leblon | СТО

3. Эйнштейн

Статья Эйнштейна "Zür Elektrodynamik der bewegten Körper" (Annalen der Physik, 17, pages 891-921, received June 30, published September 26, 1905) была отправлена в печать на месяц позже заметки Пуанкаре. Эйнштейн формулирует два постулата: принцип относительности равномерного движения и постоянство скорости света. Из этих двух постулатов и из предположения об однородности и изотропности пространства и однородности времени он выводит преобразования Лоренца.

Вывод основан на процедуре синхронизации часов при помощи световых сигналов; конечно, тут используется постулат о постоянстве скорости света во всех системах отсчета. В отличие от Лоренца и Пуанкаре, которые выводили преобразования из требования инвариантности уравнений Максвелла, вывод Эйнштейна чисто кинематический; фактически, он использует только факт существования каких-то сигналов, которые распространяются с одинаковой скоростью во всех системах отсчета. Кроме того, Эйнштейн выводит релятивистский закон сложения скоростей и замечает, что преобразования Лоренца (которые он так не называет!) образуют группу.

Далее Эйнштейн показывает, что при надлежащем преобразовании электрического и магнитного полей уравнения Максвелла инвариантны при преобразованиях Лоренца. Он обсуждает аберрацию света и эффект Допплера. Наконец, он применяет принцип относительности к закону Ньютона для заряженной частицы движущейся в электромагнитном поле. Он предполагает, что обычный закон Ньютона применим в системе отсчета, в которой частица покоится, и применив преобразования Лоренца, выводит отсюда аналог закона Ньютона в любой системе отсчета. Результат можно интерпретировать так: масса частицы зависит от скорости движения. Ранее этот результат был получен Лоренцем совершенно другим путем, в предположении что весь импульс электрона происходит из импульса электромагнитного поля им создаваемого. Наконец, Эйнштейн вычисляет работу электрического поля действующую на ускоряюшийся электрон и тем самым определяет зависимость кинетической энергии от скорости. Однако он принимает, что энергия покоящегося электрона равна нулю.

Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energiegehalt abhängig?, Annalen der Physik 18(1905), 639-641. В этой заметке, датированной 25 сентября 1905 года, Эйнштейн получает свое знаменитое уравнение, связываюшее массу и энергию. Точнее говоря, он показывает, что излучение энергии должно сопровождаться потерей массы. Это следует из рассмотрения процесса излучения в двух разных системах отсчета.

В 1906 и 1907 году Эйнштейн, Лоренц, Минковский, Толмен и другие продолжали развивать теорию относительности. Но это уже не имеет отношения к вопросу приоритета.