Читать интересную книгу Вторжение в физику 20-го века - Йохан Керн

На стр. 8 – 10 (898 – 900) Эйнштейн занимается вычислением соответствия величин в подвижной и неподвижной системах координат, причём постоянно для измерения расстояний используется движение луча света туда и обратно. Он, естественно, получает своё желаемое преобразование координат. При этом он для неподвижной системы координат использует обозначение x,y,z,t, а для подвижной . Уже здесь он получает „знаменитые“выражения о том, что в подвижной системе длина стержня вдоль оси  меньше длины вдоль оси x, и время  меньше времени t. Но, разумеется, пока только как предположение.

На стр. 11(901) наступает кульминация. Эйнштейн неожиданно переходит к рассмотрению совсем другого процесса. Он говорит:

В момент времени t = = из совместного в этот момент начала координат обеих систем посылается сферическая волна (импульс света), распространяющаяся в неподвижной системе со скоростью V. Для каждого пункта этой волны выполняется равенство

x² + y² + z² = V²t².

Это равенство мы преобразуем с помощью полученного (на стр. 8-10) преобразования координат и после простых вычислений получаем:

 ² +  ² +  ² = V² ².

Эта волна является, следовательно, и при рассмотрении в подвижной системе координат сферической волной, распространяющейся со скоростью V. Этим самым доказано, что наше предположение не является нелогичным.

Эйнштейн подразумевает под этим, что доказал своё предположение о том, что скорость света в пустоте не зависит от скорости источника света. Другими словами, он считает доказанным, что скорость света во всех системах отсчёта постоянна, одинакова.

А что считаем мы? Мы считаем, что нашли то место, где наш „фокусник“ передёрнул, попытался заставить нас перейти к рассмотрению совсем другой задачи.

Эйнштейн сделал здесь сразу две ошибки.

Во-первых, при рассмотрении сферической волны, распространяющейся со скоростью V (со скоростью света), он ушёл от процесса измерения длин с помощью луча света, двигающегося туда и обратно. Здесь конечно, наличествует луч, двигающийся туда, но явно нет луча, двигающегося обратно после отражения. Кроме того, раньше всегда посылался один луч и только в одном направлении. Теперь же посылается одновременно бесконечно много лучей во всех направлениях. Сам процесс отражения теперь явно невозможен, так как к концу светового луча зеркальце не прикрепишь. Да и о каком процессе отражения можно говорить, если зеркальце, очевидно, должно было бы двигаться совместно с лучом света!

Во-вторых, Эйнштейн, возможно, сам того не подозревая, оказался внутри процесса не с двумя, а с тремя системами координат. Неподвижная система осталась той же. В одной же из подвижных, соответствующей рассмотренной им ранее подвижной системе, скорость точек сферической поверхности волны (скорость точек света) в проекции на ось х будет всегда положительной, как это было и у него на стр. 8-10. В ней, по его расчётам, ось, параллельная оси х, сокращалась. Сокращалась и „ось“ времени. Но эта его система отсчёта превратилась теперь в „полусистему“, ограниченную положительными значениями оси . На область отрицательных значений  его результаты переносить нельзя, так как там проекция скорости света на ось  меняет знак. Более того, там даже нет предмета измерения, и измерять просто нечего.

В области отрицательных значений  расположена явно другая подвижная „полусистема“, в которой скорость точек сферической поверхности волны в проекции на ось  всегда отрицательна, хотя эта „полусистема“ отсчёта и движется в ту же сторону, что и первая. Если в эту „полусистему“ отсчёта внести предмет измерения (стержень), то результаты вычислений будут совсем другими. В этой „полусистеме“ отсчёта по его расчётам отрезки, параллельные оси х, должны будут удлиняться. Должна будет удлиняться и „ось“ времени.

Эти две подвижные „полусистемы“ отсчёта, конечно же, нельзя рассматривать в качестве одной подвижной. У них различные трансформации осей, параллельных оси х и различные трнсформации осей времени.

В результате, по каждой из этих причин, приходится констатировать, что Эйнштейн свою задачу не выполнил. Он не смог доказать, что скорость света во всех системах отсчёта одинакова. Читать его статью дальше уже не имеет смысла.

Конечно, было бы наивно ожидать, что с помощью преобразования координат или каких-либо других математических операций, исходя из ничего, можно получить новый закон природы. Но некоторые авторы уверяют, что Эйнштейн ставил перед собой именно подобные цели. Рассчитывать на подобное могут только мистики, верящие в магию слов или цифр. Похоже, что Эйнштейн не понимает, что математика – только инструмент. С помощью одних только инструментов нельзя сделать куклу. Кукла всегда бывает деревянной, пластмассовой или тряпочной. Поэтому для её создания нужны не только инструменты, но ещё и материал.

Мы, разумеется, никогда не узнаем, выступил ли Эйнштейн в этой статье действительно в роли „фокусника“ или же он искренне ошибался.

2. Кем был Эйнштейн: физиком или математиком?

Эйнштейну, говорят, принадлежит следующая фраза[5]: „Математика – единственный современный метод, позволяющий провести самого себя за нос»“. Статья о теории относительности Эйнштейна довольно сложная. Вполне можно предположить, что он сам себя запутал с помощью математических выкладок и блестяще подтвердил этим сказанную им самим фразу.

Но давайте возьмём куда более простую статью Эйнштейна[6], в которой он якобы „изящно“ разрешил проблему фотоэффекта. В ней математики практически нет, да и та только на уровне арифметики.

Планк, как известно, в 1900 г. пришёл к выводу, что нагретые тела излучают энергию (свет) порциями, причём величина порции излучаемой энергии h пропорциональна частоте излучения .

Какой „вывод“ сделал из этого Эйнштейн? Он решил, что эта порция является частицей! На каком основании? Оснований он не приводит.

Далее, воспользовавшись тем, что эта порция энергии обладает по Планку частотой, он назвал её ещё и волной!

- Волной?! Порция энергии по Планку вполне может быть волной или даже системой волн. Но ведь Эйнштейн только что назвал эту порцию частицей?! Разве частица может быть волной?

- Скажем так: у Эйнштейна не было другого выхода. Эта порция энергии, по его замыслу, должна была выбить электрон из поверхности металла. Причём она должна была передать ему всю наличную энергию. Поэтому ему ничего другого не оставалось, как назвать эту порцию частицей. А так как она по Планку имела частоту, и, кроме того, энергия выбитого электрона также зависит от частоты света, то было естественно предположить, что эта частица должна была иметь частоту. Это же совершенно логично! А если уж частица обладает частотой, то она должна быть похожа на волну.

- Да, но на каком основании?!

- На математическом! Простейшее уравнение сохранения энергии при столкновении „частицы“ с электроном позволяло „изящно“ разрешить проблему фотоэффекта, но только в том случае, если „частица“ обладает частотой и её энергия пропорциональна частоте.

- Да, но и с математической точки зрения это невозможно. При столкновении двух частиц надо учитывать не только сохранение энергии, но и сохранение импульса. А оно здесь не проходит.

- Ну, знаете, вы уже придираетесь! Человеку пришла в голову идея (heuristischer Gesichtspunkt – догадка. См. название статьи Эйнштейна [6]). Он догадался, что порцию энергии надо назвать частицей, он принёс жертву науке и назвал эту частицу ещё и волной. Так почему ему не пренебречь ещё и каким-то законом сохранения энергии? Знаете, как говорят кавалеристы – смелого пуля боится, смелого штык не берёт!

- Да, да, если на таком уровне решать научные проблемы, то, конечно. А скажите, пожалуйста, вы говорите про того самого Эйнштейна, который был великим физиком, или же про какого-то Эйнштейна-кавалериста?

Если бы Эйнштейн был по натуре физиком, или хотя бы в достаточной мере знал физику, то он знал бы, что волна состоит из огромного числа частиц. Примером может служить морская волна или звуковая волна. Эти частицы определённым образом связаны друг с другом, влияют друг на друга. До Эйнштейна никто не осмелился бы назвать частицу волной, по крайней мере, физик не осмелился бы.