Кіріспе

Арнайы салыстырмалылық теориясының басымдығы туралы пікірталас
Арнайы салыстырмалылық теориясының ашылуы туралы дау
Альберт Эйнштейн арнайы салыстырмалылық және жалпы салыстырмалылық теорияларын бұрынғы әдебиеттерге тікелей сілтеме жасамаған, немесе өз теорияларының негізі болған алдыңғы нәтижелері үшін өте аз ғана алдыңғыларын атаған басылымдарда ұсынды. Ең бастысы, арнайы салыстырмалылық үшін Анри Пуанкаре мен Хендрик Лоренцтің, ал жалпы салыстырмалылық үшін Дэвид Гильберт, Карл Ф. Гаусс, Бернхард Риман және Эрнст Махтың жұмыстарын атады. Кейіннен екі теорияға қатысты да, олардың толығымен немесе ішінара Эйнштейнге дейін басқалармен тұжырымдалғаны туралы талаптар айтылды. Мәселе Эйнштейннің және басқа да түрлі тұлғалардың осы теорияларды тұжырымдауға қаншалықты үлес қосқанын анықтауға байланысты. Әртүрлі ғалымдар Эйнштейн, Пуанкаре және Лоренцтің 1905 жылы теорияларды жариялауға дейін жасаған жұмыстарының кейбір аспектілерін сұраққа ұшыратты. Олар Эйнштейннің Пуанкаренің жұмысымен қаншалықты таныс болғанын, Эйнштейннің Лоренцтің 1904 жылғы мақаласымен немесе оның шолуымен таныс болғанын және Эйнштейн сол кездегі басқа физиктерді қаншалықты жақын ұстанғанын сұрады. Эйнштейннің 1902 жылғы Пуанкаренің [Poi02] мақаласымен таныс болғаны белгілі, бірақ ол 1905 жылы Пуанкаренің басқа жұмыстарын қаншалықты білгені белгісіз. Дегенмен, ол 1906 жылы [Poi00] мақаласын білгені мәлім, себебі ол оны [Ein06] еңбегінде сілтеме жасатқан. Лоренцтің 1904 жылғы мақаласы [Lor04] оның есімімен аталатын түрлендірулерді қамтиды, ол Annalen der Physik журналында жарияланды. Кейбір авторлар Эйнштейннің 1905 жылы салыстырмалы түрде оқшауланған және физика әдебиеттеріне қолжетімділігі шектеулі болғанын айтады. Алайда, басқалар оған келіспейді; Эйнштейннің жақын досы Морис Соловин, олар Эйнштейнпен бірге Пуанкаренің 1902 жылғы кітабын мұқият оқып, оларды "апталар бойы демсіз қалдырғанын" мойындады [Rot06]. Эйнштейннің әйелі Милева Маричтің Эйнштейннің жұмысына қосқан үлесі туралы мәселе де көтерілді, бірақ тақырып бойынша ғалымдардың көпшілігі оның маңызды үлес қосқанына нақты дәлел жоқ деп санайды. Сондай-ақ, Эйнштейннің бірінші әйелі Милева Маричтің үлесі, маңызды ғалымдардың пікірінше, ешқандай негізге ие емес деп есептеледі. 1953 жылы жарық көрген "Эфир және электр теориясының тарихы" атты еңбегінде Э.Т. Уиттакер салыстырмалылық Пуанкаре мен Лоренцтің туындысы екенін айтып, Эйнштейннің еңбектеріне аз мән берді. Алайда, Джеральд Холтон, Артур И. Миллер, Абрахам Пейс, Джон Сташель немесе Оливье Дарриголь сияқты ғылым тарихшыларының көпшілігі басқа көзқарастарға ие. Олар Лоренц пен Пуанкаре арнайы салыстырмалылық теориясының математикасын жасағанын мойындайды, ал көптеген ғалымдар бастапқыда "Лоренц-Эйнштейн теориясы" туралы айтқан. Бірақ олар Эйнштейн классикалық эфирді жойып, кеңістік пен уақыттың салыстырмалылығын көрсеткенін айтады. Олар Пуанкаре кеңістік пен уақыттың салыстырмалылығын тек философиялық жазбаларында көрсеткенін, бірақ физикалық еңбектерінде ол эфирді мүлдем анықталмайтын артықшылықты анықтамалық жүйе ретінде сақтап, (Лоренц сияқты) эфирде тынышталған бақылаушылар өлшеген "нақты" ұзындықтар мен уақыттарды және эфирде қозғалатын бақылаушылар өлшеген "көрініс" ұзындықтар мен уақыттарды ажырата бергенін де атап өтеді. 1904 жылы ол бұл принципті былай түсіндірді: "Жалпыға қатыстылық принципі, физикалық құбылыстардың заңдары тұрақтанған бақылаушы үшін де, біркелкі қозғалыс қозғалысында қозғалып жүрген адам үшін де бірдей болуы керек, сондықтан бізде мұндай қозғалыс қозғалысында жүріп жатқанымызды анықтаудың ешқандай құралы жоқ және бола алмайды". Алайда ол бұл принциптің шындыққа айналатынын білмейміз, бірақ бұл принцип нені білдіретінін анықтау қызықты екенін айтты. 1900 жылы ([Poi00]) Пуанкаре сәулеленуді эквивалентті массасы бар ойдан шығарылған сұйықтық ретінде қарастыруға болатындығын айтқан мақала жариялады. Ол бұл түсіндірмені Максвеллдің сәулелену қысымын енгізген Лоренцтің "электрон теориясынан" алған. Пуанкаре [Poi00] және [Poi04] бір-біріне қатысты тынығудағы сағаттар үшін синхрондау рәсімін сипаттаған. Сонымен, бір анықтамалық жүйеде бір мезгілде болатын екі оқиға басқа жүйеде бір мезгілде болмайды. Бұл кейінірек Эйнштейн ұсынғанға өте ұқсас. Алайда, Пуанкаре "жергілікті" немесе "көрініс" қозғалатын сағаттар мен эфирдегі "нағыз" демалу уақытын ажыратады. [Poi02]-де ол "бір күні, әрине, эфир пайдасыз деп тасталды" деген пікірді білдірді. Лоренцтің 1904 жылғы мақаласы [Lor04] оның есімімен аталатын түрлендірулерді қамтиды. Альберт Эйнштейн [Ein05c] жарық жылдамдығының тұрақтылығы принципін және салыстырмалылық принципін қолданып Лоренц теңдеулерін туындырды. Ол осы принциптердің (кеңістіктің біртектілігі және изотропиясы сияқты, теоретиктермен әдетте ескеріле бермейтін басқа да негізгі болжамдармен бірге) теорияны туындыруға жеткілікті екенін алғаш айтты. Ол былай деді: "Жарық шығаратын эфирдің енгізілуі артық болып шығар, өйткені осы жерде дамытылатын көзқарас кеңістікке ешқандай арнайы қасиеттері жоқ және электромагниттік процестер өтетін бос кеңістіктің нүктесіне жылдамдық векторын тағайындамайтын кеңістікке мұқтаж болмайды". Эйнштейннің [Ein05c] электродинамикалық мақаласы басқа әдебиеттерге тікелей сілтеме жасамады. Ол §9, II бөлімінде мақаланың нәтижелері Лоренцтің электродинамикасымен сәйкес келетінін атап өтеді. Пуанкаре бұл мақалада аталмаған, бірақ ол Эйнштейннің келесі жылы жазылған арнайы салыстырмалылық туралы мақаласында ресми түрде сілтеме жасалған. 1905 жылы Эйнштейн материалдық дененің энергиясы жоғалтқанда (сәулелену немесе жылу) мөлшерінің, оның массасы да сол мөлшерге төмендейтінін алғаш айтты. Герман Минковский 1907 жылы арнайы салыстырмалылық теориясын кеңістік пен уақыттың үш өлшемімен біріктірілген төрт өлшемді кеңістік-уақытты қолданып әдемі түрде сипаттауға болатынын көрсетті. Эйнштейн 1920 жылы эфирдің қозғалыс күйі жоқ деген тұжырымға қайта оралды.

Эли Захар (1983)

Бірнеше мақаласында Эли Захар (1983, 2000) мен Питер Галисон Поанкаре мен Эйнштейннің кеңістік және уақыт тұжырымдарын қайта қарастыруға жасаған әрекеттерін салыстырды. Ол былай деп жазды: «Шын мәнінде, Эйнштейн салыстырмалылықты ашты ма? Поанкареде ол бұрыннан болған ба? Бұл ескі сұрақтар тым көнеріп, пайдасыз болып кетті». Мұның себебі, салыстырмалылықтың қай аспектісін маңызды деп есептеуге байланысты: эфирді жоққа шығару, Лоренц трансформациясы, кеңістік пен уақыттың мәнімен байланыс, тәжірибелік нәтижелерді болжау, немесе басқа да элементтер. Галисон үшін екі ойшылдың да уақытты синхрондау мәселесімен айналысқанын мойындау маңыздырақ, осылайша екеуі де бірмезгілділіктің жаңа амалдар арқылы анықталатын мағынасын жасады. Дегенмен, Поанкаре құрылымдық тәсілді ұстанды және Лоренцтің тұрақты эфирі мен «көрінетін» және «шынайы» уақыттар арасындағы ерекшеліктерді қабылдады, ал Эйнштейн эфирден бас тарды, сондықтан әртүрлі инерциялық жүйелердегі барлық уақыттар теңдей жарамды. Галисонның пікірінше, бұл Поанкаре консервативті болды дегенді білдірмейді, себебі Поанкаре Лоренцтің «жаңа механикасының» революциялық сипатына жиі сілтеме жасады.