Принцип относительности и расширенная специальная теория относительности

Предположим, мы принимаем принцип относительности в его первоначальном виде, продиктованном еще Галилеем: во всех «хороших» системах отсчета все физические процессы (развитие СТО показало возможность распространения принципа относительности и на немеханические законы) описываются одинаковым образом, в частности, мы можем сказать, что законы, описывающие их, сохраняются или имеют одинаковый вид, являются инвариантными или симметричными. Тогда основной вопрос для будущей РСТО состоит в том, чтобы подобрать необходимую «пару», т. е. некое физическое требование (принцип), которое заставит нас дать новую интерпретацию принципу относительности, а уже сам принцип относительности заставит нас подобрать соответствующий вид ограничения (будет ли он связан с ИСО и каким образом, пока непонятно). Формально мы уже сейчас должны задуматься над тем, на что должно быть «похоже» «адаптированное» понятие ИСО в РСТО.

Напомним, что пространство РСТО - это пространство релятивистского эфира, являющегося асимптотическим пределом для вещественно- полевого уровня реальности, описываемого ОТО и РКМ (см. гл. 3). Единственное объективное свойство (см. § 4.4) пространства РСТО (по крайней мере, очевидное на современном этапе исследований), которое «доступно» вещественному наблюдателю, - это релятивистский инвариантный покой этой среды относительно любого инерциального наблюдателя: любая система отсчета, которую вещественный наблюдатель свяжет с эфиром, всегда будет сопутствующей.

единственное препятствие для новой физической интерпретации принципа относительности в рамках РСТО - адекватная трактовка свойства «инвариантного покоя». В свое время Эйнштейн предложил очень продуктивный принцип решения подобных проблем, он впервые выдвинул важный методологический прием, который затем распространился на всю физику: он придумал мысленный эксперимент (выше, говоря об ОТО, мы уже приводили один мысленный эксперимент - «лифт» Эйнштейна). Суть мысленного эксперимента состоит в том, чтобы представить, как можно измерить то или иное свойство, например время или эквивалентность масс, и предложить операциональный подход к решению проблемы. Фактически именно Эйнштейн закрепил операционалистскую методологию в физике. История развития физики ХХ в. показала всю мощь этого приема. Например, вся интерпретация квантовой механики Бора - это оперционализм в чистом виде.

Для того чтобы предложить мысленный эксперимент, который, по крайней мере, операционально проинтерпретирует понятие «инвариантный покой», необходимо привести ряд предварительных замечаний, связанных с самой постановкой задачи «обнаружения» инвариантного покоя в контексте принципа относительности. Во-первых, мы должны предположить, что требования принципа относительности отражают определенную симметрию законов физики, предположить, что свойство сохранения (относительности, инвариантности) законов физики - это симметрия, которая в общем случае «нарушена» и для «восстановления» которой необходимо прибегать к дополнительным физическим соображениям. Фактически в данном дополнении мы использовали именно такую интерпретацию принципа относительности. Отметим, что это предположение нетривиально, поскольку мы привыкли к обратному, к тому, что принцип относительности лишь фиксирует то, что законы физики сохраняются. Раскрывая содержание этой симметрии, мы надеемся прийти к объяснению причин относительности законов физики, что особенно важно в контексте построения РСТО. Во-вторых, мы должны поставить вопрос относительно эмпирического статуса такой симметрии в рамках РСТО. Отметим, что, например, в рамках СТО или ОТО последний вопрос был успешно разрешен благодаря введению представления об эквивалентности соответствующих классов ИСО.