Теория относительности

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Января 2011 в 23:23, реферат

Краткое описание

Создав теорию относительности, Эйнштейн творчески завершил классическую физику электромагнитного поля и одновременно заложил основы нового учения о пространстве, времени и тяготении. Своими работами по молекулярной физике он продолжил изыскания австрийского физика Людвига Болыдмана в области теплового движения и в значительной части завершил их.

Содержание работы

ПОРТРЕТ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
Происхождение названия “теория относительности” 10
Теория относительности, как современная теория пространства-времени. 12
Постулаты Эйнштейна. 15
Вывод преобразований Лоренца без постулата о постоянстве скорости света. 18
Изображение преобразований Лоренца на плоскости Минковского. 26
Некоторые "парадоксы" теории относительности 30
Сокращение движущихся масштабов. 30
Замедление движущихся часов. 32
Парадокс часов. 34
Список используемой литературы. 38

Содержимое работы - 1 файл

Относительность.doc

— 1.69 Мб (Скачать файл)

СОДЕРЖАНИЕ 

 

ПОРТРЕТ

АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН

 
ВВЕДЕНИЕ

Такой человек может  быть понят, только если представить его как сцену, на которой разворачивалась борьба за вечную истину.

(Эйнштейн  о Ньютоне)

Альберт Эйнштейн, с именем которого связано завершение здания классической физики и одновременно открытие новых путей в науке, занимает в истории новейшего естествознания особое место. Научный революционер и один из «великих преобразователей естествознания», как назвал его Ленин, он стоит на рубеже старой и новой физики.

  Создав  теорию относительности, Эйнштейн творчески завершил классическую физику электромагнитного поля и одновременно заложил основы нового учения о пространстве, времени и тяготении. Своими работами по молекулярной физике он продолжил изыскания австрийского физика Людвига Болыдмана в области теплового движения и в значительной части завершил их. Замечательные исследования атомистической природы света, в которых Эйнштейн смело и последовательно развил гениальные идеи Макса Планка о дискретной структуре света, открыли эру атомной физики; одно из величайших событий этой эры — освобождение энергии атомного ядра — также было подготовлено работами Эйнштейна.

По тому значению, какое имели его работы для развития естественнонаучного мышления, Эйнштейна можно сравнить только с Кеплером и Ньютоном. Вместе с тем некоторые черты личности и судьбы Эйнштейна сближают его с Галилеем. Конечно, трагическое противоречие между на умной деятельностью Эйнштейна и его гуманистическими убеждениями, неизбежное в общественных условиях его времени, имело другой характер, чем то противоборство, в которое на три столетия ранее был вовлечен великий итальянец, однако оно оказало на немецкого ученого не менее глубокое и мощное воздействие.

  В силу особых условий его эпохи Альберт Эйнштейн отчетливее, чем многие другие исследователи, осознавал политическую роль естественных наук в буржуазном классовом обществе. Он вынужден был понять, как неразрывно связано в наше время изучение природы с общественной и политической жизнью: В течение всей своей жизни выступавший за мир и взаимопонимание между народами, Эйнштейн стал в конце ее относиться к себе чуть ли не как к преступнику по отношению к человечеству — ведь именно он своим открытием эквивалентности массы и энергии создал предпосылки для использования атомной энергии, а своими письмами к американскому президенту Рузвельту непосредственно способствовал принятию решения об изготовлении первых атомных бомб.

  Если  говорить об организации естественнонаучных исследований, то и в этом отношении Эйнштейн стоит на поворотном пункте истории науки. Создатель учения о световых квантах и теории относительности был одним из последних выдающихся естествоиспытателей-одиночек. На основе опыта собственных исследований он придерживался того мнения, что только «свободный индивидуум» может совершать открытия; самое большее, что можно сделать для ученого в плане организации,— это обеспечить ему свободу и благоприятные условия для работы.

Между тем обстоятельства изменились самым  кардинальным образом. В настоящее время едва ли возможно совершать открытия в физике иначе как в результате коллективной работы. Если в 1919 году, отвечая на вопрос — где находится его лаборатория, Эйнштейн мог указать на свой письменный прибор, то в настоящее время даже в области теоретической физики едва ли приходится рассчитывать на получение сколько-нибудь существенных результатов только с помощью карандаша. Наглядные доказательства этого широко известны. Так, в научно-исследовательских центрах мира созданы и продолжают создаваться гигантские лаборатории, без которых невозможно теперь решать теоретические проблемы физики элементарных частиц. Высказанная Эйнштейном в другой связи мысль, что подлинно ценное может создаваться лишь в результате совместных действий многих людей, оказалась верной и в отношении теоретических исследований.

  Заняв благодаря своей всемирной славе  уникальное положение, Эйнштейн оказался втянутым в классовые стычки начала нового века. Его общественная позиция определялась глубоким чувством ответственности, хотя, по собственному его признанию, ему, не ощущавшему потребности примыкать ни к отдельным людям, ни к коллективам, было нелегко нарушать то одиночество, которое соответствовало его натуре и в котором он нуждался как ученый, неизменно погруженный в размышления. Однако политическая обстановка вновь и вновь заставляла знаменитого ученого публично выражать свою точку зрения.

  Один  из величайших мыслителей во всей истории  естествознания Эйнштейн в то же время был решительным борцом за мир и гуманность. Страстное стремление к социальной справедливости и обостренное чувство ответственности перед обществом заставляли его принимать непосредственное участие в общественной и политической жизни народов., Подлинный смысл человеческой жизни заключался для него в служении обществу. Естествознание и политика переплетались друг с другом как в его сознании, так и в его деятельности. Хотя в политическом отношении Эйнштейн и не был столь последовательным, как его французские друзья Поль Ланжевен и Фредерик Жо-лио-Кюри, которые стали членами Коммунистической партии своей страны, все же создатель теории относительности принадлежал к числу наиболее прогрессивных естествоиспытателей, работавших в Германии в течение первой трети нашего века.

Эйнштейн  был философствующим физиком. Естествознание без теории познания, если вообще таковое мыслимо, казалось ему «примитивным и путаным». Философские проблемы занимали его уже с ранних лет. Он проштудировал сочинения известных философов, не примкнув, однако, ни к одной из философских школ. Как и политические суждения, которые были подчас слишком субъективными и обусловлены обстоятельствами текущего момента, так и философские взгляды Эйнштейна содержали много ошибочного.

Представляется   несомненным,   что   великий   физик   в молодости   прошел   школу   философского   идеализма. Однако,   с   другой   стороны,   не   следует   упускать   из виду, что именно Эйнштейну научная философия обязана   существенными   достижениями   в   области   теории познания.    В   своих   исследованиях   по   теоретической физике Эйнштейн впервые поставил проблему одновременности   пространственно   удаленных   друг   от   друга событий   (фундаментальное   значение   которой   для  теории познания именно он впервые осознал), проблему структуры   пространства — времени,   проблему  моделей Вселенной   и другие  важнейшие  проблемы  философии современного   естествознания.    Он    пытался    самостоятельно   решить   эти   проблемы   теми   теоретическими методами, которые были ему известны и которыми он располагал  в данных  обстоятельствах,  и показал себя при этом первоклассным, хотя и стихийным, диалектиком. Несмотря на то что в своем философском мышлении Эйнштейн не был материалистом-диалектиком и к диалектическому  материализму  относился  критически, как и ко всем прочим философским «измам», все же в некоторых существенных пунктах он стоял на позициях,    не    столь    далеких    от    философии,    основанной Марксом и Энгельсом.

  Это относится, например, к постоянно  выдвигавшемуся им требованию принципиального методического сомнения, направленного против любого рода самодовольства и самомнения, против любой некритической самоудовлетворенности достигнутыми результатами познания, которые считаются «достоверными». В течение всей своей долгой творческой жизни Эйнштейн практически следовал любимому девизу Маркса «Подвергай все сомнению!». Как удачно заметил один из его друзей, он относился к собственным решениям проблем обычно гораздо критичнее, чем его критики, а зачастую даже, чем его противники и враги.

   Честная и самокритичная позиция гениального  естествоиспытателя, согласно которой результаты, имеющие научное значение, могут быть получены лишь в рамках сделанных допущений, полностью согласуется с основным положением диалектического материализма в вопросе об истинности результатов нашей исследовательской деятельности. «Самым ценным результатом подобного высказывания,— писал в «Анти-Дюринге» Энгельс,— было бы лишь то, что оно настроило бы нас крайне недоверчиво к нашему нынешнему познанию...» Энгельс обосновывает необходимость такого скептицизма тем, что «мы,-по всей вероятности, находимся еще почти в самом начале человеческой истории, и поколения, которым придётся поправлять нас, будут, надо полагать, гораздо многочисленнее тех поколений, познания которых мы имеем возможность поправлять теперь, относясь к ним сплошь и рядом свысока» '. Так думал и Эйнштейн, причем он не делал исключения для результатов своих собственных размышлений.

  С величайшей непримиримостью Эйнштейн выступал против любых попыток канонизации в какой-либо форме естественнонаучных знаний и философских точек зрения, которая лишает возможности подвергнуть их критической проверке и тем самым препятствует дальнейшему творческому прогрессу. Как и Энгельс, он высмеивал самомнение некоторых мыслителей, которые полагают, что владеют последними, «окончательными», истинами. В первую очередь его насмешки были направлены против тех, кто пытался претендовать на роль непогрешимых авторитетов в области научного познания. Свою враждебность догмам и авторитетам Эйнштейн выразил следующим образом в одном из своих афоризмов: «Тот, кто пытается выступать в качестве авторитета в области истины и познания, терпит крушение под хохот богов».

  Но  при всем своем скептицизме Эйнштейн твердо и непоколебимо верил в конечную победу научной истины. Он был убежден, что истинное в конце концов пробьет себе дорогу, даже если временно оно терпит поражения. Будучи страстным противником войны и фашизма, он, конечно, знал — и доказал это своим личным примером,— что за победу политических истин нужно ожесточенно бороться.

  Эйнштейн  не сомневался в том, что принципы справедливости и человечности неразделимы. В оставшейся неоконченной рукописи, которую нашли в столике у его смертного ложа, имеются следующие строки:

  «Когда  речь идет об истине и справедливости, не существует различия между малыми и большими проблемами. Ибо самые общие точки зрения, относящиеся к поведению людей, нераздельны. Тому, кто в малых делах относится к истине несерьезно, нельзя доверять и в больших делах».

 

Происхождение названия “теория  относительности”

Название  “теория относительности” возникло из наименования основного принципа (постулата), положенного Пуанкаре и  Эйнштейном в основу из всех теоретических  построений новой теории пространства и времени.

Содержанием теории относительности является физическая теория пространства и времени, учитывающая существующую между ними взаимосвязь геометрического характера.

      Название  же “принцип относительности” или  “постулат относительности”, возникло как отрицание представления об абсолютной неподвижной системе отсчета, связанной с неподвижным эфиром, вводившимся для объяснения оптических и электродинамических явлений.

      Дело в том, что к началу двадцатого века у физиков, строивших теорию оптических и электромагнитных явлений по аналогии с теорией упругости, сложилось ложное представление о необходимости существования абсолютной неподвижной системы отсчета, связанной с электромагнитным эфиром. Зародилось, таким образом, представление об абсолютном движении относительно системы, связанной с эфиром, представление, противоречащее более ранним воззрениям классической механики (принцип относительности Галилея). Опыты Майкельсона и других физиков опровергли эту теорию “неподвижного эфира” и дали основание для формулировки противоположного утверждения, которое и получило название “принципа относительности”. Так это название вводится и обосновывается в первых работах Пуанкаре и Эйнштейна.

      Эйнштейн  пишет: “.. неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно “светоносной среды”  ведут к предположению, что не только в механике, но и  в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию  абсолютного покоя, и даже более того,- к предположению, что для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, имеют место те же самые электродинамические и оптические законы, как это уже доказано для величин первого порядка. Мы намерены это положение (содержание которого в дальнейшем будет называться “принципом относительности”) превратить в предпосылку... “1 А вот что пишет Пуанкаре: “Эта невозможность показать опытным путем абсолютное движение Земли представляет закон природы; мы приходим к тому, чтобы принять этот закон, который мы назовем постулатом относительности, и примем его без оговорок.” 2

      Но  крупнейший советский теоретик Л. И. Мандельштам в своих лекциях  по теории относительности 3 разъяснял: “Название “принцип относительности” - одно из самых неудачных. Утверждается независимость явлений от неускоренного движения замкнутой системы. Это вводит в заблуждение многие умы” На неудачность названия указывал и один из творцов теории относительности, раскрывший ее содержание в четырехмерной геометрической форме, - Герман Минковский. В 1908 г. он утверждал: “... термин “постулат относительности” для требования инвариантности по отношению к группе , кажется мне слишком бедным. Так как смысл постулата сводится к тому, что в явлениях нам дается только четырехмерный в пространстве и времени мир, но что проекции этого мира на пространство и на время могут быть взяты с некоторым произволом, мне хотелось бы этому утверждению дать название: постулат абсолютного мира4

Информация о работе Теория относительности