До сих пор мы рассматривали в теории относительно­сти только вопросы распространения света и проблемы, не­посредственно связанные со свойствами пространства и времени. Займемся теперь другими вопросами, которые направляют исследователя к поискам практического применения теории относительности. Рассмотрим вопрос об
электромагнитном поле.
Поместим на самолете электрический заряд. Какое поле будет окружать этот заряд, когда самолет проносится над аэродромом? Ответить на этот вопрос сразу сложнее, чем может показаться на первый взгляд, так как ответ зави­сит от того, кого спросить: летчика или наблюдателя на аэродроме. Летчик скажет: «Электрический заряд в само­лете неподвижен. А так как неподвижный заряд окружен всегда только электрическим полем, то вокруг заряда, на­ходящегося в самолете, будет лишь электростатическое по­ле и ничего больше». Наблюдатель на аэродроме даст со­всем иной ответ. Он прежде всего напомнит нам, что во­круг движущегося заряда всегда имеется как электриче­ское, так и магнитное поля. Покоящийся в самолете заряд движется по отношению к аэродрому. Значит, измерения, проведенные на аэродроме, должны показать, что заряд окружен и электрическим, и магнитным полями.
Различные ответы получим и в том случае, если на са­молете поместим магнит. Летчик скажет, что магнит окру­жен только магнитным полем, как это и должно быть для неподвижного магнита. Наблюдатель на аэродроме будет утверждать, что магнит движется, а движущийся магнит, как известно, всегда окружен как магнитным, так и элек­трическим полями.

До сих пор мы рассматривали в теории относительно­сти только вопросы распространения света и проблемы, не­посредственно связанные со свойствами пространства и времени. Займемся теперь другими вопросами, которые направляют исследователя к поискам практического применения теории относительности. Рассмотрим вопрос об
электромагнитном поле.
Поместим на самолете электрический заряд. Какое поле будет окружать этот заряд, когда самолет проносится над аэродромом? Ответить на этот вопрос сразу сложнее, чем может показаться на первый взгляд, так как ответ зави­сит от того, кого спросить: летчика или наблюдателя на аэродроме. Летчик скажет: «Электрический заряд в само­лете неподвижен. А так как неподвижный заряд окружен всегда только электрическим полем, то вокруг заряда, на­ходящегося в самолете, будет лишь электростатическое по­ле и ничего больше». Наблюдатель на аэродроме даст со­всем иной ответ. Он прежде всего напомнит нам, что во­круг движущегося заряда всегда имеется как электриче­ское, так и магнитное поля. Покоящийся в самолете заряд движется по отношению к аэродрому. Значит, измерения, проведенные на аэродроме, должны показать, что заряд окружен и электрическим, и магнитным полями.
Различные ответы получим и в том случае, если на са­молете поместим магнит. Летчик скажет, что магнит окру­жен только магнитным полем, как это и должно быть для неподвижного магнита. Наблюдатель на аэродроме будет утверждать, что магнит движется, а движущийся магнит, как известно, всегда окружен как магнитным, так и элек­трическим полями.
Разница в оценке полей, окружающих электрический заряд или магнит, на самом деле неудивительна. Действи­тельно, выражения «покоящийся заряд» и «движущийся заряд» не имеют абсолютного значения; эти выражения приобретают конкретный смысл только тогда, когда пред­варительно фиксируем систему отсчета, в которой рассмат­риваем заряд. Заряд может находиться в покое только в одной системе отсчета, во всех других он будет двигаться.
Движение — это общее явление, покой же — только частный случай движения. Следовательно, в общем случае заряд всегда окружен электромагнитным полем. Только для частного случая системы отсчета, в которой заряд не­подвижен, его электромагнитное поле проявляется в виде электростатического поля (стало быть, электростатическое поле является не чем иным, как частным видом электро­магнитного поля). Точно так же обстоит дело и с полем магнита. Во всех системах отсчета магнит окружен элек­тромагнитным полем, и только в одной системе, а именно: в той, где магнит покоится, электромагнитное поле стано­вится чисто магнитным. (Магнитное поле тоже представ­ляет частный случай электромагнитного поля.)
В природе существует единое электромагнитное поле, разделение которого на электрическое и магнитное поля возможно только в определенной системе отсчета. Для всех систем одновременно этого сделать нельзя, т. е. невоз­можно электромагнитное поле так разделить на электриче­ское и магнитное поля, чтобы при переходе из одной систе­мы отсчета в другую эти составляющие поля не изменились бы. При таком переходе к электрическому полю непремен­но добавится магнитное, а к магнитному — электрическое. В этом смысле взаимосвязь между электрическим и маг­нитным полями аналогична взаимосвязи пространства и времени. В природе существует единое пространство-вре­мя. В определенной системе отсчета мы можем простран­ство и время разделить, но это разделение не останется действительным для другой системы отсчета: при переходе в новую систему отсчета пространство и время сливаются в единое целое. Тот, кто согласен с существованием в при­роде единого четырехмерного пространства-времени, тот должен признать и существование единого электромагнит­ного поля; и, наоборот, кто признает существование в при­роде единого электромагнитного поля, тот не может оспа­ривать существование четырехмерного пространства-вре­мени.
В приведенном выше примере с электрическим заря­дом, помещенным на самолете, электромагнитное поле бы­ло тесно связано с порождающим его источником. В случае магнитного стержня положение сложнее. У магнитного стержня всегда два полюса — северный и южный. Поэтому влияние магнитного стержня можно обнаружить только вблизи стержня, например в тех точках, которые к одному из полюсов значительно ближе, чем к другому. Тогда по­люс, находящийся дальше, не может уничтожить влияние близлежащего полюса. Если же измерения производить достаточно далеко от магнитного стержня, то влияние обоих полюсов будет практически одинаковым по величи­не и противоположным по направлению. Тем самым обна­ружить какое-нибудь магнитное поле или порожденное магнитными полюсами электромагнитное поле невозмож­но. Покоящийся или движущийся равномерно и прямоли­нейно магнитный стержень не является действительным источником электромагнитного поля. Настоящим источни­ком электромагнитного поля может быть только электри­ческий заряд.
В природе встречаются и свободные электромагнитные поля, которые движутся в пространстве со скоростью све­та. Электромагнитное поле отделяется от заряда в том случае, когда заряд движется неравномерно или криво­линейно. Свет, излучаемый атомами и молекулами, есть не что иное, как электромагнитная волна. Интересно от­метить, что в то время, как конкретный вид поля зависит от используемой для его описания системы отсчета, ско­рость распространения поля от системы отсчета не зави­сит. Во всех инерциальных системах она равно с.