Тем кто интересуется приоритетом открытия теории относительности очень рекомендую к прочтению книгу Тяпкина А. А. и Шибанова А. С. <Пуанкаре> ( серия ЖЗЛ ). Там популярно и обстоятельно рассказывается о проблеме эфира, становлении теории относительности и квантовой теории. Читая эту книгу я немало удивлялся и задавался вопросом <Что же Пуанкаре оставляет Эйнштейну ?>. Ответ оказался <слизать>. После этой книги Эйнштейн от <гениального учёного> упал в моих глазах до плагиатора. Заслуга Эйнштейна не в открытии теории относительности, а в её популяризации среди немецких, а через них и мировых учёных. Далее приведу несколько любопытных цитат из книги:
_________________________________________________________________________
Большая группа французских учёных приняла это приглашение, в том числе Пуанкаре. Конгресс состоялся осенью 1904 года в городе Сент-Луисе во время Всемирной выставки, организованной по случаю столетней годовщины присоединения Луизианы к Соединённым Штатам. 24 сентября, когда Пуанкаре выступал со своим программным докладом <Настоящее и будущее математической физики>, зал конгресса был переполнен.
<...>
<...Есть признаки серьёзного кризиса, как если бы мы находились накануне предстоящего изменения>, - говорит Пуанкаре. Причём под сомнение ставится основа основ всей физики - её принципы. К таким основополагающим принципам Пуанкаре относит: принцип сохранения энергии, принцип Карно, играющий роль второго начала термодинамики, принцип равенства действия противодействию, принцип относительности и принцип сохранения массы. К ним он добавляет ещё принцип наименьшего действия. В этих принципах сконцентрирована вся накопленная веками мудрость физики как науки. <Достаточно применить пять или шесть общих принципов к исследованию физических явлений для того, чтобы получить всё, что мы, по видимому, можем надеяться о них узнать>. В чём сила достоверности этих принципов? В их общности, утверждает Пуанкаре. <Действительно, чем более они общие, тем чаще мы имеем возможность их проверить; и эти испытания, умножаясь и приобретая самые разнообразные и самые неожиданные формы, в конечном счёте не оставляют места сомнению>. И вот над этими то принципами нависла в последние годы угроза ниспровержения, причём над каждым из них в отдельности. <Не только закон сохранения энергии подвергается сомнению; рассмотрев принципы физики один за другим, мы увидим, что все они находятся в опасности>. И далее Пуанкаре переходит к такому подробному рассмотрению.
Можно без преувеличения сказать, что этот обзор всех основных трудностей классической физики был не только первым, но и единственным в течение многих последующих лет.>
<...>
Докладчик признаёт необходимость коренной перестройки многих существующих теорий для преодоления встретившихся трудностей, за исключением созданной Лоренцем электродинамики движущихся тел.
<...>
Но все отмеченные Пуанкаре общие принципы и по сей день сохраняют своё значение, действуя в современной физике в преобразованном виде^1. [ ^1 Так, в современной релятивистской механике изменилось выражение энергии через скорость движения тела, а принцип сохранения масс стал относиться к полным массам тел с учётом их возрастания с увеличением скорости. При этом принцип сохранения масс слился с преобразованным принципом сохранения энергии ] Пуанкаре весьма проницательно наметил стержневую линию новой физики, её остов из основных принципов, связывающих её с классической физикой.
<...>
В конце своей лекции он отметил: <Физический закон пробретает тогда совершенно новый аспект, это уже не будет только дифференциальное уравнение, он примет характер статистического закона>
<...>
Особенно настойчиво и весьма определённо предрекает Пуанкаре создание совершенно новой механики, которая характеризовалась бы главным образом тем фактом, что никакая скорость не могла бы превышать скорость света, подобно тому как температура не может упасть ниже абсолютного нуля.
<...>
В осуществлении этого пророчесва Пуанкаре самому предстояло сыграть решающую роль. Это были уже сегодняшние мысли его завтрашних трудов.
<......>
Аурелиано Буэндиа писал(а):
Лично я считаю, что Эйнштейн первый из всех понял что физическая сущность СТО заключена в относительности одновременности.
gobas писал(а):
Пуанкаре первый получил основные результаты <...>, за исключением, как указано выше, относительности одновременности.
Абсолютное и всеобщее время принадлежало к наиболее фундаментальным исходным понятиям механики. Оно казалось столь же незыблемым, как и основные законы этой науки, сформулированные ещё Ньютоном и много раз подтверждённые с тех пор астрономическими наблюдениями.
<...>
И только Пуанкаре показал его [ абс. времени ] полную несостоятельность, опираясь на вполне конкретный экспериментальный факт - конечность скорости передачи самого быстрого материального сигнала, скороти света. Им был дан наиболее чёткий научный анализ понятия времени и других связанных с ним понятий, явно или неявно используемых в науке.
<...>
В 1898 году один из выпусков широко известного тогда французского научного журнала открылся статьёй Пуанкаре <Измерение времени>. На протяжении почти тринадцати страниц автор основательно анализирует такие простые, казалось бы, понятия, как равенство двух промежутков времени и соответствие между собой времени в разных точках пространства. Его рассуждения показывают, что понятие времени казалось до сих пор очень простым только потому, что о нём серьёзно не задумывались. Принимая абсолютное время, классическая физика, оказывается, делала ряд неявных допущений, с которыми следовало бы расстаться после того, как убедились в конечном значении скорости света. Даже определение скорости движения основывалось на представлении о равномерном и одинаково идущем во всех точках пространства времени. Задание величины скорости подразумевает отсчёт времени хотябы в двух пространственно разделённых точках. Но полученный таким способом временный интервал имеет смысл только в том случае, когда решён вопрос о приведении в соответствие времен в разных точках пространства. Для этого недостаточно установить одинаковость хода времени в этих точках, необходимо также согласовать начало его отсчёта, или как принято говорить, установить одновременность.
<...>
Этот вопрос Пуанкаре повергает детальному анализу, рассматривая те измерительные процедуры, с помощью которых понятию времени придаётся физический смысл. Полученный им ответ казался его современникам весьма неожиданным и одиозным: абсолютного времени и абсолютной односременности в природе не существует.
<...>
Только во второй половине нашего столетия, и то после долгих лет сомнений и недопонимания, получило должную оценку и другое положение, сформулированное Пуанкаре в статье 1898 года. Рассматривая взятое в качестве примера утверждение астронома о том, что <звёздное явление, которое он видит в настоящее время, произошло 50 лет назад>, автор вскрывает в нём неявное допущение о постоянстве скороти распространения света во всех направлениях. Принципиально невозможно измерить скорость распростанения света в одном каком-нибудь направлении. Измерению подлежит лишь усреднённая скорость прохождения светом некоторой протяжённомти в двух противоположных направлениях. Поэтому предположение о равенстве двух противоположных по направлению скоростей света является только условным соглашением^1 [ ^1 Это обстоятельство и сейчас ещё нередко упускают из виду при обсуждении возможностей экспериментальной проверки отдельных положений теории относительности, что лишний раз характеризует всю глубину анализа, проведённого Пуанкаре в конце прошлого века. ] <Это есть постулат, - писал Пуанкаре, - без которого нельзя было бы предпринять никакого измерения скорости. Данный постулат никогда нельзя проверить прямо на опыте... Я хочу отметить, что он дал нам новое правило для поисков одновременности, полностью отличное от того, которое мы упоминали выше>. Именно это сформулированное Пуанкаре правило определения одновременности, исходя из наиболее простого и удобного соглашения о равенстве скоростей света в прямом и обратном направлениях, было использовано впоследствии для обоснования релятивистских свойств времени.
<...>
Сам Лоренц был далёк от того, чтобы это <местное> время признавать равноправным во временем неподвижной системы, которое он называл всеобщим. Но это лишь свидетельствовало об отсутствии у него понимания подлинного значения сделанного им шага. Для согласования своей теории с результатами опыта Физо ему пришлось отказаться от всеобщего времени, связанного с классическими преобразованиями Галалея, и использовать <местное> время как реальное физическое время. Таким образом, даваемая Лоренцем оценка <местного> времени как некоторой вспомогательной величины не соответствует фактическому его употреблению.
<......>
Как и обычно, первое сообщение о проведённом исследовании Пуанкаре сделал перед своими коллегами по академии. Оно было опубликовано в <Comptes rendus> от 5 июня 1905 года под названием <О динамике электрона>.
<...>
К фундаментальным результатам относились также впервые высказанная идея о необходимости привести теорию тяготения в соответствие с приобразованиями Лоренца. Как и неоднократно раньше, Пуанкаре тут же дополняет выдвинутую им идею конкретными шагами по её практическому притворению.
<...>
Глубокое понимание всей проблемы позволило Пуанкаре увидеть в этом предложении фактический отказ от принципа относительности Галилея в пользу новой формы того же приципа, распространённого уже на все физические явления.
<...>
Именно в изложении Пуанкаре эта теория обрела строгую математическую форму. Он первым ввёл в нее четырёхмерное представление, добавив к трём пространственным координатам четвёртую - собственное время системы отсчёта, умноженное на скорость света и мнимую единицу. Каждая точка в такой необычной геометрии изображала мгновенное событие, происходящее в определённом пункте пространства и в определённый момент времени. Этот формализм четырёхмерной геометрии позволил Пуанкаре установить абсолютные величины новой тории, которым соответствовали инвариантные соотношения, остающиеся неизменными при всех преобразованиях от одной системы отсчёта к другой. Наглядный геометрический смысл был установлен, например для одного из важнейших инвариантов теории, который изображался четырёхмерным интервалом, то есть расстоянием в четырёхмерном мире между двумя его точками. Эта величина оказалась не зависящей от выбота системы координат. Сами же преобразования Лоренца удобно представлялись простым поворотом осей координат в четырёхмерном пространстве.
Пуанкаре первым заметил, что любые преобразования, связывающие пространственно-временные координаты инерциальных систем отсчёта, должны образовывать группу. В противном случае эти преобразования приводили бы несамосогласующимся, неоднозначным результатам. До него это обстоятельство не было уяснено, и в физике обсуждались порой преобразования, не удовлетворяющие столь очевидному теперь требованию. Преобразования Лоренца, как показал Пуанкаре, соответствовали этому обязательному условию.
<......>
Аурелиано Буэндиа писал(а):
Что касается СТО, то в то время эти идеи витали в воздухе
Особое значение для научных открытий, представляющих собой неожиданные скачки и резкие повороты в развитии учёной мысли, имеет самый первый этап, этап зарождения новых идей - исходного пункта будущего теоретического построения. Однако об этом важнейшем периоде становления теории относительности принято порой говорить как о времени, когда необходимые, но не осознанные ещё до конца идеи носились в воздухе, и недоставало лишь гения, который бы воспользовался ими для разработки новой физической теории. В действительности же само появление этих идей уже представляло собой решающий шаг, потребовавший коренного пересмотра основных положений классической физики. И хотя работы, содержавшие эти новаторские мысли, не были замечены и осмыслены подавляющим большинством учёных, не подготовленных ещё к восприятию столь радикально новых взглядов, их влияние, несомненно, прослеживается на тех немногих исследователях, которые воспользовались изложенными там идеями, чтобы проложить путь к непокорённой ещё научной вершине.
В период, когда закладывались исходные идеи теории относительности, наибольший вклад, несомненно, внёс Пуанкаре^1 [ К этому начальному периоду относятся также важнейшие идеи Лоренца о <местном> времени и о сокращении длин тел при движении относительно эфира. ]. Он выдвинул принцип относительности как обобщение опытных данных и высказал убеждение, что именно электромагнитную теорию Лоренца необходимо согласовать с этим принципом, чтобы получить оконцательное решение проблемы. Пуанкаре показал условность понятия одновременности, центрального понятия теории относительности, и предложил определение этой величины на основе постулата о постоянстве скорости света. Он дал также правильную физическую интерпретацию <местного> времени Лоренца.
<...>
Поэтому своё фундаментальное теоретическое исследование 1905 года он [ Пуанкаре ] считал не первооткрытием, а лишь развитием работы Лоренца 1904 года.
Сам же Лоренц отмечал, что разработка теории, строго удовлетворяющей принципу относительности, была предпринята им под влиянием критики его прежних работ со стороны Пуанкаре.
<......>
В 1905 году в сентябрьском номере немецкого журнала <Анналы физики> появилась статья, написанная никому не известным тогда автором, молодым экспертом патентного бюро в Берне Альбертом Эйнштейном. В статье излагалась теория относительности, решавшая проблему электродинамики движущихся тел.
<...>
Статья не содержала буквально не одной литературной ссылки. При чтении её создавалось впечатление о полной оригинальности как постановки, так и решения задачи, о первооткрытии всех изложенных там результатов.
<...>
Что касается постановки задачи о теории, удовлетворяющей принципу относительности, то она, конечно же, совпадала во всех трёх работах разных авторов: Лоренца, Пуанкаре и Эйнштейна. Разница состояла лишь в том, что Лоренц указывает источник такой постановки - одно из ранних выступлений Пуанкаре по этому вопросу, а Эйнштейн даёт обоснование принципа относительности без всякой ссылки на первоисточник.
<...>
Только позднее Эйнштейн признался в том, что принцип постоянства сорости света был подсказан ему теориями, основывающимися на гипотезе неподвижного эфира. Так в работе 1912 года он писал: <Чтобы восполнить этот пробел, я ввёл принцип постоянства скороти света, заимствованный из теории покаящегося эфира... >
<...>
Сама постановка вопроса об одновременности и определение этого понятия на основе постоянства скороти света - всё это совпадало с обьяснениями, приведёнными впервые Пуанкаре ещё в 1898 году в статье <Измерение времени>. А мысленное оперирование вместо времени более конкретным понятием - часами, синхронизация которых производится световым сигналом, - это уже были детали, характерные исключительно для того истолкования <местного> времени Лоренца, которое было дано Пуанкаре в работе 1900 года и повторено затем на конгрессе в Сент-Луисе.
<...>
Вместе с тем статья Эйнштейна, так же как и работа Пуанкаре ( если не учитывать представленный в ней первый вариант релятивистской теории тяготения ), развила теорию, строго удовлетворяющую принципу относительности, все соотношения которой уже были получены ранее в трудах Лоренца и Лармора. Новой физической теорией принято считать такое теоретическое построение, которое представляет неизвестные ранее, проверяемые на опыте соотношения. Таким образом, статья Эйнштейна излагала новый вариант построения и обьяснения уже известной, но далеко ещё не осознанной физической теории
<......>
В получившем широкую известность докладе <Пространство и время>, прочитанном осенью 1908 года в Кёльне, Минковский предложил даже другое название для принципа относительности. <Мне хотелось бы, - заявил он, - этому утверждению скорее дать название <постулат абсолютного мира> ( или, коротко, мировой постулат )>. В том же докладе он снова отметил, что установление равноправности времён инерциальных систем <явилось заслугой лишь Эйнштейна>, ни словом не упомянув, что ещё в 1900 году Пуанкаре обьяснил это в статье <Теория Лоренца и принцип раверства действия и противодействия>.
Претензия Минковского на более общую формулировку принципа относительности имела определённое основание, если учитывать только работы Лоренца и Эйнштейна. В 1905 году Эйнштейн привлекал новые представления о пространстве и времени лишь для обьяснения принципа относительности в электродинамике, и в этом сказывалось его отставание от развитого Пуанкаре глубокого понимания физической сущности происшедшего в науке переворота. Эйнштейн тогда не ставил прямо вопрос о том, что все разделы физики подлежат перестройке и согласованию с преобразованиями Лоренца. Отстаивая новые представления о времени и пространстве, он не связывал их с новой формой всеобщего принципа относительности. В такой проскости вопрос был поставлен только Пуанкаре и Минковским, причём первый распространил требование принципа относительности даже на теорию тяготения.
Вопрос об изменении механики при больших скоростях движения был затронут Эйнштейном лишь в связи с обсуждаемой им возможностью превратить любое тело в электрически заряженое и тем самым подчинить его движение законам электродинамики. Такая постановка вопроса была менее общей даже по сравнению со взглядами Лоренца^1 [ ^1 Лоренц исходил из наличия в природе твёрдых тел сил явно неэлектромагнитного происхождения и считал необходимым распространить на них динамику электрона, чтобы удовлетворить принципу относительности в опытах, использующих твёрдые тела. ]. Минковский существенно дополнил результаты Лоренца и Эйнштейна, но его работа в значительной мере перекрывалась ранее опубликованной статьёй Пуанкаре. В исследовании инвариантов новой теории работа Пуанкаре превосходила даже более поздние выступления Минковского.
<...>
Минковский ни в одной из своих статей не отметил выдающихся результатов Пуанкаре в развитии математического аппарата теории относительности. Он сослался на основную работу Пуанкаре лишь в связи с его предложением назвать новые преобразования пространства и времени именем Лоренца. Но Минковский ни словом не упомянул предложенную в этой же статье идею четырёхмерного представления новой теории.
Правда, в своём первом докладе Минковский упоминает Пуанкаре в связи с разработкой принципа отностительности: <Заслуга разработки принципа принадлежит Эйнштейну, Пуанкаре и Планку>. Но по поводу использованной им симметрии пространства и времени он весьма уклончиво заявил: <Эту симметрию я с самого начала введу здесь в изложение, что не сделано ни одним из авторов, даже Пуанкаре>. Заявление это допускало двойное толкование.
Для незнакомых со статьёй Пуанкаре оно звучало как утверждение того, что пространственно-временная симметрия не рассматривалась другими авторами, в том числе и Пуанкаре. И только тем немногим учёным, кому была известна работа Пуанкаре, открывался подлинный смысл этого высказывания: хотя в отличие от других авторов Пуанкаре и пришёл к установлению симметрии протранства и времени, но он не вводил её <с самого начала> в изложение всей проблемы. Действительно, Пуанкаре, излагая электродинамику, не прибегал к четырёхмерному формализму, весь арсенал которого он применил при решении новой физической задачи пересмотра теории тяготения в плане согласования её с принципом относительности. Но это было первое теоретико-инвариантное изложение теории относительности, на два года опередившее построение Минковского. Заслугой же Минковского следует считать не открытие четырёхмерного представления теории отностительности, а лишь акцентирование внимания на важности этого представления для выражения сущности новой теории.
<...>
Проведённая Минковским перестройка теории относительности в <мировую геометрию> вынудила Эйнштейна к довольно красноречивому признанию: <С тех пор как за теорию относительности принялись математики, я её уже сам больше не понимаю>.
<...>
На основе релятивистского правила сложения скоростей немецкий физик Макс Лауэ, ассистент профессора Планка, получает френелевскую формулу, описаывющую увлечение света движущейся средой^2 [ ^2 Этот результат, правда, был получен ещё в 1900 году Лармором. ].
<...>
В те же годы продолжает свои публикации по этим вопросам Эйнштейн. В его статьях 1906 и 1907 годов появляются ссылки и на работу Лоренца 1904 года. Причём он явно признаёт, что его исследования относятся именно к той физической теории, которая впервые была сформулирована Лоренцем. Так, в краткой статье 1906 года он говорит о необходимости измерить отношение между продольной и поперечной массами электрона, чтобы подтвердить предсказание <по теории Лоренца и Эйнштейна>. В следующем году в большой статье <О принципе относительности и его следствиях> автор отмечает, что при изложении кинематических основ теории он <следовал работам Лоренца и своей>. Однако во всех последующих работах начиная с 1908 года Эйнштейн уже избегает каких бы то ни было ссылок на работу Лоренца 1904 года. Например, в 1910 году он вновь пишет большую статью о принципе относительности, в которой ещё подробнее, чем в работе 1907 года, описывает предысторию создания теории. Но теперь он уже вообще не ссылается на основную работу Лоренца. Он лишь принял поддержаное Минковским предложение называть именем Лоренца новые преобразования пространственно-временных координат. Так весьма определённо реагировал Эйнштейн на появившуюся тогда тенденцию связывать новую физическую теорию только с его именем. Что же касается развития математического аппарата теории относительности, то эти достижения Эйнштейн целиком приписывал Минковскому, игнорируя более раннее исследовани Пуанкаре.