Это положение сформулировано Галилеем и носит название принципа относительности Галилея.

Нужно подчеркнуть, что принцип относительности в механике Ньютона касался физических явлений. Пространство и время были абсолютны, неизменны, независимы от физических явлений, протекающих в пространстве и во времени.

Со времен Галилея и Ньютона и до середины в. была незыблема вера в следующее:

1. Уравнения Ньютона
2. Преобразование Галилея и, лежащие в их основе абсолютность пространства и времени
3. Следствие из уравнений Ньютона и преобразований Галилея: относительность механических явлений, т. е. ни по какому механическому явлению нельзя выявить относительного движения с.к.

       Напомню еще раз: до в., гравитационное взаимодействие является единственным типом фундаментальных взаимодействий.

       В в. были открыты электрические и магнитные взаимодействия. Было показано, что эти взаимодействия не могут быть сведены к гравитационным. Была создана электромагнитная теория Максвелла, которая описывала все эти взаимодействия. Из теории Максвелла вытекало, в частности, что:

1. электромагнитные взаимодействия быстро распространяются в виде электромагнитной волны в пространстве с конечной скоростью
2. свет - это частный случай электромагнитной волны.

       По представлениям Максвелла электромагнитная волна распространяется в упругой среде, которая заполняет все пространство и пронизывает прозрачные предметы. Эта среда получила название эфира.

Итак: открыто новое взаимодействие. Возник вопрос - справедлив ли принцип относительности для электромагнитных явлений?

       Оказалось, что

уравнения Максвелла не инвариантны по отношению к преобразованиям Галилея. Это означает, что при переходе из одной и.с.о. в другую уравнения Максвелла изменяются. Но в таком случае по электромагнитным явлениям можно узнать, в какой системе мы находимся. Следовательно получалось, будто для электромагнитных явлений принцип относительности несправедлив.

 

       Чтобы признать этот теоретический вывод, необходимо было подтвердить его экспериментально.

       Нужно было пронаблюдать какое-либо электромагнитное явление в двух различных инерциальных системах отсчета и заметить, что оно протекает в них по-разному.

В начале в. была поставлена целая серия таких экспериментов. В качестве такого явления было выбрано распространение света. Измерялась скорость света и сравнивались значения скоростей в различных и.с.о. Выяснению этих вопросов были посвящены, в частности опыты Физо и Майкельсона.

 

Вывод, сделанный из анализа полученных ими результатов:

Теоретическое заключение по поводу того, что принцип относительности для электромагнитных явлений несправедлив, экспериментально не подтвердился.

Но если поверить эксперименту, то нужно исправлять теорию. Исправить ее нужно так, чтобы уравнения Максвелла стали инвариантны по отношению к преобразованиям Галилея.

Лоренц:

1. Предложил считать несправедливыми преобразования Галилея
2. Математически он нашел - чтобы уравнения Максвелла стали инвариантными, нужно пользоваться новыми преобразованиями между координатами и временем подвижной и неподвижной систем координат. Эти преобразования имеют вид: