Дискуссия о Теореме Котельникова

Статья "Теорема Котельникова, принцип неопределенности и предельный характер скорости света" была размещена также и на http://zhurnal.lib.ru/z/zhmudx_w_a/teorema.shtml

Там состоялась любопытная дискуссия, которую привожу здесь в сокращении для тех, кому это интересно


ВОПРОС

Тут я не согласен:
 Особо подчеркну, что принцип неопределенности - это соотношение, полученное экспериментально.
 Принцип неопределенности получен из теории, которая в свою очередь получена из эксперимента.

ОТВЕТ

 Ответьте, пожалуйста, как можно ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО отличить неопределенность, присущую измеряемому явлению от неопределенности, присущей методу измерения? В результатах исследования они уже смешались. Мух от говядины можно отделить только в не рубленом виде - после мясорубки отделить невозможно. Результат эксперимента - это фарш, в котором и то и другое.
 А вот что касается ТЕОРИИ - тут она должна, ОБЯЗАНА отличать погрешность МЕТОДА от необходимого соотношения неопределенности в принципе, свойственного объекту. Вот именно об этом и статья. НЕЛЬЗЯ ОБОСНОВАТЬ, невозможно оправдать соотношение неопределенности по отношению к реальным материальным явлениям и движениям. Вместе с тем, неопределенность методики измерения - это так естественно, это просто необходимо!
 Советую внимательнее прочитать то, что я написал, и подумать.

ВОПРОС
 
Напомню Постулат постоянства скорости света Эйнштейна 9 - 11. Теория относительности утверждает, что никакие материальные объекты не могут иметь скорость, превышающую скорость света в вакууме c.
 Постулат утверждает что скорость света в любой инерциальной системе остается постоянной. Из этого может быть и можно сделать тот вывод который Вы привели, но тем не менее это не постулат.

ОТВЕТ
 
Я пишу: «Напомню Постулат постоянства скорости света Эйнштейна 9 - 11. Теория относительности утверждает, что никакие материальные объекты не могут иметь скорость, превышающую скорость света в вакууме c».
 Это два различных предложения. Первое - более общее, как бы вводное, и тут же дана ссылка на первоисточник.
 Наверное, надо было сделать раздел абзацев в этом месте.
 Вы пишете: «Постулат утверждает, что скорость света в любой инерциальной системе остается постоянной. Из этого может быть и можно сделать тот вывод который Вы привели, но, тем не менее, это не постулат».
 Вы правы, конечно, но не вполне.
 Если быть точным, то постулаты Эйнштейна сформулированы следующим образом 10:
 
 «1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения состояния относятся.
 2. Каждый луч света движется в 'покоящейся' системе координат с определенной скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом».
 
 Вы не находите, что понятие «Луч света» - не то же самое, что понятие «Волновой фронт света»?
 Иными словами, в оригинальной формулировке эти постулаты никоим образом не могут считаться научными.
 Эренфест детально разобрал, что под понятием «Скорость света» можно понимать «групповую скорость», то есть скорость распространения максимума (или определенной фазы) пучка света. Луч же, вообще говоря, это - часть прямой. Мы чаще всего лучом света называем именно направленный отрезок (в общем случае бесконечный в одном направлении). С какой скоростью движется этот бесконечный в одном направлении отрезок - это вопрос совсем иной. Когда мы говорим о движении луча, мы, чаще всего, имеем в виду изменение его направления.
 То есть формулировки, данные Эйнштейном в его первой статье, едва ли следует признать корректной основой его теории относительности.
 В целом же специальная теория относительности утверждает именно то, что я указал: «никакие материальные объекты не могут иметь скорость, превышающую скорость света в вакууме».
 Вы с этим спорите?
 С чем? С истинностью этого утверждения, или с тем, что это утверждение ПРИНАДЛЕЖИТ этой теории?
 С истинностью утверждения я и сам готов поспорить, а вот то, что теория это утверждает - неоспоримый факт.
 В этой самой статье Эйнштейн пишет: «При v=V величина W (энергия) становится, таким образом, бесконечно большой» - речь идет об энергии электрона. В статье «О принципе относительности и его следствиях», написанной в декабре 1904 г., Эйнштейн пишет:
«Далее следует, что при сложении скорости света с и скорости, меньшей с. опять получается скорость света с». : «Скорость v может принимать любое значение, меньшее c». Рассуждая о действии, которое распространяется со скоростью W, Эйнштейн пишет: «Если же Wc, как мы предположили, то v всегда можно выбрать так, что Tc представляется в достаточной степени доказанной».
 Итак ЭЙНШТЕЙН СЧИТАЛ ДОКАЗАННЫМ следствие его двух постулатов, которое состоит в том, ЧТО ИНФОРМАЦИЯ НЕ МОЖЕТ ПЕРЕДАВАТЬCЯ СО СКОРОСТЬЮ, БОЛЬШЕЙ, ЧЕМ С - скорость света в вакууме. Тем более это должно относиться к скорости материального объекта, поскольку информация может быть передана и не только с помощью материального объекта. А всякий материальный объект может быть использован для передачи информации. Ограничение на скорость передачи информации в канале - более сильное, чем то, о котором я говорил.
 
 Вы с этим, что ли, спорите?

УТОЧНЕНИЕ ВОПРОСА И ОТВЕТ ЧИТАТЕЛЯ

Вы пишете: «Ответьте, пожалуйста, как можно ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО отличить неопределенность, присущую измеряемому явлению от неопределенности, присущей методу измерения?»
 
 В общем по статистике. Неопределенность это явление динамики, ошибки это случайность. Ошибки и неопределенность имеют разные статистики. Это общий ответ и естественно он не во всех ситуациях будет работать.
 В результатах исследования они уже смешались. Мух от говядины можно отделить только в не рубленом виде - после мясорубки отделить невозможно. Результат эксперимента - это фарш, в котором и то и другое.
 Не совсем так. Классическая физика не в состоянии объяснить стабильность атомов. Решение этой проблеммы и некоторых других и приводит к квантовой механике и как следствие к соотношению неопределенности. То есть изначально квантовая физика не была порождена какими либо проблемами, связанными с погрешностью эксперимента. В данном случае неопределенность вылилась в явление, которое никак не связано с ошибками. С другой стороны, соотношения неопределенности довольно-таки легко подтвердить в эксперименте. Тут видимо перемешались историческое и экспериментальное восприятие, что не есть ошибка, только запутанность.
 
 Вы пишете: «А вот что касается ТЕОРИИ - тут она должна, ОБЯЗАНА отличать погрешность МЕТОДА от необходимого соотношения неопределенности в принципе, свойственного объекту. Вот именно об этом и статья. НЕЛЬЗЯ ОБОСНОВАТЬ, невозможно оправдать соотношение неопределенности по отношению к реальным материальным явлениям и движениям».
 
Тут я не понял тоже. Именно это я в своей статье «основы квантовой механики» и делаю. Видимо Вы ее не прочитали. Ну да ладно вольному волю.
 
 Вместе с тем, неопределенность методики измерения - это так естественно, это просто необходимо!
 
Вы пишете: «Советую внимательнее прочитать то, что я написал, и подумать».
 Не врубился я пока, честно говоря. Будет время - постараюсь.

Вы пишете: «Вы с этим, что ли, спорите?»
 
 Снимаю вопрос. В таком объеме, кто что сказал, я его не знаю.
 
 В основе законов физики находится симметрия. С этой точки зрения гораздо логичнее говорить о том, что скорость света и есть такое мерило.
 Такое представление, как мне кажется, наиболее общее. Тем не менее, однозначно не единственное. Тем более если говорить о том, что интуитивные представления играют далеко не последнюю роль, то такой спор наверное совсем бессмысленный.
 
 Но сначала мне показалось, что тут ошибка. Показалось - бывает.

ОТВЕТ
Вы пишете: «В основе законов физики находится симметрия. С этой точки зрения гораздо логичнее говорить о том, что скорость света и есть такое мерило. Такое представление, как мне кажется, наиболее общее».

 Мне кажется, не совсем так. Симметрия - это один из ИНСТРУМЕНТОВ ОСОЗНАНИЯ законов физики. Но она вовсе не обязательно присуща физическим явлениям.
 Применительно к физике симметрию можно понимать так: "Если голодная цапля способна съесть лягушку, в результате чего мы получим сытую цаплю и отсутствие лягушки, то, справедлива и обратная возможность: сытая цапля способна исторгнуть лягушку, в результате чего мы получим голодную цаплю и лягушку".
 Согласитесь, применительно к биологии это - абсурд. Но почему же применительно к физике это - не абсурд?
 Симметрию мы кое-как можем обнаружить в механике: кинетическая энергия способна переходить в потенциальную и обратно.
 Симметрию мы слегка можем обнаружить в электротехнике: электрический ток создает движение рамки в поле, а движение рамки в поле создает электрический ток.
 Что-то подобное наклевывается и в иных процессах: кое-где нагревание порождает излучение, а облучение порождает нагревание, и так далее.
 Но здесь есть БОЛЬШОЕ НО.
 Если ротор вращается под действием некоторого тока в некотором поле, то механическое вращение ротора сторонними силами в этом же поле не породит ТАКОГО ЖЕ ТОКА. В этих процессах всегда незримо присутствет к.п.д. Что-то является причиной, а что-то - следствием. А можно подобрать такую скорость вращения при заданном токе, когда прибор не будет УЖЕ выполнять роль двигателя, но ЕЩЁ и не будет выполнять роль генератора. Только в этом гипотетическом случае можно говорить о равенстве этих воздействий, но именно в этом случае эти процессы не порождают друг друга - связь этих явлений будет разорвана. Аналогично была бы разорвана связь между скоростью АВТОМОБИЛЯ и скоростью запряженного в него коня, при условии совпадения этих скоростей.
 
 СИММЕТРИЯ В ФИЗИКЕ...
 Напомню, что если одно явление происходит САМОПРОИЗВОЛЬНО, то обратное, которое мы пытаемся назвать симметричным, ПРИ ТЕХ ЖЕ УСЛОВИЯХ САМОПРОИЗВОЛЬНО ПРОИСХОДИТЬ НЕ МОЖЕТ.
 
 Альберт Эйнштейн очень сильно запутал науку соответствующим примером при обсуждении энтропии. Дескать, при рассмотрении движений бильярдных шаров все ЯКОБЫ симметрично - кинетическая энергия может переходить в потенциальную и наоборот - а при тепловом движении всё принципиально не так: дескать, энергия от более быстрых молекул может передаться к более медленным, а обратного явления САМОПРОИЗВОЛЬНО произойти не может: холодные тела не могут нагревать более теплые, передавая им часть своей энергии САМОПРОИЗВОЛЬНО.
 
 Ему показалось, что он нашел принципиальную разницу. Однако же - где она? Разве при движении каких-нибудь шариков или маятников обратные явления происходят когда-нибудь САМОПРОИЗВОЛЬНО?
 Если камень может самопроизвольно упасть под действием гравитации, потеряв свою потенциальную энергию, и приобретя кинетическую, то САМОПРОИЗВОЛЬНО под действием ЭТОЙ кинетической энергии он не вернётся к первоначальному состоянию. Ему нужна другая кинетическая энергия. Он должен получить толчок от другого тела В ПРОТИВОПОЛОЖНОМ НАПРАВЛЕНИИ.
 Закона симметрии не существует.
 Существует иное: нечто, близкое к этой симметрии при столкновении частиц. А поскольку весьма многие физические законы - есть проявления тех или иных столкновений, то весьма часто имеет место ПОЧТИ СИММЕТРИЯ. Упругие столкновения присутствуют даже там, где мы не ведаем о том. И родственные этому электромагнитные взаимодействия.
 
 Спасибо за диалог, за внимание.