4.1. Физические начала специальной теории относительности (сто)

Теория распространения электромагнитных волн и света до своего завершения Максвеллом была связана с понятием эфира как некоей механической среды, передающей колебания. При этом предполагалось, что уравнения Максвелла справедливы в системе отсчета, покоящейся относительно эфира. В отличие от уравнений Ньютона, которые годились во всех системах отсчета, уравнения Максвелла как будто требовали преимущественной системы отсчета.

Представление об эфире — одна из самых известных физи­ческих моделей колебательных процессов. Это понятие введе­но, чтобы объяснить ньютоновскую теорию тяготения как «действие на расстоянии» — передачу гравитационной силы через пустое пространство. Эфир представляли в виде некото­рого невидимого и невесомого «желе», которое передавало «толчок» действия из одной точки в другую. Это была немате­риальная среда без всяких контактных сил, но способная пе­редавать световые колебания. Для объяснения поперечного характера электромагнитных волн эфир наделяли свойствами твердого тела, а для описания вихревых движений в магнитном поле — свойствами жидкости. Однако, чтобы объяснить со­гласно этой модели эфира многие экспериментальные факты, приходилось вводить произвольные допущения. Например, эфир увлекается движущейся Землей, так что все лаборатор­ные установки, на которых проводятся эксперименты, всегда покоятся относительно эфира, т.е. мы как бы можем его не замечать, игнорировать. В то же время Земля свободно дви­жется через эфир, который покоится относительно «неподвиж­ных» звезд. Движущаяся материальная среда, в которой рас­пространяется свет, увлекает за собой эфир со скоростью,

равной ij скорости среды. Натолкнувшись на эти противоречи

-

Один из крупнейших ученых прошло­го века А. Эйнштейн (1879—1955) счи­тается основателем современной физи­ки. Родился в Германии. С 1893 г. жил в Швейцарии, с 1914 г. в Германии. После прихода Гитлера к власти эмигрировал в 1933 г. в США. Создал специальную (1905 г.) и общую (1907—1916) теорию относительности. Автор основополагаю­щих трудов по квантовой теории света: ввел понятие фотона (1905), установил законы фотоэффекта (за что ему была присуждена Нобелевская премия по фи­зике 1921 г.), предсказал индуцированное излучение. С 1933 г. работал над проблемами космологии и единой теории поля. В 30-х годах выступал против войны и фашизма, в 40-х — против применения ядерного оружия. Автор письма президенту США Рузвельту, в котором указал на опасность создания ядерного оружия в фашистской Германии, инициировав тем самым разра­ботку американской атомной бомбы.

вые нелогичности, теория эфира критики не выдержала. Как отметил российский физик Я. Френкель (1894—1952), «эфир выполня.1 роль строительных лесов, и по мере строительства зда­ния науки эти леса (эфир) можно было и убрать!» Отметим, что в окончательном виле место эфира при объяснении сил, дейст­вующих на расстоянии, в теории Фарадея — Максвелла заняла теория поля.