§ 21. Насколько неполны основы классической механики и специальной теории относительности?

Уже неоднократно упоминалось, что классическая механика исходит из следующего положения: материальные точки, достаточно удаленные от других материальных точек, движутся прямолинейно и равномерно или же находятся в состоянии покоя. Мы также неоднократно указывали, что этот основной закон выполняется лишь для тел отсчета К, находящихся в определенном состоянии движения, а именно

движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга. По отношению к другим телам отсчета это положение несправедливо. Как в классической механике, так и в специальной теории относительности различают тела отсчета К, относительно которых законы природы выполняются, и тела отсчета К, относительно которых законы природы не выполняются.

Но такое положение вещей не может удовлетворить последовательно мыслящего человека. Он задает вопрос: «Каким образом возможно такое положение, что определенные тела отсчета (или их состояния движения) отличаются от других тел отсчета (или их состояний движения)? Какое основание для такого предпочтения?». Чтобы ясно показать, что я подразумеваю под этим вопросом, воспользуюсь таким сравнением.

Я стою перед газовой плитой. На ней поставлены рядом два совершенно одинаковых чайника. Оба они до половины наполнены водой. Я замечаю, что из одного непрерывно поднимается пар, а из другого нет. Я удивлен этим больше, чем зрелищем газовой плиты и чайников, хотя бы ранее мне никогда не приходилось их видеть. Но если я замечаю, что под первым чайником светится нечто голубое, а под другим нет, то мое удивление исчезает, если даже я никогда не видел газового пламени. Я могу лишь сказать, что это нечто голубоватое вызывает (или, по крайней мере, может быть, вызывает) возникновение пара. Однако, если я не замечаю этого нечто голубоватого ни под одним из чайников и в то же время вижу, что в одном из них вода непрерывно кипит, а в другом нет, то я останусь удивленным и неудовлетворенным до тех пор, пока не открою какого-либо обстоятельства, на которое я могу возложить ответственность за различное поведение обоих чайников.

Аналогично, тщетно было бы искать в классической механике (а также в специальной теории относительности) то реальное нечто, к которому можно было бы свести различное поведение тел относительно систем отсчета К и Это возражение предвидел уже Ньютон, который тщетно стремился ослабить его. Однако яснее всего его понял Э. который выдвинул требование, чтобы механика была построена на новом основании. Этого возражения может избежать только физика, основанная на общем принципе относительности. Уравнения такой

теории справедливы для любого тела отсчета, в каком бы состоянии движения оно ни находилось.