Файл: Бриллюэн, Л. Новый взгляд на теорию относительности.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 64

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

62 Глава 3

радиоастрономии (фиг. 3.4). Б ы л о обнаружено, что гидроксильные радикалы (ОН) в далеком космосе испускают излучение с частотой около 1665 МГц. Это

происходит при

весьма странных обстоятельствах,

' \

Радиоизлучение

\

•у\

Вт ОН -источников

\ -У,

^ If

Л-—Тысячи километров—-

ВЧ \Атомныеча'сы\[Атомные часы\ ВЧ

ВЧ^ВЧ-гвнератор |$Ч-гвнералюр$

ПЧ ПЧ

GL0

 

GL0

Магнитная

Цифровой

Магнитная

лента

коррелятор

лента

Интерференционные полосы

Фиг . 3.4. Радиоинтерферометр с боль­ шой длиной базы состоит из двух радио­ телескопов, отстоящих друг от друга на тысячи километров.

З а п и си сигналов на магнитных лентах, сннхро* ннзнрованные с помощью атомных часов, сравниваются на вычислительной машине с целью о б н а р у ж е н и я интерференционных по­ лос [3].

очень озадачивающи х

астрономов. Такое излучение ис­

ходит из некоторых областей

(зон

H I I ) ,

расположен­

ных вблизи очень горячих звезд,

в которых водород

почти полностью ионизирован. Эти зоны

расположены

вблизи

экватора Галактики .

В спектрах

поглощения

и испускания (ОН)

имеются четыре линии, обуслов­

ленные

сверхтонким

расщеплением вращательных


Гравитация

и теория относительности

63

уровней. Любопытно, что

относительные интенсивно­

сти этих четырех линий не согласуются с предсказа ­ ниями квантовой теории. Доплеровское смещение по­ казывает, что (ОН) -группы движутся к центру Галак ­ тики со скоростью около 40 км/сек, тогда как атомы

водорода движутся

в противоположном

направлении

со скоростью около

50 км/сек. Р а з м е р ы

излучающих

областей настолько малы, что требуется

применение

интерферометра с очень

большой базой,

состоящего

из двух радиотелескопов,

расположенных

на расстоя­

нии многих тысяч километров (от Калифорнии до Норвегии) . М е ж д у ними невозможно установить не­

посредственную связь, но ими можно

управлять

и их

работу синхронизировать с помощью двух

атомных

часов. Д л я обнаружения

интерференционных

картин

записи производятся на

магнитную

ленту,

а

затем

сравниваются с

помощью

вычислительной

машины .

Этот эксперимент

является выдающимся достижением

и свидетельствует о необычайной надежности

атом­

ных часов.

 

 

 

 

 

Литература

1.Bridgman P. W., Reflections of a Scientist, Philosophical Libra­ ry, New York, 1955.

2.Einstein A., Ann. Phys. [4] 17, 133 (1905). (Русский перевод:

Эйнштейн А., Собрание научных трудов, т. 3, М., 1965, стр. 92.)

3.Dicke R. H., Phys. Today, 20, 55—70 (1967). В этой статье приведены многочисленные ссылки на оригинальные работы.

4.

Bohr N., Phil. Mag., 26, 476, 857

(1913). (Русский

перевод:

 

Бор Н., Избранные научные труды,

т. 1, М., 1970.)

 

5.

Pound R.

V., Snider R. L . , Phys.

Rev., 140 В, 788

(1965).

6.

Weisskopf

V. F., Sei. Amer., 218 (5),

15 (1968).

 


4

О КРАЙНЕ НЕОБХОДИМОМ Р А З Л И Ч Е Н И И

МАТЕМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ КООРДИНАТ

И ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОТСЧЕТА

§ 1. Введение. Мнения Бора и Пуанкаре

Э к с п е р и м е н т а л ь н ая наука начиналась с классиче­

ской

механики.

Н а ш

способ мышления

и наши опре­

деления до сих

пор в значительной мере

основывают­

ся на

механике; мы

используем ее язык

д л я описания

результатов наших экспериментов, поскольку все эти эксперименты выполняются с помощью макроскопи­ ческих приборов.

Приведем здесь

очень ясно выраженные мысли

Бора [1] по данному

вопросу:

«Главное состоит в признании того, что опи­ сание экспериментальных установок, а т а к ж е ре­ зультатов наблюдений должно быть выражено на обычном физическом языке, для которого харак ­ терна тщательность определений. Это — простая логическая необходимость, поскольку слово «экс­ перимент» означает лишь некоторую процедуру, о которой мы можем сообщить другим, что мы сделали и что мы получили в результате».

Экспериментальные установки изготовляются из прочных и жестких материалов и достаточно массив­

ны,

благодаря чему

их положение и скорость

можно

определять вполне классически, не учитывая

принци­

па

неопределенности

Бора

и Гейзенберга.

 

 

В других работах

Бор

[2] очень хорошо разъясняет

ход мыслей, благодаря которым он пришел к идеям «соответствия» и «дополнительности». М ы не будем пересказывать эти классические рассуждения, однако хочется в явном виде выделить следующее утвержде -


О различении

систем координат

и систем отсчета

65

 

ние Б о р а : линейки, используемые нами д л я

измерения

 

расстояний, и часы, с помощью которых мы

измеряем

 

время, д о л ж н ы иметь большую массу для того, чтобы

\

на их свойствах не о т р а ж а л а с ь

квантовомеханическая

 

неопределенность.

 

 

 

 

 

 

Этот существенный момент был упущен из виду ос­

 

новоположником классической механики и не учтен

 

Эйнштейном

в его теории

относительности;

необхо­

 

димо заново и тщательно исследовать следствия

это­

 

го положения

в

применении

к

упомянутым

теориям.

 

В одной из своих «красных книжечек», справедли­

 

во считаемых выдающимися, П у а н к а р е [3] следующим

 

образом высказывается об основах механики:

 

 

 

«Англичане изучают механику как экспери­

 

ментальную науку. На континенте ее всегда рас­

 

сматривают как более или менее априорную и

 

дедуктивную

науку. Н е

стоит и говорить

о

том,

 

что англичане правы...

 

 

 

 

 

 

С другой стороны, если принципы механики не

 

имели другого источника, кроме эксперимента, то

 

они, следовательно, являются лишь приближен­

 

ными и временными.

 

 

 

 

 

 

Новые

эксперименты

могут однажды

вынудить

 

нас изменить

или д а ж е

отбросить их».

 

 

 

 

П у а н к а р е

настаивает на

том, что ученый должен ")

основываться

не

на произвольных определениях,

а на

'

некоторых соглашениях, представляющих собой итог 1

эмпирических

фактов; он

утверждает:

 

«Соглашения — да;

произвольные

соглаше­

ния — нет. Они стали бы произвольными, если бы

мы упустили из виду эксперименты, которые при­

вели основателей науки к их принятию».

 

На такой

ж е точке зрения

стоит З о м м е р ф е л ь д [4]. .

Вспомним

предостережение,

которое делают по по- \

воду путей развития науки, и отрицательное отноше­ ние к аксиомам или постулатам, выдвинутым априори.

Метод логики,

состоящий в

постулировании

аксиом, совершенно

чужд экспериментальной

науке.

Она исходит из результатов опыта,

которые

можно

3 Зак. 1357