Жан-Поль Оффре - Эйнштейн и Пуанкаре: по следам теории относительности

Солнца — он увлекает за собой избыток
эфира, но только частично.10
Именно это «частично» и явилось огромным вкладом Френеля в физику.
Более того, Френель не только предположил частичное увлечение эфира,
но и вывел следующую формулу: если v — скорость перемещения Земли,
то скорость этого «частичного увлечения» равна v(1 − 1/n2 ), где n – коэффициент преломления стекла.11 Это и есть «формула Френеля».
Араго принимает это объяснение: «Теории, — замечает он, — есть ничто
иное, как более или менее удачные объяснения уже известных фактов. Но
когда все новые следствия, которые из них вытекают, приводят к соответствию с опытом, они приобретают особую важность».12
Все это происходило в 1818 году. А в 1845 году разразилась сенсация.
Ирландский математик сэр Джордж Габриель Стокс (1819–1903) предлагает объяснение того же явления, основанное на совсем другом подходе. Он
утверждает, что эфир полностью увлекается Землей «на ее поверхности»
и, следовательно, находится в состоянии «полного покоя» по отношению к
телескопам, находящимся на Земле! Какая же из этих противоборствующих теорий является «правильной»? Теория Стокса не очень-то правдоподобна.13 Объяснение Френеля хотя и более сложное, основывается, тем не
менее, на уравнении, которое «объясняет все». Следовательно, его и нужно
принять. . . пока не найдется лучшего.
В 1827 году, спустя четверть века после безвременной смерти Френеля в
Вилль–д’Авре, Арман Ипполит Физо (1819–1896) ставит опыт, в котором он
использует два луча, испускаемых одним источником. Он пропускает их че8

Рыбка в аквариуме ведет себя одинаково, вне зависимости от того, находится она в покое или в состоянии прямолинейного равномерного движения. Это
есть принцип относительности Галилея. Как показал Пуанкаре в 1888 году —
за 17 лет до открытия теории относительности — то же относится и к оптическим явлениям, в частности, к рефракции света при его попадании в воду.

рез две параллельные, наполненные водой трубки длиной в 1,5 м. На выходе
из трубок образуются интерференционные полосы, которые он наблюдает
с помощью окуляров, оснащенных микрометром. Если вода в трубах течет
в другую сторону, Физо замечает перемещение интерференционных полос.
Они перемещаются либо вправо, либо влево, в зависимости от направления движения воды. Расчеты, основанные на предположении о том, что
скорость перемещения соответствует той, которую дает формула Френеля
«дает результат очень близкий к полученному экспериментально».14
Эти результаты вскоре были подтверждены в Англии. В Гринвиче британский астроном сэр Джордж Биддел Эйри (1801–1892) наблюдает звезду,
затем наполняет свой телескоп водой и повторяет наблюдение. Он предполагает, что результат будет другим. Однако ничего такого не происходит.15
Аберрация остается такой же, независимо от того, наполнен телескоп водой
или нет. Он решает применить формулу Френеля — для воды она дает коэффициент частичного увлечения величиной 44%. Это частичное увлечение
точно компенсирует ожидавшийся им эффект.16
Вслед за отрицательными результатами, полученными Араго и Физо,
этот результат — тоже отрицательный! — подтверждает теорию Френеля:
похоже, в природе что-то «компенсирует» (и абсолютно точно) ожидаемый
эффект, вызванный рефракцией света при аберрации. И, если согласиться с формулой Френеля — а в то время, она была единственной, которой
располагали физики — это что-то есть «частичное увлечение» эфира преломляющей средой, через которую проходит свет.
В тот момент физики, решив исходить из такого объяснения, упустили из виду, что всякая гипотеза, сформулированная с единственной целью
«спасти лицо» того явления, которое она объясняет, подозрительна и при
первом же подходящем случае ей уделят самое пристальное внимание.

*****
9

Примечания
1 Г. Галилей Письмо Франческо Ринучини, 23 марта 1641 г., Biblioteca nazionale centrale,
Florence.
2 Bradley J., An Account of a New Discovered Motion of the Fix’d Stars, Philosophical
Transactions, vol. XXXV, 1727–1728, p. 637–661.
3 Euler L. Explicatio phaenomenorum quae a motu lucis successive oriuntur, 1739, Opera
Omnia, vol. III, 5, p. 46–80.
4 Тангенс этого угла равен отношению v к c(v/c).
5 Преобразование, рассмотренное Эйлером, есть «мысленный эксперимент», в котором
он может выбирать, как модель должна работать. Цель состоит в том, чтобы получить
желаемый результат.
6 Lagrange J.L. de, Mécanique analytique, 1788. В предисловии к этому трактату Лагранж
объясняет: «В этой работе вы не --">