Аннотация: Мои комментарии к книге Эйнштейна и Инфельда [Эволюция физики]
ФАТНАЗЕРЫ,
или комментарии к книге "Эволюция физики"
В.А. Жмудь
Предисловие
Специальная теория относительности (СТО) - культовое явление в фи-зике. Именно в теологическом понимании слова "культ". Никто (или прак-тически никто) её не понимает, но все (или почти все) с ней согласны.
Если я скажу вам, что по улицам Москвы зимой и летом расхаживают стада слонов, никто не поверит, ибо все представляют себе, что такое Моск-ва и что такое - слоны.
Если же я скажу, что в Брахмапутру водятся Вуалехвостые Колабусы, никто не станет этого опровергать, потому что мало кто представляет отчет-ливо, о чем тут идет речь.
Если же это утверждение вы прочитаете во множестве солидных тру-дов и услышите от множества уважаемых людей, это утверждение приобре-тет силу непоколебимой истины.
Специальная теория относительности приобрела силу непоколебимой истины именно по этой причине. Во-первых, в момент её появления просто не нашлось другой мало-мальски разработанной теории, во-вторых, со вре-мени её победы слишком много было сказано в её защиту, поэтому слишком слабы голоса, её критикующие.
Настоящий труд не ставит задачей разоблачение этой теории. Здесь предлагается краткий обзор утверждений или логических построения с комментариями.
Знак (!) означает, что я согласен с авторами книги, знак (!-?) означает то же самое, но к тому же я сожалею о том, что провозглашенный принцип не применяется самими авторами, знак (!!!) означает, сами создатели СТО не считают её финальной и универсальной теорией и я бы с удовольствием использовал этот тезис в дискуссии с апологетами СТО. В остальных случа-ях комментарии даны сразу за цитируемым текстом. Цитируемый текст за-ключен в кавычки.
Если кто-то сможет уличить меня в необъективности или в ошибочно-сти, прошу не стесняться и присылать свои отзывы. Готов к дискуссиям!
Спасибо за внимание.
Итак, комментарии к книге:
А. Эйнштейн, Л. Инфельд. Эволюция физики. Развитие идей от перво-начальных понятий до теории относительности квантов. Изд-е третье, исправленное, пер. с англ. М., Наука, глав. ред. физ. - мат. литературы. 1965.
С.44: "Почти все фундаментальные работы о природе теплоты были сделаны не физиками-профессионалами, а людьми, которые рассматривали физику исключительно как свое любимое занятие". (!!!)
С. 63: "В науке нет вечных теорий. Всегда происходит так, что некото-рые факты, предсказанные теорией, опровергаются экспериментом. Всякая теория имеет свой период постепенного развития и триумфа, после которо-го она может испытать быстрый упадок. ... Почти всякий большой успех в науке возникает из кризиса старой теории как результат попытки найти вы-ход из создавшихся трудностей. Мы должны проверять старые идеи, старые теории, хотя они и принадлежат прошлому, ибо это - единственное средство понять значительность новых идей и пределы их справедливости". (!!!)
С.78: "Постановка новых вопросов, развитие новых возможностей, рас-смотрение старых проблем под новым углом зрения требуют творческого воображения и отражают действительный успех в науке". (!)
С.126: "... мы должны вернуться к началу - к закону инерции Галилея. Мы процитируем его ещё раз: "Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если только оно не вынуждено изменить его под влиянием действующих сил"..." (!-?)
С.130. О неинерциальных системах - принцип относительности Гали-лея: "Если законы механики справедливы в одной системе координат, то они справедливы и в любой другой системе, движущейся прямолинейно и равномерно относительно первой." - не верно!!!
Простой пример: Законы механики справедливы на поверхности Земли. Это дает основание назвать данную систему инерциальной (для некоторого класса задач). Согласно сказанному выше, коль скоро система, связанная с поверхностью Земли и ориентированная относительно неподвижных объек-тов на ней - инерциальная, то должна быть инерциальной и система, опре-деленная как покоящаяся относительно поверхности Земли с произвольным началом координат. В частности, рассмотрим систему с началом координат, совпадающим в определенный момент времени с объектом на планете Марс. Легко убедиться, что данная система не является инерциальной ни для какого класса задач.
Такое рассуждение можно провести относительно любой известной нам инерциальной системы - всегда можно указать такую систему, которая настолько удалена от начала координат обсуждаемой системы, что либо не является инерциальной, либо не движется равномерно прямолинейно относительно этой системы.
Дело в том, что всякая известная нам инерциальная система движется с ускорением, но это не мешает ей быть инерциальной для определенного класса задач. Можно указать, какие виды ускорений не препятствуют сис-теме быть инерциальной и какие классы задач могут быть в ней рассмотре-ны. Если космическое тело движется под действием гравитационных сил от удаленных тел массой, многократно превышающих по массу данного тела, то за времена, соизмеримые с длительностью рассматриваемых классов движений с высокой степенью точности можно полагать гравитационное поле постоянным в пределах данной системы отсчета. В этом случае уско-рения всех объектов равны по величине и по направлению, поскольку силы пропорциональны их массам, а ускорения вычисляются, как эти силы, де-лённые на массы. Постоянное гравитационное поле сообщает всем телам равные ускорения, в силу этого все тела покоятся друг относительно друга или движутся равномерно прямолинейно в отсутствие внешних сил или при их взаимной компенсации. Если обнаружится другая сила, которая воздей-ствует на объекты пропорционально их массе, то и она не внесёт видимых возмущений в инерциальные свойства системы. Такие системы можно на-звать подобными инерциальным, если влиянием внешней силы можно пре-небречь. Так все астрономические объекты образуют инерциальные систе-мы для тел, движущихся в поле их тяготения, если мы не рассматриваем траектории этих объектов. Падающий в вакууме лифт также будет на время падения инерциальной системой для тел внутри него, если мы не выносим на рассмотрение его сближение с поверхностью земли. Но после того, как мы ввели определение подобных инерциальным, мы можем заключить, что никаких иных систем мы не знаем.
Проблема инерциальных систем на самом деле состоит в том, что элек-тромагнитное поле не имеет массы, не может притягиваться гравитацион-ными силами, и должна была бы позволить выявить единственную фунда-ментальную систему отсчета, в которой свет распространяется во всех на-правлениях прямолинейно и с постоянной скоростью, в остальных же сис-темах мы должны были бы обнаружить отличие их фундаментальной не-подвижной системы. Однако этого не происходит. Декларация того "фак-та", что скорость света постоянна во всех инерциальных системах постоян-на и не зависит от скорости этих систем - на самом деле заблуждение, кото-рое уводит в сторону от правильного решение проблемы, но, если вдумать-ся, оно и не дает ничего похожего даже на временное решение проблемы. Дело в том, что невозможно определить систему, связанную с поверхностью земли, как инерциальную, когда речь идет об опыте Майкельсона. Действи-тельно, опыт Майкельсона обсуждает наличие или отсутствие смещений интерферограммы в течение времени. Когда Земля совершает полный обо-рот вокруг Солнца, на таких интервалах времени Землю нельзя определить как инерционную систему в системе, связанной с Солнцем; поскольку в опыте использовался свет от звезды, системы и интерферометр на протяже-нии опыта двигались с существенным ускорением относительно источника света. Если даже принять постоянство скорости света во всех системах, движущихся равномерно прямолинейно, данное постоянство не относится к системе, движущейся с ускорением.
С.130. "Если две системы координат движутся друг относительно друга неравномерно, то законы механики не могут быть справедливыми в обеих системах одновременно" - не верно!!!
Большинство законов физики были выведены в первом приближении и в условиях, когда они не выполняются строго. Так инерциальные системы и законы механики открыты путем наблюдений и экспериментов в системах, которые, строго говоря, инерциальными не являются. Причем, существует множество таких систем, которые в определенном и строго ограниченном классе задач можно определить как инерциальные, но для любой известной нам системы, сколь бы ни была она близка к инерциальной, всегда можно указать такую задачу, в которой эта система перестает быть инерциальной. Исключением из этого правила является система, связанная с предположи-тельным центром масс всей совокупности галактик, которые известны науке на настоящее время. Но, поскольку можно с большой вероятностью сказать, что существуют во всех направлениях и неизвестные нам звездные и галак-тические скопления, то расположение этого центра определено в высшей степени субъективно. Значит эта система выбрана не объективна. Если бы мы ограничились наблюдением астрономических объектов только в север-ном или только в южном полушарии небесной сферы, то центр был бы вы-бран в ином месте. Поскольку каждая галактика как-то движется, то центры разных масс имели бы не только различное положение, но и различную от-носительную скорость. Таким образом, мы не можем указать корректно вы-бранную даже единственную инерциальную систему отсчета. Кроме того, такая глобальная система была бы интересна только при решении задач движения глобальных астрономических объектов, её составляющих, каждая задача об объектах в пределах солнечной системы или системы какой-либо звезды не требует иной системы, кроме системы, связанной с центром масс данной звезды. Даже имея глобальную систему, мы предпочли бы описы-вать траекторию планет солнечной системы в системе, связанной с солнцем, а не в системе, движущейся равномерно и прямолинейно относительно этой глобальной системы.
Итак, мы весьма редко нуждаемся в переходе из одной инерциальной системы в другую, определенную, как движущуюся относительно первой равномерно и прямолинейно. Вместе с тем достаточно часто необходим пе-реход из одной системы, для данной задачи мало отличающейся от инерци-альной, в другую систему, которая также для большого класса задач может быть принята инерциальной, хотя и не движется равномерно и прямолиней-но относительно первой - напротив, одна из систем, как правило, движется с ускорением под действием гравитационных сил.
Значит, следует найти более удачное определение "инерциальной сис-темы", чем дано предшествующей теорией.
Галилей открыл закон об одинаковом ускорении падающих тел, бросая с башни шарики. Закон открыт в условиях, в которых он на самом деле не выполняется, поскольку имеется сопротивление воздуха, и результат изме-рения ускорения падения зависит также от формы и объема тела, от соот-ношения его к массе. Если бы Галилей бросал ватные и свинцовые шарики, он бы обнаружил существенную разницу, хотя тот же опыт в вакууме под-тверждает его правоту. Законы взаимодействий для инерциальных систем открыты в системах, которые по общепринятому определению не должны считаться инерциальными. Следовательно, надо ввести такое определение, которое охватывало бы те реальные системы, которые мы рассматриваем как инерциальные.
Мы предлагали бы назвать инерциальной такую систему, которая дви-жется лишь под действием инерции и внешних гравитационных сил таким образом, что в рамках решаемого класса задач все материальные объекты получают равные по знаку и величине ускорения от внешних сил, в связи с чем, отличия ускорений этих объектов друг от друга ненаблюдаемы (отсут-ствуют или пренебрежимо малы).
Учет вращательного движения требует специальной оговорки, по-скольку оно может наблюдаться изнутри системы. Пренебрежение враще-нием может быть осуществлено не в силу того, что оно принципиально не сказывается, а лишь в силу относительно малой скорости вращения.
С.130. "Вопрос о том, существует ли вообще инерциальная система, ещё не решен. Но если есть одна такая система, то их имеется бесконечное множество. Каждая система, движущаяся прямолинейно и равномерно от-носительно первоначальной, является тоже инерциальной".
Рассмотрим такой пример. Пусть орбитальная станция стационарно вращается вокруг Земли, вращение вокруг оси отсутствует. Если наблюда-тель в системе, сказанной со станцией, изучает законы механики на примере простейших взаимодействий и не использует электромагнитных волн, включая световые, то отличий этой системы от инерциальной он не обнару-жит. Тело может находиться в покое относительно станции сколь угодно долго. Тело может двигаться равномерно прямолинейно, пока не достигнет границ станции. Если эксперименты не выходят за рамки пространства, за-ключенного внутри станции, можно считать эту систему инерциальной, да-же если принимать в расчет электромагнитные поля, включая световые. Объект, совершая движение от начала станции к его концу, будет двигаться по круговой орбите, но при этом опишет столь малую часть этой орбиты, что кривизной можно пренебречь. Пусть теперь объект движется крайне медленно - так, что движение от одной стенки до другой занимает время, соизмеримое с временем обращения станции вокруг Земли, или даже пре-вышающее его. В этом случае объект в системе, связанной со станцией, все же будет двигаться по траектории, мало отличающейся от прямой, однако вместе со станцией опишет одну или более круговых траекторий, т.е. дви-жение будет существенно криволинейным. Всё же, поскольку все объекты станции движутся с равным ускорением, сообщаемым им гравитационными силами, эта кривизна не будет наблюдаться, какой бы высокой точностью ни обладали измерительные устройства, пока измерения осуществляются в пределах станции.
Если наблюдатель на станции не знает о том, что происходит за её пре-делами, для него система отсчета, связанная со станцией, будет играть роль покоящейся, и в этом смысле - фундаментальной инерциальной системы, а все остальные - вторичными, движущимися.
Поскольку мы не можем знать, движется или покоится та совокупность галактик, которую мы можем наблюдать с помощью доступных нам мето-дов, по сути мы не отличаемся более высокой степенью корректности в оп-ределении инерциальных систем отсчета, чем космонавт на орбитальной станции, который не имеет сведений о том, что находится за её пределами.
Если космонавту удалось бы расширить пределы станции в некоторое число раз, суть его экспериментов практически не изменится. Если он про-должит эксперименты за пределами станции, он все также не обнаружит существенных отличий своей системы от инерциальной. Так, если он толк-нет некоторое тело по ходу движения станции или в противоположную сто-рону, то тело будет удаляться от станции, двигаясь с постоянной линейной скоростью, отклонения от линейной траектории не будут наблюдаться явно. Космонавт мог бы задать систему координат, в которой были бы прямоли-нейные по его понятиям оси, например ось X - вдоль его траектории, ось Y - в направлении от Земли, ось Z - перпендикулярно этим осям. Обсудим осо-бенности оси X.
Пусть космонавт определит ось Х как прямолинейное направление от кормы к носу, то есть по ходу движения станции, но мы помним, что о су-ществовании движения космонавту не известно. Тогда остается понять, ка-кую воображаемую линию он назовет прямолинейной - ту ли, по которой будет двигаться луч света, или ту, вдоль которой будет двигаться тело, имеющее начальную скорость вдоль этой оси, в отсутствии внешних сил (кроме общей силы притяжения, сообщающей круговое движение).
Если космонавт лишен возможности проследить эксперимент на таком достаточно большом расстоянии, чтобы выявить отличие этих двух опреде-лений, он не будет различать эти определения, для него это будет одним и тем же определением. Пусть прямолинейным направлением определено то направление оси, вдоль которого будет двигаться тело в отсутствии внеш-них сил. Для полноты аналогии мы должны допустить, что всякое тело, от-толкнулось от станции будет двигаться в направлении оси X, удаляясь на-столько далеко, что силовое взаимодействие с ним уменьшится до пренеб-режимо малой величины, и всё же на этом пути отклонение его траектории от прямой не достигнет величины, которую можно будет определить по приборам.
Пусть теперь некоторое тело, которое можно отличить от иных по за-данным признакам, совершив полный оборот на орбите, достигло станции с противоположного конца, и этот эксперимент воспроизводим. В этом слу-чае космонавт должен внести некоторые поправки в теоретическую картину мира, созданную им ранее и нечем до того не опровергаемую. Во-первых, он может ввести криволинейною "физическую" геометрию, в которой вся-кая прямая - частный случай окружности, и в бесконечности оси, направ-ленные в противоположные стороны, смыкаются. Это приведет к созданию теории о том, что "пространство" свернуто в замкнутую сферу. Во-вторых, он может сделать вывод и том, что метод определения прямой через траек-торию объекта, движущегося "в отсутствии внешних сил", не справедлив, а следовательно, и система не является инерциальной.
Первый путь, очевидно, не самый лучший, тем не менее вовсе не ис-ключен, поскольку других систем, в большей степени инерциальных, чем система, связанная со станцией, космонавту не известно.
На этом примере можно увидеть фундаментальность предположения о том, что нельзя достоверно указать даже одну инерциальную систему.
Дальше возникнет проблема со светом и с его прямолинейным или криволинейным распространением. По сути, эта проблема ничем не отлича-ется - важно одно: Будем ли мы каждый раз менять геометрию для того, чтобы сохранить неизменными вид начертанных ранее уравнений, или бу-дем вводить поправки в уравнения, чтобы сохранить геометрию простран-ства.
И самое важное: следует отбросить идею о том, что инерциальные сис-темы отсчета вкладываются друг в друга как матрешки, и единственным и основным требованием того, чтобы вводимая система была инерциальной является равномерное прямолинейное движение её относительно известной инерциальной системы. Мы видели, что это не так, если идти путем экстра-поляции (в системе, связанной с Землей, описывать движение Марса). Можно показать бесперспективность этого метода и при интерполяции. Ес-ли в системе, связанной с Солнцем, изучать движение бильярдных шаров в вагоне равномерно и прямолинейно движущегося поезда, уравнения будут крайне сложными, система, связанная с поездом ни в коей мере на может быть определена как инерциальная, хотя для данного класса задач она как раз и является правильно выбранной инерциальной системой. Так же мы должны поступать при описании движения электрона в атоме водорода, хо-тя сам атом осуществляет не движется неравномерно и прямолинейно и не является телом, задающим инерциальную систему по классическому опре-делению.
C.140. "Скорость света всегда одинакова во всех системах координат, независимо от того, движется ли излучающий источник или нет, и незави-симо от того, как он движется." - дано без вывода и без слова "инерциаль-ных" - во-первых, предлагается пока принять на веру, во-вторых, просто невозможно потому, что в неинерциальной системе скорость света долж-на таким образом отслеживать скорость источника, независимо от того, насколько световая волна удалилась от источника!!!
"... Наблюдение движения этих двойных звезд обнаруживает, что и для них справедлив закон тяготения Ньютона. Предположим теперь, что ско-рость света зависит от скорости излучающего тела. Тогда луч света, вы-шедший от звезды, будет распространяться быстрее или медленнее, соот-ветственно тому, какова скорость звезды в момент излучения света. В этом случае все движение казалось бы нам чрезвычайно запутанным, и было бы невозможно при отдаленности двойных звезд подтвердить справедливость того же самого закона тяготения, который управляет нашей планетной сис-темой." - В данном случае можно предположить четыре варианта:
1. что скорость света определяется скоростью звезды в момент излучения;
2. что скорость света определяется скоростью звезды в каждый момент времени;
3. что скорость света определяется скоростью того, что находится между звездой и наблюдателем (Землей);
4. что скорость света определяется скоростью наблюдателя (Земли).
Если учесть, что звезда движется с ускорением, то надо исключить пер-вую гипотезу: скорость света имела бы различное значение на протяжении своего пути, свет излученный в момент сближения с нами двигался бы бы-стрее, на столь большом расстоянии он обгонял бы свет, излученный при движении в обратном направлении, мы наблюдали бы мерцание света, а этого не происходит.
Вторая гипотеза не может быть принята в силу того, что никакая часть волны света не может иметь информацию о скорости объекта после того, как удалилась от него.
Третья гипотеза представляется неопровержимой в силу того, что чет-вертая - так же как и вторая слишком фантастична: никакая часть световой волны не может иметь скорость, зависящую от скорости еще не достигнуто-го фотоприемника.
Против третьей гипотезы можно выставить лишь тот аргумент, что на Земле не ощущается зависимости скорости света от скорости межзвездной среды. Но это можно сказать не только относительно двойных звезд, а в це-лом про все звезды и их скопления. Этот вопрос подробно рассмотрен нами при обсуждении опыта Майкельсона.
с. 140. "Рассмотрим другой опыт, основанный на очень простой идее. Представим себе очень быстро вращающееся колесо. По нашему предполо-жению, эфир увлекается движением и принимает в нем участие." - Иное предположение состоит в том, что эфир не увлекается материальными объ-ектами, но, коль скоро скорость света определяется скоростью этого эфира, в системе, связанной с движущимися объектами, она меняется в различных направлениях, что влияет и на протяженность этих объектов, коль скоро они состоят из частиц, удерживаемых на своих орбитах силами, распростра-няющимися со скоростью света. В силу этого изменения скорости света не могут быть определены в системе, масштабы которой заданы размерами этих тел.
с.141. "Скорость света не зависит от движения излучающего источни-ка" - нечеткое определение, надо пояснить - речь идет о системе отсчета, связанной со средой, с источником, или с приемником, или обо всех систе-мах. Если речь идет о скорости в системе, связанной со средой - с этим нельзя не согласиться. Все остальные утверждения не доказаны, приведен-ные примеры такого тезиса не подтверждают. Здесь дано слишком общее утверждение, сжигаются мосты - после этого можно двигаться только по пути, предначертанным теорией относительности. Этот решительный шаг ничем не оправдан.
С.141. "Нельзя считать, что движущееся тело увлекает окружающий эфир" - согласны, но и нельзя опровергать, что скорость эфира может объ-ективно существовать независимо от того, можем ли мы её измерить или не можем, наблюдаем ли ей или не наблюдаем.
С.141. "Поэтому мы должны отбросить аналогию между звуковыми и световыми волнами и вернуться во второй возможности, а именно предпо-ложить, что материя движется сквозь эфир, который никакого участия в её движении не принимает. Это означает, что мы предполагаем наличие эфир-ного моря, относительно которого все системы координат либо покоятся, либо движутся." - аналогию отбрасывать рано, если эфир не увлекается ма-терией, это ещё не значит, что материя не зависит в своих свойствах от сво-его движения сквозь эфир. Пока определено можно лишь утверждать, что мы не научились выявлять эту зависимость.
С.142. "Какие выводы можно было бы сделать в отношении явления поля, если предположить движение сквозь эфир? Это означало бы, что су-ществует система координат, отличная от всех других, покоящаяся относи-тельно эфирного моря. Совершенно ясно, что некоторые законы природы должны отличаться в этой системе координат, иначе фраза "движение сквозь эфир" была бы бессмысленной. Если принцип относительности Га-лилея справедлив, то движение сквозь эфир вообще не имеет смысла. При-мирить эти две идеи невозможно. Однако если существует одна особая сис-тема координат, связанная с эфиром, то имеет определенный смысл гово-рить об "абсолютном движении" или "абсолютном покое".
Здесь авторы забывают, что физика - прежде всего наука эксперимен-тальная. Принцип относительности Галилея - есть результат больше умо-зрительный, чем экспериментальный, поскольку невозможно осуществлять эксперименты с тем, чего не существует. Инерциальных систем в строгом смысле нам не известно, говорить об их равноправии можно лишь предпо-ложительно. Из экспериментов следует лишь тот факт, что в рамках пред-принимаемых экспериментов не удается отличить покоящуюся систему, ко-торая для данного класса задач проявляет себя как инерциальная, от систе-мы, движущейся относительно неё равномерно и прямолинейно в пределах небольших расстояний, так что сохраняется класс задач, поскольку конеч-ностью скорости распространения взаимодействия пренебречь и считать её бесконечной. Этот принцип может быть пересмотрен в силу приобретения нового экспериментального материала, новых знаний, либо его справедли-вость будет подтверждена.
С. 143. "Фактически мы не имеем выбора. Мы пытались спасти прин-цип относительности Галилея, предполагая, что системы увлекают эфир в своем движении, но это привело к противоречию с опытом. Остается един-ственный выход - отказаться от принципа относительности Галилея и испы-тать предположение о том, что все тела движутся сквозь эфирное море".
Здесь не верно. Принципу относительности ничего не угрожает, по-скольку он сформулирован для идеальных инерциальных систем отсчета, для тех видов взаимодействий, в которых среда не участвует. Аналогично тому, как наличие сопротивление воздуха и разность ускорений падения в воздухе парашюта и метеорита не отменяет равенства ускорений свободно-го падения, то есть падения в вакууме. Так и то предположение, что свет, возможно, распространяется в среде, которая, возможно, покоится только относительно единственной системы отсчета, не отменяет принципа отно-сительности для всех инерциальных систем. Следует только указать, каким образом может проявляться скорость инерциальной системы относительно этой среды (или не проявляться вовсе), и каким образом это учесть. Идеаль-ных систем отсчета мы не знаем, поэтому опровергнуть или подтвердить принцип относительности экспериментально не представляется возможным. Допущение, что системы увлекают эфир в своем движении ни в какой мере не могло бы спасти принцип относительности. Этот принцип сформулиро-ван для систем, для задания которых нет необходимости привязывать их к каким-либо физическим объектам, обсужден на примере равномерно дви-жущегося поезда. То есть принцип, если он справедлив, должен выполнять-ся и для систем, связанным с телами не имеющими значительной массы. Домыслы о том, что эти системы увлекают эфир не спасают принцип отно-сительности, а разрушают его для примера с поездом. Для примера с раз-личными астрономическими объектами такие домыслы могли бы иметь смысл, но тогда сам принцип должен быть сформулирован иначе - инерци-альными и равноправными следует объявлять не те системы, которые дви-жутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, а те системы, которые обладают большой массой и движутся под действием гравитацион-ных сил. Это даст возможность объявить равноправными системы. Связан-ные с астрономическими объектами, но отменит равноправие систем на по-верхности такого объекта. Очевидно, это не та цель, к которой стремились авторы.
Вернемся к примеру, связанному с орбитальной станцией. Пусть кос-монавт хочет ввести в рассмотрение и изучить систему, которая движется по направлению его полета равномерно и прямолинейно в системе, связан-ной со станцией. Поскольку станция совершает полет по круговой орбите, то новая система должна двигаться по спирали, сохраняя постоянную ли-нейную скорость относительно станции, значит, почти постоянную угловую скорость относительно Земли, при росте радиуса линейная скорость и уско-рение такой системы должны возрастать. Эта система будет существенно неинерциальная, законы движения тел в ней будут отличаться от законов в инерциальной системе. Пусть теперь космонавт рассмотрит третью систему - движущуюся с постоянной скоростью по ходу станции вдоль той же орби-ты. В этой системе законы будут такие же, как во всякой инерциальной сис-теме. Итак, мы имеем две системы, одна движется равномерно и прямоли-нейно относительно первой, но не похода на инерциальную, другая - дви-жется криволинейно, но в рамках большого класса задач остается в той же мере инерциальной, как и исходная, связанная со станцией. Здесь опять речь не шла об увлечении эфира одной или другой системой. До тех пор, пока мы не может отличить траекторию третьей системы от прямолинейной, мы не можем указать на то, что космическая станция движется с ускорением, и нет оснований не принять эту систему за инерциальную. Если мы с помощью светового луча определим, что траектория движения третьей системы отли-чается от прямолинейной, это означает, что мы нашли такой вид взаимодей-ствия или такой эксперимент, который выявляет разницу между действи-тельно покоящейся инерциальной системой и движущейся почти инерци-альной системой. Аналогично маятник Фуко выявляет вращение Земли и указывает на то, что эта система - не инерциальная.
Если нам не известны эксперименты, позволяющие выявить движение системы, которая по описанию законов взаимодействия и траекторий дви-жения тел не отличаема от инерциальной, то нет нужды обсуждать истин-ность её покоящегося состояния и можно принять гипотезу о том, что дан-ная система - покоящаяся инерциальная система. Как только такой экспери-мент станет возможным - он разрешит все споры. Таким образом, если мы не можем обнаружить влияние скорости эфира на физические законы взаи-модействия, то нет нужды считать систему движущейся, и можно принять в ней существование неподвижного эфира до тех пор. Пока на будет найден способ измерения скорости эфирного ветра. Авторы при обсуждении данно-го вопроса уже стоят на гипотезе о том, что эфирного ветра не существует, поскольку опыт Майкельсона его не выявил - но, поскольку трактовка опы-та ошибочна, то тот факт, что влияние скорости эфира не выявлена, еще не доказывает, что ни скорости ни среды не существует.
С. 142-143 - дается мысленный эксперимент, который впоследствии (на с.144) опровергается рассмотрением опыта Майкельсона - Морли с оши-бочным толкованием его результатов.
С. 144. "Если наше представление правильно, то скорость света в на-правлении движения Земли отличалась бы от скорости света в противопо-ложном направлении. Можно подсчитать получающиеся разности скоро-стей и придумать соответствующую экспериментальную проверку. Так из теории следует, что здесь имеют место лишь небольшие разности времен, то необходимо придумать очень остроумную установку. Это было сделано в знаменитом опыте Майкельсона- Морли. Результатом его был смертный приговор теории покоящегося эфирного моря, сквозь который движется вся материя. Никакой зависимости скорости света от направления обнаружено не было. Но если исходить из теории эфирного моря, то не только скорость света, но и другие явления показали бы зависимость от направления в дви-жущейся системе координат. Все опыты дали такой же результат, как и опыт Майкельсона - Морли; никакой зависимости от направления движения Земли не было обнаружено."
Следует делать различия между понятием "не обнаружено" и "не име-ется". В экспериментальной науке - прежде всего. Далее: "не только ско-рость света, но и другие явления показали бы зависимость от направления в движущейся системе координат" - именно показали, без "бы"!!! Показали тем, что геометрические размеры тел также зависят от направления этого движения. Это - причина того, что "никакой зависимости скорости света от направления обнаружено не было."
С. 145. "Соберем теперь все факты, которые достаточно проверены опытом, не заботясь о проблеме эфира.
1. Скорость света в пустом пространстве всегда постоянна, независимо от движения источника или приемника света."
Первая ошибка состоит в том, что проблема эфира снимается. Физика - экспериментальная наука. Вся практика говорит о том, что волна - это воз-мущения среды. Если среды нет, то материальное взаимодействие может передаваться только вместе с переносом материи. Опыт подтверждает, что излучение не есть перенос вещества, опыт указывает на волновую природу электромагнитного поля. Тот факт, что в опыте Майкельсона не обнаружи-ли зависимости средней скорости света от скорости движения интерферо-метра относительно среды не доказывает её отсутствие, а указывает, что именно поля, распространяющиеся со скоростью света, ответственны за геометрические размеры твердых объектов, из которых состоит интерферо-метр. Если бы среда отсутствовала, то скорость света была бы бесконечной.
Вторая ошибка состоит в том, что вводится понятие пустого простран-ства. Эйнштейн вводит понятие пустого пространства для того, чтобы уст-ранить понятие абсолютного движения или абсолютного покоя. Вводя та-кую абстракцию, которая никак не следует из эксперимента, он делает до-пустимым одновременное существование произвольного (в том числе бес-конечно большого) количества равноправных инерциальных систем отсче-та, сколь угодно долго сохраняющих свои инерциальные свойства при сколь угодно длительном движении друг относительно друга. Это предположение не из чего не следует и никак не подтверждается. В дальнейшем инерциаль-ные системы привязываются к телам с большой массой, то есть на самом деле этим понятием (понятием абсолютно пустого пространства с полным равноправием любых скоростей движения) автор и не пользуется.
Наконец, сама формулировка того, что скорость света постоянна в лю-бой системе отсчета предопределяет отказ от принципа Галилея для сложе-ния скоростей. Но это означает и отказ от объективности понятия относи-тельной скорости. Так для условно покоящегося наблюдателя А система В, приближающаяся со скоростью v, сохранит свою относительную скорость и после того, как начнет удаляться со скоростью v, тогда как для движущегося в этой системе наблюдателя Á скорость сближения с системой В будет от-личаться от скорости удаления. Но это означает, что понятие равномерного движения необъективно, а, следовательно, и понятие инерциальной системы отсчета необъективно.
С.147. "2. Законы природы одинаковы во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга.
Теория относительности начинается с эти двух положений. С этого вре-мени мы не будем применять классического преобразования, так как знаем, что оно противоречит исходным положениям"
Но если пересмотреть принципы сложения скоростей, то следует пере-смотреть и понятие равномерного прямолинейного движения. Наиболее очевидно это, если объект движется по прямой, не проходящей через точку, где находится наблюдатель. Так как скорость сближения объектов меняется, то меняется поправка на воспринимаемую скорость. Следовательно, меня-ется величина воспринимаемой скорости. Следовательно, система воспри-нимается не как движущаяся равномерно, и значит, она не должна быть инерциальной с точки зрения наблюдателя.
С.147. "Можно еще раз использовать пример с движущейся комнатой и наблюдателями внутри неё и вне её. Пусть световой сигнал опять излучается из центра комнаты ... " и т.д.
"Внутренний наблюдатель. Световой сигнал, идущий от центра комна-ты, достигнет стен одновременно, а скорость света одинакова во всех на-правлениях.
Внешний наблюдатель. ... То, что я вижу - это световой сигнал, идущий с постоянной скоростью, одинаковый во всех направлениях. Одна из стен стремится убежать от светового сигнала, а другая - приблизиться к нему. Поэтому убегающая стена будет достигнута световым сигналом немного позднее, чем приближающаяся..."
Здесь конструируется мысленный эксперимент, результаты которого идут дальше, чем можно достоверно утверждать на основе опыта Майкель-сона. Во-первых, следует обозначить обязательно положение наблюдателя. Наблюдатель получает информацию о событиях посредством света или электромагнитных полей, никакой наблюдатель не может знать о событиях, произошедших на удалении от него. Сравнивать моменты достижения све-том той или иной стены наблюдатель не может, поскольку не может полу-чать информацию об этом с бесконечно большой скоростью. Он может су-дить о свершившемся событии лишь по отклику, пришедшему от этого со-бытия. То есть наблюдатель может определенно (но субъективно) утвер-ждать об одновременности достижения лучом двух стен только в том слу-чае, если отраженный от этих стен свет достигнет его одновременно, коль скоро он располагается в центре комнаты. Если же он находится в ином месте, он должен вычислять поправку на различные расстояния, что не ме-няет сути эксперимента. Таким образом, данный эксперимент сводится к тому - обнаружит или не обнаружит наблюдатель изменений скорости света по замкнутому пути таким образом, что первый луч движется сначала от центра по ходу комнаты, затем обратно к центру, а второй - от центра про-тив хода и затем обратно. Коль скоро расстояния одинаковы, то время дви-жения обоих лучей будет совпадать, что дано нам из эксперимента в опыте Майкельсона. Итак, данный мысленный эксперимент не имеет смысла для гипотетического наблюдателя, способного объективно судить об одновре-менности событий в различных пространственно отстоящих точках. А для наблюдателя, который косвенно определяет приращения времени при дви-жении этот опыт есть частный случай интерферометра, результат этого опыта известен из практики с той оговоркой, что мы не можем определено утверждать, что размеры комнаты не изменяются при её движении.
C.148. "Два события, одновременные в одной системе координат не могут быть одновременны в другой системе." - Это очень сильно зависит от того, что вкладывать в понятие "одновременно". Правило синхронизации часов на самом деле исключает объективность понятия одновременности, но это правило по своей методике противоречит традиционной трактовке этого понятия. Пусть на Землю одновременно действуют гравитационные силы от Солнца и от Сириуса. Это еще не требует от нас признания, что в этот же самый момент на Солнце и на Сириус действуют силы противодей-ствия. Если мы допускаем, что волна противодействия распространяется с некоторой скоростью (это подтверждено и нет оснований считать иначе), то мы должны допускать задержку во времени противодействия, то есть рас-сматривать третий закон Ньютона как предельный случай для пренебрежи-мо малых расстояний между объектами, а в нашем примере вместо сил сле-дует рассматривать потенциальные волны. При таком подходе мы вовсе не обязаны понятие одновременности увязывать со скоростью распростране-ния волны. В этом случае мы одновременными считали бы события, кото-рые произошли в прошлом в одно и то же время, согласно расчетам, по имеемым от них откликам с учетом задержки распространения поля, несу-щего информацию о событии.
С.149. "Благодаря применению часов понятие времени становится объ-ективным. В качестве часов может быть использовано любое физическое явление, если только оно может быть повторено столько раз, сколько необ-ходимо." Здесь не выдвигается требование, чтобы темпы этого явления бы-ли инвариантны к изменениям каких-либо свойство материальных тел, со-ставляющих компоненты этого устройства.
С.150. "Если двое хороших часов, наблюдаемых в точке, находящейся посредине между ними, показывают одинаковое время, то они вполне под-ходят для указания времени событий в двух отдаленных точек." - Вполне логично, поскольку понятие "посредине" рассматривается как инвариант-ное к движению системы отсчета и никакой эксперимент пока этого не оп-ровергает.
150. "Смотря на удаленные от нас часы, например, с помощью телеви-зора, мы всегда должны помнить следующее: то, что мы видим теперь, в действительности произошло раньше... Во все показания часов мы должны вносить поправки, соответствующие нашему расстоянию до часов." - Это очень верно, жаль, что в дальнейшем автор уходит от этого факта!
С.150. "Поэтому неудобно иметь только одни часы. Однако теперь, по-скольку мы знаем, как проверить, показывают ли двое, или вообще несколь-ко часов одновременно одно и то же время, и идя тем же самым путем, мы легко можем вообразить себе в данной системе координат столько часов, сколько нам хочется."
"Все часы находятся в покое относительно системы координат. Они являются "хорошими" часами; они синхронизованы, что означает, что часы одновременно показывают одинаковое время.
В нашей расстановке часов нет ничего удивительного или странного. Вместо одних единственных часов мы применяем теперь много синхрони-зованных часов и поэтому можем легко проверить, одновременны ли два отдаленных события в данной системе координат, или нет. Они одновре-менны, если синхронизованные часы вблизи них показывают одинаковое время в момент, когда происходят события. Теперь утверждение, что одно отдаленное событие происходит раньше другого, имеет определенный смысл. Его можно проверить с помощью синхронизованных часов, покоя-щихся в нашей системе координат.
Все это находится в согласии с классической физикой и не вызывает еще противоречий с классическим преобразованием." - Все эти рассужде-ния вполне пока справедливы.
"Для определения одновременности событий часы синхронизуются с помощью сигналов. В наших рассуждениях существенно то, что сигналы передаются со скоростью света..." - Кроме того, существенны правила син-хронизации!
С.152. "В классической механике молчаливо предполагалось, что дви-жущиеся часы не изменяют своего ритма. Это казалось столь очевидным, что едва ли было достойно упоминания." - пожалуй. "Но ничто не должно считаться слишком очевидным; если мы действительно желаем быть осто-рожными, мы должны подвергать анализу все положения, принимаемые в физике." - Это надо применить и к вопросу "несжимаемости" интер-ферометра Майкельсона!!!
Далее нет убедительного перехода к необходимости утверждения о разном темпе хода часов - есть только обсуждение возможности этого. До-пускается, что изменится длина метрового стержня, поскольку длина изме-ряется одновременным определением начала и конца, но - "Нет никаких ос-нования считать, что результат таких измерений будет таким же, как и в случае, когда отрезок покоится. Поскольку ... одновременность, как мы зна-ем, является относительным понятием, зависящим от системы координат, то кажется вполне возможным, что результаты этих измерений будут вполне различными в различных системах, движущихся друг относительно друга."
С. 154. "Мы помним: скорость света одинакова во всех инерциальных системах координат." - Не верно - фактом является только то, что фаза све-та, прошедшего по замкнутому контуру, размеры которого задаются физи-ческим телом, не меняется при движении этого тела. "Этот факт не совмес-тим с классическим преобразованием." - Это пока не факт, а предположе-ние, действительно не совместимое с классическим преобразованием. "Круг должен быть где-то разорван. Нельзя ли это сделать как раз здесь?" - есть более простой ход мысли! "Не можем ли мы предположить, что имеют ме-сто такие изменения в ритме движущихся часов и в длине движущегося стержня, что постоянство скорости света будет следовать непосредственно из этих предположений?" - Можем, причем достаточно предположить толь-ко изменение расстояния, а часы пересматривать не обязательно!!! "Наш довод может быть сформулирован иначе: если скорость света одинакова во всех системах, то движущиеся стержни должны изменять свою длину, дви-жущиеся часы должны изменять свой ритм, а законы, управляющие этими изменениями, являются строго определенными" - Наш довод должен быть сформулирован таким образом: если средняя скорость света кажется нам одинаковой во всех системах, то не следует исключать, что движущиеся стержни изменяют свою длину вследствие движения таким образом, что дают этот результат, причем законы, управляющие этими изменениями, яв-ляются строго определенными и естественно следующими из характера взаимодействий элементов, задающих геометрические размеры этих стерж-ней и иных тел в пространстве.
"Трудно отделаться от глубоко укоренившихся предрассудков, но дру-гого пути нет" - Справедливо!!!
"Почему надо верить, как это мы делали раньше, в абсолютное время, текущее одинаково для всех наблюдателей и во всех системах? Почему надо верить в неизменяемое расстояние?" - А почему надо верить в неизменяе-мую длину стержней в опыте Майкельсона? Ведь только эта не на чем не основанная вера приводит к выводу о "постоянстве скорости света"!!!
"Мы должны принять понятие относительного времени в каждой сис-теме координат, ибо это наилучший выход из трудностей" - Какой же тогда по-вашему наихудший? Данное утверждение безосновательно. Поскольку другие выходы, практически, не рассматривались. Предлагаемый нами под-ход намного проще, понятнее, интуитивно приемлем и, главное, - более кор-ректный и более адекватно отражает истинную картину.
С.155 - 160. Далее диалог между "старым" и "новым" физиками - субъ-ективен и не показателен, поскольку "старый" физик легко соглашается с необоснованными тезисами о постоянстве скорости света, то есть по сути стоит на пути теории относительности.
С.159. "С точки зрения теории относительности материальные тела не могут иметь скорости, большей, чем скорость света. Скорость света образу-ет верхний предел для всех материальных тел." - Физика - эксперименталь-ная наука, и если эксперимент продемонстрирует наличие сверхсветовой скорости, от этой теории необходимо отказаться. Никакая эксперименталь-ная теория не должна обобщать свойства еще не открытых явлений. СТО забегает вперед, заранее объявляя ограниченность скорости для всех мате-риальных объектов, хотя не может не признать, что не располагает сведе-ниями обо всех классах объектов и даже о количестве этих классов.
С.160. "Теория относительности необходимо вытекает из серьезных и глубоких противоречий, из которых, казалось, не было выхода. Сила новой теории заключается в согласованности и простоте, с которой она разрешает все эти трудности, используя лишь немногие очень убедительные предпо-ложения" - Мы показываем, что во-первых, выход из противоречий есть, поскольку эти противоречия - суть одной неверной трактовки одного дос-таточно корректного эксперимента, во-вторых, СТО не является ни согласо-ванной, ни простой - наоборот: противоречива и противоестественна, кроме того, она вносит несуразностей больше, чем разрешает проблем, в третьих её основные предположения нисколько не убедительны.
"Чем ближе скорость к скорости света, тем труднее её увеличить" - Это справедливо, поскольку сила воздействует посредством поля, в этом одна из причин, а вторая в том, что увеличение скорости может быть определено только с помощью поля, а чем скорость объекта больше, тем больше ошибка в её определении.
C. 163 "С помощью очень остроумных и сложных экспериментов мы можем обнаружить, как частицы сопротивляются действию внешней силы. Эксперименты показывают, что сопротивление, оказываемое этими части-цами, зависит от скорости и как раз так, как это предсказывается теорией относительности. Во многих других случаях, где можно было обнаружить зависимость сопротивления от скорости, было установлено полное согласие между теорией относительности и экспериментом." - Мы можем обнару-жить, что те же самые поля сообщают меньшие наблюдаемые ускорения. Это доказывает только, при движении частицы в поле либо сила взаимодей-ствия уменьшается, либо инерционность частицы растет, либо точность на-блюдения ускорения ухудшается, либо имеется любое сочетание этих при-чин. Последнее утверждение очень неконкретно.
С.164. "Согласно теории относительности нет существенного различия между массой и энергией" - Это, очевидно, натяжка: мы всегда различаем эти величины. Другое дело - ставить вопрос о взаимосвязи этих величин, и даже о том, в чем природа этой связи, и почему закон сохранения одной из этих субстанций нарушается (а нарушается ли?), а закон сохранения объе-диненного понятия - не нарушается (так ли это?).
с. 165. "Влияние теории относительности выходит далеко а пределы тех проблем, из которых она возникла. Она снимает трудности и противоре-чия теории поля; она формулирует более общие механические законы; она изменяет наше классическое понятие абсолютного времени. Ее ценность не ограничивается лишь сферой физики; она образует общий остов, охваты-вающий все явления природы" - Не верно то, что она снимает трудности и противоречия - противоречий меньше не становится, трудности возрастают и становятся непреодолимыми. Более сложное не всегда более общее. Все явления природы теория относительности, безусловно, не охватывает: она имеет дело лишь с взаимодействиями посредством поля (в том числе обмен информацией или её передача), остальные области механики прекрасно об-ходятся без теории относительности. Правильно очертить круг рассматри-ваемых проблем - половина успеха в деле. Полевое взаимодействие вносит особенности в том случае, когда скорость распространения взаимодействия должна приниматься в расчет либо в силу того, что объекты значительно удалены, либо в силу того, что объекты движутся со скоростями, соизмери-мыми с этой скоростью. Внесение этой ясности во-первых, сразу очертило бы круг рассматриваемых особенностей в проблеме, во-вторых, указало бы и пути, на которых следует искать выход из трудностей, а именно: следует ввести соответствующее преобразование, адекватно описывающее передачу взаимодействия во времени через пространство. Это может быть описание во временной или в частотной области, или иной математический прием, лишь бы математическая модель была адекватна физическому процессу.
С.173-174. Воображаемый диалог с предполагаемым сторонником классической физики заходит в тупик только потому, что автор этого ин-туитивно хочет и добивается. На самом деле противоречий нет. Всякая мыслительная деятельность направляется на решение конкретной задачи, каждая задача имеет ряд условий и лишь поэтому её можно решить. Задача без условий не решаема в принципе. Поэтому поиск решения для всех задач безотносительно их условий не приведет к успеху. Решение вопроса о том, инерциальная ли система отсчета, связанная с Землей, должно начинаться с определения круга решаемых задач. Если задачи связаны с механическими воздействиями и движениями около поверхности, и при этом силы Корио-лиса в рамках требуемой точности пренебрежимо малы в сравнении с си-лами, определяющими движения тел, то инерциальной является система, связанная с поверхностью Земли. Если требуется вывести силы Кориолиса, то инерционной будет система, связанная с центром вращения Земли, и ори-ентированная по звёздам. Если задача связана с расчетом траектории спут-ника, то инерционной будет система, связанная с Солнцем и т.д. Здесь мы приходим к пониманию того, что инерционные для различных классов за-дач системы не являются равномерно и прямолинейно движущимися друг относительно друга. Нравится это нам или нет, но с этим ничего поделать нельзя, как бы этого не хотелось - это необходимо осознать и попытаться понять общие закономерности, в силу которых ту или иную систему для то-го или иного класса задач можно объявить условно инерционной. Попытка найти единую инерционную систему психологически понятна. Если бы та-кая система была, то относительно неё можно было бы рассмотреть движе-ния всех остальных систем и на основании этого разделить их на инерцион-ные и иные. Но эти поиски заранее обречены на провал. Пусть даже такая система была бы найдена - мы обнаружим её никчемность. Допустим, что система, связанная с Солнцем и есть та искомая глобальная инерциальная система (хотя из астрономии мы наверняка знаем, что это не так, но отвле-чемся на время от иных звезд и галактик). В этом случае мы раз и навсегда установили бы, что никакая система, связанная с поверхностью или центром вращения любой планеты или её спутника, в том числе Земли или Луны, не является инерциальной. Что же далее? Неужели нам пришлось бы описы-вать полет брошенного камня в системе, связанной с Солнцем? Безусловно, нет. То есть мы все равно бы в определенном классе задач считали Землю инерциальной системой. А ведь она неравномерно движется в строго инер-циальной системе, и стало быть таковой являться не может.
Таким образом, мы должны сделать вывод, что даже стоящему на платформе классической физики ученому необходимо указать иные прави-ла, согласно которым определять свойства системы быть инерциальной ли-бо не инерциальной, и правила эти идут не из того, что данная система рав-номерно прямолинейно движется или покоится в некоторой строго инерци-альной системе (то есть снаружи), а из того, что в этой системе объекты, ко-торые рассматриваются в данном классе задач, покоятся или сохраняют знак и направление своей скорости сколь угодно долго (опять-таки во вре-менных и пространственных пределах данного класса задач) при отсутствии внешних сил или их векторном уравновешении (то есть изнутри).
Так и предлагалось (с.173): "Рецепт Ньютона таков: если принцип инерции имеет силу, то система либо покоится, либо движется прямолиней-но и равномерно. Если принцип инерции не имеет силы, то тело не находит-ся в прямолинейном и равномерном движении." - ну ведь всё сказано!!! А вопрос о том - покоится или движется данная инерциальная система в зада-чу не входит - в данную задачу. Эта задача не решается изнутри системы на основании поведения тел в ней - это так, с этим ничего сделать нельзя, с этим надо смириться, это надо принять. Точка. Для решения вопроса о дви-жении системы надо переходить на более высокий уровень - рассматривать движение этой системы относительно тел вне её.
Далее: "Таким образом, наш вывод о движении или покое зависит от того, применимы или нет все физические законы к данной системе коорди-нат." - Нет, нет и нет. Мы лишь делаем вывод о свойствах системы - инер-циальная или нет. Если нет - значит наверняка имеется существенное дви-жение, если да - ничего определенного сказать нельзя. Само движение сис-темы мы не изучаем по движению объектов внутри неё. Оттого, что система не инерциальная можно сказать что какое-то неравномерное движение есть, но какое оно - сказать невозможно, поскольку есть по меньшей мере один вид движения системы, который не обнаруживается изнутри этой системы на основании изменений или сохранения инерциальных свойств.
С. 175. "Возьмем два тела, например, Землю и Солнце. Движение, ко-торое мы наблюдаем, опять относительное. Его можно описать с помощью системы координат, связанной либо с землей, либо с Солнцем." Но только его всегда описывают относительно Солнца, поскольку принять систему ко-ординат, связанную с Солнцем удобно, как инерционную в данном классе задач, а система, связанная с Землей не является инерционной. И так для любой задачи - выбор инерционной системы происходит естественным пу-тем, достаточно аргументировано и не является проблемой. "Но поскольку движение относительно и можно применить любое тело отчета, то нет ока-зывается, что нет никаких оснований для того, чтобы предпочесть одну сис-тему координат другой". - Это уже не правильно. Если нас интересует толь-ко расстояние между объектами (скалярная величина), то мы и не решаем никакой физической задачи - мы только ставим эксперимент по наблюде-нию этой величины во времени и по сути не можем делать никаких прогно-зов. В этом случае мы не имеем систем отсчета, мы даже не имеем про-странства как такового, а имеем лишь два объекта, которые могут только удаляться или сближаться. Если мы рассматриваем объекты шире, чем ма-териальные точки, то у нас уже появляются другие их свойства кроме рас-стояния между ними и другие свойства пространства, кроме движения или покоя относительного первого или второго объекта. Если мы хотим решить физическую задачу расчета траекторий этих объектов, то мы должны опре-делить свойства каждой из возможных систем и выбрать из них инерциаль-ную, это означает, что мы должны делать эксперименты с другими объекта-ми, которые движутся в данной системе под действием сил той же природы. Инерциальные свойства системы, связанной с Землей в данной задаче мы будем определять не подбрасыванием камешка у поверхности, а наблюде-нием за другими объектами в пределах пространства между Землей и Солн-цем и поблизости, то есть в Солнечной системе. В этом случае обнаружим, что система, связанная с Солнцем, инерциальная, а система, связанная с Землей - не инерциальная, и выбор будет однозначным.
"Физика показывает, что для описания движения планет система коор-динат, жестко связанная с Солнцем, имеет огромные преимущества" - Воис-тину. Если ещё указать вышеназванный способ отличия этой системы от другой, то все проблемы снимаются.
C.175. "Если две системы координат движутся прямолинейно и равно-мерно друг относительно друга, то нет никаких оснований говорить "Эта система покоится, а другая движется"." - Возвращение к рассуждениям о тривиальном и неинтересном частном случае. Систем как таковых не бывает - они всегда связаны с телами. Для предпочтения одного тела другому при выборе покоящейся системы для данного класса задач всегда имеется, как правило, это чаще всего тело с наибольшей массой, мало того: в дальней-шем в теории относительности так и делается, поэтому не следует при об-суждении постулатов этой теории делать вид, что этот выбор не возможен, и что сохранить инвариантность при этом выборе - важная задача, которая решается теорией относительности. Во-первых, эта задача не важна - прак-тика её не требует, а теория легко её преодолевает, во-вторых, ни общая, ни специальная теория относительности эту задачу не решает, если "дочитать книжку до конца".
"Но если обе системы координат находятся в непрямолинейном и не-равномерном движении друг относительно друга, то имеется полное осно-вание сказать: "Это тело движется, а другое покоится (или движется прямо-линейно и равномерно)"." - Это ошибочно. Могут оба тела двигаться, при-том неравномерно, да как правило это так и есть. Характерные ошибки Эйн-штейна - выводы идут дольше, чем предпосылки, но основании которых они сделаны, обобщения качественно шире экспериментального материала, экстраполяция далеко за рамки эксперимента, недостоверные выводы на ос-нове достоверных сведений.
С.176. "Абсолютное движение имеет здесь вполне определенный смысл. В этом смысле между здравым смыслом и классической физикой имеется широкая пропасть." Поспешное заявление. Даже если тела движут-ся, существует класс задач, для которых и этим движением можно пренеб-речь. К примеру Земля и Луна движутся, но для бильярдных шаров у по-верхности эти системы остаются инерциальными в классическом определе-нии. Здравый смысл на самом деле не столь малозначимый аргумент, по-скольку он более или менее легко примиряется с некоторыми на первый взгляд абсурдными положениями. Например, личный опыт каждого челове-ка демонстрирует ему, что Солнце движется вокруг Земли, но под давлени-ем весомых аргументов ум в согласии со здравым смыслом принимает противоположный взгляд. Ничего, не сообразующегося со здравым смыслом нет в том, что мы не можем достоверно отличить покой системы, в которой находимся, от движения без ускорения, и даже от движения с ускорением, если оно не слишком велико, и даже от движения с большим ускорением, если наше тело и все прочие тела движутся с тем же ускорением, например, под действием сил гравитации. Гораздо более не сообразуются двойственная природа света, распространение волн при отсутствии среды, расширение Вселенной, квантовый характер энергии с допустимостью обмена энергией при условии непостоянства величины кванта и т.д. и вовсе не сообразуется со здравым смыслом неравномерное течение времени, искривление пространства, нарушение принципа причинности, нарушение принципа Галилея при сложении скоростей, предельный характер скорости света - все эти допущения не доказаны, противоречат здравому смыслу, и тем не менее прочно вошли в теоретическую физику не смотря на то, что между ними и здравым смыслом лежит непреодолимая пропасть. Ещё древние философы, не ведающие о проблемах релятивистской физики, говорили, что покой относителен, движение абсолютно. Это не противоречит здравому смыслу.
С.176. "... законы природы справедливы только для особого класса сис-тем координат, а именно, для инерциальных." - Ну это категорически не верно. Законы природы справедливы для всех тел, но законы природы отли-чаются от их упрощенных формулировок в тех или иных системах отсчета. Например, закон притяжения по сути состоит из трех составляющих:
а) взаимодействие массы со средой (испускание волн);
б) взаимодействие среды со средой (распространение волн);
в) взаимодействие среды с массой (поглощение волн);
а кроме этого имеется правило учета суммирования действия этих компо-нент во времени и пространстве, которое состоит в разрешении системы дифференциальных уравнений. Упрощенная формулировка состоит в том, что тела действуют с силами, противоположными по направлению и равны-ми по знаку, пропорциональными произведению масс и обратно пропор-циональными квадрату расстояний. Если системы не инерциальная, то уп-рощенная формулировка не будет работать в силу того, что суммирование элементарных воздействий даст другой результат. Законы взаимодействия при этом не меняются.
"Могли бы мы построить реальную релятивистскую физику, справед-ливую во всех системах координат; физику, в которой имело бы место не абсолютное, а лишь относительное движение ? Это, в самом деле, оказыва-ется возможным!" - Если мы заглянем в "конец книги", то увидим, что это не так - такой физики у Эйнштейна не получилось, увы.
"Действительно, релятивистская физика должна применяться во всех системах координат, а стало быть и в специальном случае - в инерциальной. Новые общие законы, справедливые для всех систем координат, должны в специальном случае инерциальной системы сводиться к старым, известным законам" - это важно, это запомним!!!
С.177. "Проблема формулирования физических законов для всякой системы координат была разрешена так называемой общей теорией отно-сительности; предыдущая теория, применяемая только к инерциальным системам, называется специальной теорией относительности. Эти две тео-рии не могут, разумеется, противоречить друг другу..."
"Новые трудности, возникающие в процессе развития науки, вынуж-дают нашу теорию становиться все более и более абстрактной" - тест для проверки "качества" теории. Если новые факты подтверждают теорию, то она адекватна, если порождают все новые и новые трудности - есть о чем задуматься: так ли уж верно теория описывает реальные законы природы?
ВНЕ И ВНУТРИ ЛИФТА
С.178-179. "Короче говоря, законы классической механики справедли-вы для наблюдателя внутри лифта" - да, и для муравья на внешней стенки лифта - тоже.
С.180. "Если мы вообразим другую систему координат, другой лифт, движущийся прямолинейно и равномерно относительно свободно падающе-го, то обе эти системы координат будут локально инерциальными. Все зако-ны совершенно одинаковы в обеих системах." - Справедливо. "Переход от одной системы координат к другой дается преобразованием Лоренца." Стоп! Это не следует пока ни из каких рассуждений и ни из каких экспери-ментов. Две локально инерциальные системы не обязаны двигаться равно-мерно прямолинейно друг относительно друга, поэтому переход не обязан быть определен. Можно пытаться рассуждать о переходе в терминах диф-ференциального исчисления, то есть начать с того. Что считать приращение скорости за малое время малым, и т.д., но тогда две любые (а не обязательно инерциальные) системы могут быть рассмотрены в первом приближении как равномерно прямолинейно движущиеся друг относительно друга. Здесь следует привлекать длинную серию приближений, не очевидно, что этот путь к чему-нибудь приведет. Но зато очевидно, что эти две локально инер-циальные системы не движутся равномерно и прямолинейно друг относи-тельно друга. Они в данном случае движутся равноускоренно, но и это не для каждой локально инерциальной системы является необходимым. На-пример, все тот же падающий лифт и космический спутник - движутся даже и не равноускоренно друг относительно друга.
С.181. "Поле тяготения существует для внешнего наблюдателя, но для внутреннего наблюдателя оно не существует." - Это не факт. Поспешный вывод. Мы наверняка можем сказать, что если система движется под дейст-вием гравитационных сил, то все элементы этой системы движутся с одина-ковым ускорением, поскольку сила пропорциональна массе, ускорение ока-зывается инвариантно по отношению к массе. Поэтому и только поэтому при отсутствии иных сил тела сохраняют относительное состояние покоя. Но значит ли это, что гравитационных сил от этого внешнего поля внутри системы нет? Система и тела в ней ускорятся, если пространство не имеет собственной скорости или покоя, то его свойства не меняются при ускоре-нии системы, но в этом случае ничто не мешает системе достичь сверхсве-товых скоростей. Если движение с постоянным ускорением от гравитаци-онных сил не позволяет системе достичь скорости больше, чем некоторая предельная, то эта скорость и есть скорость распространения гравитацион-ных волн. Мы не знаем эксперимента, решающего эту проблему, поэтому говорить о том, что внутри системы наличие внешнего поля никак не сказы-вается рано, а говорить о том, что внутри системы этого поля нет нельзя.
С.181-182. Рассуждения о том, что движение может быть заменено си-лой тяготения и наоборот. Надо взглянуть в корень - отчего действия "сил" инерции проявляются также, как действия гравитационных сил? Корень в том, что эти силы пропорциональны массе. Если были бы ещё какие-то си-лы, также пропорциональные массе, то и их действие извне на систему в це-лом и на каждый её элемент в частности сообщало бы одинаковое ускоре-ние этим элементам, и система продолжала бы оставаться локально инерци-альной. Ввиду этого стоит рассмотреть вопрос о причинах того, что грави-тационные силы пропорциональны массе - есть ли возможность совершить переход к ним от сил инерции? Если нет, то пока этот вопрос остается от-крытым и на этом всё.
С.182-183. Обсуждение траектории луча в движущемся лифте. Утвер-ждается, что внутренний наблюдатель будет видеть её параллельно основа-нию, а внешний должен обнаружить, что в системе, связанной с лифтом луч отклонится, поскольку во внешней системе он будет двигаться прямолиней-но, а лифт движется. Здесь ошибка. Точки зрения внешнего наблюдателя безотносительно его местоположения не существует. Если наблюдатель со стороны входа луча, то ему будет казаться, что у движущегося лифта задняя стенка слегка отстает от передней, и луч, двигаясь прямо, отразится от той точки задней стены, которая будет напротив входного отверстия в момент, когда луч достигнет стены. Этой точкой и будет та точка, которая для внут-реннего наблюдателя лежит строго напротив входного отверстия. Искаже-ния воспринимаемого хода луча и искажения воспринимаемой геометрии твердых объектов полностью идентичны, поэтому в каждой системе созда-ется субъективное ощущение, что никаких искажений нет.
С. 183. "Луч света несет энергию, а энергия имеет массу. Но на всякую инертную массу поле тяготения оказывает воздействие, так как инертная и тяжелая массы эквивалентны. Луч света будет искривляться в поле тяготе-ния точно так же, как искривляется траектория тела, брошенного горизон-тально со скоростью света." - Не верно! Данный опыт содержит проблему, которая не исчерпывается силой тяготения и инерциальными либо не инер-циальными системами. Достаточно просто рассмотреть кабину в отсутствие внешних полей и наблюдателя, который движется равномерно прямоли-нейно и излучает луч, после чего делает вывод о том, от какой точки проти-воположной стенки луч отразится. Мы видим, что в зависимости от относи-тельной скорости кабины и внешнего наблюдателя результаты будут сильно отличаться. Здесь нельзя снять противоречие введением отклонения луча в поле большой массы - объекта с большой массой по условию задачи нет. Что же - здесь будет различный результат, в зависимости от выбора системы отсчета? Нет, парадокс снимается естественным образом в силу того, что субъективно форма кабины будет восприниматься внешним наблюдателем с искажением, как сказано выше.
"... Известные опыты, проделанные во время солнечных затмений, убе-дительно, хотя и косвенно, показывают влияние тяготения земли на путь светового луча". - Это вопрос трактовки.
С.184. "Законы тяготения, так же как и все законы природы, должны быть сформулированы для всех возможных систем координат, в то время как законы ньютона справедливы лишь в инерциальных системах коорди-нат" - Не верно. Законы Ньютона справедливы во всех локально инерци-альных системах (ЛИС), и вовсе не понятно, зачем формулировать эти зако-ны для всех систем вообще. Как правило, мы не имеем дела с иными систе-мами, кроме локально инерциальных. Таким образом, достаточно лишь сформулировать как различать локально инерциальные системы от просто инерциальных (если таковые имеются), и как осуществить переход из одной ЛИС в другую. Нет никакой необходимости формулировать законы движе-ния Земли в системе. Связанной с Луной. Можно сразу условиться, что сис-тема отсчета связывается либо с центром масс системы (в пределах рас-сматриваемой задачи) либо с телом наибольшей массы. Все остальные по-становки задачи не диктуются реальными потребностями, а чисто теорети-чески они (задачи описания в системе, связанной с другими объектами) ре-шаются через принцип Галилея.
ГЕОМЕТРИЯ И ОПЫТ
С. 184 - 187. Весьма занимательная фантастика, не имеющая никакого отношения, но ловко притянутая к обсуждаемой проблеме.
С.188. "Помещенный на радиусе отрезок движется относительно внеш-него наблюдателя. Однако, такой отрезок не сокращается и будет иметь одинаковую длину для обоих наблюдателей, так как направление движения перпендикулярно отрезку. Таким образом три измерения одинаковы для обоих наблюдателей: два радиуса и малая окружность." Здесь принимается как аксиома, что если масштаб тел в одном направлении в двух системах совпадает, то масштаб тел в других направлениях (в частности, в перпенди-кулярном данному) также совпадает. Однако в общем случае это не доказа-но. Если некий эталон длины (например, металлический стержень) повора-чивается на 90 градусов в данной системе отсчета, где центр его массы по-коится, то справедливо полагать, что наблюдатель в этой системе не обна-ружит изменений длины этого эталона. Но нет оснований утверждать, что если этот эталон повернется и начнет двигаться с большой скоростью, то его длина также останется неизменной. А коль скоро покоящаяся инерци-альная система не может быть отличена от движущейся, и коль скоро ре-зультаты измерения в пределах одной системы длины покоящегося и длины движущегося стержней не совпадают, то невозможно утверждать, что мас-штаб объективно инвариантен в какой бы то ни было инерциальной систе-ме. Очевидно, что подобное заключение нельзя сделать из опытов внутри системы, а лишь на основании опытов с сомой системой, то есть извне.
С.189. "Но не так обстоит дело с четвертым измерением. Длина боль-шой окружности будет различна для обоих наблюдателей. Отрезок, поме-щенный на окружности в направлении движения, теперь будет казаться со-кращенным для внешнего наблюдателя сравнительно с соответствующим ему покоящимся отрезком. Скорость на внешней окружности гораздо боль-ше, чем скорость на внутренней окружности, и это сокращение должно быть учтено. Поэтому, если мы применим выводы специальной теории относи-тельности, наше заключение будет таково: блина большой окружности бу-дет различной, если она измеряется обоими наблюдателями. Так как только одна из четырех длин, измеренных обоими наблюдателями, не будет одина-ковой для обоих, то для внутреннего наблюдателя отношение обоих радиу-сов не может быть равным отношению окружностей, как это имеет место для внешнего наблюдателя. Это означает, что наблюдатель на диске не мо-жет подтвердить справедливость евклидовой геометрии в своей системе." - Здесь не верно! Данное утверждение противоречит результатам экспери-мента! Если говорить в терминах измеряемой длины в системе наблюдателя, то опыт Майкельсона как раз доказывает, что изменения результата измере-ния участка длины окружности не наблюдается, поскольку в измерениях методом сравнения не важно, что является мерой, а что - измеряемым объ-ектом. Коль скоро мы не выявили изменения результата измерения скорости света от направления вращения, пользуясь механическими эталонами дли-ны, значит, мы и не выявили бы изменения длины механического эталона, измеряя её относительно скорости света. Ну что еще добавить относительно трактовки мысленного эксперимента, который не согласуется с результата-ми физического эксперимента, причем того самого, на основе которого как раз и строится новая теория???
С.189. "Нарушение евклидовой геометрии обязано абсолютному вра-щению, тому факту, что система координат, с которой связан наблюдатель, плоха и недопустима." - Это противоречит опыту. Система, связанная с Зем-лёй не плоха и допустима, евклидовой геометрии не нарушается даже с точ-ностью до погрешностей опыта Майкельсона, то есть в присутствии ощути-мых эффектов влияния конечной скорости света и в силу большой базы расстояния интерферометра. Невыполнение условий инерциальной системы в связи с вращением проявляется только на присутствии силы Кориолиса.
С.189. "... если мы хотим отвергнуть абсолютное движение и сохранить идею об общей относительности, то вся физика должна быть построена на более общей геометрии, чем евклидова. Нет возможности избежать этих следствий, если допустимы все системы координат" - Здесь наглядно и цель и средства ОТО. Наша цель - объяснить известные результаты, которые противоречат имеющейся теории, средство - создание теории, которая бы включала классическую физику как частный случай при условии таких со-отношений скоростей и расстояний, что отличия новой теории от классиче-ской пренебрежимо малы (т.е. предельный переход). Наш метод - тщатель-ный анализ выявленных противоречий, попытка найти их причину, основа метода - минимальная в количественном и качественном смысле переделка основ физических мировоззрений. У Эйнштейна метод - отказ от всего, что не укладывается в концепцию, которая создана на основе несколько по-спешного философского заключения (в смысле над-научного, стоящего много выше трактовки всей совокупности отдельных экспериментов) эта концепция состоит, во-первых, в отказе от любой материальной основы (среды, вакуума, эфира) для распространения электромагнитных волн, во-вторых, в связи с этим отказом - в отказе от различимости движущихся и покоящихся систем и от понятия абсолютного покоя, в третьих, далее лишь по аналогии с предыдущим шагом - в отказе от различимости вращающейся и не вращающейся систем, а провозглашение нарушения евклидовой гео-метрии во вращающейся системе противоречит фундаментальному экспе-риментальному результату, данному опытом Майкельсона, который как раз и предопределил необходимость создания новой теории! Безусловно, можно пытаться создать систему, в которой не только равномерное движение по инерции будет приравнено в покою, но и в том числе вращение. Можно вводить правила преобразования координат, в том числе и особой обобщен-ной координаты "время" так, чтобы законы в этой системе формулирова-лись привычно, но не дается вразумительного ответа на два важнейших во-проса: "Какой в этом смысл?" и "Будет ли это преобразование корректно?" Второй вопрос заставляет усомниться в том, что такая система адекватно описывает все процессы, поскольку преобразование координат может не по-зволить решить обратную задачу, а неразрешимость обратной задачи еще не означает отсутствие решения вовсе. Преобразованная система может не ох-ватывать в своем описании объекты, движущиеся со скоростями, больше световой, в силу неопределенности ряда формул - это не означает, что та-ковая скорость не может достигаться в действительности. Так Зенон преоб-разовал временную шкалу в логарифмическую и получил невозможность для Ахиллеса обогнать черепаху, тогда как в линейной шкале времени эта задача решается однозначно и положительно.
С.195. ОБЩАЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ И ЕЁ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА. "Сила, действующая между массами, зависит от расстояния между ними. Связь между силой и расстоянием, как мы знаем, инвариантна относительно классических преобразований. Но этот закон не соответствует строению специальной теории относительности. Расстояние не инвариантно по отношению к преобразованиям Лоренца. ... Но Ньютонов закон тяготе-ния упрямо сопротивляется всем нашим усилиям упростить и приспособить его к схеме специальной теории относительности. С другой стороны, идеа-лизированный эксперимент с падающим лифтом ясно показывает, что нет шансов сформулировать общую теорию относительности без решения про-блемы тяготения." - Это говорит о больших (неразрешимых) проблемах ОТО. Если вводится пространство, которое может искривляться с целью по-лучения инвариантных формулировок законов механики и законов полевого взаимодействия, то либо все полевые взаимодействия должны распростра-няться с одинаковой скоростью, либо эта задача неразрешима. Первое не доказано, но в силу второго - это принято как аксиома. Факт в том, что элек-тромагнитное полевое взаимодействие отвечает за расстояния между ато-мами и молекулами, поэтому размеры материальных тел и оптическая длина пути луча света по замкнутому пути инвариантны к возможным изменениям скорости распространения поля, вызванным перемещением системы в ва-кууме, причем инвариантность выявлена не математически, а из реальных экспериментов. Если скорость распространения гравитационного поля сов-падает со скоростью распространения электромагнитного (что далеко не факт, но вероятно, если носитель возмущения тот же самый - среда, вакуум), то гравитационные силы будут также инвариантны к этому преобразова-нию. Если скорость распространения гравитации выше, то тем более. Если ниже - то могут обнаружиться несоответствия. Таким образом эксперимент лишь может выявить, что скорость распространения гравитационных волн не менее, чем скорость распространения электромагнитных волн.
С. 196. "... Некоторые черты новой теории тяготения:
1. Гравитационные уравнения ОТО могут быть применены к любой системе координат... Теоретически допустимы все системы коорди-нат..." - Неинерциальные в том числе и в первую очередь.
2. "... Переход от ньютонова закона тяготения к общей относительно-сти до некоторой степени аналогичен переходу от теории электриче-ских жидкостей и закона Кулона к теории Максвелла." - Это реклам-ное заявление, опережающее реальные аналогии. Непростительно.
3. "Наш мир неевклидов. Геометрическая природа его образована мас-сами и их скоростями. Гравитационные уравнения ОТО стремятся раскрыть геометрические свойства нашего мира" - Эти тезисы стро-ятся на некорректных рассуждениях, поэтому ошибочны.
С. 196. "Каждое рассуждение должно проверяться экспериментом, и любые выводы, как бы привлекательны они ни были, должны отбрасывать-ся, если не соответствуют фактам." - Очень верно, но, к сожалению, автор этих слов не следует этому правилу. Так он полагает скорость света посто-янной во всех направлениях вопреки тому, что это не следует из экспери-мента (напомним: эксперимент только позволяет фиксировать приращение фазы по замкнутому контуру, то есть необходимо утверждать лишь о посто-янстве воспринимаемой оптической длины замкнутого контура, а не каждо-го плеча в отдельности, в масштабе реальных физических тел, а не в мас-штабе несуществующих несжимаемых стержней). Вообще в создании тео-рии нарушена логика доказательств, поскольку вначале плечи интерферо-метра предполагаются несжимаемыми, в силу этого делается вывод об ани-зотропном постоянстве скорости света, после чего на основании этого ут-верждается, что расстояния зависят от скорости, но если это так - можно ли считать движущийся интерферометр несжимаемым эталоном длины?
С. 197. "Как выдержала новая теория тяготения экспериментальную проверку? Ответ на этот вопрос можно дать в следующем предложении: старая теория есть особый предельный случай новой. Если силы тяготения сравнительно слабы, прежний ньютонов закон оказывается хорошим при-ближением к новым законам тяготения. Таким образом, все наблюдения, подтверждающие классическую теорию, подтверждают и общую теорию относительности. Мы вновь приходим к старой теории от более высокого уровня новой теории." - Это не верно. Следует при создании всякой новой теории поставить необходимым условием по умолчанию требование, чтобы в предельном случае она совпадала со старой, которая справедлива для за-данных ограничений - в данном случае при скоростях тел и расстояниях между ними таковых, что задержкой времени распространения волы взаи-модействия можно пренебречь в сравнении с изменениями параметров взаимодействия. Если такого совпадения нет, то теория отвергается на ста-дии гипотезы. Если есть - её необходимо подтвердить экспериментально, причем подтвердить в той части, которая отличается от старой теории.
С.197. "Даже если бы нельзя было указать дополнительных наблюде-ний в пользу новой теории, если бы её объяснения были бы столь же хоро-ши, как и объяснения старой теории, представляя тем самым свободный вы-бор между обеими теориями, мы должны были бы отдать предпочтение но-вой" - ВЗДОР!
С.198. "Уравнения новой теории с формальной точки зрения сложнее, но их предпосылки, с точки зрения основных принципов, проще. Исчезли два страшных привидения - абсолютное время и инерциальная система." - Изъяты, вернее сказать, инвариантность времени, однородность простран-ства и среда, в которой распространяются волны, поскольку не смогли ра-зобраться, как определить покоящуюся систему отсчета для данного класса задач, и опыт опровергает возможность указать единственную фундамен-тально покоящуюся систему. Не смотря на то, что легко отличить инерци-альную систему от прочих, осуществлена неудачная попытка декларировать полное равноправие всех систем, то есть отказаться от инерциальной систе-мы как особо удобной для решения задач физики.
С.197. "Чрезвычайно важная идея эквивалентности инертной и тяже-лой масс не осталась без внимания" - А для карася на сковородке электро-печь эквивалентна керосиновой и газовой - ну и что из того?
С.197. "Не надо допущений, касающихся сил тяготения и расстояния" - надо было просто от расстояния перейти к пространственным характери-стикам гравитационных волн. Это показалось невозможным в связи с отка-зом от пространства, но практика доказывает - волны существуют объек-тивно, стало быть существует объективно и среда, следовательно скорость этой среды в какой-то системе объективно равна нулю, на зависимо от того, можем мы или не можем отличить эту систему от остальных.
С.197. "Из новых гравитационных законов могут быть сделаны и но-вые выводы, не содержащиеся в законах тяготения Ньютона. Один вывод, а именно отклонение светового луча в поле тяготения, уже указывался" - вот это и надо тщательно рассмотреть на предмет соответствия практике с точ-ностью до расчета этого эффекта!!!
С.198. "Не только Меркурий должен вращаться вокруг Солнца, но и эллипс, который он описывает, должен очень медленно вращаться относи-тельно системы координат, связанной с Солнцем... Новая теория предсказы-вает величину этого эффекта. Эллипс Меркурия осуществлял бы полное вращение в три миллиона лет! Мы видим, как незначителен этот эффект и как безнадёжно было бы искать его в отношении планет, обращающихся на более далеком расстоянии от Солнца... Отклонение орбиты планеты Мерку-рий от эллипса было известно прежде, чем была сформулирована общая теория относительности, но никакого объяснения этому нельзя было найти. С другой стороны, общая теория относительности развивалась без всякого внимания к этой специальной проблеме. Заключение о вращении эллипса при движении планеты вокруг Солнца было сделано позднее из новых гра-витационных уравнений." - Жаль, что нет соответствующих выкладок для этого прогноза. Следует со вниманием рассмотреть все же иные способы объяснения.
С.199. "Согласно общей теории относительности длина волны света, излученного атомом натрия, скажем, помещенного на Солнце, должна быть несколько больше, чем длина волны света, излученного атомом натрия на нашей Земле." - Этот эффект должен быть ещё заметнее на излучении звезд, масса которых во много раз превосходит массу Солнца. Слово - астрономам и физикам от спектроскопии. Вероятно, этот эффект - существует он или нет - весьма мал на фоне эффекта Хаббла, так что об экспериментальной подтверждении или опровержении его, видимо, говорить не приходится.
С.200. "Мы имеем две реальности: вещество и поле. ... В настоящее время мы принимаем оба понятия. Можем ли мы считать вещество и поле двумя различными, несхожими реальностями?" - Видимо, элементарный объем пространства моде обладать различными свойствами. Если этот объ-ем практически беспрепятственно изменяет свой заряд, то он может слу-жить носителем поля. Если он сопротивляется изменению заряда, если его легче переместить пространственно, чем перезарядить, то, следовательно, он отличается от того, что принято считать отсутствием вещества. Подоб-ный участок пространства обладает некоторой инерционностью по отноше-нию к силе, которая стремится его переместить, и мы можем указать, что инерционность его тем выше, чем в больших взаимодействиях участвует данный участок пространства. Можно ожидать с большой степенью вероят-ности, что энергия, задействованная во взаимодействии связана с инерци-онностью этого участка.
С.200. "Из теории относительности мы знаем, что вещество представ-ляет собою огромные запасы энергии и что энергия представляет собой ве-щество. ... Поэтому мы могли бы сказать: вещество - там, где концентрация энергии велика, поле - там, где концентрация энергии мала. Но если это так, то различие между веществом и полем скорее количественное, чем качест-венное." - Видимо в значительной степени это так, но не настолько упро-щенно. Образовывать сгустки энергии в виде вещества - это, вероятно, свойство материи, в которой может распространяться поле, фундаменталь-ное свойство, которое состоит в том, что скорость распространения поля конечна. Если бы скорость была бесконечной, то каждое возмущение вели-чины заряда в каком-либо элементарном участке пространства было бы по-давлено реакцией ближайших участков, которые всегда стремятся компен-сировать подобное возмущение. Всякая волна устойчиво затухала бы. Но в связи с конечностью скорости, возникают условия, когда затухание не ус-тойчиво, то есть оказывается устойчивым колебательный процесс. Таким образом часть энергии оказывается связанной, постоянно переходя из кине-тической в потенциальную и наоборот, практически без потерь. Участок пространства, в котором связана энергия, обладает инерционностью, то есть содержит вещество.
С.200. "Нет смысла рассматривать вещество и поле как два качества, совершенно отличные друг от друга. Мы не можем себе представить опре-деленную поверхность, ясно разделяющую поле и вещество." - Это зависит от задачи. В большинстве случаем это имеет смысл и именно так представ-ляются условия задачи. В частных случаях можно говорить о процессах, воспринимаемых в некоторых системах отсчета как переход вещества в энергию или наоборот (мы не можем утверждать, что это происходит объ-ективно, но из эксперимента следует, что субъективно это так или почти так). Однако, это ещё не повод отказаться от раздельного рассмотрения. Ес-ли дрова могут превратиться в огонь, это ещё не означает, что дрова и огонь по сути неразличимы. Здесь аналогия сильнее, чем кажется на первый взгляд: кто угодно может превратить дрова в огонь, но ещё никому не уда-лось из огня сделать дрова. То же самое можно сказать про энергию и массу - масса связи может быть высвобождена с выделением энергии, но никому ещё не удалось энергию превратить в вещество!!!
С.201. "Структурные законы, то есть законы Максвелла и гравитаци-онные законы, нарушаются для очень большой концентрации энергии или, как мы можем сказать, они нарушаются там, где присутствуют источники поля, то есть электрические заряды и вещество." - Законы физики нару-шаться не могут, иначе это - не законы. Простейшие формулировки попро-сту не учитывают пространственного распределения поля и изменения этого распределения во времени, стало быть необходимо внести в них эти по-правки, после чего уже законы должны стать нерушимыми. Законы же, ко-торые сформулированы в частных производных, как раз учитывают эти по-правки.
С.200. "Мы могли бы рассматривать вещество как такие области в пространстве, где поле чрезвычайно сильно." Этого не достаточно. Поле вдобавок совершает постоянную трансформацию энергия перекачивается из кинетической в потенциальную и обратно, причем настолько быстро, что излучение поля во время четных переходов поглощаются во время нечетных (излучается поле с противоположным знаком), но для этого то, что излучает должно двигаться быстрее, чем распространяется волна. Стало быть масса образована при связывании энергии частицами участками пространства, приобретающими таким образом инерционность. Но это - всего лишь гипо-теза. Для связывания энергии нужна масса, при отсутствии инерционности энергия не связывается, достоверно можно лишь говорить о дефекте масс в связи со связыванием энергии.
С.200. "В нашей новой физике не было бы места и для поля, и для ве-щества, поскольку единственной реальностью было бы поле." - А зачем? Большая часть задач этого не требует.
С.201. "Новые законы движения тела, сформулированные теорией от-носительности, блестяще подтверждаются экспериментом" - В той части, где они совпадают с классическими подтверждение необходимо но не дос-таточно ни для какой теории, оно не служит основанием для принятия тео-рии. В той части, где теория отличается от классических представлений, подтверждение не приводится в данном труде, если не считать опыта Май-кельсона и двойных звезд, то может лежать в основании и иных теория и быть объяснено значительно более простыми рассуждениями.
С.202. "Общая теория относительности дает ещё более глубокий ана-лиз пространственно-временного континуума." - Специальная теория неми-нуемо приводит к общей, а общая необходима для существования специ-альной и вот почему: если понятие движения относительно, то и понятие инерциальной системы обязано быть относительным. Если убирается про-странство, то нельзя отличить движение от покоя, но тогда же нельзя отли-чить вращение от отсутствия вращения. Эйнштейн на это идет, поскольку считает отказ от эфира единственно возможным выходом из тупика, к тому же доказанным экспериментально. Мы знаем что во-первых, доказательство некорректно истолковано, что можно продемонстрировать на интерферо-метре Майкельсона, заполненном не вакуумом, а веществом, во-вторых, из тупика есть вполне логичный выход.
С.202. "Но сила теории заключается в ее внутренней согласованности и простоте её положений." - Да уж в сравнении с классической теорией, ко-торая все же не нарушается, если её перевести в термины дифференциаль-ных уравнений - куда как просто!
С. 205. "Если бы мы должны были характеризовать основные идеи квантовой теории в одном предложении, мы могли бы сказать: следует предположить, что некоторые физические величины, до тех пор считав-шиеся непрерывными, состоят из элементарных квантов." Такое опреде-ление предполагало бы, что данная физическая величина всегда может ме-няться исключительно дискретно, то есть её приращение строго равно про-извольному, но обязательно целому числу заданного количества минималь-ных приращений. Если величина передаваемого кванта, например энергии, может меняться не строго кратно целому числу минимальных квантов, то последовательным добавлением большего кванта и убавлением меньшего квантов теоретически можно достичь передачи дробной части кванта энер-гии из одной системы в другую, а это означает делимость кванта.
С.206. "Возьмем простейший пример наиболее легкого элемента - во-дорода. Мы видели..., как изучение броуновского движения привело к опре-делению массы водорода. Она равна 0,0000000000000000000000033 грамма. Это означает, что масса прерывна. Масса взятой порции водорода может изменяться лишь на целое число наименьших порций, каждая из которых соответствует массе одной молекулы водорода." Во-первых. Если говорить о массе водорода, то она в этих терминах, действительно, дискретна. Но ес-ли говорить о массе объекта как о физической величине, то данный пример не доказывает прерывности массы. Объект может состоять из атомов раз-личных веществ, и его масса при желании может быть изменена на величи-ну, меньшую, чем вес атома водорода. В рамках отдельного эксперимента мы можем взвешивать исключительно гири не менее 1 кг и вес будет всегда выражаться целым значением, но это не означает дискретность величины веса, а лишь указывает на то, что исследуемые объекты не разделены на порции, мельче чем некоторые. Это не означает неделимость объекта, а ука-зывает на неразделенность в данном классе экспериментов. Атом водорода также может быть разделен на составляющие, так что дискретное свойство массы в данном случае не подтверждается. Короче: открытие атомов и мо-лекул не дает основания принимать массу дискретной. Суть квантовой тео-рии принципиально в другом. Во-вторых. Согласно теории относительно-сти, масса зависит от скорости, следовательно, масса может быть изменена на сколь угодна малую величину в силу того, что скорость может быть из-менена на сколь угодно малую величину. Мало того - по ОТО масса и энер-гия - суть две формы одного и того же, стало быть и энергия и масса могут быть изменены на произвольно малую величину, какой бы малой не была масса элементарной частицы, эта масса может быть изменена на сколь угод-но малую величину, посредством сообщения ей сколь угодно малой скоро-сти. Если не так, то скорость всех частиц также должна меняться дискретно. Таким образом, теория относительности не может сосуществовать с кванто-вой теорией.
С.208. "Элементарные кванты отрицательного электричества называ-ются электронами. Отрицательный заряд, как и масса, может быть только прерывным." - В отношении заряда возразить нечего. До тех пор, пока не открыли возможность деления заряда электрона и пока не открыли иного носителя отрицательного заряда, величину электрического заряда можно считать строго дискретной, поскольку всякий заряд состоит из строго цело-го числа строго равных величин элементарных зарядов.
С. 212. "Все наблюдаемые электроны имеют одинаковую скорость, одинаковую энергию, которая не изменяется при возрастании интенсивно-сти света ... Очевидно, что из волновой теории мы не можем вывести неза-висимость энергии электронов от интенсивности света, которым они извле-каются из металлической пластинки." - Это вовсе не очевидно. Мы же не удивляемся тому, что скорость пули не зависит от силы и скорости нажатия пальцем на курок. Данный пример лишь говорит о том, что, возможно, элек-троны задействованы в устойчивом взаимодействии, которое разрушается с высвобождением некоторой порции кинетической энергии. Энергия света необходима для того, чтобы разорвать связь, а не для того, чтобы разогнать электрон, и в данном случае не важно, какая величина световой энергии ис-пользуется для этой цели. Представим себе яблоки, которые растут на одной высоте. Перерезаем ли мы черенок ножницами, пережигаем ли свечкой или его перебивает пуля, или разрубает клинок - яблоки упадут на землю с од-ной и той же скоростью. Данный пример не доказывает квантовой природе световой энергии. Но даже если эксперимент доказал, что свет имеет строго квантованную энергию, надо обратиться к механизму излучения, поскольку вероятно, что именно он повинен в таком свойстве света.
С.213. "Сразу ясно, что квантовая теория света дает объяснение фото-электрическому эффекту. Поток фотонов падает на металлическую пла-стинку. Взаимодействие между излучением и веществом состоит из очень многих элементарных процессов, в которых фотон ударяется об атом и вы-бивает из него электрон. Эти элементарные процессы подобны друг другу и вырванный электрон будет в каждом случае иметь одинаковую энергию. Нам становится понятным, что увеличение интенсивности света на нашем новом языке означает увеличение числа падающих фотонов. В этом случае из металлической пластинки было бы вырвано большее число электронов, но энергия каждого отдельного электрона не изменилась бы." - Если бы это было так, что можно было бы плавно управлять энергией вылетевших элек-тронов, плавно же меняя энергию фотонов, то есть меняя длину волны из-лучения. Если бы это было так, что скорость электрона легко подсчитыва-лась бы, поскольку справедливо было бы применить теорию упругих соуда-рений, отсюда, зная скорость света и массу электрона, а также массу фотона, можно было бы рассчитать скорость электрона, и напротив, по скорости электрона определить массу фотона. Может быть так и есть (см. с.214)? Тут же возникает вопрос, по какой причине электрон вылетает не в том направ-лении, в котором излучался свет? И по какой причине свет не отражается в обратном направлении? Но скорее всего это не так. Вероятнее только опре-деленное значение длины волны позволяет наиболее эффективно вырывать электроны. Это указывает на то, что электроны совершают периодическое движение около атомов, и излучение определенной частоты позволяет при условии резонанса постепенно шаг за шагом так раскачать электрон около стационарной орбиты, что он вырывается (кинетическая энергия превышает потенциальную энергию связи) и покидает атом.
С. 213. "Итак, мы видим, что эта теория [квантовая] находится в пол-ном согласии с результатами наблюдения." - Не видим. Свет не отражается от света, пересечение пусков света не мешает их распространению, корпус-кулярная теория весьма далека от того, чтобы быть подтвержденной. Её привлекают только для объяснения квантового характера поглощения света, где она работает плохо, и для объяснения возможности распространения света в отсутствие среды, где она работает ещё хуже, поскольку противоре-чит принципу постоянства скорости света во всех инерциальных системах. Корпускулярная теория не состоятельна.
Заключение
Итак, рассуждения авторов во многом кажутся логичными и понят-ными в силу того, что они даны на примерах из быта. Однако, логика рас-суждения не безупречна. Нанизывая одно положение на другое, авторы, на первый взгляд, выстраивают стройную теорию. Однако, в силу большого количества переходов не строгая корректность некоторых из них в итоге за-водит логику рассуждений в клубок противоречий. Полагая собственные рассуждения безупречными, авторы убеждают нас принять эту теорию в том виде, в каком она получилась, ибо, по их мнению, иной теории просто и быть не может, ибо авторы не подозревают о некорректности своих утвер-ждений.
Мы же, напротив, обязаны обозреть всю теорию в целом, и в этом случае увидим, что провозглашенные цели не достигнуты, кажущаяся ло-гичность постоянно нарушается, и при этом ни один из фундаментальных законов не выполняется. Это означает на деле вовсе отказ от какой-либо теории и от каких-либо законов, чего, разумеется, ни один физик допустить не может.
Если читателя заинтересует альтернативная теория полевого взаимо-действия, я готов вернуться к этой теме. Скажу только, что она имеется, но опубликование её на сайте Самиздата затруднено, поскольку эта работа (достаточно объемная) содержит формулы и рисунки, без которых она не может быть понята.