3. Теория относительности

Другая фундаментальная теория современной физики — теория относительности, в корне изменившая научные представления о пространстве и времени. В специальной тео­рии относительности получил дальнейшее применение уста­новленный еще Галилеем принцип относительности в меха­ническом движении. Согласно этому принципу, во всех инерциальных системах, т.е. системах отсчета, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят одинаковым образом, и поэтому их законы имеют ковариантную, или ту же самую математическую форму. Наблюдатели в таких системах не заметят никакой разницы в протекании механических явле­ний. В дальнейшем принцип относительности был использо­ван и для описания электромагнитных процессов. Точнее го­воря, сама специальная теория относительности появилась в связи с преодолением трудностей, возникших в этой теории.

Важный методологический урок, который был получен из специальной теории относительности, состоит в том, что она впервые ясно показала, что все движения, проис­ходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолют­ной системы отсчета и, следовательно, абсолютного дви­жения, которые допускала ньютоновская механика.

Еще более радикальные изменения в учении о про­странстве и времени произошли в связи с созданием об­щей теории относительности, которую нередко называют новой теорией тяготения, принципиально отличной от классической ньютоновской теории. Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движу­щихся материальных тел и их пространственно-времен­ной метрикой. Теоретические выводы из нее были экспе­риментально подтверждены во время наблюдения сол­нечного затмения. Согласно предсказаниям теории, луч света, идущий от далекой звезды и проходящий вблизи Солнца, должен отклониться от своего прямолинейного пути и искривиться, что и было подтверждено наблюдениями. Нужно отметить, что об­щая теория относительности показала глубокую связь между движением материальных тел, а именно тяготею­щих масс и структурой физического пространства — вре­мени.