Kitobni o'qish: «Относительность одновременности и преобразования Лоренца»

Предисловие

Кризис фундаментальной теоретической физики вырвался, наконец, на просторы Scientific American и Nature. Известнейшие ученые с горечью и сожалением обсуждают вопрос о конце фундаментальной физической науки как таковой и перспективах научной деятельности в частности. Прогнозы даются неутешительные: еще пятьдесят – семьдесят лет такого развития, и фундаментальную физику можно будет исключить из числа занятий, достойных современного цивилизованного человека. В дальнейшем, ввиду ее нерезультативности, ею будут заниматься лишь эзотерики и мистики, а объективное знание останется областью одних только прикладных дисциплин. При этом основная идея, которая приводит к подобному выводу, заключается в том, что конец фундаментальной физической науки есть естественный результат ее развития, что человечество в этом отношении дошло до пределов познания и далее продвигаться в этом направлении уже не может.

Не говоря уже о том, что нынешние ученые абсолютно не ориентируются в том, на каком этапе развития фундаментальной физической науки они находятся, они даже и не пытаются осмыслить природу кризиса, его истоки и причины его появления. Считается, что современная физическая наука с самого начала своего появления развивалась непрерывно, поступательно и бескризисно. Один из «специалистов» даже назвал ее физикой Галилея – Эйнштейна, подчеркивая это непрерывное развитие, чем выбросил на помойку истории И.Ньютона с его законами. Поэтому она, по его мнению, исчерпав свой потенциал, должна спокойно почить в бозе, к удовлетворению сторонников партии «зеленых».

Между тем, если говорить о современной фундаментальной физике, мало того, что развивалась она неравномерно и пережила много мелких недоразумений, но, кроме того, в начале XX века получила со стороны А.Эйнштейна мощный удар, от которого не оправилась до сих пор. Этот удар заключался в том, что основные понятия и законы теории объявлялись «…свободными изобретениями человеческого ума,… не выводимыми из опыта…» (Эйнштейн А. «О методе теоретической физики»). До него господствовал другой принцип, принадлежащий тому самому отвергнутому И. Ньютону, – принцип «гипотез не изобретаю». С отмены этого принципа и начался тот кризис фундаментальной физической науки, который мы имеем в настоящее время. Поэтому, вместо того, чтобы твердить о конце науки, бессмысленности научного творчества и ограниченности материалистического мировоззрения, неплохо было бы сначала разобраться в причинах кризиса, его движущих силах и формах проявления. И отталкиваться нужно от 1905 года. От создания А. Эйнштейном знаменитой и вездесущей теории относительности, которая усилиями научной элиты к XXI веку оказалась пробным камнем испытания на научность для любой физической теории.

К настоящему времени в обширной критической литературе, посвященной теории относительности, сложился определенный стиль анализа этой теории. Он заключается в том, что в начале такого анализа отмечаются наиболее явные с точки зрения физического смысла несуразности, рассматриваются вытекающие из положений теории неустранимые парадоксы и на этом основании делается вывод о полной несостоятельности теории Эйнштейна. Далее предлагается свой вариант теории, по мнению автора, свободный от подобных ошибок. Разбираться в том, что позитивного принесла теория относительности в теоретическую физику, никто не хочет. В ответ апологеты теории обвиняют критика в узости мышления, приверженности закостенелому здравому смыслу и отсутствии творческого начала в его критике, отвергая его истолкование явлений. В результате каждый остается при своем мнении и никакого конструктивного диалога не происходит. Но поскольку теория относительности занимает в настоящее время ключевую позицию в списке теорий, использующихся для объяснения строения и взаимодействия элементов мироздания, настоятельно необходим тщательный и придирчивый анализ оснований самой теории для уяснения прочности этих оснований и применимости их для объяснения того самого строения мироздания в условиях выявившегося общего и всеобъемлющего кризиса фундаментальной теоретической физики.

Поскольку традиционный анализ теории относительности мало способствует уяснению ее места в позитивной науке, превращаясь по ходу разбирательства в обмен взаимными оскорблениями, в нашем анализе применен иной способ исследования этой теории – анализ теории относительности в пределах, строго заданных ее начальными условиями. То есть, оставаясь строго в пределах логики Эйнштейна, используя применяемую им методику построения доказательств и объяснения явлений, принимая начальные условия его теории полностью и без критики, делается попытка выяснить истинный физический смысл теории и следствий, из нее вытекающих. Попутно также делается попытка определить подлинное место теории относительности в системе научного знания и применимость ее для объяснения широкого круга явлений, исследуемых современной физической наукой. Создание теории, заменяющей теорию относительности, категорически не входит в число задач настоящего исследования.

Часть 1. Кинематика

Введение

Как известно, «относительность одновременности» является центральным пунктом специальной теории относительности Эйнштейна, который так определяет положение этого пункта в начальных условиях теории: «Оказывается, что принцип постоянства скорости света и принцип относительности противоречат один другому только до тех пор, пока сохраняется постулат абсолютного времени, т. е. абсолютный смысл одновременности. Если же допускается относительность времени, то оба принципа становятся совместимыми; в этом случае, исходя из этих двух принципов, получается теория, называемая "теорией относительности"». [1]

В результате применения двух названных принципов Эйнштейн создает теорию, в которой приходит к заключению, что время в движущейся системе отсчета замедляется по отношению ко времени в неподвижной системе, о чем он неоднократно и недвусмысленно заявляет в своих, посвященных теории относительности, работах. При этом он понимает подобное замедление как физическое замедление «хода» часов в движущейся системе.

Не подвергая сомнению правильность исходных предпосылок (постулатов) теории относительности и не изменяя дальнейших построений теории, строго придерживаясь представлений Эйнштейна о природе и свойствах электромагнитных волн и способах их распространения, попробуем выяснить истинный физический смысл «относительности одновременности», релятивистского радикала и выражения для «местного» времени, содержащихся в анализируемых нами преобразованиях.

Для выяснения физического смысла относительности одновременности рассмотрим сначала статью А. Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» и проанализируем содержащиеся в ней закономерности.

Чтобы предлагаемый анализ был четко структурирован относительно последовательности и содержания вопросов, рассматриваемых в статьях Эйнштейна, в названиях разделов настоящего исследования использованы оригинальные заголовки разделов статей Эйнштейна, с небольшими изменениями, соответствующими содержанию анализа.

1. Об относительности промежутков времени

Когда Эйнштейн впервые объявляет об относительности одновременности, он, во-первых, отмечает, что это наблюдаемый феномен, и не более того, а во-вторых, пользуется для демонстрации этого явления примером с распространением света:

«Представим себе, что к обоим концам стержня (A и B) прикреплены часы, которые синхронны с часами в покоящейся системе, т. е. показания их соответствуют „времени покоящейся системы“ в тех местах, в которых эти часы как раз находятся; следовательно, эти часы „синхронны в покоящейся системе“. Представим себе далее, что у каждых часов находится движущийся с ними наблюдатель и что эти наблюдатели применяют к обоим часам установленный в § 1 критерий синхронности хода двух часов. Пусть в момент времени t_A из A выходит луч света, отражается в B в момент времени t_B и возвращается назад в A в момент времени t^'_A. Принимая во внимание принцип постоянства скорости света, находим:

где r_AB – длина движущегося стержня, измеренная в покоящейся системе. Итак, наблюдатели, движущиеся вместе со стержнем, найдут, что часы в точках A и B не идут синхронно, в то время как наблюдатели, находящиеся в покоящейся системе, объявили бы эти часы синхронными. Итак, мы видим, что не следует придавать абсолютного значения понятию одновременности. Два события, одновременные при наблюдении из одной координатной системы, уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы, движущейся относительно данной системы». [2]

Из этого примера видно, что ни о каком физическом изменении «хода» времени речи не идет, все изменения длительности промежутка времени суть наблюдаемые, связанные с распространением света. Уже синхронизация часов способом, предложенным Эйнштейном, не может быть выполнена в отсутствие наблюдателя – она полностью есть результат наблюдения или анализа результатов этого наблюдения. Наблюдатель, фиксирующий распространение света, присутствует также и в описании самого мысленного эксперимента. Добавим только, что под наблюдением здесь подразумевается реальное физическое действие, осуществляемое реальным, физически существующим исследователем, использующим собственные органы чувств либо необходимое экспериментальное оборудование.

Анализировать методические ошибки в приведённом отрывке из статьи Эйнштейна нет необходимости. Нам вполне достаточно, что он в явном виде связывает относительность одновременности с распространением света. Более тщательное исследование заявления Эйнштейна находится у С.Н.Мигунова – Миллера в https://www.allbest-0-00901644.

Чтобы и дальше оставаться в пределах логики Эйнштейна, примем для дальнейших рассуждений без критики весь вывод преобразований Лоренца и сами эти преобразования. То есть будем считать, что квадратичная форма преобразований Лоренца относительно скорости света подтверждается на практике. А поскольку их вывод построен на результатах мысленных экспериментов, применим аналогичный прием, в точности соответствующий эйнштейновской логике, для выяснения физического смысла «относительности одновременности», релятивистского радикала и выражения для «местного» времени, присутствующего в преобразованиях.

2. Теория преобразования координат и времени от системы, равномерно и прямолинейно движущейся, к системе, покоящейся относительно первой

Прежде чем проводить дальнейший анализ статьи, необходимо сделать одно существенное разъяснение к способу употребления преобразований Лоренца, вытекающее из природы этих преобразований. Предположим, что у нас уже есть преобразования координат, выраженные в виде математической зависимости, от системы координат равномерно и прямолинейно движущейся, в которой размещено твердое материальное тело, неподвижное относительно этой системы, к системе, покоящейся относительно первой. Предположим также, что размеры этого тела существенно меньше расстояния его от начала координат неподвижной системы. Форма этих преобразований и способ, которым они были получены, на дальнейшие рассуждения пока не влияют. Координаты, использованные при этом, берутся декартовыми, а их система – прямоугольной. Для реального вычисления координат движущегося тела в неподвижной системе с помощью упомянутых преобразований, если начала обеих систем не совмещены, мы, прежде всего, должны иметь координаты тела в движущейся вместе с ним системе (полученные наблюдателем, находящимся рядом с телом, путем прикладывания твердого масштаба по осям относительно начала координат движущейся системы). Но наблюдатель, находящийся в неподвижной системе, не может сам по себе, даже однократно, непосредственно воспользоваться этими координатами из-за движения подвижной системы и расстояния, отделяющего наблюдателя от движущегося тела. Точно так же для вычисления координат тела в подвижной системе нужно сначала получить его координаты в неподвижной системе. Но из-за расстояния, отделяющего тело от начала координат неподвижной системы, а также из-за движения тела получить его конкретные координаты даже однократно в этой системе способом Эйнштейна, т.е. путем прикладывания масштаба измерения по осям, не представляется возможным, так как за время, необходимое для определения расстояния тела от начала координат, оно переместится на некоторое расстояние. Пусть мы даже положим для всех координат в движущейся системе равенство их нулю, т.е. примем само движущееся тело за начало координат этой системы, наше затруднение не исчезнет, так как из-за движения тела мы не сможем прямо и непосредственно определять его координаты в неподвижной системе упомянутым уже способом – путем прикладывания твердых масштабов по осям. Кроме того, скорость движения подвижной системы также должна определяться из условий и во время конкретного эксперимента, а значит, ее необходимо найти либо в подвижной, либо в неподвижной системах, с помощью физических средств наблюдения, определяющих эту скорость. Для устранения описанного затруднения при выполнении реальных вычислений необходимо, кроме математической формы преобразований, иметь еще и действующее дополнительное условие, заключающееся в том, что координаты тела, полученные в одной из систем, должны и могут быть переданы в другую систему тем или иным способом. Что и куда должно быть передано, зависит от места наблюдателя в этих системах, а способ передачи существенно зависит от формы используемых в вычислениях преобразований. Заметим при этом, что указанное дополнительное условие действует не только при вычислении координат, но и при применении преобразований для вычисления изменений любого значимого параметра.

Отметим теперь, что, используя преобразования Лоренца для описания переноса параметров движения материальных тел из подвижной системы отсчета в неподвижную, Эйнштейн, в противоположность использованию преобразований Галилея, ограничивает набор таких параметров исключительно теми из них, которые могут передаваться при помощи распространения электромагнитных волн, принципиально отбрасывая все остальные. Объяснить упомянутую выше особенность преобразований Лоренца (описание передачи параметров движения тел из одной координатной системы в другую при помощи распространения электромагнитного излучения) возможно, если отвлечься от математического формализма преобразований и обратиться к физической сущности описываемых при таких преобразованиях изменений.

Вряд ли кто-то будет возражать против положения, что физическая теория создается не для собственного лишь ее существования, а чтобы объяснять реально существующие явления, использующиеся, в конечном счете, в практической деятельности. Поэтому, когда мы имеем перед собой символьную запись неких преобразований, за ними всегда стоит реальный эксперимент либо столь же реальный природный процесс. И если мы имеем преобразования координат из движущейся системы отсчета в неподвижную и наоборот, то это не просто математические выражения, записанные символами на бумаге, а сохранённая информация о реальном движении и реальном способе передачи параметров. То есть при реальном вычислении координат каждой форме математической записи в этом случае соответствует свой способ движения и свой способ такой передачи. В противном случае мы имеем не элемент физической теории, а математическую конструкцию, не связанную с реальной действительностью.

Каким способом происходит передача параметров, как раз и можно определить, рассмотрев состав преобразований координат.

Если, к примеру, взять преобразования Галилея:

то можно увидеть, что параметры движения, присутствующие в символьной записи этого преобразования, включают координаты, полученные в системах отсчета, скорость движения и время движения. Отсюда можно сразу сделать вывод, что, во-первых, преобразования Галилея относятся к движению материальных тел, так как в них используются характеристики, присущие всем без исключения движениям таких тел, и не используются характеристики, относящиеся в совокупности к другим видам движений, например, к перемещению зарядов или полей. Во-вторых, в этих преобразованиях есть параметры, измеренные в подвижной системе отсчета

есть также параметры, определённые в неподвижной системе

но нет посторонних параметров, не относящихся к этим системам. Кроме того, время, употребляемое для описания движения в обеих системах, принято абсолютным, то есть «…время t^′ события в системе K^′ то же, что и в системе K». [3]

Физически это означает, что время передачи сообщения из подвижной системы координат в неподвижную и наоборот принимается равным нулю, т. е. скорость передачи информации из одной системы в другую принимается равной бесконечности. А это, в свою очередь, означает, что наблюдатель может находиться в произвольной точке пространства, в том числе и вблизи от движущегося тела, так как информация о движении тела в нашем случае передается в любую точку пространства с бесконечно большой скоростью.

Из всего сказанного становится понятно, почему Галилей не рассматривал в своих преобразованиях необходимость учитывать передачу данных из подвижной системы координат в неподвижную. Так как в его преобразованиях использовалось абсолютное время, а из-за этого параметры движущихся тел считались доступными мгновенно, то вопрос о способе их появления у наблюдателя не возникал. С другой стороны, относительность Галилея была выражена в виде философского принципа и не исследовалась детально с чисто физической точки зрения.

Если теперь с этой точки зрения рассмотреть преобразования Лоренца:

то здесь также непосредственно видно, что в них, кроме характеристик, относящихся к движениям материальных тел, присутствует параметр, не принадлежащий к описанию таких движений, а именно скорость распространения электромагнитных волн, скорость света. Причем этот параметр не определен в конкретном факте движения ни в подвижной, ни в неподвижной системах, а привнесен в преобразования из сторонних условий. А, как известно, дополнительные условия ограничивают область применения описания. Кроме того, величина промежутка времени, измеренная в движущейся системе, отличается от величины его, определённой в неподвижной. Отсюда можно вывести, что преобразования Лоренца описывают перенос информации (параметров) не любых движений, поскольку для такого описания скорость света не является необходимым элементом. Значит, в преобразованиях Лоренца описывается передача информации о каком-то ограниченном наборе движений, в котором, напротив, присутствие скорости света является необходимым и существенным условием. Это можно понять лишь единственным образом, что передача информации из движущейся системы в неподвижную в этом случае, во-первых, происходит только с помощью распространения света, так как кроме скорости света в них нет другого параметра, указывающего на способ передачи сообщения, во-вторых, распространение сигнала к наблюдателю в неподвижной системе происходит за конечное время. Отсюда с необходимостью вытекает сделанное ранее заявление, что использование преобразований Лоренца применительно к движению материальных тел описывает передачу из движущейся системы отсчета в неподвижную лишь тех параметров, которые передаются исключительно с помощью распространения света либо электромагнитных волн другого диапазона.

Опишем эксперимент в духе Эйнштейна, пользуясь его логикой и методикой и при заданных им начальных условиях: рассмотрим распространение света, имея неподвижную систему отсчета, в которой равномерно и прямолинейно движется независимая от нее другая система отсчета, и докажем правильность выдвинутого положения относительно характера преобразований Лоренца. Если описать эксперимент, в котором перенос конкретного параметра из движущейся системы в неподвижную, величины интервала времени, например, осуществляется с помощью одного лишь распространения света, то получившееся описание с необходимостью должно соответствовать преобразованиям Лоренца. То есть решим задачу: описывая распространение света в движущихся друг относительно друга системах отсчета, получить преобразования Лоренца. Относительно самих систем отсчета заметим, что они, по Эйнштейну, определяются «…методами эвклидовой геометрии с помощью твердых масштабов и… в декартовых координатах». [4]

Пусть подвижная система движется вдоль оси X с постоянной скоростью v в сторону больших значений координаты неподвижной системы. Скорость света также примем постоянной а скорость движения подвижной системы определим стандартными методами. При этом синхронизацию часов, находящихся в разных точках, осуществим перед началом эксперимента способом, предложенным Эйнштейном. После этого и прежде всего определим изменяемость промежутка времени при передаче его величины с помощью распространения света.

Возьмем любую неподвижную точку в неподвижной системе и примем, что в произвольный момент времени из этой точки выходит сферическая монохроматическая электромагнитная волна пренебрежимо малой длительности (вспышка света). Примем также, что через время t^' из этой же точки выходит вторая точно такая же волна. Тогда неподвижный наблюдатель, находящийся на расстоянии

зафиксирует обе вспышки с разницей во времени t по своим часам. Так как при этом вторая вспышка излучается строго в тот момент, когда наблюдатель фиксирует первую вспышку, то расстояние, проходимое светом второй вспышки по часам наблюдателя

а так как

то, приравнивая:

получаем

что соответствует неизменной величине промежутка времени. Таким образом, в нашем случае протяженность временного интервала при передаче ее световыми сигналами из неподвижной точки в любое место неподвижной системы не меняется.

Возьмем теперь любую точку в подвижной системе с определенными и не меняющимися относительно нее значениями координат. Пусть точно так же в произвольный момент времени и из этой точки выйдет монохроматическая сферическая волна пренебрежимо малой длительности, а через время t^' по часам, находящимся в этой точке и движущимися вместе с системой, – вторая точно такая же. Тогда неподвижный наблюдатель, находящийся на расстоянии

от первоначального положения точки, точно так же зафиксирует обе вспышки с разницей во времени t по своим часам. Зададимся теперь вопросом: будет ли промежуток времени, заданный в движущейся системе, равен промежутку времени, зафиксированному по часам наблюдателя? Как непосредственно видно, из-за движения самой системы отсчета и условия

расстояние, проходимое светом второй вспышки, будет отличаться от расстояния, проходимого светом первой вспышки, так как за время прохождения света от нее к неподвижному наблюдателю сама движущаяся точка успеет занять другое положение в неподвижной системе и вторая вспышка будет испущена уже с другого расстояния:

откуда получаем

для любых промежутков времени, что соответствует относительности одновременности. Заметим здесь специально, что скорость движения источника света в нашем случае влияет лишь на расстояние, проходимое светом второй вспышки, которое является величиной объективной, однозначной, может быть измерено и никак не отражается на скорости света, которую мы считаем постоянной из-за начальных условий, принятых Эйнштейном. То есть мы ничем не противоречим второму постулату теории относительности.

Отсюда видно, что физический смысл относительности одновременности в специальной теории относительности, поскольку все начальные условия, принятые в ней, здесь соблюдены, а сам эксперимент соответствует логике и методике ее доказательств, заключается в том, что протяженность временного интервала при передаче ее световыми сигналами из точки в движущейся системе отсчета в любое место неподвижной системы изменяется.

То есть физический смысл явления относительности одновременности заключается не в изменении свойств времени, не в изменении скорости «хода» его в подвижной системе отсчета, а в изменении за счет движения этой системы расстояния, проходимого сигналом, идущим в неподвижную систему, почему и изменяется продолжительность регистрируемого промежутка времени. Как видно из вышеизложенного, для объяснения явления «относительности одновременности» нет необходимости выдумывать сенсационные и необычайные свойства пространства и времени. Явление вполне объяснимо в рамках традиционной ньютоновской физики.

Учитывая все сказанное, найдем теперь количественную характеристику изменения интервала времени при передаче сигнала, по-прежнему принимая начальные условия теории относительности без критики. Так как преобразования Лоренца есть зависимость второго порядка относительно скорости света, составим по способу Эйнштейна квадратичную же зависимость для описания нашего мысленного эксперимента, используя пространственно-временной интервал между двумя событиями: испусканием сферической монохроматической электромагнитной волны пренебрежимо малой длительности и ее регистрации у отдаленного наблюдателя, приняв, что в произвольный момент времени из определенной точки подвижной системы будет испущена вспышка света, а через время t^', по часам, находящимся рядом с ней, из этой же точки выйдет вторая точно такая же вспышка с тем только уточнением, что этот интервал составляется хотя и по способу Эйнштейна, но не псевдологически, как у него, а строго исходя из физического смысла предложенного эксперимента. Поскольку мы не предполагаем наличия каких бы то ни было гравитационных полей на пути распространения световой волны, то, учитывая наше уточнение, для наблюдателя, находящегося на продолжении прямой, соединяющей оба положения точки, можно записать:

где – расстояние, пройденное подвижной системой за время t^'.

А так как

то

Поделим обе стороны выражения на

отсюда

Здесь с точки зрения физического смысла S^' есть расстояние, пройденное светом второй вспышки по часам подвижной системы. Имея промежуток времени t, отмеренный по часам неподвижного наблюдателя, который фиксирует обе вспышки, определим теперь с его помощью промежуток времени, физически заданный в подвижной системе t^'. Здесь также можно принять, что вторая вспышка излучается строго в тот момент, когда наблюдатель фиксирует первую вспышку по своим часам, так как для наблюдателя, занимающего произвольное место на прямой, соединяющей оба положения точки, но дальше, чем свет проходит за время t^', имеет место равенство:

где L – расстояние, пройденное светом за время начиная от момента окончания интервала t^' и до регистрации вспышки наблюдателем;

а S – расстояние, пройденное светом второй вспышки по часам наблюдателя.

Если наблюдатель находится ближе, чем расстояние то дополнительное расстояние L берется со знаком минус.

Отсюда

Поскольку расстояние, пройденное светом второй вспышки за время t по часам наблюдателя,

то, приравнивая, получим:

отсюда

Здесь t^' – физически реальный, реально заданный в движущейся системе промежуток времени;

t – наблюдаемый, отмеренный по часам отдалённого наблюдателя промежуток;

– коэффициент искажения длительности первоначально заданного в движущейся системе промежутка времени при передаче сигнала с помощью распространения света, возникающий за счет перемещения этой системы.

Посмотрим теперь, что изменится в нашем эксперименте, если в нарушение второго постулата считать, что скорость света будет складываться со скоростью его источника. Проделав все выкладки заново, используя вместо скорости света значение получим:

Если теперь предположить, что скорость источника будет вычитаться из скорости света, то получим, соответственно:

Отсюда видно, что при учете суммирования скорости света со скоростью источника физический смысл наблюдаемого явления от этого не поменяется. Изменится только численное выражение получающихся параметров – они уже не будут соответствовать преобразованиям Лоренца.

Также отметим дополнительно, что эксперимент, который мы объявили мысленным, при имеющихся в настоящее время возможностях экспериментальной техники вполне воспроизводим в реальности и может иметь точность, достаточную для подтверждения отмеченного нами эффекта. Как видно из приведенного примера, изменение временных масштабов (относительность одновременности) при движении источника света действительно отмечается, только это изменение не является реально существующим и регистрируется не непосредственно в движущейся системе, а исключительно у наблюдателя, воспринимающего световые сигналы, несущие информацию об этом движении. Отсюда виден и физический смысл релятивистского радикала в преобразованиях Лоренца. Этот радикал определяет коэффициент регистрируемого (кажущегося) изменения параметров процессов из-за движения самой подвижной системы при передаче их световыми сигналами в любое место неподвижной системы. Можно констатировать, что, хотя аксиоматическая часть теории относительности была принята без поправок, никакого изменения течения времени в подвижной системе не выявляется. Это изменение обнаруживается лишь у наблюдателя в неподвижной системе и происходит при наблюдении процесса издалека за счет изменившегося из-за перемещения подвижной системы времени распространения сигнала, что соответствует неоднократному заявлению Эйнштейна о «наблюдении из покоящейся системы». Изменение длины движущегося объекта при постановке соответствующего эксперимента можно будет обнаружить соответственно, но и это изменение точно так же не будет являться реально существующим и также будет регистрироваться не непосредственно в движущейся системе, а исключительно у наблюдателя, воспринимающего световые сигналы.

Отсюда вытекает главный вывод:

Если строго исходить из положений теории относительности, ни в чём не нарушая ее построений, можно убедиться, что физического изменения свойств времени и пространства в движущейся системе отсчета не существует. Теория относительности их не описывает. Все они регистрируются исключительно у отдаленного наблюдателя и представляют собой наблюдаемую им картину.

Нам осталось теперь выяснить физический смысл «местного» времени в преобразованиях Лоренца. Для этого сначала рассмотрим распространение вспышки света (монохроматической сферической электромагнитной волны пренебрежимо малой длительности) вдоль неподвижного твердого стержня длиной x, диаметром существенно меньше его длины. Пусть конец A этого стержня находится в начале координат неподвижной системы, а сам стержень располагается вдоль оси X. Вспышка света выходит из конца B и регистрируется у конца A, где располагается наблюдатель. В этом случае время распространения света в неподвижной системе координат:

То есть если стержень неподвижен, то t – время прохождения светом длины x.       Рассмотрим теперь движение вспышки света вдоль того же стержня в тех же условиях, но приведенного в движение со скоростью v вдоль оси X^' сторону больших значений x^', излученной в момент времени когда оси и начала координат совпадают. Пусть наблюдатель, находящийся в начале координат подвижной системы, движется вместе с ней. При учете условия получаем время распространения света (сигнала) в подвижной системе отсчета:

Таким образом, мы выяснили и физический смысл выражения для «местного» времени. «Местное» время дает дополнительное кажущееся изменение параметров процесса при распространении света внутри движущейся системы, регистрируемое у наблюдателя, находящегося в начале координат этой системы. Если теперь выйти за пределы движущейся системы и записать все выявленные изменения одним выражением, то к движению света внутри подвижной системы необходимо добавить движение самой подвижной системы, т. е. нужно вернуть наблюдателя в начало координат неподвижной системы. Воспользуемся для этого уравнением

умножив его на c.

Получим:

где x – длина стержня, наблюдаемая из неподвижной системы.

Отсюда:

Подставим ее в выражение для t^':

Получим:

где – промежуток времени по часам неподвижного наблюдателя. Умножив обе части уравнения на c, имеем:

Присоединив сюда выведенное ранее выражение для времени, окончательно получим:

что полностью совпадает с преобразованиями Лоренца.

Нами таким способом доказано первоначальное утверждение, что преобразования Лоренца действительно ограничивают передачу характеристик из подвижной системы в неподвижную исключительно теми из них, которые могут передаваться с помощью распространения электромагнитных волн, так как полученное выражение выведено без привлечения иных, кроме распространения света, явлений.

Из всего сказанного видно, что в теории относительности речь идет вовсе не о реальном изменении времени в движущейся системе или размеров движущихся материальных тел, а исключительно о регистрируемых (фиктивных) изменениях их у наблюдателя. Следовательно, изменения свойств пространства и времени, чем объясняются в ней наблюдаемые изменения временных промежутков и длины твердых тел, в реальности не происходит. Происходит лишь искажение информации при передаче сообщения. Применяя преобразования Лоренца к реальному движению тел, мы как раз и описываем эти искажения.

Теория относительности не описывает процессы сами по себе, она описывает передачу информации о процессах. А преобразования Лоренца описывают лишь кажущиеся изменения параметров, возникающие вследствие переноса их из движущейся системы в неподвижную с помощью распространения света.

Иными словами, теория не отвечает на вопрос: что происходит на самом деле? Она отвечает на другой вопрос: что мы видим, когда наблюдаем происходящее? Причем неважно, попадает свет в глаз наблюдателя или в регистрирующий прибор. То есть теория относительности есть теория, описывающая радиооптические иллюзии, возникающие при движении материальных тел, наблюдаемых неподвижным наблюдателем, а потому является обычной научной теорией, имеющей собственное доказательное значение, но сравнительно узкое по охвату фактов, не способное претендовать на объяснение ключевых свойств мироздания. Уже существует раздел физической науки под названием «Оптика», который посвящен похожим иллюзиям; там дается объяснение и толкование таких иллюзий. Например, явления преломления световых лучей в линзе, на границе прозрачных сред разной плотности, при распространении света в атмосфере и т. д. Увеличение или уменьшение изображения предмета при рассматривании его через линзу, видимый излом чайной ложки в стеклянном стакане, наполовину наполненном водой, мираж в пустыне и прочее соответствуют в теории Эйнштейна относительности одновременности, изменению размеров движущихся твёрдых тел и другим иллюзиям при наблюдении их из неподвижной системы. Таким образом, теория относительности вносит небольшое, но заметное дополнение в уже существующий раздел физической науки. Радиооптические иллюзии и есть содержание теории. В этом ее истинный физический смысл и, соответственно, истинное место теории Эйнштейна в физической науке.

Другое дело, что в теории относительности эти иллюзии только констатируются, но не объясняются, а наблюдаемые изменения параметров объявляются физически реальными.

Или, по-другому, теория относительности представляет собой лишь описание некоторых неизвестных ранее сторон давно известных явлений. То новое, что она добавляет к явлениям, возникающим при распространении света, заключается в том, что свет, переносящий информацию о наблюдаемых явлениях, испускается движущимся объектом или отражается от него.

Выявленное здесь содержание теории вполне объяснимо, так как она появилась в результате осмысления результатов экспериментов со светом и анализа теории электромагнитных волн, строилась для устранения недостатков этой теории и применялась для устранения этих недостатков. Но когда ее применяют для объяснения наблюдения движения физических тел, смешивая движение этих тел с распространением света, неизбежно получают проекцию движения, переносимую с помощью распространения электромагнитных волн.

Необходимо еще раз отметить, что все сказанное принципиально не выходит за пределы теории относительности, оставаясь в ее рамках и не затрагивая способов доказательства ее положений. Кроме того, рассматриваемые случаи также описываются в терминах этой теории и исключительно с помощью приемов, в ней применяемых.

Правильность сделанных выводов подтверждается тем, что с представленной точки зрения устраняются практически все так называемые парадоксы теории относительности, так как каждому из них можно найти вполне рациональное объяснение, что хорошо видно на примере наиболее часто рассматриваемого парадокса, известного как «парадокс близнецов». В реальности никакого парадоксального взаимного омоложения близнецов не происходит, оба они старятся одинаково, но информация о состоянии каждого, будучи передана как от подвижного близнеца к неподвижному, так и от неподвижного к подвижному, с помощью распространения электромагнитных волн искажается в одинаковой степени, поэтому каждый из них считает другого состарившимся в меньшей степени. И если после путешествия они встретятся, то не найдут никакой разницы в своих состояниях. О том же вполне определённо сказано у М.В.Корнеевой и В.А. Кулигина на sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st1687.htm .

3. Физический смысл полученных уравнений для движущихся твердых тел и движущихся часов

Посмотрим теперь, используя уже доказанное объяснение о свойстве преобразований Лоренца, устраняются ли этим объяснением остальные парадоксальные и сенсационные результаты кинематики теории относительности.

Применяя далее выведенные им преобразования к конкретным случаям движения, Эйнштейн пытается делать выводы относительно изменяющихся параметров движущихся тел.

Он пишет:

«Рассмотрим твердый шар радиуса R, находящийся в покое относительно движущейся системы k, причем центр шара совпадает с началом координат системы k. Уравнение поверхности этого шара, движущегося относительно системы K со скоростью v, имеет вид:

Уравнение этой поверхности, выраженное через x, y, z, в момент времени будет

Следовательно, твердое тело, которое в покоящемся состоянии имеет форму шара, в движущемся состоянии – при наблюдении из покоящейся системы – принимает форму эллипсоида вращения с полуосями

В то время как размеры шара (а, следовательно, и всякого другого твердого тела любой формы) по осям Y и Z от движения не изменяются, размеры по оси X сокращаются в отношении

и тем сильнее, чем больше v. При все движущиеся объекты, наблюдаемые из „покоящейся“ системы, сплющиваются и превращаются в плоские фигуры. Для скоростей, превышающих скорость света, наши рассуждения теряют смысл…». [5]

Из приведенных здесь подлинных рассуждений Эйнштейна отчетливо видно, что и в этом случае речь здесь идет вовсе не о реальных, физически существующих изменениях размеров материальных объектов, а исключительно о наблюдаемых из неподвижной системы изменениях. В коротком отрывке он дважды подчеркивает, что речь идет об изменениях «при наблюдении из покоящейся системы». В ином смысле приведенные выкладки понять невозможно, и считать, что движущиеся тела реально, физически сокращают свои размеры, есть сугубое искажение смысла самих рассуждений Эйнштейна. Т.е. всякий раз, когда он пишет: «…при наблюдении из покоящейся системы…», – речь идёт о передаче параметра с помощью распространения света или электромагнитных волн другого диапазона наблюдателю. Следовательно, физический смысл приведенных уравнений заключается в том, что если мы при наблюдении из покоящейся системы видим движущийся эллипсоид вращения и можем каким-либо образом зафиксировать (измерить) его параметры, то для нахождения истинной (физически реальной) формы этого эллипсоида нужно разделить наблюдаемые значения параметров, измеренные вдоль направления движения, на релятивистский радикал.

То есть при наблюдении движущихся тел видимая (кажущаяся) длина их действительно уменьшается, но это уменьшение ни в коем случае нельзя считать физически реальным и относить к самому движущемуся телу. Оно будет лишь наблюдаемым (фиктивным) и будет фиксироваться только у наблюдателя в неподвижной системе.

Рассмотрим теперь, как Эйнштейн описывает поведение движущихся часов:

«Представим себе далее, что часы, находясь в покое относительно покоящейся системы, показывают время t, а находясь в покое относительно движущейся системы, показывают время τ. Пусть они помещены в начале координат системы k. Как быстро идут эти часы при рассмотрении из покоящейся системы? Величины относящиеся к месту, в котором находятся эти часы, очевидно, связаны соотношениями:

и

Таким образом,

откуда следует, что показание часов (наблюдаемое из покоящейся системы) отстаёт в секунду на:

И в этом случае из подлинных рассуждений Эйнштейна следует, что отставание часов суть «наблюдаемое из покоящейся системы». Это Эйнштейн специально отмечает в приведенном отрывке. Между тем процедура наблюдения движущихся часов у него не прописана. Но поскольку первоначальную синхронизацию их он предполагает проводить с помощью световых сигналов, а для вычислений употреблять преобразования Лоренца, то и наблюдение за их поведением он тоже должен осуществлять с помощью распространения света. Способ одновременного непосредственного наблюдения циферблата неподвижных и движущихся часов требует что не соответствует действительности, поэтому в реальности приходится выбирать всего лишь из двух возможностей: либо вести из неподвижной системы наблюдение циферблата движущихся часов с помощью оптических инструментов, либо передавать их показания с помощью электромагнитных волн другого диапазона. И в том и в другом случае из-за конечности скорости распространения света или электромагнитных волн другого диапазона пока сообщение достигнет наблюдателя его неподвижные часы, с показаниями которых он будет сравнивать полученные показания движущихся часов, «уйдут» вперед и движущиеся часы действительно будут отставать на вычисленное Эйнштейном время. Однако из его рассуждений видно, и он специально об этом предупреждает, что это отставание лишь «наблюдаемое из покоящейся системы».

Продолжим анализ положений теории относительности.

Эйнштейн пишет:

«Если в точках A и B системы K помещены покоящиеся синхронно идущие часы, наблюдаемые в покоящейся системе, и если часы из точки A двигать по линии, соединяющей ее с B, в сторону последней со скоростью v, то по прибытии этих часов в B они уже не будут более идти синхронно с часами в B». [7]

Здесь в полном противоречии со здравым смыслом и всеми предыдущими собственными рассуждениями, Эйнштейн заявляет, что «ход» движущихся часов замедляется реально, физически.

То есть, постоянно отмечая во всех предыдущих разделах, что относительность одновременности, так же, как и сокращение длины движущегося стержня, суть «наблюдаемые из покоящейся системы», здесь совершенно произвольно, без малейшего обоснования, он утверждает, что замедление «хода» часов можно зафиксировать по прибытии.

Это заявление и есть та критическая точка в создании теории относительности, от которой ведут свое происхождение все ее «парадоксы» и недоразумения.

Скрытно используя доказанное в настоящей работе свойство преобразований Лоренца, Эйнштейн без всяких упоминаний о нем произвольным образом ввел в физическую науку изменение «хода» времени при равномерном движении.

Для полноты картины необходимо выяснить, имело ли здесь место неосознанное заблуждение, либо Эйнштейн допустил сознательное отступление от истины.

В начале «Сущности теории относительности», а именно в главе второй, он делает по поводу полученных результатов специальное заявление: «Из всего изложенного выше следует, что пространственные и временные данные имеют не фиктивное, а физически реальное значение». [8]

Откуда становится понятным, что отступление от истины, предпринятое им в статье «К электродинамике движущихся тел», сделано им вполне сознательно. Во-первых, если бы Эйнштейн сделал в статье логическую ошибку, то впоследствии он не отмечал бы специально различие между фиктивными и физически реальными значениями параметров. То есть если бы он логически смешал понятия «наблюдаемый» и «физически реальный», то и далее он продолжал бы в том же духе, и не было бы необходимости позже упоминать о фиктивности данных. Во-вторых, из этого заявления видна важность для него констатации физической реальности наблюдаемых издалека (кажущихся) явлений. Тем самым он дополнительно подтверждает сознательный переход на позицию признания реального изменения свойств пространства и времени, поскольку в этом случае теория относительности давала возможность сконструировать необычную, парадоксальную реальность. Кроме того, на вопрос, реально ли лоренцево сокращение или нет, Эйнштейн дал весьма уклончивый ответ, что также не свидетельствует в его пользу. Тем не менее, его объяснения, при всей их сомнительности, в официальной науке до сих пор принимались без критики. Но сейчас, когда найден истинный смысл изменения параметров движущихся физических тел, описанного в специальной теории относительности, появилась возможность прояснить, наконец, и содержание высказывания Эйнштейна по этому поводу: «Вопрос о том, реально лоренцево сокращение или нет, не имеет смысла. Сокращение не является реальным, поскольку оно не существует для наблюдателя, движущегося вместе с телом; однако оно реально, так как оно может быть принципиально доказано физическими средствами для наблюдателя, не движущегося вместе с телом». [9]

Из этого заявления можно вывести, что Эйнштейн прекрасно понимал суть объясняемого явления, т.е. признавал лоренцево сокращение фиктивным (кажущимся), наблюдаемым лишь отдаленным неподвижным наблюдателем, но ему во что бы то ни стало необходимо было наблюдаемую иллюзию объявить реально существующей; для этого в дальнейшем изложении своего взгляда он сознательно не учитывает, что наблюдатель, не движущийся вместе с телом, должен находиться на некотором расстоянии от наблюдаемого объекта и поэтому при наблюдении движения тела может использовать для такого наблюдения из физических средств исключительно лишь те, которые воспринимают параметры, переносимые светом либо электромагнитными волнами другого диапазона.

Если не учитывать этого обстоятельства и попытаться, например, с помощью объяснения Эйнштейна сделать заключение о том, какая система строения Солнечной системы – Коперника или Птолемея – правильна, то придется принять, что, безусловно, верна именно система Птолемея и что вопрос об истинности движения Солнца вокруг Земли тоже не имеет смысла, – для наблюдателя, движущегося вместе с Солнцем, его движение вокруг Земли не является реальным, «однако оно может быть доказано физическими средствами для наблюдателя», движущегося вместе с Землей.

Из всего сказанного понятно, что Эйнштейн осознавал ошибочность своего истолкования построений созданной им теории, но по причинам, известным только ему, продолжал придерживаться точки зрения, противоречащей реальности. Однако, оставаясь на ложной позиции, он продолжает далее неизбежно делать один ошибочный вывод за другим.

«Если в точке А находятся двое синхронно идущих часов и мы перемещаем одни из них по замкнутой кривой с постоянной скоростью до тех пор, пока они не вернутся в A (на что потребуется, скажем, t сек.), то эти часы по прибытии в A будут отставать по сравнению с часами, остававшимися неподвижными…». [10]

Поскольку отставание часов лишь кажущееся, то при сравнении показаний неподвижных часов с показаниями движущихся, совершивших путешествие по замкнутой кривой из A в A, наблюдатель не обнаружит никакого расхождения в пределах соответствия движения по этой траектории равномерному прямолинейному движению. Если такое расхождение на практике обнаруживается, то оно имеет причины, не связанные с равномерным прямолинейным движением.

И далее: «Отсюда можно заключить, что часы с балансиром, находящимся на земном экваторе, должны идти несколько медленнее, чем точно такие же часы, помещенные на полюсе, но в остальном поставленные в одинаковые условия». [11]

Период колебания балансира, как известно, определяется свойствами самого балансира и свойствами приводящей его в равновесие пружины, т. е. чисто механическими параметрами. Поскольку эти параметры, как уже выяснено, не меняются при равномерном прямолинейном движении, никакого изменения скорости хода балансирных часов от помещения их на полюс или на экватор в пределах соответствия движения точки на поверхности Земли равномерному прямолинейному движению не обнаружится. Маятниковые же часы в этих условиях действительно должны изменять скорость хода, но эти изменения не имеют никакого отношения к теории относительности.

4. Теорема сложения скоростей

Так как противоречие в рассуждениях Эйнштейна, породившее парадоксы его теории, найдено, необходимо также выяснить физический смысл еще одного важного следствия из положений теории относительности, а именно теоремы о сложении скоростей. По Эйнштейну:

«Если w тоже имеет направление оси X (оси Ξ), то формула для U принимает следующий вид:

Из этого уравнения следует, что результирующая скорость, получающаяся при сложении двух скоростей, которые меньше V, всегда меньше V». [12]

И далее: «…скорость света V от сложения со скоростью, которая меньше скорости света, не может быть изменена. Для этого случая получается:

Парадоксальное заключение теории относительности о том, что при сложении любых скоростей скорость света не может быть превзойдена, соответствует выявленному содержанию теории и объясняется весьма просто. Скорость света – это в нашем случае скорость передачи сигнала. Поскольку передача параметров движущихся тел в теории относительности производится исключительно с помощью распространения света, то вполне естественно, что отдаленный наблюдатель в неподвижной системе не может непосредственно наблюдать движения тел со скоростями, превышающими скорость распространения сигнала, переносящего информацию об этих движениях, в той среде, в которой этот сигнал распространяется.

То есть сигнал, переносящий параметры движения тел, не может превзойти скорость света в среде потому, что сам является светом либо электромагнитным излучением другого диапазона.

Для вакуума предел скорости движения тел, при котором мы можем это движение наблюдать, – это скорость света в нем, в прозрачной среде – скорость света в среде. При приближении скорости тела к скорости распространения сигнала (скорости света) для наблюдателя оно, как замечает Эйнштейн, будет представляться все более сплющенным, потом превратившимся в плоскую фигуру, а при равенстве скоростей вообще выпадет из поля зрения.

Движения, имеющие скорости, превышающие скорость света в среде распространения сигнала, существующие в природе, при наблюдении за ними могут регистрироваться лишь по косвенным признакам, не связанным с распространением света. То есть скорость света не является предельной скоростью движения тел, существующей в природе, она является лишь их предельной наблюдаемой скоростью. Скоростью, до которой эти движения ещё можно наблюдать.

5. Общие замечания о преобразованиях Лоренца и их теории инвариантов

Из «Сущности теории относительности»: «Вся теория инвариантов специальной теории относительности связана с инвариантом S²». [14]

Поскольку здесь после короткого обзора свойств пространства и времени Эйнштейн переходит на язык тензорного исчисления и не возвращается более к своим первичным построениям, анализ теории относительности в этом случае является сложным и бесперспективным делом. А если учесть, что произвольные построения делаются в самом начале теории и весь дальнейший математический аппарат выстраивается именно на них, то для определения правомерности конструирования пространства-времени необходимо вернуться к началу изложения теории относительности и выяснить свойства интервала Минковского – Эйнштейна, поскольку Эйнштейн настаивает на важности их для всех дальнейших выводов из своей теории.

Из «Сущности теории относительности»:

где

Здесь, во-первых, при выводе выражения для этого интервала Эйнштейн вполне мог бы взять для преобразований обратный порядок членов уравнения:

а именно:

отчего суть доказательства не изменилась бы. Но тогда ему трудно было бы объяснить появление мнимой единицы перед членом и фиктивность выстроенного интервала Минковского – Эйнштейна стала бы очевидной.

Если принять ось собственного времени как то впечатление от теории будет солидным и основательным, а если попытаться приписать вполне действительному члену уравнения мнимое значение, то искусственный характер такой операции, а, стало быть, и всего интервала Минковского – Эйнштейна, выявится с предельной отчетливостью. Вследствие этого Эйнштейн был вынужден использовать противоположный порядок членов уравнения.

Во-вторых, из равенства нулю уравнения

которое использует Эйнштейн для формирования интервала, следует, конечно, но из произвольного предположения, что квадрат отличен от нуля, вовсе не следует, что выражение

тоже может быть отлично от нуля, поскольку в исходном уравнении

правая и левая его части имеют строго одну и ту же величину, а при заданной величине

То есть уравнение, использованное Эйнштейном, тождественно равно нулю в любом случае, а, стало быть, сконструированный на его основе интервал также тождественно равен нулю и также в любом случае:

Привлечение инвариантности по отношению к преобразованиям Лоренца для объяснения реальной значимости тождественно равного нулю выражения есть математическая спекуляция, совершенная Эйнштейном ради конструирования необычной, сенсационной реальности (с деталями этой спекуляции можно познакомиться у Л.Г. Крейдика на сайте www.matdial.narod.ru/j1/F1_18/f1_18.htm).

Многочисленные необычные свойства сконструированной на основании этой спекуляции псевдоевклидовой геометрии пространства-времени появились из-за пренебрежения физическим смыслом происходящих в реальности явлений и из-за неверного истолкования принадлежности членов математического выражения для пространственно-временного интервала.

Сначала путем псевдологических математических ухищрений Эйнштейн выводит выражение, не имеющее никакого отношения к реальному эксперименту, который можно было бы провести, а затем, анализируя само это искусственное выражение, приходит к ложному выводу, что пространство и время есть физически зависимые друг от друга сущности.

Ранее было отмечено, что S^' – расстояние, проходимое светом второй вспышки по часам подвижной системы. У него есть существенное отличие от расстояния, проходимого светом первой вспышки. Это отличие заключается в пути, проходимом самой подвижной системой за время, пока сигнал от первой вспышки достигнет наблюдателя. Оно равно

То есть, пока сигнал от первой вспышки распространится до наблюдателя, сама подвижная система сместится при этом на такое расстояние. Вычитая из расстояния, пройденного первым сигналом, расстояние, пройденное подвижной системой, мы сами строим интервал так, чтобы он был инвариантен преобразованиям Лоренца. Между тем этот интервал, хотя и является динамическим параметром, представляет собой в каждый момент времени просто разность физически разнородных, несовпадающих расстояний. Одно расстояние характеризует распространение электромагнитной волны, второе принадлежит движению физического тела. Интервал искусственно строится таким образом, чтобы обеспечить инвариантность интервала по отношению к преобразованиям Лоренца.

Отсюда видно, что конструирование на его основе псевдоевклидова пространства-времени является лишь математическим приемом, рационализирующим произвольно сконструированные вычисления, но не имеющим реального физического аналога. Интервал физически является вычисляемым по результатам двух разнородных измерений, выполненных в реальном трехмерном пространстве. Таким образом, физическое пространство в специальной теории относительности при движении тела остается трехмерным, евклидовым, не претерпевающим никаких изменений, а конструкция пространства-времени Минковского – Эйнштейна вводится лишь для рационализации математических преобразований и не несет в себе того физического смысла, который вкладывает в него Эйнштейн. То есть в данном случае не реальная физическая картина служит исходным пунктом для описания ее в виде пространства-времени, а, напротив, компактная математическая абстракция без должной критики принимается за реальную физическую картину.

Итак, из всего до сих пор сказанного следует, что, принципиально не выходя за рамки положений теории относительности, не меняя ее логики, оставляя неизменными ее построения и начальные условия (постулаты), по поводу ее свойств можно сделать следующие адекватные ей и соответствующие ее содержанию, но неожиданные заключения:

1. Истинный физический смысл теории относительности заключается в том, что она описывает передачу информации о процессах, а не описывает процессы сами по себе. А преобразования Лоренца описывают лишь кажущиеся изменения параметров, возникающие вследствие переноса их значений из движущейся системы отсчета в неподвижную с помощью распространения света. При этом свет, переносящий информацию о наблюдаемых явлениях, испускается движущимся объектом или отражается от него.

То есть теория относительности есть теория, описывающая радиооптические иллюзии, возникающие при движении материальных тел, наблюдаемых неподвижным наблюдателем.

2. Из положений теории относительности не следует, что время в движущейся системе физически замедляется. Время (продолжительность одинаковых процессов) в подвижной и неподвижной системах остается одним и тем же, но при передаче временных параметров отдаленному наблюдателю с помощью распространения света или электромагнитных волн другого диапазона длительности временных промежутков искажаются из-за собственного движения системы, что и регистрируется им (наблюдателем) как относительность одновременности.

3. Из положений теории относительности не следует, что длина физических тел при движении реально сокращается. Кажущееся их сокращение также регистрируется лишь у отдаленного наблюдателя.

4. Из положений теории относительности не следует, что в природе физически существует предельная скорость движения тел, но из неё следует, что наблюдать эти движения можно только до тех пор, пока скорость движения тела не превысит скорость света.

5. Пространство-время Минковского – Эйнштейна есть лишь абстрактная математическая конструкция и не существует как физическая реальность.

6. Для устранения парадоксов теории относительности нет необходимости менять ее начальные условия и последующие построения, достаточно изменить точку зрения на ее свойства, признав все изменения параметров, описываемые в ней, регистрируемыми (кажущимися), обнаруживаемыми лишь наблюдателем или приборами, регистрирующими свет, испускаемый движущимся объектом или отражающийся от него. При этом соответственно, отпадает необходимость в дополнительном определении истинности или ложности положений теории и постулатов, принятых за основу, исчезает парадоксальность теории, а определение свойств распространения света становится частной задачей физического эксперимента.

7. Для отыскания истинных закономерностей многочисленных явлений, объясняемых в настоящее время с помощью теории относительности, необходимо устранить искажения их, вносимые распространением электромагнитных волн при регистрации этих явлений, что потребует их пересмотра либо переосмысления.

Часть 2. Электродинамика

В части первой настоящей работы была рассмотрена кинематика специальной теории относительности, исходя из построений самой теории и при отсутствии каких-либо изменений или дополнений в этих построениях. Было показано, что движение с постоянной скоростью не влияет на процессы, происходящие в движущейся системе отсчета, – свойства пространства и времени в ней не меняются. То есть промежутки времени, физически заданные в движущейся системе, совпадают по длительности с промежутками времени, заданными аналогичным способом в неподвижной системе. Точно так же обстоит дело и с линейными размерами тел. Но поскольку значения параметров, полученных в этих двух системах, сравниваются лишь с помощью распространения света либо других видов электромагнитного излучения, из-за искажений, получающихся при передаче информации из движущейся системы в неподвижную, наблюдаемые значения временных промежутков и длин будут различаться.

Было также показано, что скорость света не является предельной скоростью движения тел, являясь их максимальной наблюдаемой скоростью.

Кроме того определено, что введенное Эйнштейном пространство-время есть просто удобная для вычислений математическая абстракция, не имеющая ничего общего с реальным положением вещей.

Оставаясь на той же позиции, не подвергая сомнению правильность исходных предпосылок (постулатов) специальной теории относительности и не изменяя дальнейшие построения теории, строго придерживаясь представлений Эйнштейна о природе и свойствах электромагнитных волн и способах их распространения, попробуем теперь выяснить природу независимости скорости света от движения источника, принципа относительности, составляющих фундамент теории, свойств преобразований Лоренца и применимость специальной теории относительности к электромагнитным явлениям, рассмотренным во второй части статьи Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел».

1. Второй постулат

Ни одна проблема теоретической физики за все время существования ее как науки не вызвала такого количества споров, как второй принцип, выдвинутый Эйнштейном в самом начале статьи «К электродинамике движущихся тел». Спектр оценок этого принципа до сих пор колеблется от полного и яростного отрицания, от обвинений автора в непонимании сути элементарных физических процессов до восхищенного преклонения перед «неординарным способом мышления». Между тем ни та, ни другая точки зрения не отражают подлинного содержания примененного принципа.

Как мы ранее уже отметили, сложение скоростей источника света и самого света не меняет доказанный физический смысл относительности одновременности. «Замедление» течения времени наблюдается во всех трех случаях. Эйнштейну же необходимо было согласовать свои построения с известными ему преобразованиями Лоренца. А это было возможно лишь в случае, если скорость света не зависела бы от движения его источника. Поэтому Эйнштейн вынужден был принять независимость скорости света в виде постулата.

Но, сделав такое заявление, Эйнштейн получил дополнительное ограничение в начальных условиях теории. Чтобы его определить, рассмотрим испускание сферической, монохроматической электромагнитной волны пренебрежимо малой длительности из точки в подвижной системе отсчета. Пусть в той же системе движется бесконечное количество приемников излучения в произвольных направлениях и с произвольными, но постоянными скоростями. Согласно второму постулату, скорость света независима от скорости источника, в каком направлении он ни двигался бы. Что касается приемников, то Эйнштейн так высказался об этом в 1914 году в статье «О принципе относительности»: «Здесь вступает в дело теория относительности. Она показывает, что закон постоянства скорости света в пустоте должен одновременно выполняться для движущихся относительно друг друга наблюдателей таким образом, что один и тот же луч света имеет одну и ту же скорость относительно всех этих наблюдателей». [17] Пользуясь этим, применяя преобразования Лоренца и принцип относительности, Эйнштейн извлекает изменяемость временного промежутка в зависимости от скорости движения. Но в п. 3 ч. 1. настоящей работы было показано, что временной промежуток, заданный в равномерно движущейся системе координат, не отличается от аналогичного промежутка, заданного в неподвижной системе, а кажущееся изменение временного промежутка наблюдается лишь у отдаленного наблюдателя при передаче величины промежутка из движущейся системы в неподвижную с помощью распространения света, что полностью отменяет все оправдания Эйнштейна.

Тем не менее, вопреки известным критическим высказываниям, принимая независимость скорости света от движения источников и приемников, он не нарушает общепринятые нормы построения теории. Как ее автор, Эйнштейн имеет полное право формировать начальные условия так, как ему необходимо. Однако, с другой стороны, чтобы теория имела смысл, она должна описывать реальные природные явления хотя бы приближенно.

Какие глубокомысленные суждения по поводу постоянства скорости света не высказывались бы апологетами теории относительности или ее оппонентами, единственная ситуация, при которой это для предлагаемого случая реально (физически) возможно, учитывая, что Эйнштейн отвергал существование передающей среды (эфира), заключается в пренебрежении собственными движениями приемников и источников. То есть, если считать, что скорости собственного движения источника и приемников то можно считать их неподвижными (квазистационарными). Этим приемом Эйнштейн пользуется, например, при описании движения слабоускоренного электрона, но нигде не упоминает об этом. Итак, второй принцип (постулат) в специальной теории относительности Эйнштейна представляет собой ограничение, наложенное в теории на собственные движения источников и приемников излучения (их квазистационарность), что вполне логически и физически допустимо, но, как всякое ограничение, сужает область ее применения.

2. Преобразования Лоренца

Поскольку преобразования Лоренца в специальной теории относительности служат главным инструментом при объяснении явлений и выведении различных следствий, то попробуем выяснить некоторые свойства самих этих преобразований.

Прежде всего, запишем преобразования Лоренца:

Теперь посмотрим, что получится, если в этих преобразованиях условно считать скорость передачи информации, в нашем случае – скорость света, бесконечной. То есть, положим, условно:

Тогда:

То есть преобразования Лоренца прямо переходят в преобразования Галилея. Физически это означает, что преобразования Лоренца могут применяться лишь в том случае, если между измерением параметра в одной системе и получением его значения в другой существует определенное запаздывание. При отсутствии запаздывания преобразования Лоренца переходят в преобразования Галилея.

Это означает, в свою очередь, что если мы используем физические параметры непосредственно в той системе, где мы их измеряем, без указания на расстояние, разделяющее источник параметра и точку, где находится неподвижный наблюдатель, то мы автоматически применяем преобразования Галилея, так как в этом случае параметры определяются мгновенно, в тот момент времени, который и описывается. Иными словами, без физической передачи параметра из одной системы в другую с помощью распространения света не существует возможности применения преобразований Лоренца. И, наоборот, применение преобразований Лоренца к вычислению физических параметров автоматически влечет за собой описание передачи их из одной системы в другую с помощью распространения света (или иных видов электромагнитного излучения). Напомним только, что сами по себе преобразования Лоренца подразумевают движение одной из систем отсчета со скоростью v.

Рассмотрим теперь другую сторону применения преобразований Лоренца. Совместим обе системы – подвижную и неподвижную – так, чтобы

в момент времени

Тогда из преобразований Лоренца получим То есть и при этом условии в конечном счете получаем переход преобразований Лоренца в преобразования Галилея. Физически это опять означает, что преобразования Лоренца могут применяться только в том случае, если между подвижной и неподвижной системами существует некоторое расстояние, которое и создает необходимое запаздывание между измерением параметра и передачей его из системы в систему. Эйнштейн в своих доказательствах при построении теории часто использует прием совмещения систем отсчета при но он никогда не учитывает последствий того, что при этих условиях он фактически переходит от использования преобразований Лоренца к использованию преобразований Галилея. Кроме этих особенностей преобразований, нужно отметить еще следующее. Если мы имеем два движения с разными скоростями, но применяем для их описания преобразования Галилея, то это означает, что оба движения рассматриваются как происходящие в одной неподвижной абсолютной метасистеме отсчета. Эйнштейн называет ее «покоящимся пространством», или координатной системой, «в которой справедливы уравнения механики Ньютона». А сами преобразования в таком случае представляют собой лишь вычислительный прием, позволяющий находить параметры одного движения через параметры другого. Физически можно считать, что наблюдатель располагается в произвольной точке пространства и получает сигналы о параметрах любого движения мгновенно, без затраты времени. Таким образом, применяя преобразования Галилея, мы имеем два абсолютных движения с разными скоростями в одной неподвижной абсолютной системе отсчета, даже если одно из этих движений имеет нулевую скорость, а второе происходит со значимой скоростью. Что касается преобразований Лоренца, то они принципиально отличаются от преобразований Галилея тем, что описывают движение тела в различных движущихся и находящихся на некотором расстоянии друг от друга системах отсчета. Если наблюдатель находится в системе, считающейся неподвижной, то параметры движения тела, находящегося в системе, считающейся подвижной, передаются этому наблюдателю с помощью распространения света, что предполагает определенное запаздывание сигнала, так как скорость света принимается постоянной. Если наблюдатель переходит в подвижную систему отсчета, движущуюся по отношению к неподвижной со скоростью v, то он по-прежнему считается неподвижным и принимает сигнал из ранее неподвижной системы, которая теперь считается движущейся со скоростью – v. Отсюда видно, что в случае применения преобразований Лоренца, т.е. при переходе к описанию относительного движения, наблюдатель принципиально не может регистрировать параметр одновременно в обеих системах отсчета. Одно значение параметра он наблюдает, а другое, заданное у источника сигнала непосредственно, может лишь вычислить.

Из сказанного вытекает важное следствие. Когда к параметрам, полученным непосредственно в соответствии с преобразованиями Галилея (т.е. в абсолютной системе отсчета) применяются преобразования Лоренца, результат такого вычисления отличается от результата, полученного, когда преобразования Лоренца применяются к параметрам, определенным в соответствии с преобразованиями Лоренца (т.е. в относительной системе отсчета). Чтобы определить предполагаемую разницу, обратимся к самим преобразованиям, а для простоты возьмем только одну ось координат и выразим координату x, взятую в неподвижной системе, через ту же координату, взятую в подвижной системе.

Для преобразований Галилея:

Для преобразований Лоренца:

где

Применим теперь преобразования Лоренца к обоим значениям координаты x. Обозначим при этом координату в движущейся системе после такого преобразования через x'' .

Для преобразований Лоренца:

т. е. мы убеждаемся, что параметры, определенные в относительной системе, инвариантны к преобразованиям Лоренца, что и следовало ожидать. Проделаем теперь то же самое с параметром, определенным в абсолютной системе (для преобразований Галилея):

Физически это означает, что применение преобразований Лоренца к параметрам процесса в абсолютной системе описывает наблюдение из движущейся системы удаленного источника света, а применение преобразований Лоренца к параметрам в относительной системе отсчета описывает наблюдение источника света наблюдателем, находящимся в движущейся системе из другой движущейся системы и сохраняет величину параметра неизменной, если векторы скоростей этих систем равны и направлены одинаково. При неравенстве этих одинаково направленных векторов переданные параметры дополнительно искажаются. Поэтому применение преобразований Лоренца к параметрам движущейся системы требует тщательного учета направлений и величины скоростей исследуемых систем. Прием совмещения начала относительно движущихся систем отсчета в момент времени есть точно такой же переход из относительных систем отсчета в абсолютную, и применять его без дополнительного исследования правомерности применения такого приема нельзя.

Из всего выясненного можно заключить следующее: применение преобразований Лоренца принципиально отличается от применения преобразований Галилея наличием расстояния между началом координат подвижной и неподвижной систем и времени, необходимого для передачи параметра из одной системы в другую с помощью распространения света. При отсутствии любого из этих условий применять преобразования Лоренца к физическим закономерностям некорректно, т.к. в таком случае невозможно считать движения, к которым применяются преобразования Лоренца, относительными движениями. Поэтому при совмещении систем координат

в момент времени необходимо дополнительное и скрупулезнейшее исследование результатов совмещения абсолютной и относительной систем в каждом отдельном случае использования этого приема.

На основании вышеизложенного можно сказать, что и уравнения, содержащие физические параметры, которые рассматриваются в теории, можно условно разделить на две резко различающиеся группы. Если воспользоваться терминологией Минковского, то первая группа – это «галилеоподобные» уравнения, в которых подразумевается использование абсолютного времени и которые описывают движения в абсолютной системе отсчета; вторая группа, соответственно, «лоренцеподобные» уравнения, в которых подразумевается использование местного времени и которые описывают относительные движения. В «галилеоподобных» уравнениях переменные являются одномоментно заданными в движущейся и неподвижной системах, т. е. представленными в одной неподвижной абсолютной системе отсчета. В «лоренцеподобных» уравнениях обязательно присутствие параметров, физически заданных в движущейся системе, но недоступных для непосредственного измерения и поэтому наблюдаемых с помощью регистрации света или электромагнитных волн другого диапазона из неподвижной системы, что характеризует относительные движения. Главным же признаком, их характеризующим, служит коэффициент искажения параметра

появляющийся в уравнениях при применении преобразований Лоренца, т.е. при передаче его (параметра) из движущейся системы к неподвижному наблюдателю.

Для правильного понимания физики применения преобразований Лоренца дополнительно необходимо также пояснить выражение «…наблюдаемый из покоящейся системы…», употребляемое Эйнштейном при описании каждого мысленного эксперимента в кинематической части статьи или при объяснении результатов математических преобразований в электродинамической ее части. Поскольку, как мы уже доказали, перенос параметров движущихся тел либо процессов, происходящих в движущихся системах, к неподвижному наблюдателю происходит исключительно с помощью распространения света или электромагнитных волн другого диапазона, то наблюдение передаваемых параметров сводится во всех случаях либо к визуальной фиксации световой волны непосредственно наблюдателем, либо к регистрации ее с помощью методов, улавливающих изменения характеристик волны, позволяющих определить передаваемый параметр в виде величины соответствующей единицы измерения. То есть наблюдение того или иного процесса в теории относительности – это действие, производимое наблюдателем в соответствии с прямым смыслом этого слова. Сводить наблюдение к производству некоего опыта по отношению к исследуемому явлению, не используя описания физической регистрации или визуализации световой волны, означает намеренное искажение физического смысла исследуемого явления. Иными словами, в реальном эксперименте, чтобы иметь подлинные параметры, наблюдая движущееся тело или процесс в движущейся системе, мы должны так физически реально модулировать световую волну, распространяющуюся из подвижной системы в неподвижную, их существенными для данного эксперимента параметрами, чтобы после обработки результатов реальных наблюдений получить искомое значение этих параметров.

Существует еще одна особенность применения преобразований Лоренца к вычислению физических параметров. Поскольку лоренцевы преобразования описывают перенесение параметра из движущейся системы к неподвижному наблюдателю, как уже было многократно показано, исключительно с помощью распространения света, встает вопрос: все ли параметры можно таким образом передать?

Ответ дает эксперимент. Сколько лет уже ищут «темную энергию» и «темную материю» и никак не могут найти. А ищут как раз астрофизически, путём регистрации неких сигналов. Значит, не все можно таким образом передать. В некоторых случаях прямой регистрации не получается.

Поэтому, прежде чем применять преобразования Лоренца к какому-нибудь параметру, например, к массе или энергии, нужно специально и тоже очень скрупулезно доказывать, что это физически возможно, то есть, что эти параметры возможно передать с помощью распространения света или электромагнитных волн другого диапазона. Теоретически можно описать что угодно, но для физической науки представляет интерес лишь то, что подтверждается на практике.

3. Принцип относительности

Рассматривая в п. 2 ч. 1 настоящего исследования распространение света, мы фиксировали наблюдение за этим процессом из неподвижной системы. В результате было получено соотношение:

где t' – промежуток времени, реально заданный в движущейся системе;

t – промежуток времени, отсчитанный по часам отдаленного наблюдателя.

Теперь, используя в описанном эксперименте принцип относительности в толковании Эйнштейна, попробуем найти физический смысл самого принципа относительности в применении к распространению света.

В согласии с принципом относительности, симметрично обратим наблюдаемую картину, переведя наблюдателя, до сего времени находившегося в неподвижной системе отсчета, в систему движущуюся, поместив его в точку, откуда ранее испускалась вспышка света, и, соответственно, чтобы остаться в сфере применения преобразований Лоренца, переместим источник, излучающий вспышку, в неподвижную систему, в точку, где ранее находился наблюдатель. Теперь, как и раньше, наблюдатель считается у нас неподвижным, а источник света движется относительно наблюдателя со скоростью -v.

Только таким способом в нашем случае можно добиться относительности движения двух систем, применяя преобразования Лоренца.

Является ли движение абсолютным или относительным в нашем случае, определяется не столько самим движением систем отсчета друг относительно друга, сколько способом наблюдения этого движения. Если наблюдение ведется (условно) из произвольной точки пространства и момент этого наблюдения совпадает с моментом наблюдаемого движения, т. е. при этом употребляется абсолютное время, то такое движение является абсолютным. Если наблюдение движения в одной из систем отсчета производится из другой системы и момент наблюдения не совпадает с моментом наблюдаемого движения, то есть употребляется «местное» время, то такое движение будет являться относительным.

Найдем теперь в нашем эксперименте соотношение между интервалом времени в подвижной и неподвижной системах, поменяв их местами.

Систему обозначений, принятую ранее, оставим без изменений.

Проделав соответствующие п. 2 ч. 1 преобразования, можно записать:

что дает нам выражение:

Теперь t – промежуток времени, реально заданный в ранее неподвижной, а сейчас движущейся со скоростью – v системе, а t' – промежуток времени, отсчитанный по часам отдаленного наблюдателя, находящегося в ранее движущейся, но считающейся теперь неподвижной системе.

Как видно из представленного, в форме уравнений никаких изменений не произошло, но поменялись индексы у промежутка времени, причем симметричным образом. Отсюда следует: принцип относительности в применении к распространению света действительно заключается в перемещении наблюдателя из неподвижной системы отсчета в движущуюся, что приводит к симметричному преобразованию индексов физического параметра в уравнениях, описывающих такое распространение. Это полностью совпадает с трактовкой принципа относительности самим Эйнштейном в § 6 рассматриваемой статьи и подтверждает правильность сделанного симметричного изменения всей картины явления. В свою очередь, это подтверждает, что описание последствий перехода наблюдателя из неподвижной системы в подвижную также с необходимостью соответствует преобразованиям Лоренца. Именно отсюда вытекает неизменность самого выражения при симметричной смене индексов.

В нашем конкретном эксперименте промежуток времени, ранее отсчитываемый по часам отдаленного наблюдателя, становится промежутком, реально заданным в движущейся системе, а промежуток времени, ранее реально заданный в движущейся системе, становится промежутком, отсчитанным по часам отдаленного наблюдателя. Единственное, что при таких преобразованиях остается неизменным, – это коэффициент искажения длительности первоначально заданного в движущейся системе промежутка времени при передаче сигнала с помощью распространения света, что является в данном случае математическим выражением смысла принципа относительности.

В результате, если мы переходим из неподвижной системы в движущуюся, то, чтобы получить реально заданный промежуток времени (t), нужно, в соответствии с ранее приведенным правилом, отсчитываемый неподвижным наблюдателем промежуток (в данном случае t^') разделить на коэффициент искажения значения параметра, появляющийся при передаче его длительности распространением света. Но, применяя принцип относительности к реальным явлениям, происходящим в ходе исследования реальных природных процессов, необходимо учитывать особенность применения преобразований Лоренца, заключающуюся в обязательном описании при этом испускания или отражения света от движущегося тела или процесса в движущейся системе. Если пренебречь этим принципом, то результаты такого исследования будут содержать значительное число парадоксов, несоответствий и «сенсационных» результатов такого исследования. При анализе принципа относительности мы одновременно с наблюдателем перемещали и источник света, меняя их местами. Тем самым мы сохраняли передачу параметров подвижной системы в неподвижную с помощью распространения света. В реальном эксперименте может сложиться ситуация, что при перемещении наблюдателя он не сможет получать из бывшей неподвижной, а теперь движущейся системы, испускаемой или отраженной световой волны. В этом случае принцип относительности становится неприменимым, так как преобразования Лоренца не будут иметь реального эквивалента в физике эксперимента. Поэтому всякий раз при применении принципа относительности, независимо – в реальном эксперименте, либо при составлении описания мысленного эксперимента —необходимо тщательно проверять возможность передачи параметров из системы в систему с помощью распространения света.

4. Преобразование уравнений Максвелла – Герца для пустого пространства

Предваряя изложение своей теории, в самом начале статьи «К электродинамике движущихся тел», Эйнштейн пишет: «Известно, что электродинамика Максвелла в современном ее виде приводит в применении к движущимся телам к асимметрии, которая не свойственна, по-видимому, самим явлениям». [18]

И далее: «Эти две предпосылки достаточны для того, чтобы, положив в основу теорию Максвелла для покоящихся тел, построить простую, свободную от противоречий электродинамику движущихся тел». [19]

Таким образом, используя две предпосылки (принцип относительности и принцип постоянства скорости света), впоследствии принятые как постулаты, Эйнштейн обещает построить физически непротиворечивую электродинамику движущихся тел.

По-прежнему ничего не меняя в построениях теории, попробуем выяснить, насколько последовательно он выполнил свое обещание.

Продолжим анализ статьи.

«Если мы применим к этим уравнениям (Максвелла – Герца. – Л.М.) преобразование, которое было получено в § 3, и отнесем электромагнитные процессы к введенной там координатной системе, движущейся со скоростью v…». [20]

Поскольку уравнения Максвелла – Герца для пустого пространства вначале берутся без указания на расстояние, разделяющее распространяющуюся волну (фронт волны) и наблюдателя, то это значит, что они относятся к волне, находящейся в произвольной точке пространства, а скорость распространения сообщения о ее параметрах к наблюдателю, в соответствии с преобразованиями Галилея, считается бесконечной. В этом случае наблюдатель может находиться как в точке распространения фронта волны, так и в произвольной точке пространства. То есть, как было показано ранее, уравнения принадлежат неподвижной абсолютной системе координат и являются «галилеоподобными». Эти уравнения принадлежат не относительной неподвижной системе K, как утверждает Эйнштейн в начале § 6, а той метасистеме, в которой располагаются обе относительные системы (k и K), то есть покоящемуся пространству, введенному Эйнштейном в § 3 кинематической части статьи «К электродинамике движущихся тел».

Применяя преобразования Лоренца к этим уравнениям, Эйнштейн описывает уже «лоренцеподобными» уравнениями процесс распространения волны из абсолютной неподвижной системы координат в относительную, подвижную, где у него находится наблюдатель и заряд, действие волны на который он исследует. А теперь посмотрим, что на самом деле вытекает из построений Эйнштейна. Подчеркнем еще раз, что в данном случае мы не пытаемся исправить специальную теорию относительности, не предлагаем взамен неё другой вариант теории, а, основываясь исключительно на том, что предложено самим Эйнштейном, без малейших поправок, делаем выводы, на самом деле следующие из построений его теории.

Проделав необходимые для данного случая вычисления, Эйнштейн заключает: «Мы видим, что в изложенной теории электромоторная сила играет роль вспомогательного понятия, которое своим введением обязано тому обстоятельству, что электрические и магнитные поля не существуют независимо от состояния движения координатной системы» (выделено мной. – Л.М.).

Ясно, что асимметрия, упомянутая во введении при рассмотрении токов, возникающих вследствие относительного движения магнита и проводника, исчезает. Вопросы о том, где „сидят“ электродинамические силы (униполярные машины), также теряют смысл». [21]

Тем самым Эйнштейн объявляет, что задачу, поставленную в самом начале статьи «К электродинамике движущихся тел», он выполнил.

Между тем перед нами вторая критическая точка теории.

Говоря, что «электрические и магнитные поля не существуют независимо от состояния движения координатной системы», Эйнштейн объявляет существование полей явлением, зависящим от точки наблюдения. Но если продолжать в точности придерживаться логики рассуждений Эйнштейна, то такое заявление прямо противоречит первому постулату, выдвинутому им в начале статьи «К электродинамике движущихся тел»: «Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения состояния относятся». [22] А это значит, по Эйнштейну, что поля, существующие в одной системе отсчета, должны сохраняться и в другой. Конечно, в зависимости от точки наблюдения поля в некоторых пределах могут видоизменяться, но исчезать полностью или появляться из ниоткуда, по Эйнштейну же, они не могут. Он же несколькими страницами позже заявляет, что в зависимости от точки зрения наблюдателя поля могут пропадать и появляться. То есть в одной статье по одному и тому же поводу он допускает взаимоисключающие утверждения.

Чтобы подкрепить свой вывод о появлении и исчезновении полей, Эйнштейн в этом случае принимает, что свойства пространства и времени в движущейся и неподвижной системах отсчета существенно различаются – в движущейся системе физически сокращаются длины тел и удлиняется время. Именно поэтому электрические и магнитные поля могут, с его точки зрения, появляться и исчезать. Как это происходит, можно увидеть у Фейнмана, когда он, применяя специальную теорию относительности для анализа взаимодействия заряда и тока, прямо объясняет появление электрического поля у движущейся проволоки изменением ее длины в зависимости от скорости движения. [23]

А такое понимание физических эффектов есть прямое следствие сделанного в § 4 статьи произвольного заявления относительно замедления хода движущихся часов.

Но в ч. 1 настоящей работы было доказано, что свойства пространства и времени в движущейся системе не меняются, что этот эффект регистрируется лишь у неподвижного наблюдателя при наблюдении им движения издалека за счет конечности скорости распространения электромагнитных волн и движения системы. Если бездоказательно принять, как предлагает Эйнштейн, что свойства пространства и времени в движущейся системе реально изменяются, то действительно можно заявить, что «вопросы о том, где сидят электродинамические силы, также теряют смысл». Но если все изменения параметров суть «наблюдаемые из неподвижной системы» отдаленным наблюдателем за счет изменившегося времени распространения сигнала, то асимметрию при рассмотрении токов, возникающих вследствие относительного движения магнита и проводника, о которой он говорит в начале статьи, невозможно объяснить как с точки зрения теории Максвелла, так и с точки зрения теории Эйнштейна. То есть сила, которая действует на заряды, реальна и поддается измерению, а объяснение ее появления сводится у него к радиооптической иллюзии. А, значит, вопрос о том, где «сидят» электродинамические силы, приобретает прежнюю остроту. Исходя из представленного видно, что специальная теория относительности не устраняет недостатки теории Максвелла, а лишь добавляет к их числу свои собственные. Стало быть, задача, которую поставил перед собой Эйнштейн в начале рассматриваемой статьи, вопреки его заявлению, не решена. Учитывая все вышеприведенное, разбираться далее в деталях преобразования Эйнштейном электромагнитных полей в рассматриваемом разделе не имеет смысла.

Что касается самого способа преобразования переменных, примененного Эйнштейном, менее всего он может считаться автором этого способа. До него этот способ разработал Лоренц, исследуя электродинамику движущихся тел [24], а позже уточнил Пуанкаре [25], который, соответственно, и назвал уточненные преобразования преобразованиями Лоренца. Ясно, что Эйнштейн, который применил это название в статье, знал содержание работ Лоренца и Пуанкаре и впоследствии использовал его в своей работе.

5. Теория аберрации и эффект Доплера

Рассматривая эффект Доплера, Эйнштейн замечает: «Выясним теперь, каковы свойства этих (электромагнитных. – Л.М.) волн, когда они исследуются наблюдателем, находящимся в покое относительно движущейся системы k. Применив найденные в § 6 формулы преобразования напряженности электрического и магнитного полей, а также полученные в § 3 формулы преобразования координат и времени…». [26]

Здесь Эйнштейн заявляет, что волна непосредственно исследуется в движущейся системе. На самом деле, как уже было сказано, волна наблюдается из движущейся системы.

Разница между непосредственным исследованием характеристик волны в движущейся системе отсчёта и их наблюдением из этой системы заключается, при применении преобразований Лоренца, в расстоянии между источником волны и наблюдателем и запаздывании между моментом испускания волны источником и моментом ее регистрации у наблюдателя. Из-за этого наблюдаемые характеристики изменяются с соответствующим коэффициентом искажения.

Впоследствии, когда Эйнштейн переходит от свойств электромагнитных волн, непосредственно «исследуемых наблюдателем», находящимся в подвижной системе, к исследованию свойств бесконечно удаленного источника света, «частота которого равна γ», а значит, заменяет декларированное им ранее исследование свойств волн в подвижной системе, наблюдением (восприятием) света, пришедшего от этого бесконечно удаленного источника, он переходит от исследования параметров в абсолютной системе отсчета в первом случае, к наблюдению их в относительной системе. Таким образом, Эйнштейн для получения результата, согласующегося с опытом, вынужден переходить на адекватную реальности позицию, описанную в начале настоящей части исследования. Поскольку преобразования Лоренца, как ранее неоднократно уже было сказано, описывают передачу параметров исключительно с помощью распространения света, выкладки Эйнштейна относительно аберрации и эффекта Доплера не требуют какой-либо коррекции самой теории относительности, учитывая, что она имеет ограничения в начальных условиях и не является точной теорией. Полемика, ведущаяся вокруг рассматриваемого раздела теории до настоящего времени, сводится в основном к признанию или отрицанию постоянства скорости света. Но это ограничение теории абсолютно строгого экспериментального подтверждения в настоящее время не имеет, как не имеет и абсолютно строгого экспериментального его опровержения. Экспериментаторы с переменным успехом демонстрируют доказательства то за, то против. Это означает, что у исследователей, опирающихся на теорию Максвелла, до сих пор нет еще достаточно ясного понимания природы и свойств электромагнитных волн.

Поэтому теорию аберрации и эффекта Доплера, изложенную в теории относительности, можно принять как удовлетворительно отражающую реальные явления, но с определённой степенью точности.

6. Преобразование энергии лучей света. Теория давления, производимого светом на идеальное зеркало

Рассматривая распространение света, Эйнштейн пишет: «Так как равняется энергии света в единице объема, то на основании принципа относительности величину мы должны рассматривать как энергию света в движущейся системе. Поэтому величина была бы отношением энергии определенного светового комплекса, „измеренной в движении“, к энергии того же комплекса, „измеренной в покое“, если бы объем светового комплекса оставался бы одним и тем же при измерении в системах k и K». [27]

Далее он определяет условия, при которых происходят эти измерения: «…Если наблюдение ведется в системе k, т. е. какова будет энергия этого светового комплекса относительно системы k». [28]

Судя по его собственным высказываниям, энергия светового комплекса у него, с одной стороны, измеряется в системе k и, в то же время, с другой стороны, наблюдается из системы k, т. е. он путает абсолютную галилееву систему отсчёта и относительную лоренцеву. Правильнее здесь было бы писать: «наблюдаемой в движении, к измеренной в покое». А значит, ясное понимание физической картины явления у него отсутствует. Кроме этого, говоря о световом комплексе, он не уточняет, какой тип световой волны рассматривает – плоскую, сферическую или какого иного вида. Но поскольку мы с самого начала объявили, что не будем вносить в его теорию никаких изменений, то и в данном случае мы последуем за Эйнштейном, принимая его выкладки такими, какими он их представил.

Продолжим анализ. Если судить по тому, что далее он использует в уравнении эллипсоида величину, обратную релятивистскому радикалу, речь все-таки идет о наблюдении величины физического параметра, в качестве которого здесь выступает энергия света, заключенная в некотором объеме, значение которой переносится распространением света же из неподвижной системы в движущуюся. То есть говорится о применении преобразований Лоренца вместе с принципом относительности. Поскольку сам Эйнштейн не детализирует в этом случае условия наблюдения параметра, на вопросах измерения энергии в движении и в покое стоит остановиться особо.

До Эйнштейна, а точнее, до его электродинамики движущихся тел (разработанной первоначально Лоренцем), вопрос вычисления энергии таких тел решался просто. Поскольку в то время известны были лишь преобразования Галилея, передача информации из движущейся системы в неподвижную (и наоборот) молчаливо считалась мгновенной, т.е. скорость передачи сигнала принималась бесконечной, а, значит, наблюдатель одновременно и непосредственно имел значения параметров тела для любого момента времени. Местоположение наблюдателя в этом случае не играло роли, можно было бы считать, например, что наблюдатель находится в произвольной точке пространства. А это означало, что преобразования Галилея описывали в рассматриваемом случае разные движения в одной и той же абсолютной системе отсчета, о чем уже неоднократно и подробно было заявлено. Выбор той или иной системы в таком случае ограничивался выбором скорости движения тела. В подвижной системе она была равна нулю. В неподвижной она принимала значение v.

Поэтому, когда речь идет о параметрах световой волны, и Эйнштейн пишет: «Пусть падающий свет характеризуется величинами (отнесенными к системе K)» [29], все величины, употребляющиеся в дальнейших расчетах, у него непосредственно измеряются вовсе не в системе K, а в абсолютной системе, где находится наблюдатель, который имеет результаты измерения мгновенно, без малейшей задержки, в любой момент времени.

То есть везде, где рассматриваются физические параметры, полученные непосредственно в самой системе отсчета без передачи их в другую систему с помощью распространения электромагнитных волн, это эквивалентно применению преобразований Галилея, о чем тоже уже говорилось. Не следует только считать, что в этом случае преобразования Галилея применяются реально. Речь идет лишь о том, что параметры, определенные подобным образом, имеют смысл и должны употребляться так же, как если бы с их помощью решались задачи с применением преобразований Галилея. Параметры движения, измеренные наблюдателем, никуда не передаются и используются для вычислений в той системе, где они измерены, т.е. энергия тела действительно измеряется в движении (при измерении в неподвижной системе) и в покое (при измерении в подвижной системе). Оба случая различаются лишь использованным значением скорости.

Но когда речь идет о «наблюдении из движущейся системы», что является основополагающим принципом специальной теории относительности, т.е. в случае применения преобразований Лоренца, ситуация оказывается не столь однозначной. Время передачи сигнала уже не равняется нулю, оно равно времени, затрачиваемому светом, чтобы преодолеть расстояние, разделяющее наблюдателя и наблюдаемый объект. Наблюдатель в этом случае может занимать место либо в движущейся системе, либо в неподвижной. Соответственно этому, и объект наблюдается либо из неподвижной системы, сигнал в которую передается из движущейся, либо из движущейся, сигнал в которую передается из неподвижной, которая, в силу принципа относительности, считается движущейся со скоростью -v. В любом случае расстояние между неподвижным наблюдателем и движущимся телом обязательно сохраняется. Но при переходе наблюдателя из относительной системы K в относительную систему k возникает специфическая трудность в применении преобразований Лоренца для переноса параметров. Если мы наблюдаем, например, движение тела из неподвижной системы, то это означает распространение света, переносящего значения параметров, из движущейся системы, связанной с движущимся телом, в неподвижную, к наблюдателю, что физически вполне естественно. Но если мы захотим, согласно принципу относительности, перенести наблюдателя в систему движущуюся, туда, где это тело подвижно, то, чтобы между наблюдателем и телом, движение которого он наблюдает, оставалось расстояние, которое и преодолевает свет (поскольку речь идет о преобразованиях Лоренца), мы должны само тело перенести в неподвижную систему, где ранее находился наблюдатель, что невозможно, так как при любых преобразованиях сам процесс, каков бы он ни был, в том числе и движение тела, не меняет своего местоположения в системах отсчета. Эйнштейн понимает это затруднение и находит выход весьма своеобразным способом. Заметим только, что и в этом случае Эйнштейн не единолично разработал этот способ, а воспользовался результатами Лоренца и Пуанкаре.

Во-первых, сначала он считает тело покоящимся (квазистационарным) в неподвижной абсолютной системе и измеряет непосредственно в ней его параметры. Потом он применяет к ним принцип относительности, заставляя в соответствии с этим принципом неподвижное в неподвижной абсолютной системе тело двигаться со скоростью -v относительно подвижной ранее системы, где теперь находится наблюдатель, считающийся неподвижным. То есть переходит к наблюдению движущегося тела отдаленным неподвижным наблюдателем (в относительную систему), но уже благодаря применению принципа относительности и преобразований Лоренца к параметрам неподвижного ранее тела, что само по себе значительно снижает точность теории. Таким образом, всякий раз, когда Эйнштейн применяет преобразования Лоренца к параметру, определённому в абсолютной системе (которая считается у него движущейся со скоростью –v), подвижная система считается у него неподвижной (из-за применённого принципа относительности) и параметры передаются вследствие этого к неподвижному наблюдателю. Поэтому в дальнейшем, когда описываются следствия применения преобразований Лоренца, и употребляется словосочетание «неподвижный наблюдатель» нужно учитывать, что реально он может находиться в подвижной системе отсчёта, в то время как «движущееся тело» будет находиться в абсолютной системе и будет неподвижным. Естественно, что в случае наблюдения издалека параметров движущегося тела, в данном случае его энергии, этот параметр искажается в результате его (тела) движения и изменения времени распространения сигнала от него к наблюдателю. То есть значение энергии, полученное наблюдателем (издалека), если такое значение в принципе можно передать с помощью распространения света, будет отличаться от значения, определенного в абсолютной системе отсчета (вблизи). В элементарном случае коэффициент искажения будет

в более сложных случаях коэффициент может принимать иные значения, сохраняющие, тем не менее, в своем составе релятивистский радикал в том или ином виде.

Точно так же выглядит ситуация, когда речь идет о параметрах самой световой волны. Предположим, что мы сначала измерили ее энергию, находясь в точке ее излучения, т. е. в абсолютной системе отсчета. Если теперь мы каким-либо образом сможем определить эту энергию, находясь на некотором расстоянии от точки излучения и из движущейся системы, т. е. в относительной системе отсчета движущимся наблюдателем, то значение энергии, которое мы получим, уже не будет совпадать со значением, полученным ранее, за счет того же изменения времени распространения волны, возникающего при движении наблюдателя. Значение ее энергии будет искажено на тот же коэффициент, что и при наблюдении параметров самого излучающего тела. Между тем это будет та же самая волна, энергию которой мы измеряли, находясь вблизи нее, в точке излучения, и энергия которой осталась неизменной. Конечно, в этом случае необходимо дополнительно определить тип распространяющейся волны и величину изменения ее параметров с увеличением расстояния от точки излучения до точки наблюдения. Но уже только за счет изменения условий наблюдения, а именно за счет движения наблюдателя, мы получим другое, искаженное значение ее энергии. Для того чтобы узнать истинное значение наблюдаемого значения параметра, необходимо по общему правилу разделить его на коэффициент искажения, присущий данному конкретному случаю наблюдения.

Поэтому, когда Эйнштейн вычисляет отношение энергий света в подвижной и неподвижной системах, то он фактически вычисляет суммарный коэффициент искажения параметра, переданного при помощи распространения света. То есть

или при

где есть вычисленный суммарный коэффициент искажения величины передаваемой энергии.

По той же причине далее, когда Эйнштейн вычисляет давление света на зеркало, то, чтобы получить «согласие с другими теориями», ему приходится отбрасывать коэффициент, показывающий искажение величины давления при передаче его значения с помощью распространения света, выделяя в выражении

которое характеризует величину светового давления, наблюдаемую неподвижным наблюдателем, лишь ту его часть, которая относится непосредственно к самому явлению:

И это вполне естественно, так как, применяя преобразования Лоренца для вычисления параметров процессов, определяемых отражением от зеркала, он, в конечном счете, получает описание передачи этих параметров с помощью распространения света от движущегося источника из-за применения принципа относительности и преобразований Лоренца, что сопровождается появлением в уравнениях коэффициента, указывающего на искажение величины параметра, происходящее при такой передаче. И, чтобы получить реально значимые величины, ему приходится отбрасывать коэффициент этих искажений.

Получив таким образом совпадающее с «опытом и другими теориями» выражение, Эйнштейн заключает: «Примененным здесь методом могут быть решены все задачи оптики движущихся тел. …Благодаря этому, каждая задача оптики движущихся тел сводится к задачам оптики покоящихся тел». [32]

Если против первого заявления существенных возражений быть не может – специальная теория относительности действительно есть теория оптики движущихся тел, т.е. теория возникающих при этом радиооптических иллюзий, хотя и с определенными ограничениями и отнюдь не для всех известных явлений, – то второе заявление не соответствует действительности. Как уже было выяснено, применение преобразований Лоренца к параметрам движения тел в совокупности с принципом относительности само по себе является весьма условным приемом. Во-первых, при этом приходится переходить из абсолютной системы в относительную, а во-вторых, придание неподвижному (в абсолютной метасистеме) телу относительной скорости за счет движения наблюдателя, к которому переносятся параметры такого тела, возможно далеко не во всех случаях. Напротив, каждая подобная задача должна решаться строго индивидуально, с тщательным учетом и исследованием всех сопутствующих обстоятельств. Да и учет искажений, вносимых в этом случае в наблюдаемую картину процессом распространения электромагнитных волн, требует подробного анализа каждого такого случая в отдельности.

7. Преобразование уравнений Максвелла – Герца с учетом конвекционных токов

О преобразовании полей в специальной теории относительности было достаточно сказано в п. 4 настоящей работы. Добавление в теорию источников поля не вносит ничего нового в способ объяснения явления. Но, пытаясь построить электродинамику движущихся тел с этими источниками, Эйнштейн попадает в порочный круг. Построение всей своей электродинамики он, как известно, начинает с постулирования принципа относительности (первый постулат). Далее, на основании этого постулата и постулата независимости скорости света от движения источника следует вывод преобразований Лоренца. Далее, применяя эти преобразования к уравнениям Максвелла с учетом конвекционных токов, Эйнштейн показывает, что уравнения сохранили свою форму и в этом случае. Отсюда он выводит, что «электродинамическая основа лоренцовской электродинамики движущихся тел (в интерпретации А. Эйнштейна. – Л. М.) подчиняется принципу относительности, если исходить из наших кинематических принципов». [33]

Однако он в очередной раз «забывает» то обстоятельство, что для сохранения формы уравнений нужно было еще раз дополнительно применить к уравнениям принцип относительности, приняв, что штрихованные и нештрихованные параметры совпадают. Кроме того, эти самые кинематические принципы как раз и заключаются в применении принципа относительности ко всей теории. То есть, подчинив сначала этому принципу все свои построения, применив его в преобразованиях несколько раз, создав электродинамику, основанную на принципе относительности, в итоге, как следствие, как новый результат, Эйнштейн заключает, что такая электродинамика подчиняется принципу относительности. Классический circulus vitiosus! Кроме этого, здесь присутствует еще одно произвольное заявление, хотя и не имеющее столь решающего значения, как предыдущие два.

«Если представить себе, что заряды неизменно связаны с очень малыми твердыми телами (ионы, электроны), то эти уравнения являются основой электродинамики Лоренца и оптики движущихся тел». [34]

Поскольку гипотеза полевого строения всей материи на данный момент не доказана, а в используемые уравнения Максвелла и в итоговые уравнения, полученные Эйнштейном, принципиально не входит величина массы и другие параметры твердых тел, о которых говорит Эйнштейн, то распространять эту часть теории относительности на всю электродинамику Лоренца без специального обоснования было бы, по меньшей мере, некорректно. Соображения же по поводу оптики движущихся тел были уже высказаны в предыдущем разделе.

8. Динамика (слабо ускоренного) электрона

Настоящий раздел теории относительности был вызван к жизни желанием Эйнштейна объяснить результаты опытов Томсона и Кауфмана и тем самым подтвердить правильность своей теории.

По-прежнему ничего не меняя в логике и построениях специальной теории относительности по поводу движения заряженной частицы, попробуем выяснить соответствие формализма ее описания в теории физическому смыслу поведения массы частицы в электромагнитных полях.

Эйнштейн так описывает начальные условия рассматриваемого эксперимента: «Если электрон находится в покое в течение определенного промежутка времени, то в ближайший за ним элемент времени движение электрона, поскольку оно является медленным (выделено мной. – Л.М.), будет описываться уравнениями:

где – координаты электрона;

а µ – масса электрона.

Далее пусть электрон в течение определенного промежутка обладает скоростью v. Найдем закон, согласно которому электрон движется в непосредственно следующий за этим промежутком элемент времени». [35]

То есть, чтобы получить закон движения электрона для любой скорости в относительной лоренцевой системе отсчета, он принимает электрон, движущийся в абсолютной системе, за практически неподвижный (квазистационарный), поскольку второй постулат позволяет ему сделать такое предположение. Как выразился по этому поводу Паули: «Уже в своей первой работе Эйнштейн показал, что теория относительности позволяет сделать вполне определенные заключения о законах движения точечного заряда, движущегося в электромагнитном поле с произвольно большой скоростью, если эти законы известны для движения с бесконечно малой скоростью». [36]

Далее он принимает его движущимся со значимой скоростью, пытаясь таким образом создать подвижную систему. Но, когда Эйнштейн, конструируя относительное пространство, считает электрон движущимся со скоростью v, в ситуацию не привносится ничего нового. В обоих случаях это тот же самый электрон, с той же самой скоростью, независимо от того, считает ли Эйнштейн эту скорость бесконечно малой или значащей. Относительная скорость систем отсчета, сконструированных Эйнштейном, таким образом, равна нулю, расстояния между системами не существует, как не существует и запаздывания сигнала при передаче его из одной системы в другую, поэтому фактически никаких двух, движущихся относительно друг друга систем, в данном случае нет. И в том и в другом случае он остается в единственном покоящемся пространстве, где применимы только преобразования Галилея. Далее, помимо сказанного, для упрощения вычислений он выбирает момент движения электрона, при котором Мало того, что у него один и тот же электрон играет здесь две разные роли, так еще и происходит это в один и тот же момент времени и в одном и том же месте. В подобном случае прежние несоответствия усугубляются тем, что дополнительно устанавливается отсутствие расстояния между подвижной и неподвижной системами, а также запаздывания сигнала между ними. А это в целом означает, что никаких относительных систем отсчета, как уже было замечено, он не создал и описание, сделанное Эйнштейном, относится к единственной абсолютной системе отсчета, где применимы лишь преобразования Галилея.

Поэтому уравнения

тождественно и построчно равны уравнениям

т.е. это одни и те же уравнения, а все дальнейшие выкладки есть не что иное, как математическая спекуляция, не имеющая никакого отношения к физике явления. Поэтому, не разбирая дальше его построения, посмотрим, что же на самом деле следует из них относительно слабо ускоренного электрона. В конечном итоге он получает:

откуда делается вывод, что с увеличением скорости масса электрона растет, что является произвольным толкованием полученного выражения. Если преобразовать эти выражения к используемому в нашей работе стандартному виду (ч.1, разд. 2)

то можно наглядно увидеть истинный физический смысл полученных уравнений.

Рассмотрим полученные выражения c точки зрения правил самой теории относительности.

Здесь – действительно заданная в движущейся системе величина силы, действующей на электрон;

– параметры движения электрона, наблюдаемые неподвижным наблюдателем и соответствующие величине действующей на него силы, которая из-за движения системы отсчета будет отличаться от силы, непосредственно заданной в самой движущейся системе;

– коэффициенты искажения действительно заданной силы, возникающие вследствие движения системы отсчета. При этом здесь мы не комментируем то обстоятельство, что и движущаяся, и неподвижная системы – это один и тот же электрон, а исходим исключительно из формализма данного раздела теории относительности. Поэтому наше толкование в точности соответствует ранее полученным (ч. 1 разд. 2) выводам. То есть если даже принять построения Эйнштейна в том виде, в каком они были представлены, не обращая внимания на то, что они не имеют никакого отношения к физике описываемого явления, из них видно, что и в этом случае масса заряженной частицы при равномерном движении с высокими скоростями остается неизменной, равной массе покоя, а сила, приводящая ее в движение, падает пропорционально росту ее скорости. При этом одновременно устраняется еще одна, заявленная Эйнштейном, произвольная гипотеза, не имеющая физического смысла, а именно, деление массы на продольную и поперечную. Вместо несуществующих продольной и поперечной масс появляется продольная и поперечная компоненты вектора силы, действующей на частицу, что, напротив, имеет глубокий физический смысл. Соответственно, и выражение для кинетической энергии электрона, выведенное Эйнштейном, выглядит теперь по-иному:

Отсюда вытекает, что скорость движения частицы ограничивается вовсе не принципиальной невозможностью достичь скорости света из-за роста массы, а, скорее, трудностью электромагнитными способами сообщить ей необходимую для этого энергию.

Из всего представленного видно, что в данном случае теория относительности в применении к движению заряженных частиц в интерпретации Эйнштейна не объясняет реального механизма их движения в электрических и магнитных полях. Выводы, которые он делает, отличаются от истинного содержания полученных им выражений. Поэтому, обозревая электродинамическую часть статьи «К электродинамике движущихся тел» в целом, можно сделать следующие неоспоримые заключения:

1. Специальная теория относительности Эйнштейна есть теория оптики движущихся тел, удовлетворительно описывающая распространение света от движущегося источника при его движении с большими скоростями, например, эффект Доплера, звездную аберрацию и другие радиооптические иллюзии. Она удовлетворительно описывает передачу информации о процессах, а не сами процессы, как таковые.

2. Применение специальной теории относительности к объяснению движений макроскопических тел, не сопровождающихся одновременным распространением света от этих тел к наблюдателю, приводит к недостоверным, парадоксальным результатам вследствие выхода за пределы применимости теории.

3. Специальная теория относительности не объясняет реального механизма взаимодействия движущихся зарядов и электромагнитных полей, подменяя объяснение особенностей такого вида взаимодействий утверждением об изменении свойств пространства и времени при движении.

4. Из собственных построений специальной теории относительности не следует, что масса тела зависит от изменения его скорости, но при попытках увеличить скорость частицы с помощью воздействия электрических и магнитных полей сила, действующая на заряженную частицу, падает пропорционально увеличению её скорости, что ограничивает возможности сообщения частице дополнительной энергии.

Таким образом, как и предвидел сам Эйнштейн, то, что сто лет назад казалось оригинальным, смелым и изящно объясняющим электродинамические явления, в настоящее время выглядит искусственным, надуманным или просто неверным.

Часть 3. Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии?

В первой и второй частях настоящего исследования была проанализирована статья Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» и было показано, что если не подвергать сомнению правильность исходных предпосылок (постулатов) и не изменять дальнейшие построения теории, строго придерживаясь представлений Эйнштейна о природе и свойствах электромагнитных волн и способах их распространения, то специальная теория относительности Эйнштейна, являясь обычной физической теорией, имеет очень узкую область применения. Эта теория описывает исключительно радиооптические иллюзии, возникающие при распространении света (или электромагнитных волн другого диапазона) от движущихся тел к неподвижному наблюдателю, и не может, в силу внутренних ограничений, описывать другие явления. В пределах области своего применения (распространения света от движущихся тел) она удовлетворительно объясняет физические процессы, являясь, с другой стороны, теорией, точность которой ограничена внутренними начальными условиями.

Применение же ее для объяснения широкого круга явлений, выходящих за область применимости теории, неизбежно влечет за собой появление необъяснимых парадоксов (вроде парадокса Эренфеста) и противоречию с опытными данными.

Оставаясь на прежней позиции, т.е. ничего не меняя в исходных предпосылках и построениях теории, попробуем теперь проанализировать вывод и обоснование Эйнштейном эквивалентности массы и энергии в его статье «Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии?»

1. Формула Томсона и спекуляции Эйнштейна

В своей книге «Электричество и материя», посвященной электрическим и магнитным явлениям, Дж.Дж.Томсон, поскольку описывает свойства электромагнитного поля, выводит формулу, которую позже заново вывел Эйнштейн:

где E – электростатическая энергия в единице объема;

M – масса связанного, увлекаемого эфира;

V – скорость света.

С точки зрения теории увлекаемого эфира, соотношение, выведенное Томсоном, является логичным, прозрачным и не допускающим ложных толкований. Что в этой формуле наиболее важно, так это принадлежность массы и категория энергии. Масса принадлежит эфиру, а энергия – электрическому полю. Независимо от истинности или ложности представлений Томсона относительно эфира, общая логика доказательства строго соответствует исходным посылкам и в процессе доказательства ничем не нарушается.

Эйнштейн, который переосмыслил саму формулу, такой строгостью подхода к доказательствам, как мы увидим позже, не отличался. В статье «Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии?» начинает он с энергии плоских волн:

применяя к энергии волны в неподвижной системе преобразования Лоренца.

Здесь Эйнштейн опять заявляет, что такой (ℓ^') будет энергия плоских волн света, «отнесенная к системе (ξ, η, ζ)».Тем самым в очередной раз создается иллюзия, что энергия непосредственно измеряется в движущейся системе, в то время как она наблюдается из движущейся системы. Если энергия непосредственно измеряется (ℓ), то у Эйнштейна это означает, что она измерена в абсолютной неподвижной галилеевой системе (в покоящемся пространстве). В противном случае значение энергии, распространяющейся из неподвижной системы волны, должно было бы наблюдаться из подвижной системы, а истинное ее значение мы могли бы только вычислить, поделив полученное при этом наблюдении значение на релятивистский радикал.

Итак, мы имеем энергию плоских волн света, измеренную в абсолютной неподвижной системе отсчета. Далее Эйнштейн применяет к этому значению преобразования Лоренца, т. е. описывает картину наблюдения из движущейся системы измеренного ранее значения энергии. А как неоднократно было объяснено и показано, при таком наблюдении из-за движения системы и запаздывания сообщения появляется ошибка в параметре, измеренном первоначально в неподвижной системе. В данном случае эта ошибка равна

То есть в представленном выражении ℓ^' – значение энергии плоской волны, наблюдаемой из движущейся системы отсчета, ℓ – значение энергии, измеренное в неподвижной системе отсчета непосредственно. Таким образом, оба значения принадлежат одному и тому же физическому параметру одного и того же процесса, в штрихованном случае искаженному при передаче его распространением света. Если бы наблюдатель был неподвижен то значения измеренного и наблюдаемого параметра совпадали бы:

но наблюдатель движется, и это движение вносит в величину энергии, им регистрируемую, соответствующее скорости его движения искажение. Физический смысл уравнения, которое приводит Эйнштейн, заключается не в том, насколько реально различается энергия волны в разных системах, а в том, что вычисляется, во сколько раз при этом искажается переданный параметр. Никакого иного смысла в приведенном отношении нет и быть не может.

Далее Эйнштейн вводит энергию покоящегося тела E₀. При этом он никак не объясняет, что это за энергия. Если Томсон прямо говорит, что E – это энергия электростатического поля, что физически вполне понятно, то Эйнштейн не раскрывает физического смысла введенной энергии покоящегося тела и, как мы увидим впоследствии, делается это не случайно.

Далее, проделывая с введенной таким образом неопределенной энергией различные преобразования, Эйнштейн получает уравнение

и заключает: «В этом соотношении обе разности вида имеют простой физический смысл. Величины H и E представляют собой значения энергии одного и того же тела, отнесенные к двум координатным системам, движущимся относительно друг друга, причем тело покоится в одной из систем [в системе (x , y , z)]. Таким образом, ясно, что разность может отличаться от кинетической энергии K тела… только на некоторую аддитивную постоянную C…». [40]

Тут приходится предполагать: либо Эйнштейн совершенно не понимал физического смысла полученного уравнения, что маловероятно, либо понимал, но в угоду поставленной цели – превратить специальную теорию относительности в выдающееся событие в науке – сознательно вводил исследователей в заблуждение.

Величина E₀, по Эйнштейну, действительно представляет собой некую энергию тела, измеренную непосредственно в абсолютной неподвижной системе. Но величина H₀ вовсе не является величиной энергии, как утверждает Эйнштейн, отнесенной, т. е. измеренной в подвижной системе. Величина H₀ есть значение энергии E₀, перенесенное к неподвижному наблюдателю с помощью света или электромагнитного излучения другого диапазона. (Для того чтобы наблюдать энергию в подвижной системе, необходимо сначала перенести туда этот параметр с помощью света или электромагнитного излучения иного диапазона.) При этом согласно принципу относительности, тело считается движущимся со скоростью -v. Мало того, что оба значения E₀ и H₀ принадлежат одному и тому же параметру в одном и том же эксперименте, во втором случае измененному за счет запаздывания электромагнитных волн, переносящих информацию об этом параметре, так еще и сам по себе физический смысл этого параметра Эйнштейном не определен. И разности вопреки его утверждению, ни при каких условиях не могут иметь смысла кинетической энергии, или, как он утверждает, «отличаться от кинетической энергии K тела на некоторую аддитивную постоянную C», так как к кинетической энергии движущегося тела они вообще имеют весьма отдаленное отношение.

Поясним этот вывод. Если из неподвижного тела происходит испускание световой волны, уносящей энергию в разные стороны, значит, внутри него существует некий процесс, который эту волну генерирует. Для этого процесса действительно существует уравнение

в котором значения некоторой, не определенной Эйнштейном энергии процесса до излучения E₀ и после него E₁ непосредственно определяются в абсолютной неподвижной системе отсчета (в соответствии с преобразованиями Галилея).

Если теперь применить к выражению для этой энергии преобразования Лоренца, то получим значения наблюдаемой энергии до излучения H₀ и после излучения H₁, соответствующие значениям измеренной энергии до излучения E₀ и после излучения E₁, которые переносятся в движущуюся систему с помощью распространения электромагнитного излучения, если такое в принципе возможно. То, что мы можем измерить значение E₀ и E₁, еще не говорит о том, что мы можем эти значения передать.

Но если такое возможно, то имеет место равенство:

где радикал есть коэффициент искажения параметра L при наблюдении его из движущейся системы с помощью распространения электромагнитной волны. Разности представляют собой величины разностей излученной энергии, измеренные в первом случае непосредственно в абсолютной неподвижной системе координат, а во втором – наблюдаемые из подвижной системы.

Разность

показывает, на какую величину изменяется наблюдаемая из подвижной системы с помощью распространения электромагнитного излучения энергия тела, по сравнению с той же энергией, измеренной в абсолютной неподвижной системе до излучения. То есть какова погрешность наблюдения величины энергии тела из подвижной системы до излучения, появляющаяся за счет движения наблюдателя.

Разность

показывает, на какую величину изменяется наблюдаемая из подвижной системы с помощью распространения электромагнитного излучения энергия тела по сравнению с той же энергией, измеренной в абсолютной неподвижной системе, после излучения. То есть какова погрешность наблюдения величины энергии тела из подвижной системы после излучения.

Соответственно, разность

физического смысла, заявленного Эйнштейном, не имеет, так как показывает, на какую величину изменяется погрешность между наблюдаемыми в относительной и измеренными в абсолютной системе значениями энергии до излучения и после излучения. Иными словами, насколько изменится погрешность наблюдения величины энергии тела из подвижной системы, если брать ее до излучения и сравнивать с той же погрешностью после него. Эта погрешность пропорциональна скорости перемещения подвижной системы и величине самой излученной энергии, но не имеет никакого отношения к кинетической энергии, так как процесс излучения энергии относится исключительно к внутренним процессам, происходящим в теле, вклад в которые движение отдаленного наблюдателя в принципе иметь не может, так как Эйнштейном подчеркивается, что в данном эксперименте излучающее тело принципиально остается неподвижным.

То есть излучение тела и движение наблюдателя не имеют между собой причинно-следственной связи.

Манипулируя величиной не определенной им энергии внутренних процессов в неподвижном теле, Эйнштейн пользуется приемом подлога физического смысла рассматриваемого явления – выдает наблюдаемые издалека изменения в процессе, возникающие за счет изменения условий наблюдения, за изменения реальные, физически существующие в месте нахождения самого процесса. У него получается, что движение отдаленного наблюдателя является причиной изменения внутренней энергии тела невыясненной природы, чего не может быть уже по определению. Как бы мы ни применяли принцип относительности, в той метасистеме, где проводится эксперимент, реально движется наблюдатель, а волна излучается из неподвижного тела, поэтому движение наблюдателя ни при каких условиях не может служить причиной изменения величины излучаемой энергии. Движение наблюдателя вызывает искажение наблюдаемого значения энергии, но не меняет саму эту измеренную энергию.

И, следовательно, вывод Эйнштейна ложен, а соотношения:

неверны категорически. Что полностью отменяет основанные на этих соотношениях дальнейшие построения. Заметим дополнительно, что мы не внесли в эти построения ничего нового, а пользовались исключительно выкладками самого Эйнштейна.

Отсюда видно, что попытка некритического применения принципа относительности и преобразований Лоренца к измерению энергии плоской световой волны приводит не к разъяснению физики явлений при излучении света, а к полному искажению существующих представлений о природе этих явлений.

А потому представленные Эйнштейном выкладки относительно связи массы и энергии физического смысла не имеют.

В отличие от формулы Томсона, основывающейся на произвольных, но все же физически понятных для своего времени предпосылках, преобразования Эйнштейна представляют собой не что иное, как попытку путем математических манипуляций, не имеющих даже намека на физический смысл, во что бы то ни стало и вопреки всем правилам исследовательской этики получить формулу Томсона, но уже для материальных тел. Из представленного видно также, что доказательство Эйнштейна не имеет ценности для объяснения поведения массы тела при излучении и не может приниматься как серьезный элемент физической теории. Перед нами примитивная и незамаскированная математическая подгонка вычислений под заранее заданный результат.

Вместо понятного и прозрачного доказательства эквивалентности массы и энергии Эйнштейн представил запутанные математические спекуляции, не имеющие ни физической, ни математической ценности, основанные на очередном подлоге физического смысла в явлениях излучения электромагнитных волн. Нужно заметить при этом, что физический смысл полученной формулы мы не обсуждаем и не комментируем. Речь идёт исключительно о способе её вывода.

Пройдя шаг за шагом все доказательства Эйнштейна, можно увидеть, что для него физический смысл получаемых выражений находится отнюдь не на первом и даже не на втором месте в его теории. Во-вторых, можно сказать, что соответствие получаемых им спекулятивно-математическим способом физических зависимостей явлениям природы его вовсе не заботит, поскольку цель Эйнштейна заключается не в выяснении сущности природных явлений, а исключительно в получении сенсационных и парадоксальных выводов.

На этом анализ основополагающих статей специальной теории относительности и следствий, из них вытекающих, мы заканчиваем. Задача, поставленная в самом начале исследования, выполнена полностью и окончательно. Показано, что специальная теория относительности есть теория излучения или отражения света от движущихся тел, которая распространена автором на явления, далеко выходящие за пределы области ее применения.

Представленный здесь анализ наглядно демонстрирует, каким образом, не обращая внимания на суть физических явлений, пренебрегая элементарными правилами теоретического исследования, с помощью постоянной подмены понятий и математической подгонки вычислений под нужный результат, Эйнштейн строил свою теорию.

Соответственно, все дальнейшие построения современной теоретической физики, выстроенные на основе и с помощью специальной теории относительности, ввиду ложности исходных предпосылок, требуют тщательного исследования и кардинальной переработки.

Двигаясь предложенным путем, возможно постепенно освободить теоретическую физику от нагромождений несостоятельных и изначально ложных построений, накопившихся в результате безраздельного господства специальной теории относительности за последние сто лет. Но это – тема уже для других исследований.

Заключение

Перед предпринятым анализом специальной теории относительности стояла задача: ничего не меняя в ее содержании, внимательно рассмотреть исходные положения и полученные результаты с целью выяснения истинного физического смысла основных представлений теории о свойствах пространства и времени и полученных при применения этих представлений результатов. Одновременно проводился тщательный анализ приемов, применяемых в теории, при осуществлении доказательств ее положений. При этом начальные условия теории и ее построения принимались без каких-либо изменений.

Поставленная задача успешно выполнена: теория рассмотрена до границ основополагающих результатов, послуживших основанием разработки Новой релятивистской физики. В результате проделанной работы выяснен физический смысл основного инструмента, использованного Эйнштейном для построения теории, – преобразований Лоренца и принципа относительности.

Было выявлено, что преобразования Лоренца представляют собой описание передачи значений физических параметров из подвижной системы отсчета в неподвижную с помощью распространения света либо электромагнитного излучения других диапазонов. Это свойство преобразований Лоренца лежит в основе теории относительности, составляет ее фундамент, но полностью игнорируется Эйнштейном, который использует для видимости объяснения исследуемых явлений другие утверждения, чаще всего произвольные и недоказанные. Это делается для того, чтобы придать теории относительности вид «грандиозного» и «революционного» прорыва к новой «постньютоновской» физике. Между тем с учетом выявленного свойства преобразований Лоренца всякая сенсационность теории относительности исчезает, а предполагаемые Эйнштейном «необычайные физические свойства пространства и времени» получают простое и понятное объяснение в рамках традиционной фундаментальной физики. Принцип относительности используется Эйнштейном для того, чтобы придать неподвижной системе отсчета и находящимся в ней процессам движение со скоростью -v относительно подвижной системы, считающейся в этом случае неподвижной вместе с находящимся в ней наблюдателем. При этом Эйнштейном не учитывается, что подобные начальные условия для значимых физических параметров допустимы не во всех рассматриваемых в его теории случаях. Кроме того, в теории постоянно используются искусственные приёмы, как например, придание неподвижному в абсолютной системе отсчёта объекту определённой скорости за счёт движения наблюдателя или изменение течения внутренних процессов в этом объекте за счёт того же движения независимого наблюдателя.

Благодаря проделанному анализу были сделаны следующие неоспоримые выводы относительно представлений о свойствах пространства, времени и материи, на самом деле и вопреки утверждениям ее автора содержащиеся в положениях теории относительности:

1. Истинный физический смысл теории относительности заключается в том, что она описывает передачу информации о процессах, а не процессы сами по себе. Преобразования Лоренца при этом описывают лишь кажущиеся изменения параметров, возникающие вследствие переноса их значений из движущейся системы в неподвижную с помощью распространения света. Свет, переносящий информацию о наблюдаемых явлениях, как этого требует применение преобразований Лоренца, испускается движущимся или отражается от движущегося объекта. То есть теория относительности есть теория, описывающая радиооптические иллюзии, возникающие при движении материальных тел, наблюдаемых неподвижным наблюдателем.

2. Время в движущейся системе отсчета не изменяется. Продолжительность одного и того же процесса в движущейся равномерно и прямолинейно и неподвижной системах отсчета одинакова. Все изменения временного промежутка при движении тела регистрируются лишь у отдаленного наблюдателя при наблюдении им движения тела с помощью распространения света или электромагнитных волн другого диапазона.

3. Размеры физических тел при движении не изменяются. Видимое изменение размеров твердых тел при движении также регистрирует только отдаленный наблюдатель.

4. Масса движущегося тела не зависит от скорости его движения.

5. Скорость света не является предельной скоростью, возможной в природе. Она является предельной наблюдаемой скоростью.

6. Доказательства эквивалентности массы и энергии, представленные Эйнштейном, физического смысла не имеют.

7. Пространство-время физически не существует, представляя собой лишь удобную математическую абстракцию.

8. С представленной точки зрения практически полностью устраняются парадоксы и несуразности специальной теории относительности.

Эти выводы были сделаны, исходя из подлинных и неизменённых построений специальной теории относительности при тщательном их исследовании.

Что касается методики, использованной Эйнштейном, то, помимо некритического применения преобразований Лоренца и принципа относительности ко всем без разбора физическим явлениям, в качестве рабочего инструмента им постоянно используются запрещенные в научном методе приемы подмены понятий и введения произвольных недоказанных утверждений.

Относительно достоверные научные результаты получены Эйнштейном только в случаях, когда речь идет об испускании или отражении света телами, движущимися с высокими скоростями. То есть специальная теория относительности есть теория отражения, либо испускания света или электромагнитных волн другого диапазона от движущихся объектов, и описывает наблюдаемые при этом радиооптические иллюзии, хотя вследствие многочисленных внутренних ограничений теория Эйнштейна не является точной теорией. В целом эта теория является обычным научным исследованием, проведённым, к сожалению, с многочисленными нарушениями общепринятых норм и правил, принятых в фундаментальной физике. Поскольку она посвящена довольно узкой научной проблеме, то использовать теорию относительности для объяснения проблем, относящихся к основам строения и взаимодействия элементов мироздания, есть прямое нарушение норм элементарной научной этики.

Сенсационные, парадоксальные результаты, благодаря которым специальная теория относительности завоевала широкую общественную известность, получены именно в результате распространения ее построений на объяснение физических явлений, которые находятся вне пределов области ее компетенции. Ввиду ложности истолкования Эйнштейном основных результатов созданной им теории и распространения их на области явлений, не относящихся к области ее применимости, необходим тотальный анализ и пересмотр всех физических представлений, полученных на основе и при применении этой теории. Что позволит со временем преодолеть общий и всеобъемлющий кризис фундаментальной физической науки.

Список литературы

1. Эйнштейн, А. Теория относительности / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 418.

2. Эйнштейн, А. К электродинамике движущихся тел / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 12—13.

3. Эйнштейн, А. Сущность теории относительности / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 2. – М.: Наука, 1965. – С. 21.

4. Эйнштейн, А. Теория относительности / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 8.

5. Там же. С. 18.

6. Там же. С. 18—19.

7. Там же. С. 19.

8. Эйнштейн, А. Сущность теории относительности / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 2. – М.: Наука, 1965. – С. 24.

9. Эйнштейн, А. К парадоксу Эренфеста / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 187.

10. Эйнштейн, А. К электродинамике движущихся тел / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 19.

11. Там же. С. 20.

12. Там же. С. 21.

13. Там же. С. 21.

14. Эйнштейн, А. Сущность теории относительности / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 2. – М.: Наука, 1965. – С. 30.

15. Там же. С. 26.

16. Там же. С. 24

17. Эйнштейн, А. О принципе относительности / А.Эйнштейн // Собр.науч. тр.:

в 4 т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 396.

18. Эйнштейн, А. К электродинамике движущихся тел / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 7.

19. Там же. С. 8.

20. Там же. С. 22.

21. Там же. С. 25.

22. Там же. С. 10.

23. Фейнман, Р. Фейнмановские лекции по физике: в 9 т. Т. 5 / Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. – М.: Мир, 1966. – С. 266—273.

24. Lorentz, H. A. Electromagnetic Phenomena in a System Moving with any Velocity Smaller than That of Light. – Amsterdam: Proc. Acad Sc., 6, 809, 190

25. Poincare, H. Sur la dynamigue de l´electron. Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo, XXI, 129, 1906.

26. Эйнштейн, А. К электродинамике движущихся тел / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 25.

27. Там же. С. 27.

28. Там же. С. 28.

29. Там же. С. 28.

30. Там же. С. 28.

31. Там же. С. 30.

32. Там же. С. 30.

33. Там же. С. 31.

34. Там же. С. 30—31.

35. Там же. С. 32.

36. Паули, В. Теория относительности. – М.: Наука, 1991. – С. 116.

37. Томсон, Дж. Дж. Электричество и материя. – М.: Л.: Гос. изд-во, 1928. – С. 32.

38. Эйнштейн, А. Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии / А. Эйнштейн // Собр. науч. тр.: в 4 т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 36.

39. Там же. С. 37.

40. Там же. С. 37.

41. Там же. С. 37.

Приложение №1
L.M.Mertsalov
The relativity of simultaneity and Lorenz transformations

Abstract

In this book Albert Einstein’s articles "On the electrodynamics of moving bodies" and "Does the inertia of a body depend on the energy contained in it?", fundamental to the theory of relativity, are considered, in order to clarify the physical meaning of the "relativity of simultaneity" and the relativistic radical that is present in the Lorentz’ transformations, as well as the "dependence of the body's mass on the increase in its speed." A detailed analysis of the articles shows that the "relativity of simultaneity" has a simple explanation as the effect of distorting the message while it is transmitted using the propagation of light. It is also shown that in a moving frame of reference time, dimensions of solids and mass remain unchanged, and all their changes are registered (fictitious) and can be detected only by a distant observer. It was found out that the special theory of relativity was a theory that described only the emission and reflection of light by moving objects, and for this reason couldn’t describe other physical phenomena.

Приложение №2
Авторская справка

Автор – Мерцалов Леонид Михайлович

Год рождения – 1943г.

Образование – высшее, магистр

Специальность – Физик. Ядерная физика

Место работы по специальности – 1970 – 1980г.г.– Алматы.

ИЯФ АН Казахской ССР, лаборатория масс-спектрометрии

Научный руководитель – Кельман В.М., академик АН КазССР

Место жительства – г.Тамбов, ул.Астраханская, д.№ 187«а»

E–mail – leomer@rambler.ru

Тел. +7-953-714-22-70

Зарегистрировано в базе данных (реестре) Российского авторского общества КОПИРУС за № 022-013980 от 02 августа 2022г.