        |
|
Со времен Ньютона существовал принцип эквивалентности механических явлений во всех инерциальных (т.е. движущихся прямолинейно и равномерно) системах отсчета. Математическим выражением этого факта была инвариантность уравнений движения Ньютона по отношению к преобразованиям Галилея:
| x'=x+v0t; y'=y, z'=z, t'=t, v'=v+ v0, |
где v0- скорость движения "штрихованной" системы отсчета относительно движущейся с постоянной скоростью v0 относительно "нештрихованной" (относительно оси х). В результате этого принципа относительности механические явления не дают возможности определять абсолютное движение, т.е. определить, какая из двух систем отсчета движется "на самом деле".
Электромагнитная теория Максвелла нарушала эту идиллию - нарушалась симметрия между тем движется ли проводник относительно магнитного поля или магнитное поле движется относительно проводника. Связано это с тем, что уравнения Максвелла оказываются инвариантными не относительно преобразований Галилея, а относительно преобразования Лоренца:
| x'=g (x-vt), y'=y, z'=z, t'=g (t-vx/c2), g =(1-v2/c2)-1/2, |
связывающие одну систему координат пространства-времени (x', y', z', t') c другой (x, y, z, t), движущейся с постоянной скоростью v относительно первой (относительно оси х). Это утверждение было сформулировано Лоренцем в 1899 г. (но первым, за два года до этого, их, фактически, записал В.Фогт). Острее всего эта проблема сконцентрировалась вокруг вопроса о характере распространения света. Если предположить, что скорость света одинакова во всех инерциальных системах отсчета (к чему пришел Эйнштейн), то нарушаются правила преобразования Галилея, а если нет, то по отношению к распространению света инерциальные системы отсчета перестают быть равноправными.
Один из вариантов решения этой проблемы был динамический: в 1892 г. была введена гипотеза о сокращении Фицджеральда-Лоренца (второго порядка по v/c) длины вдоль направления движения, которую Лармор связал с преобразованиями Лоренца. Отметим, что эта гипотеза была выдвинута в рамках характерной для XIX в. эфирной формулировки этой проблемы и связанными с ними опытами Майкельсона и Морли. Последние позже (в учебниках) были объявлены "решающими экспериментами", но непосредственного влияния на Эйнштейна они не оказали. Эйнштейн, в отличие от Лоренца, пошел по пути кинематики, а не динамики, и обратился к анализу процедур измерения расстояний, отрезков времени, одновременности и синхронизации часов.
|