30 июня 1905 г. в немецком научном журнале Annalen der Physik вышла статья Альберта Эйнштейна «Об электродинамике движущихся тел». В ней мало кому известный эксперт патентного бюро описал основы специальной теории относительности, перевернувшей общепринятые представления о мире и ставшей основой современной физики.

Специальная теория относительности описывает движение, законы механики и определяющие их пространственно-временные отношения при скоростях, близких к скорости света. По сути, она объясняет геометрию четырехмерного пространства-времени.

Проще говоря, специальная теория относительности дает представление о том, как интерпретировать движения между объектами, которые движутся с постоянной по отношению друг к другу скоростью. В статье Альберт Эйнштейн пояснил, что в таком случае нужно рассматривать движение этих объектов именно относительно друг друга, а не принимать один из них за абсолютную систему отсчета. В специальной теории относительности размеры тел и промежутки времени перестают быть неизменными величинами и, упоминая о них, всегда нужно указывать, для какого наблюдателя они приводятся. Центральное понятие специальной теории относительности — событие, то есть какое-либо явление, которое происходит в определенной точке пространства в определенный момент времени (и в заданной системе отсчета характеризуется координатой и временем).

Эйнштейн сформулировал специальную теорию относительности, учитывая опыт ученых Хендрика Лоренца, Анри Пуанкаре, Джеймса Лармора. Французский математик Анри Пуанкаре сформулировал математический аппарат преобразований координат и времени между различными системами отсчета. Он был первым, кто доказал, что эти преобразования можно геометрически представить как повороты в четырехмерном пространстве-времени. Термин «теория относительности» предложил немецкий физик-теоретик, один из основоположников квантовой физики Макс Планк. После того как А. Эйнштейн разработал теорию гравитации — общую теорию относительности, — первоначальную теорию стали называть специальной теорией относительности.

Специальная теория относительности — логически непротиворечивая теория. Это значит, что из ее исходных положений нельзя логически вывести утверждение одновременно с его отрицанием. Она базируется на двух основных физических концепциях. Согласно принципу относительности, физические законы сохраняются даже для тел, которые двигаются на постоянной скорости относительно друг друга, то есть они — инерциальные системы отсчета. Принцип скорости света подразумевает, что она остается неизменной для всех наблюдателей, независимо от их скорости по отношению к источнику света.

Появление специальной теории относительности привело к кардинальному пересмотру представлений о характере электромагнитного поля и о свойствах пространства и времени. То, что ранее считалось незыблемым, абсолютным, оказалось меняющимся и относительным: было доказано, что время течет по-разному в разных инерциальных системах отсчета; относительными оказались понятия длины предмета, одновременности двух событий, промежутка времени между событиями. После 30 июня 1905 г. стало понятно, что создание механических моделей для всех физических явлений невозможно.

Источники фото: huxley.medianaked-science.ru.