Для примера, возьмем специальную (частную) теорию относительности (ТО), которая является основой современной физики. В чем заключается физический смысл слов время и пространство в этой теории? Поскольку, согласно этой теории (по Эйнштейну), пространство и время существуют независимо от материи и поля, то, очевидно, никакого смысла этих слов в ней нет и не может быть.
Пишут и говорят, что творцом ТО является великий физик столетия Альберт Эйнштейн. Будучи рядовым сотрудником патентного ведомства, в возрасте 25-лет он написал ставшую знаменитой хитроумную статью 'К электродинамике движущихся тел', которая на основе положительной рецензии великого французского математика, физика и философа Анри Пуанкаре в 1905 г. была опубликована в журнале и явилась основой теории, о которой пойдет речь.
В преамбуле статьи Эйнштейн писал, что 'предположение (содержание которого в дальнейшем будет называться 'принципом относительности') мы намерены превратить в предпосылку и сделать, кроме того, добавочное допущение, находящееся с первым лишь в кажущемся противоречии, а именно, что свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью c, не зависящей от состояния движения излучающего тела: Введение 'светоносного эфира' окажется при этом излишним, поскольку в предлагаемой теории не вводится 'абсолютно покоящееся пространство', наделенное особыми свойствами, а также ни одной точке пустого пространства, в которой протекают электромагнитные процессы, не приписывается какой-нибудь вектор скорости'.
1 статьи начинается с информации, что 'имеется координатная система, в которой справедливы уравнения механики Ньютона'. В кинематической части дается определение одновременности, а в 2 ведутся рассуждения об относительности длин и промежутков времени. Определение одновременности сформулировано предложением: 'Если в точке А пространства помещены часы, то наблюдатель, находящийся в А, может устанавливать время событий в непосредственной близости от А путем наблюдения одновременных с событиями положений стрелок часов'. Для критерия синхронности хода одинаковых часов, покоящихся в разных точках А и В, вводится определение: 'Часы в А и В будут идти, согласно определению, синхронно, если время, необходимое для прохождения света из А в В равно времени, требуемому для прохождения света из В в А', то есть
tB - tA = t'A - tB. (1)
Важно отметить, что данное определение в справедливых уравнениях механики Ньютона является следствием корпускулярной теории света, согласно которой свет в любой инерциальной системе покоящихся часов и источника света движется из А в В и обратно с одной и той же скоростью.
В 2 статьи дается следующая формулировка принципа постоянства скорости света, выраженной в стандартных единицах длины и времени: 'Каждый луч света движется в 'покоящейся' системе координат с определенной скоростью с, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом.' Затем рассматривается мысленный эксперимент со стержнем длиной l, ось которого параллельна оси X покоящейся системы, и стержню сообщается равномерное движение со скоростью v в сторону возрастающих значений x. 'Представим себе, что к обоим концам стержня (А и В) прикреплены часы, которые синхронны с часами покоящейся системы, т. е. показания их соответствуют 'времени покоящейся системы' в тех местах, в которых эти часы как раз находятся; следовательно, эти часы 'синхронны в покоящейся системе''.
В силу определения одновременности событий и критерия синхронности часов А и B в 1, процитированное высказывание нужно понимать так, что наблюдатели, находящиеся на движущемся стержне в непосредственной близости от часов А и В, и наблюдатели, находящиеся в непосредственной близости от часов покоящейся системы во всех местах, в которых движущиеся часы А и В как раз находятся, отмечают, что стрелки неподвижных и движущихся часов показывают одинаковое время. Другими словами, время, измеряемое движущимися часами А и В и всеми часами покоящейся системы, абсолютно, как в механике Ньютона. Это значит, что указанные наблюдения для всех названных наблюдателей являются данными опыта, которые нельзя опровергнуть логическими рассуждениями. Но следом за процитированным предложением написано: 'Представим себе далее, что у каждых часов находится движущийся с ними наблюдатель и что эти наблюдатели применяют к обоим часам установленный в 1 критерий синхронности хода двух часов. Пусть в момент времени tA из A выходит луч света, отражается в В в момент времени tB и возвращается назад в А в момент времени t'A . Применяя принцип постоянства скорости света, находим
tB - tA = rAB/(c - v), (2)
t'A - tB = rAB/(c +v), (3)
где rAB - длина движущегося стержня, измеренная в покоящейся системе.
Итак, наблюдатели, движущиеся со стержнем, найдут, что часы в точках А и В не идут синхронно, в то время как наблюдатели, находящиеся в покоящейся системе, объявили бы эти часы синхронными'.
Здесь Эйнштейн сделал хитрый ход, запутывающий читателя. Сначала синхронизирует часы А и В на концах стержня, согласно критерию синхронности хода двух часов в 1, а после этого к моменту времени tA делает примечание: "Здесь "время" означает "время покоящейся системы" и вместе с тем "положение стрелки движущихся часов, которые находятся в том месте, о котором идет речь"."
Но сделанный им вывод к формулам (2) и (3) неверен! Неверен потому, что в пустом пространстве покоящейся системы нет причин, чтобы этот вывод имел место быть. Формулы (2) и (3) написаны в покоящейся системе, а результаты вычислений присвоены наблюдателям, находящимся на движущемся стержне, что недопустимо. Наблюдатели, движущиеся со стержнем, применили к обоим часам установленный в 1 критерий синхронности хода двух часов и таким способом часы на концах стержня (А и В) синхронизированы в соответствии с определением формулой (1), так что никто не может найти, что часы на концах стержня не идут синхронно, для этого нет никаких причин. В начале текста 3, в котором применяются формулы (2) и (3) для вывода формул преобразования координат и времени, сказано, что в обеих системах координат часы синхронизированы 'с помощью световых сигналов указанным в 1 способом'. Подтверждается этот факт и во многих других статьях Эйнштейна. Поэтому формулы (2) и (3), скорее всего, были позаимствованы из работ других авторов, в которых обсуждались отрицательные результаты опытов Майкельсона - Морли о движении света в покоящемся эфире на основе предположения Фитцджеральда - Лоренца о сокращении тел в направлении их движения относительно неподвижного эфира, но знание этих опубликованных работ Эйнштейн отрицает, а в действительности - умалчивает.
В покоящейся системе, относительно которой движется источник света, нельзя измерить и выразить постоянство скорости света с помощью стандартных единиц измерения времени на расстоянии между точками А и В. Ее можно измерить и выразить только в системе покоя источника света и синхронно идущих часов. Из всего этого неизбежно следует, что формулы (2) и (3) говорят не о том, что есть на самом деле.
Так как формулы написаны в покоящейся системе, то для большей ясности обозначение времени в этих формулах отнесем к часам покоящейся системы и напишем их в виде
tB' - tA' = rAB/(c - v), (2')
t'A' - tB' = rAB/(c +v). (3')
В этих формулах покоящиеся часы в покоящейся системе выражают моменты времени событий, в которые находились движущиеся часы. Но в силу признания справедливыми уравнений механики Ньютона и определения синхронности часов А и В формулой (1), а также наблюдение и объявление их синхронными с часами покоящейся системы во всех местах, в которых движущиеся часы как раз находились, убеждает нас в том, что в формулах (2), (3) и (2'), (3') tA = tA', tB = tB', t'A = t'A', значит, l = rAB и
rAB = c(tB' - tA' ). (5).
Подставляя (5) в (2') и (3') и сокращая одинаковые промежутки времени, в силу равенства левых частей (2') и (3'), мы должны приравнять и их правые части. В результате получаем
c = (c - v) и c = (c + v) . (6)
И мы приходим к противоречию: в покоящейся системе движущийся стержень покоится!
Можно ли найти выход из этого противоречия? Выход должен быть прост, как правда, и он находится в следующем определении: в покоящейся системе, относительно которой движется стержень с источником света, для скорости света с = const секунда времени не может измеряться часами, а должна определяться таким же расстоянием, которое свет проходит за одну секунду в системе покоя источника. Ведь секунда здесь есть не что иное, как отрезок пути, пройденный светом и принятый для сравнения с отрезками пути других движений. Отношения между этими отрезками называется скоростью этих других движений. с = const получается естественно из определения понятия времени, которое выражается числом определенных и равных между собой отрезков пути известного движения, принимаемого за равномерное для сравнения с другими во всех инерциальных системах координат, движущихся друг относительно друга. На основе данного определения правые стороны формул (6) получают одинаковый вид:
с = с. .
Из этого следует, что в формулах (2') и (3'), написанных в покоящейся системе, время не может измеряться часами покоящейся системы 'в тех местах, в которых часы А и В как раз находятся', а должно вычисляться математически на основе определения светового времени и времени, измеряемого синхронными часами, покоящимися на концах стержня.
До какой степени даже весьма талантливые люди могут быть поражены импринтингом к СТО, как цыплята к движущейся игрушке, можно прочитать в Фейнмановских лекциях по физике (Т. 1-2, стр. 272-273). В них лектор поясняет замедление хода часов в движущейся системе на примере простых часов. "Пусть это стержень (метровой длины) с зеркалами на обоих концах. Если пустить световой сигнал между зеркалами, то он будет без конца бегать туда-сюда, а часы будут тикать каждый раз, как только свет достигнет нижнего конца. И вот мы изготовим двое таких часов со стержнем равной длины и синхронизуем их ход, пустив их одновременно. Дадим одни часы космонавту; пусть он возьмет их с собой на межпланетный корабль и поставит их поперек направления движения.
Что же произойдет в движущихся часах? Входя на борт корабля, космонавт убедился, что это вполне приличные стандартные часы и ничего особенного в их поведении на корабле не заметил. Но когда внешний наблюдатель взглянет на пролетающие мимо часы, он увидит, что свет, перебегая от зеркала к зеркалу, на самом деле движется зигзагами. Значит, свету понадобится больше времени, чтобы пройти длину движущегося стержня из конца в конец, - больше, чем когда стержень неподвижен. Поэтому кажущийся промежуток времени между тиканьями движущихся часов удлинится в той же пропорции, в какой гипотенуза длиннее катета". Это значит, что движущиеся часы идут медленнее часов, остававшихся неподвижными. "И не только такие часы начнут отставать, но (если только теория относительности правильна!) любые часы, основанные на любом принципе, также должны отстать, причем в том же отношении. За это можно поручиться, не проделывая дальнейшего анализа".
Но так ли это? Анри Пуанкаре писал: "Закон вытекает из опыта, но он следует из него не непосредственно...Чтобы вывести закон из опыта, необходимо обобщать... Что будет руководить нами в выборе обобщения? Этим руководителем может быть только аналогия". Воспользуемся и мы аналогией. Рассмотрим ход двух одинаковых песочных часов. Одни из них находятся на платформе железнодорожного вокзала, а вторые - в вагоне, который движется мимо вокзала по железнодорожному пути. Для наблюдателя на платформе в песочных часах движущегося вагона песок видится движущимся по гипотенузе. Можно ли на этом основании утверждать, что песочные часы в движущемся вагоне идут медленнее часов, которые стоят на платформе? Таких оснований у нас нет, аналогично нет у нас оснований считать, что световые часы на борту космического корабля идут медленнее часов, которые находятся у внешнего наблюдателя.
Так как формулы (2) и (3) ошибочны, то полученная из них теория преобразования координат и времени от покоящейся системы к системе, равномерно и прямолинейно движущейся относительно первой, также ошибочна. Это видно из того, что в результате анализа формул преобразования координат и времени делается вывод о том, что движущиеся часы отстают от часов покоящейся системы и, значит, не синхронны с ними, а во второй части последнего процитированного предложения делается противоположное утверждение. Налицо - второе противоречие: положение, при котором каждое из двух высказываний исключает другое, не согласующееся с ним.
А теперь спросим себя: какому высказыванию из двух следует отдать предпочтение? И ответим: очевидно, тому из них, которое установлено наблюдением, опытом, но не тому, которое выведено из ошибочного принципа постоянства скорости света.
Из всего вышесказанного следует, что ТО, используемая в электродинамике движущихся тел, создана не Эйнштейном, а двумя великими учеными - Хендриком Антоном Лоренцом и Жюлем Анри Пуанкаре на основе предположения о существовании эфира. К Эйнштейну она имеет лишь то отношение, что много писал о ней, впереди названия 'Теория относительности' поставил слово 'Специальная' и представлял себя научной общественности создателем СТО, 40 лет "купался" в лучах ее славы.
Как и почему такое случилось, - это вопрос к психологам и историкам.
Чтобы устранить показанные противоречия и известные парадоксы, связанные с принципом постоянства скорости света, нужно отказаться от этого принципа-постулата и дать такое определение постоянства скорости света, независящей от скорости его источника, которое будет находиться в согласии с критерием синхронности и наблюдаемой синхронностью совокупностей разноместных часов, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно. В статье 'Пространство и время в новой физической теории' на сайте http://www.gov.ru я предлагаю отказаться от ТО и заменяю ее и общую теорию относительности (ОТО) Эйнштейна единой физической теорией, которая согласуется со всей совокупностью известных опытных фактов в различных областях физики. В этой новой простой теории координаты времени и пространства при переходах от любой одной ИСО к другой, движущейся относительно первой, получаются из формул адекватного преобразования, выведенных на основе определений понятий пространства и времени без использования каких-либо гипотез и постулатов. В ней, как и в механике Ньютона, движущиеся часы идут точно так же, как "неподвижные", движущиеся тела не сокращаются в размерах в направлении своего движения, масса движущегося тела не изменяется с изменением его скорости.
! | Предупреждение: А1, А2, балл штрафа. Ссылка исправлена. |