нические явления, напр., падение тел, удары Противоречия классической электродинамики шаров, качание маятника и т. д., будут продвижущихся тел. исходить одинаково, независимо от того, двиДо сих пор мы говорили лишь о механичежется ли инерциально вагон, в к-ром находится экспериментатор, или покоится. Следовательно, ских процессах. Но существует очень большой существует группа систем отсчета, носящих класс явлений — явления электромагнитного поназвание гьнерциальных систем (см.) отсчета, ля, к-рые изучаются электродинамикой. К ним относятся, в частности, явления распрострав к-рых справедлив закон инерции.
Но отсюда же следует и второй вывод. Если нения света. Спрашивается, можно ли, исслемеханические явления протекают одинаково дуя распространение света или другие элекво всех инерциальных системах отсчета, то тромагнитные явления, обнаружить движение исследованием механич. движений в инерциаль
системы относительно абсолютного пространной системе нет возможности установить, дви
ства? Можно ли, экспериментируя с электрожется ли она или нет. Отсюда следует, магнитным полем в инерциально движущемся что понятие инерциального движения выра
вагоне, установить его скорость относительно жает поведение одной системы отсчета отно
нек-рой абсолютно неподвижной системы отсчесительно другой, а не поведение системы отно
та? Этот вопрос был поставлен еще во второй посительно нек-рого абсолютного пространства ловине 19 в. — Пространственно-временные свойи времени. Иначе говоря, скорость тела есть ства электромагнитного поля, напр., поля свепонятие относительное, т. е. имеет*смысл гово
товых волн, выражаются, в частности, в том, что рить лишь о скорости тела относительно поле распространяется в какой-либо рассматдругого тела. В этом утверждении и заклю
риваемой области от точки к точке, непрерывно, чается принцип относительности с конечной скоростью. Поэтому совершенно классической механики. Мате
естественным является понятие о среде, перематически этот принцип формулируется (в клас дающей свет, свойства к-рой характеризуются известными уравнениями Максвелла — Лоренца. сической механике) так: уравнения движения Эта среда заполняет все мировое пространство и называется эфиром.
На первый взгляд, в электромагнитном поле (здесь х, у, z — координаты массы m, t — время, мы имеем нечто подобное звуковому полю — Фх, Фу, Фг — компоненты силы, действующей на явлениям распространения звуковых колебамассу т) остаются неизменными или, как ний в воздухе или в какой-либо иной среде. принято говорить, инвариантными при перехо
Как там, так и здесь речь идет о процесде от одной инерциальной системы отсчета се, распространяющемся непрерывно от точки (ж, у, z, t) к другой (х'. у', zf, t'). Таким обра
к точке, — процессе, описываемом дифферензом, в новой системе отсчета (ж', y'f я', Г) циальными уравнениями в частных производных. В дальнейшем мы увидим существенное, уравнения (1) переходят в уравнения принципиальное отличие свойств электромагd2x' -, d%y', d22" »., ч
нитного поля от звукового, к-рое не учитываm dp2 = Ш dTa = ®У 9 Ш dp2 = лось в прошлом. — Экспериментируя со звуком в инерциально движущемся вагоне, мы можем и, следовательно, законы динамики формули
получить два различных ответа на вопрос руются так же, как и в прежней системе: про
о том, можно ли этим путем определить движеизведение массы на ускорение равно силе, ние вагона. А именно, если воздух, передаюдействующей на массу, и т. д. щий звук, будет передвигаться вместе с вагоЭтот переход от одной инерциальной системы ном, уноситься им, то ответ гласит — нет. Если (х, у, z, t) к другой (ж', у', z'f V) выражается ма
же вагон будет двигаться относительно возтематически формулами преобразований Гали
духа, то это обстоятельство позволит обнарулея — Ньютона. Если оси рассматриваемых ко
жить различие в скоростях звука по направлеординатных систем соответственно параллель
нию движения и по направлению, прямо протины, моменты начала отсчета времени в обе
воположному (или перпендикулярному). Если их системах совпадают, начала обеих систем в v — скорость вагона, a w — скорость звука отномомент t = 0 также совпадают и движение вто
сительно воздуха, то по направлению движерой системы относительно первой происходит ния экспериментатор найдет скорость звука вдоль оси ж-ов, то формулы перехода гласят: w' равной w+v, а в обратном направлении получит w'=w-v. Измерив время и расстояние, ж' = ж ± vt, проходимое за это время звуком, можно отсюда найти как w, так и v, т. е. определить скорость а — й, инерциального движения вагона относительно воздуха, по к-рому распространяется звук.
t' = t, Исторически, в конце 19 в. интересующая где — скорость движения новой системы нас задача была сформулирована для электропо оси ОХ. магнитного поля именно таким образом, по В этих уравнениях преобразования содер
аналогии с явлениями распространения упружится то принципиальное допущение, что все гих звуковых волн. Вопрос был поставлен так: масштабы — и временные и пространственные — можно ли, исследуя электромагнитное поле во всех системах одинаковы. Иными словами, в движущемся теле, установить скоро’сть двипринимается, что во всех такого рода системах жения тела относительно электромагнитной время течет одинаково, а масштабы являются среды («эфира»). Здесь также возможны два абсолютно неизменными. Но при этом следует случая: либо эфир увлекается движущимся подчеркнуть, что вопрос, как физически срав
телом — тогда ответ будет отрицательный; либо нить ход часов и длину масштабов в движу
эфир остается неподвижным; в таком случае щихся друг относительно друга системах, в напрашивается вывод, что установить такое движение тела относительно эфира (а поскольку классической механике не ставился.
