с центром в точке О, если источник был неподвижен относительно системы Oxyzt в момент вспышки. Относительно же центра О1 скорость света по оси х равна разности (с – V). И наоборот, если источник был неподвижен относительно системы O1x1y1z1t1, то центр сферы будет находиться в точке О1, а относительно О скорость света по оси х равна сумме (с + v), (рис. 15, б).

Рис. 15

Типичное изложение первого постулата теории относительности следующее: механические, оптические и электромагнитные явления во всех инерциальных системах отсчета протекают одинаково [3, 305].

Но изложенная формулировка маскировочная, в постулате заложен совсем иной смысл, чем тот, что дан в определении. Вводя в теорию второй постулат, Эйнштейн приходит в противоречие с принципом относительности Галилея, который несовместим с постулатом с = const. Несовместимость наглядно доказывается следующим образом.

Вернемся к примеру, изображенному на рис. 15. При тех же условиях в момент совпадения начала координат происходит вспышка света (рис. 16), этот момент принимаем за начало отсчета времени.

Рис. 16

Теперь, не учитывая, где находятся источник в системе О, или О1, так как в обеих системах скорость света от одного и того же источника согласно постулату с = const равна с, имеем, что с одной стороны, положение фронта распространения света в момент времени t будет описываться уравнением сферы радиуса

с центром в точке О, с другой стороны, фронт распространения света в момент времени t1 будет описываться уравнением сферы радиуса

с центром в точке О1. Таким образом, в один и тот же момент времени t = t1 фронт распространения света достигнет различных точек пространства, что лишено смысла.

Создавшееся противоречие Эйнштейн решает отказом от понятий абсолютного, истинного, пространства и абсолютного, истинного, времени Ньютона и введением сформулированных А. Пуанкаре и Г. Лоренцем понятий относительного пространства и относительности одновременности. Этим нововведением производится замена принципа относительности Галилея совсем другим принципом, согласно которому в инерциальных системах отсчета, движущихся относительно наблюдателя, процессы природы протекают уже иначе. Преобразование координат и времени принципа относительности Эйнштейна, записанные в виде уравнений, описывающих координаты и время одного и того же точечного тела в системах, движущихся одна относительно другой со скоростью v по оси Ох, имеют вид:

Здесь в движущейся системе отрезок прямой

а интервал времени

где = v/с. Эти уравнения носят название преобразований координат и времени Лоренца. Сокращение x1 в 

и увеличение интервала времени на обратную величину в движущейся системе называются соответственно лоренцевым сокращением пространства и лоренцевым замедлением времени. Инвариантом в этих преобразованиях является c = const. Скорость света — величина, производная от мер пространства и времени, принимается Эйнштейном основной, независимой, а основополагающие понятия — пространство и время напротив, — зависимыми, переменными.

Согласно преобразованиям Лоренца, пример, изображенный выше на рис. 14 при тех же условиях приобретает вид, что изображен на рис. 17.

Рис. 17

Фронт распространения света в системе О имеет форму шара радиуса r = сt с центром в точке О, а в системе О1, тот же фронт распространения света имеет форму шара радиуса r1=сt1, но с центром в точке О1. Таким образом, имеем один и тот же фронт распространения света формы шара с двумя не совмещенными центрами(!).

Первый постулат теории относительности, или принцип относительности Эйнштейна, в переводе с языка математики на разговорный имеет следующую формулировку: В инерциальных системах, движущихся относительно той, в которой находится наблюдатель, размеры тел сокращаются в направлении движения, а интервалы времени и масса увеличиваются пропорционально отношению скорости движения систем к скорости света c=const, то есть, процессы природы в движущихся системах протекают иначе, чем в системе наблюдателя.

Согласно теории относительности для наблюдателя А, находящегося в неподвижной системе «А», его и все движущиеся инерциальные системы, в том числе одна из них «В», неравноправные. Величина неравноправности для наблюдателя А определяется скоростью движения каждой системы относительно него.

Наблюдатель В находится в движущейся системе «В». Но для него своя система неподвижная, а все остальные — движущиеся, в том числе «А», неподвижная для наблюдателя А. Следовательно, для наблюдателя В инерциальные системы тоже неравноправные, но с точностью наоборот. По его наблюдениям в системе «А» размеры тел сокращаются в направлении движения, а интервалы времени и масса увеличиваются, процессы природы происходят иначе, чем в его системе.