§ 64. ГИПОТЕЗЫ ФИЦДЖЕРАЛЬДА И ЛОРЕНЦА

В 1891 г. для объяснения отрицательного результата опыта Майкельсона ирландский физик Дж. Фщджеральд выдвинул гипотезу, согласно которой все тела, движущиеся относительно эфира со скоростью у, сокращаются в направлении движения по закону

где - продольные размеры тела, неподвижного относительно эфира. Подстановка (64.1) в (63.5) и (63.6) дает

откуда в соответствии с опытом.

Но даже примирившись с гипотезой Фицджеральда, несмотря на всю ее искусственность, все же нельзя было исключить

возможность обнаружения эфирного ветра в каком-нибудь другом опыте. В самом деле, заметим, что скорость в (63.7) может быть представлена в виде

где скорость Солнца относительно эфира, скорость Земли относительно Солнца. Так как в течение года заметно меняется, то при [см. (63.5а)] интерференционная картина также меняется. Такой опыт по наблюдению интерференционной картины в течение длительного времени был поставлен в 1932 г. американским физиком Кеннеди, но дал отрицательный результат.

Отрицательный результат опыта Майкельсона Лоренц считал убедительным аргументом в пользу пересмотра концепции эфира, которую он до этого защищал. Не удовлетворившись формальной гипотезой Фицджеральда и своими собственными доказательствами ее, основанными на некоторых допущениях о характере сил взаимодействия атомов в веществе, Лоренц стал искать такое обобщение преобразований Галилея, которое гарантировало бы невозможность обнаружения эфирного ветра в любом оптическом или электродинамическом опыте второго порядка. В 1904 г. ему удалось найти такие преобразования. Первоначально он их представил в таком виде:

где - координата х, преобразованная по Галилею; множитель, отражающий сокращение тел по гипотезе Фицджеральда. Но самым ценным в предложении Лоренца было введение нового времени не совпадающего со старым временем вопреки представлению об абсолютном времени. Исключив из (64.2) переменную найдем:

Следует отметить, что подобные преобразования рассматривались еще в 1887 г. немецким физиком В. Фохтом в статье, посвященной принципу Доплера, а в форме (64.2) их впервые описал в 1900 г. Дж. Пар мор в книге «Эфир и материя». В 1904 г. эти преобразования в виде (64.3) были использованы А. Пуанкаре и по предложению последнего были названы преобразованиями Лоренца.

Однако Лоренц считал новые координаты и время лишь формально вводимыми переменными, использование которых удобно, так как позволяет сохранить неизменной форму уравнений электродинамики. Истинными же координатами и истинным временем он считал исходные переменные х, у, z, t. Таким образом,

Лоренц не смог до конца отказаться от концепции эфира и признать, что принцип относительности справедлив и в электродинамике при условии замены преобразований Галилея преобразованиями Лоренца. Он не сумел распространить принцип относительности на все физические явления, как это сделал в 1905 г. А. Эйнштейн, доказавший универсальный характер преобразований Лоренца, выведя их из принципа относительности. Если бы Лоренц четко указал, что новые переменные так же реальны и столь же полно описывают пространство и время, как и старые переменные х, у, z, то он первым утвердил бы принцип относительности и первым обратил бы внимание на относительность одновременности пространственно разобщенных событий, следующую из предложенных им преобразований. Все эти и последующие достижения принадлежат Эйнштейну, построившему теорию относительности.