К столетнему юбилею Специальной теории относительности (СТО) (стр. 3 из 4)
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 наблюдателя[2] к интервалу времени, единому для всех ИСО, за который этот путь пройден. Это инвариантный отрезок Δx и инвариантный интервал времени Δto.
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.