Что же происходит на самом деле, когда мы наблюдаем Лоренцово сжатие? Ну, ответов-то много, но изначально физики упёрлись в то же восприятие реальности, которое видится, когда мы впервые слышим про такой странный механизм. То есть всё сводится к попытке представить механическое сжатие. Лоренц и Фицджеральд в конце XIX века вполне серьезно искали конкретные силы, вызывающие физическую деформацию твердого объекта. Твердая линейка представляет собой решетку атомов, удерживаемых в равновесии электромагнитными силами. Неподвижный электрический заряд создает сферическое электрическое поле. По мере приближения заряда к скорости света классический электромагнетизм диктует, что поле сжимается в сплющенную форму — эллипсоид Хевисайда. Поскольку поля, удерживающие атомы вместе, сжимаются в направлении движения, равновесное расстояние между атомами должно уменьшаться. Линейка физически сжимается, потому что силы, управляющие ее структурой, меняют свою форму. Подход казался разумным. Но Эйнштейн в 1905 году продемонстрировал, что знание конкретных сил не является обязательным. Эйнштейн применил подход «сверху вниз», исходя из принципа постоянства скорости света для всех наблюдателей. Из этого правила следует, что сокращение длины происходит как вращение координат в пространстве-времени. Независимо от того, удерживается ли объект вместе электромагнетизмом, сильным ядерным взаимодействием или гравитацией, он будет подвергаться одному и тому же сокращению. Подход «сверху вниз» является универсально верным и не требует знания лежащей в его основе материи. В учебниках используется кинематический подход Эйнштейна, поскольку он универсален, позволяя избежать сложных вычислений электромагнитных деформаций. Однако эта эффективность имеет свою цену. Физики позже утверждали, что отказ от конструктивного подхода приводит к тому, что студенты начинают воспринимать сокращение длины как абстрактный математический трюк, а не как реальное физическое напряжение, воздействующее на материю, движущуюся в пространстве. А что же на самом деле? А на самом деле объекты правда уменьшаются, но это не так линейно, как хочется видеть. Они уменьшаются вместе с параметрами пространства. Потому самый простой ответ - ссылаться на поведение параметров пространства, которое незаметно в собственной системе отсчёта (по сути это и есть кинематическое описание Эйнштейна). А вот все эти усложнения - это скорее попытка вникнуть в сам механизм этого реального уменьшения и единой точки зрения, кстати, тут нет. Однако полезно отметить, что мысли про силы и структуры вполне уместны даже по меркам современной науки.