Продолжение.
Начало: http://www.proza.ru/2020/02/07/414
Эйнштейн вспоминал, что Майкельсон «не один раз сказал мне,
что ему не нравятся теории, которые вытекали из его работ»,
он сказал также, что немного огорчен тем,
что его собственная работа породила это «чудовище».
Холтон Дж. "Эйнштейн и «решающий» эксперимент" [1].
Граждане, вы помните, что такое «яблоко раздора»? Ну да, конечно же, это то самое мифологическое золотое яблоко, на котором было написано «прекраснейшей». Во время свадьбы будущего отца Ахиллеса с его будущей матерью оно было подброшено богиней раздора Эридой на пиршественный стол. И три присутствовавшие на свадьбе женщины-богини – Гера, Афина и Афродита – стали судить да рядить, кто из них и есть та самая «прекраснейшая». В сём споре традиционное женское коварство они сочетали со своими выдающимися божественными возможностями. Закончился этот божественный женский раздор Троянской войной. (Как говорят французы, «Ищите женщину» – Cherchez la femme.)
В науке подобным объектом раздора послужил опыт (эксперимент) Майкельсона-Морли. Было это сто с лишним лет назад, в конце XIX века. Эксперимент не был призван выявить прекраснейшую из женщин, тем более Олимпийских богинь. Его задача была гораздо скромнее и прозаичней, но удивительным образом тоже оказалась связана неким мистическим образом с древнегреческой мифологией.
Так, в древнегреческих мифах фигурировал эфир как тончайший и лучезарный слой воздуха, которым дышат олимпийские боги. Также эфир считался верхним слоем небес. Само слово «эфир» в переводе с древнегреческого означает «верхний слой воздуха».
И вот этот самый опыт Майкельсона-Морли (ММ) призван был выяснить, существует ли в науке светоносный эфир, о котором говорил Рене Декарт ещё в XVII веке. Точнее говоря, надо было выяснить, существует ли эфирный ветер при движении Земли по орбите вокруг Солнца. Если он есть, то есть и неподвижный эфир, теорию которого развивал уже хорошо знакомый нам подданный Нидерландов Хендрик Лоренц для объяснения некоторых странностей в движении света.
Опыт, «сын ошибок трудных», показал, что никакого эфирного ветра нет, при орбитальном движении Земли наблюдается полный эфирный штиль, а это значит, что нет и самого неподвижного эфира! Вот это и послужило тем самым «яблоком раздора» для науки при смене веков и эпох. На поле научной брани схлестнулись три богини науки: корпускулярная теория света, эфирная и релятивистская. Каждая тянула результаты эксперимента на себя, в свою сторону.
В результате такого раздора, после эксперимента ММ научный мир оказалась на распутье, как тот былинный витязь из картины Васнецова: направо пойдёшь, налево пойдёшь, прямо пойдешь… Только альтернативы несколько отличались от картинных «женату быти», «богату быти», «живу не бывати».
Сторонники корпускулярной теории света предлагали пойти... прямиком назад, в сторону классической механики Ньютона, согласно которой, свет является не волнами, а корпускулами, а это значит, что никакой эфир в такой трактовке оптических явлений не только не нужен, но и вреден. Эфира нет ни в опыте ММ, ни в механистической теории света.
Но как тогда объяснить постоянство скорости света и в состоянии покоя, и при движении источника? При распространении свет ведёт себя как типичная волна, а для волновых явлений скорость распространения волны в некой среде является постоянной. Пример – постоянная скорость распространения звука.
А вот для корпускул, частиц и прочих предметов скорости движения складываются по классическому закону сложения скоростей. Скачет всадник со скоростью 20 км/ч, пускает стрелу со скоростью 360 км/ч, их скорости складываются и составляют в данном случае 380 км/ч. А у скорости света в вакууме – всегда 300 000 км/сек, даже если источник движется со скоростью 299 000 км/сек. Как такое может быть? Путь назад, корпускулярный путь, настаивает на том, что никакой постоянной скорости света не существует, якобы это обман, фейк ньюс!
Второй путь избрал Хендрик Лоренц, который «свернул направо» для подтверждения своей теории неподвижного эфира. (Мол, «наше дело правое»!) Этот великий физик предположил, что эфирного ветра нет из-за неких физических спецэффектов, возникающих при движении детектора этого эфирного ветра – оптического интерферометра – в том самом неподвижном эфире, существование которого он продолжал неукоснительно отстаивать. Причём сам эфир имел у него электромагнитную природу, и эта природа якобы оказывала своё физическое воздействие на свет, имеющий такую же электромагнитную природу. (Логично? – Логично!)
Подобной точки зрения придерживался и ирландский физик Фицджеральд, который независимо от Лоренца спустя 5 лет после эксперимента ММ предложил свой вариант решения проблемы отсутствия эфирного ветра. У Фицджеральда все тела, движущиеся ОТНОСИТЕЛЬНО ЭФИРА с некой скоростью, сокращаются в продольных размерах в направлении движения, причём чем ближе скорость тела к скорости света, тем больше это РЕАЛЬНОЕ сокращение. Эфир выступал у него в качестве Абсолютной Системы Отсчёта (АСО). При этом МАТЕМАТИЧЕСКОМ допущении все эффекты эфирного ветра исчезают, над неподвижным эфиром воцаряется тишь да гладь. Движение тела есть, эфир есть, эфирного ветра нет.
Однако остаётся один вопросик на понимание: при скорости тела, равной скорости света, согласно уравнениям Фицджеральда, длина тела становится равна нулю. РЕАЛЬНО нулю! Тело есть, оно движется в ЭФИРЕ со световой скоростью, но длина его равна нулю! Это как? Такое возможно? «Не верю!» – как сказал бы Станиславский!
Но даже такого мозгодробильного сокращения, которое получило в науке устойчивое название «сокращение Фицджеральда-Лоренца», самому Лоренцу оказалось мало! Это магическое сокращение помогало не во всех случаях. Лоренц стал искать такую универсальную формулу инвариантности, которая гарантировала бы невозможность обнаружения эфирного ветра в любом оптическом опыте. Любом! Скажем, надо было бы исключить влияние скорости Солнца относительно эфира и скорости Земли относительно Солнца. В результате поисков в данном направлении, наряду с универсальным временем Ньютона, этим непререкаемым Абсолютом классической механики, появилось местное время и формула, описывающая его сокращение, которая по форме напоминает формулу сокращения длины. Вот обе эти формулы в результате и вошли в историю под названием «преобразования Лоренца».
Итог всей этой математики: неподвижный эфир есть, а вот эфирного ветра нет. Нет из-за математики, которая доказывает якобы продольное сокращение движущегося тела ОТНОСИТЕЛЬНО ЭФИРА и замедление местного времени ОТНОСИТЕЛЬНО АБСОЛЮТНОГО ВРЕМЕНИ. А вот физическими опытами это подтверждено не было.
И вот тут появляется молодой Альберт Эйнштейн и своей богатырскою умственной силушкой направляет науку на движение в противоположную сторону. Мол, «каждый мужчина имеет право налево». (А гульнуть налево Альберт любил в любом возрасте! Помните хотя бы его роман с женой русского скульптора Конёнкова, этого «русского Родена»?) На этом третьем, релятивистском научном направлении эфир уже не нужен, он «становится излишним», а Время как Абсолют и вовсе приказало долго жить. Что же молодой Альберт для этого сделал?
Он взял преобразования Лоренца, рассчитанные для движения в упругой материальной среде под названием «эфир», и соединил их с принципом относительности Пуанкаре, нигде при этом не упоминая его имени. При этом хитром способе соединения преобразований Лоренца с принципом относительности Пуанкаре, кинематика и математика Альберта Эйнштейна (или его жены Милевы Марич, как утверждают завистники и злопыхатели) показывали инвариантность уравнений Максвелла.
Вот она – теория инвариантности, которая впоследствии стала называться теорий относительности! То есть уравнения Максвелла остаются неизменными (инвариантными) во всех инерциальных системах отсчета: хоть для наблюдателей-пассажиров, движущихся равномерно и прямолинейно на поезде, хоть для станционных смотрителей и зевак, стоящих неподвижно на перроне; хоть для космонавтов, летящих на звездолёте по инерции и по прямой с околосветовой скоростью и попутно наблюдающих за звёздным небом и за своими синхронизированными с Землёй часами, хоть для покоящихся (относительно звездолёта) землян, наблюдающих за звездолётом и за своими земными часами, синхронизированными с часами космонавтов на звездолёте.
А эфирного ветра в опыте ММ нет, потому что все оптические явления происходят одинаково во всех инерциальных системах отсчёта, вне зависимости от того, покоится тело или движется по инерции. Это и есть принцип относительности Эйнштейна, который пришёл на смену принципу относительности Галилея. У Галилея инвариантность преобразований распространялась лишь на механические явления. У Эйнштейна помимо механики – на электромагнитные явления вообще и на оптические в частности.
Нет в теории инвариантности/относительности и абсолютной системы отсчёта, которой у эфиристов служил эфир.
Из этого утверждения и вырос принцип относительности Эйнштейна, который утверждает, что не только механические (как у Галилея), но и оптические явления в состоянии покоя или инерциального движения протекают одинаково. Именно поэтому оптический интерферометр Майкельсона, призванный обнаружить эфирный ветер подобно обычному флюгеру, остался неподвижен, зафиксировав эфирный штиль, а не ветер.
Грубо говоря, принцип относительности Эйнштейна утверждает, что, сев в звездолёт после хороших посиделок с друзьями в бане, подобно Жене Лукашину (кто летит в Альфаград на Альфа Центавре?), на следующий день, продрав глаза, никакими опытами внутри этого звездолёта – ни механическими, ни оптическими – никогда не узнаешь, покоится ли космический корабль ещё на стартовой площадке или уже несётся по инерции с околосветовой скоростью в пространстве по направлении к своему космическому счастью: на третью улицу Строителей, дом 25 в Альфаграде на экзопланете Альфа Центавра B b.. Чур, только в иллюминаторы на звёзды не выглядывать, а то всё сразу станет ясно.
Но вопросики к такому «левому» выбору остались. Например, как можно соединить уравнения инвариантности Лоренца, рассчитанные для движения в упругой материальной среде – эфире, с отсутствием таковой среды в математических построениях Эйнштейна? Или, если упругой среды нет, то где и посредством чего движутся световые волны? Или (вопрос на засыпку!) что будет со всеми этими уравнениями, если убрать наблюдателя? Ведь именно относительно некоего гипотетического наблюдателя с очами и часами они и рассчитаны. У Эйнштейна именно наблюдатель становится Абсолютной Системой Отсчёта (АСО)! Не неподвижный эфир Лоренца, а неподвижный наблюдатель! Наблюдатель и есть Абсолют! (Наблюдатель – это звучит гордо!) Не будет наблюдателя – не будет ни «замедления времени», ни сокращения размеров, ни инвариантности движения света? А что тогда будет?
Этот пункт сомнений, терзающий скептиков, весьма напоминает сомнения, связанные с ролью наблюдателя в квантовой механике. Если наблюдатель «подсматривает» за элементарными частицами, всякими фотонами и электронами, то они ведут себя как частицы-корпускулы, а если нет – то как волны. Как так?
А как будут вести себя фотоны, если нет наблюдателя и никто не синхронизирует с их помощью часы? Они что – исчезнут? (Помните глубокомысленный вопрос Эйнштейна: «Существует ли Луна, если на неё никто не смотрит?») Может, они остановятся на полном скаку? Или, наоборот, скорость света станет вдруг без наблюдателя складываться со скоростью источника света по закону классических скоростей? Ведь раз нет наблюдателя, то нет и привязанных к нему преобразований Лоренца, которые делают скорость света инвариантом.
Какой-то получается «субъективный идеализм», как утверждали критики СТО в молодой Советской России, идущей по пути победившего диалектического материализма. Или же это просто субъективный релятивизм? Всё становится относительно не только относительно Абсолюта по имени Скорость Света (СС), но и относительно наблюдателя, который наблюдает именно посредством света. (Сплошная тавтология!)
Допустим, взглянул этот кудесник-наблюдатель вот на ту летающую тарелку, летящую равномерно и прямолинейно со скоростью 150 000 км/сек – она тут же в его глазах сократилась в длине, время на ней замедлилось, а масса её увеличилась. Взглянул на тот звездолёт, мчащийся со скоростью 299 000 км/сек, – время для него практически остановилось, сам звездолёт сплющился до наноразмеров, зато масса его стала практически бесконечной! Хотя ни на летающей тарелке, ни на звездолёте никто ничего не заметит: ни замедления времени, ни сокращения длины, ни роста массы. Вперёд, на Альфа Центавру! Через релятивистские тернии к звёздам!
А что будет, если наблюдатель не один, а их много, скажем, миллиардов семь, как жителей на планете Земля? Тогда все они автоматически, по праву рождения, становятся Абсолютами! И каждый из них, где бы он ни был, куда бы ни летел на крыльях любви, аэроплана или на борту летающей тарелки, одним своим магическим взглядом будет замедлять время, сокращать пространство и увеличивать релятивистскую массу. («Ты – по-своему, а я – по-своему», – как сказал бы страховой агент и одновременно угонщик автомобилей Деточкин.) Такой вот демократический абсолютизм... Воистину, люди как боги! Поздравляю вас, земляне! Абсолют – это звучит гордо!
Вот такой вот фокус с размерами, временем, а впоследствии и массой-энергией проделал молодой Альберт Эйнштейн, дабы объяснить «неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно “светоносной среды”». Взял, да и вывернул из электродинамики движущихся тел понятие неподвижного эфира, ввернул в математический патрон своей теории лампочку синхронизации часов и молвил: «Да будет свет!» Получите специальную теорию относительности (СТО) вместе со всеми её парадоксами, в которой математика гуляет под ручку с кинематикой отдельно от физики и логики.
Помните улыбку Чеширского кота? В Стране чудес, куда попала девочка Алиса, улыбка Чеширского кота каким-то непостижимым образом гуляет отдельно от своего хозяина. Вот и в релятивистской Стране чудес, куда мы попали стараниями молодого Альберта, математика тоже гуляет сама по себе, отделившись от физики, наподобие улыбки Чеширского кота, отделившейся от самого кота.
Вся эта релятивистская Страна чудес взгромоздилась на фундаменте конечной скорости распространения света, ведущей к запаздыванию передачи сигнала и информации. Это запаздывание учитывается и в других областях науки и техники. Например, в радиосвязи радиосигнал может запаздывать на секунды, минуты, часы в зависимости от дальности источника сигнала, запущенного, например, на окраину Солнечной системы и дальше. Это запаздывание реальное и оно приносит кучу проблем. В астрономии луч света, испущенный звездой, приходит на Землю спустя годы, века, тысячелетия, миллионы и миллиарды лет в зависимости от расстояния до неё. Так, если от Солнца до Земли свет идёт чуть больше 8 минут, то от ближайшей к Земле звезды Альфа Центавра до Земли ему уже необходимо добираться более 4 лет со скорость 300 тысяч км/сек. Это тоже реальное запаздывание светового сигнала, который может рассказать астрономам о важных событиях в жизни светил даже спустя много-много лет после их гибели.
Именно на этом же запаздывании светового сигнала построено и всё громоздкое математическое здание специальной теории относительности (СТО). Не было бы этого запаздывания – не было бы и СТО со всеми её парадоксами. (Интересно, а принцип относительности Эйнштейна был бы или нет в этом случае?) Именно запаздывание светового сигнала порождает у наблюдателя оптические иллюзии в виде отставания часов на движущемся с околосветовой скоростью теле, которое почему-то называют «замедлением времени», и сокращения его продольных размеров в направлении движения, хотя НА САМОМ ДЕЛЕ никакие часы не отстают и никакие размеры в СТО не сокращаются. Если в теории эфира Лоренца сокращение тела в направлении движения вполне реально, вне зависимости от системы отсчёта, то в СТО оно только «каатся», как сказал великий советский сатирик Аркадий Райкин («Лично мне так каатся»!)
Вот в чём заключается истинный смысл СТО: в математическом расчёте ОПТИЧЕСКИХ ИЛЛЮЗИЙ, которые якобы и приводят к постоянству скорости света в вакууме. Оптические иллюзии соединили с физическим постулатом постоянства скорости света и получили математическую инвариантность для электродинамики движущихся тел. Ну, а почему тогда наука ополчились на индусов, в которых весь мир – иллюзия, Майя? Даёшь иллюзии широким массам трудящихся, учёных и неучей!
Только стоило ли ради всего этого огород городить? Ну и что толку с этого оптического обмана зрения? Сколько есть ещё оптических иллюзий, в которых карлики становятся гигантами и наоборот! Только на их основе никто почему-то никаких научных теорий не строит.
Если же считать физическим смыслом ту абракадабру автора «Электродинамики», которая утверждает, что если часы (без ускорения (?)) разогнать до околосветовой скорости, затем (прямолинейно (?)) развернуть на 180 градусов и (без торможения (?)) сбросить скорость с 299 000 км/сек до нуля, то якобы часы отстанут реально, так это отставание существует только в воображении самого Альберта Германовича, который несколько самонадеянно утверждал, что «Воображение важнее знания».
Равномерное и прямолинейное движение равнозначно покою. Это азы физики! Понимание того, что относительно чего движется – часы А в Космосе или часы Б на Земле – простите за тавтологию, очень относительно. Именно поэтому реальное отставание, даже если бы оно и было, то происходило бы одновременно и на одну и ту же величину на часах и А, и Б, а это может означать только одно: что никакого реального отставания часов относительно друг друга и никакого выдуманного «замедления времени» не существует.
Тем не менее простолюдину, не обладающему священным саном кандидата или доктора наук (желательно, физико-математических), лучше не соваться в священный храм науки со своей ересью, утверждающий, что никакого релятивистского сокращения времени и продольных размеров тела при движении с околосветовыми скоростями не существует. Подвергнут тебя инквизиторы от науки анафеме! Строго спросят, как непутёвые дитяти лейтенанта Шмидта: «А ты кто такой?» В лучшем случае скажут, мол, понимания у Вас нет, господин хороший. (Интересно, а может быть понимание бессмыслицы?) В худшем молвят, мол, не суйся ты, мил-человек, со своим антинаучным рылом в научный ряд. А есть и вовсе откровенные Держиморды от науки, которые общаются с оппонентами на уровне базарной бабы. Вот он, звериный оскал релятивизма!
Однако ничто не стоит на месте, в том числе и теория относительности. Новый век и новое тысячелетие принесли новые веяния и в стан самих релятивистов. Как говорится, «свежий ветер перемен»... (Хоть и не эфирный…)
Скажем, такой известный учёный, как Ли Смолин, пытается с помощью теории формодинамики избавиться от релятивистского понятия относительности одновременности и абсурдного утверждения о замедлении времени. Это ему необходимо для объединения квантовой механики и ОТО и решения животрепещущей проблемы квантовой гравитации. Как мы помним, в отличие от теории относительности, в квантовой механике время абсолютно. У Ли Смолина вновь появляется Абсолют в виде Выделенного Глобального Времени. Это шажок в правильном направлении, хотя о судьбе сокращении Фицджеральда-Лоренца автор умалчивает. Этот шажок ведёт к признанию той научной (или антинаучной?) антирелятивистской «ереси», что (страшно сказать!) «выделенные системы движения и покоя существуют» (http://www.proza.ru/2018/02/09/422).
Он же пытается «объединить ОТО и квантовую теорию в одну теорию, которая может претендовать на роль полной теории природы», посредством представления о квантованности времени и пространства, а это, по сути, означает отказ от непрерывного пространства-времени Эйнштейна и континуума Минковского. Тепло, Ли!
Есть и радикально новый взгляд на вещи, как, например, у автора модели цифрового физического мира Андрея Гришаева, который рассматривает не оптические иллюзии замедления времени и сокращения размеров тела, а два уровня реальности мира как основу постоянства скорости света: «Лишь вещество, со всем многообразием форм его энергий, является физической реальностью. А ещё есть реальность надфизическая – которая обеспечивает выполнение физических законов».
А есть и вовсе оригинальная концепция ВРЕМЯЦЕНТРИЗМА, в которой загадки электродинамики движущихся тел имеют реальное физическое объяснение без всяких оптических иллюзий, громоздкого математического аппарата и геометрических четырёхмерных фантазий. Вот по этому пути, ведущему не назад, не вправо, не влево, а вперёд, мы и пойдём.
Продолжение следует: http://www.proza.ru/2020/04/08/388
Примечание:
1. Успехи физических наук, 1971 июнь, том 104, вып. 2, С.303, URL: http://ufn.ru/ru/articles/1971/6/d/
24 февраля 2020