Как любую  гипотезу, принцип относительности нужно проверить путем соотнесения его с реальными природными явлениями. Из принципа относительности Эйнштейн вывел две отдельные (хотя и родственные) теории. Специальная теория относительности исходит из положения, что законы природы одни и те же для всех систем отсчета, движущихся с постоянной скоростью. Общая теория относительности распространяет этот принцип на любые системы отсчета, включая те, что движутся с ускорением.

3.1 Специальная теория относительности

Наибольшую  известность Эйнштейну принесла теория относительности, изложенная им впервые в 1905 г. в статье «К электродинамике движущихся тел». Эйнштейн решительно отверг концепцию эфира по Максвеллу, в которой был убежден, будучи студентом, что позволило рассматривать принцип равноправия всех инерциальных систем отсчета как универсальный. Исходя из невозможности обнаружить абсолютное движение, Эйнштейн сделал вывод о равноправии всех инерциальных систем отсчета. Он сформулировал два важнейших постулата, делавших излишней гипотезу о существовании эфира, которые составили основу обобщенного принципа относительности:

1) все  законы физики одинаково применимы в любой инерциальной системе отсчета; 

2) свет  всегда распространяется в свободном  пространстве с одной и той  же скоростью, независимо от  движения источника.

Эйнштейн  выдвинул удивительный и на первый взгляд парадоксальный постулат, что  скорость света для всех наблюдателей, как бы они ни двигались, одинакова. Этот постулат (при выполнении некоторых дополнительных условий) приводит к полученным ранее Х. Лоренцем формулам для преобразований координат и времени при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую, движущуюся относительно первой. Но Лоренц рассматривал эти преобразования как вспомогательные, или фиктивные, не имеющие непосредственного отношения к реальному пространству и времени. Эйнштейн понял реальность этих преобразований, в частности, реальность относительности одновременности.

Таким образом, принцип относительности, установленный для механики еще  Галилеем, был распространен на электродинамику  и другие области физики. Это привело, в частности, к установлению важного  универсального соотношения между массой  М, энергией  Е и импульсом  Р:  E² =  М²×c⁴ +  P²×с² (где с – скорость света).

3.2 Общая теория относительности

Общая теория относительности применяется  уже ко всем системам отсчета (а не только к движущимися с постоянной скоростью друг относительно друга) и выглядит математически гораздо сложнее, чем специальная (чем и объясняется разрыв в одиннадцать лет между их публикацией). Она включает в себя как частный случай специальную теорию относительности (и, следовательно, законы Ньютона). При этом общая теория относительности идёт значительно дальше всех своих предшественниц. В частности, она дает новую интерпретацию гравитации.

Общая теория относительности делает мир  четырехмерным: к трем пространственным измерениям добавляется время. Все четыре измерения неразрывны, поэтому речь идет уже не о пространственном расстоянии между двумя объектами, как это имеет место в трехмерном мире, а о пространственно-временных интервалах между событиями, которые объединяют их удаленность друг от друга — как по времени, так и в пространстве. То есть пространство и время рассматриваются как четырехмерный пространственно-временной континуум или, попросту, пространство-время. В этом континууме наблюдатели, движущиеся друг относительно друга, могут расходиться даже во мнении о том, произошли ли два события одновременно — или одно предшествовало другому. К счастью для нашего бедного разума, до нарушения причинно-следственных связей дело не доходит — то есть существования систем координат, в которых два события происходят не одновременно и в разной последовательности, даже общая теория относительности не допускает.

Заключение

Теория  относительности А.Эйнштейна –  физическая теория, рассматривающая  пространственно-временные свойства физических процессов. Так как закономерности, устанавливаемые теорией относительности, – общие для всех физических процессов, то обычно о них говорят просто как о свойствах пространства-времени. Эти свойства зависят от полей тяготения в данной области пространства-времени. Теория, описывающая свойства пространства-времени в приближении, когда полями тяготения можно пренебречь, называется специальной или частной теорией относительности, или просто теорией относительности. Свойства пространства-времени при наличии полей тяготения исследуются в общей теории относительности, называемой также теорией тяготения Эйнштейна. Физические явления, описываемые теорией относительности, называются релятивистскими и проявляются при скоростях v движения тел, близких к скорости света в вакууме  с.

В основе теории относительности лежат два  положения: принцип относительности, означающий равноправие всех инерциальных систем отсчета, и постоянство скорости света в вакууме, ее независимость  от скорости движения источника света. Из преобразований Лоренца получаются основные эффекты специальной теории относительности: существование предельной скорости передачи любых взаимодействий – максимальной скорости, до которой можно ускорить тело, совпадающей со скоростью света в вакууме; относительность одновременности (события, одновременные в одной инерциальной системе отсчета, в общем случае не одновременны в другой); замедление течения времени в быстро движущемся теле и сокращение продольных – в направлении движения – размеров тел и др. Все эти закономерности теории относительности надежно подтверждены на опыте.

Теория  относительности выявила ограниченность представлений классической физики об «абсолютных» пространстве и времени, неправомерность их обособления  от движущейся материи; она дает более  точное, по сравнению с классической механикой, отображение объективных процессов реальной действительности.

Представления о пространстве и времени составляют основу физического миропонимания, что уже само по себе определяет значение теории относительности. Особенно велика ее роль в физике ядра и элементарных частиц, в том числе и для расчетов гигантских установок, которые предназначены для потоков очень быстрых частиц, необходимых для экспериментов, позволяющих продвинуться в изучении строения материи.

Библиографический список

1.  Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М.: Владос, 2000. – 512 с.

2.  Григорьев В.Н. Альберт Эйнштейн / Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия. – М., 2001.

3.  Данилова В.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции естествознания. – М.: Аспект Пресс, 2000. – 256 с.

4.  Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. – М.: ЮНИТИ, 2000. – 203 с.

5.  Концепции  современного естествознания / Самыгин  С.И. и др. – Ростов н/Д.: Феникс, 1997. –  448 с.

6.  Гинзбург В.Л.. О теории относительности. – М.: Наука, 1970. –179 с.

7.  Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания. – М.: Владос, 1999. – 232 с.

8.  Белов М.В. Концепции современного естествознания: Курс лекций.

9. Тарасов Л.В., Современная физика. – М.: Просвещение, 1990. – 126 с.