Принцип відносності Галілея як фундамент теорії відносності Ейнштейна

Принцип відносності Галілея як фундамент теорії відносності Ейнштейна


Представлена на суд наукового співтовариства на початку минулого століття теорія відносності справила справжній фурор. Її автор, А. Ейнштейн, на десятиліття вперед визначив основні напрямки фізичних досліджень. Однак не варто забувати, що німецький вчений у своїх роботах використовував численні напрацювання своїх попередників, включаючи знаменитий принцип відносності Галілея - знаменитого італійського вченого.


Значну частину свого життя італійський вчений присвятив вивченню механіки, ставши одним з основоположників такого розділу фізики, як кінематика. Досліди Галілея дозволили йому дійти висновку, що принципових відмінностей у станах спокою і рівномірного руху немає - вся справа в тому, яка точка відліку буде прийнята. Знаменитий фізик вказував на те, що закони механіки справедливі не для якоїсь однієї обраної системи координат, а для всіх систем. Такий принцип увійшов в історію, як принцип відносності Галілея, а системи стали називатися інерціальними.

Свої теоретичні викладки вчений із задоволенням підтверджував численними прикладами з життя. Особливою популярністю користувався приклад з книгою, яка знаходиться на борту корабля: в цьому випадку щодо самого корабля вона знаходиться в спокої, а щодо спостерігача на березі, вона рухається. Принцип Галілея підтверджує його положення про те, що між покоєм і рухом немає ніякої різниці.

Сформульований таким чином принцип відносності Галілея справив серед його сучасників справжній фурор. Вся справа в тому, що до публікації робіт італійського вченого всі були переконані в істинності вчення давньогрецького вченого Птолемея, який стверджував, що Земля є абсолютно нерухомим тілом, щодо якого відбувається рух інших справ. Галілей зруйнував цю виставу, відкривши перед наукою нові горизонти.

Водночас не можна ні в якому разі ідеалізувати ні принцип відносності Галілея, ні закон інерції. Адже, виходячи з даного формулювання, можна зробити висновок, що всі ці положення діють абсолютно при будь-яких параметрах швидкості і відстаней між тілами, однак це не так. Першим кроком від навчання Галілея-Ньютона до теорії відносності стала розробка Гауссом, Гербером і Вебером теоретичних основ явища, яке отримало назву «запізнювання потенціалу».

Ні Галілей, ні Ньютон в силу існуючого в той час рівня знань не могли навіть здогадатися про те, що при наближенні швидкості тіла до швидкості світла закони інерції просто перестають діяти. Та й, взагалі, принцип відносності Галілея ідеально підходить тільки для тих систем, які складаються з двох тіл, тобто вплив інших предметів і явищ на них настільки незначний, що їм можна знехтувати. Рух у такій системі (прикладом може служити обертання Землі навколо Сонця) згодом стали називати абсолютним, всі інші рухи отримали назву відносних.