ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
4
5
ïîñâÿùåííàÿ èçëîæåíèþ ÎÒÎ, äîïîëíåíà áîëåå äåòàëüíûì
ðàññìîòðåíèåì ïðèëîæåíèé ÎÒÎ ê êîñìîëîãè÷åñêèì ïðîáëåìàì.
 êíèãå èñïîëüçîâàí îòíîñèòåëüíî ïðîñòîé ìàòåìàòè÷å-
ñêèé àïïàðàò, âñå ðàñ÷åòû ïðîâåäåíû ïîäðîáíî. Îòäåëüíûå
ïàðàãðàôû ïîñâÿùåíû ðåøåíèþ ñïåöèàëüíî ïîäîáðàííûõ
êîëè÷åñòâåííûõ è êà÷åñòâåííûõ çàäà÷.
Ýòà êíèãà ïðåäíàçíà÷åíà ó÷èòåëÿì, ñòóäåíòàì è ó÷àùèìñÿ
ñðåäíåé øêîë, à òàêæå âñåì, êòî èíòåðåñóåòñÿ ñîñòîÿíèåì
ñîâðåìåííîé ôèçèêè.
Äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,
Ïî÷åòíûé ïðîôåññîð ÏÃÏÓ
Ã. À. Ðîçìàí
Ïàìÿòè æåíû ïîñâÿùàåòñÿ
×àñòü 1
Ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè
§1. Êëàññè÷åñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ î ïðîñòðàíñòâå, âðåìåíè è
äâèæåíèè. Ìåòðèçàöèÿ ïðîñòðàíñòâà è ñèíõðîíèçàöèÿ ÷àñîâ â
êëàññè÷åñêîé ôèçèêå
Ê êîíöó XIX â. ôèçè÷åñêàÿ íàóêà, êàçàëîñü, äîñòèãëà ïðåäåëà:
îãðîìíîå êîëè÷åñòâî ÿâëåíèé è ïðîöåññîâ ñìîãëà îíà îáúÿñíèòü
íà îñíîâå çàêîíîâ ìåõàíèêè, òåðìîäèíàìèêè è ìàêðîñêîïè÷åñêîé
ýëåêòðîäèíàìèêè. Òîëüêî äâå ìàëåíüêèå òó÷êè, ïî âûðàæåíèþ
çíàìåíèòîãî àíãëèéñêîãî ôèçèêà Äæ. Òîìñîíà, ñòîÿëè íà
ãîðèçîíòå, íå óêëàäûâàÿñü â ðàìêè óêàçàííûõ âûøå ðàçäåëîâ
ôèçèêè. Ýòî áûëè:
1) òðóäíîñòè, âîçíèêøèå ïðè èçó÷åíèè çàêîíîâ, êîòîðûì
ïîä÷èíÿåòñÿ èçëó÷åíèå íàãðåòûõ òåë;
2) ïðîáëåìà ýëåêòðîìàãíèòíîãî (ñâåòîíîñíîãî) ýôèðà.
 êîíöå XIX è â íà÷àëå XX ââ. ïðè ðàçðåøåíèè ýòèõ ïðîáëåì
áûëè ñîçäàíû êâàíòîâàÿ ôèçèêà è ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ
îòíîñèòåëüíîñòè. Íèæå ìû ïîçíàêîìèìñÿ ñî âòîðîé èç íèõ, ñî
ñïåöèàëüíîé òåîðèåé îòíîñèòåëüíîñòè (ÑÒÎ).
Íî ïðåæäå âûÿñíèì, â ÷åì ñîñòîÿëè òðóäíîñòè êëàññè÷åñêîé
ôèçèêè ïðè ðàññìîòðåíèè ïðîáëåìû ýëåêòðîìàãíèòíîãî ýôèðà?
Âñå îêðóæàþùèå íàñ ïðåäìåòû íàõîäÿòñÿ, è âñå ïðîöåññû,
ïðîèñõîäÿùèå ñ íèìè èëè â íèõ, ïðîòåêàþò â ïðîñòðàíñòâå è âî
âðåìåíè. Íàèáîëåå ïîëíî ýòè ïîíÿòèÿ îïðåäåëÿåò ôèëîñîôèÿ,
ñîãëàñíî êîòîðîé ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ ýòî ôîðìû
ñóùåñòâîâàíèÿ ìàòåðèè, àòðèáóòû åå äâèæåíèÿ. Âñå òåëà èìåþò
îáúåì, ðàçìåðû. Îíè òàê èëè èíà÷å ðàñïîëîæåíû îòíîñèòåëüíî
äðóã äðóãà. Ýòî è îçíà÷àåò, ÷òî ìàòåðèàëüíûå òåëà ñóùåñòâóþò â
ïðîñòðàíñòâå. Âñÿêèé ïðîöåññ èìååò äëèòåëüíîñòü, îäíî ÿâëåíèå
ïðîèñõîäèò ðàíüøå äðóãîãî. Ýòî è îçíà÷àåò, ÷òî ìàòåðèÿ
ñóùåñòâóåò âî âðåìåíè. Íåò òåë, êîòîðûå íå áûëè áû ïðîòÿæåííû,
ïîñâÿùåííàÿ èçëîæåíèþ ÎÒÎ, äîïîëíåíà áîëåå äåòàëüíûì Ïàìÿòè æåíû ïîñâÿùàåòñÿ
ðàññìîòðåíèåì ïðèëîæåíèé ÎÒÎ ê êîñìîëîãè÷åñêèì ïðîáëåìàì.
 êíèãå èñïîëüçîâàí îòíîñèòåëüíî ïðîñòîé ìàòåìàòè÷å- ×àñòü 1
ñêèé àïïàðàò, âñå ðàñ÷åòû ïðîâåäåíû ïîäðîáíî. Îòäåëüíûå
ïàðàãðàôû ïîñâÿùåíû ðåøåíèþ ñïåöèàëüíî ïîäîáðàííûõ Ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè
êîëè÷åñòâåííûõ è êà÷åñòâåííûõ çàäà÷.
Ýòà êíèãà ïðåäíàçíà÷åíà ó÷èòåëÿì, ñòóäåíòàì è ó÷àùèìñÿ §1. Êëàññè÷åñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ î ïðîñòðàíñòâå, âðåìåíè è
ñðåäíåé øêîë, à òàêæå âñåì, êòî èíòåðåñóåòñÿ ñîñòîÿíèåì äâèæåíèè. Ìåòðèçàöèÿ ïðîñòðàíñòâà è ñèíõðîíèçàöèÿ ÷àñîâ â
ñîâðåìåííîé ôèçèêè. êëàññè÷åñêîé ôèçèêå
Äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê, Ê êîíöó XIX â. ôèçè÷åñêàÿ íàóêà, êàçàëîñü, äîñòèãëà ïðåäåëà:
Ïî÷åòíûé ïðîôåññîð ÏÃÏÓ îãðîìíîå êîëè÷åñòâî ÿâëåíèé è ïðîöåññîâ ñìîãëà îíà îáúÿñíèòü
Ã. À. Ðîçìàí íà îñíîâå çàêîíîâ ìåõàíèêè, òåðìîäèíàìèêè è ìàêðîñêîïè÷åñêîé
ýëåêòðîäèíàìèêè. Òîëüêî äâå ìàëåíüêèå òó÷êè, ïî âûðàæåíèþ
çíàìåíèòîãî àíãëèéñêîãî ôèçèêà Äæ. Òîìñîíà, ñòîÿëè íà
ãîðèçîíòå, íå óêëàäûâàÿñü â ðàìêè óêàçàííûõ âûøå ðàçäåëîâ
ôèçèêè. Ýòî áûëè:
1) òðóäíîñòè, âîçíèêøèå ïðè èçó÷åíèè çàêîíîâ, êîòîðûì
ïîä÷èíÿåòñÿ èçëó÷åíèå íàãðåòûõ òåë;
2) ïðîáëåìà ýëåêòðîìàãíèòíîãî (ñâåòîíîñíîãî) ýôèðà.
 êîíöå XIX è â íà÷àëå XX ââ. ïðè ðàçðåøåíèè ýòèõ ïðîáëåì
áûëè ñîçäàíû êâàíòîâàÿ ôèçèêà è ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ
îòíîñèòåëüíîñòè. Íèæå ìû ïîçíàêîìèìñÿ ñî âòîðîé èç íèõ, ñî
ñïåöèàëüíîé òåîðèåé îòíîñèòåëüíîñòè (ÑÒÎ).
Íî ïðåæäå âûÿñíèì, â ÷åì ñîñòîÿëè òðóäíîñòè êëàññè÷åñêîé
ôèçèêè ïðè ðàññìîòðåíèè ïðîáëåìû ýëåêòðîìàãíèòíîãî ýôèðà?
Âñå îêðóæàþùèå íàñ ïðåäìåòû íàõîäÿòñÿ, è âñå ïðîöåññû,
ïðîèñõîäÿùèå ñ íèìè èëè â íèõ, ïðîòåêàþò â ïðîñòðàíñòâå è âî
âðåìåíè. Íàèáîëåå ïîëíî ýòè ïîíÿòèÿ îïðåäåëÿåò ôèëîñîôèÿ,
ñîãëàñíî êîòîðîé ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ ýòî ôîðìû
ñóùåñòâîâàíèÿ ìàòåðèè, àòðèáóòû åå äâèæåíèÿ. Âñå òåëà èìåþò
îáúåì, ðàçìåðû. Îíè òàê èëè èíà÷å ðàñïîëîæåíû îòíîñèòåëüíî
äðóã äðóãà. Ýòî è îçíà÷àåò, ÷òî ìàòåðèàëüíûå òåëà ñóùåñòâóþò â
ïðîñòðàíñòâå. Âñÿêèé ïðîöåññ èìååò äëèòåëüíîñòü, îäíî ÿâëåíèå
ïðîèñõîäèò ðàíüøå äðóãîãî. Ýòî è îçíà÷àåò, ÷òî ìàòåðèÿ
ñóùåñòâóåò âî âðåìåíè. Íåò òåë, êîòîðûå íå áûëè áû ïðîòÿæåííû,
4 5
