ПОЧЕМУ Я НЕ УДОВЛЕТВОРЁН ТЕОРИЕЙ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Победоносцев Л.А.

I

Часто утверждают, что теория относительности - это теория единого пространства и времени. В этом утверждении уже содержится источник конфликта. Причина его в следующем: наши понятия и представления о пространстве, времени, материи являются первичными физическими понятиями. Они не могут быть сведены к каким-то другим, более «первичным» понятиям. Их нельзя обосновать логическим или математическим путём. Нами они постигаются каким-то «подсознательным» чувством. Поэтому принципиально не может быть их теории. Может быть только набор малосодержательных слов и фраз, способных лишь запутать читателя.
В теории относительности особая роль принадлежит скорости света. А какова скорость распространения гравитационных или ядерных сил? Их никто не измерял, и даже нет человека, который бы знал, каких измерить. А не измерив эти скорости экспериментально, - им нельзя априори приписывать скорость света. И далее делать разного рода теоретические построения, как поступают релятивисты. Это типичный случай спекулятивного мышления.

В ортодоксальном релятивизме очень большая роль отводится системам координат и четырёхмерному пространству. Но ни один человек в окружающем нас мире и природе не встречался никогда с координатными системами. Все мы имеет дело с материальными объектами и полями, которые обладают различными свойствами и качествами. Между объектами имеются расстояния и скорости относительного движения, имеются ускорения. Но в этом мире, в котором мы живем, координатных систем просто не существует. Они - определённый плод математической абстракции. В этом смысле, координатные системы - чрезвычайно плодотворная абстракция. Но всё-таки это абстракция и приём математического описания, а не объективная реальность. Его так и нужно воспринимать, а не абсолютизировать, как поступают в теории относительности. При этом в теории относительности часто смешивают понятия координатных систем и физических систем. От состояния физической системы зависят свойства объектов, входящих в неё. От той системы координат, которой мы воспользуемся для математического описания физической системы, свойства системы не должны зависеть. Выбор координатной системы, - это просто вопрос удобства.

И часто возникает недоразумение: почему в теории относительности при переходе от одной системы координат к другой за счёт формально математического действия меняются свойства объектов (например, - масса).

Но в действительности один объект получает скорость относительно другого не за счёт формального перехода от неподвижной системы координат к подвижной, а за счёт того или иного физического взаимодействия. А при таком взаимодействии рассматриваемого объекта с окружающими - его свойства не только могут, но и должны изменяться. Так же и в отношении четырёхмерного пространства. Если под этими словами подразумевать определённый формально-математический аппарат, удобный применительно к определённому классу задач, - то против такого подхода не может быть возражений. Хоть сорокамерное пространство. Но когда в абстрактно-математическое понятие начинают вкладывать мистический смысл, - то против этого надо возражать.

Оставим в стороне туманно-мистическую философию, которой перенасыщен ортодоксальный релятивизм. Не будем серьёзно относиться к «мысленным» экспериментам.

Развитие событий и «математическая сторона» дела в теории относительности начинается с простого выражения, которое является фундаментом релятивистского здания. Для одной пространственной координаты:

 

Мы вправе поставить вопрос, как обосновать и вывести это выражение. Иногда его «обосновывают» следующим образом. Уравнение фронта световой волны в системе координат x, t записывается в виде:


В другой системе координат х', t' тот же фронт световой волны записывается:


Приравнивая (2) и (3) имеем:


Но это, ведь, то же самое, что и (1)!
В таком «доказательстве» совершается незаконное обращение с нулём. Таким же путём в средней школе «доказывают» 2 × 2 = 5.
Чувствуя неудовлетворение от таких «доказательств», иногда используют приём, характерный для Эйнштейна: предлагается с самого начала вместо уравнений (2) или (3) рассматривать более общее выражение (1).
Но здесь используется незаконный переход от частного случая к общему. Это алогизм. Если переход от общего случая к частному законен, то обратный переход недопустим, - «здесь дорога с односторонним движением».
Наконец, отдельные авторы, отчаявшись от таких «доказательств», предлагают рассматривать выражение (1) как один из законов природы, ниоткуда не следующих, то есть просто постулировать выражение (1). В связи с этим трудно отказать себе в удовольствии процитировать высказывание, как-будто принадлежащее Б. Рассолу: «Метод постулирования имеет много преимуществ, совпадающих с теми, которые присущи воровству по сравнению с честным трудом».

Однако обосновать выражение (1) несложно. Для этого надо вывести преобразование Лоренца так, как это делал сам Лоренц, - непосредственно из уравнений электродинамики, не прибегая к «услугам» выражения (1).
После этого из полученных преобразований х' и t' мы имеем право проводить любые комбинации. Если сделаем комбинацию ((х')² - с²·(t')²), то получим:

Но это, опять же, - то же самое, что и (1).

Однако, такое обоснование выражения (1) равносильно утверждению, что специальная теория относительности является специфическим перефразированием классической электродинамики.

И начинает складываться парадоксальная и запутанная ситуация: все результаты теории относительности, имеющие отношение к электродинамике, могут быть получены и в рамках самой электродинамики (в том числе и формула Е = m·с²).

При выходе же за рамки электродинамики - теория относительности систематически приводит к различным парадоксам, что совсем не смущает правоверных релятивистов.

Но преобразования Лоренца из выражения (1) конечно получаются. Выводы есть и алгебраические, и геометрические. Эти выводы очень просты и обычно не вызывают сомнения в однозначности полученных решений. Однако уже неоднократно различными авторами указывалось на неоднозначность инвариантных преобразований для «х» и «t».
Например, без вывода можно предложить преобразования:

Эти преобразования удовлетворяют тем же начальным и граничным условиям, что и преобразования Лоренца: это линейные преобразования, и при β → 0 они переходят в преобразования Галилея. Не только выражение (1) инвариантно относительно этих преобразований, но и уравнения электродинамики (в этом читатель может убедиться прямой подстановкой).
Но в этих преобразования фигурирует величина √(1 +β²), а не √(1 -β²), как в преобразованиях Лоренца. А это сразу же снимает вопрос об ограничении скорости. Вообще преобразований инвариантных относительно выражения (1) и уравнений электродинамики может быть бесконечно много.

Необходимо остановиться на морально-этических вопросах. Эти вопросы при рассмотрении другой дискуссионной проблемы не возникали бы. В данном случае они важны. -
Целыми поколениями фанатиков-релятивистов и «демагогов от физики» упорно формируется мнение, что положения теории относительности можно только подтверждать. Пусть реки потекут вспять и Солнце будет светить иначе, - это допустимо, но релятивистские догмы должны оставаться незыблемыми. Иногда сталкиваешься с проявлением какого-то религиозного фанатизма. В теоретико-познавательной области доходят до маразма: издеваются над здравым смыслом и смакуют разные релятивистские парадоксы. В экспериментальной области любой результат, не согласующийся с релятивистскими догмами, объявляется неверным. Если не удаётся обнаружить ошибку, то экспериментатору заявляют, что у него должна быть скрытая ошибка, и он сам обязан её найти у себя и покаяться.

Работы, не согласующиеся с релятивизмом, очень трудно опубликовать. В редакциях многих журналов образовалась «релятивистская мафия», не пропускающая инакомыслия.

Совсем недавно в России сходное положение было в области общественных наук. Хотя теория относительности и марксизм далёкие друг от друга области, но между ними есть и нечто общее. Это общее - в образе мышления, использовании «деформированной» логики в сочетании с изощрённой казуистикой. И для марксистов и релятивистов теория имеет бесспорный приоритет перед экспериментом. И если эксперимент не согласуется с теорией, то, по их мнению, - тем хуже для эксперимента. Эти теории строились чисто умозрительно. Но теория и эксперимент должны идти рядом - и это единый процесс познания.

Создавшееся положение является тормозом в развитии науки.

Победоносцев Лев Анатольевич, - кандидат физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Радиевого Института им. Хлопина АН РФ.