Работа Пуанкаре «Измерение времени» и ее роль в становлении и развитии теории относительности
(тезисы доклада на Третьей научной конференции клуба «Урания»)
Во второй половине XIX века проблема синхронизации часов, размещенных в разных точках Земного шара, волновала астрономов, железнодорожников, картографов, моряков и представителей других специальностей. Из умозрительной задачи для физиков-теоретиков она превратилась в предмет исследований и разработок для инженеров, часовщиков, производителей электрических кабелей… Точками концентрации таких исследований и разработок были Бюро долгот в Париже и Патентное ведомство в Берне. В первом ведущую роль играл Анри Пуанкаре, во втором семь лет работал Альберт Эйнштейн. Не удивительно, что вскоре оба стали ведущими специалистами и законодателями мод в измерении времени и анализе одновременности событий, разнесенных в пространстве. В 1898 году Анри Пуанкаре написал статью «Измерение времени», в которой предложил рассматривать одновременность событий в качестве общепринятой конвенции. Ничего сверхнового в статье не было, проблема согласования часов то и дело мелькала на страницах философских и физических журналов того времени. Об этом говорилось даже в одной из любимых детских книг Эйнштейна о науке.
Понятие одновременности событий очень скоро потребовалось в другой области – в электродинамике движущихся сред. Введенное Майклом Фарадеем понятие электромагнитного поля было поставлено на твердую математическую основу Джеймсом Максвеллом. А теория Максвелла была затем расширена Хендриком Антоном Лоренцем введением в нее электрона. Он же распространил принцип относительности на электромагнитные явления, заменив преобразования Галилея преобразованиями координат и времени, названными впоследствии его именем. В частности, им было введено так называемое локальное время, которое он поначалу считал вспомогательной переменной. Ни Максвелл, ни Лоренц, ни Пуанкаре не представляли себе электромагнетизм, в частности электромагнитные волны, без светоносного эфира. Но именно во второй половине XIX века появились эксперименты, ставящие существование эфира под сомнение. И тогда преданные сторонники классической физики бросились на его защиту: Джордж Фицджеральд, Джозеф Лармор и сам Хендрик Лоренц, а затем и Анри Пуанкаре убедились, что существование эфира спасает гипотеза о сокращении тел при их движении в эфире.
Статья «Измерение времени» Пуанкаре к этим проблемам электродинамики не имела. «Измерение времени» не было исследованием одновременности, которое ставило эту принципиальную коррекцию одновременности во главу угла в физике Пуанкаре. В ней не было ни одного слова о системах отсчета, электродинамики или теории электрона Лоренца. Тем не менее вот уже больше ста лет не утихают разговоры, что Альберт Эйнштейн использовал эту статью при написании своей знаменитой работы «К электродинамике движущихся сред» 1905 года. Упор делается на то, что Эйнштейн эту работу видел, читал и тщательно изучал. Между тем, никаких фактов, свидетельствующих об этом нет, чаще всего обвинители Эйнштейна сознательно или бессознательно опираются на ложные сведения.
Но главное не в этом. Видел ли Эйнштейн статью Пуанкаре 1898 г. или не менее важное сочинение 1900 г. до того, как написал свою работу 1905 г.? Даже если и видел, это не имеет большого значения, ибо Эйнштейн не нуждался в ознакомлении с аргументацией Пуанкаре. Подход Эйнштейна прямо противоположен рассуждениям «защитников эфира». Он не пытается «отремонтировать» старую теорию Лоренца-Пуанкаре, покоящуюся на понятии эфира. Он смело ломает всё здание классической физики, выбивая у него фундамент – светоносный эфир. Эйнштейн берет за основу два постулата – принцип относительности и принцип предельности скорости света, на первый взгляд, несовместимые друг с другом. Но это противоречие Эйнштейн снимает своим конструктивным определением одновременности, по сути совпадающим с рассуждениями Пуанкаре в статье 1898 года. Но Эйнштейн сокращение тел выводит из кинематики движущихся сред, не прибегая к неизвестным силам, сжимающим тела при движении.
Теория Пуанкаре-Лоренца так же непротиворечива с точки зрения опыта, как и теория относительности Эйнштейна. Но это две разные теории, и «заимствовать» что-то у Пуанкаре Эйнштейну не было никакой необходимости.
История науки подтвердила эффективность и справедливость теории Эйнштейна, и у современных профессионалов сомнений в ее адекватности действительности не осталось. А Пуанкаре не хватило одного шага, чтобы опередить Эйнштейна, но его подвело представление о конвенциональном характере физических законов.
