Помоги проекту - поделись книгой:
Эйнштейн в своей работе не озвучивает инвариантность прямо, но ставит, сразу после отмеченных суждений, мысленный эксперимент, в котором свет движется подобным образом.
Приведу пример инвариантности, демонстрирующий релятивистский эффект замедления времени. Это известный пример, который предназначен для читателя, с теорией относительности не знакомым. Он по существу схож с мысленным экспериментом Эйнштейна.
Представьте, что от земли улетает ракета. Наблюдатель с земли пускает вслед ракете луч света. Для него свет летит со скоростью 300 тыс. км/с., и, чем быстрее летит ракета, тем дольше ее догоняет свет. Если ракета летит со скоростью 10 км/сек. то свет догонит ракету, допустим за секунду. Но, если ракета летит с почти световой скоростью, то свет ее может догонять и год.
Для космонавта в ракете, свет, относительно него движется всегда со скоростью света, и будет сближаться с ракетой со скоростью 300 тыс. км/с., и догонит ракету быстрее, чем за секунду. С какой бы скоростью космонавт не улетал от земли – свет всегда, с точки зрения космонавта будет догонять его со скоростью света.
Если космонавт улетает от земли с почти световой скоростью, то «с точки зрения» космонавта, пройдет меньше секунды, а для наблюдателя с земли пройдет год, прежде чем свет догонит ракету.
Если космонавт улетает с околосветовой скоростью – то время в ракете практически останавливается, в сравнении с землей. Ведь для наблюдателя пройдет год, пока свет догонит ракету, а для космонавта – меньше секунды.
С логикой инвариантности давайте разберемся подробнее, ведь из нее вытекают все эффекты специальной теории относительности, и, собственно, сама теория относительности.
Поскольку движение в вакууме относительно, то любое движение можно считать (как в примере Джордано Бруно) от наблюдателя. Наблюдатель в вакууме получается неподвижным, его скорость равна нулю. Наблюдатель находится в своей системе отсчета. В работе Эйнштейна она называется «координатная система», далее получила название «инерционная система отсчета».
Берем двух наблюдателей в вакууме, которые прямолинейно движутся относительно друг дружки.
Скорость каждого из наблюдателей в вакууме равна 0, поскольку каждая координатная система считается неподвижной.
Скорость света в вакууме равна с.
Поэтому, свет в вакууме движется со скоростью с для каждого из наблюдателей.
Вообще, некорректно было считать, что скорость наблюдателей и их систем отсчета в вакууме равна 0. Наблюдатель покоится относительно других наблюдателей, но не относительно вакуума, и его скорость в вакууме не подлежит определению. Тем не менее, так был поставлен мысленный эксперимент Эйнштейном.
Из самой работы Эйнштейна следует, что инвариантность – софизм, поскольку истинным может быть либо относительное движение, либо постулат о скорости света в вакууме.
Ведь если признать, что свет в вакууме движется всегда со скоростью с, то отрицается относительность движения. Если же признать, что движение в вакууме относительно, то бессмысленно говорить о скорости света в вакууме.
Из инвариантности логически вытекают релятивистские эффекты специальной теории относительности: относительность одновременности, замедление времени и другие.
Эксперимент Эйнштейна позже проиллюстрировали как эксперимент с двумя наблюдателями и поездом. Он похож на приведенный выше пример с космонавтом и ракетой. Один из наблюдателей находится на перроне, второй – в купе поезда, в котором включается свет. Эта иллюстрация чуть отличается от мысленного эксперимента, но по сути такая же, и приводит к тем же выводам.
https://www.youtube.com/watch?v=3L8IGCC0Dog – вот тут анимация, простое и понятное видео эксперимента.
Наблюдатель в поезде включает лампочку, которая находится посредине купе.
В системе наблюдателя в поезде, свет от лампочки будет двигаться с одинаковой скоростью к передней и задней стенке поезда, и достигнет их одновременно.
В системе же наблюдателя на перроне, поезд движется, и свет будет догонять переднюю стенку, и достигнет ее позже, чем заднюю.
Отсюда и относительность одновременности – свет для одного наблюдателя достигнет стенок одновременно, а для другого – одной стенке раньше, другой-позже.
Отсюда и замедление времени – свет достигнет передней стенки для наблюдателя в купе быстрее, чем для наблюдателя на перроне.
Если кому-то изложение показалось слишком простым, что автор не понял Эйнштейна, и превратно истолковал смысл СТО (специальной теории относительности) – почитайте первоисточник. Откройте «к электродинамике движущихся тел» и разберитесь сами. Уж эта-то работа написана довольно сложным языком, и многие критики ломали об нее копья. А популярное мое изложение основано на анализе первоисточника, и, пользуясь моими наводками, вы сами можете во всем убедиться.
Итак, из инвариантности, из этого маленького софизма, выросла огромная теория относительности.
4 Развитие специальной теории относительности (СТО)
Сегодня теория относительности – любимое поле боя любителей околонаучных дискуссий. С одной стороны, это сторонники, с другой – критики, т. н. «альтернативщики». И развитие теории во многом связано с этими спорами. Противники приводят противоречащие примеры, а сторонники приспосабливают теорию к ним. Теория кормится противоречиями, и растет. Самый известный тому пример – парадокс близнецов.
Приведу несколько забавных фактов из этих споров, в которых я сам немало участвовал.
Саму работу Эйнштейна почти никто не читал. Среди сторонников бытует мнение, что она – пионерская, и довольно сырая, и надо изучать теорию по учебникам. Среди тех, кто читал, я не встречал никого, кто распутал бы логику Эйнштейна при выводе инвариантности. Обычно вся критика сводится к интуитивному неприятию СТО.
Когда я впервые ознакомился с СТО, то сразу не смог принять принцип относительности одновременности. Два события, одновременно наступившие для одного наблюдателя, не одновременны для другого. Это первый вывод Эйнштейна. Как такое возможно? Представьте, что в двух местах вселенной одновременно родились девочка и мальчик. Одновременно для землян. А для космонавта, который летит от земли со скоростью, близкой к скорости света – мальчик родился, а девочка – еще нет.
Какая разница, с какой ты скоростью летишь, тем более, что скорость – понятие относительное? Как может скорость ракеты повлиять на возникновение двух событий, никак не связанных с этой ракетой?
Представьте, что вселенная замерла, остановилась во времени, в момент рождения мальчика. Гуляет первый наблюдатель по замершей вселенной – в ней и мальчик, и девочка. Гуляет второй наблюдатель – в ней только мальчик, а девочки еще нет.
Такое может случиться лишь в гипотетическом случае запараллеливании миров. У летящего космонавта – своя вселенная, у землян – своя. Во вселенной космонавта уже родилась новая звезда, взошла яблоня, началась война, а во вселенной землян – еще нет.
Но вселенная одна для всех, и подобные временные вихри слишком парадоксальны для того, чтобы иметь место в нашем мире. Я сразу нашел первоисточник – работу Эйнштейна, и, дотошно изучив первых несколько страниц, убедился, что инвариантность является софизмом, и все релятивистские эффекты результат софизма.
Все сторонники, кто боле менее разбирается в СТО, признают, что инвариантность – главный принцип СТО, из нее выходят все ее эффекты. Однако, никто из них не знает – откуда Эйнштейн ее взял. Есть, повторюсь, расхожий стереотип среди них: «Какая разница, откуда Эйнштейн взял инвариантность? Ведь теория работает».
Я неоднократно читал людей, которые знают постулат «скорость света в вакууме всегда равна с» – и тут же говорят о том, что невозможно определить скорость в вакууме, движение в вакууме только относительно.
Настолько велик авторитет у СТО, что сомнения в ней кажутся антинаучными. Я был немало удивлен, когда разобрал этот вопрос.
Как правило, все дискуссии вокруг СТО сводятся к взаимным оскорблениям и насмешкам. Критики настолько много, что среди сторонников ходит мем «+Стопятьсотое опровержение СТО», и никто не думает вникать в очередное опровержение.
Противники приводят примеры несуразности, а сторонники отмахиваются. На все аргументы подобного роду сторонники придумали забавный мем о здравом смысле.
Здравый смысл – это обывательская ограниченность восприятия. Математическая модель идеально описывает мир, и работает в инженерии, спутники летают на этих расчетах, чего вы пристали со своим «да этого не может быть? Раньше земля тоже казалась всем плоской, с точки зрения здравого смысла».
Пример с плоской землей – манипуляция, поскольку здравый смысл говорит о том, что земля только на первый взгляд, плоская, но ее формы мы не видим, поскольку она слишком большая.
Я не исключаю, что с помощью математических моделей, разработанных в СТО, можно описать реальные процессы. Но подозреваю, что это опять-таки расхожее мнение, поскольку инженерия работает со скоростями, которые даже близко не лежат к скорости света, а все релятивистские эффекты, как мы уже разбирали, проявляются на околосветовых скоростях.
Сторонники СТО проходят ее в институте как научную дисциплину, а там она подается сразу в виде математических моделей и пренебрежительного отношения к эмпирическому восприятию.
Аргумент о здравом смысле железно действует на сторонников. Мало того – он добавляет мистики в их сознание, и туманит разум:
Мир вовсе не такой, каким мы его видим. То, что мы буквально воспринимаем – может оказаться лишь иллюзией. Истинной является лишь математическая модель, которая запросто может манипулировать неподвластными восприятию вещами. Например, возвести измерение пространства в 4,5,6 степень, и какую угодно, хотя здравый смысл говорит о том, что этих измерений всего три.
Однажды я читал пользователя, который писал, что путем длительных умственных напряжений представил себе четырехмерное пространство.
Вспомните статью про зрение, где господствует теория иллюзорности видимого. Какой может быть здравый смысл в увиденном, если все видимое – продукт восприятия мозга?
Нормально и аргументировано дискутировать об СТО крайне редко получается. Всего лишь два-три раза, за несколько лет интернет – общения, мне удалось привлечь интерес умных ребят, сторонников СТО, к первоисточнику, и показать им, откуда взялась инвариантность. С ними мы сошлись на уважаемом форуме, и, хоть альтернативщиков стараются всерьез не воспринимать – они проявили к моему мнению интерес, поскольку я писал остроумные эпиграммы, и хорошо разбирал каверзные математические задачки. Для них логика превыше веры, и ребята испытывали мощный когнитивный диссонанс, когда поняли, откуда взялась инвариантность. Представляю, как это – всю жизнь быть уверенным в правоте СТО, считать ее продвинутой наукой, а критиков – невежами, знать кучу математических моделей… И увидеть, что корень СТО, инвариантность – софизм. Вот же он, постулат о скорости света в вакууме – сколько лет под носом лежит. Реакция была душераздирающей.
Сторонники убеждены, что релятивистские эффекты подтверждены экспериментально, хотя они проявляются на недоступных инженерии скоростях. Есть опыты с часами на земле и спутнике (либо самолете) – но их скорость настолько мала в сравнении со скоростью света, что расхождения в показаниях часов вряд ли может быть разумным доказательством замедления времени. Опыта с космонавтом, который вернется молодым через сколько-то лет, сами понимаете – нет.
Напоследок приведу пример с парадоксом Близнецов. Если два близнеца разлетаются друг от друга со скоростью, близкой к скорости света, то, в системе первого близнеца, время для второго почти останавливается, и тот не стареет; а в системе второго близнеца – все наоборот. Который из близнецов старше?
Сторонники отвечают таким забавным образом: момент времени в системе первого близнеца – это не момент времени в системе другого близнеца. И вообще нельзя говорить об общем моменте времени для двух близнецов, когда они находятся далеко друг от друга.
Много можно еще обсуждать теорию относительности – приводить разные парадоксы, вспоминать о дебатах, забавных случаях. Есть куча любопытных идей, диалогов, примеров предрассудочного восприятия. Но статья имела целью ввести читателя в курс дела, чего, надеюсь, удалось добиться, если кто-то дочитал до этих строк.
В заключение, хочется сказать, что Альберт Эйнштейн – величайший мистификатор всех времен и народов. По сравнению с ним Нострадамус и Калиостро – просто дети в коротких штанишках. Ведь одно дело манипулировать умами людей простых, и совсем другое – ученым сообществом. Ума не приложу, как ему хватило смекалки и мудрости обвести научную элиту вокруг пальца. Гениальный был человек.
Заключение
Парадоксальность веры проявляется в том, что человек не замечает простых вещей, веря в авторитетные «чайники» – неважно, религиозные они, либо научные, либо еще какие. Знать, что «скорость света в вакууме всегда равна с» – и быть убежденным, что невозможно определить скорость света в вакууме; надсмехаться над философией, знать, что атомы есть философское учение – и верить в то, что они являются фундаментом науки; видеть луну в космосе – и думать, что это образ, нарисованный мозгом в сознании…
Нельзя сказать, что ошибки натурфилософии ведут человека в бездну невежества. Естественные науки развиваются сами по себе – люди изобретают спутники и компьютеры независимо от философских идей. Философия же, ведомая человеческим любопытством, всегда стремилась заглянуть в неизведанное, и нет ничего предосудительного в том, что она делает это сейчас. Конечно, в современном своем состоянии она зачастую смешна, ибо, откинув без оглядки проверенную веками школу, наспех строит новую. Забавно наблюдать сегодняшнее «научное» зрелище, пестрящее даже не натурфилософскими, а фэнтезийными красками: черными дырами, струнами, свертыванием пространства-времени, мультивселенными, частицами всех частиц…
И ведь так было всегда. Во все времена популярная фантазия просачивалась сквозь фильтры критической логики, рисуя людям тайны бытия. И всегда она была навязчива – религиозная школа подавала свою версию категорично, обязывая верить. Сегодня догматика также беспощадно насаживается повсюду, но уже под соусом науки.
Истины натурфилософских идей являют собою вопросы. Усомниться в правильности популярных ответов и увидеть на их месте загадку – вот пафос, доступный немногим, а в полной своей мере, наверное – никому. Отделить науку от чистой фантазии – задача масштабная и, вероятно, нереализуемая. Ведь догматика не ищет истину, она будет отчаянно бороться за место под солнцем, отстаивая свои научные работы, должности и премии.
История борцов с теорией относительности Эйнштейна – трагикомичный тому пример. В доинтернетово время, много энтузиастов любителей, интересующихся СТО, видели в ней ошибку и бежали, взволнованные, на ближайшую научную кафедру. Они искренне думали, что сейчас донесут свет истины ученым. А в итоге становились объектом насмешек, и, по слухам, пациентами психиатрических лечебниц. Я читал, что советские научные журналы ежегодно отправляли сотни таких бедолаг в дурдом.
Натурфилософия – теплое местечко, на которое постоянно претендует популярная фантазия. Это настоящая борьба, схожая с борьбой за власть. И, как только признать идею несостоявшейся – на нее место тут же вскочит другая. Академические пороги обивают толпы авторов новых «научных истин».
На этом заканчиваю, даже не зная, какую реакцию вызвала у читателя сия работа. Критическая натура моя подсказывает, что, скорее – сострадательное, если читатель добр, или же слегка недоуменное и презрительное. Но в глубине души я надеюсь, что читатель испытал то же чувство, что и я – это великое удивление от созерцания масштабов иллюзиона, который насмешливо явила миру натурфилософия, сама же, при этом, искусно скрываясь в тени.
Поделиться книгой: