История и методология физики

времениподобный (s
2
>0), пространственно-подобный (s
2
<0), нулевой (s
2
=0). Два 
события, разделенные пространственно-подобным интервалом, не могут быть 
причинно связанными. Для событий, разделенных времениподобным интервалом, 
можно рассматривать порядок следования событий, остающийся неизменным в любой 
инерциальной системе отсчета, несмотря на относительность одновременности. В 
геометрии Минковского на плоскости преобразования Лоренца представляют собой 
гиперболический поворот. 
Теория Эйнштейна вызвала вначале «смятение умов» и скептическое отношение 
к ней некоторых физиков. Первое время Лоренц неодобрительно воспринимал теорию 
Эйнштейна, все еще не оставляя попыток спасти свои представления. Вскоре, однако, 
Лоренц признал правоту Эйнштейна, и в 1912 г. он писал: «Заслуга Эйнштейна 
состоит в том, что он первый высказал принцип относител
ь
ности в виде всеобщего, 
строго и точно действующего закона». 
Надо сказать, что принцип относительности формулировал и Пуанкаре. Он 
считал, что любой метод измерения абсолютных свойств движения должен быть 

---

исключен. В сентябре 1904 г. Пуанкаре изложил принцип относительности в 
формулировке: «Законы физических явлений должны быть одинаковыми для 
неподвижного наблюдателя и для наблюдателя, совершающего равномерное 
поступательное движение, так что мы не имеем и не можем иметь никакого 
способа определить, находимся ли мы в подобном движении или нет». Другими 
словами, Пуанкаре считал, что относительность заключается в том, что нет способа 
отличить состояние абсолютного покоя от движения по инерции. В 1906 г. Пуанкаре 
опубликовал статью «О динамике электрона», в которой он пришел к выводу: 
«...невозможность показать опытным путем абсолютное движение Земли 
представляет, по-видимому, общий закон природы; мы естественно приходим к 
тому, чтобы принять этот закон, который мы назовем постулатом 
относительности, и принять без оговорок. Все равно, будет ли позднее этот 
постулат, до сих пор согласующийся с опытом, подтвержден или опровергнут более 
точными измерениями, сейчас, во всяком случае, представляется интересным 
посмотреть, какие следствия могут быть из него выведены». 
С математической стороны Пуанкаре получил основные результаты теории 
Эйнштейна и в некоторой мере предвосхитил формулировку теории относительности, 
которую впоследствии развил Минковский. Однако его физическая интерпретация 
постулата относительности сохранила лишь исторический интерес. Пуанкаре был 
блестящим математиком. Он очень близко подошел к идее Эйнштейна, но, как 
говорил Луи де Бройль, Пуанкаре «так и не сделал решающего шага и предоставил 
Эйнштейну честь разглядеть все следствия из принципа относительности». Причина 
этого заключается в концепции познания Пуанкаре. Он считал, что существование 
материальных объектов - это «удобная гипотеза», а принятые физические понятия и 
определения «являются лишь плодом неосознанного соглашения». Он не рассматривал 
теорию как отражение внешнего мира. Для него теория - лишь система упорядочения 
восприятий, которая может реализовываться в различных формах, по соглашению, ра-
ди удобства. В частности, относительно свойств пространства и времени он говорил, 
что «Не природа навязывает их нам, а мы налагаем их на природу, потому что мы 
находим их удобными». Отмечая эту черту Пуанкаре, Луи де Бройль писал, что, 
будучи прекрасным математиком, Пуанкаре «занимал по отношению к физическим 
теориям несколько скептическую позицию, считая, что вообще существует 
бесконечно 
много 
логически 
эквивалентных 
точек 
зрения 
и 
картин 
действительности, 
из 
которых 
ученый, 
руководствуясь 
исключительно 
соображениями удобства, выбирает какую-то одну. Вероятно, такой номинализм 
иной раз мешал ему признать тот факт, что среди логически возможных теорий 
есть такие, которые ближе к физической реальности, во всяком случае, лучше 
согласуются с интуицией физика, и тем самым больше могут помочь ему». 
В 
противоположность 
Пуанкаре 
Эйнштейн 
считал, 
что 
принцип 
относительности есть обобщение научного опыта и часто ссылался на этот опыт. Как 
проявление этого принципа, можно не сомневаться, что два физика, находящихся со 

---

своими измерительными приборами в двух различных инерциальных системах, 
откроют тождественные законы природы. Отмечая же роль науки, Эйнштейн много 
лет спустя говорил: 
«В своей долгой жизни я познал одну истину, что вся наша наука кажется 
примитивной и неразвитой, если ее сравнить с реальностью, и все же это самая 
большая драгоценность, которой мы обладаем». 
Иногда говорят, что вся теория относительности была фактически подготовлена 
еще до Эйнштейна, а ему оставалось только сделать заключительный обобщающий 
шаг. В действительности вся логическая система частной теории относительности 
(ЧТО) развивалась самим Эйнштейном. Ему не нужны были бесконечные 
«нагромождения гипотез». Как писал выдающийся немецкий физик Вольфганг Паули, 
«Основы новой теории были доведены до известного завершения Эйнштейном. Его 
работа 1905 г. была направлена в печать почти одновременно с сообщением 
Пуанкаре и написана без осведомленности о работе Лоренца 1904 г. Исследование 
Эйнштейна содержит не только все существенные результаты обоих названных 
работ, но также, прежде всего, изложение совершенно нового и глубокого понимания 
всей проблемы». Сам Эйнштейн разъяснял: «Частная теория относительности 
выросла из электродинамики и оптики. Она мало изменила положения этих теорий, 
но значительно упростила теоретические построения, т.е. вывод законов, и - что 
несравненно важнее - заметно уменьшила число не зависящих друг от друга гипотез, 
лежащих в основе теории. Теория относительности придала теории Максвелла-
Лоренца такую степень очевидности, что физики были бы полностью убеждены в ее 
справедливости даже в том случае, если бы эксперимент говорил бы в ее пользу не 
столь убедительно». 
Оценивая роль и значение теории относительности Эйнштейна для развития 
физики, Паули писал: «Теорию относительности я рассматриваю как пример, 
показывающий, как фундаментальное научное открытие, иногда даже вопреки воле 
его автора, дает начало новым плодотворным направлениям, развитие которых 
происходит уже по их собственному пути». 
Иногда встречаются работы, в которых, по мнению их авторов, 
«ниспровергаются» постулаты теории относительности. Так, в 1962 г. американский 
физик Кантор утверждал, что его эксперимент опровергает постулат о постоянстве 
скорости света - о независимости скорости света от скорости источника света. Однако 
многочисленные опыты, выполненные с огромной точностью, не обнаружили 
отклонений от постулатов теории. 
Наиболее точные измерения проводились с использованием лазеров. Такие 
измерения установили независимость скорости света от скорости движения 
источников с точностью до 0,03 мм/с. Был также выполнен эксперимент по проверке 
независимости скорости света от направления (современный вариант опыта 
Майкельсона-Морли). Результат Майкельсона-Морли был подтвержден с колос-
сальной точностью – 1,7·10
-15
. 

---