Году Брэдри открыл явление звёздной аберрации. На основе

1728 году Брэдри открыл явление звёздной аберрации. На основе

этих открытий было установлено, что скорость света не зависит

от движения источника и/или приёмника.

О.Френель показал, что эфир может частично увлекаться

движущимися телами, однако опыт А.Майкельсона (1881 г.)

полностью это опроверг. Таким образом возникла необъяснимая

несогласованность, оптические явления всё хуже сводились к

механике. Но окончательно механистическую картину мира

подорвало открытие Фарадея - Максвелла: свет оказался

разновидностью электромагнитных волн. Многочисленные

экспериментальные законы нашли отражение в системе уравнений

Максвелла, которые описывают принципиально новые

закономерности. Ареной этих законов является всё пространство,

а не одни точки, в которых находится вещество или заряды, как

это принимается для механических законов.

Так возникла электромагнитная теория материи. Физики

пришли к выводу о существовании дискретных элементарных

объектов в рамках электромагнитной картины мира (электронов).

Основные достижения в области исследования электрических и

оптических явлений связаны с электронной теорией Г.Лоренца.

Лоренц стоял на позиции классической механики. Он нашёл выход,

который спасал абсолютное пространство и время классической

механики, а также объяснял результат опыта Майкельсона, правда

ему пришлось отказаться от преобразований координат Галилея и

ввести свои собственные, основанные на неинвариантности

времени. t'=t-(vx/cэ), где v - скорость движения системы

относительно эфира, а х - координата той точки в движущейся

системе, в которой производится измерение времени. Время t' он

назвал "локальным временем". На основе этой теории виден эффект

изменения размеров тел L2/L1=1+(vэ/2cэ). Сам Лоренц объяснил

это опираясь на свою электронную теорию: тела испытывают

сокращение вследствие сплющивания электронов.

7

Терия Лоренца исчерпала возможности классической физики.

Дальнейшее развитие физики было на пути ревизии фундаментальных

концепций классической физики, отказа от принятия каких - либо

выделенных систем отсчёта, отказа от абсолютного движения,

ревизии концепции абсолютного пространства и времени. Это было

сделано лишь в специальной теории относительности Эйнштейна.

_______

8

2. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

АЛЬБЕРТА ЭЙНШТЕЙНА.

2.1. Специальная теория относительности.

В теории относительности Эйнштейна вопрос о свойствах и

структуре эфира трансформируется в вопрос о реальности самого

эфира. Отрицательные результаты многих экспериментов по

обнаружению эфира нашли естественное объяснение в теории

относительности - эфир не существует. Отрицание существования

эфира и принятие постулата о постоянстве и предельности

скорости света легли в основу теории относительности, которая

выступает как синтез механики и электродинамики.

Принцип относительности и принцип постоянства скорости

света позволили Эйнштейну перейти от теории Максвелла для

покоящихся тел к непротиворечивой электродинамике движущихся

тел. Далее Эйнштейн рассматривает относительность длин и

промежутков времени, что приводит его к выводу о том, что

понятие одновременности лишено смысла: " Два события,

одновременные при наблюдении из одной координатной системы, уже

не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из

системы, движущейся относительно данной ". Возникает

необходимость развить теорию преобразования координат и времени

от покоящейся системы к системе, равномерно и прямолинейно

движущейся относительно первой. Эйнштейн пришел к формулировке

преобразований Лоренца:

x-vt t-vx/cэ

x'=ДДДДДДДДД , y'=y, z'=z, t'=ДДДДДДДДДД,

ы1-vэ/cэ ы1-vэ/cэ

где x, y, z, t - координаты в одной системе, x', y', z', t' - в

другой.

Из этих преобразований вытекает отрицание неизменности

протяжённости и длительности, величина которых зависит от

движения системы отсчёта:

________ dt0

l=l0ы1-vэ/cэ, dt=ДДДДДДДДДД

ы1-vэ/cэ

В специальной теории относительности функционирует новый закон

сложения скоростей, из которого вытекает невозможность

превышения скорости света.

Коренным отличием специальной теории относительности от

предшествующех теорий является признание пространства и

времени в качестве внутренних элементов движения материи,

9

структура которых зависит от природы самого движения, является

его функцией. В подходе Эйнштейна преобразования Лоренца

оказываются связанными с новыми свойствами пространства и

времени: с относительностью длины и временного промежутка, с

равноправностью пространства и времени, с инвариантностью

пространственно - временного интервала.

Важный вклад в понятие "равноправность" внёс Г.Минковский.

Он показал органическую взаимосвязь пространства и времени,

которые оказались компонентами единого четырёхмерного

континуума. Разделение на пространство и время не имеет смысла.

Пространство и время в специальной теории относительности

трактуется с точки зрения реляционной концепции. Однако было бы

ошибочным представлять пространственно - временную структуру

новой теории как проявление одной лишь концепции

относительности. Введение Минковским четырёхмерного формализма

помогло выявить аспекты "абсолютного мира", заданного в

пространственно - временном континууме.

 В теории относительности, как и в классической механике,

существуют два типа пространства и времени, которые реализуют

субстанциальную и атрибутивную концепции. В классической

механике абсолютные пространство и время выступали в качестве

структуры мира на теоретическом уровне. В специальной теории

относительности аналогичным статусом обладает единое

четырёхмерное пространство - время.

Переход от классической механики к специальной теории

относительности можно представить так: 1) на теоретическом

уровне - это переход от абсолютных и субстанциальных

пространства и времени к абсолютному и субстанциальному единому

пространству - времени, 2) на эмпирическом уровне - переход от

относительных и экстенсионных пространства и времени Ньютона к

реляционному пространству и времени Эйнштейна.

Однако, когда Эйнштейн пытался расширить концепцию

относительности на класс явлений, происходящих в

неинерциальных системах отсчёта, это привело к созданию новой

теории гравитации, к развитию релятивистской космологии и т.д.

Он был вынужден прибегнуть к помощи иного метода построения

физических теорий, в котором первичным выступает теоретический

аспект.

Новая теория - общая теория относительности - строилась

путём построения обобщённого пространства и перехода от

теоретической структуры исходной теории - специальной теории

относительности - к теоретической структуре новой, обобщённой

10

теории с последующей её эмпирической интерпретацией. Далее мы

рассмотрим представление о пространстве и времени в свете общей

теории относительности.