§ 2. Постулат относительности

Отрицательный результат многих опытов, поставленных с целью обнаружить влияние движения Земли на различные процессы путем измерений на ней самой, позволяет почти с достоверностью утверждать принципиальную независимость любых явлений в движущейся системе от поступательного движения этой системы в целом (см. примеч. 1). Точнее можно сказать, что имеется троекратно бесконечное множество равномерно и прямолинейно движущихся друг относительно друга систем отсчета, в которых все явления протекают одинаково. Мы будем ниже, следуя Эйнштейну, называть такие системы галилеевыми, так как в них соблюдается закон инерции Галилея. Представляется неудовлетворительным, что не все системы рассматриваются как равноправные или, по меньшей мере, что отсутствует логическое обоснование для выделения определенного семейства систем. Этот недостаток устранен в общей теории относительности (см. гл. IV). Пока же мы должны ограничиться галилеевыми системами отсчета, т. е. относительностью при равномерном и прямолинейном движении.

Постулат относительности устраняет из физических теорий эфир, рассматриваемый в качестве субстанции.

Действительно, не имеет никакого смысла говорить о покое или движении относительно эфира, если они принципиально не могут быть обнаружены с помощью наблюдений. Это еще менее смутит нас в настоящее время, когда уже с успехом стали сводить упругие свойства материи к электрическим силам. Пытаться же после этого снова объяснять электромагнитные явления с помощью упругих свойств гипотетической среды было бы совершенно нелепо. Механическая теория эфира стала, собственно говоря, излишней и тормозящей дальнейшее развитие уже тогда, когда упругая теория света была заменена электромагнитной. В этой последней материальный эфир всегда был чужеродным телом. Уже после создания теории относительности Эйнштейн [22] предложил снова ввести понятие эфира, рассматриваемого уже не как субстанция, а лишь как совокупность тех физических величин, которые должны быть приписаны пространству, не заполненному материей. Понимаемый в этом более широком смысле эфир действительно существует, однако следует помнить, что он не имеет, конечно, никаких механических свойств; иными словами, пространство без материи не обладает такими физическими характеристиками, как положение и скорость.

Может показаться, что после отказа от представлений об эфире принцип относительности становится очевиден. Однако более подробное рассмотрение показывает, что это не так. Действительно, ясно, что мы не можем сообщить поступательного движения всей Вселенной и проверить, влияет ли это движение на течение каких-либо процессов. Принцип относительности имеет поэтому эвристическое и физическое значения только в том случае, если он справедлив в отношении любой замкнутой системы. Возникает, однако, вопрос, когда можно считать систему замкнутой? Достаточно ли для этого условия отдаленности всех масс, не входящих в рассматриваемую систему? Ответ, в соответствии с опытом, гласит, что в случае равномерного и прямолинейного движения этого достаточно, а для других движений недостаточно.

Заметим, что необходимо еще объяснить привилегированность равномерного и прямолинейного движения (см. гл. IV, § 62). Резюмируя, мы можем сказать, что постулат относительности включает в себя утверждение, что равномерное и прямолипейное движение «центра тяжести» Вселенной относительно некоторой замкнутой системы не влияет на процессы в этой системе,