Лоренц и Пуанкаре

Гендрик Лоренц (1853-1928) вошел в историю физики как создатель электронной теории, основные контуры которой были очерчены в его работе 1892 года "Электромагнитная теория Максвелла и ее приложение к движущимся телам". Лоренц делает фундаментальное предположение - эфир в движении вещества участия не принимает (гипотеза неподвижного эфира) - (см. Д.К.Самин, "Сто великих ученых", М., "Вече", 2000).

В 1892 году в заметке "Относительное движение Земли и эфира" Лоренц описывает способ согласования результатов опыта с теорией неподвижного эфира, заключающийся в предположении о сокращении размеров тел в направлении движения (сокращение Лоренца-Фицджеральда).

"Продолжая развивать свои взгляды на оптические и электромагнитные явления в движущихся телах, Лоренц, по существу, приблизился к утверждению принципа относительности для электромагнитных явлений. Как мы знаем, в механике такой принцип был введен Галилеем. Он гласил, что никакими механическими опытами невозможно установить, покоится данная система или движется равномерно и прямолинейно. Лоренц высказал предположение, что никакими мыслимыми опытами невозможно обнаружить относительное движение Земли и эфира. По существу, это есть обобщение принципа относительности в механике на электромагнитные явления." (С.П.Кудрявцев, "Д.Д.Томсон", М., 1986).

В 1902 году Лоренц и его ученик П.Зееман становятся Нобелевскими лауреатами, а в 1904 году Лоренц выступил со статьей "Электромагнитные явления в системе, движущейся со скоростью, меньшей скорости света", где вывел формулы, связывающие между собой пространственные координаты и моменты времени в двух различных инерциальных системах отсчета (преобразования Лоренца).

"...Пуанкаре (1854-1912), исходя из теории Лоренца... разработал очень общий и остроумный математический аппарат теории относительности..." - Б.Г.Кузнецов (выделено В.Б.).

"Впервые принцип относительности для любых физических явлений был введен французским ученым Анри Пуанкаре... Он показал, что не только в неподвижной, но и в любой другой системе отсчета, движущейся равномерно и прямолинейно, законы физических явлений будут одинаковыми. Однако к такому заключению он пришел, исходя из представлений классической физики и гипотезы неподвижного эфира" (С.П.Кудрявцев).

Следует отметить, что преобразования Лоренца "явились исходными при создании теории относительности" (Малая Советская Энциклопедия 1959).

В 1898 году один из выпусков широко известного тогда французского научного журнала открылся статьей Пуанкаре "Измерение времени", в которой автор анализировал такие простые, казалось бы, понятия как равенство двух промежутков времени и соответствие между собой моментов времени в разных точках пространства.

Полученный результат казался современникам Пуанкаре весьма неожиданным: абсолютного времени и абсолютной одновременности в природе не существует. Лишь на основе условного соглашения можно считать равными длительности двух промежутков времени и одновременными два явления, происшедшие в разных точках пространства.

Это было совершенно новое, неклассическое" понимание времени и одновременности. Другое положение статьи 1898 года получило должную оценку только значительно позже. Пуанкаре писал о постоянстве скорости распространения света во всех направлениях.

Непосредственно участие Пуанкаре в создании теории относительности следует из его статей "Пространство и время" и "Новая механика".

В конце ХIХ века были уже найдены преобразования пространственно-временных координат, составляющие основу теории относительности. Были получены также самые необычные следствия этой теории о сокращении длин отрезков и расширении временных интервалов.

В работах Лоренца и английского физика Лармора контуры новой теории, приводящей к революционному преобразованию всей физики, проступали вполне отчетливо. Но они применялись лишь для уравнений электродинамики, что не обеспечивало всеобщности принципа относительности.

5 июня 1905 года была опубликована статья Пуанкаре "О динамике электрона", а через полтора месяца (23 июля) в печать направлена большая статья под тем же названием. В них требование инвариантности (независимости) всех законов физики относительно преобразований Лоренца являлось новой, строгой в математическом отношении формулировкой универсального принципа относительности.

Академик А.А.Логунов по случаю 130-летия со дня рождения А.Пуанкаре написал: Анри Пуанкаре (уже в первой работе от 5 июня 1905 года), исходя из уравнений Максвелла-Лоренца, установил принцип относительности для электромагнитных явлений как строгую математическую истину. Он распространил также постулат относительности на все силы природы, открыл законы релятивистской механики" (А.А.Логунов, "К работам Анри Пуанкаре О динамике электрона", - выделено В.Б.).

"Но наиболее кардинальным выглядело изменение законов тяготения, которые Пуанкаре представлял естественным следствием принятого во всей общности постулата относительности... Перестройка теории тяготения в соответствии с принципом относительности имела особое значение, как начало становления новой, так называемой релятивистской теории гравитации.

Именно в изложении французского ученого новая физическая теория обрела строгую математическую форму. Он первым ввел в нее четырехмерное представление, добавив к трем пространственным координатам четвертую - собственное время системы отсчета"... (там же, выделено В.Б.).

В 1921 году швейцарский физик В.Паули написал для "Математической энциклопедии" статью "Принцип относительности", где он выделяет работы трех авторов - Лоренца, Пуанкаре и Эйнштейна. Паули писал: работе Пуанкаре были заполнены формальные пробелы, оставшиеся у Лоренца. Принцип относительности был им высказан в качестве всеобщего и строгого положения", а роль работы Эйнштейна состояла в том, что она давала "изложение совершенно нового и глубокого понимания всей проблемы" (выделено В.Б.).

Что касается знаменитого соотношения между массой и энергией, то Пуанкаре еще в 1900 году пришел к результатам, из которых непосредственно следовало это соотношение для электромагнитного излучения.

В 1954 году вышел второй том "Истории теорий эфира и электричества" Э.Уиттекера, один из разделов которого назывался "Теория относительности Пуанкаре и Лоренца". Против издания этой книги выступал давний большой друг Эйнштейна Макс Борн. Но сам он писал: "...Специальная теория относительности была открытием, в конечном счете не одного человека. Работа Эйнштейна была тем последним решающем элементом в фундаменте, заложенном Лоренцем, Пуанкаре и другими, на котором могло держаться здание, воздвигнутое затем Минковским" (выделено В.Б.).

"Интересно отметить, что хотя выдвинутый Пуанкаре постулат относительности предполагает полную невозможность определения движения материи относительно эфира, само понятие эфира им не отбрасывается" (А.А.Логунов). И далее: "В современной теоретической физике понятие эфира уступило понятию физического вакуума - основного состояния, в котором неизбежно присутствуют квантовые флуктуации - нулевые колебания квантовых полей".

Пуанкаре же, по мнению Эйнштейна, на остроумие своих построений, слабо понимал ситуацию в физике" (Б.Г.Кузнецов).

В свое время много усилий приложил великий русский математик Л.С.Понтрягин к изданию книг А.Пуанкаре. Он писал: "Дело в том, что в работах Пуанкаре еще задолго до Эйнштейна высказаны основные положения теории относительности... Между тем сионистские круги упорно стремятся представить Эйнштейна единственным создателем теории относительности. Это несправедливо" (выделено мной - В.Б.).