ДЛИНА

Прежде всего необходимо понять, что никакой длины самой по себе не существует. Понятие длины определяют с помощью эталона длины и рецепта измерения.

Приложим выбранный эталон к измеряемому предмету и посмотрим, сколько раз он уложился в предмете. Полученное число (оно, как правило, дробное) и есть длина предмета. В принципе любое измерение сводится к этому рецепту, если только измеряемый предмет неподвижен относительно эталона. Но если предмет, длину которого мы хотим определить, движется относительно измерительного прибора, этот рецепт не годится. Такой эталон попросту нельзя «приложить». И в этом случае длину движущегося предмета следует определять иначе.

Раз новый рецепт определения длины отличается от старого, то, естественно, и новая длина может отличаться от старой. Оказалось, что в действительности при больших скоростях длина движущегося тела заметно меньше длины покоящегося. Это — следствие специальной теории относительности.

Итак, не существует никакого «свыше данного» понятия длины. Мы сами ее определяем. Длину движущегося тела можно определить двумя способами.

Первый способ. В лабораторной системе отсчета одновременно засекаем положения начальной и конечной точек движущегося тела. Затем по известному уже рецепту измеряем расстояние между этими точками. Результат измерения и будет длиной движущегося тела.

Второй способ. Измеряем скорость v тела относительно нашей системы отсчета. Далее в какой-то точке системы засекаем моменты t₁ и t₂, когда с этой точкой совпали начальная и конечная точки измеряемого тела. Длину l движущегося тела определяем как l = v₀{t₂ — t₁).

Оба способа определения дают один и тот же результат: l = l₀ √(1 - v²/c²), где l₀ — длина тела в состоянии покоя, с — скорость света. В первом случае в нашем определении появилось понятие одновременности двух событий («засечек» начальной и конечной точек измеряемого тела) в разных точках системы отсчета. Это понятие рассматривается в отдельной статье.