7. Послесловие: где Эйнштейн ошибся?
Итак, в течение 100 лет мировая научная общественность поклоняется математической мистификации под названием «специальная теория относительности». И возникает традиционный вопрос: кто виноват? Для ответа на него обратимся к первоисточнику — работе Эйнштейна «О специальной и общей теории относительности (общедоступное изложение)».
Читаем: «Наша задача в точной формулировке сводится к следующему. Каковы значения x', y', z', t' некоторого события относительно движущейся со скоростью u системы координат K', если заданы значения x, y, z, t того же события относительно неподвижной системы координат K? Соотношения должны быть выбраны так, чтобы для одного и того же светового луча (причём для любого) относительно K и K' выполнялся закон постоянства скорости распространения света в пустоте. Эта задача для приведённого на рис. 3 пространственного расположения систем координат, по мнению Эйнштейна, решается следующими уравнениями:
|
|
Рис. 3. Инерциальные системы отсчёта |
x'
= (x
–
ut)(1
–
u2/c2)
– 1/2,
y' = y,
z' = z,
t'
= (t
–
ux/c2)(1
–
u2/c2)
– 1/2.
Эта система уравнений носит
название «преобразования Лоренца».
В обоснование этой предпосылки
Эйнштейн приводит далее следующий пример. «Пусть в положительном направлении оси
x
посылается некоторый
световой сигнал, который распространяется согласно уравнению
x
=
ct,
т. е. со скоростью
c.
Согласно уравнениям
преобразований Лоренца, это простое соотношение между
x
и
t обусловливает
соотношение между
x' и
t'.
В самом деле, если в первое и четвёртое уравнения преобразования Лоренца
подставить
ct вместо
x,
то получаем
x'
= (c
–
u)t(1
–
u2/c2)–1/2,
t'
= (1 –
u/c)t(1
–
u2/c2)–1/2,
откуда путём деления получаем
x'
=
ct'.
Это уравнение описывает
распространение света, когда оно отнесено к системе
K'.
Таким образом, скорость света равна с также и относительно тела отсчёта
K.
Аналогичный результат может быть получен и для световых лучей,
распространяющихся в любом другом направлении. Это и не удивительно, так как
уравнения преобразования Лоренца выведены именно в предположении этого
результата".
"Я кладу
метровую линейку, — продолжает Эйнштейн, — вдоль оси
x' системы
K' так,
чтобы её начало находилось в точке
x'
= 0, а конец — в точке
x'
= 1. Какова длина этой линейки относительно системы
K?
Чтобы узнать это, достаточно спросить лишь, где находятся её начало и конец
относительно
K
в определённый момент
t
в системе
K. Для начала и конца
линейки из первого уравнения преобразования Лоренца при
t
= 0 находим
x
(начало линейки)
= 0 .(1 –
u2/c2)1/2,
x
(конец линейки) = 1 .(1 –
u2/c2)1/2.
Таким
образом, расстояние между обеими этими точками равно
(1 –
u2/c2)1/2.
Но относительно
K
метровая линейка движется со
скоростью
u. Отсюда следует, что
длина твёрдой метровой линейки, движущейся в направлении своей длины со
скоростью
u, составляет
(1 –
u2/c2)1/2.
Таким образом, движущаяся твёрдая линейка короче, чем та же линейка, находящаяся
в покое, причём тем короче, чем быстрее она движется.…
Рассмотрим теперь секундомер, покоящийся длительное время в начале координат (x'
= 0) системы
K'. Тогда
t = 0 и
t
= 1 соответствуют двум
последовательным ударам этих часов. Для этих моментов времени первое и четвёртое
уравнения преобразования Лоренца дают:
t
= 0,
t = (1 –
u2/c2)–1/2.
Относительно системы K
часы движутся со скоростью u; при наблюдении из этой системы отсчёта между двумя ударами этих
часов проходит не секунда, а
t
= (1 –
u2/c2)–1/2
секунд, т. е. несколько большее время. Часы, вследствие своего движения, идут
медленнее, чем в состоянии покоя». Формулы (2) и (3) получены, таким образом,
путём последовательного применения преобразования Лоренца к параметрам
x
и
t
, связанных прямой зависимостью
x
=
ct.
Далее продолжим
рассуждать за Эйнштейна. С помощью подстановки
t
=
x/c
два последних
преобразования Лоренца представим одним выражением:
x'/x = t'/t
= (1 – u/c).(1
– u2/c2)–1/2
.
Оно означает,
что преобразования Лоренца удовлетворяют сформулированному школьником
необходимому условию (4): параметры
x'/x
и
t'/t
описываются одной и той же функцией деформирования,
которая с
увеличением скорости
u/c
непрерывно уменьшается, стремясь к нулю при
u
= с
и подтверждая
тем самым наш выбор в пользу соотношения
(7).
Аналогичные же параметры соотношений Эйнштейна (2) и (3) описываются обратными
функциями, так что:
L/L0
=
T0
/T
= (1 –
u2/c2)1/2.
Как же такое могло случиться? Здесь уместно заметить, что преобразования или группа Лоренца не являются количественными, а сводятся к сдвигу в пространстве или повороту системы координат относительно её начала. Сдвига во времени (входящего в преобразования или группу Пуанкаре) этими преобразованиями также не предусмотрено: Лоренц не считал t' истинным физическим временем системы K', а рассматривал его как некую вспомогательную величину, имеющую чисто формальный смысл. Тогда ответ на поставленный вопрос может быть таким: преобразования Лоренца, строго говоря, можно применять только к оценке поведения линейки. Подвергать преобразованиям одновременно оба параметра x' и t', связанных простым соотношением x' = ct', нельзя. Если мы преобразовали расстояние x', то поделив преобразованную величину на константу c, мы получим формулу (7) и тем самым преобразуем и время t'. При поочерёдном преобразовании обоих параметров x' и t' происходит двойное преобразование, ведущее к неверному результату. Налицо совершенно нелепая ошибка — результат игнорирования строгого содержания преобразования Лоренца — и давшая нам повод усомниться в надлежащем усердии Эйнштейна в школьные годы.
Как видим, соотношения Эйнштейна (2) и (3) в конечном счёте оказываются не согласованными ни с постулатом постоянства скорости света, ни с квантовой механикой, ни с наблюдениями поперечного эффекта Доплера, ни даже с преобразованиями Лоренца, на которые они якобы непосредственно опираются. А СТО — это персональная ошибка А. Эйнштейна, которую мировая научная общественность по каким-то причинам не желает или не в состоянии осознать и исправить. А это — очень просто.
Как мы здесь убедились, всё становится на свои места, если в качестве элементарного объекта физического исследования рассматривать не изолированную материальную частицу (классическая физика), а материальную пару частица-поле. Иными словами, если учитывать наличие важного посредника между материальной частицей или телом и пространством-временем — физическое или силовое поле. Такую физику мы называем неоклассической, и её огромные возможности продемонстрированы в нашей Книге и Очерках.
(укажите свой возраст и род занятий)