ANNAŁY FIZYKI; (Originał w jęz. niemieckim)
WYDANIE CZWARTE; r. 1916 Tom 49, strony 769-822
1. Podstawa 'Ogólnej Teorii Względności'; A. Einstein
(str. 769)
Przedstawiona poniżej teoria stanowi najdalej idące uogólnienie znanej dzisiaj teorii i ogólnie nazywanej jako "Teoria Względności"; tę ostatnią będę poniżej nazywał dla odróżnienia od pierwszej "Specjalnej Teorii Względności", którą przyjmuję jako znaną. Uogólnienie "Teorii Względności" zostało bardzo ułatwione przez postać, którą "Specjalnej Teorii Względności" nadał Minkowski, tenże matematyk, który jako pierwszy jasno rozpoznał formalną równoważność współrzędnych przestrzennych i współrzędnej czasu i uczynił ją (równoważność) przydatną dla budowy tej teorii (OTW).
(str. 770)
A. Zasadnicze rozważania do 'Postulatu Względności'
§ 1. Uwagi do 'Specjalnej Teorii Względności'
U podstaw 'STW' leży następujący postulat, który jest wystarczająco (zadowalająco) spełniany także przez Galileuszowsko-Newtonowską mechanikę:
-jeśli układ współrzędnych K zostanie tak wy(do)brany, że obowiązują w stosunku do niego prawa fizyki w ich najprostszej formie, to obowiązują te same prawa w każdym innym układzie współrzędnych K' , który względem K wykonuje ruch jednostajny i prostoliniowy. Postulat ten nazywamy "Specjalną Zasadą Względności". Słowo "specjalna" ma podkreślać, że zasada ta ogranicza się do przypadku, gdzie K’ wykonuje ruch jednostajny i prostoliniowy w stosunku do K. Równoważność K’ i K nie obejmuje przypadku ruchu niejednostajnego (przyspieszonego) K’ względem K.
"Specjalna Teoria Względności" odróżnia się zatem od mechaniki klasycznej nie przez 'postulat względności', ale jedynie przez postulat niezmienności (stałości) prędkości światła w próżni, z którego według znanych zasad, w połączeniu ze specjalną zasadą względności, wynika względność jednoczesności tak jak i transformacja Lorentza i połączone z nią (transformacją) prawa o zachowaniu się ciał sztywnych w ruchu i zegarów.
(str. 771)
§ 2. O powodach, które nasuwają rozszerzenie postulatu względności
Mechanikę klasyczną, a i nie mniej STW obciąża teoriopoznawczy brak, który chyba po raz pierwszy podniesiony został przez E. Macha. Przedstawimy go na następującym przykładzie.
Dwa płynne ciała o jednakowej wielkości i konsystencji unoszą się swobodnie w przestrzeni w tak dużej odległości od siebie (i od pozostałych mas), że tylko te siły grawitacji muszą być uwzględnione, którymi części każdego z ciał działają wzajemnie na siebie. Odległość między ciałami pozostaje niezmienna. Wzajemne, względne ruchy części ciał nie mają miejsca. Ale każde ciało z punktu widzenia obserwatora nieruchomego w stosunku do drugiego ciała wiruje ze stałą prędkością wokół linii łączącej oba ciała (jest to stwierdzalny ruch względny obydwu ciał).
Wyobraźmy sobie teraz powierzchnię obydwu ciał (S1 i S2) mierzoną za pomocą (względnie nieruchomej) skali: okazuje się, że powierzchnia ciała S1 jest kulą, natomiast powierzchnia S2 to elipsoida.
Pytamy zatem: z jakich powodów ciała S1 i S2 zachowują się różnie. Odpowiedź na to pytanie może być uznana teoriopoznawczo jako zadowalająca1), jeśli podana jako przyczyna rzecz stanowi obserwowalny, doświadczalny fakt; ponieważ zasada (prawo) przyczynowości ma tylko wtedy sens wypowiedzi o otaczającym świecie, jeśli jako przyczyny i skutki zachodzą w ostatecznym rachunku tylko obserwowalne fakty. Na to pytanie newtonowska mechanika nie daje zadowalającej odpowiedzi. Mówi ona bowiem następująco: prawa mechaniki działają w przestrzeni R1 względem której ciało S1 jest w spoczynku, ale nie działają w przestrzeni R2 , względem której ciało S2 jest w spoczynku.
Ta uprawniona galileuszowska przestrzeń R1 , która tutaj zostaje wprowadzona, jest jednak jedynie zmyśloną (sfingowaną) przyczyną, a nie rzeczą obserwowalną.
1) Tego rodzaju teoriopoznawczo zadowalająca odpowiedź oczywiście zawsze jeszcze może być fizycznie niesłuszna, jeśli stoi w sprzeczności z innymi doświadczeniami.
Jest zatem jasne, że mechanika newtonowska wymogu przyczynowości nie spełnia rzeczywiście, a tylko pozornie przez to, że odpowiedzialnością za obserwowane, różne zachowanie ciał S1 i S2 obarcza zmyśloną (sfingowaną) przyczynę R1.
Zadowalająca odpowiedź na postawione wyżej pytanie może brzmieć tylko tak:
Składający się z ciał S1 i S2 układ fizyczny nie wykazuje sam z siebie żadnej możliwej przyczyny, która mogłaby być powodem różnego zachowania ciał S1 i S2 . Przyczyna musi zatem leżeć poza tym systemem. Dochodzi się zatem do poglądu, że ogólne prawa ruchu, które tutaj określają kształt S1 i S2 muszą być takowe, że mechaniczne zachowanie S1 i S2 musi być całkiem znacząco warunkowana przez dalekie masy, których nie zaliczaliśmy do obserwowanego systemu. Te odległe masy (i ich względne ruchy w stosunku do obserwowanych ciał) należy zatem postrzegać jako nośnik zasadniczo obserwowalnych przyczyn dla różnego zachowania obserwowanych ciał; przejmują one (dalekie masy) rolę tej wymyślonej (sfingowanej) przyczyny R1.
Ze wszystkich możliwych, dowolnie względem siebie poruszających się przestrzeni R1 , R2 itd. nie wolno a priori żadnej uznać za uprzywilejowaną, aby nie ożywiać na nowo powyższego teoriopoznawczego zarzutu. Prawa fizyki muszą być tak ukształtowane (muszą mieć takie właściwości), że obowiązują w dowolnie poruszających się układach odniesienia.
Na tej drodze dochodzimy zatem do rozszerzenia 'Postulatu Względności'.
(…)
Koniec tłumaczenia
28.04.2013
