Ко мне в письме обратился один читатель с просьбой разъяснить мою позицию более детально.
Мне кажется, что его вопрос сам по себе содержит множество интересных положений, во всяком случае, его полезно было бы опубликовать.
Однако, пока я еще не получил согласия (или не согласия) автора на это - мне было бы предпочтительно, что бы автор сам опубликовал этот свой вопрос - но свой ответ в форме "какова моя позиция" я вполне могу поместить.
ИТАК
Основа моего мировоззрения состоит в признании того, что свет и любое электромагнитное поле распространяется в пространстве со скоростью, определяемой «упругостью» некоей субстанции, называемой ранее «эфиром», а ныне «вакуумом».
Я считаю, что таков же механизм распространения гравитационных полей.
Я полагаю, что вводить другие поля, поля иной природы, в современную физику пока рано.
То есть я полагаю, что таковые поля непременно существуют, и именно они ответственны за постоянство размеров и целостность элементарных частиц. Но ученые пока не располагают средствами изучения этих полей. Я убежден, что эти поля распространяются в пространстве со скоростью, гораздо большей, чем скорость света в вакууме.
В конкретных физических экспериментах мы пока можем измерять и так или иначе «ощущать» лишь электромагнитные и гравитационные поля.
Я убежден, что эти поля распространяются в определенной объективно существующей среде. Я убежден, что эта среда материальна, и следовательно, обладает, как минимум, таким материальным свойством, как «пребывание» где бы то ни было. Следовательно, эта среда обязательно покоится в одной и только одной системе координат, которую и можно привязать к этой среде. Я убежден, что эту среду не могут сдвинуть с места никакие физические объекты, данные нам в ощущениях, эта среда проницаема для всех объектов и не взаимодействует с ними иначе, как поглощая, распространяя и испуская возмущения, которые мы определяем как волны гравитационного и электромагнитного полей.
Опыт Майкельсона имел целью выявить влияние движения Земли относительно этой среды, то есть отыскать «эфирный ветер».
Как известно, этот опыт не дал положительных результатов.
На мой взгляд, причин того, что опыт Майкельсона дал отрицательный результат, много, хотя я понимаю, что тут я «противоречу сам себе». Действительно, я сам считаю, что во всяком «странном» результате должна быть указана только одна причина, но в данном конкретном случае – ситуация неоднозначная.
ПРИЧИНА № 1. (ОСНОВНАЯ)
Самое первое и самое главное – я считаю, что если бы вдруг по какой-либо причине скорость света в пространстве в разных направлениях не совпадала, то это обязательно привело бы к тому, что точно так же не совпадала бы и скорость распространения электромагнитного поля вообще, как такового.
И я считаю, что размеры атомов, молекул, так же, как расстояния между атомами в кристаллических решетках, а следовательно и размеры всех тел определяются совокупностью действия всех сил на те частицы, которые удерживаются на этих расстояниях.
Каковы могут быть эти силы?
1. Электростатические, магнитные и прочие, подпадающие под понятие «электромагнитные».
2. Гравитационные.
3. Взаимодействие электромагнитных и гравитационных сил, т.е. совокупность сил по пп.1 и 2.
4. Какие-то иные силы, иной природы, нежели электромагнитной и гравитационной.
5. Совокупность сил по пп. 3 и 4.
И эти силы, на мой взгляд – электромагнитные.
Нельзя исключить, что в процессе участвуют также и гравитационные силы, но в этом случае следует рассмотреть два возможных варианта:
1. Скорость распространения гравитационных полей в пространстве такова же, как и скорость света в вакууме.
2. Скорость гравитационных полей иная: а) меньше, б) больше.
Я склоняюсь к предположению 1, но если бы оказалось, что верно предположение 2, то я выбрал бы подпункт (б).
В большинстве вариантов мыслимых гипотез причины постоянства размеров атомов, молекул и кристаллических решеток (для заданных типов кристаллов) мы приходим к выводу, что это – ситуация равновесия сил, передаваемых полями, которые распространяются со скоростью света в вакууме. Я бы эту скорость окрестил «скорость света в покоящемся эфире».
Можно предположить, что размеры атомов размеры кристаллических решеток определяются чем-то иным. Но я такое предположение не разделяю.
Современная физика предполагает, что имеется некая «третья сила», которая работает на очень малых расстояниях, и именно эта сила не дает атомам сблизиться до нулевого расстояния, удерживает их на некотором отдалении друг от друга. Я этого предположения не разделяю.
Мои исследования (моделирования ситуации) доказали, что достаточно предположения единственной силы – электромагнитного притяжения – для того, чтобы обосновать постоянство и стабильность размеров атома и их зависимость только лишь от заряда ядра, и полную инвариантность от начальных условий создания атома из отдельно взятых ядра и электрона (или электронов).
Это дает мне основания утверждать, что если бы по какой-либо причине скорость света в разных направлениях была разной, это непременно бы сказалось и на расстояниях между атомами. Причем, сказалось бы это именно таким образом, что было бы обеспечено то же самое значение любого оптического пути по замкнутой траектории, образуемое любыми атомами, молекулами или кристаллическими решетками.
Таким образом, первое, в чем я категорически убежден, это то предположение, что если эфирный ветер изменяет скорость света в разных направлениях, то это непременно сказывается и на геометрических размерах всех реальных физических тел, причем сказывается крайне незначительно, и при этом совершенно одинаково.
Следовательно, никакие реальные физические объекты или сделанные из них линейки, установки, стенды, аппараты, приборы не могут использоваться для отыскания и обнаружения «эфирного ветра», поскольку они не являются независимыми от него.
ЛИРИЧЕСКОЕ ОТСТУПЛЕНИЕ
Лоренц допускал такое «сжатие» - но только в области полей электрона, а не в области геометрических размеров атомов и молекул.
При этом Лоренц считал сжатие объективным, в отличие от Эйнштейна.
При этом Лоренц, насколько мне известно, не допускал растяжение. Однако, поскольку формулы перехода из одной системы в другую содержат скорость относительно единственной выделенной покоящейся системы, в которой скорость эфира во всех направлениях равна нулю, то движение электрона в этой системе должно было, по мнению Лоренца, приводить к сжатию его поля. Но больший покой, чем покой в покоящейся системе, быть не может. Поэтому Лоренц не рассматривал «растяжения» поля электрона. Однако, признав выделенную покоящуюся систему, Лоренц создал предпосылки для возможности «растяжения», а именно: если эксперимент был рассмотрен в движущейся системе, то при переходе из нее в покоящуюся систему, мы должны использовать те же преобразования, однако иметь в виду, что знак скорости поменялся, и «насильно» положить вместо нового сжатия – растяжение. То есть решения квадратного уравнения всегда два. А вот выбор – какое из решений взять – должен быть взят на основании известной скорости по отношению к покоящейся системы.\
Далее возникает проблема: если все так, то я не могу назвать эксперимент, который бы позволил отличить покоящуюся систему от движущейся и определить вектор ее скорости. Следовательно, я не располагаю достаточной информацией для восстановления истины.
Но наличие истины не зависит от того, знаю я ее или нет. Если экспериментатор не может отличить истинно покоящуюся систему от движущейся, это отнюдь не требует, чтобы отличий не было принципиально, это не требует, чтобы покоящейся системы не было вовсе.
Я предполагаю, что я не в состоянии познакомиться со всеми людьми планеты Земля, но ведь из этого не следует, что этих людей не существует!
Сокрытие истины не доказывает ее отсутствие. Невозможность открытия истины также не запрещает существование этой истины.
Невозможность обнаружить «эфирный ветер» в наших экспериментах не доказывает отсутствия этого ветра.
Древние люди, не имеющие магнитов и предметов из магнитного материала, не могли бы никак обнаружить магнитное поле Земли и магнитное поле некоторых пород.
Если современного человека лишить всех средств обнаружения магнитных полей, он тоже не сможет их обнаружить. Если лишить человека всех средств обнаружения электромагнитных полей (от радиопередатчиков и т.п.), кроме света, то он и их не обнаружит. Слепой без дополнительных инструментов и не обнаружит и света.
Но ведь из этого отнюдь не следует, что указанных полей не существует, не так ли?
Неудача с обнаружением эфирного ветра объяснима, и она не доказывает его отсутствие.
В отличие от Эйнштейна, я не считаю, что преобразование Лоренца - это всегда сжатие.
В отличие от него, я не считаю, что это преобразование вообще имеет смысл лишь при переходе из одной системы отсчета к другой, причем, не зависимо от скоростей этих систем относительно чего бы то ни было.
Отмечу разницу – у Эйнштейна система отсчета обязательно привязана к тяжелому телу, система координат (а не отсчета) – это мера, привязанная к пространству, а не к телу. В системе координат даже самое тяжелое тело может перемещаться. В системе отсчета самое (глобально) тяжелое тело в рассматриваемом эксперименте всегда покоится относительно собственного центра масс, который и задает эту систему отсчета.
То есть Солнце объективно колеблется под действием гравитации от планет – но только не в теории относительности. Там требуется, чтобы центр масс Солнца был центром системы отсчета. Если же говорить, что центром этой системы следует признать центр масс всей Солнечной системы в совокупности с планетами, непременно возникнет парадокс, так как гравитационное поле (и уж достоверно – электромагнитное) от дальних планет доходит с большой задержкой. Следовательно, вопрос, где именно находится центр масс Солнечной системы будет зависеть от точки рассмотрения (в СТО это достоверно так). Следовательно, в СТО невозможно объективно определить систему отсчета. Следовательно, она не дает нам инструментарий, а отнимает его у нас.
ПОЭТОМУ – К ВОПРОСУ О СЖАТИИ
Полагаю, что будет иметь место не сжатие, а растяжение. Если скорость поля во встречных направлениях изменяется, в одном направлении увеличивается, в другом – уменьшается, то время прохождения этого поля по замкнутому циклу возрастет (в квадратичном члене), и следовательно, как мне кажется, силы, удерживающие электроны, атомы, молекулы и их совокупности, ослабнут.
В этом плане я считаю, что не имеет места увеличения массы тел с увеличением их скорости. Напротив – имеет место ослабление сил. В плане ускорения это дает тот же результат, однако в плане понимания механизма явления это совершенно иная ситуация.
ПРИЧИНА № 2.
Если даже в опыте Майкельсона предположить использование абсолютно жесткой конструкции интерферометра, которая бы по каким-либо причинам не зависела от скорости полей (чего, разумеется, нет), и не зависела бы от эфирного ветра (чего, разумеется, нет), то и в этом случае результаты опыта были бы естественными. То есть отрицательный результат мог бы быть объяснен другими причинами, некоторые из которых очевидны, другие – не так очевидны.
Но мы при этом никогда не должны забывать о первой причине.
Одна из таких дополнительных причин – эффект Доплера.
При рассмотрении интерферометра Майкельсона с использованием света от звезды, естественно, свет получит частотное смещение в базе системы, связанной с лабораторией. Однако, следует помнить, что при «рассуждениях» Майкельсона и повторявших его опыты теоретиках и практиках, такое понятие, как частота используемого света, вовсе никак не фигурировало.
При рассуждениях используются понятия «время прохождения пучка света», без упоминания его частоты.
Следует все же вспомнить, что свет – это совокупность колебаний. В частности, линейное распространение света определено ни чем иным, как распространением отдельных колебаний по принципу Гюйгенса. В этой трактовке частота света играет важную роль, поскольку вопрос отражения света от зеркальной поверхности должен рассматриваться как задача отыскания линий равных фаз.
Мы обязаны помнить о некоторых частотных свойствах света, применяя принцип Гюйгенса. Так вот, в соответствии с этим принципом, покоящееся зеркало отражает свет под тем же самым углом, под которым он упал на это зеркало. Но это утверждение не является справедливым по отношению к движущемуся зеркалу.
Движущееся зеркало должно вносить свой сдвиг в движение волны. На практике мы этого не замечаем. Если же было бы использовано не зеркало, а диффузно рассеивающая поверхность, то этот частотный сдвиг можно было бы подтвердить экспериментально.
Можно упомянуть механическую аналогию.
Если бы мяч ударялся о покоящийся диск, он отскочил бы с той же скоростью и под тем же углом. Если диск движется, то мяч изменит угол и скорость движения. Однако, если диск имеет идеально гладкую поверхность и смазан идеальной смазкой, то можно предположить, что сцепления мяча с диском не будет, мяч отскочит под тем же углом, что и упал на диск.
На промежуточном варианте можно говорить о некотором «коэффициенте» увлечения мяча диском – он не будет нулевым, но и не будет 100%-ным. Точно так же и на практике, по-видимому, этот коэффициент никогда не бывает 100%-ным даже с достаточно шероховатой поверхностью и не бывает нулевым даже с достаточно гладкой поверхностью.
Можно предположить, что и со светом имеет место некоторая промежуточная ситуация. То есть не обязательно движущееся зеркало воздействует на направление луча света так, что эти скорости складываются, но и не обязательно оно не воздействует на это направление вовсе. Может иметь место некоторый промежуточный вариант. Возможность такого явления никто не рассматривал.
ПРИЧИНА № 3
Есть и другие неточности и ляпы в постановке и трактовке опыта Майкельсона. Основная неточность – предположение, что движение Земли относительно Солнечной системы – основное и главное движение, которое должно сказываться на эфирном ветре». Как минимум, мы знаем, что вся Солнечная система тоже движется, причем, ее скорость в десять раз больше (или около того). Также движется и наша галактика, и так далее. То есть искать эфирный ветер надо в трех координатах, а не в двух, и оценки скоростей должны быть другими. Это приводит к мысли, что этот «эфирный ветер», уж наверняка должен был бы быть обнаружен, поскольку скорости-то существенно более высокие. Это приводит к мысли, что мелкие причины, дающие небольшие отклонения прогнозируемого результата от истины, по-видимому, не так уж важны. Поэтому о них не обязательно упоминать. Надо признать, что самым главным фактором является, по-видимому, принципиальная невозможность выявления эфирного ветра в подобного рода установках, что может быть объяснено лишь причиной № 1.
Все же среди «мелких» причин я бы назвал еще следующие:
ПРИЧИНА № 4.
Использование схемы с нулевой разностью хода и наличие юстировочного винта для настройки на наиболее контрастную интерференционную картину. Известно, что наибольшая контрастность интерференционной картины при некогерентном источнике света достигается только при нулевой разности фаз. Следовательно, этот винт должен был сводить наблюдаемый эффект к минимуму, после чего производились измерения этого эффекта.
То есть сделана специально схема, нечувствительная к фазовой скорости света, и она была использована для измерений фазовой скорости света, после чего было объявлено, что скорость света в вакууме постоянна.
ПРИЧИНА № 5.
В случае использования лазера в качестве источника когерентного света – достоверно известно, что частота лазерного излучения определяется оптической длиной его резонатора. Для специалистов – для физиков- теоретиков – я бы отдельно подчеркнул, что речь идет об оптической длине, а не просто о длине. Очевидно в этом случае, что даже если бы удалось осуществить опыт Майкельсона с использованием таких материалов, которые не зависят в своих размерах от скорости полей, удерживающих их атомы там, где они удерживаются, то и в этом случае оптическая длина все же изменилась бы. Причем, оптическая длина повлияла бы на длину волны излучения таким образом, чтобы на протяжении всей оптической длины резонатора по замкнутому пути туда и обратно укладывалось бы целое число полудлин волн. То есть длины волны автоматически подстроилась бы под геометрию установки. Следовательно, попытка поставить опыт Майкельсона в этих условиях была бы несостоятельной.
ПРИЧИНА № 6.
Физикам известно, что опыт Майкельсона не дал отрицательных результатов. Он не дал ожидаемых положительных результатов, но все же влияние эфирного ветра обнаружено. Поворот интерферометра достоверно дает сдвиг интерференционных полос. Этот сдвиг имеет не ту величину, которую ожидали бы, но он имеется. Тщательные описания опыта Майкельсона и Майкельсона-Морли содержат эти сведения.
Но для учебников физики для школ и вузов этот неудобный факт изымается.
Лично для меня этот факт не имеет существенного значения, поскольку я считаю, что раз уж скорость в десятки раз больше, чем предполагал Майкельсон, то и эффект должен был бы быть в десятки раз большим, то есть его отсутствие можно считать почти научным фактом. Но лишь почти. И вопросы к физикам, которые свои неудачи и удачи прячут и скрывают, а лишь пытаются подогнать все новые результаты в приемлемые для них теории и гипотезы, у меня все же остаются. Зачем писать о том, чего нет? Зачем писать, что результат отрицательный, если все же какое-то остаточное смещение полос обнаружено? Прежде всего, экспериментаторы должны быть корректны, честны и внимательны.
ПРИЧИНА № 7.
В интерферометре Майкельсона, как я уже писал, измеряется не скорость света, а его фаза. Фаза зависит от частоты. Частота получает сдвиг вследствие доплеровского смещения. То есть фазовые скорости следует складывать всегда. Так что если бы интерферометр Майкельсона был сделан для одной частоты, была бы очевидна математика всех преобразований, и было бы ясно, то он нечувствителен к тем изменениям фазовой скорости, которые ожидаются. И было бы ясно, что изменения фазовой скорости достоверно есть, и что эти изменения никак не проявляют скорости эфира относительно лаборатории (или скорости лаборатории относительно эфира).
ПРИЧИНА № 8.
Трактовка, что в интерферометре Майкельсона в плечах вакуум, и поэтому, дескать, отличие смещений полос доказывает постоянство скорости света в вакууме – узка и ошибочна.
В каждом из плеч имелась стеклянная пластинка, которую в простейшей схеме луч проходит три раза (в одном плече – одну и ту же пластинку, в другом – одна пластинка является зеркалом и проходится лучом один раз, другая – компенсационная и проходится лучом дважды). В книге Майкельсона сказано, что каждое из плеч проходилось лучом около десяти раз, то есть каждая из пластин проходилась лучом около 30 раз. Это – солидная толщина. В этой пластине скорость не может быть одинаковой во всех системах отчета, поскольку объективно пластина покоится лишь в одной системе отсчета. Скорость света в других системах должна высчитываться по закону Физо. То есть если уж выявлена независимость результатов измерений ориентации интерферометра, то на этом основании ни в коем случае не следует вывода о постоянстве скорости света. Поскольку скорость света в этих пластинах зависит от скорости интерферометра относительно покоящейся системы – это достоверный факт.
Также вспомним, что воздух не является вакуумом, и также следовало вспомнить о справедливости закона Физо по отношению к нему.
Следовательно, интерферометр Майкельсона работал не в вакууме, отдельные его элементы плеч были и вовсе из стекла, которое двигалось, и должно было бы давать те же эффекты, которые авторы эксперимента надеялись зафиксировать вследствие эфирного ветра. Коль скоро отсутствие перемещений интерференционных полос, по мнению Эйнштейна, свидетельствует о «постоянстве скорости света в вакууме», то это же самое отсутствие должно свидетельствовать и о постоянстве скорости света в стекле, что не является заблуждением, поскольку из опыта Физо достоверно известно иное. Следовательно, необходимо признать, что даже при наличии достоверных изменений скорости света в элементах плеч интерферометра Майкельсона, выявить сдвига интерференционных полос не удалось, либо тот сдвиг, который был выявлен, сочтен не существенным. Следовательно, необходимо признать, что оснований для утверждения о постоянстве скорости света в вакууме нет ровным счетом никаких.
Но, поскольку это утверждение потребовало пересмотра всех основ классической физики, то этот пересмотр также следует признать не обоснованным, а следовательно ошибочным.