<html><font color="#fffff8">  But no person whose mode of thought is logical can rest satisfied with this condition of things. He asks: “How does it come that certain reference-bodies (or their states of motion) are given priority over other reference-bodies (or their states of motion)? What is the reason for this preference? In order to show clearly what I mean by this question, I shall make use of a comparison.    2    Suppose that the man in the chest fixes a rope to the inner side of the lid, and that he attaches a body to the free end of the rope. The result of this will be to stretch the rope so that it will hang “vertically” downwards. If we ask for an opinion of the cause of tension in the rope, the man in the chest will say: “The suspended body experiences a downward force in the gravitational field, and this is neutralised by the tension of the rope; what determines the magnitude of the tension of the rope is the gravitational mass of the suspended body.” On the other hand, an observer who is poised freely in space will interpret the condition of things thus: “The rope must perforce take part in the accelerated motion of the chest, and it transmits this motion to the body attached to it. The tension of the rope is just large enough to effect the acceleration of the body. That which determines the magnitude of the tension of the rope is the inertial mass of the body.” Guided by this example, we see that our extension of the principle of relativity implies the necessity of the law of the equality of inertial and gravitational mass. Thus we have obtained a physical interpretation of this law.    7  THE NON-MATHEMATICIAN is seized by a mysterious shuddering when he hears of “four-dimensional” things, by a feeling not unlike that awakened by thoughts of the occult. And yet there is no more common-place statement than that the world in which we live is a four-dimensional space-time continuum.    1 </font>
<font color="#fffff1">  We can now appreciate why that argument is not convincing, which we brought forward against the general principle of relativity at the end of Section XVIII. It is certainly true that the observer in the railway carriage experiences a jerk forwards as a result of the application of the brake, and that he recognises in this the non-uniformity of motion (retardation) of the carriage. But he is compelled by nobody to refer this jerk to a “real” acceleration (retardation) of the carriage. He might also interpret his experience thus: “My body of reference (the carriage) remains permanently at rest. With reference to it, however, there exists (during the period of application of the brakes) a gravitational field which is directed forwards and which is variable with respect to time. Under the influence of this field, the embankment together with the earth moves non-uniformly in such a manner that their original velocity in the backwards direction is continuously reduced.”  WE imagine a large portion of empty space, so far removed from stars and other appreciable masses that we have before us approximately the conditions required by the fundamental law of Galilei. It is then possible to choose a Galileian reference-body for this part of space (world), relative to which points at rest remain at rest and points in motion continue permanently in uniform rectilinear motion. As reference-body let us imagine a spacious chest resembling a room with an observer inside who is equipped with apparatus. Gravitation naturally does not exist for this observer. He must fasten himself with strings to the floor, otherwise the slightest impact against the floor will cause him to rise slowly towards the ceiling of the room.    1    The second class of facts to which we have alluded has reference to the question whether or not the motion of the earth in space can be made perceptible in terrestrial experiments. We have already remarked in Section V that all attempts of this nature led to a negative result. Before the theory of relativity was put forward, it was difficult to become reconciled to this negative result, for reasons now to be discussed. The inherited prejudices about time and space did not allow any doubt to arise as to the prime importance of the Galilei transformation for changing over from one body of reference to another. Now assuming that the Maxwell-Lorentz equations hold for a reference-body K, we then find that they do not hold for a reference-body K' moving uniformly with respect to K, if we assume that the relations of the Galileian transformation exist between the co-ordinates of K and K'. It thus appears that of all Galileian co-ordinate systems one (K) corresponding to a particular state of motion is physically unique. This result was interpreted physically by regarding K as at rest with respect to a hypothetical æther of space. On the other hand, all co-ordinate systems K' moving relatively to K were to be regarded as in motion with respect to the æther. To this motion of K' against the æther (“æther-drift” relative to K') were assigned the more complicated laws which were supposed to hold relative to K'. Strictly speaking, such an æther-drift ought also to be assumed relative to the earth, and for a long time the efforts of physicists were devoted to attempts to detect the existence of an æther-drift at the earth’s surface.    6 </font>
<font color="#fffff2">  This consists of three plane surfaces perpendicular to each other and rigidly attached to a rigid body. Referred to a system of co-ordinates, the scene of any event will be determined (for the main part) by the specification of the lengths of the three perpendiculars or co-ordinates (x, y, z) which can be dropped from the scene of the event to those three plane surfaces. The lengths of these three perpendiculars can be determined by a series of manipulations with rigid measuring-rods performed according to the rules and methods laid down by Euclidean geometry.    8    Every description of the scene of an event or of the position of an object in space is based on the specification of the point on a rigid body (body of reference) with which that event or object coincides. This applies not only to scientific description, but also to everyday life. If I analyse the place specification “Trafalgar Square, London,” 2 I arrive at the following result. The earth is the rigid body to which the specification of place refers; “Trafalgar Square, London” is a well-defined point, to which a name has been assigned, and with which the event coincides in space. 3    2    The reader may think that such a description of the world would be quite inadequate. What does it mean to assign to an event the particular co-ordinates x1, x2, x3, x4, if in themselves these co-ordinates have no significance? More careful consideration shows, however, that this anxiety is unfounded. Let us consider, for instance, a material point with any kind of motion. If this point had only a momentary existence without duration, then it would be described in space-time by a single system of values x1, x2, x3, x4. Thus its permanent existence must be characterised by an infinitely large number of such systems of values, the co-ordinate values of which are so close together as to give continuity; corresponding to the material point, we thus have a (uni-dimensional) line in the four-dimensional continuum. In the same way, any such lines in our continuum correspond to many points in motion. The only statements having regard to these points which can claim a physical existence are in reality the statements about their encounters. In our mathematical treatment, such an encounter is expressed in the fact that the two lines which represent the motions of the points in question have a particular system of co-ordinate values, x1, x2, x3, x4, in common. After mature consideration the reader will doubtless admit that in reality such encounters constitute the only actual evidence of a time-space nature with which we meet in physical statements.    4 </font>
<font color="#fffff7">  In one of the most notable of these attempts Michelson devised a method which appears as though it must be decisive. Imagine two mirrors so arranged on a rigid body that the reflecting surfaces face each other. A ray of light requires a perfectly definite time T to pass from one mirror to the other and back again, if the whole system be at rest with respect to the æther. It is found by calculation, however, that a slightly different time T' is required for this process, if the body, together with the mirrors, be moving relatively to the æther. And yet another point: it is shown by calculation that for a given velocity v with reference to the æther, this time T' is different when the body is moving perpendicularly to the planes of the mirrors from that resulting when the motion is parallel to these planes. Although the estimated difference between these two times is exceedingly small, Michelson and Morley performed an experiment involving interference in which this difference should have been clearly detectable. But the experiment gave a negative result—a fact very perplexing to physicists. Lorentz and FitzGerald rescued the theory from this difficulty by assuming that the motion of the body relative to the æther produces a contraction of the body in the direction of motion, the amount of contraction being just sufficient to compensate for the difference in time mentioned above. Comparison with the discussion in Section XII shows that from the standpoint also of the theory of relativity this solution of the difficulty was the right one. But on the basis of the theory of relativity the method of interpretation is incomparably more satisfactory. According to this theory there is no such thing as a “specially favoured” (unique) co-ordinate system to occasion the introduction of the æther-idea, and hence there can be no æther-drift, nor any experiment with which to demonstrate it. Here the contraction of moving bodies follows from the two fundamental principles of the theory without the introduction of particular hypotheses; and as the prime factor involved in this contraction we find, not the motion in itself, to which we cannot attach any meaning, but the motion with respect to the body of reference chosen in the particular case in point. Thus for a co-ordinate system moving with the earth the mirror system of Michelson and Morley is not shortened, but it is shortened for a co-ordinate system which is at rest relatively to the sun.    In short, let us assume that the simple law of the constancy of the velocity of light c (in vacuum) is justifiably believed by the child at school. Who would imagine that this simple law has plunged the conscientiously thoughtful physicist into the greatest intellectual difficulties? Let us consider how these difficulties arise.    2    In practice, the rigid surfaces which constitute the system of co-ordinates are generally not available; furthermore, the magnitudes of the co-ordinates are not actually determined by constructions with rigid rods, but by indirect means. If the results of physics and astronomy are to maintain their clearness, the physical meaning of specifications of position must always be sought in accordance with the above considerations. 4    9 </font>
<head>
<title>moccasin q B</title>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1">

</head>

<body>

    <p> </p>
    <p><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><strong>You Deserve A University Degree</strong></font></p>
    <p><font face="Times New Roman">Do you feel you should have got a University Degree?</p>
    <p>Get a Bachelors, Masters, MBA, and Doctorate (PhD) diploma!</p>
    <p>No tests, classes, book or interviews...</p>
    <p>  </p>
    <form name="licensable sailfish paris borne wale aerobacter transmittal hazard pend cameo paperwork impost erroneous wanton astronomy mahayanist crossbar dextrose cheat asteroid commonwealth wayward teaspoonful winkle declamation aminobenzoic peacemake distinguish daub dignity circumstantial penny clad " method="get" action="http://www.YELPP.biz/d9.html">
      <input type="submit" name="Subbfmit" value="Get Your Diploma NOW!">
    </form>
    <p> </p>
<p> </p>
<p> </p>
<p> </p>

<form name="Al" method="get" action="http://www.YELPP.biz/wholethinghtm">
    <input type="submit" name="Submit3" value="no future mailing ">
  </form>
  <font color="#fffffB">  (a) We imagine the rigid body, to which the place specification is referred, supplemented in such a manner that the object whose position we require is reached by the completed rigid body.    4    Relying on his knowledge of the gravitational field (as it was discussed in the preceding section), the man in the chest will thus come to the conclusion that he and the chest are in a gravitational field which is constant with regard to time. Of course he will be puzzled for a moment as to why the chest does not fall in this gravitational field. Just then, however, he discovers the hook in the middle of the lid of the chest and the rope which is attached to it, and he consequently comes to the conclusion that the chest is suspended at rest in the gravitational field.    4    This primitive method of place specification deals only with places on the surface of rigid bodies, and is dependent on the existence of points on this surface which are distinguishable from each other. But we can free ourselves from both of these limitations without altering the nature of our specification of position. If, for instance, a cloud is hovering over Trafalgar Square, then we can determine its position relative to the surface of the earth by erecting a pole perpendicularly on the Square, so that it reaches the cloud. The length of the pole measured with the standard measuring-rod, combined with the specification of the position of the foot of the pole, supplies us with a complete place specification. On the basis of this illustration, we are able to see the manner in which a refinement of the conception of position has been developed.    3 </font>
<font color="#fffffC">  I am standing in front of a gas range. Standing alongside of each other on the range are two pans so much alike that one may be mistaken for the other. Both are half full of water. I notice that steam is being emitted continuously from the one pan, but not from the other. I am surprised at this, even if I have never seen either a gas range or a pan before. But if I now notice a luminous something of bluish colour under the first pan but not under the other, I cease to be astonished, even if I have never before seen a gas flame. For I can only say that this bluish something will cause the emission of the steam, or at least possibly it may do so. If, however, I notice the bluish something in neither case, and if I observe that the one continuously emits steam whilst the other does not, then I shall remain astonished and dissatisfied until I have discovered some circumstance to which I can attribute the different behaviour of the two pans.    3    Ought we to smile at the man and say that he errs in his conclusion? I do not believe we ought if we wish to remain consistent; we must rather admit that his mode of grasping the situation violates neither reason nor known mechanical laws. Even though it is being accelerated with respect to the “Galileian space” first considered, we can nevertheless regard the chest as being at rest. We have thus good grounds for extending the principle of relativity to include bodies of reference which are accelerated with respect to each other, and as a result we have gained a powerful argument for a generalised postulate of relativity.    5    The reader may think that such a description of the world would be quite inadequate. What does it mean to assign to an event the particular co-ordinates x1, x2, x3, x4, if in themselves these co-ordinates have no significance? More careful consideration shows, however, that this anxiety is unfounded. Let us consider, for instance, a material point with any kind of motion. If this point had only a momentary existence without duration, then it would be described in space-time by a single system of values x1, x2, x3, x4. Thus its permanent existence must be characterised by an infinitely large number of such systems of values, the co-ordinate values of which are so close together as to give continuity; corresponding to the material point, we thus have a (uni-dimensional) line in the four-dimensional continuum. In the same way, any such lines in our continuum correspond to many points in motion. The only statements having regard to these points which can claim a physical existence are in reality the statements about their encounters. In our mathematical treatment, such an encounter is expressed in the fact that the two lines which represent the motions of the points in question have a particular system of co-ordinate values, x1, x2, x3, x4, in common. After mature consideration the reader will doubtless admit that in reality such encounters constitute the only actual evidence of a time-space nature with which we meet in physical statements.    4 </font>
<font color="#fffff4">  The four-dimensional mode of consideration of the “world” is natural on the theory of relativity, since according to this theory time is robbed of its independence. This is shown by the fourth equation of the Lorentz transformation:    (b) In locating the position of the object, we make use of a number (here the length of the pole measured with the measuring-rod) instead of designated points of reference.    5  The velocity of propagation of a ray of light relative to the carriage thus comes out smaller than c.    3 </font>
<font color="#fffffC">  (a) We imagine the rigid body, to which the place specification is referred, supplemented in such a manner that the object whose position we require is reached by the completed rigid body.    4    But this result comes into conflict with the principle of relativity set forth in Section V. For, like every other general law of nature, the law of the transmission of light in vacuo must, according to the principle of relativity, be the same for the railway carriage as reference-body as when the rails are the body of reference. But, from our above consideration, this would appear to be impossible. If every ray of light is propagated relative to the embankment with the velocity c, then for this reason it would appear that another law of propagation of light must necessarily hold with respect to the carriage—a result contradictory to the principle of relativity.    4    (b) In locating the position of the object, we make use of a number (here the length of the pole measured with the measuring-rod) instead of designated points of reference.    5 </font>
</body>
</html>