§ 6. ОГРАНИЧЕННО АБСОЛЮТНОЕ ПРОСТРАНСТВО

Закон относительности механических событий будет отправным моментом всех наших последующих рассуждений. Его важность определяется тем фактом, что он тесно связан с ньютоновскими воззрениями на абсолютное пространство и с самого начала существенно ограничивает физическую достоверность этого понятия.

Выдвинем в качестве оправдания того, что мы приняли идею абсолютного пространства и абсолютного времени, утверждение, что без них закон инерции оказался бы бессмысленным. Мы должны теперь рассмотреть вопрос, в какой мере эти понятия заслуживают названия «действительных» в том смысле, в каком они употребляются в физике. Понятие соответствует физической реальности только тогда, когда существует что-либо доступное подтверждению на основании соответствующих измерений в мире явлений. Здесь не место углубляться в обсуждение философского понятия реальности; несомненно, во всяком случае, что критерий реальности, данный выше, полностью соответствует тому применению, которое слово «реальность» находит в физических науках. Все понятия, которые не удовлетворяли ему, были постепенно исключены из структуры физики.

Мы сразу видим, что в этом смысле «фиксированное место» в ньютоновском абсолютном пространстве лишено (физической)

реальности. Это следует из принципа относительности. Исходя из него, мы каким-то образом пришли к предположению, что существует определенная система отсчета, покоящаяся в пространстве; затем к выводу, что система отсчета, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно первой, может с равным правом считаться покоящейся. Механические события в обеих системах происходят одним и тем же образом, и ни одна из этих систем не предпочтительнее другой. Определенное тело, которое кажется покоящимся в одной системе, совершает равномерное прямолинейное движение в другой системе, и если бы кто-то стал утверждать, что это тело фиксирует некоторое место в абсолютном пространстве, то другой мог бы с равным правом оспаривать это и утверждать, что тело движется.

На этом пути абсолютное пространство Ньютона теряет значительную часть своего таинственного существования. Пространство, в котором не существует ни одного места, которое могло бы быть фиксировано при помощи каких бы то ни было физических средств, представляется по крайней мере весьма смутной и абстрактной идеей, а не просто ящиком, наполненным материальными объектами.

Необходимо теперь изменить и термины, использованные нами в определении принципа относительности, так как в нем мы все еще говорим о системе координат, покоящейся в абсолютном пространстве, а это, очевидно, не имеет физического смысла. Чтобы получить определенную формулировку, мы вводим понятие инерциальной системы-, оно призвано означать систему координат, в которой закон инерции выполняется в своей первоначальной форме. Существует не единственная покоящаяся система в ньютоновском абсолютном пространстве, но бесконечное число различных, одинаково правомерных систем, и поскольку нельзя вразумительно говорить о нескольких «пространствах», движущихся друг относительно друга, мы предпочитаем избегать слова «пространство» в той мере, в какой это возможно. Принцип относительности тогда приобретает следующую форму:

Существует бесконечное число эквивалентных систем, называемых инерциальными и совершающих поступательное движение (равномерное и прямолинейное) относительно друг друга, в которых законы механики выполняются в своей простой классической форме.

Здесь отчетливо видно, как тесно связана проблема пространства с механикой. Действительно, не пространство существует и отпечатывает свою форму на вещах, но вещи и физические законы, управляющие ими, определяют пространство. Позднее мы увидим, как эта точка зрения становится все более и более обоснованной, пока, наконец, не достигает максимальной обоснованности в общей теории относительности Эйнштейна.