Гипотеза эфира.
Прежде чем заняться этой новой теорией — теорией относительности, — скажем несколько слов о гипотезе, имеющей теперь лишь исторический интерес. Физики привыкли пользоваться главным образом механическими представлениями. Неудивительно, что, когда Фарадей, Максвелл и Герц создали первую теорию поля, многими физиками были сделаны попытки объяснить новые поля на основе механических понятий. Сами Максвелл и Герц также работали в этом направлении. Существует область механики, пользующаяся понятиями и методами, подобными тем, которые употребляются в теории поля,— это механика сплошных сред. Поэтому электромагнитное поле было объяснено напряжениями гипотетической материальной среды, так называемого эфира.
Однако эта интерпретация электромагнитного поля неудовлетворительна по многим причинам. Например, эфир должен обладать свойствами, которыми не обладает ни
одно из известных веществ; он должен проникать сквозь все тела, не испытывая никакого сопротивления трения; он не обладает массой и не испытывает гравитационного притяжения. Кроме того, уравнения Максвелла во многвм отличаются от уравчений, которым подчиняются упругие волны. «Продольные» упругие волны, например, не имеют аналогии в электродинамике.
В конце девятнадцатого столетия эфир, однако, рассматривался как наиболее обещающая и даже необходимая гипотеза. Конечно, делались попытки на основе этого представления решить проблему, обсуждавшуюся в этой главе, именно, найти систему координат, в которой скорость света была бы равиа с во всех направлениях. Идея эфира предполагала наличие системы координат, в которой он покоится. Эта теория, однако, мало помогла в решении фундаментальной трудности. Она лишь по-другому сформулировала проблему, поскольку определить состояние движения эфира можно только путем измерения скорости света или в результате аналогичных экспериментов. На основании опытов Майкельсона-Морлея следует поэтому предположить, что по крайней мере в непосредственной близости от Земли эфир должен увлекаться ею. Движение небольших масс, как, например, в опыте Физо, также должно увлекать эфир, но не полностью. Однако существование эффекта аберрации совместимо с гипотезой эфира только в том случае, если эфир не увлекался бы Землей даже в непосредственной близости от ее поверхности, т. е. там, где свет попадает в телескоп.
