Читать «Юный техник, 2005 № 02» онлайн - страница 6

Электродинамикой занимались, конечно, и до Эйнштейна. Скажем, еще в 1820 году датский физик X. Эрстед обнаружил, что течение электрического тока воздействует на магнитную стрелку — так было установлено взаимодействие электрических и магнитных полей. А в 1831 году знаменитый английский физик М.Фарадей открыл закон электромагнитной индукции и еще ряд других явлений. Наконец, в 1873 году завершил формулировку своих знаменитых уравнений Дж. Максвелл.

Однако все они, как и другие ученые, старались рассматривать явления как бы в «замороженном», квазистатическом виде, чтобы легче было их описывать математическими уравнениями. Эйнштейн пошел дальше и попытался представить, что происходит, когда электрические и магнитные поля взаимодействуют между собой именно в движении. Выполняются при этом классические законы?..

Самое интересное, что при этом ученый не ставил долгими неделями, а то и месяцами хитроумных опытов. Все эксперименты он провел мысленно, а потом описал их ход и результаты уравнениями. Оттолкнулся он от известных опытов Галилея, который велел бросать камни разного веса с вершины наклонной Пизанской башни и с удивлением отметил, что все предметы, не зависимо от массы, достигают земли одновременно.

Строго говоря, Галилей заблуждался. Если учесть сопротивление воздуха, то можно выяснить: разные объекты летят неодинаково. Так что в данном случае был прав Аристотель, некогда утверждавший: более тяжелые предметы летят быстрее легких. Но, на счастье Галилея, он этого не заметил, а потому на основе неправильно поставленного эксперимента сформулировал правильный вывод. А именно: заявил, что масса предмета (сопротивляемость перемещению) и его вес (сила притяжения Земли) хотя и являются совершенно различными свойствами тела, но почему-то имеют одинаковую численную величину!

Это, если вдуматься, крайне загадочное обстоятельство никто не мог объяснить долгое время. И даже сегодня объяснения все еще далеки от идеала. Эйнштейн тоже не стал вникать в суть явления, а просто посчитал его за аксиому. И пошел дальше, поставив довольно простой мысленный эксперимент.

Представим себе лифт с человеком, висящий в шахте, рассуждал ученый. Человек начинает ронять разные предметы на пол лифта и убеждается в их одновременном падении. Теперь вознесем лифт в космическое пространство и придадим ему ускорение с помощью ракеты, увлекающей его вверх. Человек опять роняет предметы и видит, что они, как и в предыдущем случае, падают одновременно. Таким образом, он не имеет никакой возможности выяснить, продолжает ли лифт висеть в шахте неподвижно или плавно движется вверх с ускорением силы тяжести!

Вывод отсюда таков, считает Эйнштейн, что гравитационное притяжение и движение вверх с соответствующим ускорением суть один и тот же процесс! В этом, кстати, и заключается знаменитый принцип эквивалентности в физике.