Этой фундаментальной работе исполнилось ровно сто лет: первоначально она была опубликована в 1921 году как энциклопедическая статья, а позже вышла отдельным трёхсотстраничным изданием. В моём распоряжении — советское издание 1947 года, которое само по себе стало антиквариатом. Особую ценность ему придают комментарии Виталия Гинзбурга, добавившего сведения о ключевых открытиях, сделанных за четверть века после первого выхода книги.
Я бы рекомендовал эту книгу не для первичного знакомства с теорией относительности, а как глубокий аналитический обзор, который также позволяет погрузиться в научный контекст эпохи. На момент её написания общей теории относительности было всего пять лет! Тем не менее, её уже подтвердили экспериментально, а авторитетные учёные — такие как сам Вольфганг Паули и Арнольд Зоммерфельд (написавший предисловие) — полностью её приняли.
Историческая ценность и научная строгость
Особый интерес представляют исторические обзоры, особенно в начале книги и в главе, посвящённой ОТО. Паули скрупулёзно цитирует множество работ: экспериментальные исследования, альтернативные гипотезы, труды предшественников. Он подробно разбирает даже забытые теории, например, теорию Ритца, которую сегодня иногда некритично используют противники науки. Из книги ясно видно, что теорию относительности научное сообщество принимало отнюдь не слепо — это был результат жёсткой критической проверки.
Кстати, Паули был известен как «совесть физики», и ему приписывают знаменитую фразу «это не только неверно, это даже не ошибка». Такой человек не мог принять теорию на веру просто из-за авторитета её создателя — только на основе неопровержимых доказательств.
Глубина анализа и актуальные вопросы
Паули рассматривает даже специальные вопросы, например, общие формулы преобразований Лоренца для произвольного направления скорости. Он обсуждает, можно ли считать лоренцево сокращение кажущимся эффектом, и приходит к выводу, что нет, поскольку оно имеет наблюдаемые физические следствия.
Разбирая эффект Доплера, Паули упоминает, что Эйнштейн предложил эксперимент с каналовыми лучами, но его реализация была сложна. Гинзбург в примечаниях добавляет, что эксперимент был поставлен Айвсом в 1938 году, и тот пытался интерпретировать результаты в доэйнштейновской парадигме. Это лишний раз подчёркивает, что наука — не вопрос убеждений, а вопрос компетентности, честности и качества экспериментальных данных.
Математический аппарат и признание заслуг
Излагая математический аппарат, Паули тщательно указывает вклад каждого учёного: что внёс Пуанкаре, что — Минковский, что принадлежит Лоренцу, а что — Зоммерфельду. Он чётко определяет роль Эйнштейна и Гильберта. В тексте множество ссылок на работы Леви-Чивита, Вейля, Римана, Кристоффеля — найти их библиографические данные сегодня может быть непросто.
Примечательно, что большинство цитируемых работ — на немецком, но есть и труды Пуанкаре на французском, и Леви-Чивита на итальянском. Возникает вопрос: Паули был полиглотом или пользовался переводами?
Обратите внимание: Теория спортивной тренировки.
Кто-нибудь знает ответ?
Любопытен геометрический вывод тензора Эйнштейна — этому вопросу я планирую посвятить отдельную заметку.
Применение теории и полемика с альтернативами
Будучи физиком, Паули детально рассматривает применение теории к различным частным случаям, в основном в электродинамике, и показывает, как она опровергает устаревшие представления. Читая книгу, ощущаешь дух эпохи, когда теория относительности отстаивала своё место в науке. Современным отрицателям, будь у них хоть капля совести, следовало бы написать развёрнутый комментарий к каждой строке Паули — и это только начало, ведь за прошедшие сто лет накопилась ещё масса подтверждений.
Паули также кратко затрагивает нетривиальные вопросы, такие как термодинамика и статистическая физика в движущихся системах отсчёта.
Особые задачи и общая теория относительности
Лично мне были очень интересны задачи вроде излучения движущейся полости (нерелятивистская постановка, но приводящая к релятивистским эффектам, таким как инерция световой энергии) и релятивистский идеальный газ. Паули считал это чистой теорией, но Гинзбург отметил, что такие поправки важны для физики электронного газа и космологии.
Обсуждение Общей теории относительности не менее познавательно, учитывая, что на момент написания книги ей было всего около пяти лет. Паули упоминает, например, Ленарда — нобелевского лауреата и нациста, который выступал против идей Эйнштейна, — и сухо замечает: «Автор не может присоединиться к этим соображениям».
Очень изящно объяснено гравитационное замедление времени (этому я тоже посвящу отдельный пост). Паули обсуждает историю наблюдательного подтверждения этого эффекта через красное смещение, где не всё было гладко. Гинзбург даёт ссылки на более поздние работы, окончательно закрывшие вопрос.
Экспериментальные подтверждения и исторические параллели
Паули детально разбирает наблюдательные подтверждения, включая аномальное смещение перигелия Меркурия. Он упоминает попытку Гербера объяснить это явление конечной скоростью гравитации и заключает: «Эта попытка с теоретической точки зрения совершенно не удалась, несмотря на то, что привела на основе неверных утверждений к правильной формуле, хотя даже в этом случае в последней имелся новый численный множитель». Если в «работах» какого-нибудь дилетанта встретите ссылку на Гербера — вспомните Паули, который всё понял ещё сто лет назад.
Паули также упоминает Эддингтона с пометкой «недавно» — это создаёт непередаваемое ощущение погружения в историю науки.
Обратите внимание на количество сносок и ссылок — они есть почти на каждой странице!
Паули приводит не только решение Шварцшильда, но и другие любопытные решения, например, для гравитации заряженного шара — это первый шаг к концепции заряженной чёрной дыры.
Заключение
В целом, если вы интересуетесь теорией относительности и её историей и уже имеете базовое понимание предмета, настоятельно рекомендую найти и прочесть книгу Паули. Вы точно не пожалеете о потраченном времени.
Оглавление рубрики
Навигатор по каналу
Еще по теме здесь: Новости науки и техники.
Источник: О книге в. Паули "Теория относительности".