Червоний шлях/1923/1/Принціп відносности
| ◀ Начерк історії пролетарської революції на Вкраїні | Червоний шлях, №1 Принціп відносности (Андрій Желеховський) |
Еволюція світів в світлі сучасної науки ▶ |
|
ПРОФ. ЖЕЛЕХІВСЬКИЙ
Кінцевим завданням наукової думки є дати таку картину природи, що в найпростіший спосіб та без суперечностей об'єднувала б собою увесь досвід і спостереження людини.
Матерьял, яким оперує наш розум, складають безпосередні переживання наші, що їх правдивість є безсумнівною: відчування світла або згуку, тепла або холоду, радости чи горя — це такі переживання, що мати сумнів відносно їх дійсности не мало б жадної рації.
Свідомість, що охоплює всю ріжноманітність безпосереднього досвіду, звязує його окремі факти в суцільну картину, а діяльність розсудку має на меті встановити закономірні відношення поміж окремими спостереженнями та з'ясувати їх, цеб-то звести на те, що вже раніш було добре відоме, звикле.
Тут починається обсяг наукового знання, отут виникають і найглибші людські помилки.
Історія науки вважає епохи знищення таких помилок своїми найвищими етапами.
Нові теорії, що зносять помилки та ілюзії розуму, зустрічают опір з боку природньої інерції людської думки, і лише непереможна сила логіки та порушення старої будівлі через нові дані досвіду забезпечують перемогу.
Коперникова теорія устрою світа заступила старе уявління про землю, що нерухомо перебуває в середині світу, — уявлінням про планету, яка є у вічному русі і немає жадних переваг над иншими небесними тілами. Вона знищила звиклий, помилковий погляд людства, ніби в світі є особливі напрями, шо їх ми й нині характеризуємо словами: «вгору», «униз».Згадайте з своїх дитячих переживань, як тяжко вам було їх позбавитись, уявляючи землю кулею; отже не дивно, що для багаттьох сучасників Коперника, які заперечували правдивість його системи, досить було вже того, що, мовляв, неможна ж уявити собі, аби істоти, подібні до нас, ходили униз головою.
Принціп відносности, подібно до Коперникової системи світу, належить до теорій, які порушують у нас остільки звиклі та трівкі уявління, що подекуди встановлювані ним факти природнього та необхідного порядку здаються чудом для ума, котрий не звільнився ще від старих уявлінь.
Те, що нова теорія переглядає, переоцінює, складає, може бути, найбільше закорінений момент нашого разуму, — це наше звикле уявління простору та часу, як чогось незалежного від яких будь впливів, як чогось абсолютного.
«Абсолютний, правдивий час сам собою та з своєї природи тече рівномірно й без відношення до якогось иншого об'єкту. Його звемо й трівалістю… Усі рухи можуть прискорюватись або проходити більш повільно, але абсолютний час тече без жадних змін… Одна й та ж трівалість… стосується до існування всіх річей незалежно від того, як проходять рухи — швидко, повільно, чи рівно до нуля». — Ось означення часу, що закам'янів у свойому рівномірному русі; воно належить великому Ньютонові. Уявити собі час инакше ми не могли аж донині.
Подібно до того характеризує Ньютон і простір:
«Абсолютний простір через свою природу… завжди лишається собі рівним та нерухомим».
Оці уявління абсолютних часу та простору складали донині підвалину нашого світогляду; на їх спіралася вся будівля сучасної науки. Отже зректися їх вимагає принціп відносности.
Ще Ньютон назад тому двісті років встановив, що механичні явища проходять цілком однаково — будь-то в системі, яка є в простому (прямолінійному) русі незмінної швидкости, чи на випадок, коли система знаходиться в стані супокою. Тому неможна ніякими спостереженнями в середині самої системи розвязати питання про те, чи вона рухається, чи ні. Зміна віддалення межи системою та иншими тілами, що до неї не належать, дає змогу встановити факт їх обопільного переміщення; але ніякий досвід не дає вказівок, що до того, хто з них рухається відносно до абсолютного простору, а хто є в стані супокою.
Оця особливість простого та рівномірного руху, ця можливість пізнати його лише відносно до инших тіл, а не відносно до абсолютного простору, — в науці про рух — механиці дістала назвисько принціпу або закону відносности.
Щоб з'ясувати суть цього принціпу, уявимо собі, що ми є в каюті пароплаву, який побудовано так, що пасажирам не чути роботи машини, не помітно, як штовхає гвинт, та що пароплав рухається просто й легко через цілком гладеньку поверхню океану. Пасажири, що знаходяться у каюті, прокинулись ранком й засперечалися поміж собою про те, чи пароплав став, чи він рухається.
Щоб розвязати свою суперечку, вони звертаються до спостереження найближчих явищ оточення; але маятники їхніх годинників, кулі більярду рухаються тако ж, як і раніш; вага тіл, пружність пружини та всі инші випадки руху, тіл і чинність сил лишились незмінені, — такі ж само, як були тоді, коли пасажири не мали ще сумніву що до свого руху, а також і такими, які були вони, коли пароплав стояв на якорі. Немає жадних вказівок що до розвязання їх суперечки.
Як раз у цей час вони помічають через вікно инший пароплав. Пасажирам легко встановити, що віддалення поміж двома пароплавами змінюється. Але цілком однакову рацію мають і ті, що доводять ніби пароплав їх рухається, а другий стоїть на місці, і ті, що, навпаки, вважають свій пароплав нерухомим, а другий — в рухові, нарешті й ті, що кажуть, ніби обидва пароплави рухаються назустріч один одному.
Тоді один з пасажирів відчиняє вікно каюти, бере аркуш паперу й держить його за вікном. Аркуш паперу виявляє течію повітря, що від носу корабля йде до його керми. Ось, — каже пасажир, — я знайшов спосіб розвязати нашу суперечку. Пароплав рухається, бо повітря, що його оточує, відходить від нього: про це свідчить рух аркушу паперу.
Але инші не погоджуються з ним на тій, цілком уважній, підставі, що ніби рух паперу залежить від вітру, який дме як раз в напрямку від носу корабля до його керми.
Аби читачеві ясно уявити собі суть справи, не слід забувати, що хоч ми й часто з певністю вирішуєм питання про те, який саме з двох предметів, котрі обопільно змінюють своє віддалення, знаходиться в рухові, — але це має завжди рацію лише відносно до инших предметів, і найчастіше такі міркування відносимо ми до землі, що її несвідомо вважаємо нерухомою.
От же уявіть собі аероплан, який знявся з аеродрому й летить в напрямку зі сходу на захід швидкістю, що є рівною до швидкости руху землі довкола її вісі. Спостерігачі, які сидять на аеродромі, скажуть, що літак рухається надзвичайно швидко. Але коли ви поміркуєте, то скажете, що це не так. До того, як полетіти, літак заразом з земною поверхнею повертався навколо земної вісі й рухався укупі з землею з заходу на схід; тепер підчас лету, хоч земля й несе його з собою в напрямі її руху, але сам він, відносно до землі, рухається з такою ж швидкістю в протилежнім напрямі, а через те відносно до простору є в стані супокою. Подібно до того, пасажир, що йде на палубі пароплаву, який рухається по річці, в напрямі прямо протилежнім до руху пароплаву, буде в стані супокою, відносно до берегів річки, якщо швидкість його руху та руху пароплаву однакова.
Таким чином, в нашім випадку літак є нерухомий у просторі, а глядачі на аеродромі укупі з землею рухаються від пункту, де знявся літак. Але й це твердження не правдиве. Коли ви пригадаєте, що крім руху землі довкола себе є ще її рух навколо сонця та ще й те що само сонце заразом з землею та иншими планетами своєї системи також рухається, про що свідчать спостереження над змінами в положенню сонця відносно до зір, а самі зорі теж змінюють своє положення одна відносно другої, — то ви зрозумієте, що літак не стоїть у просторі, що питання про те, хто ж справді рухається в просторі, зостається безнадійно нерозвязаним.
Можливо, наприклад, таке положення: швидкість руху соняшної системи в даний мент є такою, що хоч земля й обертається довкола своєі вісі, але заразом з сонцем та зорями рухаєтся так, що пункт її поверхні, де знявся літак, серед цього руху сонця укупі з зорями біжить назад відносно до напряму руху землі так швидко, як і сама земля рухається вперед. Тоді виявиться, що в рухові є всеж таки літак, а не спостерігач. Ми не маємо змоги довідатись, що справді діється. Оця неможливість вирішити поставлену задачу через відсутність механичних явищ, що на їх мав би вплив простий (прямолінійний) та рівномірний рух, і складає старий Ньютонів принціп відносности.
Однак, в старій Ньютоновій механіці на принціп відносности дивились не яко на закон природи, що має силу для всіх без винятку явищ, а лише яко на закон, що має відношення тільки до простого (прямолінійного) та рівномірного руху матерьяльних тіл, — одного відносно другого. Припускали, що цілком можливом є встановити рух відносно до простору, який є в стані абсолютного супокою. Для того, як здавалось, цілком досить розглянути рух тіл не відносно до инших матерьяльних тіл, а відносно до таких явищ, що є незмінно звязані з простором в стані абсолютного супокою. До таких явищ відносили, наприклад, явища світла.
Промінь світла від сонця, планет, зір досягає землі, проходючи через світові простори вільні від матерії — через порожняву, що від вищих, найбільш рідких шарів земної атмосфери простяглася до крайніх шарів атмосфери відповідних світил. Вивчення властивостей світла дає безсумнівні підстави до того тверження, що світло є процесом надзвичайно швидкого хилитання, подібного до тих хилитань хвилі, які ми спостерігаємо на поверхні води. Звідси виникла хвилева теорія світла. Через те, що треба було уявити, що саме хилитається в порожняві в той час, коли в ній росповсюджується світло, довелося припустити, що світовий простір є повний особливої матерії без ваги, котру й почали звати світляним етером.
Було встановлено спочатку через точні астрономичні спостереження, а потім через спостереження земних джерел світла, що світло не бере участи в рухові матерьяльних тіл, близько яких воно росповсюджується, не захоплюється ними. Звідси стало необхідним рахувати, що світляний етер знаходиться в просторі в стані супокою. Справді, як що етер рухався б укупі з матерією, то промінь світла, що йде від нашої свічки С по води, яка наповнює руру з шкляними віконцями біля країв А та В, досяг би кінця В скоріше на той випадок, коли струмень води тече через руру в напрямку від А до В, аніж тоді, коли цей струмень тече в протилежнім напрямі, бо в першім випадку до швидкости росповсюдження світла через етер треба додати ще швидкість руху самого етеру, що його тягне за собою вода, а в другім випадку етер укупі з водою, що його руха в напрямі до свічки, зносив би увесь час назад і промінь світла, що росповсюджується. Найдосконаліші спроби, що по ідеї подібні до зараз описуваної, але, звичайно, незрівняно є складніші що до виконання, показали, що в дійсности не помічаємо тієї зміни що до швидкости росповсюдження проміню, якої ми чекали; значить, матерьяльні тіла не захоплюють етеру в сферу свого руху, — етер є нерухомий у просторі. Вважали, що переміщення тіл можно визначити відносно до цього нерухомого етеру, а, значить, і відносно до простору.
Таким чином вважали цілком можливим виявити правдивий рух тіл. У 1881 році Майкельсон зробив спробу безсумнівної досконалости, що мала на меті встановити швидкість руху землі відносно до етеру, а, значить, і відносно до абсолютного простору. Його спроба, що її пізніше було повторювано иншими вченими з приладами ще більшої достотности, дала надзвичайні наслідки: швидкість світла, що росповсюджується в напрямі руху землі та, навпаки, супроти цього руху, є цілком однакова. Оскільки цей результат був несподіваний, ми зрозуміємо, коли згадаємо, що й инші спостереження доводили незалежність руху світла від руху землі. Це викликало припущення, що Майкельсон, можливо, десь помилився; через те було зроблено низку спроб виявити вплив руху землі відносно до етеру на явищах електричного та магнитного характеру. Але й тут осягнуто несподіваного результату: неможна виявити руху відносно до етеру, бо цей рух не має жадного впливу на всі без винятку явища.Таким чином низкою спостережень встановлено було два досвідних факти, що їх правдивість не могла підлягати ніяким сумнівам:
1. Ніякі спостереження не можуть виявити простого (прямолінійного) та рівномірного руху тіла відносно до простору, що є в стані супокою.
2. Швидкість світла у порожнім просторі, як виявилось, є однакова, чи будемо ми виміряти її, рухаючись в напрямку росповсюдження проміню, чи в напрямі протилежнім до цього. Завжди ця швидкість є рівною 300.000 кілометрів на одну секунду.
Два тверження, що їх тільки що подано, й складають принціп відносности Ейнштейна, формулований ним ще у 1905 році. Кожне з цих твержень з окрема не містить в собі нічого такого, що моглоб виправдати глибокий інтерес, який це учення викликало за межами кола спеціалистів. Лише зіставлення обох твержень веде нас до ділеми, що єдиним виходом з неї є перецінування наших уявлінь про час та простір.
Аби уявити собі цю ділему, повернемось знов до пасажирів в каюті пароплаву. Одному з них припала на думку в такий спосіб виявити рух пароплаву. Якщо ми кинемо камінь у воду, як раз по середині вздовш пароплаву, то хвиля, котра здійметься на воді від каменю, — дійде одночасно до керми й до носа пароплаву, коли він стоїть на місці; коли ж пароплав в рухові, то, очевидно, що хвиля досягне раніше керми, що йде їй назустріч й пізніше — носа, що йде вперед від місця, де впав камінь, а, значить, і від водяної хвилі, яка росповсюджується до нього. Але пасажири мусять зректися й цього способу, закидають вони — хоч в такий спосіб справді можна виявити рух пароплаву відносно до води, але на випадок, коли він пливе укупі з водою (якщо він, скажемо, попав в обсяг морської течії), то така спроба не дозволяє виявити цього руху, бо й на цей випадок хвиля дійде одночасно до керми та до носа, хоч пароплав і змінює місце.
Припустимо, що наші пасажири мають приладдя вищої достотности і що одному з них припадає на думку, ніби їх оточує етер, якого не захоплють в сферу свого руху ні пароплав, ані морські течії, — й через те можна встановити, чи пароплав є в в рухові відносно до нього (етеру). Проти такого способу вирішення поставленого питання нічого неможна закинути — він бездоганний.
Пасажири міркують тепер так: коли пароплав не тягне за собою світляного етеру під час свого руху, то на випадок руху пароплава, ми маємо виявити одну швидкість росповсюдження світла для проміння, що йде від керми пароплаву до носа і иншу — для проміню, що йде в протилежнім напрямі. З цією метою на палубі свого пароплаву вони встановлюють електричну лямпу й на рівних віддаленнях від неї ставлять двох пасажирів — одного біля носу, другого — біля керми — з годинниками в руках, обом пасажирам пропонується помітити час, коли промінь світла від засвіченої лампи досягне їх. Коли пароплав рухається, то промінь світла досягне до спостерігача, шо на носі, пізніше, аніж до спостерігача, що на кермі, бо перший увесь час втікає уперед від місця, де засвічується в нерухомому етері світло, та від проміню, шо йде до нього; а другий — рухається цьому місцю та проміню назустріч[2]. Вони провадили свою спробу досить достотними засобами й переконались, що обидва спостерігачі дістали сігнала точнісенько в один час. Пасажири вже мають ніби нагоду тріумфу, бо їм здається, шо вони вирішили задачу, яку собі поставили. Але як вони будуть здивовані, коли довідаються про те, шо пасажири пароплаву, який пройшов повз їхнього, приладами не менш достотними, ніж ті, що ними користувалися зараз вони, стежили за швидкістю поширення проміння від їхньої лампи й знайшли, що й відносно них, — пасажирів другого пароплаву, — проміння росповсюджувалось цілком однаково. Пасажири обох пароплавів знайшли, що швидкість світла для обох пароплавів однакова; вона є рівною 300.000 кілометров на одну мить. Але немає сумніву, що пароплави один відносно другого змінюють місце. Факт зараз встановлений визначає теж саме, ніби, скажемо, кур'єрський потяг біжить однаково відносно до нерухомих стовпів біля залізничої колії, як і відносно грузового потягу, що йде по рівнобіжній колії.
Однак, достотність спроб не дозволяє нам мати сумнів що до встановленого факту. Те, що є абсурдом для руху матерьяльних тіл, складає достотно встановлену істину для руху світляного проміню. Але як помирити суперечки, шо виникли тепер?
Великою заслугою Ейнштейна є те, що він звернув увагу на одно припущення, яке входить у всі наші виміри та міркування й залишається без перевірки досвіду та з нього зовсім не випливає. Це припущення, ніби протікання часу має абсолютний характер, що воно не залежить від стану руху тіл. Ейнштейн довів, що необхідним висновком з фактів спостеререження є відносність поняття про одночасовість двох подій, що абсолютний, незмінно текучий час Ньютона є фікція, і що в кожнім пункті простору існує свій час, котрий тече в залежності від стану руху цього пункту.
Зрозуміти в чому тут справа, допоможуть нам такі прості міркування.
Нехай я хочу перевірити два годинники, що знаходяться один від одного на досить великім віддаленні, з третім, який лежить як раз посередині між ними двома. Для цього я буду користуватись світляним сігналом, напр., світлом, що засвічується біля середнього годинника в той мент, коли його стрілка вказує як раз 12 годин. Коли спостерігачі біля крайніх годинників помітять, що сігнал дійшов до їх, то вони повинні будуть виправити свої показання через те, що припускають, ніби в мент, коли світло досягає їх, є 12 годин плюс час потрібний для того, аби сігнал від середнього годинника дійшов до кожного з них.
Але чи не помиляються вони?
Хоч спостерігачі один відносно одного перебувають в стані супокою, але всі заразом, як одно суцільне, вони можуть посуватись. Однак, про загальний, спільний рух свій вони нічого не знають і, в згоді з законом відносности, нічого пізнати не можуть. Якщо вони справді були в русі, то до годинника, що є спереду в напрямку руху, сігнал повинен був пройти шлях більший, аніж то віддалення що лежить поміж крайнім та среднім годинником, бо за час поширення сігналу система встигла вже декілька посунутись уперед, і передній годинник увесь час втікає від сігналу, що його наздоганяє. Спостерігач, який не має жадного підозріння що до цього руху системи, зробить поправку, рахуючи, що світло пройшло шлях, рівний віддаленню його годинника від середнього годинника і, значить, поставить свого годинника назад порівнюючи с часом, що його показує середній годинник.
Подібно до того спостерігач біля заднього годинника поставить свого годинника уперед проти середнього годинника[3].
Але инакше не можна їм зробити, бо немає в світі способу виявити їх справжній рух, а, значить, і правдиву поправку. Таким чином годинник, що є спереду в напрямі руху, буде показувати менше часу, аніж задній годинник, і що далі він знаходиться, тим меньше часу показуватиме він, але хід годинника, величінь окремих промежків часу, на всіх таких годинниках зостануться одні й ті самі.
Инакше мається справа в системах, що знаходяться в рухові одна відносна другої. Тут і хід годинників, як виявляється, є ріжний.
Аби з'ясувати це, уявімо собі двох спостерігачів А і В, віддалення між якими змінюється. Нехай спостерігач А по свойому годинникові що години, напр., о 12 годині, о 1 год. то-що посилає світові сігнали, а спостерігач В на цих сігналах вивіряє хід свого годинника. Для того йому треба знати час, протягом якого світло доходить від спостерігача А до нього. Одинокий висновок, що його може зробити спостерігач В, буде такий: я не рухаюсь, бо инакше я або відходив би від проміню, що мене наздоганяє, або ж йшов назустріч йому, а, значить, швидкість росповсюдження світла повинна б була бути для мене або більша, або ж менша, як триста тисяч кілометрів на мить, чого в дійсності я не спостерігаю; але через те, що моє віддалення від А змінюється, то рухається він. Тому шлях, що його зробив сігнал, ідучи до мене, є рівний віддаленню межи мною та тим місцем простору, де подано сігнал. Звичайно, це віддалення є инше, аніж те, що лежить між мною та спостерігачем А в той мент, коли я отримав сігнал, бо він, розуміється, вже встиг декілька пересунутись за час росповсюдження сігналу; але на мої обрахунки не повинно впливати те, що трапилося з А після того, як сігнал вийшов від нього.
На підставі таких міркувань в момент отримання першого сігналу спостерігач В поставить на свойому годинникові 12 з додатком часу, що є потрібний, аби промінь пройшов шлях, рівний віддаленню між А і В в момент виходу сігналу від А.
Коли слідуючий сігнал, що його спостерігач в А послав о 1 годині, дійде до спостерігача В, останній поставить на свойому годинникові 1 годину з додатком, обрахованим подібно, як і в першім випадку. Тепер припустимо, що за минулий час віддалення поміж двома спостерігачами збільшилось і для певности припустимо, що в рухові був саме спостерігач В, який відходив від А. Важливо пам'ятати, що це припущення, як і протилежне, нічим ствердити неможна і що ми приймаємо його тут тільки для того, аби розглянути питання без допомоги математичного аналізу.
Прикинемо, яку помилку зробив на цей випадок спостерігач В. Вважаючи себе нерухомим, він в обрахункові шляху, що його пройшли сігнали, зробив помилку й до того неоднакову для першого та другого сігналу. В першім як і в другім випадку, він відходить від проміню, промінь його наздоганяє, а, значить, в обох випадках шлях, що його пройшов промінь, є більший, аніж то думав спостерігач; через те свого годинника спостерігач в В поставив назад, порівнюючи з годинником А. Але в першім випадку, коли спостерігачі були ближче один до одного, ця помилка була меншою, аніж у другому випадку, бо за час росповсюдження проміню на ближче віддалення і спостерігач В встиг пересунутись менше. В першім випадку спостерігач В поставить таким чином свого годинника декілька назад порівнюючи з годинником А, у другім випадку ще більш назад, а де далі с кожним разом все більше й більше назад, Инакше кажучи, вивірений в такий спосіб годинник спостерігача В буде спізнятись порівнюючи з годинником А, і година на годинникові А буде коротша, аніж година на годинникові В: час спостерігача В буде проходити повільніш, ніж час спостерігача А. На підставі матерьялу, що його здобуто через найточніші виміри приступні для сучасної науки, правдивість яких не підлягає жадним сумнівам, принціп відносности запевняє, що неможна встановити, хто саме з двох спостерігачів рухався в дійсности, а, значить, немає змоги виправити й помилку, котру зробив спостерігач В. Неможна, справді, вважати за дійсне те, чого не покажеш не через брак методів досліду, а через те, що воно не виявляється ні в одному з процесів природи, — це є фікція без жадного змісту.
Але ви запитаєте, яке відношення може мати все оце до законів, що керують життям природи? Бо ж справа торкається способів вивіряти годинник. Годинник, що його вивірено в такий спосіб, дійсно на один випадок буде йти так, на другий — инакше; але ж час не залежить від ходу годинника, і події продовжують проходить, цілком не рахуючись з тим, цо показує наш годинник.
Суть справи полягає в тому, шо вивірені в такий спосіб годинники показиватимуть час, який справді керує подіями в тім місці, де знаходиться цей годинник.
Уявіть, що крім годинників спостерігачі А і В мають в руках ще по одній цілком однаковій свічці. Нехай свічка у спостерігача А згорає протягом однієї години по його годиннику, що йде скорше, аніж годинник В. Коли у спостерігача В вона згорить також протягом години по годиннику, що йде також як і годинник А, то він констатує, що по його годиннику свічка згоріла за час менший, аніж одна година. Це одразу дало б змогу пізнати, що годинник В спізнюється, дало б змогу встановити, наскільки саме він спізнюється, а заразом довести, що дійсно в рухові був спостерігач В відносно до простору, а спостерігач А був в стані супокою — було б можливо міркувати про абсолютний рух, — але досвід каже нам, що це є неможливо.
Тому свічка спостерігача В, у згоді з якимись невідомими нам законами природи, що звязують рух з усіма без винятку процесами, згорить також за годину, але за годину, що спостерігач В рахує по свойому годиннику, який йде більш повільно.
І не тільки горіння свічки, але й усі рішуче — фізичні, хемичні та біологичні процеси в системі В проходитимуть у згоді з годинником цієї системи. Инакше кажучи, хід вивіреного в такий спосіб годинника визначає собою те, що ми звемо протіканням часу, і цей час, безмежно ріжноманітний що до цього протікання, відповідно до безмежної ріжноманітности тіл, які рухаються у природі, заступає місце абсолютного світового часу. Уявління про цей абсолютний час повинно викинути з кола инших наших уявлінь, яко фікцію, що їй в дійсності ніщо не відповідає.
Справді, коли в двох пунктах якоїсь системи одночасно по її годиннику засвітили два вогні, то для спостерігача, що належить до цієї системи і знаходиться як раз по середині між двома пунктами, де засвітили вогні, буде здаватись, ніби вогні спалахнули одночасно.
Але що констатує спостерігач, що рухається відносно до даної системи й знаходиться в момент, коли засвітились вогні, також саме посередині між двома пунктами, де спалахнули вогні?
Поки світло дійде до нього, він посунеться в той чи инший бік і таким чином стане далі від одного сігналу й ближче до другого. Світло від обох свічок, що тільки спалахнули, досягне до нього вже не одночасно: раніше він побачить світло тієї свічки, в напрямі до якої він рухається, і пізніше — світло другої.
Через те, що спостерігач нічого не знає про свій рух й спостерігає тільки відносний рух свій та системи, він скаже: світло виходило з точок простору, від яких я знаходився й зараз знахожусь на рівних віддаленнях; на росповсюдження проміння не може впливати те, що система, де спалахнули свічки рухається, а, значить, коли б свічки засвітились одночасно, я й побачив би їх одночасно. Очевидно, одна свічка спалахнула пізніше, аніж друга. Для того, аби обидві свічки спалахнули для спостерігача одночасно, треба, щоб та свічка, яка є спереду відносно до напряму руху, засвітилась пізніше.
Звернемося тепер до способів порівняння довжини в ріжних системах, що є в рухові.
Нехай в якійсь системі А є стержень і треба відкласти довжину, рівну до довжини цього стержня в иншій системі В, що рухається відносно до першої системи.
Для ясности уявління припустимо, що система В є гладенька стіна, вздовш якої й посувається система А.
Аби відкласти на стіні довжину стержня, що своєю віссю є скерований вздовш лінії руху системи А, треба прикласти цього стержня до стіни й біля обох країв його одночасно шкрябнути по стіні. Одночасовість є важливою тут через те, що стержень посувається відносно до стіни і якщо шкрябнути біля одного краю раніше, аніж біля другого, то за час, який пройде від менту, коли ми шкрябнули біля одного краю до менту, коли шкрябнемо біля другого, стержень встигне декільки пересунутись й відкладена на стіні довжина не буде рівною до довжини стержня.
Таким чином, задача зійшла на те, аби у двох ріжних пунктах простору одночасно шкрябнути. Але ми знаємо вже, що ніби одночасове для однієї системи, здаватиметься ріжночасовим для иншої. Тому, хоч спостерігач, що рухається укупі з стержнем, й цілком достотно визначить по свойому годиннику одночасно край стержня, який посувається повз стіну, але з погляду спостерігача, котрий відносно до стіни є в стані супокою, він зробить це не одночасно, а саме нерухомому спостерігачеві сдаватиметься, що в тім напрямі, куди стіна рухається шкрябнуто раніше. Через те й довжина, що її відкладено в такий спосіб, буде меньше, аніж правдива довжина стержня, і що більше швидкість відносного руху стіни та стержня, тим більше буде скорочення довжини. Легко зрозуміти, що такого скорочення довжини не буде, коли відкладатимуть її поперек руху, а, значить, в системі, яка рухається, довжини в напрямі руху будуть скорочені, а поперек руху — вони збережуть свою величінь.
Таким чином ми приходимо до того переконання, що й довжини в природі не мають абсолютного значіння й вони залежать від руху тіл. Треба пам'ятати, що справа полягає не в помилкових припущеннях спостерігачів, — помилкових через хиби їх методів, — а в тому, що всі явища в кожній системі проходять так, що для них має силу лише довжина, котру відкладено в зазначений вище спосіб. Останнє виходить з принціпу відносности, який встановлює, що немає процесів, на підставі котрих можно б було констатувати правдивий рух тіл, а, значить і зроблену помилку.
Механіка, що її побудовано на нових уявліннях простору та часу, приводить і до нових дуже важливих висновків.
Підставою старої Ньютонової механіки було припущення про незалежність маси тіла від стану його руху або, висловлюючись конкретно, до цього часу в механиці припускали, що потрібується однакове зусилля, аби покотити возик з вагою по платформі вокзалу, як і по платформі вагону, що рівномірно рухається. Нова механіка запевняє, що з огляду на ріжницю промежків часу та довжин,[4] які відкладаємо то на нерухомій платформі, то на платформі рухомій, — потрібуються ріжні зусилля, аби надати одному й тому ж возикові однакової швидкости відносно до нерухомої як і до рухомої платформи; більш детальна теорія доводить саме, що в другому випадкові (система в рухові) ці зусилля повинні бути більші, аніж у є першому (нерухома система).
Про масу тіла ми міркуємо на підставі того опору, який виявляє тіло супроти зміни його стану, цеб-то на підставі інерції тіла. Масу тіла, що її визначено в такий спосіб, звемо інертною масою тіла. По величині вона точнісенько є рівною до маси, котру встановлено за допомогою ваги (вісів), цеб-то до маси тяжіння.
Через те, що, як сказано, тіло, котре є в рухові, ставить більший опір супроти чинности сили, — то й інертна маса його є більша. Цей висновок вдалося ствердити спробою, спостерігаючи рух часточок в рурах, які наповнювано рідким газом. Коли до шклянної рури з рідким газом надати метальові електроди, з'єднані з джерелом електрики високого напруження, то від негативного електроду з величезною швидкістю, що наближається до швидкости світла, летять часточки і спробою встановлено, що маса цих часточок збільшуєтся разом з їх швидкістю. Тут треба зазначити, що швидкість світла величезна порівнюючи з звичайними приступними нам швидкостями; через те, що у всіх питаннях під поглядом принціпу відносности грає ролю, як то вказують обрахунки, відносна величінь швидкости тіла та швидкости світла, то очікувані ухилення від звичайних законів механіки, побудованої на принципі відносности, можуть бути значні лише на випадок великих швидкостей руху; щож до випадків звичайного руху, то своїми порівнюючи грубими засобами цих ухилень ми не зможемо виявити. Найважнішу ролю в принципі відности відограє швидкість світла; заразом із тим припускають, що швидкість більша за швидкість світла у природі є неможливою. Коли б довелося спостерегти таку швидкість, то принціп відносности був би знесений.
Заразом з перемінністю маси принціп відносности дає змогу знайти звязок поміж енергією тіла та його масою. На підставі де-яких даних можна думати, що подібно до того, як маса тіла змінюєтся під впливом руху завдяки запасові енергії, котрий є инший в рухомому тілі, аніж у нерухомому, — то й уся маса тіла має теж енергетичне походження. Однак, неможна вважати, що ця приваблива думка звести цілком поняття про масу до поняття про енергію в теперішній час є укінченою. Аж до останнього часу питання не є остаточно вирішене.
Явища, що ми їх розглянули, відносяться до випадку простого (прямолінійного) та рівномірного руху. Отже Ейнштейн вигнав з них поняття про абсолютний час та простір.
Але як що звернутися до рухів, в яких протягом часу змінюється напрям або швидкість, — то на сцену знов виходять ті ж абсолюти, бо при кожнім випадку зміни руху зараз же виявляються сили інерції, до чого величінь їх цілком не залежить від відносного руху тіл, а тільки від їх руху відносно до простору. Ви спостерігали ці сили, коли трамвай або потяг швидко застановлявся. У вас немає сумніву, що змінюється саме стан руху вашої системи відносно до простору, а стан руху инших систем, які вас оточують, зовсім не відограє ніякої ролі. Цей абсолютний простір виявляється ще й у иншім випадку. Коли ми заставимо тіло крутитися навколо вісі, то на всі його точки починають впливати сили, які прагнуть віддалити ці точки від вісі обертання; спостереження вказує, що окружні тіла не мають впливу на ці сили, а тому доводиться припустити, шо причиною їх є обертання відносно абсолютного простору. Аби переконатися в тім, Ньютон налив у посуд води й повісив його на дуже закрученім мотузку. Коли мотузок роскручувався й посуд крутився, то спочатку форма поверхні води зоставалась цілковитою площиною; хоч відносно повертався посуд і вода[5], але вода відносно до простору не поверталась. Але згодом, коли вода взяла участь в рухові посуду, поверхня її змінилася наочно, що вказувало на присутність сил, які відкидали її від середини до стінок посуду. Тепер немає відносного руху посуду та рідкости; але зате рідкість обертаєтся відносно до простору. Таким чином, як здавалося, Ньютон констатував, ніби походження відосередкових (центрофугальних) сил залежить від руху відносно до простору.
Задовго перед Ейнштейном Мах з надзвичайною яскравістю та послідовністю піддав критиці висновки Ньютона.
Він каже: які сили можуть повстати в тілі тільки через те, що воно обертається відносно до порожнього простору, що не має жадних властивостей сам по собі й є однаковий по всіх напрямах? Чи має якусь рацію само тверження, ніби тіло обертається відносно до порожняви? Яке право маємо ми думати, що відосередкові (центрофугальні) сили повстають завдяки обертанню відносно до порожняви, бо ж ми ніколи не спостерігали такого обертання. В досвіді ми завжди спостерігаємо, як тіло обертається відносно до инших тіл, наприклад, відносно до зоряного неба. Через те цілком природньо думати, шо відосередкові (центрофугальні) сили — результат відносного обертання тіл, і коли Ньютон не виявив впливу відносного обертання посуду та води то лише тому, що маса посуду є незначною порівнюючи з окружними зоряними масами. З погляду Маха, відосердкові (центрофугальні) сили в тілі повинні повстати й тоді, коли воно буде в стані супокою, а зоряной світ обертатиметься навколо його.
Звичайно, коли Ейнштейн викинув поняття абсолютного з учення про рівномірний та простий (прямолінійний) рух, — він не міг помиритися з тим, що це поняття знову з'являється в ученні про перемінний та коловоротний рух.
Поміж 1916 та 1918 роками, його учення, що раніш торкалось осібного випадку переносного рівномірного руху, формується в учення, яке охоплює всі можливі випадки руху. В цій формі учення Ейнштейна здобуло собі назвисько загального принціпу відносности. В той час, коли спеціяльний принціп відносности спірається на твердий фундамент досвідних фактів, підвалиною загального принціпу відносности є гіпотетичне положення і через те його повинно виправдати шляхом зіставлення з фактами тих висновків, що з нього випливають. Ми вже мали нагоду зауважити, що інертна маса тіла та маса його тяжіння однакові, — инакше кажучи, що тіло ставить однаковий опір супроти зміни руху, як і притягається до инших матерьяльних тіл. З погляду Ньютонової механіки цей факт є цілком випадковий, бо інерція тіла та сила його тяжіння нічим між собою не звязані.
Отже з цього погляду дві кулі — мідна та залізна, шо під впливом однакового штовхання починають рухатися з однаковою швидкістю, а, значить, мають і однакову інерцію, можуть падати, притягаючись до землі з ріжною швидкістю. Як щож ми спостерігаємо протилежне, якщо в дійсности їх швидкість цілком однакова, то це є випадковий кількосний збіг чинности двох цілком самостійних нічим між собою не звязаних законів природи.
Підвалиною загального принціпу відносности є тверження, що неможна вважати випадковістю, коли чинність сили інерції та сили тяжіння у всіх випадках однакові. Очевидно, що походження цих сил є одно.
Таким чином Ейнштейн переконався, що притягання тіл є не що инше, як виявлення їх інерції; інерція і тяжіння це еквіваленти. Оцей принціп еквівалентности формулується так: однорідне поле тяжіння, цеб-то простір, у якім сила ваги всюди є однакова що до величини та напряму, відносно до всіх без винятку явищ, — є еквівалентне просторові, в котрім маємо чинність сил інерції, що їх викликано постійним що до величини та напрямку прискоренням.
Аби з'ясувати принціп еквівалентности, уявимо закритий зо всіх боків коробок, так що спостерігач, який є в ньому, не може нічого знати про те, шо робиться за межами його перебування. Мотузком, що його почеплено до одної з стінок коробка, починають останній тягти угору, збільшуючи рівномірно швидкість руху.
Через інерцію усі тіла, що знаходяться всередині, прагнутимуть оставатись позаду руху коробка; тому спостерігач помітить, що тіла тиснуть дужче, аніж раніш, на ті предмети, на які вони спіраються.
Важок в один хунт, покладений на пружинну вагу, ростягне пружину більше, ніж раніш; предмет якоїсь ваги буде тяжче піднести з долівки. Спостерігач сконстатує, що вага усіх тіл збільшилась. Разом із тим, якщо дати тілові падати додолу, певної височини, то воно наближатиметься до долівки швидче, бо коробок посувається назустріч предметові, який падає. Це збільшення швидкости падання буде однакове для всіх тіл.
Як ми вже згадували, досвід доводить, що сила інерції завжди є однакова з силою ваги, через те спостерігач не спроможеться вирішити питання про те, що саме є причиною явища, котре він спостерігає: чи то з якоїсь причини збільшилась сила притягання, а вкупі з нею й вага тіл; чи ця зміна є результатом прискореного руху коробка догори. Таким чином, з погляду Ейнштейна інерцію тіл треба розглядати як особливий прояв притягання в тілі, що рухається відносно до инших матерьяльних тіл, але зовсім не як результат руху відносно до порожнього простору. Руху відносно до порожняви ми ніколи не спостерігаємо; самий вираз: я рухаюсь відносно до порожняви — не має сенсу і ніякого впливу на процеси природи такий рух мати не може. В дійсности ми спостерігаємо переміщування тіл та зміну швидкосте їх руху відносно до инших тіл природи, — з окрема відносно до величезних зоряних мас тяжіння; оце відносне переміщування і є причиною сили інерції, тільки — не фіктивне переміщування відносно до порожняви. Тому як раз між інерцією та силою тяжіння і є той звязок, що його раніше вважали випадковим.
Але коли це так, коли гіпотеза про рівнозначність сили ваги та сили інерції є правдива, то всі без винятку явища в полі ваги повинні проходити цілком так, як і в системах прискореного руху, а, значить, на досвіді можна перевірити оцю гіпотезу. Досвід матиме рішуче значіння для того, аби виявити правдивість нашого припущення.
Першим висновком з принціпу еквівалентности є притягання світляного проміню до матерьяльних мас.
Якщо поле тяжіння є рівнозначне з прискореним рухом, то явища, що їх спостерігаємо на випадок прискореного руху, маємо спостерегти й у полі тяжіння. Промінь світла повинен росповсюджуватись в полі тяжіння так само, як він росповсюджується відносно до предметів прискореного руху. Повернемося знову до нашого коробка, що рухаєтся прискорено угору. Нехай через щілину, пророблену у середині одної з стінок, проходить світляний промінь. Простежимо його рух відносно до предметів, що є в середині коробка.
Через те, що промінь росповсюджюється, беручи участь в рухові коробка, то дно коробка наближається увесь час до проміню, а позаяк коробок постійно прискорює свій рух, та в міру росповсюдження проміню швидкість взаємного наближення проміню та долівки коробка буде збільшуватись. Спостерігач, що перебуває у коробку й не має жадного підозріння що до свого руху, вважатиме шлях проміню не простим (прямолінійним). Йому здаватиметься, що промінь увесь час відхиляється до долівки коробка й де далі від щілини, то більше буде це відхилення. На погляд спостерігача шлях проміню в середині коробка буде тотожній з тою кривою лінією, що її накреслило б ядро після вибуху на земній поверхні або струмень води, який тече з посуду. Одинока ріжниця полягатиме лише в тому, що світло має надто більшу швидкість, а тому на невеличких віддаленнях викривлення його шляху ми помітимо менше. Подібно до того викривлення шляху мняча, що його кинуто, ми ясно бачимо вже на віддалення декількох метрів, у той час, як шлях кулі, котра пройшла вже декілька сот сажень, так мало викривлюється, що ми вважаємо його простим (прямолінійним).
На підставі принціпу еквівалентности треба гадати, що шлях проміню поблизу до мас тяжіння мусить бути тотожній з шляхом, що його він накреслює в середині нашого коробка; инакше кажучи, ми маємо спостерегти таке ж викривлення проміню поблизу до матерії, ніби вона притягає його, як і инше матерьяльне тіло. А позаяк прискорення для всіх тіл, що падають, є однакове, то й промінь, який проходить повз матерьяльне тіло, мусить наближатися до нього з таким само прискоренням.
На земних джерелах світла через надто велику швидкість його неможна перевірити цього висновку, але викривлення, що його припущено, має виявитись в положенні зір, підчас коли світло від них проходить повз сонце.
Перевести таке спостереження перешкоджає надто велика яскравість неба поблизу до сонця, що заважає бачити зорі в тім обсягу. Через те такі спостереження є можливі тільки підчас соняшного затемнення. З метою перевірки висновків Ейнштейна було підготовлювано астрономичну експедицію на затемнення, що мало відбутися 1914 року, але експедиція не відбулася через Європейську війну. Тільки року 1919 було переведено дві експедиції під керовництвом англійського вченого Едінгтона, які зробили фотографичні відбитки зоряного неба поблизу до соняшного диску. Через порівнання цих відбитків з відбитками тієї ж частини неба, підчас коли в ній не було сонця, виявилося що справді відхилення проміню має місце і величінь відхилення є дуже близькою до тієї, яку було обраховано на підставі принціпу еквівалентности.
Другий висновок з принціпу відносности складають инші закони руху тіл в полі тяжіння. Що правда ці зміни для тіл, які рухаються поволі, дуже незначні; принаймні, їх неможна виявити сучасною технікою вимірів.
Найшвидче у нашій соняшній системі рухається планета Меркурій й для неї, згідно з принціпом відносности, мусить бути найбільше відхилення від законів руху старої механіки, що цілком надається до виміру.
В рухові цієї планети вже давно помічувано особливість, якої астрономи не могли з'ясувати. Перигелій Меркурія, — так звуть точку орбіти Меркурія, найближчу до сонця, — переміщується так, що характер його руху неможна було з'ясувати з погляду старої механіки. Що століття це переміщення виявляється в 43 дугових секунди.Обрахунки, шо грунтуються на принціпі відносности, цілком з'ясовують цю аномалію.
Ще цікавіші та важливіші результати приложення принціпу відносности до вивчення будови річовини (вещества).
Нині ми знаєм, що атом уявляє з себе не суцільний шматок матерії, а складається з надто дрібніших часточок, які рухаються навколо центрального ядра атому. Будова атому є подібна до будови соняшної системи, але в ньому рух часточок проходить з такою величезною швидкістю, шо тут поправки до старих законів механіки на підставі принціпу відносности повинні мати вже важливе значіння.
Завдяки рухові часточок, що з них складається атом, і утворюются ті хилитання в оточенні, які ми звемо світлом.
Зоммерфельд приклав теорію відносности до руху в середині атому і в такий спосіб з'ясував найдрібніші деталі що до будови проміню світла. Погодження теорії з фактами спостереження йде тут остільки далеко та в такій широкій области, що важко мати сумнів що до правдивости припущень, які складають її підвалини.
Німецький математик Мінковський надав ідеям Ейнштейна надзвичайно простої математичної форми.
Відомо, шо положення точки у просторі є визначене, коли вказано три величини. Так, аби вказати якесь місце над землею, ми даємо його географичну широчінь та довжину, але це ще не цілком визначає положення нашої точки, бо усі точки, які лежать на простій прямовісній (вертикальній прямій), мають туж саму широчину та довжину. Необхідно вказати ще й третє число — височінь даної точки над рівнем моря.
Аби визначити положення лампи у кімнаті, необхідно вказати віддалення її від одної з стін, від другої стіни до неї перпендикулярної та, нарешті, ше й височінь її над долівкою. Оцю властивість нашого простору, що положення точки є певне лише через визначення трьох чисел, трьох віддалень, ми підкреслюємо, коли звемо наш простір трьохмірним.
Усяка поверхня, напр., площина, поверхня кулі є простором, де положення точки визначається вже тільки двома числами. Точка, що лежить у площині долівки, визначається через віддалення її від двох стін, а точка на поверхні землі визначається лишень через широчінь та довжину. Тому вважаємо поверхню двохмірною.
Аби визначити якусь подію в світі, треба вказати чотирі числа: час, що характеризує подію, а потім ще три числа, які визначають місце події у просторі.
Наприкл., лампа, що знаходиться у кімнаті на віддалення 2-х метрів від одної стіни, 3-х від другої й 1½ метра від долівки, засвітилась о 3-й годині ночі.Таким чином, на світ треба дивитись як на утворення чотирьох вимірів, і Мінковський показав, що в цім чотирьохмірнім витворі, після відповідного вибору що до способу обрахунку, величини, що характеризують час, відограють таку ж ролю, як і величини просторові. В цім чотирьохмірнім світі наш трьохмірний простір росташовується подібно до того, як двохмірні поверхні росташовуються в самім просторі. Подібно як двохмірні поверхні (напр., куля, ціліндер) мають кривину у нашому трьохмірному світі, так і наш трьохмірний простір, росташований у чотирьохмірному світі, має кривину. Досконалий математичний аналіз доводить, шо кривина нашого простору є ріжною в ріжних місцях. Близько до великих мас тяжіння вона є більша, у міжзорянім просторі — менша. У цьому чотирьохмірному світі Мінковського рух під впливом сили інерції є замінений рухом по лініях, що вони уявляють з себе найкоротше віддалення між двома точками, а тяжіння є не що инше, як виявлення кривини простору близько до матерьяльних мас.
В цьому світовому просторі керують инші геометричні закони, аніж закони Евклідової геомерії, що її правдивість ми звикли вважати абсолютною. Найкоротшим віддаленням між його двома точками не буде вже проста (пряма) лінія, а сума кутів трикутника не є рівною двом прямим кутам. Евклідова геометрія це тільки наближене виявлення правдивих геометричних співвідношень. З великою достотністю вона зображає нам явища, що мають місце у невеличкій частині простору, але для цілого світу вона не є правдивою, подібно, як для невеличкої частини моря його поверхню можна вважати площиною, хоч вона й є частиною сфери.
Ейнштейн йде у своїй картині світу ще далі. Він гадає, що не тільки наш трьохмірний простір має кривину в чотирьохмірнім світі, але й сам чотирьохмірний світ має кривину та є замкнений, подібно як у нашому трьохмірному світі є замкненою поверхня кулі.
На користь цих міркувань Ейнштейна говоре слідуюче.
Коли світ наш є безмежний, то одно з двох, або він всюди рівномірно є повний зір, або ж наша зоряна система є островом в безмежному морі простору. Як-що безмежний світ, подобно до куточка всесвіту, який є приступний нашому спостереженню, був-би рівномірно сповнений зорями, то кількість світла, шо досягала-б до нас, була б значною, небо здавалось би нам суцільним сяйвом, цього, однак, ми не спостерігаємо. Укупі з тим, як то вказують обрахунки, видимі для нас зорі мусили б бути у полі значно більшого тяжіння, а через те їх рухи були б надто швидчими, аніж ті, що їх ми спостерігаємо в дійсности.
Супроти другого припущення говоре те, що коли-б наша зоряна система була островом серед безмежного простору, то навколо ми не бачили б ні одної зорі; вони відходили б від нас та одна від одної на безмежні віддалення і сили взаємного притягання не вистачало б, аби стати цьому на перешкоді.Хоч ми й не маємо права запевняти, ніби в решті решті після трильонів роков це віддалення зоряних мас справді не матиме місця та що припущення, ніби наша зоряна система є справді поодиноким скупченням зір у простірі, є неправдиве, — однак, інстинктовно ми відчуваємо хиби цього припущення, котре є звязане з думкою про початок світу, тому ми й шукаємо иншого виходу.
Такий вихід дає нам уявління Ейнштейна. Після Ейнштейна правдивим є перше припущення. Світ є сповнений зорями рівномірно, але він не є безмежний, а уявляє з себе замкнений, укінчений простір, подібно до того, як куля є замкненою поверхнею. Наш простір є сферичний простір, а тому, хоч він і є обмежений, але всіляку лінію в ньому можно продовжувати в безмежність, подібно як на поверхні кулі укінчених розмірів рух по колі, що є накреслене на ній, ніколи не зустріне межи.
Ми, люди, уявляємо з себе істоти, змисли (органи відчування) яких так побудовані, що не можуть відчувати четвертого виміру, а тому ми й не в стані відчути чи уявити собі кривину світу. Тілько досвідний матерьял та непереможна логіка математичного доказу дозволяє нам підняти завісу, що запинає від наших очей правдиве лице світу, але уявити собі цю картину світу наочно ми не маємо змоги, бо цей образ світу лежить за межами нашого сприняття.
З цього боку образи, що до їх ми приходимо на підставі принціпу відносности, поділяють участь наших останніх досягнень і в инших ділянках фізики.
Картину явищ, що була б приступна нашій уяві, надто у великій кількости випадків заступає абстрактна математична формула, що відповідного їй образу ми не є в стані уявити собі. Причина цього полягає в тому, що, вивчаючи явища природи, ми перейшли межу приступного для наших безпосередніх відчувань, бо ж ми не можемо уявити собі того, чого ніколи не відчували наші змисли (органи відчування).
Принціп відносности дає нам новий світогляд у фізиці та геометрії; дуже можливо, що він допроводить нас і до нової теорії пізнання.
Але принціп відносности не може змінити звичайного людського уявління про світ, що воно грунтується на вказівці наших змислів; з цим уявлінням про світ він не має нічого спільного.
Принціп відносности має на меті дати можливо близький опис явищ з обсягу спостереження, і, оскільки є змога нині про те міркувати, своєї мети він досягає.
- ↑ Від Редакції. Принціп відносности притягає до себе увагу наукових кол всього світу. Одночасно шириться популярна література на цю тему. Ім'я Ейнштейна набірає величезної популярности. Редакція „Червоного Шляху“ іде назустріч інтересам читачів і містить по цьому питанню статтю проф. Желіхівського. Але редакція вважає потрібним по передить читачів, що теорія Ейнштейна в тій мірі, в якій вона виходить за межи фізіки і претендує на гносеологичні і філософські висновки, все більше викликає проти себе гостру критику і боротьбу. Всі визнають величезні, заслуги Ейнштейна в тому, що він остаточно руйнує уявління про абсо- лютний характер простору і часу, дає нове освітлення принціпу тяготіння, інерції, маси і т. и. Але там, де Ейнштейн дав формуліровку своїх гносеологичних і філософських висновків, він безумовно стає на шлях ідеалізму і метафізики. 3 громадсько-історичної точки зору ця гносеологія і філософій Ейнштейна цілком відповідає тій реакційно-ідеалістичній і релігійній атмосфері, яка є характеристичною для буржуазних і інтелігентських кол західної Європи в процесі руйнації капіталізму. Редакція рекомендує читачам ознайомиться з матерьялом, який на цю тему подає журнал „Под знаменем марксизма“, особливо в №№ 9–10. 1922 р.
- ↑ Немає жадного значіння, що лямпа посувається вкупі з пароплавом, бо промінь росповсюджується з пункту в етері, де засвітили лямпу, а цей пункт є нерухомий.
- ↑ Зрозуміти це ясніше допоможе такий малюнок. Намалюймо кружечки А, О, В, що зображають троє годинників. Спостерігач В рахуватеме, що світло пройшло шлях рівний відділенню від О до В, а спостерігач в А вважатиме, що промінь, який йде до нього, пройшов шлях рівний віддаленню від О до А. Але за час поширення проміння усі три годинники укупі з спостерігачами посунулись і зайняли положення, що його визначено на малюнкові пунктирними кружечками А', О', В', і в дійсності до переднього годинника промінь пройшов шлях більший, а ніж віддалення ОВ, а саме відалення ОВ', також як і до заднього годинника промінь пройшов не віддалення OA, а менше віддалення, а саме — OA'.
- ↑ Швидкість тіла виміряємо відношенням довжини шляху до часу протягом якого саме перейдено цей шлях.
- ↑ Спочатку вода сковзається по стінці гладенького посуду й не бере участи в його повертанні; тільки згодом через тертя її захоплює відро, що крутиться й починає крутитися укупі з відром.