Вспоминая заслуги Х. Лоренца

В последнее десятилетие прошлого века и в самые первые годы нынешнего я посещал Общемосковский семинар по истории физики и механики в ЛоренцХИИЕТе (а один раз, 27 января 2000 г. даже выступил на нём со своей гипотезой о необходимости изменения вида преобразований Лоренца — мой доклад имел скромное название «Преобразования Лоренца: история и современность»; вскоре после этого, весной того же года я выпустил свой «Мемуар» на эту тему).

Нередко в ИИЕТе проходили конференции, обычно связанные с какими-то круглыми датами. Одна из них состоялась в октябре 2003 года, когда отмечали 150 лет со дня рождения Х. Лоренца. Я написал об этом событии в рубрике «Новости науки» в ХиЖ (2003, № 12):

14 октября в Институте истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН (в ИИЕТе) прошла конференция, посвященная 150-й годовщине со дня рождения нидерландского физика-теоретика, создателя классической электронной теории, предтечи релятивизма Хендрика Антона Лоренца (1853—1928). Он внес существенный вклад в электродинамику, термодинамику, оптику, атомную и квантовую физику. Ему удалось вывести электрические, магнитные и оптические свойства вещества, исходя из анализа движения дискретных электрических зарядов.

Пытаясь разрешить противоречия в теории эфира (гипотетической среды, в которой распространяются электромагнитные волны), возникшие после отрицательного результата опыта Майкельсона—Морли, Лоренц постулировал сокращение длины тела в направлении его движения и вывел преобразования пространственно-временных координат, которые давали такоесокращение. По предложению А. Пуанкаре, им было присвоено имя голландского физика, и они стали математической основой специальной теории относительности А. Эйнштейна.

Современники Лоренца ценили его и за выдающиеся научные достижения, и за редкие душевные качества. В речи на его похоронах Эйнштейн сказал: «Свою жизнь он до мельчайших подробностей создавал так, как создают драгоценное произведение искусства… Все с радостью следовали за ним, чувствуя, что он стремится не властвовать над людьми, а служить им».

Б.М. Болотовский (ФИАН) рассказал о попытках Лоренца и его предшественников (В. Фохта, Дж. Лармора, Дж. Фицджеральда) получить преобразования, которые сохраняли бы инвариантность уравнений Максвелла. И хотя Лоренц в основном справился с этой задачей, окончательный вид формулам придал Пуанкаре.

М.А. Ковнер (ИИЕТ) остановился на модели упругосвязанного электрона, с помощью которой Лоренц объяснил, в частности, открытый его соотечественником П. Зееманом эффект расщепления спектральных линий атомов под влиянием магнитного поля (Зееман и Лоренц разделили Нобелевскую премию по физике за 1902 год).

Ю.А. Любимов (МГУ) отметил достижения Лоренца в оптике, где есть так называемая формула Лоренца—Лоренца (названная в честь Хендрика Лоренца и его датского однофамильца Людвига Лоренца). Оба ученых независимо вывели формулу, связывающую плотность вещества с его показателем преломления.

В.П. Визгин (ИИЕТ) остановился на малоисследованном вопросе об участии Лоренца в разработке теории гравитации. Вначале голландский ученый развивал идею о том, что гравитация есть побочный эффект электромагнитных сил, затем пытался получить уравнения гравитации на основе вариационного принципа. Его переписка с Эйнштейном показывает, что их обмен мнениями по этой проблеме был плодотворным.

В следующем году ученый мир отпразднует такой же юбилей Пуанкаре, а через год — столетие теории относительности, и, значит, преобразования Лоренца вновь окажутся в центре внимания. Вопрос в том, верны ли они.

Нужно сказать, что в своем исходном виде эти преобразования (и у Лоренца, и у Пуанкаре, и у Эйнштейна) содержали зависящий от скорости множитель, характеризующий общее изменение масштабов, и все трое приравняли его тождественно единице. Однако, как показал автор этих строк в конце 80-х годов, масштабный коэффициент не обязан быть равен единице, и его необходимо вернуть в формулы. Физический смысл множителя прост: он описывает эффект Доплера и равен корню квадратному из (c + v)/(с – v). Тогда СТО и ОТО резко упрощаются, например исчезает парадокс близнецов, а гравитационное поле становится скалярным (эти соображения изложены в моей брошюре «Мемуар по теории относительности и единой теории поля». М., 2000).