О предшественниках теории относительности
Признание высокого теоретико-познавательного и методологического значения ТО ставят в повестку дня вопрос о внимательном исследовании предпосылок этой теории и вопрос о предшественниках Эйнштейна, ибо вопрос о приоритете время от времени продолжает дискутироваться на страницах научной и научно-популярной печати. Известно, что к специальной теории относительности очень близко подошли Г.А.Лоренц и Анри Пуанкаре. Так, Лоренц доказал, что не существует опыта, с помощью которого можно было бы определить движение тел относительно эфира, т.е. установил “практический принцип относительности”, поскольку это означало невозможность найти движение относительно пространства (абсолютного), т.е., что все движения относительны.
Французский математик и физик Анри Пуанкаре (1834-1912) продолжал исследование вопроса, поднятого Лоренцем, а на международном конгрессе в Сент-Луисе в 1904 г. назвал принцип относительности в числе основных принципов физики. Но теория Лоренца-Пуанкаре еще не была, строго говоря, ТО, хотя Пуанкаре в разработке математического аппарата был даже впереди Эйнштейна. Вдобавок к этому, Пуанкаре считал, что определение одновременности событий в удаленных точках требует принятия постулата о постоянстве скорости света во всех направлениях. Это именно постулат, поскольку экспериментально он не доказуем и не опровергаем (эквивалент “физического бога”). Ведь скорость света мы измеряем по его прохождению “туда и обратно”. Сам наблюдатель не имеет никакого способа узнать, находится ли он в покое или в абсолютном движении. Мы видим, как близко подошел Пуанкаре к ТО.
В сентябре 1905 г., спустя год после появления статей Лоренца, а также Пуанкаре, появилась статья Эйнштейна “К электродинамике движущихся тел”, которая приводила к тем же результатам в электромагнетизме, но содержала новый (физический, философский) взгляд на пространство и время. Как известно, свойствами пространства исстари занималась геометрия.
Безуспешность ряда ученых доказать пятый постулат Евклида привела к идее о его недоказуемости и о возможности построения геометрии, основанной на других постулатах. Одним из первых к этой идее пришел Карл Фридрих Гаусс (1777-1855). Он считал, в отличие от Канта, что представления о пространстве не являются априорными, а имеют опытное происхождение. Однако, не желая дискуссий, Гаусс не публиковал свои работы.
В 1826 г. Николай Иванович Лобачевский (1795-1856) сделал сообщение на заседании физико-математического факультета Казанского университета об открытии им неевклидовой геометрии, а в 1829 г. опубликовал в “Казанском вестнике” работу “Начала геометрии”. Он считал, что свойства пространства неотделимы от движения (материи).
В 1854 г. Георг Риман (1826-1866) прочел лекцию “О гипотезах, лежащих в основании геометрии”. У него свойства пространства тоже зависели от материальных процессов. Первоначально появление неевклидовой геометрии не затронуло физику. Зато потом....
Английский математик Уильям Клиффорд (1845-1879) в 70-х гг. 19 в. считал, что многие физические законы могут быть объяснены тем, что отдельные области пространства подчиняются неевклидовой геометрии.
Он предложил нечто вроде полевой теории материи, в которой материальные частицы представляют собой сильно искривленные области пространства, подобные холмам на ровной местности. Он считал, что “в физике нет ничего, кроме изменений кривизны пространства”. А это уже предчувствие Эйнштейна с его полевой теорией материи.
Эрнст Мах, роль которого в инициировании теории относительности признана самим Эйнштейном, считал движение относительным, а системы Птолемея и Коперника равноправными, хотя последнюю проще и практичнее. “Пространство и время суть упорядоченные системы рядов ощущений” - писал он. Некоторые идеи Маха оказались плодотворными и для ОТО, ведь абсолютное пространство Ньютона оказалось не наблюдаемым.