|
различия в скорости света. В нем имеются две трубки, по которым пробегают лучи
света. Одна трубка была направлена вдоль движения земной поверхности и
находящегося на ней прибора, другая трубка находилась в поперечном положении.
Движение Земли в мировом эфире должно было сказаться в увеличении скорости
света, когда последний проходит по продольной к движению Земли трубке навстречу
этому движению, и в уменьшении скорости, когда свет догоняет Землю. Измерить
скорость света при прохождении по трубке от одного конца до другого невозможно.
Удается измерить время, необходимое свету для движения по трубке туда и обратно.
Пусть свет направлен по движению Земли. Тогда он придет к противоположному
концу
продольной трубки с запозданием, а обратный путь проделает с опережением. Но
опережение на обратном пути не полностью компенсирует запоздание, и в целом
получается небольшое запоздание. Свет пройдет туда и обратно в продольной
трубке
за большее время, чем туда и обратно по поперечной трубке. Сравнив скорость
света в продольной и поперечной трубках, мы обнаружим это запоздание, если
движение Земли оказывает влияние на скорость света относительно Земли.
116
Земля движется в мировом пространстве со скоростью около 30 километров в
секунду, и изменение скорости света должно было оказаться величиной, которую
интерферометр Майкельсона обязательно обнаружил бы. Однако скорость света
оказалась независящей от движения Земли в эфире; опыт дал отрицательный
результат. Можно было предположить, что прибор Майкельсона увлекает при своем
движении эфир, так что трубка интерферометра и весь прибор в целом не движется
относительно эфира. Но такое предположение было опровергнуто другими
оптическими
экспериментами.
В самом конце прошлого столетия Вильям Томсон говорил, что наука, наконец,
вошла
в гавань, разрешила все коренные вопросы и может теперь только уточнять детали.
Но он упомянул о двух нерешенных проблемах. Одна из них состояла в некоторых
затруднениях теории излучения - они-то и привели в 1900 г. Макса Планка к идее
квантов. Второй нерешенной проблемой Томсон считал результаты опыта Майкельсона.
За вычетом указанных проблем, по его мнению, науке ничто не угрожает и она
может
считать себя гарантированной от пересмотра своих коренных теоретических устоев.
И как это часто бывает, не успели метеорологи объявить о наступлении ясной
погоды, как грянул гром. Он грянул именно из тех тучек, о которых говорил
Томсон. Результаты опыта Майкельсона и множество аналогичных опытов опрокинули,
казалось бы, самые очевидные представления о мире. В 1905 г. инженер бернского
патентного бюро заявил, что свет действительно распространяется с одной и той
же
скоростью относительно всех тел, движущихся с постоянной скоростью одно
относительно другого - встречающихся, отстающих одно от другого, перегоняющих
одно другое.
Чтобы подчеркнуть всю парадоксальность этого утверждения, нарисуем следующую
картину. С палубы быстро движущегося корабля бросаются в воду два человека,
плавающие с одной и той же быстротой. Один из них плывет от носа к корме, т.е.
навстречу кораблю, другой от кормы к носу, догоняя корабль. Казалось бы,
очевидно, что пловцы затратят различное время: тот, кто плывет по воде
навстречу
кораблю, достигнет кормы скорее, чем вто-
117
рой пловец - носа корабля. И вот вопреки очевидности пловцы проходят этот путь
в
одно и то же время, т.е. с одной и той же скоростью. Разница в скорости
показала
бы, что корабль движется. Если такой разницы нет, то о движении корабля можно
судить только по изменению его расстояния от берега или от другого корабля,
движение его относительно; с тем же правом можно сказать, что берег движется
относительно корабля. Свет ведет себя, как эти пловцы. Оптические процессы в
теле не дают внутренних критериев движения, не дают основания говорить об
абсолютном движении. Свет распространяется с одной и тон же скоростью
относительно различных, движущихся одно относительно другого, тел. Мы уже
говорили недавно о системах отсчета - воображаемых измерительных стержнях, с
помощью которых можно измерить скорость, в частности скорость света. Основную
посылку теории относительности Эйнштейна выражают словами "скорость света одна
|
|