Ошибки Альберта Майкельсона и Альберта Эйнштейна

ВВЕДЕНИЕ

Два великих Альберта ошибались очень много раз. Но были у них и общие ошибки, а также ошибки в одной области. Эти ошибки таковыми не считаются. И это – большая беда для современной теоретической физики. Ведь если ошибки совершены в неактуальной области, они попадают в разряд казусов, но если они совершены в области актуальных научных знаний и до сих пор не найдены, они продолжают приносить вред.

Пора, наконец, вскрыть эти ошибки.

1. Почему я говорю об ошибках во множественном числе. Ошибки А. Эйнштейна я неоднократно указывал в других своих публикациях. Ошибки А. Майкельсона таковы, что их не заметил А. Эйнштейн, и на ошибочной трактовке основополагающего опыта Майкельсона-Морли А. Эйнштейн построил свою теорию относительности, в которой добавил ошибок – уже только исключительно собственных, Эйнштейновских.
2. Ошибок несколько. Как минимум, укажем три основные ошибки Майкельсона, которые А.Эйнштейн не обнаружил.

ОШИБКА 1. А. Майкельсон считал, что если эфир отвечает за распространение света в среде, то в некоторых опытах это непременно скажется на изменении интерференционной картины. Соответственно, развивая эту мысль, А. Эйнштейн считал, что если такового изменения интерференционной картины не обнаружится, то это, якобы, доказывает отсутствие эфира. Любопытно, что впоследствии А. Эйнштейн отказался от мысли об отсутствии эфира, но эти его новые мысли остались не услышаны широкой научной общественностью.

ОШИБКА 2. А. Майкельсон в своем опыте измерял перемещение интерференционных полос. Однако, поскольку исторически к идее своего опыта он пришел, размышляя о том, как измерить скорость света, и ее отличия в разных направлениях, Альберт Майкельсон не увидел, что собственно говоря отнюдь не скорость света, и даже не приращения скорости света в разных направлениях измеряются в опыте Майкельсона, а только лишь РАЗНИЦА фазовых приращений света на различных траекториях. То есть при условии, что на обеих траекториях будет получено приращение фаз вследствие некоторой причины, если это приращение будет одинаковым, то оно не обнаружит себя в измерениях. Из этого, разумеется, отнюдь не следует, что приращения не будет. Поэтому отсутствие выявленных изменений интерференционной картины отнюдь не доказывает неизменности скорости света в разных системах отсчета – это лишь указывает на то, что если скорость света и меняется, то она меняется так, что вклад этих изменений в приращения фазовых путей в двух различных направлениях одинаков. А вот это как раз не только можно предположить из результатов эксперимента, но со всей очевидностью можно вывести теоретически еще до рассмотрения эксперимента.

ОШИБКА 3. А. Майкельсон считал, что поперечные волны могут распространяться только в упругой среде, в жесткой среде наподобие кристаллического тела. Эту же самую мысль воспринял и А. Эйнштейн. Таким образом, теоретическая физика, возглавляемая Эйнштейном, пришла сначала к отрицанию эфира, а затем – в принятию вместо эфира новой физической материальной субстанции – вакуума – обладающего свойствами жесткого тела в определенных смыслах. В результате абсурдизация физических представлений в этом отношении зашла очень далеко.


ГЛАВА 1. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ РАССУЖДЕНИЯ МАЙКЕЛЬСОНА ОТНОСИТЕЛЬНО СИММЕТРИЧНОЙ СИТУАЦИИ

Майкельсон рассматривает теоретически ситуацию, когда эфир находится в покое, а Земля движется относительно него со скоростью v. Он рассуждает о времени, которое потребуется свету, чтобы преодолеть расстояние D между двумя точками, находящимися по направлению движения Земли. Скорость света Майкельсон обозначает заглавной буквой V, в отличие от скорости Земли. Это обозначение приходится воспринять по двум причинам:

1. Цитирование в этом случае облегчается.
2. Легче отличить латинскую букву «V» от любой русской буквы, тогда как общепринятое обозначение скорости латинской буквой «c» имеет сходное начертание с предлогом в русском языке.
3. В чертежах Майкельсона имеется обозначение точки буквой «С».

Итак, Майкельсон рассуждает, что в случае движения Земли, свету понадобится на прохождение указанного отрезка D в одном больше времени, если направление движения Земли и света совпадают, и меньше времени, если эти направления противоположны [1].

При этом Майкельсон использовал (хотя, возможно, и не отдавал себе в этом отчета) вполне определенную, но совершенно не очевидную гипотезу о том, что источник света, не зависимо от того, движется ли он, или не покоится относительно эфира, испускает свет в определенном направлении и с определенной скоростью. При этом Майкельсон подразумевал, что ни направление света, ни его скорость не зависят от движения эфира относительно источника света. Действительно: свет излучен в направлении отрезка, и далее скорость его движения определяется лишь скоростью эфира. То же самое надо сказать и о направлении. Ведь совершенно понятно, исходя из принципа Гюйгенса, что направление распространения света в общем случае – сферическое, а если свет где-то и движется в единственном направлении как плоская волна, то лишь в том случае, когда каждый фрагмент поля рассматривается как новый точечный источник сферической волны, скорость которой во всех направлениях фиксирована. Если эфир покоится, то скорость света во всех направлениях равна V.

Покоящийся источник плоской волны и движущийся источник плоской волны будут излучать по-разному. Налицо доплеровский сдвиг частоты. То есть если свет излучается неподвижным источником в неподвижную среду, его частота будет одной, если он будет излучаться движущимся источником в неподвижную среду, его частота изменится. Ситуация «свет излучается неподвижным источником в движущуюся среду» - это та же самая ситуация, но только с другой системой отсчета, то есть и в этом случае частота излучения изменяется. Это же следует учитывать при обсуждении взаимодействия света с фотоприемником или с глазом наблюдателя: изменения частоты излучения приводит к изменению интерференционной картины непременно. Однако изменения могут быть таковы, что два противоположно направленных изменения компенсируют друг друга.

К этому надо быть готовым на практике, поскольку теория на это указывает как на непреложное следствие движения источника и (или) приемника относительно среды.
Зеркало тоже взаимодействует с излучением по тем же правилам, поскольку зеркало можно рассматривать как приемник света и как новый источник света.

Итак, давайте себе представим точечный источник света, который излучает во всех направлениях.

Если мы говорим, что излучение по ходу движения Земли будет так же точно распространяться, как если бы Земля покоилась относительно эфира, и в момент испускания света от источника в среду, в эфир, мы никак не обязаны учитывать подвижность Земли относительно эфира, то разве не то же самое мы должны предположить и в отношении перпендикулярных направлений?

Если, рассуждая, как пойдет свет, который испущен в направлении движения Земли, мы принимаем в расчет лишь положения начала и конца пути света, а пока свет движется от начала к концу, мы принимаем в расчет лишь скорость движения эфира, то разве не так же точно мы должны поступать при рассмотрении движения света в направлении, перпендикулярном движению Земли?

Прекрасно, если вы со мной согласны.

Рассуждая таким вот образом, Майкельсон несколько сложным рассуждением приходит к соотношению, которое можно получить гораздо проще, и не вводя столько ненужных промежуточных величин.

Действительно, если мы временно согласимся с исходными тезисами Майкельсона, мы получим эти же соотношения из следующих соображений.

1. Если свет движется в направлении движения Земли относительно эфира, то скорость света относительно Земли уменьшится на величину скорости Земли относительно эфира v. Поэтому она станет равной V-v. Путь D в этом случае будет пройден за время

D/(V-v). (1)

2. Если свет движется в направлении, противоположном движению Земли относительно эфира, то скорость света относительно Земли увеличится на величину v. Поэтому она станет равной V+v. Путь D в этом случае будет пройден за время

D/(V+v). (2)

3. Если бы мы могли измерить скорость света в одном лишь направлении, или время, которое потратит свет лишь в одном направлении, то мы могли бы выявить движение Земли относительно эфира. Но «мы не располагаем методом, который позволил бы обойтись без возвращения света по его траектории, при котором он потеряет почти все, что было приобретено при его прямом прохождении» - пишет Майкельсон [1]. Здесь ошибка в слове «почти». Это слово не должно тут стоять. Свет потеряет полностью то приращение, которое он приобретет, если говорить о приращении фазы. А ведь в интерферометре измеряется именно фаза.

Итак, логичнее всего было бы измерять время, которое свет затратит на преодоление РАВНЫХ отрезков при движении в двух ПРОТИВОПОЛОЖНЫХ направлениях. Это – дифференциальная схема измерения, которая очень часто применяется в метрологии. Если какой-то фактор изменяет какую-то измеряемую величину на небольшую добавку, и если эту добавку трудно выявить на фоне большого значения этой величины, то схему организуют так, чтобы в одном плече эта добавка была положительной, а в другом – отрицательной. После этого результаты вычитают, большая основная величина вычитается, а добавки складываются, поскольку они имеют разный знак. Таким образом, дифференциальная схема позволяет измерить то, что очень слабо влияет на результат. Логика Майкельсоновского измерения скорости Земли относительно эфира (или скорости эфира относительно Земли) приводит к единственно мыслимой схеме: один пучок света мы должны пустить в направлении, совпадающим с направлением движения Земли, другой – в противоположном направлении, и по разнице времени прохождения этих двух путей светом мы могли бы определить скорость Земли относительно эфира. Но выясняется, что эта разница равна нулю по одной простой причине: РОВНО такое фазовое приращение, которое свет получит на пути в одном направлении с одним знаком, он получит на обратном пути с противоположным знаком, и, следовательно, вернется обратно в той фазе, как если бы не получал никакого приращения. Действительно, пусть свет идет в двух противоположных направлениях.

В первом плече свет пройдет путь туда за время D/(V-v), а обратный путь – за время D/(V+v).

Во втором плече свет путь туда пройдет за время D/(V+v), а обратный путь – за время D/(V-v). Таким образом, в дифференциальной схеме приращения взаимно компенсируются. В первом плече свет направлении «туда» как бы получает «ускорение», а в направлении «обратно», напротив, «замедляется». Во втором плече ситуация противоположная: в направлении «туда» свет «замедляется», а в направлении «обратно» он «ускоряется». И это – не пустая выдумка. Это – строго обоснованный теоретический результат. Действительно, если мы принимаем, что скорость света в неподвижном эфире постоянна, то она должна расти или падать в системе, связанной с движущейся относительно эфира Землей. Источник, который излучает свет, при условии, что он движется относительно эфира, как бы поддает свет по направлению вперед, аналогично тому, как ракетка поддает волан. Если источник как бы отступает от направления распространения света, он как бы «не столь сильно ударяет по волану», свет В СИСТЕМЕ ОТСЧЕТА, СВЯЗАННОЙ С ЗЕМЛЕЙ, распространяется медленнее или быстрее, в зависимости от того, как ориентировано направление света по отношению к движению Земли.

Я утверждаю, что Майкельсон должен был взять этот тезис на вооружение, но если уж он его не принял во внимание, если он отбросил влияние движения источника на скорость и направление распространения света, то он должен был бы точно также поступить и в отношении света, который движется перпендикулярно скорости Земли.

Майкельсон же, сам того не подозревая, при рассмотрении движения света перпендикулярно скорости Земли употребил ИНОЕ ПРАВИЛО для преобразования скоростей и фаз света.

Я намерен это показать.

Итак, Майкельсон предлагает рассмотреть время, затраченное лучом света на преодоление пути от источника к зеркалу на расстоянии D и обратно.

Если свет движется сначала в противоположном направлении относительно движения Земли, а затем – в том же направлении, то суммарное время дается суммой соотношений (1) и (2):

T = D/(V-v) + D/(V+v) = 2DV/(V+v)(V-v) = 2DV/(V^2-v^2). (3)

Если свет движется сначала в направлении движения Земли, а затем – в противоположном направлении, то суммарное время дается суммой соотношений (2) и (1), то есть тем же результатом.

 Казалось бы, Майкельсона должно было насторожить, что разворот плеча интерферометра на 180 градусов не приводит к фазовому набегу. Но почему-то он решает, что разворот плеча интерферометра на 90 градусов даст иной фазовый набег, который в этом случае можно будет выявить.

В чем ошибка его рассуждений? Давайте внимательно посмотрим.

Майкельсон пишет: «Однако, если свет прошел в направлениях под прямым углом к движению Земли, он будет свободен от влияния этого движения, и время прохождения его в прямом и обратном направлениях составит 2D/V…» [1]. Далее Майкельсон вычисляет разницу и рассуждает, как можно ее измерить.

В данном рассуждении Майкельсон утверждает, что если свет распространяется в направлении, перпендикулярном направлению движения Земли относительно эфира, то В СИСТЕМЕ, СВЯЗАННОЙ С ЗЕМЛЕЙ свет пройдет тот же путь и за то же время.

Эта гипотеза принципиально не согласуется с тем предположением, на котором Майкельсон же основывался при рассуждении о времени пути света в направлениях вдоль оси движения Земли!

При рассуждении о движении света в продольном направлении Майкельсон полагал (не останавливаясь на этом специально, но, используя этот тезис как самоочевидный), что в момент излучения скорость источника никак не влияет ни на скорость света относительно СРЕДЫ, ни на его направление, ни на фазу (то есть на частоту). Это, очевидно, ОШИБОЧНОЕ рассуждение, но мы его условно приняли и получили те же результаты, что и Майкельсон для времени движения света в прямом и обратном направлении.

При рассуждении о движении света в перпендикулярном направлении Майкельсон по умолчании считает, что свет, направленный в этом направлении, будет в этом же направлении распространяться, и в этом же направлении и возвратится обратно, причем скорость, которую можно назвать «тангенциальной» по отношению к скорости Земли, остается ТОЙ ЖЕ САМОЙ, равной V!!!
В этой гипотезе Майкельсон предположил, сам того не замечая, что скорость света относительно эфира на самом деле УВЕЛИЧИВАЕТСЯ.
Поскольку путь света также УВЕЛИЧИВАЕТСЯ, а время в его предположении остается тем же самым.

Это рассуждение в корне противоречит тем рассуждениям, которые он проводил относительно скорости света в направлениях, совпадающих с направлением движения Земли.

В первом случае у Майкельсона и направление и скорость света определяется исключительно скоростью эфира, среды, то есть они фиксированы. Они не подвержены влиянию источника излучения, не подвержены влиянию движения зеркал.

Во втором случае свет распространяется не по направлению его испускания относительно неподвижной среды, а распространяется он по направлению его испусканию относительно подвижной Земли, что, очевидно, не одно и то же.
Иными словами, во втором случае Майкельсон, сам того не замечая, складывает по правилу сложения векторов скорость света в эфире, равную V и скорость Земли относительно эфира, равную v, и ортогональную направлению первоначального направления излучения света.

Если бы Майкельсон проделал это действие открыто и легально, в результате совершенно «естественно» он получил бы движение света в неподвижной среде далеко не перпендикулярное направлению движения Земли. Новое направление движения света несколько склоняется в сторону направления движения Земли, составляет с этим направлением острый угол. И только поэтому возвращенный свет попадает опять в ту точку, из которой он был испущен, то есть в системе отсчета, связанной с Землей, свет возвращается в исходную точку. Но Майкельсон как будто бы не знает, что эта «исходная» точка в системе, связанной с Землей, далеко не совпадает с началом движения света в системе, связанной с неподвижным эфиром!

Иными словами, Майкельсон к свету, который движется перпендикулярно направлению движения Земли, применяет правило сложения скоростей – скорость света в неподвижной среде у него получается равной векторной сумме скорости света и скорости движения источника света.

Эти правила он отнюдь не применяет к тем пучкам света, которые движутся в направлении движения Земли. В этих направлениях у него скорость света постоянна для неподвижной среды.

Вот откуда взялась эта разница, которую затем безуспешно пытались «поймать» различными путями те или иные исследователи.

Перечислю только фамилии тех, кто так или иначе пытался объяснить «чудо» необнаруженного эфира ТОЛЬКО ПО ОДНОЙ КНИГЕ. На самом деле список составил бы несколько ТЫСЯЧ ученых, но меня привлекает в данном вопросе книга, где собраны знаковые статьи тех ученых, которые ставили эксперименты СПЕЦИАЛЬНО ПОСВЯЩЕННЫЕ проблеме эфирного ветра, и СПЕЦИАЛЬНО ПЫТАЛИСЬ УЛОВИТЬ разницу фаз в соответствии с ЯВНО ОШИБОЧНЫМИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯМИ Майкельсона.

Вот эти фамилии:
А. Майкельсон, Э.Морли, Д.К. Миллер, А. Эйнштейн (теоретик), Г. Гель, Р.Дж. Кеннеди, К.К. Иллингворт, Е. Сталь, А. Пикар, Ф.Г. Пис, Ф. Пирсон, Дж.П. Седархольм, Г.Ф. Бланд, Б.Л. Хавенс, Ч.Х. Таунс.
Завершает список замечательный энтузиаст вопроса «Эфирного ветра» - доктор технических наук В.А.Ацюковский, который перевел ряд статей собственноручно, и составил и издал за свой свет сборник статей, посвященных эфирному ветру [2].

РЕЗЮМЕ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ.

В опыте Майкельсона [1] рассматриваются теоретически скорости движения света в интерферометре по взаимно ортогональным направлениям. При этом интерферометр ориентирован так, что одно из плеч направлено в сторону движения Земли относительно гипотетического эфира.

В этом рассмотрении при обсуждении движения света по плечу, параллельному вектору скорости Земли, движение света рассматривается с фиксированной скоростью и с фиксированным направлением относительно системы отсчета, связанной с эфиром. При обсуждении движения света по ортогональному плечу движение света рассматривается с фиксированным направлением и фиксированной скоростью относительно системы отсчета, связанной с Землей.

Это несимметричное рассмотрение двух принципиально не различающихся ситуаций явно ошибочно. Возникающая при этом теоретическая разница фаз возникает именно вследствие этого неадекватного, несимметричного, ошибочного рассмотрения.

ГЛАВА 2. КОТОРАЯ ИЗ ДВУХ ГИПОТЕЗ СПРАВЕДЛИВА?

Очевидно, справедливо то рассмотрение, которое Майкельсон применил к ортогональным плечам.

Скорости должны складываться. И вот почему.

При интерференции рассматривается результат суммы световых волн, которые являются разновидностью электромагнитных колебаний. Результат взаимодействия определяется СООТНОШЕНИЕМ ФАЗ.

Поэтому не всякую скорость света следует принимать в расчет, а именно ФАЗОВУЮ СКОРОСТЬ СВЕТА.

Под фазовой скоростью мы понимаем скорость распространения фронта с одинаковой фазой.

Поскольку волна – это распространение колебания во времени и в пространстве, то у этого колебания всегда есть гребни и впадины. Скорость движения гребня отнюдь не тождественна скорости передачи взаимодействия.

Рассмотрим простой пример.

Стоя на корме лодки, погрузите в воду Т-образную палку (швабру), которая вибрирует с фиксированной частотой. От этой палки будут уходить волны. Между гребнями будет определенное расстояние, скорость движения гребней будет фиксирована.
Теперь пусть лодка движется. Источник волны, таким образом, будет удаляться. Расстояние между гребнями изменится. Скорость движения гребней тоже изменится. Но скорость распространения поверхностных волн в воде – это свойство воды, а не свойство данного колебания. Скорость распространения поверхностных волн в воде не может зависеть от условий эксперимента. А вот скорость распространения фазы поверхностных волн – зависит от условий эксперимента.
Итак, мы видим, что, во-первых, скорость распространения волн и скорость распространения фазы колебаний – это разные скорости.
Во-вторых, мы видим, что фазовая скорость зависит не только от свойств среды, но и от частоты источника колебаний и от его скорости относительно среды.
В-третьих, мы видим, что именно фазы образуют гребни и впадины.
В-четвертых, вспомнив принцип Гюйгенса, согласимся, что направление движения плоской волны зависит от соотношения фаз в прилегающих участках среды, в которой распространяется волна. Собственно говоря, направление волны строго ортогонально поверхности с одинаковой фазой.

Если источник волны перемещается, то фазовая скорость меняется. Это можно рассмотреть и с привлечением доплеровского эффекта, с переходом на частоту и обратно. Вообще говоря, это настолько очевидно, что каким бы способом мы ни рассуждали, мы придем к тому же самому, при условии, что не будем допускать ошибки.
Движущийся источник света изменяет фазу волн так, что фазовая скорость может быть вычислена как сумма скорости распространения волны и скорости движения источника колебаний. Есть только одна оговорка: если источник колебаний будет двигаться со скоростью, равной или большей, чем скорость распространения колебаний, то фазовая скорость уже не будет вычисляться по этому правилу по одной простой причине: колебания в направлении по ходу источника попросту не будут распространяться.

Иными словами на вопрос, который мучил Альберта Эйнштейна в детстве, мы ответим не так, как он ответил в зрелом возрасте.

Вопрос таков: «Если два поезда движутся со скоростью света, увидит ли его наблюдатель из первого поезда, свет фар второго поезда?»

Эйнштейн ответил так: «В системе отсчета, связанной с поездами, свет будет распространяться так, как будто бы оба поезда покоились. Поэтому наблюдатель увидит свет без изменений».
Мы ответим так: «В этом случае свет никогда не дойдет до наблюдателя, находящегося в первом поезде».

Майкельсон был прав, предположив, что свет в ортогональном направлении пройдет так, что в системе, связанной с интерферометром (и с Землей) угол между лучами не изменится, и НАБЕГ ФАЗЫ света (это корректнее, чем «время прохождения света») будет тот же самый, как если бы Земля покоилась.

Но это же самое он должен был бы предположить и в отношении света, распространяющегося в направлении ориентации интерферометра, совпадающем с направлением движения Земли.

Свет от удаляющегося источника получает отрицательное приращение частоты. Частота уменьшается, поэтому фазовая скорость уменьшается. Это приводит к тому, что фазовая скорость равна разности скорости света и скорости движения источника.
Свет от приближающегося источника получает положительное приращение частоты. Частота возрастает, поэтому фазовая скорость тоже возрастает.

Если рассмотреть интерферометр Майкельсона, движущийся относительно эфира, из системы, связанной с эфиром, то мы НЕ МОЖЕМ СЧИТАТЬ ЗЕРКАЛА ПОКОЯЩИМИСЯ. Если бы зеркала покоились и в этой системе отсчета, то интерференционная картина бы перемещалась, поскольку в системе, связанной с эфиром, в интерференцию вступают пучки света РАЗЛИЧНЫХ ЧАСТОТ. И лишь движение зеркала создает доплеровский сдвиг, который возвращает все на свои места, и интерференционная картина покоится.

В системе отсчета, связанной с Землей, движение лучей остается ортогональным друг другу только за счет того, что в системе, связанной с эфиром, все лучи получают дополнительный частотный сдвиг. И этот сдвиг изменяет только частоту, не меняя направления, только для пучков света, ориентированных параллельно движению Земли, поскольку этот сдвиг одинаков в ближайших точках поверхности зеркала.
Во всех остальных направлениях движущееся зеркало и движущийся источник света сообщают свету дополнительный сдвиг вследствие движения их относительно эфира.
Это приводит к отклонению света в системе, связанной с эфиром. Это как раз и приводит к отсутствию отклонения света в системе, связанной с Землей.

Иными словами, движение зеркал и источника света полностью идентично дополнительному движению футболиста внутри вагона или стены вагона. В случае с вагоном мяч получает дополнительное ускорение при взаимодействии с его стенкой. Угол падения равен углу отражения только при неподвижной стенке. Если стенка движется, то угол отражения изменяется. Если футболист пинает мяч в направлении, перпендикулярном направлению движения поезда, то на самом деле мяч будет двигаться отнюдь не перпендикулярно этому направлению, а будет составлять острый угол с вектором скорости поезда. И это даст в результате в системе отсчета, связанной с вагоном, впечатление, что мяч движется именно перпендикулярно. Если мяч получит удар по направлению движения поезда, то он вначале будет двигаться быстрее, а на обратном пути будет двигаться медленнее. Если футболист пнет мяч в обратном направлении, то мяч сначала будет двигаться медленнее, чем он двигался бы в стоящем вагоне, а затем – быстрее, поскольку он отскочит от стенки, которая движется на мяч.
То же самое будет происходить с ФАЗОВОЙ скоростью света.
Это можно показать, записав уравнение волны в системе, связанной с эфиром.

РЕЗЮМЕ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ

Рассмотрение движения света в направлении, ортогональном направлению движения Земли относительно эфира, у Майкельсона на интуитивном уровне произошло достаточно КОРРЕКТНО. При этом Майкельсон, сам того не подозревая, допустил движение света быстрее, чем заранее принятая постоянная скорость света в эфире. Майкельсон упустил из виду различие ФАЗОВОЙ скорости света и скорости распространения светового возмущения в среде. В рассуждениях об интерферометре следует говорить именно о ФАЗОВОЙ скорости. Фазовая скорость, действительно, может превышать скорость света в среде.

ГЛАВА 3. КАК РАЗВИВАЛИСЬ ВЗГЛЯДЫ НА ОПЫТ МАЙКЕЛЬСОНА

Любопытно, что в дальнейшем несимметричность рассмотрений движения света в ортогональных плечах интерферометра была мягко устранена. Не писалось о найденной ошибке. Не предлагалось пересмотреть теоретические основы опыта. Просто впоследствии теория этого опыта была «подкорректирована». Но не был исправлен результат (хотя он сократился вдвое, суть осталась та же).

«Как же так?» - спросите вы. Разве можно исправить формулу и получить тот же самый результат?

Я и сам удивляюсь. Оказывается, можно. Причина проста: исправление было осуществлено не в отношении правильных рассуждений, а в отношении неправильных рассуждений.

Парадокс! Верное (в отношении фазовой скорости) предположение о том, что свет пройдет ортогональные плечи за то же самое время, как если бы система покоилась относительно эфира (внимание, речь идет о фазовой скорости света), было устранено. Вместо него в это плечо тоже введено запаздывание, учитывающее, что свет пройдет не расстояние D, а несколько иное расстояние.

Иными словами, если вначале рассуждения Майкельсона хромали на одну ногу, то впоследствии они стали хромать на обе ноги.

Такова история науки. Такова жизнь. В статье [3] Майкельсон предлагает совсем другие соотношения, но получает почти тот же самый результат (только вдвое меньший, но по сути опять ошибочный).

В статье [1] полное время прохождения света в параллельном (направлению движения Земли) плече интерферометра равно величине из соотношения (3). Полное время прохождения света в перпендикулярном плече равно 2D/V. Разница составляет 2Dv^2/V^2 – иначе говоря, 2Dq где q – квадрат отношения v/V. Время, затраченное светом на прохождение параллельного плеча больше, чем время, затраченное светом на прохождение ортогонального плеча на эту величину.

В статье [3] полное время прохождения света в параллельном плече интерферометра также равно величине из соотношения (3). Но полное время прохождения света в перпендикулярном плече равно уже другой величине, а именно: 2D(1+v^2/V^2)^1/2.
Иначе говоря, 2D{1+q}^1/2. Разница составляет уже только Dv^2/V^2=Dq.
Во второй статье разница уменьшилась вдвое.

Я нигде не ошибся? Давайте прочитаем.
Майкельсон в 1881 году пишет: «Если же теперь аппарат будет повернут на угол 90 градусов таким образом, что второй луч пройдет в направлении движения Земли, то его траектория увеличится на 4/100 длины волны. Общее же изменение в положении интерференционных полос составит 8/100 расстояния между полосами, величину легко измеряемую» [1, с.8].
Майкельсон вместе с Морли в 1887 году пишут: «Если теперь весь аппарат повернуть на 90 градусов, разность поменяет знак последовательно … Если рассматривать только скорость движения Земли по орбите, … то смещение должно составить 0,04 расстояния между интерференционными полосами» [3].

Оказывается, я не ошибся. Действительно, с 1881 года по 1887 год Майкельсон пришел к выводу, что его теоретическое представление содержит ошибку, и в уточненном виде прогноз смещения интерференционных полос снизился вдвое.

У меня возникло ощущение «дежавю». Где-то я такое уже встречал. Кто-то из великих людей когда-то уже совершил прогноз, который потом вдруг изменил вдвое.
А вы не помните? Ну как же! Тогда я вам напомню.

В 1907 году в статье «О принципе относительности и его следствии» [4, с.65 -114] Альберт Эйнштейн прогнозирует отклонение света вблизи Солнца, и дает расчетную величину, которая составляет 0,83 дуговой секунды. При этом Эйнштейн явно ошибочно рассматривает Солнце как некий раскаленный шар, окруженный вакуумом. Согласно этому явно ошибочному предположению свет не должен был бы отклоняться ни по каким другим ранее известным причинам, нежели вследствие притяжения его гравитационным полем Солнца. Совершенно не ясно, почему Эйнштейн игнорировал уже хорошо известный факт, что Солнце окружено вовсе не вакуумом, а довольно плотным прозрачным газом, известным как «атмосфера Солнца», и этот плотный газ имеет градации плотности от центра к периферии. Разумеется, эту атмосферу можно рассматривать как распределенную газовую линзу сферической формы, плотность которой возрастает по мере приближения к видимой границе Солнца. Разумеется, такая линза должна отклонять свет, и в случае наблюдения звездного неба в момент полного солнечного затмения наблюдатели должны вследствие эффекта этой линзы увидеть некоторое искривление в сравнении с наблюдением этого же участка небосклона в отсутствии Солнца. Обо всем этом Эйнштейн не знает, за что ему полагалось бы влепить двойку по астрономии и по классической оптике прозрачных сред. Тем не менее, все «официальные» физики, читая эти страницы (видимо, чаще всего в пересказе) соглашались с абсурдной позицией Эйнштейна, состоящей в том, что нет никаких понятных вне рамок теории относительности причин того, чтобы свет, проходя вблизи поверхности Солнца, отклонялся к центру Солнца. Почему классическая газовая линза игнорируется – этого я вам сказать не могу. Некоторая магия, гипноз личности Эйнштейна, видимо, до сих пор действует на всех мало-мальски остепененных физиков, а также их последователей и учеников и по эту пору. Но вопрос не в этом – вопрос в том, что Эйнштейн дал некоторый прогноз отклонения лучей вблизи Солнца исключительно вследствие эффекта «гравитационной линзы», и этот прогноз составлял 0,83 дуговой секунды.
Это же значение содержится и в другой статье «Физические основы теории тяготения», опубликованной через 6 лет, в 1913 году [4, с.267–277]. В 1917 году появилась возможность практически измерить эту величину, но, согласно официальной истории науки, такое практическое измерение никто не осуществил, поскольку шла первая мировая война. Нельзя однако исключать, что некий астроном-любитель мог бы и осуществить такое наблюдение, хотя бы достаточно грубо. Нельзя также исключить, что сведения о результатах такого наблюдения стали известны автору теории относительности – непосредственно, или опосредованно. Во всяком случае именно после этой даты Эйнштейн вдруг без достаточно убедительных теоретических обоснований меняет коэффициент с единицы на двойку в одной из формул, в результате чего прогноз отклонения света Звезд вблизи Солнца ТОЛЬКО ВСЛЕДСТВИЕ ТАК НАЗЫВАЕМОГО ЭФФЕКТА ГРАВИТАЦИОННОЙ ЛИНЗЫ теперь увеличился вдвое и стал равным 1,7 дуговой секунды. В статье 1917 года «О специальной и общей теории относительности (общедоступное изложение)» [4, с.530 - 600] Эйнштейн дает новое значение 1,7 дуговой секунды (стр.595). В 1919 году, наконец, было осуществлено официальное наблюдение, о результатах которого Г.А. Лоренц пишет телеграмму Эйнштейну: «Эддингтон обнаружил смещение звезд у края Солнца, предварительные измерения между девятью десятыми секунды и вдвое большим значением», после чего Эйнштейн пишет краткую заметку под помпезным заголовком «Доказательство общей теории относительности», которая содержит всего один абзац: «Согласно телеграмме, присланной проф. Лоренцом автору этих строк, английская экспедиция под руководством Эддингтона, направленная для наблюдения за солнечным затмением 29 мая, обнаружила отклонение света на краю солнечного диска, требуемое общей теорией относительности. По предварительной оценке, наблюденное значение лежит между 0,9 и 1,8 дуговой секунды. Теория требует 1,7 дуговой секунды» [4, с.663].

Таким образом, Эйнштейн считал, что теория относительности окончательно доказана тем фактом, который СОВЕРШЕННО ОЧЕВИДЕН и БЕЗ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ для всякого мало-мальски грамотного в области оптики сред человека, знакомого с элементарными астрономическими сведениями, которые можно почерпнуть в любом справочнике в статье о Солнце. Только не ищите этих сведений в ФИЗИЧЕСКИХ справочниках, берите справочники по АСТРОНОМИИ, ибо физики делают вид до сих пор, что Солнце – это раскаленный шар, окруженный вакуумом, как это считал Эйнштейн.

Итак, Эйнштейн, как видим, исправлял ВДВОЕ свои прогнозы, не считая нужным давать этим исправлениям детальные обоснования.
Так же точно поступал и Майкельсон, не считая нужным указывать на собственные ошибки – во всяком случае, в статье [3] практически с тем же названием, что и статья [1], дан прогноз вдвое меньший, но не сказано о том, что ранее была допущена ошибка.

Подытожим. Вначале Майкельсон получил теоретически вполне ощутимую величину сдвига интерференционных полос. Впоследствии он осуществил опыт, в котором не наблюдал столь большого сдвига. Это дало повод более внимательно присмотреться к теории, была найдена «ошибка», в результате прогноз был уменьшен ВДВОЕ, но и это не спасло расхождение теории и практики.
Одно это должно было бы, кажется, указать на тот факт, что в теоретических построениях Майкельсон не силен. Следовало привлечь более квалифицированного математика, который бы уяснил основы гипотезы, на которой строятся расчеты. На этих основах всякий нормальный математик должен был бы осознать, что измеряется ИНТЕРФЕРЕНЦИОННАЯ КАРТИНА, то есть соотношения РАЗНОСТЕЙ ФАЗ. Следовательно, в построениях и математических выкладках надо руководствоваться не рассуждениями «свет пройдет за время, равное отношению…», а попросту вычислить приращения фаз. А на приращения фаз, разумеется, влияет частота излучения. И РАЗУМЕЕТСЯ, частота излучения покоящегося источника света вполне конкретно отличается от частоты излучения движущегося источника. Поэтому если мы совершаем переход от движущегося источника, связанного с Землей, к неподвижному эфиру, то частота излучения должна получить приращение вследствие доплеровского сдвига. При обратном переходе из неподвижного эфира к движущемуся экрану или зеркалу частота излучения должна получить обратный сдвиг. Движение зеркала или источника относительно эфира, РАЗУМЕЕТСЯ изменяет распределение фаз в пространстве, и все эти изменения можно вычислить как в системе, связанной с эфиром, так и в системе, связанной с Землей. Если движение не параллельно направлению света, то свет еще и изменит свое направление ТОЛЬКО В ОДНОЙ ИЗ СИСТЕМ, и это тоже можно вычислить. Тут нет места не продуманным до конца гипотезам и построениям, которые на половину принадлежат геометрии, на половину – интуиции. Следует применять теорию поля, обычную, не релятивистскую, просто расписать уравнение фазы от времени и от координат. И все сойдется. Математики! Проделайте это для элементарной схемы интерферометра Майкельсона, и убедитесь, что интерференционная картина не должна сдвигаться.
Вы, надеюсь, теперь видите, что Майкельсон был отнюдь не выдающимся математиком, (как впрочем и Эйнштейн). Верить на слово нельзя в таких вопросах, которые затрагивают основы основ одной из актуальнейшей наук – теоретической физики. Надо все ПРОВЕРЯТЬ.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

«Было б» в физике все ясно, «все понятно,
Если б сдвинуть аккуратно все обратно». (перефразированный А. Иванов, И. Инин).


ЛИТЕРАТУРА

[1] Альберт А. Майкельсон, магистр ВМФ США. Относительное движение Земли и светоносный эфир. (The American Journal of Science. 1881. III series. Vol.XXII, No.128. P.120 – 129) В сб.: Эфирный ветер. Сб. статей под ред. В.А. Ацюковского. М.: Энеергоатомиздат. 1993. с.6 – 17.
[2] Эфирный ветер. Сб. статей под ред. В.А. Ацюковского. М.: Энергоатомиздат. 1993. с.6 – 17. 288 с. Научное издание. Издано на средства составителя. Тираж 1500 экз. Семь статей даны в переводе составителя. Предисловие и заключительная статьи – составителя.
[3] Альберт А. Майкельсон, Эдвард В. Морли. Об относительном движении Земли и светоносном эфире. (The American Journal of Science. 1887. III series. Vol. XXXIV, No.203) В сб.: Эфирный ветер. Сб. статей под ред. В.А. Ацюковского. М.: Энеергоатомиздат. 1993. с.17 – 31.
[4] Эйнштейн А. Собрание научных трудов. в 4 т. Т.1. Работы по теории относительности. М. Наука 1965.