Знание-сила, 2007 № 12 (966)

А. Эйнштейн

С точки зрения логики научного исследования в высшей степени интересно и поучительно то, что выдающийся экспериментатор Майкельсон, проведя свои опыты и получив неожиданный результат, счел нужным повторить со значительно большей точностью опыт Физо. При этом результат Физо был подтвержден. Действительно, коль скоро в этих опытах исследуются схожие явления, то в них естественно ожидать схожих результатов. И если результаты получились принципиально разными, то следовало перепроверить оба опыта. Но ведь точно так же наш современник, сомневающийся в результате опыта Майкельсона и/или в его трактовке, должен проанализировать и другие опыты, результаты которых противоречили существовавшим в XIX веке представлениям об эфире. И опровергатели Эйнштейна должны понимать, что им необходимо «разобраться» не только с опытом Майкельсона, но и со многими другими опытами.

Действительно, если ориентироваться на опыт Майкельсона сам по себе, то можно предположить, что скорость света постоянна в системе отсчета, связанной с источником. А для стороннего наблюдателя скорость света равна некоторой постоянной величине плюс скорость источника. При таком предположении опыт Майкельсона должен дать тот результат, какой он фактически дал. Такие теории (баллистические) в своё время разрабатывались. Но, как утверждает учебник по СТО, наблюдения за движением двойных звезд опровергают баллистическую гипотезу. Тем не менее, если судить по интернету, не все считают этот вопрос закрытым.

И здесь просматривается еще один парадокс, уже не физический, а психологический. Школьный учебник утверждает, что «согласно законам электродинамики скорость распространения электромагнитных волн в вакууме одинакова по всем направлениям и равна c = 300 000 км/с. Но ... в соответствии с законом сложения скоростей Ньютона скорость может равняться c только в одной избранной системе отсчета. ... Таким образом, обнаружились определенные противоречия между электродинамикой и механикой Ньютона». Согласимся с тем, что это утверждение для школьного учебника необычное, поскольку в нем нет даже намека на обоснование. Из него никак нельзя понять, как из законов электродинамики делается вывод о постоянстве скорости света. (Что, впрочем, естественно — обоснование требует знаний, далеко выходящих за рамки школьной программы.) Тем не менее, это следствие из уравнений Максвелла имеет принципиальное значение для СТО. Более того, А. Эйнштейн, создавая СТО, опирался на анализ уравнений Максвелла, а не на опыт Майкельсона. Но если постоянство скорости света является следствием уравнений Максвелла, то представляет интерес логика тех современных опровергателей, которые доказывают зависимость скорости света от скорости источника. Ведь, приняв их предположения, надо будет вносить уточнения в уравнения Максвелла. И, как следствие, необходимость «разбираться» с множеством экспериментов, которые, согласно общепринятому мнению, соответствуют уравнениям Максвелла.

Тем не менее, в наши дни заметно возрождение интереса к баллистическим теориям. Вновь вспомнили труды швейцарца В. Ритца, который в 1908 году объяснял неожиданный результат опыта Майкельсона тем, что скорость света складывается со скоростью источника. Была, в частности, сделана попытка трактовать наблюдения за двойными звездами, не противореча баллистической теории. При этом не заметно анализа информации о других экспериментальных опровержениях баллистической теории. Хотя в свое время рассматривалось несколько ее вариантов, и проводились опыты, которые их опровергали. Более того, сам В. Ритц указывал на поправки к уравнениям Максвелла, которые надо было бы сделать, чтобы его баллистическая теория не противоречила основам электродинамики. С тех пор прошло много лет. Накопился значительный экспериментальный материал, подтверждающий универсальный характер законов Максвелла. И если кто-то предлагает гипотезу, не укладывающуюся в рамки общепринятой теории Максвелла, он должен, так же как В. Ритц, на это указать и предложить способ преодоления возникающих трудностей.

Следует подчеркнуть, что опытов, подтверждающих СТО, было много. В этом должны отдавать себе отчет те, кто не принимает или результат опыта Майкельсона, или его общепринятую трактовку. Действительно, можно в качестве исходного пункта рассуждений взять не этот опыт, а какой-то другой. Например, опыт, подтверждающий зависимость массы от скорости. В таком случае можно поставить вопрос так: какие могут быть логические следствия из предположения, что масса зависит от скорости в соответствии с теорией относительности? Одно из следствий очевидно — невозможность движения со скоростью света для любого объекта, обладающего массой покоя. Однако выяснить, какие при таком предположении должны быть результаты опыта Майкельсона, было бы, наверное, непросто. Но такие рассуждения могут многое прояснить. Более того, такой анализ помог бы скептикам: если какие-то утверждения СТО нельзя вывести в качестве следствий из соответствующей этой теории зависимости массы от скорости, то опровергателям Эйнштейна следует сосредоточить свое внимание именно на них. Но в любом случае из подтвержденного опытом факта — зависимости массы от скорости — следует, что при скоростях, близких к скорости света, механика Ньютона перестает «работать» и если не СТО, то какая-то другая теория должна это учитывать.

Если будет написана книга «Теория относительности для сомневающихся», то в ней опыт Майкельсона будет трактоваться как один из многих опытов, подтверждающих СТО. Впрочем, книга с таким названием вряд ли когда-либо выйдет из-за необъятности темы. Ведь сомневаться можно в чем угодно. Поэтому уместно обратить внимание на книгу, посвященную, на первый взгляд, одному частному вопросу — экспериментальному обоснованию одного из основных положений СТО — предположения о постоянстве скорости света. Ее название говорит само за себя — «Экспериментальные корни специальной теории относительности». В отличие от большинства научно-популярных книг, в ней основное внимание уделено не парадоксальным и противоречащим здравому смыслу (и поэтому интересным) следствиям этой теории, а множеству экспериментов, подтверждающих постоянство скорости света. И она делает неубедительным один из аргументов скептиков — ссылки на мнения крупных ученых, современников создания СТО, ее не принимавших. Ведь в первой четверти XX века опытное обоснование СТО было более скромным, чем в наши дни. Скорее всего, подобные книги, посвященные как бы «частным вопросам», будут выходить и в дальнейшем, И тогда, можно надеяться, скептиков будет меньше. А их возражения, если скептицизм сохранится, будут более основательными.