09.01. Теория относительности
Мы сделали небольшой шажок к построению новой картины мира, основу которой составляет пространственно-временной континуум, устремленный в прошлое относительно наблюдателя. Этот континуум подчиняется базовому соотношению, определяющему скорость старения мира при мысленном движении к его окраинам. Общее, хорошее представление об этом континууме дает картина аргентинского художника Пабло Карлос Будасси, рассмотренная в прошлом разделе.
Но дальнейшее движение к построению принципиально новой картины мира, обещанной автором во второй главе, невозможно без устранения препятствия на дороге. В качестве такого выступает релятивизм.
1. Об инвариантности законов Природы
Охранной грамотой физики, как науки, является постулат об инвариантности законов Природы, который больше известен, как принцип относительности. Благодаря этому свойству физика исследует универсальные законы Природы, одинаково действующие в каждой точке физического мира и в каждой инерциальной системе отсчёта (ИСО). Если бы это было не так, то физика была бы политикой, имеющей дело с текущими событиями и прогнозами. Ну, а строго говоря, такой физический мир просто не состоялся бы.
Основоположником этого постулата является Галилей. Он его изложил в литературной форме в «Диалогах о двух главнейших системах мира…» (см. рис)
Для современного наблюдателя, погрузившегося в созерцание, «под палубу» к рыбкам и мошкам можно добавить источник и приёмник излучения, электрический заряд и другие средства проверки инвариантности законов природы, например приспособления для проведения опыта Майкельсона – Морли. И всё это надёжно подтвердит результаты мысленного опыта Галилея в отношение не только законов механики, но и всех законов физики.
По правилам логического вывода, если наблюдатель, покоящийся в любой ИСО, не при каких условиях не может обнаружить её движение, следует вывод о том, что «такие ИСО для покоящегося в них наблюдателя объективно воспринимается им, как покоящиеся!» А из этого, в свою очередь, вытекают следствия, что:
1. В природе не существует как абсолютного покоя, так и абсолютного движения физических тел, и следовательно не существует среды, относительно которой это можно было бы определить.
2. Отсутствие способа выделения таких систем друг от друга говорит об инвариантности законов природы в любой ИСО.
Именно размышления Галилея позволяют строго сформулировать постулат об инвариантности законов Природы:
Законы природы инвариантны (одинаковы) в любой инерциальной системе отсчёта для покоящегося (погрузившегося в созерцание) в ней наблюдателя.
Здесь наблюдатель, как проверяющее это утверждение лицо, обязательный атрибут формулировки принципа инвариантности. Это означает, что законы Природы инвариантны абсолютно, то есть путём проверки этого утверждения и перехода наблюдателя вместе со своим инвентарём в любую ИСО.
А теперь посмотрим, что под инвариантностью понимают теоретики от физики.
Для них инвариантность означает, что математическая форма закона (например, тип дифференциальных уравнений, используемых для описания закона) остаётся неизменной при преобразованиях, связанных с переходом из неподвижной в подвижную ИСО. Почувствуйте, что называется, разницу!
То есть, если Галилей говорил об абсолютной инвариантности, проверяемой наблюдателем путём непосредственно перехода из ИСО в ИСО, то теоретики особо не озадачивают наблюдателя, предлагая ему оставаться в неподвижной ИСО, и наблюдать за тем, что происходит в других, подвижных ИСО. Таким образом, в основе принципа относительности лежит ложное положение, уравнивающее НЕПОДВИЖНУЮ и ПОДВИЖНЫЕ инерциальные системы отсчёта, которое противоречит опыту. Когда наблюдатель расстаётся с зарядом и с источником электромагнитного излучения, то из другой ИСО он начинает наблюдать отличия в виде генерирования зарядом магнитного поля и изменения длины электромагнитной волны от излучателя.
Обычно в этом месте физики костьми ложатся в защите принципа относительности, утверждая, что уравнения электродинамики Максвелла объединили и учли все эти эффекты, а путём преобразований Лоренца они обеспечили им инвариантность. Но теоретики почему-то считают, что закон физики – это формула, в то время как наука давно установила, что «Законы физики — это устойчивые повторяющиеся объективные ЗАКОНОМЕРНОСТИ, СУЩЕСТВУЮЩИЕ В ПРИРОДЕ». Обратите внимание: в Природе, а не в математике!
Да, математика вещь великая! Но только в том случае, если она идёт от опыта, а не от гипотезы. Не лишне будет напомнить методологическое золотое правило науки великого Ньютона:
«Лучшим и наиболее безопасным методом философствования, как мне кажется, должно быть сначала прилежное исследование свойств вещей и установление этих свойств с помощью экспериментов, а затем постепенное продвижение к гипотезам, объясняющим эти свойства. Гипотезы могут быть полезны лишь при объяснении свойств вещей, но нет необходимости взваливать на них обязанности определять эти свойства вне пределов, выявленных экспериментом… ведь можно изобрести множество гипотез, объясняющих любые новые трудности».
К моменту создания преобразований Лоренца уже хорошо было известно, что электрический заряд в покоящейся системе создаёт электростатическое поле, а в подвижной ещё и магнитное. В 1842 году стал известен эффект Доплера, в соответствие с котором при переходе из ИСО в ИСО происходит изменение длины волны. Да, математически можно добиться, и Лоренц добился «одинаковости» формы уравнений Максвелла. Но от этого неподвижная и подвижная системы отсчёта не стали одинаковыми. Наблюдатель, который не находится в состоянии покоя под палубой, а перемещается относительно её, немедленно обнаружит изменения в поведении заряда и частоты электромагнитных колебаний, несмотря на удивительные превращения в математике.
Итак, постулат Галилея, приведенный на рисунке в начале статьи, и преобразования координат и времени
x` = x – v*t;
t` = t,
где x, t – координата и время в неподвижной ИСО (под палубой корабля), а те же параметры с апострофом – в подвижной ИСО (за бортом корабля), якобы непосредственно вытекают из этого постулата. Это, как мы уже показали, ошибочное утверждение связано с тем, что в классической механике после подстановки преобразованных координат в уравнения механики, их форма не меняется. И, если быть последовательным, они вытекают из первого закона Ньютона, устанавливающего знак равенства между состоянием покоя и равномерным, прямолинейным движением.
Но в электродинамике и теории поля не существует аналога первому закону Ньютона, поэтому ожидать, что там тоже можно поставить знак равенства между состоянием покоя и равномерным, прямолинейным движением, - это произвол, допустивший НЕКТО.
Я пытался выяснить у ИИ, кому принадлежит авторство этого термина. Кто назвал приведенные выше преобразования преобразованиями Галилея. И выяснил, что термин «преобразования Галилея» — это ретроним, который появился уже после появления термина «преобразования Лоренца». И здесь осталось только догадаться, кому оно принадлежит. Однозначно, не Лоренцу и не Пуанкаре. Поскольку они в поисках эфира были против инвариантности.
Остаётся только служащий из бюро патентов. Ему нужно было звонкое имя, на фоне которого можно было поднять свой авторитет. А выбор пал на Галилея, а не, например, на Ньютона потому, что теорию последнего он должен был «улучшить».
И, тем не менее, надо отдать должное Эйнштейну в том, что, отказываясь от эфира, он сделал шаг в правильном направлении, в сторону инвариантности законов Природы. Только шаг этот оказался уж очень безграмотным. Принципиальную ошибку мы с вами уже обсудили. Суть её заключается в том, что инвариантность законов Природы и преобразования координат Лоренца ли, Галилея ли – суть совершенно разные, нетождественные действия. И с их помощью Эйнштейну пришлось ломать Природу через колено.
Но, тем не менее, в конце XIX, начале XX веков проблема в физике реально существовала. И связана она была не с неинвариантностью уравнений Максвелла, на «устранении» которой построена теория относительности, а с постоянством скорости света во всех ИСО. Это постоянство отменяло правила суммирования векторов скоростей и действие первого закона Ньютона применительно к новым формам материи: полям и волнам.
О том, как построить теорию относительности из опыта методом Ньютона, в которой решается проблема суммирования скоростей и определяется характер взаимодействия тел при их относительном движении, то есть аналог СТО и ОТО в одном флаконе, вы узнаете в следующих главах. И уверяю вас, что это намного проще, понятнее и интереснее, чем релятивизм. Это происходит от того, что в этом случае источником истины выступает сама Природа, а не «гениальные» мысли из головы. Надо только очень внимательно прислушаться, что она говорит.
http://proza.ru/2025/07/28/318