2. Теории тяготения
„Все сделанные попытки объяснить силу тяжести, как результат движения в среде, находящейся между телами, наталкиваются на то затруднение, что тяжесть беспрепятственно проходит сквозь тела, как бы велики и плотны они ни были, — пишет Аррениус[31]. — Так, например, притяжение Солнца действует на частицу, лежащую в центре Земли, сквозь все промежуточные слои. А так как действие силы должно состоять в каком-нибудь изменении движения тела, подвергающегося ее влиянию, то необходимо принять, что частица, лежащая позади другой, подверженной той же силе, по крайней мере отчасти закрыта от этого влияния. Поэтому на соединительной линии между частицею в центре Земли и любою частицею на Солнце не должна была бы лежать ни одна из бесконечно большого числа тяжелых частиц верхних слоев Земли. Значит, необходимо предположить, что частицы, на которые действует сила тяжести, имеют бесконечно малое протяжение и должны считаться математическими точками. Физически этот взгляд немыслим. Точно также невозможно представить себе, чтобы математические точки могли возмущать движение. Удивительно, что та самая сила природы, которую мы точнее всего можем проследить посредством вычисления, в физическом отношении представляет величайшую загадку".
Совершенно особым образом подходит к вопросу новейшая (1915 г.) теория тяготения, разработанная А. Эйнштейном, которая вовсе не рассматривает тяготение как некоторую „силу". Исходным пунктом теории тяготения Эйнштейна являются следующие соображения[32]:
„Вообразим себе систему в виде большого ящика или комнаты и положим сперва, что она находится в гравитационном поле, т. е. в такой части пространства, в которой действуют силы тяготения, и что она в этом пространстве неподвижна. В виде примера представим себе, что она находится на земной поверхности, где гравитация, т. е. сила тяжести, действует вертикально вниз от потолка к полу комнаты. Наблюдатели, находящиеся в этой системе, заключают следующее. Тела, спокойно лежащие на полу, на столе и т. д., производят давление на тела, находящиеся под ними. Если взять в руку какое-либо тело, напр., свинцовый шарик, и отпустить его, то он начинает падать вертикально вниз с ускорением, которое мы обозначим буквой g, и которое оказывается независящим от рода тела, если исключить сопротивление воздуха. Если шарик бросить в горизонтальном направлении, то он начнет двигаться по кривой линии (по параболе) вниз, и на некотором расстоянии от наблюдателя достигнет пола. В обоих случаях мы имеем дело с весомой массой взятого тела.
„Теперь рассмотрим другой случай. Та же система находится в пространстве, в которого нет никакого гравитационного поля, но сама система движется с ускорением g по направлению, обратному тому направлению, в котором раньше действовала гравитация, т. е. [движется] по направлению от пола к потолку. Наблюдатель, находящийся внутри системы, замечает следующее. Все тела, спокойно лежащие на неподвижных предметах (пол, стол, рука), производят давление на свои опоры; такое же давление производит и сам наблюдатель хотя бы на пол ящика. Если наблюдатель выпустит из рук какой-нибудь предмет, напр., свинцовый шарик, то он увидит, что шарик движется по направлению к полу с ускорением g, между тем как наблюдателю, находящемуся вне ящика, тот же шарик представится неподвижным. Если наблюдатель бросит шарик по направлению, параллельному полу, то заметит, что шарик движется по кривой линии и на некотором расстоянии ударяется об пол. Наблюдателю, находящемуся вне ящика, представится, что шарик движется прямолинейно и равномерно по направлению, параллельному полу. Ясно, что для этого наблюдателя движение происходит по инерции и зависит от инертной массы шарика.
„Сравнивая явления, наблюдаемые в указанных двух случаях внутри системы, мы видим, что они вполне тождественны, хотя в первом случае они зависят от весомой массы тел, а во втором случае — от массы инертной. Наблюдатель, находящийся внутри ящика, не имеет возможности отличить эти два случая друг от друга, и он, например, во втором случае может предположить, что внутри ящика действует гравитационное поле. Все изложенное приводит нас к результату огромной важности. Наблюдатель, находящийся внутри системы, не имеет возможности отличить друг от друга прямолинейного равномерно-ускоренного движения системы от наличности внутри системы гравитационного поля. Все явления происходят внутри системы совершенно одинаково в обоих случаях. Мы можем сказать, что гравитационное поле и равноускоренное прямолинейное движение системы друг другу эквивалентны[33]. Для Эйнштейна эквивалентность настолько полна, что он вообще всякое ускорение системы отождествляет с возникновением гравитационного поля".
Исходя из этого, Эйнштейн развивает стройную теорию тяготения, принципиально отличную от всех прежде предлагавшихся и уже получившую частичное подтверждение согласием ее неожиданных следствий с наблюдениями.
К сожалению, эта теория не может быть общепонятно изложена.