Читать интересную книгу Теория относительности — мистификация ХХ века - Владимир Секерин

Концепция движения как объективного процесса выражает основные принципы материалистической философии. С этих позиций следует рассматривать классические представления об относительности движения. Поскольку суть движения состоит в изменении взаимного расположения пространственных объектов, то фиксация движения тела предполагает с необходимостью группу объектов, неподвижных относительно друг друга и задающих систему отсчета для фиксации относительных перемещений тела. Движение относительно системы отсчета характеризуется относительной скоростью движущихся тел. Термин относительная скорость в данном случае означает, что скорость определена в конкретной системе отсчета. Поэтому для одного и того же объекта можно найти несколько относительных скоростей в зависимости от выбора системы отсчета. Это обстоятельство в ходе утверждения идей релятивизма стало основой для явного или неявного сомнения в объективности движения, выступающего под маской отрицания абсолютного движения Ньютона. Тривиальное и популярное утверждение «движение относительно» приобрело оттенок гносеологического релятивизма, ставящего существование движения в зависимость от выбора системы отсчета, отождествляемого с выбором системы отсчета. На этом основывается конвенциональный выбор движущейся или покоящейся системы.

Указанный произвол существует только в сфере рассуждения, сознательно ограничивающегося относительным движением двух тел, с одним из которых должна быть связана система координат (при фактическом отсутствии системы отсчета). Однако абстрактные представления такого рода игнорируют действительные физические связи и искажают реальную ситуацию до абсурда. В реальной физической практике произвола в выборе системы отсчета не существует.

«И яблоко можно рассматривать падающим на Землю с таким же правом, как Землю, падающую на яблоко» — утверждают релятивисты, последователи Эйнштейна. Но динамика Ньютона вносит в этот вопрос существенный корректив: согласно следствию третьего закона Ньютона «центр тяжести системы двух или нескольких тел от взаимодействия тел друг на друга не изменяет ни своего состояния покоя, ни движения. Поэтому центр тяжести системы всех действующих друг на друга тел, или находится в покое, или движется равномерно и прямолинейно». Из чего следует, что скорость и величина взаимных перемещений пропорциональна их массам и за одно и то же время яблоко, например, сместится относительно общего центра тяжести системы «Земля-яблоко» на величину в 1026 раз большую, чем Земля. Следовательно, выражение «яблоко падает на Землю» является во столько же раз логичнее, чем обратное!» [17, с. 180].

Физически выделенные по своим свойствам системы отсчета (Земля, система неподвижных звезд и т. п.) дают основу, как для практической деятельности, так и для естественно научного эксперимента. Верно, что по тем или иным соображениям теоретического характера мы можем связать систему координат с любым из движущихся тел и пересчитать все характеристики относительного движения по отношению к этому телу. Но этот прием возможен лишь потому, что существует реальная, физически выделенная система отсчета, при переходе к которой все вычисленные величины приобретают физический смысл и могут быть основанием для практических измерений и практических действий. Возможность выбора различных систем отсчета (и систем координат) и зависимость от этого выбора скорости относительного движения не отрицает идеи объективного характера движения.

С понимания движения как объективного физического процесса, математическое описание которого может быть дано в разных системах координат, необходимо рассматривать и понятие «относительная скорость». Эта величина характеризует движение тела относительно конкретной системы отсчета К'. Если эта система в свою очередь движется относительно другой системы К, то по отношению к последней все относительные скорости приобретут другое значение. Здесь можно пользоваться аналогией с другими измерениями. Например, если стержень А короче стержня В в два раза, а стержень В короче стержня С в n раз, то мы считаем (и это подтверждается пространственными измерениями), что стержень А короче стержня С в 2n раз. В противном случае разрушается сама основа логического мышления и осмысленного практического действия.

С этих позиций необходимо рассматривать и постулат c = сonst, который утверждает, что один и тот же движущийся объект (квант света, фронт светового цуга) имеет одну и ту же скорость по отношению ко всем телам отсчета, как бы ни двигались эти тела относительно друг друга. Тогда квант света должен иметь одну и ту же скорость с относительно тела А и относительно тела В даже при условии, что тело Б движется относительно тела А (например, в направлении движения светового импульса) с любой скоростью, меньшей скорости света с. Нетрудно видеть, что такое рассуждение отвергает рассмотренное выше представление об относительности движения, ибо движение света, определяемое в общем случае по отношению к системе отсчета, оказывается никоем образом, не зависящим от этого отношения, т. е. независимым от выбора системы координат, иначе говоря, «абсолютным».

Может ли такое представление получить теоретическое и эмпирическое доказательство? С последовательно проводимой идеей объективности движения этот постулат не совмещается. Методологическая же оценка данного постулата ведет только к одному выводу: постулат c = сonst имеет характер конвенции, своеобразной теоретической (правильнее сказать, математической) условности.

А. Пуанкаре предложил при определении времени пользоваться соглашением о постоянстве скорости света относительно наблюдателей, производящих временные измерения. Косвенно то же самое предлагает и А. Эйнштейн в своей статье 1905 года [2]. Казалось бы, этим решается вопрос о физическом смысле кинематики СТО, которая также принимает условный характер, в связи, с чем разные темпы старения близнецов также должны рассматриваться как теоретическая выдумка. Становится достаточно ясным вопрос о конвенциональном характере второго постулата СТО c = сonst, который не наделен физическим смыслом. Скорость света, как скорость любого объекта реального мира, может быть определена математически только относительно системы отсчета, а физически — относительно тела отсчета. Определением «скорость света как таковая безотносительно к чему-либо — c = const» в науку вводится новое понятие, не имеющее к реальному миру никакого отношения. Используя это понятие и проводя с ним стандартные математические операциии, как с настоящей скоростью, А. Эйнштейн делает теорию относительности математической абстракцией, противоречащей действительности, философской идеей идеалистического направления. А сам автор, по его собственным словам, «…является скорее философом, чем физиком, и он должен непременно рассматриваться и оцениваться как философ даже если ему пришлось работать прежде всего как «косвенному философу», это необходимо уже в силу фактического философского содержания его научного творчества» [18, с. 15].

Именно в силу своего философского содержания теория относительности получила широкое распространение. Чтобы полнее представить, как философская идея стала физической теорией, следует обратиться к истории становления этой идеи.

8. Эфирная теории света

Основанная на наблюдениях и опытах теория о природе света впервые была выдвинута И.Ньютоном в конце XVII века, в ней свет рассматривался как поток частиц, корпускул, испускаемых источником света и распространяющихся прямолинейно в однородной среде. Отражение от зеркала сравнивалось с отскакиванием упругого шарика от стенки, преломление объяснялось притяжением корпускулы при переходе из одной среды в другую. Определение Рёмером величины скорости света, несомненно, повлияло на Ньютона при создании им корпускулярной теории света, из которой следует, что скорость света подчиняется принципу относительности Галилея.

Одновременно с теорией Ньютона существовала волновая теория, изложенная X.Гюйгенсом в работе «Трактат о свете», где свет определялся как упругий импульс, распространяющийся в особой среде — эфире, заполняющем пространство, то есть волновая теория рассматривала свет как волны эфира и уподобляла его волнам в воздухе.

В XIX столетии развитию представлений эфирной природы света способствовали работы А. Френеля. Изучение электрических и магнитных явлений М. Фарадеем, построение Д. Максвеллом теории, в которой было показано, что свет имеет электромагнитную природу. И, наконец, экспериментальное изучение Г. Герцем считавшегося волнами электромагнитного излучения, привели к тому, что гипотеза механического эфира была заменена гипотезой электромагнитного эфира — всепроникающей среды, способной передавать электромагнитные сигналы, являющейся носителем электрического и магнитного полей и электромагнитных колебаний. Электромагнитное поле, предполагалось, — это форма движения эфира. Существование всепроникающего эфира делало инерциальные системы при изучении электромагнитных явлений не изолированными от него, поэтому принцип относительности Галилея становился в этих случаях неприменимым. В рамках теории электромагнитного эфира ньютоновское абсолютное пространство было отождествлено с Мировым эфиром, в связи с чем была предпринята попытка обнаружить «эфирный ветер», то есть обнаружить движение относительно эфира, это и было бы абсолютным движением.