В. В. Чешев icon

В. В. Чешев



НазваниеВ. В. Чешев
Дата конвертации10.09.2012
Размер207.07 Kb.
ТипДокументы

[вернуться к содержанию сайта]


с.462

XXI. ГРАВИТАЦИЯ

« Scientia », VoI. V, № X-2 (3e Année), 1er Avril 1909, p.241-255.

(перевод с немецкого – В.В.Чешев)

_________________

Вальтер Ритц. Собрание сочинений. Париж, 1911, с.462-477.

______________


Когда Ньютон открыл, что движения небесных тел могут быть вычислены с чрезвычайной точностью при условии, что они притягиваются друг к другу согласно его знаменитому закону, ни он, ни его современники не считали вопрос окончательно решённым. Несмотря на свою большую простоту, объяснение движений небесных тел с помощью силы, которая действует на расстоянии без участия промежуточный среды, что равнозначно по существу мгновенному действию, представлялось для людей того времени в высшей степени невероятным и неприемлемым. Это неприятие дальнодействия, которое можно обнаружить также и сегодня, не лишено глубокого психологического основания: оно возникает из чувства единства физических сил, которые, при всём их большом различии, всегда требуют определённого времени для распространения своего действия и, если действие осуществляется между двумя телами, которые разделены какой-либо средой, в этой среде происходят изменения, доступные восприятию 1. Во времена Галилея казалось, что свет представляет собой ис-

______________________

1 Когда сто лет тому назад гравитация вообще была понята как сила, действующая на расстоянии, то же самое ощущение единства природных сил привело к тому, чтобы все силы, в том числе молекулярные силы, рассматривать как действующие на расстоянии. Тому, что здесь непосредственное чувство оказалось более верным в сравнении с искусственно привитым, научил нас успех Фарадея и Максвелла.


с.463

ключение; однако названный исследователь ни на миг не сомневался, что оно является исключением только по видимости, и опыт дал этому подтверждение. Желание представить себе точную картину промежуточной среды и распространения света привело, от Гюйгенса до Ньютона и Френеля, к познанию законов оптики. В случае электрических сил опыт точно так же свидетельствует против дальнодействия. Лишь одна гравитация составляет исключение. Трудно представить, что здесь имеет место нечто большее, нежели вводящая в заблуждение видимость, и было предпринято множество попыток объяснения, принимавших в большинстве случаев как необходимое условие конечную скорость распространения взаимодействия и небольшое изменение ньютоновского закона, доступные опытной проверке. Мы обсудим их в дальнейшем; при соответствующей группировке названные попытки могут быть сведены к немногим типам, в отношении которых мы собственно и сможем поставить вопрос, какого влияния мы вправе ожидать на доступные наблюдению процессы.


При этом нельзя рассчитывать на то, что вопрос о скорости распространения гравитационного взаимодействия можно исчерпать с помощью эксперимента, как это имело место для скорости света и электрических сил. Тем не менее, благодаря высокой точности астрономических измерений достаточно располагать косвенными следствиями из какой-либо гипотезы, чтобы сделать обоснованный вывод. В общем случае возмущения, которые привносятся новыми членами, не должны превышать погрешности наблюдений. Однако имеются исключения. Продолжавшиеся в течение столетий астрономические наблюдения указали на отдельные отклонения между наблюдением и расчётом, не поддающиеся до сего времени объяснению ньютоновскими законами, и которые могут быть объяснены новым законом, способным заменить ньютоновский. Среди этих аномалий наиболее значительна аномалия планеты Меркурий, эллипс которой медленно вращается в своей плоскости под влиянием других планет; однако наблюдаемое вращение примерно на 42 дуговые секунды в столетие больше, нежели расчётное. Хотя разница и невелика, однако она без сомнения необъяснима. Возможно, что соседние планеты Земля и Венера имеют аналогичную, но в 5 или 10 раз меньшую аномалию. Эксцентриситет эллипсов этих планет значительно


с.464

меньше, примерно 1/100; это почти окружность. Совершенно очевидно, что невозможно наблюдать вращение круговой орбиты в самой себе: чтобы добиться столь же доступного наблюдению эффекта достаточно подходящим образом изменить период обращения планет. В рассматриваемом случае весьма малое изменение, которое претерпели бы положения Венеры и Земли из-за этой аномалии, если бы эксцентричность их траекторий была значительной, может уменьшиться всего на одну сотую своего значения, если принятые периоды обращения изменить на весьма незначительное время. Для Марса, чей эксцентриситет 0,09, следовало бы в соответствии с этим ожидать аналогичную весьма легкую аномалию, что также подтверждает наблюдение.

Другие наблюдавшиеся отклонения от теории касаются движения Луны и движения кометы Энке. Мы не будем их здесь касаться.

Опыт показывает, что для гравитации, в отличие от электрических сил, отсутствует экранирование, а также никогда не удавалось обнаружить какое-либо влияние промежуточной среды. Если бы одна часть вещества планеты была бы защищена от притяжения Солнца другой её частью, то суммарная сила не была бы пропорциональна суммарной массе, что имело бы своим следствием значительные возмущения (отклонения); как подсчитал Лаплас, чтобы эти отклонения стали соизмеримы с границами ошибок достаточно принять, что гравитация при прохождении через земной шар ослабляется максимум на миллионную часть своего значения.

Эти факты имеют большое значение для всех теорий и в особенности для таких, которые так или иначе не ищут «механического объяснения» в его обычном смысле, но стремятся свести силу тяготения к электрическим силам, чтобы, например, гравитационная постоянная могла быть выведена из электрических или магнитных измерений: проблема редукции [упрощения, сокращения, сведения одного к другомуприм. редактора перевода], которая имела бы исключительное значение для единства наших физических представлений.

Предпринимавшиеся до сих пор механические объяснения могут быть разделены на статические и динамические.

В первом случае материя должна деформировать окружающий эфир и эта деформация должна непрерывно распространяться и действовать


с.465

на другие части материи таким образом, чтобы возникала видимость притяжения. Если весомая материя находится в равновесии, то это относится также и к эфиру, по крайней мере через достаточно продолжительное время. Это гипотеза лежит на поверхности и восходит к Ньютону. Энергия гравитации предстаёт как потенциальная энергия эфира. Но этого достаточно, чтобы, как заметил Максвелл, сразу отклонить всякую теорию подобного рода. Согласно общему принципу статики энергия системы после деформации должна быть больше, чем в недеформированном состоянии, т.е. при отсутствии материальных тел; иначе равновесие среды не является стабильным. Но в нашем случае должно иметь место нечто противоположное: так как гравитационная сила действует притягивающим образом, то потенциальная энергия системы тел окажется меньше, если её массы, а также и деформация эфира, будут увеличены. Для электрических сил всё происходит наоборот; энергия возрастает при аналогичных обстоятельствах. Поэтому Максвелл придерживался возможности статического объяснения электростатических сил; правда, ему самому найти такое объяснение не удалось. Итак, ясно, что "эфир", который был бы в состоянии симулировать (vortäuschen) действие силы тяжести, в отсутствие материальных тел должен находиться в нестабильном равновесии: по этой причине указанный способ объяснения исключается.

Итак, мы приходим к необходимости ввести скрытые движения, чтобы иметь дело с кинетической энергией именно в том случае, когда тяготеющие массы, которые только и доступны нашим органам чувств, находятся в покое. Тогда критерий энергетического минимума оказывается неприменимым, и проблема становится, по крайней мере в принципе, разрешимой.

Первой среди этих кинетических теорий оказалась теория Лесажа, которая позднее стала предметом многих работ Изенкраге и других исследователей. Она предполагает, что в пространстве с большими скоростями и во всех направлениях движутся маленькие частицы (corpuskules ultramondians). Если некоторое тело А подвергается ударам со стороны таких частиц, то оно остаётся в покое, так как эти толчки в среднем уравниваются; если в некотором отдалении имеется второе тело В, то оно защищает тело А


с.466

от корпускул, которые, приходя извне, движутся в направлении ВА; тогда начинают преобладать другие направления ударов, и А подталкивается в направлении В, точно также В подталкивается по направлению к А: таким образом начинает действовать так называемое притяжение.

Более пристальное рассмотрение (1) показывает, что корпускулы должны быть более или менее жёсткими (unelastisch), вследствие чего их удары приводят к выделению тепла; кроме того тело В отражает в направлении тела А столько же корпускул, сколько задержит (aufhält) их на своём пути, и совокупный эффект в направлении А будет равен нулю. Далее, так как для гравитации не существует сколько-нибудь заметного экранирующего действия, атомы весомых тел должны находиться друг от друга на расстоянии, которое должно быть значительным в сравнении с их размерами; наконец, они должны состоять из частиц, идентичных друг другу, но значительно больших, чем размеры corpuscules ultramondains. Тогда для покоящихся тел действует закон гравитации. Для движущихся тел должно возникать трение, как при движении в газе. Далее, сила тяготения будет распространяться с конечной скоростью, максимальное значение которой будет равно скорости корпускул, и степень воздействия силы тяготения на тело будет зависеть от относительной скорости тела и корпускул. Лаплас уже принимал к рассмотрению подобную предпосылку; она ведёт, как указано, к разновидности трения, которое должно всё больше и больше замедлять движение планет и Луны. Это может быть проверено с большой точностью по затмениям Луны и Солнца, о которых мы располагаем очень древними документами. Поскольку предполагаемое влияние не было замечено, в рамках принятой гипотезы получается нижняя граница для скорости распространения гравитации; она должна быть по меньшей мере в сто миллионов раз больше, чем скорость света! При этом сами корпускулы имеют ещё более немыслимую скорость: приняв во внимание все погрешности, которые возникают при этой гипотезе, А.Пуанкаре нашёл нижнюю границу скорости гравитации как в 24·1017 раз большую скорости света. Одновременно трение должно порождать такое количество тепла, что

________________________

(1) Man vergl. H. Poincaré, ^ Science et Methode, p.263, Paris, 1908. - J. Zenneck. Artikel Gravitation der Enzyktop. der math. Wissensch., t. V, p. 57, Leipzig, 1903.


с. 467

для Земли в определённый промежуток времени оно должно быть в 1020 раз больше, чем всё совокупное тепло, излучённое Солнцем за то же самое время.

Такие выводы по определению исключают эту теорию из рассмотрения вместе с другими предложенными модификациями. Это верно в особенности для гипотезы, которая восходит к современнику Ньютона Гуку и которая заново тщательно исследована Лоренцем. В ней корпускулы заменяются волнами, которые пересекают эфир во всех направлениях. Эти волны должны хотя бы частично поглощаться материей. Иначе они будут не в состоянии произвести какое-либо действие.

Итак, будет появляться тепло. С другой стороны, не должно происходить никакого заметного поглощения силы гравитации. В конечном счёте, мы имели бы дело с излучением, которое при прохождении через всю толщу Земли ослаблялось максимум на одну миллионную часть своей величины. Это является в высшей степени невероятным, поэтому Лоренц отбросил рассматриваемую гипотезу. По подсчётам Пуанкаре количество выделяемой теплоты было бы невероятно велико, так что температура Земли повышалась бы на 1013 градусов в секунду.

В этих теориях гравитация зависит от необратимых процессов. Ничего такого нет в попытках гидродинамического объяснения Бьеркенса и Римана.

Первую из них следует упомянуть только вкратце. Если в несжимаемую, лишённую трения жидкость поместить систему шариков, радиус которых периодически возрастает и уменьшается одновременно у всех, и если интенсивность пульсации установится пропорционально массе этих шариков, отождествляемых с атомами, то получается ньютоновский закон для наблюдаемой силы, которая прижимает шарики друг к другу за счёт действия жидкости. Однако одновременность пульсации определённо является ещё более непонятной, чем закон Ньютона, и ещё более далёкой от всего, что мы обычно наблюдаем в природе. Однако Т.Х. Вебер обнаружил, что, если произвести опыт, этот синхронизм, хотя его и не было вначале, довольно быстро возникает сам собой благодаря взаимному влиянию шариков.


с.468.

Это происходит за счёт трения, которое в каждой реальной жидкости играет существенную роль, и обращение к которому вновь приводит нас к уже рассмотренным трудностям, нагромождающимся в случае необратимых процессов.

Можно заменить пульсацию шариков попеременным втеканием и вытеканием эфира; если принять, что периоды становятся все более длительными, то придётся вернуться к воззрениям Дж. Бернулли и Б. Римана, которые были заново уточнены А.Бриллем. В этой теории каждый атом предстаёт как непрерывный источник (либо поглотитель) эфира. Вне атома эфир остаётся несжимаемым; внутри он должен непрерывно генерироваться или исчезать и, тем самым, он не подчиняется более закону сохранения материи. Чтобы сохранить действие ньютоновского закона, достаточно предположить, что эти атомы, соответственно источники, малы в сравнении с расстояниями между ними. При этом скорость истечения жидкости из атома играет роль так называемой циклической координаты, для которой, согласно законам механики, соответствующий ей момент остаётся постоянным; масса атома должна быть пропорциональная этому моменту (но не скорости истечения). При этих предпосылках будет осуществляться видимое притяжение источников друг к другу в соответствии с законом Ньютона и, вследствие несжимаемости жидкости, его действие будет мгновенным; таким образом, не будет ни конечной скорости распространения, ни завихрений, ни трения.

^ Механическое объяснение гравитации оказывается невозможным. Даже в обобщённой механике неуничтожимость материи является аксиомой, к которой мы глубоко привязаны. Кроме того, возникает ещё одна трудность, что эфир, каким он здесь предложен, не может быть совмещён с требованиями оптики.

Таким образом, мы познакомились со всеми направлениями, предложенными для механического объяснения силы тяготения. Как я полагаю, из этого обзора видно, что проблема не может быть решена в её нынешнем слишком узком смысле, но, с другой


с.469

стороны, решение может быть найдено, если понимание проблемы будет соответствующим образом обобщено. Для механического объяснения, удовлетворяющего нашей неявной потребности в едином воззрении на природу, существенно не то, чтобы законы механики, как мы их знаем сегодня, были непосредственно применимы; но важнее, чтобы пространство и время оставались единственными изменяющимися величинами, наряду с которыми имели бы место только инварианты (1), а именно, количество материи в его привычном смысле, или энергия (2), или электрические заряды и т.п.

К решению проблемы можно привлечь механику энергии, в которой последняя рассматривается как непрерывно распространяющийся подвижный флюид.

Вместо поиска механического объяснения можно поставить перед собой более скромный и, быть может, по крайней мере пока, более продуктивный вопрос, нельзя ли силу тяготения свести к электрическим силам. Тогда гравитация должна распространяться со скоростью света и закон Ньютона можно усовершенствовать с помощью членов, которые зависят от скоростей и ускорений материальных тел, отнесённых к скорости света. При этом, если скорость света входит в знаменатель в первой степени, то мы говорим о членах первого порядка; при второй степени, о членах второго порядка и т.д. Для солнечной системы члены первого порядка остаются в основном менее ; члены второго порядка меньше, чем 10–7 и т.д.

Прежде всего мы должны спросить себя, как эта предпосылка совмещается с результатом Лапласа, который обсуждался ранее и в соответствии с которым скорость гравитации должна в 10раз превосходить скорость света. Однако, благодаря закону аберрации, мы знаем, что относи-

_____________________

(1) Термин субстанция соответствовал бы тому же самому понятию неуничтожимости, однако он связан с метафизическими представлениями и по этой причине неприемлем для физиков.

(2) ^ Единство всей энергии, к которому направлена, например, механика Герца, могло бы стать важнейшим постулатом, к которому должна стремиться физика. До сих пор попытки динамического объяснения сводят гравитационную энергию к обычной кинетической энергии, что может оказаться слишком ограниченным.


с.470.

тельное направление гравитационных волн в движении и в покое представляет собой не одно и то же, и что это различие первого порядка. Это напрямую соответствует гипотезе Лапласа и весьма вероятно, что Лапласа привела к ней аберрация. Однако более пристальное исследование показывает, что этот результат обусловлен в оптике тем, что длины волн очень малы в сравнении с расстояниями. Напротив, для планет и их спутников периоды (времена обращения) таковы, что соответствующие длины волн были бы велики в сравнении с размерами солнечной системы. Расчёт показывает, что изменения в направлении распространения силы, т.е. аберрация, компенсируются изменениями в её интенсивности и изменением удаления от источника волн таким образом, что члены первого порядка исчезают. Новый закон гравитации будет отличаться от ньютоновского только малыми членами второго и высших порядков. Кроме того, эти члены, поскольку они вообще-то могут быть основанием для обнаружимых отклонений, не обязаны своим происхождением трению; поэтому лапласовские расчёты оказываются неприемлемыми и, как видно из последующего, в действительности ничто не препятствует нам приписать силе тяготения скорость распространения света; к этому нас также ничто не принуждает, так как эта гипотеза, по крайне мере в настоящий момент, не ведёт к объяснению аномалии Меркурия.

Чтобы свести гравитацию к электрическим силам, Мозотти, Цёлльнер и вместе с ними Лоренц предложили гипотезу, согласно которой притяжение зарядов с противоположными знаками несколько превосходит отталкивание зарядов точно такой же величины, имеющих одинаковые знаки. Так как атом водорода, например, представлен в настоящее время как взаимодействие двух противоположных, но равных по величине электрических зарядов, то согласно обычным электростатическим законам два атома, которые находятся на значительном удалении друг от друга в сравнении с их размерами, не действуют друг на друга с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Напротив, согласно новой гипотезе, компенсация действия притяжения и отталкивания не будет полной: преобладает первое. Поскольку заряд


с.471

и масса атома водорода примерно известны, можно подсчитать на сколько процентов притяжение двух зарядов, имеющих противоположные знаки, превосходит их отталкивание при одних и тех же знаках. Это чрезвычайно малая величина; различие составляет только 10-34 процента. Сила гравитации чрезвычайно мала в сравнении с электрическими силами, которые могли возникнуть, если бы удалось полностью разделить тесно связанные отрицательные и положительные заряды какого-либо тела. Это удаётся нам (посредством трения и т.п.) только в чрезвычайно малых пределах.

Существование столь малой асимметрии, если бы оно стало несомненным, мало соответствует нашему физически-эстетическому чувству. Но в действительности достаточно небольшого изменения в обозначениях (1), чтобы обратиться к суперпозиции двух сил, одна из которых обычная электрическая, и другая – сила гравитации. Гипотеза Мозотти предлагает всего лишь изменение обозначений; но её положительная сторона в том, что законы электрических сил становятся применимыми к гравитации, причём заряды замещаются массами. Далее, в отношении гравитации становится возможным приписать телам, по аналогии с электричеством, определённую проводимость, что делает в принципе возможным для гравитации экранирующее воздействие. С помощью соответствующих вспомогательных приёмов, как показал Ганс, можно безусловно значительно снизить это экранирующее действие; однако представляется невозможным достигнуть такого снижения даже до миллионной части за счёт всей толщи Земли, как этого требует опыт. В этом заключается весомое возражение против такой теории.

Какие отклонения в движении планет получаются из наших гипотез? Здесь следует по отдельности рассматривать различные электродинамические теории. Применим для гравитации прежние формулы Вебера и Римана. Единственным заметным возмущением оказывается здесь медленное вращение перигелия, который для Меркурия составит

_________________

(1) Siehe: R. Gans, ^ Jahresber. deutsch. Math.-Vereinigung. t. MV. 1903, p. 578. (см.: Р. Ганс. Ежегодник нем. мат. общества, т.XIV, 1905, с.578)


с.472

по закону Вебера 7'' (1) в столетие, по закону Римана 14'', но для других планет оно мало до ненаблюдаемости. Порядок скорости и направления вращения согласуются с опытом, что само по себе примечательный результат. Однако наблюдаемая аномалия является значительно большей и составляет 42". Что касается взаимных влияний планет, то они весьма слабы и поправка второго порядка, которая составляет примерно 10-5 процента, совсем не влияет на наблюдения.

Подобным образом Г.А.Лоренц применил свои уравнения для движения планет. Как известно, Лоренц ввёл абсолютную скорость относительно эфира. Более точное рассмотрение показывает, что единственными причинами заметных отклонений могут быть следующие:

Равномерное движение Солнца в пространстве. Поскольку Лоренц отождествляет движение солнечной системы относительно неподвижных звёзд, как оно известно из астрономии, с движением относительно эфира, что не является невероятной предпосылкой, то Лоренц нашёл отклонения, которые для Меркурия незаметны.

Изменяемость массы в зависимости от её абсолютного движения. Если принять для материи, как уже принято для электронов, что масса имеет только электродинамическую природу (предпосылка "истинной" массы ведёт к уменьшению отклонений), то вновь обнаруживается вращение перигелия Меркурия, которое составит несколько дуговых секунд в столетие (2) и при этом безразлично, приняты ли для электромагнитной массы формулы Абрахама, Бухерера-Ланжевена или Лоренца.

Наконец, недавно Лоренц так обновил свою теорию, что абсолютное движение не играет более никакой роли. Таким образом, влияние поступательного движения солнечной системы отпадает;

___________________________

(1) Тиссеран (Tisserand) даёт удвоенное значение 14"; он принимает константу Вебера равной обратному квадрату скорости света, в то время как она составляет только половину этой величины. Указанная неправильная посылка повторяется повсюду, где обсуждается этот вопрос.

(2) Wilkens, ^ Pysik. Zeitschr., t. VII, 1906, p.846.


с.473

так или иначе, оно не даёт никаких заметных помех, и наши последующие заключения не будут его касаться.

Из всего этого можно заключить, что применение электродинамических законов к силе тяготения вполне допустимо, но этим ещё не достигается ни вывод гравитационной постоянной из электрических или магнитных измерений, ни объяснение всё ещё непонятной аномалии Меркурия.

Электромагнитные теории находятся сейчас по большей части в стадии разработки, и можно поставить вопрос, нельзя ли дальнейшими преобразованиями этих теорий добиться столь важного и удовлетворительного способа сведения гравитации к электрическим силам. Мы хотим показать, что это весьма вероятно может случиться.

Необходимо точно знать, в каких границах можно изменить выражение для силы, с которой воздействуют друг на друга два заряженных элемента с тем, чтобы оно не пришло в противоречие с опытом. Это сделано автором статьи (1). Дать обобщённое решение, пожалуй, невозможно; однако можно придти к достаточно общим подходам, если использовать некоторые дополнительные гипотезы, в особенности постулат об относительности движения в его классическом смысле (но не в том, который введён Лоренцем и Эйнштейном) (2) и об его применимости к распространению света (3).

Рассматриваемая сила, действующая между двумя заряженными элементами или электронами, зависит от их положения, скорости и ускорения, а также и от закона её распространения. Обнаружено, что уже члены второго порядка не определены в опыте должным образом, и содержат к тому же

______________________________

(1) W. Ritz, OEuvres, XVIII, p. 317.

(2) Согласно принципу относительности равномерное поступательное движение системы не влияет на протекающие в ней процессы. Однако Лоренц и Эйнштейн вводят кроме того новые определения времени, скорости и т.п.

(3) С этим можно сравнить мою статью ^ Du ròle de l’Èther en Physique, Œuvres, XX, p.447.


с.474

произвольные константы. Из-за изменчивости массы члены более высокого порядка играют роль в экспериментах Кауфмана, но остаются по большей части неопределёнными. При этих обстоятельствах открываются два пути к тому, чтобы свести гравитацию к электрическим силам и одновременно вывести движение Меркурия и численное значение гравитационной постоянной.

Согласно принятым сегодня всеми представлениям, химический атом состоит из определённого числа отрицательных электронов и положительных зарядов, которые компенсируют отрицательный заряд электронов. Далее, явления магнетизма требуют, чтобы этим атомным зарядам было приписано вращательное или орбитальное движение. Чтобы опереться на определённое представление, примем, что электроны покоятся, в то время как некоторые положительные заряды участвуют в очень быстром единообразном и согласованном вращательном движении. Если два таких атома действуют друг на друга на большом удалении, то получится следующее.

Электростатические силы исчезают или, точнее сказать, они здесь соответствуют взаимодействию очень маленьких диполей и зависят от расстояния по совсем другому закону, нежели ньютоновский. Для системы, состоящей из большого числа атомов, эта сила равна нулю. Однако должны быть приняты во внимание те силы, которые зависят от скорости или ускорения таким образом, что первые обратно пропорциональны квадрату удалённости, вторые же - самому расстоянию. К первой категории относятся, например, исследованные Ампером действия, оказываемые друг на друга двумя постоянными токами и, точно так же, двумя движущимися зарядами. Ко вторым нужно отнести электрические силы, излучаемые герцевским осциллятором; точно так же силы, действующие в свете, наконец, световое давление.

Для того, чтобы эти силы давали основание для гравитационного действия, они не должны исчезать при усреднении, несмотря на то, что оси вращения зарядов имеют всевозможные направления, что по необходимости имеет место в теле, состоящем из большого числа атомов. Ни в первоначальной, ни


с.475

в новой теории Лоренца не существует членов, удовлетворяющих этому условию. Но является ли необходимым, чтобы дело всегда обстояло подобным образом? Внимательное рассмотрение показывает, что в первой теории этот результат обусловлен введением абсолютных скоростей, в новой же теории он обусловлен отказом от принципов кинематики и понятия универсального времени. Но это без сомнения весьма ненадёжное положение нынешней электродинамики. Лишь только при сохранении классической кинематики, которая вводит относительные движения, появляются члены, которые дают среднее значение, отличное от нуля. Таковые имеются уже для величин второго порядка; результирующая сила пропорциональна среднему значению квадрата скоростей зарядов (1) и зависит от некоторой произвольной константы. В таком случае достаточно уже теплового молекулярного движения (если придерживаться общепринятых воззрений), чтобы между какими-либо двумя телами А, Б возникла значительная результирующая сила, пропорциональная температуре; подобный результат противоречит опыту и поэтому необходимо выбрать такую произвольную константу, при которой эта сила исчезнет. Однако этой отговоркой не устраняются последующие члены 4-го и 6-го порядка с ещё неизвестными коэффициентами, поскольку движения зарядов внутри атома гораздо более значительны, нежели тепловые движения, что с самого начала принимается как наиболее вероятное. В результате получается результирующая сила, обратно пропорциональная квадрату удаления и прямо пропорциональная числу вращающихся зарядов, которые содержатся в телах А и Б, хотя коэффициент всё ещё остаётся неизвестным. Достаточно принять, что число вращающихся зарядов в каждом атоме пропорционально его массе и принять такие коэффициенты, чтобы получился закон Ньютона (2). Само собой разумеется, что будущая теория должна а приори

_______________________

(1) Siehe Œuvres, XVIII. p. 424, 425.

(2) Если вращающиеся заряды неизменно связаны с атомами, то экранирующие действия для гравитации становятся невозможными. Однако они возникают при электрических силах благодаря смещению электронов внутри тела; для магнитной силы они появляются благодаря ориентации элементарных магнитов под влиянием действующих извне магнитных сил. Ни одного из этих воздействий нет в нашем случае.


с.476

соответствовать этим коэффициентам или выводить их из электрических или магнитных измерений; полученная таким образом гравитационная константа должна быть идентичной непосредственно наблюдаемой постоянной. Так как упомянутые члены имеют столь высокий порядок, становится очевидным, что, как мы разъяснили выше, гравитационное действие двух атомов друг на друга оказывается значительно меньшим, чем было бы отдельно взятое электростатическое действие их зарядов.

Наряду с членом 4-го (или 6-го) порядка, из которого мы вывели гравитацию, должен быть также принят во внимание ближайший член 6-го (или 8-го) порядка, который в отношении сил тяготения является членом 2-го порядка. О его коэффициенте мы ничего не знаем. Вращение перигелия, как и во всех рассмотренных ранее случаях, будет обусловлено наблюдаемыми порядками величин и для получения аномалии Меркурия достаточно, чтобы коэффициент был значительным как и в прежних случаях.

До сих пор мы принимали во внимание только те электродинамические члены, которые зависят от скорости и обратно пропорциональны квадрату расстояния. Другие члены пропорциональны ускорению одного из двух заряженных элементов и пропорциональны определённой степени их относительной скорости; они имеют третий или более высокий порядок и обратно пропорциональны расстоянию. Однако в случае вращающегося электрона ускорение одной его части компенсируется встречным ускорением другой, причём в тем большей степени, чем больше расстояние между электронами в сравнении с их диаметром . Точный расчёт, при котором вычисляются (раскладываются) степени величины , показывает, что член исчезает и остаётся в общем случае член , для которого среднее значение отличается от нуля при всех возможных положениях осей вращения. Итак, мы получаем силу обратно пропорциональную квадрату расстояния, коэффициент которой пропорционален величине , т.е. размерам электрона, и пропорционален той степени обратной скорости распространения света, которая по меньшей мере равна трём, чем объясняется гравитация и её сравнительно


с.477

весьма малая величина. Коэффициент этого члена, как и совокупности членов более высокого порядка нежели второй (за исключением светового давления, которое нас здесь не интересует) пока неизвестен, и мы получаем тот же самый результат, что и ранее: редукция [сведение] гравитации к электрическим силам, вывод гравитационной постоянной из электромагнитных измерений и объяснение аномалии Меркурия с помощью законов электродинамики станут по-видимому возможны, если вначале изучить с достаточно точностью её законы.

^ Во всех случаях гравитационное действие будет основываться на динамической конструкции атома.

Итак, если два столетия энергичного исследования не дали нам опоры для какой-либо возможной связи гравитации с другими явлениями и, в особенности с электрическими силами, и если о конечной скорости её распространения нам ничего не известно, то представляется весьма вероятным, что это происходит только от нашего несовершенного знания законов электродинамики. В обозримом будущем мы можем надеяться достигнуть если не "механического объяснения", то, во всяком случае, сведения гравитации к электрическим силам. Для единства нашего мировоззрения этот шаг будет иметь чрезвычайно важное значение.


Перевод

В.В. Чешев, г.Томск

Дата установки: 07.04.2007

[вернуться к содержанию сайта]







Похожие:

В. В. Чешев iconПроблемы пространства и времени в современном естествознании, серия "Проблемы исследования Вселенной", вып. 15, Спб., 1991
Чешев В. В. Принцип относительности и проблема объективности пространства и времени (сс. 3-16)
В. В. Чешев iconВ. В. Чешев принцип относительности и проблема объективности пространства и времени статья
Проблемы пространства и времени в современном естествознании, серия "Проблемы исследования Вселенной", вып. 15, Спб., 1991, с. 3
В. В. Чешев iconВ. де Ситтер (перевод с немецкого – проф. В. В. Чешев, 2010 г.)
В других теориях (Лоренц, Эйнштейн) скорость света всегда постоянна и равна c независимо от движения источника. Однако легко убедиться,...
В. В. Чешев iconЭрвин Фрейндлих (перевод с немецкого – проф. В. В. Чешев, 2010 г.)
Ситтер1 опубликовал в этом журнале, представляло бы чрезвычайную важность. Поскольку я задался вопросом, подтверждает ли имеющийся...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов