<<
>>

Природа релятивистских эффектов

В вопросе о природе релятивистских эффектов сталкиваются различные философские взгляды, и его решение занимает центральное место в философской интерпретации специальной теории относительности.

На наш взгляд, здесь существуют три наиболее общие концепции: 1) динамическая, 2) субъективистская и 3) релятивистская, соответствующая действительному содержанию теории относительности. Рассмотрим эти концепции.

Динамическая концепция исторически предшествует теории относительности и берет начало от предложенной Лоренцем и Фицджеральдом для объяснения отрицательного результата опыта Майкельсона так называемой гипотезы сокращения. Лоренц и Фицджеральд выдвинули предположение, что все тела в

L v2

направлении своего движения сокращаются в J1 —j раз; с чис-

*го математической точки зрения это то же самое выражение, что и в теории относительности. Однако физический смысл сокращения Лоренца—Фицджеральда1 совершенно иной. Лоренцево сокращение — это абсолютное изменение абсолютной длины, оно вызвано динамическими причинами, силовыми воздействиями на тело. Грубо говоря, оно носит такой же характер, как, скажем, тепловое расширение тел, т. е. характеризует не свойства пространства, а силы, действующие на тела. В выражении

/ = /0.11 - — по гипотезе Лоренца—Фицджеральда /0 — абсолют-

V С2

Ная длина тела, покоящегося по отношению к эфиру. При движении через эфир в результате взаимодействия составляющих тело электронов с эфиром возникают электрические силы, кото- [CLIII] [CLIV] рые и вызывают сокращение. Сокращение носит абсолютный характер и вместе с тем принципиально ненаблюдаемо. Оно ни в чем себя не обнаруживает, кроме опыта Майкельсона, для объяснения которого и было специально придумано.

Лоренц не осознал фундаментальной важности факта постоянства скорости света. Он считал, что фактически скорость света непостоянна, но ее изменение в системах, движущихся в эфире, компенсируется соответствующим «сжатием» всех линейных размеров, так что фактически наблюдаемое явление регистрируется как постоянство скорости света.

Таким образом, наблюдаемый факт объяснялся как феноменологический результат двух взаимнокомпенсирующих и принципиально ненаблюдаемых эффектов: изменения скорости света и изменения линейных размеров в направлении движения.

Хотя лоренцево сокращение и было предложено до появления теории относительности, но попытки истолковать релятивистское сокращение в духе Лоренца не прекращались и в последующий период в связи с попытками опровергнуть теорию относительности. В нашей литературе тоже нередки были заявления, что теория относительности — это «схоластически-метафизиче- ская интерпретация материалистических взглядов Лоренца», что взамен теории относительности надо построить «материалистическую теорию быстрых движений».

Динамическое истолкование релятивистских эффектов с философской точки зрения выполнено в духе механистического материализма, поскольку связано с концепцией абсолютного пространства и стремится сохранить абсолютность основной метрической характеристики пространства — длины.

I              V 2

В действительности релятивистская / = /0 1                            как раз ут-

V С2

верждает, что любое тело, как бы быстро по отношению к некоторой системе отсчета оно ни двигалось при измерении наблюдателем, покоящимся относительно этого тела, всегда будет иметь одну и ту же длину /о, называемую собственной длиной- Возьмем для наглядности космический корабль, находящийся на стартовой площадке на Земле; его длина, измеренная перед стартом, равна, скажем, 100 м. Стартовав, корабль разогнался Д° околосветовой скорости, и его длина, измеренная наблюдателями с Земли, стала, допустим, 50 м. Это совсем не означает, что корабль сократился вдвое, как может сократиться стержень поД

действием приложенных к нему упругих сил. Длина корабля, измеренная находящимися на нем космонавтами, по-прежнему остается 100 м (собственная длина, измеренная в системе, где тело покоится, так как космонавты, измеряющие длину своего корабля, по отношению к нему находятся в покое).

Изложенное положение иногда формулируется таким образом, что на самом деле длина корабля осталась той же, и наблюдателям с Земли он лишь кажется со1фатившимся.

Но что значит «на самом деле»? Это выражение неявным образом вводит абсолютную длину: собственная длина здесь объявляется абсолютной, а все остальные (в других системах измеренные) — лишь кажущимися. Иногда понятие длины вообще объявляется лишенным объективного содержания и зависящим только от точки зрения субъекта — наблюдателя. Так мы приходим ко второму истолкованию релятивистских эффектов — субъективистскому.

Субъективистское истолкование основано на признании длины и временнбго промежутка зависящими от субъекта и им определяемыми.

Первое обстоятельство, на котором базируется субъективистское истолкование, — это «язык», на котором излагается теория относительности. В работах самого Эйнштейна и ряда крупных физиков и особенно в работах бесчисленных популяризаторов теории относительности без нужды часто (для наглядности) говорится о наблюдателях, измеряющих длины, массы, времен- нйе промежутки. На самом деле суть здесь не в наблюдателе, а в системе отсчета, с которой он связан. И, строго говоря, например, выражение «Длина космического корабля, с точки зрения земного наблюдателя, — 50 м, а с точки зрения космонавта — 100 м» является неточным. Правильнее было бы сказать: «Длина космического корабля в системе отсчета, связанной с Землей, — 50 м, а в системе отсчета, связанной с самим кораблем, — 100 м». Система же отсчета отнюдь не есть нечто, порожденное субъектом, — это всегда некая объективная система координации событий, обязательно связанная с материальным (вещественным) телом (даже электромагнитное поле не может быть системой отсчета). Когда физик говорит о зависимости, например, длины от точки зрения наблюдателя, то он фактически всегда имеет в виду систему отсчета, с которой связан наблюдатель, а отнюдь не зависимость от наблюдателя как субъекта познания.

Второе обстоятельство, на котором базируется субъективистское истолкование, — это отождествление относительного с субъективным. Только абсолютному присваивается атрибут реального, относительное лишается такового.

В действительности это, конечно, не так. Относительные величины реальны не в меньшей степени, чем абсолютные, — их отличие отнюдь не в степени реальности. Мы фактически подошли к третьему истолкованию природы релятивистских эффектов, которое лучше всего и назвать релятивистским.

Релятивистское истолкование исходит из того, что сокращение длины и замедление времени суть реальные, но относительные эффекты. Например, бессмыслен вопрос: какая длина нашего космического корабля — 100 или 50 м — реальна? В определенном смысле длина аналогична, например, скорости. Не существует скорости тела самого по себе, это понятие выражает отношение тела к системе отсчета, и одно и то же тело в разных системах объективно имеет разные значения скорости. Подобное понимание скорости уже давно вошло в повседневный обиход и не вызывает особых протестов, но с понятиями «длина» и «промежуток времени» дело обстоит сложнее.

Длина не есть характеристика тела самого по себе, как считала классическая физика, она выражает отношение тела к системе отсчета и имеет смысл лишь в связи с той или иной системой отсчета. Временной промежуток не есть свойство событий самих по себе, а опять-таки выражает их отношение к системе отсчета и только в ней имеет смысл. Причем эта зависимость становится сколь-нибудь заметной лишь при околосветовых скоростях, и поэтому нам так трудно освободиться от иллюзии абсолютной длины и абсолютного времени[CLV].

Релятивистское замедление времени, как и сокращение длин, не фикция, а реально существующий эффект, в принципе доступный экспериментальной проверке. Проверка этого эффекта на космонавтах является пока делом писателей-фанта- стов, ибо достижение макроскопическими телами околосвето- вых скоростей сегодня лишь абстрактная возможность, но она возможна на микрообъектах1.

<< | >>
Источник: Под ред. д-ра филос. наук А.И. Липкина. Философия науки: учеб, пособие. 2007

Еще по теме Природа релятивистских эффектов:

  1. Сократ
  2. К ПОНИМАНИЮ КУЛЬТУРНЫХ ТРАДИЦИЙ ЧЕРЕЗ ТИПЫ МЫШЛЕНИЯ. (К СЕМИОТИКЕ ПОНИМАНИЯ ТИПОВ КУЛЬТУРНЫХ ТРАДИЦИЙ)
  3. РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ – ЛАУРЕАТЫ НОБЕЛЕВСКОЙ ПРЕМИИ В РАЗНЫЕ ГОДЫ
  4. В. Г. Сергеева ВОПРОСЫ ЗАСЕЛЕНИЯ АМЕРИКИ И ТРАНСОКЕАНСКИХ КОНТАКТОВ В ТРУДАХ ХУАНА КОМАСА
  5. Методологические аспекты изучения поля земной силы тяжести
  6. Case Studies
  7. Глава 11 Служащий бюро патентов
  8. Глава 14 Политический журналист
  9. Природа релятивистских эффектов
  10. Критическая проверка теорий