Вольдемар Смилга - Очевидное? Нет, еще неизведанное…

• Название: Очевидное? Нет, еще неизведанное…
• Автор: Вольдемар Смилга
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1966

Эффектное название, возможно, и интригует, но, уж конечно, ничего не объясняет. А в этой книге довольно серьезно рассказывается о том, чего достигла физика со времен Галилея до Эйнштейна, о явлениях древних, как мир, и, по-видимому, всем знакомых, а в конечном счете — о специальной теории относительности.

---

Глава VII, хотя и весьма расплывчатая, но тем не менее в конце, после долгих отступлений, объясняет, почему именно гипотеза эфира стала особенно привлекательной для физиков.

Свет, эфир (Ньютон, Гюйгенс) … 151

Глава VIII, посвященная обоснованию волновой теории света. Терпеливый читатель, возможно, получит удовольствие, познакомившись с очень тонкими и далеко идущими выводами, которые были сделаны при исследовании неожиданного эффекта двойного лучепреломления.

Эфир (продолжение) … 166

Глава IX, прочитав которую читатель, возможно, сможет чуть лучше представить, как «просто» заниматься физикой.

Рождение неувлекаемого эфира … 180

Глава X, главное достоинство которой — довольно подробный рассказ об эффекте Допплера и опыте Майкельсона, а основной недостаток — обилие рассуждений. В этой главе читатель расстается, наконец, с эфиром, чтобы перейти к теории относительности.

Неувлекаемый эфир, его расцвет и гибель … 203

Глава XI, в которой автор пытается запутать терпеливого читателя, убеждая его в противоречивости постулатов Эйнштейна. В итоге выясняется, что постулаты Эйнштейна несовместимы с классической механикой, и автор призывает читателя разделить его восхищенное удивление Эйнштейном. Первая половина главы, возможно, несколько трудна, но утешение можно найти в том, что самое главное содержится как раз во второй половине.

Эйнштейн (основные постулаты) … 238

Глава XII, в которой существенно обобщается постулат о постоянстве скорости света, после чего обсуждаются понятия времени и одновременности в теории относительности.

Эйнштейн (одновременность, время) … 261

Глава XIII, очень сухо сообщающая читателю, что такое «интервал» и преобразование Лоренца. Прочитав эту главу до конца, можно также узнать, как своеобразна в теории Эйнштейна формула для сложения скоростей.

Эйнштейн («удивительные» выводы теории) … 281

Глава XIV, в которой обсуждаются два вывода теории относительности, вызывающие обычно максимальное недоумение.

Эйнштейн (время, длина) … 291

Глава XV, все недостатки которой должно искупить содержание.

Эйнштейн. Законы механики (масса и энергия) … 308

Заключение, в котором автор прощается с читателем … 324

Глава XVI, последняя и отчасти еретическая. В ней предаются анафеме фотонные ракеты, а также выясняются взгляды автора на мечту, после чего он, возможно, быстрее расстанется с многотерпеливым читателем.

Фотонные грезы … 326

Смилга Вольдемар Петрович

Читатели и литераторы уже не впервые встречаются с этим автором.

На страницах различных журналов и сборников кандидат физико-математических наук, доцент В. Смилга много раз публиковал свои статьи о достижениях науки.

Однако заявил он о своем литературном призвании сразу книгой «Очевидное? Нет, еще неизведанное…».

В ней рассказывалось, как человеческая мысль через века и события подходила к теории относительности и овладела ею в начале нашего столетия.

Это второе издание книги. Выпущенная впервые у нас в издательстве в 1961 году, она затем была переведена на многие языки мира и издана в ряде стран Европы и Азии.

Следующая книга В. Смилги — «В погоне за красотой» — посвящена истории доказательства Пятого постулата Евклида. Она описывает драматизм ситуаций и трагичность судеб многих математиков, бравшихся за решение проблемы параллельных прямых.

Книга вышла также в нашем издательстве в 1965 году.

Примечания

1

Mare incognitum — Море неизвестности (Неведомое море).

2

«Портуланы» и «периплы» — компасные морские карты и лоции.

3

Теофраст Бомбаст Парацельс — виднейший врач и химик средневековья.

4

Вообще говоря, падающий предмет отклоняется к юго-востоку, но отклонение на юг очень мало по сравнению с отклонением на восток.

5

Можно считать, правда, что Галилей и здесь отчасти предвосхитил Ньютона.

6

Равными называются отрезки, которые можно совместить между собой путем процессов движения. Свойства движения, в свою очередь, определяются аксиомами геометрии. Возможность деления любого отрезка на два, а следовательно, и на любое число вида 2п равных отрезков доказывается при помощи других аксиом геометрии.

7

Для длины, определенной таким образом, можно доказать следующие важные теоремы:

Теорема 1. Длина всякого отрезка существует и определяется единственным образом для данного выбора масштабного отрезка.

Теорема 2. Длины равных отрезков равны.

Теорема 3. Если отрезок AC есть сумма отрезков AB и BC, то его длина равна сумме длин этих отрезков.

Теорема 4. Длина масштабного отрезка равна единице.

8

Впрочем, если рассуждать совсем строго, в определении длины осталось еще очень много пробелов. Отметим только один, и весьма существенный.

Вы, возможно, заметили, что в процессе определения длины вкралось понятие движения. Без движения нельзя определить, равны ли между собой два отрезка. Нельзя и отложить масштаб.

Геометры берут движение за основное понятие и определяют его свойства, вводя несколько аксиом (групп аксиом движения). Но это слишком сложно. И вообще их «математическое» движение есть какое-то «малопонятное» преобразование математического пространства самого в себя. А мы имеем дело с обыкновенным физическим движением реальных физических тел, и хотелось бы определить его попроще, пусть даже не идеально строго.

Но эту задачу не так просто решить. Если длина определяется при помощи движения, то, чтобы определение ее было безупречным, следует движение определять, не используя понятия длины. Не могу утверждать уверенно, но создается впечатление, что понятие движения невозможно строго определить, не используя понятия длины.

Действительно: «Движением данного тела относительно каких-либо других тел называется изменение его положения относительно этих тел». Другого определения не видно.

Точный же анализ слов «изменение положения» нельзя проделать, не владея понятием длины. Но поскольку при определении длины используется понятие движения, а при определении понятия движения понятие длины — налицо порочный круг.

Математик не допустил бы подобной ошибки. Но мы не будем обращать внимание на такие тонкости. Хотя, конечно, при этом остается чувство известной неудовлетворенности.

9

То есть та геометрия, формулы которой мы используем при расчете. Тригонометрические формулы ведь различны, например, в геометрии Эвклида и в геометрии Лобачевского.

10

Забегая вперед, заметим: до Эйнштейна считали самоочевидным, что длина — понятие абсолютное (априорное), хотя основанием к этому была лишь бессознательная апелляция к опыту.

После Эйнштейна стало ясно, что длина тела — понятие относительное. Длина одного и того же отрезка оказывается различной в зависимости от того, из какой системы отсчета мы проводим его измерения. В этом снова убеждает опыт. В классической физике длину считали абсолютной величиной просто потому, что при скоростях, много меньших скорости света, длина движущегося относительно масштаба тела почти точно совпадает с длиной этого же тела, когда оно неподвижно относительно масштаба. И заметить такое отклонение было совершенно невозможно.

11

Кстати, в октябре 1960 года на Международной конференции мер и весов было принято новое определение эталона длины.

За эталон принята длина световой волны оранжевой линии спектра изотопа криптона-86. Таких волн в метре укладывается 1 650 763.

12

Солнечные сутки — время между прохождениями Солнца через верхнюю точку своего видимого пути. Звездные сутки определяются аналогично, но вместо Солнца берут любую звезду.

13

Например, мы убеждаемся на опыте, что процесс поворота Земли по отношению к неподвижным звездам на любой сколь угодно малый угол относится к процессам, включенным в семейство эталонов времени.

14

Строго говоря, проходит еще несколько сотых долей секунды с момента, когда луч света достиг глаза, до мгновения, когда судья нажимает секундомер. Скорость реакции человека сравнительно невысока. Но допустим, что наш судья — идеальный автомат.