Парадоксы в физике

Как появляются парадоксы и как их решают или не решают?
Для объяснения нового наблюдательного факта принимают очевидные физические предположения, как само собой разумеющиеся, которые сводятся к замаскированным соглашениям (по определению Анри Пуанкаре). В результате появляются парадоксы, которые можно решить, распознав эти условные соглашения. Но распознать эти очевидные истины, оказывается, трудно. По утверждению Ричарда Фейнмана, одним из критериев неполного теоретического понимания в физике является появление бесконечно больших величин при оперировании с конечными величинами и мы не знаем, какое из наших допущений создаёт бесконечно большие значения и с помощью довольно грубых приёмов все эти бесконечности удаётся "замести под ковёр".

Примером успешного решения парадокса является появление квантовой теории. Было известно, что в спектре Солнца имеются узкие спектральные линии излучения и было очевидно, что атомы излучают непрерывные световые волны разной частоты. Лабораторные эксперименты также подтверждали непрерывность излучения света атомами. Но объяснить весь спектр излучения абсолютно чёрного тела, например, Солнца, не получалось, потому что с увеличением частоты излучения, увеличивается энергия излучения и при непрерывном излучении света атомными резонаторами должна наступить ультрафиолетовая катастрофа. А катастрофы, почему - то , не было. Макс Планк предложил атомам илучать свет порциями или квантами. Колокола разной величины тоже излучают звук порциями и разной частоты. Относительная ширина спектра квантов света разной частоты одинаковая, т. е. кванты света разной частоты имеют одинаковое число периодов колебаний. Большой колокол тоже звучит дольше, чем колокольчик. Это означает, что атомные резонаторы имеют одинаковую добротность. Это также означает, что кванты света разной частоты самоподобны. Это ещё один пример самоподобия в Природе.

Поучителным является пример решения - нерешения фотометрического парадокса, который был сформулирован Матеусом Ольберсом в 1826 году. Ольберс исходил из предпосылок, что Вселенная бесконечная и число звёзд бесконечно. Учёные в те времена уже знали закон убывания интенсивности света с увеличением расстояния. Но с увеличением расстояния до звёзд, увеличивается число звёзд в секторе наблюдения, что полностью компенсирует убывание интенсивности света. Поэтому ночное небо должно сиять как поверхность Солнца. Но мы видим тёмное небо с отдельными звёздами. Значит не всё точно в исходных предпосылках. Ольберс предположил, что светимость звёзд падает быстрее, чем по закону обратных квадратов. А ведь верная мысль была у мужика, но Ольберс предположил, что причиной дополнительного затухания света является поглощение. Если бы это было так, то свет бы нагревал поглощающую среду и она бы излучала. Но наиболее радикально поступил лорд Кельвин, который в 1901г предположил, что Вселенная конечная и окончательно решил парадокс, тем более, он же лорд. Но лорд не объяснил, почему мы оказались в центре. Современные представления о Вселенной особым изыском не отличаются от представлений лорда Кельвина, за исключением того, что Вселенная не просто конечная, а ещё и расширяется и мы опять в центре расширения. Но при этом изыске возникает новый парадокс. Если пространство расширяется, то материя тоже занимает пространство, значит и материя расширяется. Если всё расширяется, то обнаружить расширение невозможно. Поэтому предположение о рождении Вселенной из ничего и без причины, а расширение, при невозможности обнаружить расширение, можно охарактеризовать известным афоризмом: Не умножайте сущностей без необходимости.

А может прав был Ольберс, предположив, что светимость звёзд может падать быстрее, чем по закону обратных квадратов? Попытку такого решения парадокса можно посмотреть в публикации "О кривизне волн в пространстве". Распространение волн также характеризуется свойством самоподобия: "Русская матрёшка, фракталы и волны".

А как же быть со знаменитым парадоксом близнецов из специальной теории относительности? Один из близнецов летает почти со скоростью света и становится плоским, как лист бумаги, а время у него почти останавливается. Когда он возвращается, то из плоского листа восстанавливается в человека, а время у него уже не восстанавливается. И вся эта лабуда обсуждается в научной и около научной литературе. Преобразования СТО - это геометрические преобразования координат пространства и времени и не более. Эти преобразования не имеют отношения к законам физики. Пространство и время не имеют физических свойств и не могут быть деформированы никакими физическими полями, а тем более мысленными экспериментами. Для решения каких проблем в физике нужно было деформировать пространство и время? Нет таких проблем. Это мнимые проблемы и мнимые парадоксы.

Таким образом, открытие новых законов физики решает парадоксы.
Не решённые парадоксы стимулируют развитие физики.
Мнимые парадоксы не имеют решения.