§ 41. Инерция энергии

Простая связь между кинетической энергией и масссй подсказывает предположение [203] о том, что всякой энергии соответствует масса . В этом случае инерция тела должна возрастать при его нагревании и, далее, излучение должно переносить массу от испускающего тела к поглощающему. Что касается второго из этих явлений, то оно может быть проверено путем следующих рассуждений. Пусть тело, покоящееся в К, излучает энергию таким образом, что в целом импульс не излучается и, следовательно, тело остается

в системе К в покое. В системе К, движущейся относительно К со скоростью v, при этом излучается согласно (228) импульс

Поскольку скорость тела v не изменяется, это возможно, только, если его масса покоя то уменьшается на величину

Аналогично рассматривая баланс импульсов, можно показать, что и тепловой энергии должна быть приписана масса. Это обстоятельство подсказывается следующим рассуждением. Для полного импульса и полной энергии системы материальных точек, как уже указано, справедливы те же формулы преобразования (321), что и в случае одной материальной точки. Если же система координат Ко выбрана так, что в ней полный импульс G исчезает, то в системе К снова имеем

Система ведет себя, таким образом, как одна материальная точка с массой покоя Идеальный газ является, очевидно, подобной системой материальных точек. Здесь равно где U — тепловая энергия. Ее инертность поэтому доказана.

Еще более общий случай был разобран Лоренцем [207]. Рассмотрим произвольную, замкнутую физическую систему, состоящую из масс, натянутых пружин, световых лучей и т. д. В системе Ко система покоится, т. е. не имеет там никакого результирующего импульса. Тогда в некоторой системе К физической системе должна быть приписана та скорость и, с которой Ко движется относительно К. Чрезвычайно правдоподобно физическое предположение, что импульс системы в К равен

как в случае материальной точки. Тогда для G справедливы формулы преобразования

Дадим теперь нашей системе 1 вступить во взаимодействие с системой 2, состоящей из одного излучения. Если — изменения импульсов, а — изменения энергий обеих систем, то должны иметь место равенства

и так как вследствие (228)

отсюда сразу следует, что

Это рассуждение показывает, что вид энергии для существования соотношения (339) роли не играет.

Таким образом, можно считать доказанным, что принцип относительности вместе с законами сохранения энергии и импульса приводит к фундаментальному закону инертности энергии любого вида. Мы можем вместе с Эйнштейном считать этот закон важнейшим результатом специальной теории относительности. Количественная экспериментальная проверка до сих пор еще не удалась. Уже в своей перпой публикации по этому вопросу Эйнштейн [203] указал на возможность проверки теории при радиоактивных процессах. Однако отдельные дефекты атомных масс радиоактивных элементов [209] слишком малы для того, чтобы их можно было установить экспериментально. Возможность объяспегшя несвязанных с существованием изотопов отклонений атомных масс от

целых чисел наличием энергии взаимодействия частей ядра в последнее время, после первого указания Ланжевена [210], многократно обсуждалась. Возможно, в будущем закон инертности энергии удастся проверить по наблюдениям над стабильностью ядер. Указания на качественное согласие уже имеются [212] (см. примеч. 13).