|
ускорением, противоположным по направлению тем силам, которые действовали на
кабину в первом случае. Ускорение кабины вызовет в пей процессы, не
отличающиеся
от процессов, вызванных в первом случае тяготением. Силы инерции прижмут к полу
подошвы находящихся в кабине людей, натянут веревку, на которой подвешена гиря,
и т.д.
Никто не сможет сказать, что является причиной процессов, происходящих в
кабине:
ее ускоренное движение или действующие на нее силы тяготения. Этот пример
иллюстрирует принцип эквивалентности. Так Эйнштейн назвал неразличимость
динамических эффектов ускорения и тяготения. Из принципа эквивалентности
следует, что ускоренное движение не имеет абсолютного критерия: внутренние
эффекты, вызванные ускорением, можно приписать тяготению.
Чтобы распространить на ускоренные движения найденную в 1905 г. специальную
теорию относительности, нужно было показать, что за счет тяготения могут быть
отнесены не только динамические эффекты движения, но и оптические явления. Речь
идет о следующем. Представим себе, что кабину лифта пересекает поперечный луч
света. Он входит в одно окошечко и выходит в другое. Если кабина движется с
ускорением, луч сдвинется в сторону, обратную движению кабины. Если же кабина
неподвижна и находится в поле тяготения, то свет не сдвинется и
продемонстрирует
различие между физическими эффектами ускорения и тяготения и абсолютный
характер
ускоренного движения. Это произойдет, если свет не обла-
175
дает гравитационной массой. Но если свет обладает гравитационной массой, иными
словами, если он подвержен действию поля тяготения, то под действием этих сил
он
испытывает ускорение. Чтобы допустить такое ускорение, нужно отказаться от
основной посылки специальной теории относительности - постоянства скорости
света
Эйнштейн сделал это. Он ограничил специальную теорию относительности - принцип
постоянства скорости света - областями, где гравитационными силами можно
пренебречь. Зато он распространил принцип относительности, лежащий в основе
специальной теории, на все движущиеся системы. Вывод о тяжести света, о наличии
у света гравитационной массы можно было проверить наблюдением. Мы вскоре увидим,
как это было сделано. Сейчас коснемся другого - соотношения "внешнего
оправдания" и "внутреннего совершенства" общей теории относительности.
Исходные идеи этой теории были выведены из очень общих посылок - из
пропорциональности инертной и тяжелой масс. В классической механике эта
пропорциональность была необъяснимой особенностью гравитационных полей - ведь в
случае других полей, например электрических, такой пропорциональности нет.
Общая
теория относительности включила указанную пропорциональность в систему
связанных
друг с другом закономерностей, в единую каузальную схему мироздания. Тем самым
картина мира приблизилась к "внутреннему совершенству". Такую же роль сыграла
ликвидация произвольного для "классического идеала" ограничения относительности
инерциальными системами. В части "внешнего оправдания" она столкнулась, сначала
теоретически, а потом и реально, с новым фактом - тяжестью света. Этот факт
означал, что не только механические, но и оптические процессы в движущихся с
ускорением системах подчиняются принципу относительности. Отсюда следует, что
обобщению подвергается не классический принцип относительности, а теория,
найденная Эйнштейном в 1905 г., что на все движения распространяются
парадоксальные пространственно-временные соотношения.
Принцип эквивалентности сам по себе еще не приводит к относительности
ускоренных
движений в значительных пространственных областях. Вернемся к двум кабинам, из
которых одна находится в поле тяготения и не-
176
подвижна, а другая движется с ускорением. Подвесим два груза на нитях к потолку
первой кабины. Силы тяготения направлены к центру Земли; эти направления
пересекаются в центре Земли, и поэтому грузы натягивают нити, строго говоря, не
|
|