Скорочення тіл у напрямку руху, про яке йдеться в теорії відносності, саме по собі не було якоюсь новиною фізики. Ще в 1892 р. про таке скорочення говорив Г. А. Лоренц. При цьому запропонована ним формула для зміни довжини була точно такою самою, яку пізніше було виведено в теорії відносності. Використовуючи лише одну гіпотезу скорочення, Лоренцові вдалося чудово пояснити результат досліду Майкельсона — Морлі. Виникає запитання: чому ж ми все-таки віддаємо перевагу теорії відносності Ейнштейна перед гіпотезою Лоренца про скорочення розмірів тіл, що рухаються в абсолютному просторі? Картина світу, створена фізиками до початку нашого століття, була логічно стрункою, такою, що не призводить до жодних внутрішніх суперечностей, наукою. Фізикам здавалося, що подальші дослідження можуть лише доповнювати наші знання, але побоюватися фундаментальних змін не слід. Усе це струнке й непорушне на вигляд «збудування» тепер називають класичною фізикою.
Загальну гармонію фізики на початку нашого століття порушували тільки окремі тривожні факти. Такими були, наприклад, результати дослідів Фізо та Майкельсона — Морлі. Як їх не намагалися пояснити за допомогою уявлень класичної фізики, зробити це не вдавалося. Найкраще пояснити ці досліди вдалося Лоренцові за допомогою гіпотези скорочення тіл. Хоча завдяки цьому досліди й вдалося «втиснути» в класичну систему фізики, проте цілісність останньої було тим самим порушено. Гіпотеза скорочення була довільним припущенням, яке аж ніяк не можна було обґрунтувати.
Подальші дослідження Лоренца і Пуанкаре не виправили становища. Головним напрямком стало пристосування класичної фізики до нових фактів. В Ейнштейна ж була зовсім інша мета. Він не пристосовував стару теорію, а створив зовсім нову, яка зуміла пояснити всі відомі факти.
Створена Ейнштейном система, яку стали називати теорією відносності, спирається на два дослідні факти:
1) на спеціальний принцип відносності, який стверджує рівноправність усіх інерціальних систем;
2) на незалежність швидкості світла від інерціальної системи у вакуумі.
Теорія відносності так само досконала й гармонійна, як і класична фізика, а в деяких частинах вона навіть досконаліша. Крім того, вона охоплює набагато більше фактів, ніж класична фізика. Звичайно, вчені й тепер відкривають весь час нові факти, пояснення яких вимагає більших або менших зусиль. Існують проблеми поки що нерозв'язані, над ними робота триває. Характерно, однак, що досі не було потреби в зміні теорії відносності. Це не означає, що такої потреби ніколи не виникне. Можливо, що настане час, коли теорію відносності замінять новою, досконалішою. Створену Ейнштейном гармонійну й цілісну теорію замінять новою, але знову-таки неодмінно цілісною й гармонійною системою. Для невеликих швидкостей результати теорії відносності практично не відрізняються від результатів класичної фізики, тобто за невеликих швидкостей теорія відносності зводиться до класичної фізики. Аналогічно цьому майбутня нова теорія включатиме в себе теорію відносності як окремий випадок. Таким є загальний шлях розвитку науки.
Повернімося тепер до запитання: чим же теорія відносності досконаліша за класичну фізику? Передусім, звичайно, тим, що теорія відносності пояснює набагато більше фактів, ніж це могла зробити фізика, яка передувала їй. Крім того, теорія відносності виявила існування зв'язків і симетрії в таких явищах, де класична фізика їх не бачила, наприклад у проблемах простору й часу. Лоренц змінив класичну фізику тим, що штучно ввів у неї гіпотезу про скорочення тіла в напрямку руху. З теорії Ейнштейна, крім залежності довжини тіла від системи відліку, випливала така сама залежність проміжку часу. Класична фізика розглядала час і простір як цілком незалежні явища, теорія ж відносності показала, що час і простір пов'язані між собою. Теорія відносності показала ще взаємозв'язок цілого ряду явищ, як, наприклад, електричного й магнітного поля, маси й енергії та ін. Ці проблеми ми розглянемо пізніше.
Загальну гармонію фізики на початку нашого століття порушували тільки окремі тривожні факти. Такими були, наприклад, результати дослідів Фізо та Майкельсона — Морлі. Як їх не намагалися пояснити за допомогою уявлень класичної фізики, зробити це не вдавалося. Найкраще пояснити ці досліди вдалося Лоренцові за допомогою гіпотези скорочення тіл. Хоча завдяки цьому досліди й вдалося «втиснути» в класичну систему фізики, проте цілісність останньої було тим самим порушено. Гіпотеза скорочення була довільним припущенням, яке аж ніяк не можна було обґрунтувати.
Подальші дослідження Лоренца і Пуанкаре не виправили становища. Головним напрямком стало пристосування класичної фізики до нових фактів. В Ейнштейна ж була зовсім інша мета. Він не пристосовував стару теорію, а створив зовсім нову, яка зуміла пояснити всі відомі факти.
Створена Ейнштейном система, яку стали називати теорією відносності, спирається на два дослідні факти:
1) на спеціальний принцип відносності, який стверджує рівноправність усіх інерціальних систем;
2) на незалежність швидкості світла від інерціальної системи у вакуумі.
Теорія відносності так само досконала й гармонійна, як і класична фізика, а в деяких частинах вона навіть досконаліша. Крім того, вона охоплює набагато більше фактів, ніж класична фізика. Звичайно, вчені й тепер відкривають весь час нові факти, пояснення яких вимагає більших або менших зусиль. Існують проблеми поки що нерозв'язані, над ними робота триває. Характерно, однак, що досі не було потреби в зміні теорії відносності. Це не означає, що такої потреби ніколи не виникне. Можливо, що настане час, коли теорію відносності замінять новою, досконалішою. Створену Ейнштейном гармонійну й цілісну теорію замінять новою, але знову-таки неодмінно цілісною й гармонійною системою. Для невеликих швидкостей результати теорії відносності практично не відрізняються від результатів класичної фізики, тобто за невеликих швидкостей теорія відносності зводиться до класичної фізики. Аналогічно цьому майбутня нова теорія включатиме в себе теорію відносності як окремий випадок. Таким є загальний шлях розвитку науки.
Повернімося тепер до запитання: чим же теорія відносності досконаліша за класичну фізику? Передусім, звичайно, тим, що теорія відносності пояснює набагато більше фактів, ніж це могла зробити фізика, яка передувала їй. Крім того, теорія відносності виявила існування зв'язків і симетрії в таких явищах, де класична фізика їх не бачила, наприклад у проблемах простору й часу. Лоренц змінив класичну фізику тим, що штучно ввів у неї гіпотезу про скорочення тіла в напрямку руху. З теорії Ейнштейна, крім залежності довжини тіла від системи відліку, випливала така сама залежність проміжку часу. Класична фізика розглядала час і простір як цілком незалежні явища, теорія ж відносності показала, що час і простір пов'язані між собою. Теорія відносності показала ще взаємозв'язок цілого ряду явищ, як, наприклад, електричного й магнітного поля, маси й енергії та ін. Ці проблеми ми розглянемо пізніше.