Условные соглашения, принятые из удобства

Когда мы говорим, что Солнце всходит или заходит, мы не задумываемся, что в действительности не Солнце вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг своей оси. Однако такое определение утренней и вечерней зари более удобное и красивое.

Наши физические знания о природе также изобилуют условными соглашениями, принятыми из удобства. Например, для решения теоретических задач мы можем допустить, что масса тела может быть отрицательной или математически может время повернуть назад. Такие гипотезы не влияют на результат теоретического предсказания, а привлекаются из-за слабости человеческого разума, испытывающего затруднения в толковании явлений природы без вспомогательных представлений, либо для того, чтобы облегчить математическое решение задачи.

Ещё один пример использования физически ненаблюдаемых величин. Аналитически заданный сигнал или физически наблюдаемый сигнал, имеющий начало, можно представить суммой гармонических колебаний бесконечной длительности, то есть гармонические составляющие сигнала существуют до начала сигнала, что нарушает принцип причинности. Тем не менее, такое представление очень удобно, не приводит к парадоксам до поры до времени и успешно служит науке и технике.

Другой пример применения физически ненаблюдаемых объектов. Официальная комиссия, расследовавшая события 11 сентября, убедила весь мир, что это был мусульманский теракт. Но никто не видел, как на Пентагон падал громадный Боинг. Камеры наружного наблюдения также не зафиксировали Боинг. На фотографиях, сделанных сразу после нападения на Пентагон, нет останков Боинга, а есть дырка в стене диаметром 2-3 м. Но правители многих государств молчаливо согласились принять гипотезу о нападении мусульман. Так удобнее…

Анри Пуанкаре рассмотрел три вида гипотез.
1. Гипотезы допускают проверку, подтверждение опытом и становятся истинами.
2. Гипотезы, не приводя к ошибкам, могут быть полезными, фиксируя нашу мысль.
3. Кажущиеся гипотезы, сводящиеся к замаскированным соглашениям.
Последние, Пуанкаре называл также опасными гипотезами, которые вводятся неосознанно и принимаются молчаливо.
Эйнштейн был уверен, что Природа представляет собой реализацию простейших математически мыслимых элементов, то есть законы Природы в виде математических формул вмонтированы в Природу и нужно лишь угадать эти формулы.

Леон Бриллюэн, возражая Эйнштейну, доказывал, что Природа не проста, это мы стремимся к этой простоте. Всё, что мы понимаем есть упрощение. Понять, значит упростить.

Эйнштейн предложил научному сообществу 2 непроверяемых постулата. Научное сообщество эти постулаты молчаливо приняло. Так свершилась научная революция, появился на свет релятивизм, а вместе с ним и парадокс близнецов.

Парадокс – есть приговор релятивизму.

Наиболее ярким представителем в стане релятивистов является, конечно же, Поль Дирак. Однажды в гостях его спрашивают: Вам положить в чай сахар? Ответ: Да. Вопрос: сколько кусков? Ответ: неужели непонятно, что один.

Напомню, чтобы облегчить математическое решение задачи, мы можем допустить, что масса тела может быть отрицательной. Дирак не основе релятивистской теории движения электрона допустил существование позитрона – античастицы электрона. Правда, позитрон существует очень короткое время из-за аннигиляции с электроном. Кроме того, все предсказания теории относительности можно объяснить законами обычной физики. Тем не менее, если античастица (античастица ли это?) существует даже очень короткое время, почему бы не предсказать магнитный монокль. И Дирак его тоже предсказал. Но пока магнитный монокль не обнаружен.

Но наиболее очевидным примером условного соглашения, принятого из удобства, является дельта импульс Дирака. Напомню, что понятие дельта функции впервые ввёл Хевисайд, просто как производную единичной ступенчатой функции и не более, то есть дельта функция существует только математически. Напомню, что импульс Дирака есть бесконечно короткий прямоугольный импульс бесконечно большой амплитуды. В теории электрических цепей и фильтров импульс Дирака применяется для расчёта импульсной реакции фильтра или иначе, оператора фильтра. Модуль спектра Фурье оператора фильтра есть спектральная характеристика фильтра. Очень удобно и правильно в теории электрических цепей.

Но проблема состоит в том, что физические фильтры не реагируют на импульс Дирака, потому что его не существует в Природе. Физические фильтры реагируют на единичную ступенчатую функцию Хевисайда и на выходе фильтров мы наблюдаем переходный процесс. Производная переходного процесса есть оператор фильтра. Не менее удобно и всё правильно и не только в теории электрических цепей. Из модифицированных спектральных представлений следует, что физически наблюдаемые сигналы не могут содержать в спектре бесконечно низкие частоты. Это есть решение парадокса бесконечно низких частот. Классический принцип неопределённости строго доказывается на основе модифицированных спектров Фурье и вводится понятие элементарного волнового импульса. Спектр этого импульса равен спектру закона излучения Планка. Классический принцип неопределённости перестаёт выполняться для однополярных импульсов, то есть для ударных волн. Более подробно об этом в «Еретиках двадцать первого века 2».