PhilosofFine

Для того чтобы предложить мысленный эксперимент, который, по крайней мере, операционально проинтерпретирует понятие «инвариантный покой», необходимо привести ряд предварительных замечаний, связанных с самой постановкой задачи «обнаружения» инвариантного покоя в контексте принципа относительности. Во-первых, мы должны предположить, что требования принципа относительности отражают определенную симметрию законов физики, предположить, что свойство сохранения (относительности, инвариантности) законов физики - это симметрия, которая в общем случае «нарушена» и для «восстановления» которой необходимо прибегать к дополнительным физическим соображениям. Фактически в данном дополнении мы использовали именно такую интерпретацию принципа относительности. Отметим, что это предположение нетривиально, поскольку мы привыкли к обратному, к тому, что принцип относительности лишь фиксирует то, что законы физики сохраняются. Раскрывая содержание этой симметрии, мы надеемся прийти к объяснению причин относительности законов физики, что особенно важно в контексте построения РСТО. Во-вторых, мы должны поставить вопрос относительно эмпирического статуса такой симметрии в рамках РСТО. Отметим, что, например, в рамках СТО или ОТО последний вопрос был успешно разрешен благодаря введению представления об эквивалентности соответствующих классов ИСО.

Принцип относительности как фундаментальная симметрия

Предположив, что принцип относительности есть отражение некоторой фундаментальной симметрии, мы с необходимостью приходим к вопросу об эмпирическом статусе такой симметрии. Анализ этого вопроса особенно важен в контексте обсуждения интерпретации принципа относительности в РСТО. Для того чтобы показать всю исключительность понятия «инвариантный покой» и связанных с ним свойств релятивистского эфира, вновь обратимся к Галилею. Отметим, что, говоря об относительности результатов наблюдений за ходом явлений «на корабле» и «на берегу», Галилей говорит о существовании единой пространственно-временной симметрии, связывающей фактически две системы отсчета, причем он опирается (заранее предполагает) на тот факт, что «неподвижную» и «движущуюся» системы отсчета можно эффективно выделить или отличить одну от другой. Приведем ряд предварительных замечаний относительно понятия симметрии, ее преобразования и эмпирического статуса.

Понятие симметрии (мы имеем в виду, конечно, динамические симметрии движущихся равномерно или покоящихся относительно друг друга систем отсчета) определяется относительно законов движения. Поскольку сами законы выражаются в виде связей зависимых и независимых переменных, изменение переменных, сохраняющее вид законов, является преобразованием симметрии. Вопрос, который нас интересует в большей степени, - эмпирический статус таких преобразований симметрии. Отметим, что Галилей рассматривал одновременно и физически «выполнимую» и непосредственно наблюдаемую симметрию, что имеет место далеко не всегда. У Галилея преобразование симметрии фиксируется с помощью двух «эмпирически различных» состояний: корабль покоится и корабль равномерно движется. Симметрия наблюдается эмпирически как указание на то, что относительно кабины корабля явления внутри не позволяют нам определить, стоим мы или движемся, находимся мы в одной системе отсчета или в другой. Таким образом, симметрия является непосредственно эмпирически наблюдаемой, если существует возможность эффективно развести две системы отсчета: «подвижную» и «неподвижную». Причем она необязательно должна быть физически реализуема на практике, мы должны просто иметь возможность сравнить два эмпирически различных состояния: «подвижное» и «неподвижное» - по крайней мере, теоретически (что и делает, например, Эйнштейн, когда использует мысленный эксперимент).

Еще раз, уже у Галилея, мы видим, что регистрация симметрии требует двух наблюдений, более того, наблюдение симметрии - это всегда указание на неизменившуюся систему (неподвижный корабль) и на изменившуюся (корабль движется). Другими словами, еще Галилей полагал, что сначала мы фиксируем изменение (корабль движется вдоль берега), а затем фиксируем симметрию, замечая, что в изменяющейся системе отсчета симметрия сохраняется. Таким образом, мы приходим к выводу, что наблюдение симметрии требует как минимум двух компонентов: во-первых, мы наблюдем, что какое-либо (данное) преобразование происходит (корабль движется вдоль берега), во-вторых, мы должны указать, что данное инвариантное свойство сохраняется. По мнению Катерины Брэ-динг, симметрия является эмпирически наблюдаемой, если выполняются два условия: во-первых, условие трансформации: мы должны различать «движущуюся» и «неподвижную» системы, во-вторых, условие симметрии: внутри этих систем физика «остается неизменной», т. е. сохраняется [Brading, Brown, 2004. Р. 646].