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

ся: как часто

ж е л а е м о е выдается

за действительное

и тщательный

анализ подменяется

фантазированием.

внезапный

первовзрыв,

то

ли расширения и

сжатия

от —оо до

+ 0 О . Все

это

слишком красиво,

чтобы

рить в это.

Разрешите

мне рассказать еще

один случай.

В бытность

студентом П а р и ж с к о г о

университета я

студентов, и затем их

публиковало издательство

Го-

тье - Виллара . Лекции

записывали Борель, или Д

р а ш ,

ловек, который впоследствии сам стал

известным

ученым.

В 1911 г. П у а н к а р е не

назначил

никого

для

этой

работы. Он читал лекции по космогонии.

Он

знал,

что космогонические теории

далеки

от достоверности,

кования, предлагаемые

различными

авторами, явно

не адекватны. Мы тогда

не знали,

откуда берется

зуются звезды

и как

они угасают. В наших знаниях

было слишком

много

пробелов. Иногда П у а н к а р е не­

доской взад

и вперед.

Затем

он поворачивался

к аудитории,

отодвигал

в сторону

свои лекционные

18

Введение

записки и говорил: «У

меня только что возникла но­

вая

идея. Попробуем,

подойдет ли она...» Он излагал

определяя численные значения величин.

З а т е м делал

вывод: «Это не намного лучше, чем в

других

тео­

риях; в самом деле, мы знаем слишком

мало».

Это

был последний полный курс лекций Пуанкаре, за

год

до его

неожиданной

смерти.

Вы думаете, мы теперь находимся в лучшем по­

ложении? Конечно, в течение последних

пятидесяти

лет мы

многое узнали. Н о

мы все еще очень

далеки

от понимания космогонии, это понимание

продолжает

оставаться мечтой, волнующей и далекой.

Некоторые читатели могут сказать: «Мы д о л ж н ы

верить

некоторым

хорошо

установленным

принци­

времени,

принципу

относительности

и т. д.». Ну

что ж,

г можно

показать

относительность

принципа

относи-

коны

механики,

сформулированные

в

неподвижной

системе

отсчета,

остаются

точно

такими

же,

когда

движение

рассматривается

в

системе

отсчета,

дви­

жущейся

с

заданной

постоянной

скоростью

ѵ.

Чита­

тель

может

заметить,

что

я

сказал «система

отсче-

^ та»,

а

не

«система

координат».

К а к

мы

увидим

принципиальное

различие.

Система

кеюгщшат — чис­

то

геометрическое

понятие;

она

не

имеет" массы

по

той

простой

причине, что "в"геометрии

понятие

массы

не

рассматривается.

Система отсчета

ж е д о л ж н а

об­

л а д а т ь массой, причем необходимо

предполагать,

что

эта

масса

много

больше

массы любого

движущегося

і относительно

нее

тела.

!

Сосредоточим

теперь

внимание

иа

слове

«задан-

j ный». Что

мы подразумеваем под

выражениемПзоЭам-

^_ная

скорость?

Кто

задает

нам эту

скорость

и как?

Я

очень

настораживаюсь

всякий

раз,

когда

слышу

Введение

19

т а м . В такой

ситуации

скорость — точно

з а д а н н а я

величина,

не с о д е р ж а щ а я

ошибок.

В действительности

так

никогда не бывает. Если я

н а б л ю д а ю

за

неизвестным

телом,

д в и ж у щ и м с я

в не­

бе, то никто не может

задать мне

его скорость.

Будет

ли это звезда

или «летающая тарелка», — я

должен

измерять

их

скорость

с

помощью

экспериментально­

налы,

отраженные от

неизвестного

тела,

и

изме­

рить время их

возвращения, доплеровское

смещение

и т. п. Произведя эти измерения, я могу

вычислить

скорость.

Но

я должен

учесть

и то, что д а ж е

самые

тонкие

будет одинаковой. При

любом

эксперименте

требует­

ся установление

связи

между

наблюдателем

и на­

блюдаемым

объектом,

и после

того,

как наблюдение

выполнено

и связь прекращена,

тело

будет

находить­

налы, с о д е р ж а щ и е множество фотонов.

О т р а ж а я с ь ,

эти

фотоны

отталкивают

н а з а д

о т р а ж а ю щ е е

тело

(эффект отдачи)

и изменяют

его

скорость.

Заданная

скорость — это

просто

плод

наиіего

во­

ображения.

Эта

традиционная

грубая

ошибка

— ре­

зультат иллюзии, что «от того, что

я

только посмот­

рю,

ничего

не случится».

В

физике

девятнадцатого

знаем больше.

Системы

отсчета,

движущейся

с

за­

данной

постоянной

скоростью,

не

существует

и

ни­

когда не существовало. Единственное, о чем

можно

говорить, — это

о

тяжелой

системе

отсчета, обладаю ­

щей столь большой массой, что возмущения,

вноси­

мые при измерении ее скорости, пренебрежимо

малы .

К а к мы

увидим

в гл. 5,

это

уточнение приводит

ко

ским

свойствам

от

тех,

которые

представлял себе

Эйнштейн. Этот

вопрос

будет рассмотрен подробно

в гл.

3. Упомянем

здесь

об одной

трудности, связан­

при

строго

определенных

условиях

(с

точностью

ICH), а единицу времени определяют, используя ча­

стоту спектральной

линии

цезия (с точностью 10"1 2 ).

Следовательно,

одно

и

то

же физическое

явление —

спектральная

линия

—

используется

для

двух

различ­

ных

определений:

единицы

длины

и единицы

времени,

глядит

произвольной. Следовало бы

раз и

навсегда

' ;, установить, что спектральная

линия

д о л ж н а

исполь­

зоваться для определения или

частоты, или

ж е

длины

і волны,

но не того и другого!

относительности

Эйнштейна

предсказывает некоторое

изменение единиц

длины и

времени при их измере­

нии в областях

с

различным

гравитационным потен-

Введение

21

ци ало м. Она т а к ж е предсказывает изменение

ско­

Цель нашей книги

состоит

в том,

чтобы рассмот­

реть

этот,

а т а к ж е и

другие

вопросы,

появившиеся

после

того,

как в начале нашего века были сформу­

лированы

теория

относительности и

квантовая

тео­

рия.

В гл.

1 мы

сделаем исторический

обзор

собы­

сначала

рассмотрим

развитие

научных

теорий

вообще.

В

книге

[1], используя

методы

научной информа­

ции,

мы

дали общий анализ смысла научных теорий,

а т а к ж е

подчеркнули

личную

роль

ученого. Его зада­

ча начинается с выбора эксперимента,

который

мож­

но было

бы

изолировать

от

влияния

окружающей

среды и достаточно полно

описать,

с тем чтобы

мож­

помощи такой теории он может

предсказывать

Ткь"

вые результаты, которые будут

подтверждены

или

строить заново, чтобы объяснить новые

опытные

данные.

Научное знание основывается на эмпирических

фактах и их теоретической интерпретации.

Эти два

ный симбиоз, рассматривавшийся в [1]

(гл. I I I и I V ) .

Роль

человеческого

воображения

при

создании

тео­

рий была тщательно исследована

в

замечательной

работе

Линдсея [2]:

«Наука — это

игра, в которой

мы принимаем,

что

вещи

не совсем

такие, какими

они кажутся,

с целью понять их сущность путем

мышления,

свой­

ственного

нам

как

людям...

Наука — это

метод