Техника-молодежи №2 2000 г
 
 
ГЛАВНАЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВПЕРЕД
НАЗАД

СТОкратный ущерб


Был неприятно удивлен антинаучной статьей «СТО: формулы и факты», опубликованной в «ТМ»,№11за1999г., в которой В.Жвирблис пытается (что самое поразительное) защищать СТО. Ему удалось сказать новое слово в популяризации основ СТО. Он равномерное и прямолинейное движение «уэквивалентил» вращению! И, видимо, считает, что, с точки зрения стрелочника, в поезде появляются силы инерции.

Однако автор совершает классическую ошибку. Рассуждения, верные для одной системы отсчета, он пытается приписать наблюдателю другой системы и говорит, что это и есть «противоречие». Результаты наблюдений, полученных в системе, связанной с поездом, он вдруг переносит на стрелочника. В действительности же промежуток времени, в течение которого оба фонаря будут потухшими, существует только для стрелочника, а промежуток, когда оба фонаря будут одновременно гореть, существует только для пассажира, находящегося в середине поезда.

Таким образом, никакого противоречия тут нет. Автор же пытается сказать, что оба промежутка времени (с одновременно потухшими и одновременно горящими фонарями) существуют для стрелочника в зависимости от способа его рассуждений. Чтобы выйти из этого мнимого противоречия, он и придумывает какие-то вращения. Эйнштейн, наверное, в гробу перевернулся!

Если результаты описанного эксперимента с пикосекундными лазерами были достоверно подтверждены, то они как раз и свидетельствуют о наличии эфира, как и обнаруженное движение Земли относительно реликтового излучения. Как вообще объясняется происхождение выделенной системы отсчета, в которой точка Большого Взрыва покоилась?!

Считаю, что СТО нанесла существенный ущерб развитию науки, положив начало теоретико-инвариантного подхода к созданию физических теорий. Весь XX век был веком идеалистической физики, а природе нет никакого дела до нашего восхищения ее математической простотой и симметрией.

    А.ДУПЛЯК, г. Воркута



Итак, по мнению читателя из Воркуты, моя статья «СТО: формулы и факты» антинаучна, поскольку посвящена защите СТО, отрицающей существование «мирового эфира». Но разве существует научная теория, объясняющая с помощью формул, отличных от формул СТО, все экспериментально наблюдаемые факты? Поэтому СТО следует не защищать или опровергать, а стараться понять ее подлинный смысл. Что я и попытался сделать, используя результаты мало известного теоретического анализа СТО и экспериментов, показавших, что лоренцево сокращение длины СУЩЕСТВУЕТ, НО НЕ НАБЛЮДАЕТСЯ, а вместо этого НАБЛЮДАЕТСЯ ВРАЩЕНИЕ. Ссылки на соответствующие работы я привел, и сомневающиеся в их корректности могут эти статьи разыскать - благо журнал «Успехи физических наук» вполне доступен любознательному и образованному читателю, проживающему в городе, где есть научная библиотека.
Вячеслав
ЖВИРБЛИС
zhvir@yahoo.com
А СТРЕЛОЧНИК
НЕ ВИНОВАТ!

О «здравом смысле»
Что такое физический смысл того или иного явления? Это возможность создать его умозрительную модель. Например, зажмурившись, мы легко можем себе представить, как движутся шары на бильярдном столе. Пользуясь уравнениями классической механики, можно вычислить их траектории с любой желаемой точностью. А потом воочию убедиться, что в пределах ошибки опыта реальное поведение шаров соответствует как результатам математических вычислений, так и мысленной картине явления, что принято называть «здравым смыслом».

Но, если бы бильярдные шары стали двигаться с околосветовыми скоростями, то вычисления по формулам классической механики дали бы ошибочные результаты, а результаты, совпадающие с экспериментальными, дали бы только вычисления по формулам СТО (то есть, если говорить о стрелочнике, то только в зависимости от способа его рассуждений); именно благодаря формулам СТО, а не формулам классической механики, и удается строить успешно действующие ускорители элементарных частиц. Однако мысленно представить себе странные явления, происходящие в мире больших скоростей, оказывается невозможным. Что, естественно, раздражает.

Физиков необходимость отказаться от привычного «здравого смысла» первоначально тоже очень раздражала. Но потом им пришлось смириться, и физическим смыслом неклассических явлений они стали называть лишь соответствие результатов вычислений экспериментально наблюдаемыми фактам, оставив попытки представлять явления умозрительно. Такое мировоззренческое направление было названо позитивизмом, и активно осуждалось советскими философами сталинской эпохи (во второй половине 40-х гг. в том же журнале «Успехи физических наук» публиковались многочисленные статьи, резко критиковавшие СТО за идеализм). И не сносить бы нашим физикам, как и генетикам, головы, если бы не успешные испытания атомной бомбы, подтвердившие справедливость формул СТО.

По стопам Ньютона
Классическая механика (вернее, динамика) Ньютона - чисто умозрительная теория, в основу которой положено представление о возможности совершенно равномерного и совершенно ПРЯМОЛИНЕЙНОГО движения тел по инерции с любой, сколь угодно большой скоростью относительно неподвижной системы отсчета. То есть относительно «абсолютного» наблюдателя, каковым Ньютон, глубоко верующий человек, считал Господа Бога, сотворившего всю Вселенную и все ее законы, и располагающего как «абсолютной» единицей длины, так и «абсолютной» единицей времени, не имеющего ни начала ни конца.

Какой же информацией располагал Эйнштейн, приступив к созданию СТО? Во-первых, он исходил из того факта, что «абсолютной» системы отсчета не существует, как не существует и «абсолютных» единиц длины и времени. Во-вторых, что уравнения Максвелла (в справедливости коих тоже было невозможно сомневаться) инвариантны не относительно преобразований Галилея, а относительно преобразований Лоренца, в которые входит константа «С» - скорость света в вакууме. Это и послужило основой для формулировки двух знаменитых постулатов СТО. Но, вместе с тем, Эйнштейн не отказался от представлений Ньютона о возможности равномерного ПРЯМОЛИНЕЙНОГО движения по инерции. То есть движения тел, на которые не действуют никакие внешние силы. Инерциальная и тяготеющая

В динамике Ньютона есть один деликатный момент. Если тело сначала покоится, а потом начинает двигаться по инерции равномерно и прямолинейно, то это значит, что на него некоторое время действовала какая-то внешняя сила. А если сила действует на тело, уже движущееся по инерции, то результат зависит от угла между направлениями его движения и действия силы. Если он равен нулю, то тело просто приобретает дополнительное ускорение, продолжая двигаться прямолинейно. А если сила постоянно действует под прямым углом, то тело движется с постоянной скоростью, как бы по инерции, но по окружности того или иного радиуса.

Однако обратим внимание на весьма существенное обстоятельство, которое пригодится для понимания одной неувязки в описании парадокса стрелочника, на которую справедливо указал читатель из Воркуты: в классической динамике, предтече СТО, ничего не говорится о происхождении сил, вызывающих ускорения: они как бы НЕ ИМЕЮТ ПРИЧИНЫ, даны от Бога (известно, что Ньютон гипотез не измышлял). Ничего об этом не говорится и в СТО. Правда, незадолго до ее создания, в конце XIX века, Генрих Герц, исходя из термодинамических соображений, разработал теорию происхождения сил, из которой следовало, что пространство должно представлять собой некую материальную среду относительно которой, однако, почему-то не удалось измерить «абсолютную» скорость движения. И поэтому теория Герца (с которой можно ознакомиться по его книге, изданной около полувека назад на русском языке) не нашла сторонников, хотя в ней есть здравые мысли, перекликающиеся с современными представлениями квантовой электродинамики и термодинамики необратимых процессов (см. мою статью в «ТМ», № 7 за прошлый год).

Равномерное и прямолинейное движение по инерции представляет собой, конечно, лишь математическую абстракцию: в природе все небесные тела движутся по криволинейным траекториям. Поэтому, помимо трех законов классической динамики, небесная механика Ньютона содержит совершенно самостоятельный закон всемирного тяготения. И если законы классической динамики представляют собой предельный случай СТО (при V -> 0 и С -> °о), то закон всемирного тяготения путает все карты. Действительно, если Луна устойчиво вращается вокруг Земли почти по круговой орбите, то это значит, что ее масса выступает сразу в двух ипостасях: движущейся, во-первых, равномерно по инерции, а во-вторых, ускоренно под действием силы тяжести. Поэтому закон всемирного тяготения пришлось дополнить еще и законом эквивалентности инерциальной и тяготеющей масс.

СТО этих законов не учитывает, но, признавая абсолютный характер лишь ускорений оперирует (вот парадокс!) системами координат, движущимися относительно друг друга равномерно и прямолинейно. А ускоренное движение незаметно упрятывает в понятие ВРЕМЯ, не говоря ничего о том - что это такое. Но ведь время можно измерять лишь с помощью какого-либо циклического процесса (например, вращения Луны вокруг Земли или электрона вокруг ядра атома), а СТО, как уже говорилось, игнорирует происхождение сил, способных обеспечить устойчивое вращение...

Как выпрямить кривую и скрутить прямую
Можно ли учесть в СТО закон тяготения и закон эквивалентности инерциальной и тяготеющей масс? Для этого нужно придумать такой математический прием, чтобы никаких сил тяготения не было вовсе, - тогда исчезнет и проблема эквивалентности инерциальной и тяготеющей масс. Ведь если нет силы, то нет и возникающих с ней проблем. Что и сделал Эйнштейн, создав общую теорию относительности - ОТО.

А именно, вместо того, чтобы описывать криволинейные перемещения материальных точек, он предложил считать, что они всегда движутся по инерции, прямолинейно, но что эти «прямые» считаются таковыми лишь постольку, поскольку пролегают в искривленном четырехмерном пространстве с неевклидовой геометрией, в координатах X, Y, Z и Ct, где С - скорость света, at- время. Поскольку же наглядно представить себе трехмерное пространство, искривленное в четвертом измерении, в принципе невозможно, нам приходится довольствоваться его чисто математическим описанием. Поэтому и общая теория относительности (СТО) тоже вызывает раздражение у поборников «здравого смысла».

Математика вполне может выпрямить любую кривую. В этом ее сила, но в этом же и ее слабость, потому что математические процедуры лишают физическую реальность физического смысла, хотя и делают ее удобнее для математического описания. Но за нагромождением математических символов можно упустить нечто действительно важное - например, существование в реальном мире «стрелы времени» (и в СТО, и в ОТО, замена +t на -t ничего не меняет). И наоборот, получить некое решение, физическая интерпретация которого приводит к ложным выводам.

Например, из решения уравнений Эйнштейна следует, что Вселенная некогда представляла собой бесконечно малую точку, так называемую сингулярность, где произошел Большой Взрыв, а до него не было ни времени, ни даже пространства. Можно до посинения спорить о том, был ли в действительности Большой Взрыв или не был - проверить это невозможно, а такие явления, как красное смещение и анизотропия реликтового излучения можно истолковывать по-разному.

Но недаром же вполне справедливо утверждают, что математика - как бы мельница, в которую какое зерно засыплешь, такую муку получишь. В механике Ньютона есть «абсолютная» система координат, но время не имеет ни начала, ни конца. Изгнав же из физики «абсолютную» систему координат, ОТО привела к выводу о существовании «абсолютной» шкалы времени. Как говорится, хвост вытащишь - нос увязнет...

Математика способна не только выпрямить кривую, но и скрутить прямую. Именно поэтому, согласно СТО, с точки зрения стрелочника наблюдается не лоренцево сокращение длины поезда, движущегося по прямой, а вращение - либо поезда, либо самого стрелочника. Вращение же, естественно, требует существования сил, происхождение которых в СТО никак не объясняется. О невозможности наблюдать лоренцево сокращение длины движущихся тел Эйнштейн, конечно, не подозревал, но интуитивно чувствовал в своей теории некий дефект, и посему создал ОТО, вообще избавившись от сил.

Но и тут осталась одна закавыка: ОТО объясняет гравитацию искривлением пространства-времени, а искривление пространства-времени действием гравитации...

Информация к размышлению
Вообще-то наука призвана давать ответы на два вопроса: «как?» и «почему?» К сожалению, на вопрос «как?» она отвечает чаще и охотнее, потому что так проще и удобнее. Касается это и теории относительности, хотя простой ее назвать никак нельзя. Она успешно предсказывает, КАК должны происходить те или иные явления природы, но не дает ответа на вопрос, ПОЧЕМУ они происходят так, а не иначе. Вот подлинная причина того, что одни ее яростно опровергают, а другие столь же яростно защищают. Я же и не ее опровергатель, и не ее защитник. Я просто пытаюсь понять (и вам того желаю) - чего, как говорил Геннадий Хазанов в одной из своих эстрадных миниатюр, не хватает в этом борще? То есть чего действительно не хватает в современной физической картине мира.

Из всего сказанного выше складывается впечатление, что теория относительности (специальная и общая) прекрасно описывает то, КАК движутся материальные объекты Вселенной, но ничего не говорит о том, ПОЧЕМУ в реальном мире существуют «стрела времени» и силы физического взаимодействия; кроме того, она не предусматривает никаких различий между «левым» и «правым» (замена +Х на -X ничего не меняет), хотя в природе между «левыми» и «правыми» формами вещества наблюдается ярко выраженный дисбаланс. В этом (а не в том, что ее трудно понять) и заключается истинный недостаток теории относительности.

 Можно ли надеяться на то, что рано или поздно решение проблемы будет найдено? Если да, то вряд ли путем косметического ремонта теории относительности или ее полного отрицания. Скорее всего, теорию относительности должна дополнить некая не противоречащая ей самостоятельная теория (вспомним о мудрых принципах соответствия и дополнительности Нильса Бора). Полвека назад попытку создать подобную теорию предпринял пулковский астроном Николай Козырев, создавший «причинную» механику (о ней «ТМ» не раз писала), но его работа была встречена в штыки научной общественностью того времени и не понята до сих пор. Хотя, быть может, в ней есть рациональное зерно, которое какое-то время спустя может дать ценные всходы. Впрочем, наука развивается по довольно своеобразному (подчас нелогичному и даже противоречивому) сценарию, и когда это произойдет (и произойдет ли вообще) предсказать невозможно.

А пока воленс-ноленс приходится пользоваться теми сладкими (равно как и горькими) плодами науки, которые она нам уже преподнесла. И не руководствоваться лозунгом: «Весь мир до основанья мы разрушим, а затем... ». Что «затем»? Думать надо сначала!


на предыдущую страницу к началу этой страницына следующую страницу