Принцип относительности Галилея как фундамент теории относительности Эйнштейна

Представленная на суд научного сообщества в начале минувшего века теория относительности произвела настоящий фурор. Ее автор, А. Эйнштейн, на десятилетия вперед определил основные направления физических исследований. Однако не стоит забывать, что немецкий ученый в своих работах использовал многочисленные наработки своих предшественников, включая знаменитый принцип относительности Галилея - знаменитого итальянского ученого.

Значительную часть своей жизни итальянский ученый посвятил изучению механики, став одним из основоположников такого раздела физики, как кинематика. Опыты Галилея позволили ему прийти к выводу, что принципиальных отличий в состояниях покоя и равномерного движения нет - все дело в том, какая точка отсчета будет принята. Знаменитый физик указывал на то, что законы механики справедливы не для какой-нибудь одной избранной системы координат, а для всех систем. Такой принцип вошел в историю, как принцип относительности Галилея, а системы стали называться инерциальными.

Свои теоретические выкладки ученый с удовольствием подтверждал многочисленными примерами из жизни. Особой популярностью пользовался пример с книгой, которая находится на борту корабля: в этом случае относительно самого корабля она находится в покое, а относительно наблюдателя на берегу, она движется. Принцип Галилея подтверждает его положение о том, что между покоем и движением нет никакой разницы.

Видео: Принцип относительности Галилея

Сформулированный таким образом принцип относительности Галилея произвел среди его современников настоящий фурор. Все дело в том, что до публикации работ итальянского ученого все были убеждены в истинности учения древнегреческого ученого Птолемея, который утверждал, что Земля является абсолютно неподвижным телом, относительно которого происходит движение других дел. Галилей разрушил это представление, открыв перед наукой новые горизонты.

Видео: Лекция 10: Пространство, время; принципы относительности

В то же время нельзя ни в коем случае идеализировать ни принцип относительности Галилея, ни закон инерции. Ведь, исходя из данной формулировки, можно сделать вывод, что все эти положения действуют абсолютно при любых параметрах скорости и расстояний между телами, однако это не так. Первым шагом от учения Галилея-Ньютона к теории относительности стала разработка Гауссом, Гербером и Вебером теоретических основ явления, которое получило название «запаздывание потенциала».

Ни Галилей, ни Ньютон в силу существовавшего в то время уровня знаний не могли даже догадаться о том, что при приближении скорости тела к скорости света законы инерции попросту перестают действовать. Да и, вообще, принцип относительности Галилея идеально подходит только для тех систем, которые состоят из двух тел, то есть влияние остальных предметов и явлений на них настолько незначительно, что им можно пренебречь. Движение в такой системе (примером может служить вращение Земли вокруг Солнца) впоследствии стали называть абсолютным, все остальные движения получили название относительных.