕ. Формальный аппарат тен-                       (теория Э-Г) был подкреплен впоследствии физическим критерием, свя-
       зорного исчисления и римановой геометрии “подсказывал” Эйнштейну и                         занный с неправильным пониманием принципа причинности по отноше-
       Гроссману как сделать пресловутый “один шаг” к тензору Риччи - Rµν, яв-                    нию к общековариантным уравнениям2. Позже Эйнштейн обнаружил еще
       ляющейся сверткой по двум индексам также упомянутого ранее четырех-                        один физический селектор в пользу этого выбора, продиктованный кова-
       значкового символа Кристоффеля (более известного как тензор Римана-                        риантностью закона сохранения энергии-импульса в условиях поля тяго-
       Кристоффеля (см (9)), определяющего структуру римановой геометрии:                         тения лишь относительно линейных преобразований3.
                        λ                                                                              Значит контрпродуктивный выбор, согласно Визгину, обусловлен
                Rµν=R µλν =χ      Тµν   ,     Rµν=0        (для    пустого    пространства).
                                                                                                  тем, что в новой познавательной ситуации, возникшей после геометриза-
0′′)                                                                                              ции гравитации и выдвижения принципа ковариантности, столь мощные
                                                                                                  орудия построения физических теорий-принципы соответствия, причинно-
            Эйнштейн и Гроссман по существу пришли к уравнению Риччи. По-                         сти и сохранения “дали осечку” (по нашей терминологии, они выполнили
       ловина дела сделана! Но какое разочарование ожидало их впереди?! Ожи-                      в построении ОТО антиэвристическую функцию, направив формальное
       далось, согласно принципу соответствия, эти найденные уравнения в пре-                     исследование матаппарата ОТО по ложному пути)4. Так ли это было? К
       деле должны были перейти в уравнение Ньютона-Пуассона (11), хотя вы-                       анализу данной ситуации вернемся значительно позже.
       бор тензора Rµν определялся из теоретико-инвариантных критериев. Пу-                            Весной 1913 г. после ряда неудач в поиске тензора Гµν Эйнштейн и
       тем соответствующего теоретического расчета ими была проведена про-                        Гроссман, как мы уже знаем, предложили, что для уравнений гравитаци-
       верка: сводится ли тензор в пределе слабых полей и малых скоростей к                       онного поля инвариантная группа должна быть ограничена только линей-
       уравнению (11). Полученный ответ таков: “В частном случае бесконечно                       ными преобразованиями. В итоге они пришли к ньютоновой теории грави-
       слабого статического поля тяжести этот тензор не сводится к ∆ϕ”1.                          тации при переменной величине g44 как функции χ, если поле статическое.
            Когда даже больше половины дела2 в математическом поиске фор-                         Следовательно, предложив общековариантный подход, Эйнштейн и
       мальной структуры вида будущего основного уравнения ОТО была, как                          Гроссман ставили перед собой цель обобщить уравнение Пуассона так,
       говорится, сделана, им пришлось отказаться от общековариантных урав-                       чтобы место скалярного потенциала занял тензор gµν, определяющий про-
       нений (10′′). Что же побудило их сделать этот роковой выбор, который                       странственно-временную метрику; чтобы место лапласиана ∆ заняла неко-
       “затормозил” развитие ОТО на целых 2-3 года? Этот контрпродуктивный                        торая общековариантная структура из первых и вторых производных по
       выбор был сделан Эйнштейном и Гроссманом в пользу необщековариант-                         координатам и, наконец, чтобы плотность массы была замещена, в силу
       ных уравнений вида (10′), но вместе с тем таких, чтобы величины Гµν об-                    релятивистского подхода, тензором энергии-импульса.
       разовывали тензор относительно линейных преобразований.                                         Цюрихский этап становления ОТО завершается гибридной тензорной
            Существует мнение одного из исследователей становления математи-                      теорией тяготения, в структуре которой можно найти некоторые основные
       ческого аппарата ОТО В. П. Визгина о том, что уверенность “в справедли-                    элементы математического аппарата будущей ОТО: (“четырехзначковый
       вости принципа соответствия была у Эйнштейна и его соавтора настолько                      символ Кристоффеля”, формальный конструкт (9) — тензор Риччи, фор-
       велика, что они отказались от общековариантных уравнений” (10″). Далее                     мальный гештальт (10)). Поэтому можно заключить выводом методологи-
       он пишет о том, что правильное решение проблемы математического ап-
       парата теории им “не удалось согласовать с принципом соответствия в                        1
                                                                                                     Визгин В.П. Роль принципа соответствия в генезисе общековариантных уравнений
       смысле строгого, математически корректного и физически интерпретируе-                      гравитационного поля // Принцип соответствия. Историко-методологический анализ. – М.: Наука,
                                                                                                  1979. С. 155.
       1                                                                                          2
        Эйнштейн А. СНТ. Т. 1. С. 262.                                                              Эйнштейн А. СНТ. Т. 1. С. 265.
       2                                                                                          3
         Так как уравнение Rµν=0 для пустого пространства в точности совпадает с гравитационным     Там же. С. 272.
                                                                                                  4
       уравнением ОТО.                                                                              Визгин В. П. Указ. статья. С. 156.

                                                137                                                                                          138