Навигация
Причинность и скорость распространения взаимодействий
36106
знаков
0
таблиц
9
изображений
7. Причинность и скорость распространения взаимодействий
Используя матрицу Лоренца для преобразования 4-векторов, Эйнштейн ввел постулат о существовании "предельной скорости распространения взаимодействий". Постулат, как бы, логически вытекал из "релятивистского множителя" 
, входящего в знаменатель некоторых компонент матрицы Лоренца. Рассмотрим содержание постулата о конечной скорости распространения взаимодействий.
Что такое "взаимодействие"? Как и почему оно "распространяется"?
По нашему мнению, взаимодействие есть процесс (но не материальный объект!), который может занимать определенную область пространства (простираться) и длиться какой-то промежуток времени. Но ведь в постулате А.Эйнштейна речь идет не об изменении области, где проявляется взаимодействие, не об интенсивности этого процесса и не о времени его существования! Речь идет о скорости взаимного воздействия двух материальных объектов друг на друга!
С эйнштейновской точки зрения взаимодействие это волейбольный мяч, летающий от одной команды к другой через сетку. Если это так, то тогда следовало бы отождествить взаимодействие с неким материальным объектом и рассматривать именно его скорость. Если взаимодействие есть материальный объект (например, электромагнитная волна), то нарушается симметрия при взаимодействии тел и нарушается принцип взаимности действия (симметрия и принцип равенства действия противодействию и т.д.). Какое-то тело должно начать взаимодействие первым (как у малышей: кто первый начал драку?)? Проверенная 200 летним опытом вся классическая (нерелятивистская) физика противоречит подобным представлениям о взаимодействии.
Некоторые ученые, понимая некорректность этого постулата, пытались "выправить" положение путем изменения терминологии. Они предлагали новую формулировку этого постулата: постулат о существовании предельной скорости распространения информации. Но ведь информация есть содержание, выражаемое с помощью символов [звуковых, графических т.п.]. Более того, передача информации всегда идет от генератора к приемнику, т.е. имеет все ту же асимметрию. По этой причине "изменение номенклатуры" не достигает своей цели. Без определения содержания понятия “взаимодействие” постулат о существовании предельной скорости распространения взаимодействий превращается в бессодержательную догму (постулат, не отвечающий сущности физических явлений и здравому смыслу).
Новая матрица преобразования, выраженная через истинную скорость относительного движения двух инерциальных систем отсчета, показывает, что для действительной (фактической, реальной) скорости движения материального объекта никаких ограничений не существует. Тела могут двигаться с любыми скоростями и их скорости могут превышать скорость света в вакууме. В рамках релятивистских представлений, если они имеют место в природе, функция Лагранжа, гамильтониан, кинетическая энергия движущегося тела, его импульс и т.д., должны выражаться через истинную скорость движущегося объекта.
В соответствии со сказанным выше, настоятельной задачей стал детальный анализ содержания причинно-следственных отношений и ревизия содержания причинно-следственных связей. Детальный анализ отношений изложен в [4] (см. также [5]).
8. СТО как догма
Примерами, рассмотренными выше, не исчерпываются трудности СТО. Существует большой класс задач, связанных с вращательным движением (например, парадокс диска [1], [3] фотографирование вращающегося стержня [6] и т.д.), которые в рамках СТО не имеют логически корректного решения. Мы говорим об этом специально именно потому, что в научной литературе имеют место многочисленные попытки заменить преобразование Лоренца другим преобразованием для устранения внутренних противоречий и парадоксов. При этом авторы стремятся сохранить постулаты теории относительности. Мы также прошли этот кажущийся очевидным, обманчивый путь. Его ошибочность стала ясна лишь после того, как мы сумели установить взаимосвязь категорий явление и сущность.
Трудностей, связанных с интерпретацией вращательного движения, не избежало и модифицированное преобразование. Однако именно оно позволило понять ошибочность постулата А.Эйнштейна о существовании предельной скорости распространения.
Пока только единственное преобразование - преобразование Галилея не имеет трудностей.
Заметим, что в русском языке слово "постулат" относится к тем утверждениям, которые не поддаются экспериментальной проверке, не нуждаются в ней и должны приниматься на веру. Иными словами, постулаты СТО есть догмы. Догматичность постулатов подтверждается и тем, что они были сформулированы, как говорят, "для всех времен и народов", т.е. должны были оставаться справедливыми всегда и во всех без исключения случаях.
Философский критериальный принцип ограниченности физических теорий [7] утверждает, что любая физическая теория (или положение) всегда имеет границы своей применимости, за которыми содержание теории (или положения) превращается в свою противоположность (ошибку, заблуждение, ложь и т.д.). До настоящего времени границы применимости преобразования Лоренца не были установлены, и даже не искались. Физикам, воспитанным апологетами, все в этой теории казалось простым и ясным, и такую задачу они перед собой не ставили, а жаль!
Мы различаем преобразование Лоренца и Специальную теорию относительности. СТО есть не более чем, мягко говоря, весьма поверхностная интерпретация преобразования Лоренца. По этой причине вопрос: является ли СТО научной теорией? - уже давно решен благодаря исследованиям многих здравомыслящих ученых. Наша статья это лишь капля в большую чашу существующих критических замечаний. Только догматизм позволяет СТО держаться "на плаву". Можно надеяться, что к своему столетнему Юбилею истинная сущность СТО будет установлена и осознана научной общественностью, а в школах и ВУЗ'ах перестанут морочить головы ученикам и студентам этими постулатами.
СТО имеет не только гносеологические ошибки. Как показано в [8], [9], [10] "блестящий математический формализм" СТО оказался несостоятельным. Во-первых, из релятивистского вариационного принципа нельзя получить единственное уравнение движения для частицы в полях, законы сохранения и т.д. Таких уравнений и законов СТО предсказывает сколь угодно много. Во вторых, классическая механика Ньютона не является следствием релятивистской механики при v/c близких к нулю.
До этого момента мы рассматривали логику содержания СТО. Однако СТО служит не для абстрактной научной эстетики. Она должна описывать и предсказывать физические явления. И в этой области не все столь благополучно, как об этом говорят апологеты СТО. Существует несколько прямых физических экспериментов, в которых предсказания СТО и опыт кардинально расходятся. Мы хотим обратить внимание читателя только на одно исследование. Во-первых, оно непосредственно опровергает эйнштейновскую теорему сложения скоростей. Во вторых, это результат следовало бы принять во внимание тем противникам СТО, которые строят альтернативные теории на основе представлений об эфире как материальной среде. Занимаясь критикой СТО и развитием своих гипотез, они не должны упускать из виду, что скорость света складывается со скоростью источника и наблюдателя по законам механики Ньютона.
Итак, обратимся к работе [11]. Дж. Уоллес провел анализ многочисленных наблюдений Венеры с помощью радара. Для сравнения он использовал две формулы сложения скоростей: эйнштейновскую и ньютоновскую. Радар позволял определять расстояние от Земли до Венеры с точностью до 
км. Из-за вращения Земли в вычислениях расстояния могло возникнуть различие до 260 км. в зависимости от того, какая модель сложения скоростей была использована для вычислений. Уоллесом были учтены суточная компонента, пропорциональная скорости вращения Земли, тридцатидневная компонента, пропорциональная скорости движения системы Земля-Луна, синодорическая компонента, пропорциональная относительным скоростям планет.
При использовании формулы сложения скоростей Эйнштейна были обнаружены чрезмерно большие вариации, превосходящие иногда 2000 км. Это намного превосходило допустимые ошибки. В то же время, расчет по ньютоновской формуле превосходно укладывался в границах ошибок. Эти результаты отвергают СТО как научную теорию и свидетельствуют, как мы полагаем, в пользу "баллистической гипотезы" В.Ритца.
Заключение
Сказав, что СТО не является научной теорией, мы не "открыли Америки". Этот факт уже давно стал общеизвестной истиной и сейчас разве только ленивый (и догматик) "не пинает" СТО. Возможно, что к своему столетию это "прекрасное здание, построенное на песке" (по выражению Л. Бриллюена), уже рухнет. Что придет на смену СТО: новая объективная теория или же новая догма?
Это не праздный вопрос. Он связан с тем, что большинство физиков скептически относятся к философии естествознания. В этом вина не только философов, но и самих физиков. Мы можем утверждать, что только объективная теория познания научной истины есть та единственная опора, которая позволит избежать птолемеевских и эйнштейновских вариантов развития естествознания в будущем. Именно это мы хотели подчеркнуть, заканчивая нашу статью.
Приложение 1
Опираясь на взаимосвязь философских категорий "явление" и "сущность", мы можем дать универсальную классификацию физических законов, которая применима как для преобразования Галилея или Лоренца, так и для других подобных преобразований координат и времени в физических теориях. Данная классификация опирается на положение, что законы природы не зависят от выбора наблюдателем инерциальной системы отсчета. Это положение является общепризнанным, но оно касается только формы закона и ничего не говорит нам о физических переменных, входящих в сам закон. Опираясь на содержание понятий "явление" и "сущность", мы можем выделить два типа переменных:
а) физические переменные как характеристики явления;
б) физические переменные как характеристики сущности (инвариантные проявления сущности).
В зависимости от того, с какими переменными оперирует форма закона, мы будем проводить классификацию.
1. Кинематические законы (уравнения непрерывности). Форма этих законов инвариантна относительно преобразования координат и времени, т.е. перехода наблюдателя из одной инерциальной системы отсчета в другую. Она описывается некоторым оператором, зависящим от координат и времени. Этот оператор действует на некоторые физические переменные, являющиеся характеристиками явлений. Примером могут служить инвариантные относительно преобразования Лоренца уравнения Максвелла:
в которых левая часть Ai и правая часть ji всегда зависят от выбора инерциальной системы отсчета. Другим примером может служить уравнение непрерывности для плотности тока в механике Ньютона:
,
в которой j и r зависят от выбора инерциальной системы. Отметим, что физические величины (явления) оказываются спроецированными в ту систему отсчета, где покоится наблюдатель.
2. Динамические законы (уравнения взаимодействия). Рассмотрим пример закона такого типа из классической механики. Это уравнение движения материальной точки в некоторых полях: 
. Левая и правая части этого уравнения инвариантны относительно преобразования Галилея. Причина инвариантности в том, что взаимодействие, работа и сила в механике Ньютона имеют сущностный характер, т.е. они не зависят от условий наблюдения взаимодействия (в данном случае от выбора системы координат наблюдателя). Взаимодействие объективно. Оно протекает как процесс. И, какое бы количество наблюдателей ни рассматривало этот процесс из своих инерциальных систем отсчета, взаимодействие протекает независимо от них (разумеется, если наблюдатель не вмешивается в этот процесс). Именно по этой причине F и a в формуле Ньютона инвариантны. Подобная инвариантность обеспечивается тем, что взаимодействие материальных объектов зависит только от относительных расстояний между объектами и относительных скоростей между ними. В этом принципиальное концептуальное различие между ньютоновской и релятивистской механиками.
Заканчивая эту классификацию, приведем два важных частных случая рассмотренных выше законов:
а) законы статики, в которых время вырождено;
б) топологические законы, в которых вырождено пространство. Примером топологических законов может служить теория электрических цепей. Этим, по-видимому, классификация физических законов исчерпывается.
Список литературы
1. В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина, М.В. Корнева. Преобразование Лоренца и теория познания. / Воронеж. ун-т. - Воронеж, 1989. Деп. в ВИНИТИ 24.01.89, № 546.
2. V.A. Kuligin, G.A. Kuligina, M.V. Korneva. Epistemology and Special Relativity. Apeiron, (20:21). 1994.
3. В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина, М.В. Корнева. Часть1. Анализ теории относительности // В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина, М.В. Корнева. Кризис релятивистских теорий. Доклад на Международном Конгрессе - 2000: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕХНИКИ (С.-Петербург, Университет, 2 - 8 июля 2000 г).
4. В.А. Кулигин. Причинность и взаимодействие в физике // Детерминизм в современной науке. Воронеж, 1987.
5. В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина, М.В. Корнева. Часть3. Причинность в физике // В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина, М.В. Корнева. Кризис релятивистских теорий. Доклад на Международном Конгрессе - 2000: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕХНИКИ (С.-Петербург, Университет, 2 - 8 июля 2000 г).
6. В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина, М.В. Корнева. Парадоксы релятивистской механики и электродинамика. / Воронеж. ун-т. - Воронеж, 1990. Деп. в ВИНИТИ 24.07.90, № 4180 - В90.
7. В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина, М.В. Корнева. Физика и философия физики. / Воронеж. ун-т. - Воронеж, 2001. Деп. в ВИНИТИ 26.03.2001 № 729 – В 2001.
8. В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина, М.В. Корнева. Часть 4. Вариационный принцип релятивистских теорий.// В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина, М.В. Корнева. Кризис релятивистских теорий. Доклад на Международном Конгрессе - 2000: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕХНИКИ (С.-Петербург, Университет, 2 - 8 июля 2000 г).
9. V.A. Kuligin. The Principle of Least Action in Special Relativity Theory. Galilean Electrodynamics, vol.12, Special Issues 2, 2001.
10. В.А. Кулигин. Интеграл действия релятивистской механики./ Проблемы пространства, времени, тяготения. -С.-Петербург.: Политехника, 1997.
11. B.G. Wallace. Radar testing of the relative velocity of light in space. Spectroscope Letters, vol.2, №12, 1969.
[1] Существует гипотеза о том, что переход наблюдателя из одной инерциальной системы отсчета в другую неизбежно связан с ускорением и, следовательно, возникают гравитационные силы, влияющие на ход времени. Поэтому, мы-де обязаны привлечь для анализа Общую теорию относительности. Здесь можно привести следующий контраргумент. Пусть 10 наблюдателей, покоящихся в системе К, переходят в систему K' с различными ускорениями. После этой процедуры они сравнивают показания своих часов. Будут ли часы показывать разное время? Нет. Часы всех 10 наблюдателей будут показывать одно и то же время! Как мы видим, ускорение здесь не при чем. Преобразование Лоренца не нуждается в этой гипотезе. Оно связывает время в двух инерциальных системах отсчета независимо от способа перехода наблюдателя из одной системы в другую. В этой гипотезе нуждается Специальная теория относительности. Этот, "костыль" необходим апологетам, чтобы замаскировать эклектическую сущность Специальной теории относительности.
[2] Этот отрезок неподвижен в системе отсчета наблюдателя, т.е. его длина не искажена движением.
Похожие работы
... наблюдаемого объекта. Итак, мы познакомились с теми явлениями, которые вытекают из свойств модифицированного преобразования или преобразования Лоренца. Мы описали и те явления, на которые Специальная теория относительности А. Эйнштейна «не обратила» внимания. Теперь мы можем перейти к «мысленным экспериментам» А. Эйнштейна. 3. Слово о «мысленных экспериментах» Во-первых, все исследования мы ...
... наблюдателю будет казаться, что часы движущегося наблюдателя отстают от его часов. Это объективное явление. Зависимость замедления наблюдаемого хода часов движущегося наблюдателя от относительной скорости инерциальных систем отсчета есть физическая закономерность. Вербально эту закономерность можно описать следующим образом: «Наблюдаемое изменение темпа времени в движущейся системе отсчета есть ...
... дать логически последовательное объяснение парадоксам и прикрывают его фиговыми листочками математических формул, мы вскрываем застарелые «язвы», разъедающие СТО и физику. Наш научный задел размещен на сайте [14]. Новый подход к объяснению релятивистских явлений возвращает нас к классической механике Ньютона. Новый подход к релятивистским явлениям затронет и классическую электродинамику. Причина ...
... . Что касается «сжатия» окружности диска и нарастающего во времени «смещения» друг относительно друга смежных кольцевых слоев диска, то их принципиально не может существовать. У интерпретаторов парадокса Эренфеста не все в порядке со «здравым смыслом». Преобразование Лоренца нельзя применять формально (догматически), не сообразуясь с физикой анализируемых процессов (со здравым смыслом). 6. ...
0 комментариев