Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 70 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

139
ческого характера: Эйнштейн совместно (и с помощью) с Гроссманом за-
вершил весьма гипотетическое нефундаментальное теоретическое иссле-
дование на пути к окончательной ОТО.
Венский этап становления ОТО. Последующий берлинский этап ста-
новления ОТО предваряет доклад, сделанный Эйнштейном в Вене перед
обществом естествоиспытателей 23 сентября 1913 г. Этот доклад важен
для рассматриваемой нами темы, касающейся выбора будущей ОТО на
фоне появившихся к тому времени теорий тяготения Г. Нордстрёма, М.
Абрагама и Г. Ми. Последние были навеяны пражскими статьями (в част-
ности, июньской статьей 1911 г.) Эйнштейна
1
. Суть теории тяготения Аб-
рагама заключалась в генерализации теории Эйнштейна с переменной ско-
ростью света в статическом гравитационном поле на нестатическое, а тео-
рии тяготения Нордстрёмавключении принципа эквивалентности в
теорию относительности с постоянной скоростью света. В свою очередь,
теория тяготения Ми не удовлетворяла принципу эквивалентности (как
одному из критериев-селекторов в выборе теории тяготения по Эйнштей-
ну), т.е. в ней отношение гравитационной и инертной масс зависело от фи-
зических параметров, таких, как скорость и температура. Более того, тео-
рия Ми не предсказывала ни красное смещение, ни искривление лучей
света, но, в то же время, в ней скорость света остается постоянной. Поэто-
му последняя является псевдотеорией, и с самого начала Эйнштейн отбра-
сывает рассмотрение теории Ми из доклада, так как она не выдерживала
критики
2
.
Возвращаясь к теории Абрагама, заметим, что он попытался вклю-
чить представление о непостоянстве скорости света в СТО, что является
нонсенсом, ибо оно противоречит одному из фундаментальному принци-
пов последней. После определенных математических выкладок Абрахам
приходит к выражению (3) эйнштейновской июньской статьи 1911 г.:
С=С
2
[1+(Ф
1
-Ф
2
) /С
2
]
1
Эйнштейн А. СНТ. Т. 1. С. 165.
2
Здесь не рассматриваем векторные теории тяготения О. Хевисайда и Лоренца (1900 г.), Р. Ганса
(1905 г.) и Ф. Уикера (1906 г.), выросшие из замечания Д. Максвелла, сделанного вДинамической
теории электромагнитного поля” (См.: Максвелл Дж. Избранные сочинения по теории
электромагнитного поля.М., 1952. С. 345). Максвелл пишет: “После того как мы проследили
действие окружающей среды как на магнитные, так и на электрические притяжения и отталкивания и
нашли, что она обратно пропорциональна квадрату расстояний, мы, естественно, приходим к
вопросу: нельзя ли свести притяжение к гравитации, следующей такому же закону, к действию
окружающей среды”. Используя, таким образом, свой излюбленный метод физических аналогий,
Максвелл выдвинул первую векторную гипотезу тяготения, предложив изменение знака на
противоположный при переходе от электромагнитной к гравитационной пондемоторной силе, ибо он
учитывает силы отталкивания между одноименными зарядами. Упомянутые выше векторные теории
не выдерживают критики из-за указанного Максвеллом парадокса с отрицательной энергией.
Следовательно, победили скалярные теории тяготения.
140
(12)
При этом Абрагам делает замечание о том, чтонепостоянство значе-
ния С означает, что лоренцева группа сохраняется в бесконечно малом
1
.
Эйнштейну ничего не стоило опровергнуть это утверждение. Так нача-
лась, некорректная со стороны Абрагама, дискуссия с Эйнштейном
2
. На
наш взгляд, попытка Абрагама включить тяготение в СТОуже состояв-
шуюся
3
фундаментальную теорию была, конечно, обречена. Вот почему:
эта попытка разрушает теоретическую программу СТО, ставит под сомне-
ние лоренц-инвариантность и т.д. Эйнштейн понимал, что включение тя-
готения в СТО означает конец ее безусловной справедливости.
В случае теории тяготения Абрагама селективная ситуация создава-
лась не столько по отношению к гибридной теории тяготения Эйнштейна-
Гроссмана (хотя в большей степени она присутствует), но в то же время
по отношению к СТО. Видимо, Абрагаму были глубоко чужды взгляды
Эйнштейна, ибо как пишут Борн и Лауэ: “…он любил свой абсолютный
эфир, свои уравнения поля, свой твердый электрон…”
4
. Очевидно, в выбо-
ре между СТО и своим вариантом теории относительности с Абрагамом
сыграло злую шутку (антиэвристическую функцию как в случае с А. Пу-
анкаре при интерпретации СТО) его мировоззрение, находившееся под
сильным влиянием классического прошлого родной ему наукикак пер-
вой любви, память о которой не умирает с годами” (Борн и Лауэ).
Но вернемся к рассмотрению теории тяготения Г. Нордстрёма в свете
теории Э-Г (даже с учетом теории Абрагама). Нордстрём выбрал вполне
разумный путь из сложившейся селективной ситуации: “раз и Эйнштейн,
и Абрагам столкнулись с огромными трудностями из-за зависимости Ф от
с, почему бы не попытаться построить такую теорию тяготения, в которой
с не зависела бы от Ф, но при этом по-прежнему оставалась универсаль-
ной константой
5
. В своей первой теории тяготения он замещает зависи-
мость от Ф не скорость света, а массу (1912 г.). Впоследствии эта несовер-
шенная теория уступила свое место его второй тензорной теории тяготе-
ния (1913 г.), которая обладала свойством лоренц-инвариантности и удов-
летворяла законам сохранения, т.е. содержала в своей структуре тензор
энергии-импульса гравитационного поля. Вторая теория тяготения Норд-
стрёма не противоречила принципу эквивалентности:
∆ϕ=-χЕ/с
4
(13)
Согласно этому выражению гравитационная масса пропорциональна
1
Цит. по указ. кн. А. Пайса. С. 232.
2
Там же. С. 222–223.
3
Хотя в то время не всем это было ясно.
4
Цит. по указ. кн. А. Пайса. С. 223.
5
Там же. С. 223.
ческого характера: Эйнштейн совместно (и с помощью) с Гроссманом за-                                                               (12)
вершил весьма гипотетическое нефундаментальное теоретическое иссле-                                    При этом Абрагам делает замечание о том, что “непостоянство значе-
дование на пути к окончательной ОТО.                                                              ния С означает, что лоренцева группа сохраняется в бесконечно малом”1.
     Венский этап становления ОТО. Последующий берлинский этап ста-                               Эйнштейну ничего не стоило опровергнуть это утверждение. Так нача-
новления ОТО предваряет доклад, сделанный Эйнштейном в Вене перед                                 лась, некорректная со стороны Абрагама, дискуссия с Эйнштейном2. На
обществом естествоиспытателей 23 сентября 1913 г. Этот доклад важен                               наш взгляд, попытка Абрагама включить тяготение в СТО — уже состояв-
для рассматриваемой нами темы, касающейся выбора будущей ОТО на                                   шуюся3 фундаментальную теорию была, конечно, обречена. Вот почему:
фоне появившихся к тому времени теорий тяготения Г. Нордстрёма, М.                                эта попытка разрушает теоретическую программу СТО, ставит под сомне-
Абрагама и Г. Ми. Последние были навеяны пражскими статьями (в част-                              ние лоренц-инвариантность и т.д. Эйнштейн понимал, что включение тя-
ности, июньской статьей 1911 г.) Эйнштейна1. Суть теории тяготения Аб-                            готения в СТО означает конец ее безусловной справедливости.
рагама заключалась в генерализации теории Эйнштейна с переменной ско-                                  В случае теории тяготения Абрагама селективная ситуация создава-
ростью света в статическом гравитационном поле на нестатическое, а тео-                           лась не столько по отношению к гибридной теории тяготения Эйнштейна-
рии тяготения Нордстрёма — включении принципа эквивалентности в                                   Гроссмана (хотя в большей степени она присутствует), но в то же время —
теорию относительности с постоянной скоростью света. В свою очередь,                              по отношению к СТО. Видимо, Абрагаму были глубоко чужды взгляды
теория тяготения Ми не удовлетворяла принципу эквивалентности (как                                Эйнштейна, ибо как пишут Борн и Лауэ: “…он любил свой абсолютный
одному из критериев-селекторов в выборе теории тяготения по Эйнштей-                              эфир, свои уравнения поля, свой твердый электрон…”4. Очевидно, в выбо-
ну), т.е. в ней отношение гравитационной и инертной масс зависело от фи-                          ре между СТО и своим вариантом теории относительности с Абрагамом
зических параметров, таких, как скорость и температура. Более того, тео-                          сыграло злую шутку (антиэвристическую функцию как в случае с А. Пу-
рия Ми не предсказывала ни красное смещение, ни искривление лучей                                 анкаре при интерпретации СТО) его мировоззрение, находившееся под
света, но, в то же время, в ней скорость света остается постоянной. Поэто-                        сильным влиянием классического прошлого родной ему науки “как пер-
му последняя является псевдотеорией, и с самого начала Эйнштейн отбра-                            вой любви, память о которой не умирает с годами” (Борн и Лауэ).
сывает рассмотрение теории Ми из доклада, так как она не выдерживала                                   Но вернемся к рассмотрению теории тяготения Г. Нордстрёма в свете
критики2.                                                                                         теории Э-Г (даже с учетом теории Абрагама). Нордстрём выбрал вполне
     Возвращаясь к теории Абрагама, заметим, что он попытался вклю-                               разумный путь из сложившейся селективной ситуации: “раз и Эйнштейн,
чить представление о непостоянстве скорости света в СТО, что является                             и Абрагам столкнулись с огромными трудностями из-за зависимости Ф от
нонсенсом, ибо оно противоречит одному из фундаментальному принци-                                с, почему бы не попытаться построить такую теорию тяготения, в которой
пов последней. После определенных математических выкладок Абрахам                                 с не зависела бы от Ф, но при этом по-прежнему оставалась универсаль-
приходит к выражению (3) эйнштейновской июньской статьи 1911 г.:                                  ной константой”5. В своей первой теории тяготения он замещает зависи-
                                      С=С2[1+(Ф1-Ф2) /С2]                                         мость от Ф не скорость света, а массу (1912 г.). Впоследствии эта несовер-
                                                                                                  шенная теория уступила свое место его второй тензорной теории тяготе-
1
                                                                                                  ния (1913 г.), которая обладала свойством лоренц-инвариантности и удов-
  Эйнштейн А. СНТ. Т. 1. С. 165.
2
  Здесь не рассматриваем векторные теории тяготения О. Хевисайда и Лоренца (1900 г.), Р. Ганса    летворяла законам сохранения, т.е. содержала в своей структуре тензор
(1905 г.) и Ф. Уикера (1906 г.), выросшие из замечания Д. Максвелла, сделанного в “Динамической   энергии-импульса гравитационного поля. Вторая теория тяготения Норд-
теории электромагнитного поля” (См.: Максвелл Дж. Избранные сочинения по теории                   стрёма не противоречила принципу эквивалентности:
электромагнитного поля. – М., 1952. С. 345). Максвелл пишет: “После того как мы проследили                                         ∆ϕ=-χЕ/с4                     (13)
действие окружающей среды как на магнитные, так и на электрические притяжения и отталкивания и
нашли, что она обратно пропорциональна квадрату расстояний, мы, естественно, приходим к                Согласно этому выражению гравитационная масса пропорциональна
вопросу: нельзя ли свести притяжение к гравитации, следующей такому же закону, к действию
окружающей среды”. Используя, таким образом, свой излюбленный метод физических аналогий,
                                                                                                  1
Максвелл выдвинул первую векторную гипотезу тяготения, предложив изменение знака на                 Цит. по указ. кн. А. Пайса. С. 232.
                                                                                                  2
противоположный при переходе от электромагнитной к гравитационной пондемоторной силе, ибо он        Там же. С. 222–223.
                                                                                                  3
учитывает силы отталкивания между одноименными зарядами. Упомянутые выше векторные теории           Хотя в то время не всем это было ясно.
                                                                                                  4
не выдерживают критики из-за указанного Максвеллом парадокса с отрицательной энергией.              Цит. по указ. кн. А. Пайса. С. 223.
                                                                                                  5
Следовательно, победили скалярные теории тяготения.                                                 Там же. С. 223.

                                             139                                                                                             140