150421 (758563), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

А. Эйнштейн предложил считать, что Т'_A есть собственное время системы А, т.е. Т_А, а Т'_B есть собственное время системы В, т.е. Т_В. Эта связь не зависит от инерциальной системы отсчета.

3) Т'_A= Т_A 4) T'_B =T_B

Так Эйнштейн подошел к своему пониманию и объяснению физического смысла преобразования Лоренца. Очевидно, что система из четырех соотношений оказалась логически противоречивой. Выражения 1) и 2) примут вид:

I) Т_A< Т_B , 2) T_B < T_A .

Гносеологический анализ, проведенный в [4], [5], показал, что Эйнштейн подобно Птолемею допустил типичную гносеологическую сшибку. Наблюдаемое явление (Т'_A и Т'_В) он истолковал как сущность (Т_A и Т_В).

Птолемей утверждал, что, поскольку мы видим движение солнца по небосводу, это и есть на "самом деле" движение его вокруг Земли.

Точно так и Эйнштейн истолковывал явления "сокращения" масштабов и "замедления" времени. Коль скоро мы "видим" эти изменения (т.е. они следуют из преобразования Лоренца), это так есть "на самом деле" (такова сущность пространства и времени). Эта гносеологическая ошибка называется: подмена сущности явлением или истолкование явления как сущности.

Ошибочное истолкование породило ряд логических противоречий, например, парадокс близнецов и другие. То же самое можно сказать и об интерпретации "сжатия" масштаба.

Единственно возможным вариантом, который не противоречит равноправию инерциальных систем отсчета и логике, является вариант, опирающийся на соотношения:

1) Т_А < Т'_A; 2)T_В <Т'_B; 3) Т'_A= Т'_B; 4) Т_А= T_В

Смысл его очевиден. Собственное время во всех инерциальных системах отсчета едино, т.е. течет в одном ритме, темпе (Т_А= T_В). Явления обладают симметрией (Т'_A= Т'_B; Т_А< Т'_A; T_В < T'_B). Это и есть реализация принципа равноправия инерциальных систем отсчета.

Именно здесь выявляется различие между эйнштейновской и новой интерпретациями сущности преобразования Лоренца.

а) Эйнштейновский (= птолемеевский) подход. Замедление времени, которое мы наблюдаем (явление), есть "действительное" замедление времени. Время в движущейся системе отсчета действительно течет медленнее, чем в неподвижной (сущность).

б) Материалистический (= коперниканский) подход. Замедление времени есть объективное явление, которое мы наблюдаем и регистрируем в нашей инерциальной системе. Однако в самой движущейся системе время течет в том же темпе (сущность), что и в неподвижной. Кажущееся замедление времени обусловлено свойствами преобразования Лоренца (эффект Допплера).

Итак, все параметры и характеристики, полученные с помощью преобразования Лоренца, относятся к разряду явлений и не всегда совпадают с действительными параметрами и характеристиками, измеренными в системе отсчета, связанной с исследуемым объектом. Однако при преобразовании Лоренца некоторые величины остаются неизменными (инвариантными). Среди них:

1. Сохраняется действительное равноправие всех инерциальных систем отсчета.

2. Физическое время остается общим и единым для всех ИСО. Это единое мировое время.

3. Общим для всех ИСО остается трехмерное пространство.

4. Скорость света и сечение светового луча остаются неизменными (инвариантными) для всех ИСО.

Наблюдаемые "замедление" времени и "сжатие" масштаба - суть объективные явления, т.е. искаженные отображения истинного темпа времени (единого для всех ИСО) и масштаба координатной оси пространства (общего для всех ИСО).

Уже сам принцип равноправия инерциальных систем предполагает, например, единство времени во всех ИСО. В противном случае различие в темпах изменения времени могло бы служить критерием для дифференциации различных ИСО.

6. Наблюдаемая и истинная скорость объекта

Хотя этот вопрос уже обсуждался нами в [1], [2], [3], мы вновь рассмотрим вопрос о наблюдаемой (явление) и истинной (характеристика сущности) скоростях частиц и их различии, поскольку этот вопрос имеет важнейшее значение для физики.

Пусть мимо наблюдателя по прямой линии движется материальная точка со скоростью v. В собственной системе отсчета K' (ее координата x' постоянна) она дает световые вспышки через равные интервалы времени Δt_o. Эти вспышки регистрируются неподвижным наблюдателем в системе K. Мы можем мысленно представить прямолинейную траекторию, которая как бы разбита на равные отрезки длиной Δx светящимися точками. За время Δt_o система К успеет переместиться относительно K' на это расстояние Δx.

Используя преобразования Лоренца, найдем расстояние Δx между вспышками.

,

где ΔТ это наблюдаемое в системе К время между двумя вспышками, определенное с помощью преобразования Лоренца

.

Введем угол θ, образованный двумя векторами: вектором скорости v, направленным вдоль оси x, и вектором направления световых лучей от движущегося объекта к наблюдателю. Благодаря эффекту Доплера наблюдаемый интервал между световыми вспышками будет также зависеть от угла наблюдения θ. Учитывая искажение интервалов времени эффектом Доплера, найдем наблюдаемый интервал времени между вспышками, которые видны под углом θ в системе К. Он равен:

где ΔТ_D - наблюдаемый интервал времени между вспышками, искаженный эффектом Доплера; ΔТ- тот же наблюдаемый интервал времени, когда θ=90^о.

Теперь, выражая в (6.1) интервал Δt_o через ΔТ_D, получим:

.

Отсюда нетрудно найти наблюдаемую (кажущуюся) скорость, которая зависит от угла наблюдения θ:

Полученный результат имеет интересные следствия.

Во-первых, мы будем видеть неравномерное движение источника световых импульсов, скорость которого постоянно уменьшается. Наблюдаемое "ускорение" равно

где у - координата движущейся точки.

В частности, при θ=90^о ускорение равно .

Это ускорение существует "на самом деле" или же нам это "кажется" (объективная "кажимость")? Означает ли это, что на движущуюся частицу действуют какие-то силы? "Реальны" ли эти силы или же они тоже "кажущиеся"? Как быть с принципом причинности?

Ответ очевиден. Световые лучи, передавая информацию, искажают ее.

Во вторых, рассмотрим случай, когда θ=90^о, т.е. когда генератор проходит мимо наблюдателя (как показано на рис. 6), мы имеем v_obs=v (observed=наблюдаемый). Здесь кажущаяся скорость совпадает с относительной скоростью движения инерциальных систем К' и К, которая входит в преобразование Лоренца. Итак, мы неожиданно обнаруживаем, что скорость v есть кажущаяся скорость относительного движения инерциальных систем отсчета! Теперь становится ясной причина появления “ускорения”. Это кажущееся ускорение, которого нет в действительности.

Истинную скорость мы определим ниже.

С эйнштейновской же точки зрения следует, что при θ=90^о свет передает информацию абсолютно точно. Он точно передает “истинные размеры” движущегося тела (сокращение масштаба) и ”истинный темп времени” (замедление времени) в движущейся системе отсчета. Другими словами, то, что мы видим (измеряем) при таком угле наблюдения, есть именно то, что происходит в системе K' "на самом деле" (сущность). Совпадение между птолемеевским и эйнштейновским подходами здесь имеет принципиальное значение, поскольку в основе совпадения лежит одна и та же гносеологическая ошибка.

Замедление скорости имеет интересные следствия. Если v/c > 0.5, то при малых углах наблюдения θ наблюдаемая скорость движения объекта будет превышать скорость света в вакууме. Как это согласуется с постулатами Эйнштейна о существовании предельной скорости распространения взаимодействий?

Покажем принцип определения наблюдаемой скорости с точки зрения теории познания.

В отличие от наблюдаемой скорости, в определение которой входит характеристика явления, истинную скорость V (как инвариантную величину) мы должны определить как отношение двух инвариантных проявлений сущности. Она не должна зависеть от условий наблюдения v и θ. Это есть именно та скорость, с которой движутся инерциальные системы относительно друг друга. Скорость v, входящая в преобразование Лоренца, это кажущаяся скорость, но не действительная или истинная скорость относительного движения инерциальных систем.

Напомним, что длины отрезков, интервалы времени, времена жизни частиц, измеренные в их собственной системе отсчета, являются инвариантными проявлениями сущности (или кратко - "сущность"). Те же длины и интервалы времени, наблюдаемые из системы движущегося наблюдателя, будут явлениями, т.е. отображением искаженных движением их действительных значений.

Истинная скорость V системе К определяется отношением двух "сущностей": реального пути, пройденного частицей в системе отсчета наблюдателя² к интервалу времени, единому для всех ИСО, за который этот путь пройден. Это инвариантный отрезок Δx и инвариантный интервал времени Δt_o.

Истинная скорость (ее условно можно назвать "галилеевской") не зависит от условий наблюдения, т.е. от угла θ, постоянна и может превышать скорость света в вакууме. “Ускорения”, которое, как мы установили, присуще кажущейся скорости v, для истинной скорости V не существует. Нетрудно видеть, что истинная скорость V и кажущаяся скорость v, входящая в преобразование Лоренца, связаны между собой:

Теперь мы можем записать новую форму матрицы Лоренца, выразив кажущуюся скорость v в этой матрице через истинную скорость V.

Это модифицированная матрица преобразования Лоренца

Полученные нами результаты имеют интересное применение для объяснения появления у поверхности Земли μ-мезонов, рождающихся в верхних слоях атмосферы.

Существующее объяснение использует следующую формулу:

Согласно теории Эйнштейна, скорость μ-мезона v не превышает скорости света. Расстояние, проходимое μ-мезоном, равно произведению наблюдаемой скорости v на наблюдаемое "время жизни" μ-мезонов ΔΤ в системе отсчета наблюдателя. Это время жизни "удлиняется" для наблюдателя на Земле благодаря-де релятивистскому "замедлению времени".

Используя модифицированную матрицу преобразования 4-координат и новую интерпретацию преобразования Лоренца, мы дадим другое объяснение, которое фактически опирается на ту же формулу:

Расстояние, проходимое μ-мезоном, равно произведению истинной скорости V на действительное "время жизни" μ-мезонов Δτ. При этом скорость μ-мезонов может превышать скорость света в вакууме вопреки гипотезе (постулату) А. Эйнштейна.

Отсюда видно насколько существенно изменяется содержание теории (при неизменном математическом формализме), когда в ней нет гносеологических ошибок!

7. Причинность и скорость распространения взаимодействий

Используя матрицу Лоренца для преобразования 4-векторов, Эйнштейн ввел постулат о существовании "предельной скорости распространения взаимодействий". Постулат, как бы, логически вытекал из "релятивистского множителя" , входящего в знаменатель некоторых компонент матрицы Лоренца. Рассмотрим содержание постулата о конечной скорости распространения взаимодействий.

Что такое "взаимодействие"? Как и почему оно "распространяется"?

По нашему мнению, взаимодействие есть процесс (но не материальный объект!), который может занимать определенную область пространства (простираться) и длиться какой-то промежуток времени. Но ведь в постулате А.Эйнштейна речь идет не об изменении области, где проявляется взаимодействие, не об интенсивности этого процесса и не о времени его существования! Речь идет о скорости взаимного воздействия двух материальных объектов друг на друга!

С эйнштейновской точки зрения взаимодействие это волейбольный мяч, летающий от одной команды к другой через сетку. Если это так, то тогда следовало бы отождествить взаимодействие с неким материальным объектом и рассматривать именно его скорость. Если взаимодействие есть материальный объект (например, электромагнитная волна), то нарушается симметрия при взаимодействии тел и нарушается принцип взаимности действия (симметрия и принцип равенства действия противодействию и т.д.). Какое-то тело должно начать взаимодействие первым (как у малышей: кто первый начал драку?)? Проверенная 200 летним опытом вся классическая (нерелятивистская) физика противоречит подобным представлениям о взаимодействии.

Некоторые ученые, понимая некорректность этого постулата, пытались "выправить" положение путем изменения терминологии. Они предлагали новую формулировку этого постулата: постулат о существовании предельной скорости распространения информации. Но ведь информация есть содержание, выражаемое с помощью символов [звуковых, графических т.п.]. Более того, передача информации всегда идет от генератора к приемнику, т.е. имеет все ту же асимметрию. По этой причине "изменение номенклатуры" не достигает своей цели. Без определения содержания понятия “взаимодействие” постулат о существовании предельной скорости распространения взаимодействий превращается в бессодержательную догму (постулат, не отвечающий сущности физических явлений и здравому смыслу).

Новая матрица преобразования, выраженная через истинную скорость относительного движения двух инерциальных систем отсчета, показывает, что для действительной (фактической, реальной) скорости движения материального объекта никаких ограничений не существует. Тела могут двигаться с любыми скоростями и их скорости могут превышать скорость света в вакууме. В рамках релятивистских представлений, если они имеют место в природе, функция Лагранжа, гамильтониан, кинетическая энергия движущегося тела, его импульс и т.д., должны выражаться через истинную скорость движущегося объекта.

В соответствии со сказанным выше, настоятельной задачей стал детальный анализ содержания причинно-следственных отношений и ревизия содержания причинно-следственных связей. Детальный анализ отношений изложен в [4] (см. также [5]).

8. СТО как догма

Примерами, рассмотренными выше, не исчерпываются трудности СТО. Существует большой класс задач, связанных с вращательным движением (например, парадокс диска [1], [3] фотографирование вращающегося стержня [6] и т.д.), которые в рамках СТО не имеют логически корректного решения. Мы говорим об этом специально именно потому, что в научной литературе имеют место многочисленные попытки заменить преобразование Лоренца другим преобразованием для устранения внутренних противоречий и парадоксов. При этом авторы стремятся сохранить постулаты теории относительности. Мы также прошли этот кажущийся очевидным, обманчивый путь. Его ошибочность стала ясна лишь после того, как мы сумели установить взаимосвязь категорий явление и сущность.

Трудностей, связанных с интерпретацией вращательного движения, не избежало и модифицированное преобразование. Однако именно оно позволило понять ошибочность постулата А.Эйнштейна о существовании предельной скорости распространения.

Пока только единственное преобразование - преобразование Галилея не имеет трудностей.

Заметим, что в русском языке слово "постулат" относится к тем утверждениям, которые не поддаются экспериментальной проверке, не нуждаются в ней и должны приниматься на веру. Иными словами, постулаты СТО есть догмы. Догматичность постулатов подтверждается и тем, что они были сформулированы, как говорят, "для всех времен и народов", т.е. должны были оставаться справедливыми всегда и во всех без исключения случаях.

Философский критериальный принцип ограниченности физических теорий [7] утверждает, что любая физическая теория (или положение) всегда имеет границы своей применимости, за которыми содержание теории (или положения) превращается в свою противоположность (ошибку, заблуждение, ложь и т.д.). До настоящего времени границы применимости преобразования Лоренца не были установлены, и даже не искались. Физикам, воспитанным апологетами, все в этой теории казалось простым и ясным, и такую задачу они перед собой не ставили, а жаль!

Мы различаем преобразование Лоренца и Специальную теорию относительности. СТО есть не более чем, мягко говоря, весьма поверхностная интерпретация преобразования Лоренца. По этой причине вопрос: является ли СТО научной теорией? - уже давно решен благодаря исследованиям многих здравомыслящих ученых. Наша статья это лишь капля в большую чашу существующих критических замечаний. Только догматизм позволяет СТО держаться "на плаву". Можно надеяться, что к своему столетнему Юбилею истинная сущность СТО будет установлена и осознана научной общественностью, а в школах и ВУЗ'ах перестанут морочить головы ученикам и студентам этими постулатами.

Характеристики

Список файлов доклада