История и смысл самой знаменитой формулы Эйнштейна

     Конспект написан по материалам  статьи Людмила Даскалова. Цитаты  из неё, в переводе на русский, приведены без ссылки на источник. Мои замечания  предварены двумя прямыми слешами: //.

1. О «двойной» гениальности А. Эйнштейна
     Критическая литература  по  СТО Эйнштейна обширна. Однако конструктивных и самодостаточных теорий,  в которых бы определённые феномены были хорошо объяснены теоретически и экспериментально, мало. Но даже в очень хороших статьях и теориях часто можно найти лишь мысленные эксперименты, гипотезы об эфире и не так много конкретного,  – считает Даскалов в [1]. СТО Эйнштейна дала псевдонаучные и до сих пор полностью недоказанные объяснения существующих и ставших впоследствии известными феноменов. Но было бы неразумно принимать эти факты за доказательство верности его теории. Эйнштейн оказался гениальным «вдвойне». Во-первых, он преподнёс своей эпохе казавшиеся лучшими объяснения (теории) известных явлений. Во-вторых, фактически на столетие – невольно, но успешно, затормозил развитие физики, да и не только её.
«Я обобщил некоторые мои размышления о СТО, добавил несколько предложений о простых экспериментах и набрался наглости представить вам эту теорию». 
//Несмотря на то, что СТО Эйнштейна опровергнута уже давно и неопровержимо,  труд Даскалова  ценен, на мой взгляд,  как в научном, так и в методическом плане.

2. История формулы Е = мс**2
     История формулы начинается с Вебера (Weber – 50 лет до Эйнштейна), или даже с Лагранжа (Langrange). Многие другие физики использовали это соотношение и соответствующие производные от него задолго до Эйнштейна. О зависимости и преобразовании массы в свет и наоборот  можно почитать даже ещё у Ньютона  (Newton, 1704). Затем у  Томсона (Thomson, 1881),  Вина (Wien, 1900), Пуанкаре (Poincar;, 1900-1904), Кауфмана (Kaufmann, 1901-1905), Хазенёрля (Hasen;rl, 1904- 1905). Особо следует упомянуть Вебера, Пуанкаре, и Хазенёрля.
     Вебер (1846) рассчитал связанное потенциальное напряжение (связанную энергию) в  одном кубическом миллиметре воды по формуле  E = mc**2. Хазенёрль (1904)  опубликовал свою E = 4/3 mc**2  в Анналах физики (Annalen der Physik), а сам Эйнштейн (1906) получил формулу Пуанкаре (1900 – dm*c**2 = Es)  как автор формулы, по крайней мере для EM-отношений.
     Эта зависимость между энергией и массой была получена в работе другого автора, но Альберт это вроде бы не знал. Ему сделали замечание и он в сентябре 1905 г. в «Анналах физики» опубликовал статью «Зависит ли инертность тела от содержащейся в нём энергии?». Формула Эйнштейна имела другой вид: «Если тело теряет энергию L в форме излучения ab, то его масса уменьшается на  L/V**2» („Gibt ein K;rper die Energie L in Form von Strahlung ab, so verkleinert sich seine Masse um L/V**2“). Решающим для последующих ошибочных  интерпретаций  был заголовок и предложение» «Масса тела есть мера  содержащейся в нём энергии» («Die Masse eines K;rpers ist ein Ma; f;r dessen Energieinhalt»), хотя далее он пишет только об изменении: «когда энергия изменяется на L, масса изменяется соответственно на L/(91020), если энергия измеряется в эргах, а масса – в граммах» ( „...;ndert sich die Energie um L, so ;ndert sich die Masse in demselben Sinne um L/9.10**20, wenn die Energie in Erg und die Masse in Grammen gemessen wird“).
     Речь идёт здесь не только о по-другому обозначенных величинах (полную энергию тела он уже обозначил ранее как E0, кинетическую энергию – K, H и т.д. Причём L – только энергия излучения. Совершенно необоснованным – «гениальным» способом, Эйнштейн постулировал это соотношение на любой случай переноса энергии.
Окончательный вид формула  приобрела  в 1907 г. у Планка (независимо от Эйнштейна) – для эмиссии/поглощения теплового излучения. В одной из ссылок Планк заметил, что Эйнштейн, по существу, уже пришёл к аналогичному выводу. После этого Эйнштейн,  по-видимому, вообразил себя отцом формулы и обижался, когда какие-то издания отказывали ему в этом. Из-за незнания истории творчества Эйнштейна и Планка (или умышленно?) и после обожествления его после 1920 года эта второстепенная и неверно интерпретируемая формула  была увековечена в тысячах сочинений как символ «гения» Эйнштейна. Обширный исторический обзор  смотрите  в http://www.wbabin.net/ajay/sharma3.htm

3. Значение формулы
     Корректная запись формулы:  E = dm c**2,(d = m0 - m), причём и Е относится только к излучённому количеству энергии. Применяя эту формулу для всех случаев, как это и думал Эйнштейн, следует писать:  dE = dm c**2. При этом, ни один из авторов формулы, включая и самого Эйнштейна, не говорил что-либо о полном превращении энергии в массу или наоборот. Формула, сама по себе, показывает лишь пропорциональность, но не эквивалентность массы и энергии: с каждым изменением энергии Е связана определённая масса и наоборот. Неверно, даже в вузовских учебниках, утверждается эквивалентность массы и энергии.
     Естественно, если мы положим c = 1 (это допустимо)  и забудем про d, то получим E = m и  уже обязаны будем говорить о эквивалентности, но: а) это ни в коем случае не относится к материи, т.к. она не состоит исключительно из фотонов; б) это соответствует только ядерным реакциям (излучению радиоактивных материалов)  и только частично;  с) к электронам это относится также частично,  несмотря на предположения Лоренца и Абрагама о том, что массы электронов полностью электромагнитной природы. Это соответствовало бы действительности, если бы мы предположили, что при ядерных реакциях как излучение, так и обладающие массой частицы могли приобретать лишь кинетическую энергию.
     Сожмём пружину и затем вставим её между двумя шарами и отпустим – шары разлетятся друг от друга. Энергия каждого шара (1/2)mv**2, а их обоих – mv**2. Шары, затем, сталкиваются со стенкой и передают ей свою  энергию. Шары аналогичны эйнштейновским фотонам.
     Это было первоначальным смыслом формулы E = mc**2: излучённая масса, передаёт адсорбенту не только энергию, но и массу элементарной частицы-излучателя. Эйнштейн не знал, что содержится в излучении, но разумно предполагал, что «Не исключено, что тела, энергия которых меняется существенно, подтвердят созданную теорию. Если это так, то излучение переносит инерцию от излучающего тела к адсорбирующему».
     Масса не может состоять только из энергии, как утверждают некоторые теории. Ядерное излучение состоит преимущественно из имеющих массу частиц. И, таким образом, мы можем существенно уменьшить преувеличенное значение формулы. Преобразование массы в энергию и обратно возможно лишь для фотонов и нейтрино при условии, что у них нет массы покоя.
//Я думаю, что здесь Даскалов ошибается. Ближе к истине, полагаю, теория, в которой  энергия определяется как функция состояния (математическая функция), а не какое-то излучение.
     Всё другое есть и остаётся массой. Кстати, нейтрино было постулировано как безмассовая частица энергии, чтобы выровнять энергобаланс расщепления ядра. Считается, что существование нейтрино доказано, но какие-то сомнения остались  – всё указывает на то, что нейтрино должно иметь массу. Недолго ждать и признания того, что фотоны света тоже имеют массу покоя. И как тогда придётся интерпретировать гениальное  E = mc**2?

 4. Знаменитые цитаты
• «Высвобождающаяся при расщеплении ядра урана энергия, имеет тот же самый источник, что и при альфа-распаде ядра радия – электростатическое отталкивание двух частиц, на которые распадается ядро. Энергия, высвобождающаяся при атомном взрыве, возникает, таким образом,  непосредственно из этого источника, а не потому, что масса превращается в энергию» – Гейзенберг (Heisenberg, 1959). 
• «Десятилетиями с одобрения Эйнштейна распространялось утверждение, что, согласно этой формуле, каждый грамм любого вещества содержит 25 миллионов KWh и тем самым является неисчерпаемым источником энергии для человечества. В действительности же при ядерных процессах можно добыть только около одной тысячной этой энергии и только от некоторых, особенно хорошо расщепляющихся атомов»  –  Резерфорд, которому  впервые удалось осуществить преобразование ядер и который так и не признал СТО Эйнштейна.

Источники информации
1. Daskalow Ljudmil. Relativit;tstheorie – ein Ausweg aus dem Dilemma? (последнее  обновление статьи сделано в 2009 г.).  http://www.alternativphysik.de/index.html
                Опубликовано:13.08.2017