Аннотация: И ремарки, упорядоченные, в ответ на статью В.В. Пименова
Статья [1], присланная мне автором, породила несколько замечаний.
1. ЧТО ЕСТЬ ВРЕМЯ, ЧТО ЕСТЬ ПРОСТРАНСТВО?
Цитата к месту:
"Автор утверждает, что никакого "времени", как самостоятельной физической сущности НЕТ". "Пространство, время и ДВИЖЕНИЕ - неразделимы..." [1].
Я полагаю, что время и пространство - система координат, и не более.
Мои взгляды в этом кардинально отличаются от взглядов релятивистов, называющих время и пространство - аргументами системы отсчета, а также физической данностью, на которую можно воздействовать как на любую иную физическую данность.
Поясню. Если линейка существует, как реальность, её можно сломать. Тогда новой реальностью будет сломанная линейка, а целой линейки уже не будет существовать.
Мы не можем поступать так с абстрактными понятиями. Невозможно сломать понятие "метр". Как материальная сущность, метра в природе не существует (я не имею в виду эталон метра, хранящийся в палате мер и весов). Точно также не существует реально "секунда". Именно поэтому и метр, и секунда - объективные понятия. Теорема Пифагора нигде не хранится - она попросту выполняется. А вот рукопись Пифагора могла бы где-то храниться. Рукопись можно уничтожить, справедливость теоремы можно доказать, или, если она ошибочна, опровергнуть. Но теорема объективно либо справедлива, либо нет, не зависимо от того, знаем мы её, или нет, считаем её верной, или считаем ошибочной. В момент, когда люди доказывают новую теорему, не меняется её истинность, меняется истинность представлений людей об этой части знаний. Точно также время и пространство истины, не зависимо от наших о них представлениях.
Система координат - объективная мера.
Система отсчета, введенная в теории относительности, - субъективная МАТЕРИАЛЬНАЯ совокупность 1) тела, достаточно массивного, чтобы движения всех элементов в задаче не смещало центра масс всей системы (чего никогда не достигается) и достаточно "жесткого" и в некотором смысле "неподвижного", чтобы задать меру расстояний и направлений (чего тоже никогда не достигается); 2) часов (идеализированных, но не настолько абстрактных, чтобы их ход не зависел от условий эксперимента); 3) сооруженных на этом недостижимом материальном базисе идеализированных надстроек в виде четырехмерной системы координат - меры расстояний (три координаты) и времени (четвертая координата).
Я отвергаю систему отсчета за ненадобностью, но готов рассуждать о ней в базисе привычной системы координат.
Так же точно, как я отвергаю за ненадобностью фанерное доказательство теоремы Пифагора, коль скоро имеется её геометрическое доказательство, но относительно любого фанерного треугольника я могу на основании теоремы Пифагора дать некоторые определенные заключения. Мера ошибочности этих заключений будет определяться отнюдь не ошибочностью теоремы Пифагора, а ошибочностью исполнения и, что очень важно, ошибочностью метрологического обеспечения.
Плохо изготовленный прямоугольный треугольник столь же мало опровергает теорему Пифагора, как несовершенная линейка.
Несовершенный опыт не опровергает законов пространства и времени.
Если несовершенство опыта определяется не недостаточным искусством экспериментатора, а неотъемлемой для всякого реального опыта ошибкой, опыт становится несовершенным в принципе. Такой опыт в принципе не может выявить некоторых особенностей реальности, и поэтому он имеет меньший вес, чем теория, учитывающая это несовершенство.
В любом опыте по измерению сторон треугольника, отсчеты получаются с некоторой заданной погрешностью и округляются до соответствующих единиц. Следовательно, ни в одном реальном опыте при измерении реальных отрезков длин никогда не могут быть получены иррациональные числа, все результаты всегда имеют конечное число знаков после запятой. Эти эксперименты отнюдь не доказывают, что отношение квадрата к его диагонали является рациональным числом. Теория это утверждает на основе более сильных аргументов, чем НЕСОВЕРШЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ. Зная причину погрешности измерений, мы обязаны ограничить широту выводимых заключений.
Поэтому хотя физика - наука экспериментальная, она также как и чисто теоретическая наука (например, геометрия), нуждается в теоретических положениях, аксиомах. Но аксиомы физики не должны противоречить друг другу, они не должны пополняться неограниченно, они должны служить полным и понятным основанием для дальнейших теоретических выводов. Аксиоматика, принимаемая в теории относительности, этим правилам не отвечает. Творцы и продолжатели теории относительности пополняют запас аксиом произвольно, причем, зачастую в аксиомы попадают не только положения, которые могли бы быть получены как следствие уже известных аксиом, теорий и математических соотношений, но и ошибочно трактуемые результаты экспериментов.
Геометрия не требует экспериментального доказательства ни одной из своих теорем. Физика также этого не требовала бы, если бы исходный базис аксиом был бы достаточен для описания всего реального мира в сочетании с правилами логики и математики. В этом случае экспериментальная физика была бы не нужна, все открытия производились бы "на кончике пера".
Такого базиса для физики не существует, но едва ли кто-то будет всерьёз опровергать утверждение, что возможность сократить количество изначальных аксиом, не сокращая логичность в изложении физики и, как минимум, не уменьшая количество следствий и их совпадение с практикой - такая возможность явилась бы значительным шагом в развитии физики. Поэтому те, кто взахлеб хвалят квантовую теорию, должны были бы, кажется, прислушаться к простому утверждению, что квантовая теория может быть построена отнюдь не на постулатах, а как простое следствие классической физики с привлечением аппарата теории автоматического управления, и квантовый характер энергии вовсе не обязательно считать данностью свыше - во всех явлениях, где он проявляется, можно подвести теоретическую базу, объясняющую причину такого проявления.
Но точно так же, как котенок отворачивается первый раз от миски молока, пока его не ткнёшь в это молоко мордой насильно, также точно и по тем же самым причинам современная физика отворачивается от теоретического обоснования квантовой природы известных физических явлений, которую можно ОБЪЯСНИТЬ, не постулируя.
Физика, в отличие от геометрии, имеет дело не только с формой, но и с содержанием предметов. Для геометрии достаточно сказать, что тело - шар, для физики шар из свинца и шар из пенопласта - не одно и то же. Геометрия не имеет дела с силами, с инерцией и другими физическими понятиями, не имеет дело со структурой вещества. Но пока отвлечемся от этого.
Разница между физикой и геометрией состоит (в том числе еще и) в том, что геометрия изучает статические явления, поэтому рассмотрение времени не нужно, а динамическая ошибка полностью отсутствует. Физика же изучает динамические явления, и коль скоро динамическая ошибка не только присутствует, но и имеет свои верхние пределы, снижение ниже которых принципиально (!) невозможно, поэтому любое практическое измерение непременно будет опровергать теорию, если мы упреждающим образом не внесем в правило обработки результата методику, вычисляющую и исключающую ошибку эксперимента.
В этом случае пространство и время остаются вполне легальной мерой, абсолютно объективной, не зависящей от свойств и методики эксперимента.
Данный тезис легко проверить на любом конкретном ТЕОРЕТИЧЕСКОМ примере, и никакое экспериментальное действие не может опровергнуть его по той простой причине, что никакое экспериментальное измерение не свободно от динамической ошибки измерений, порождаемой конечностью скорости света. И всё это - потому, что мы не можем ничего измерить В ПРИНЦИПЕ, а всё можем измерять лишь ПОСРЕДСТВОМ электрических, оптических, электромагнитных измерений или иных измерений, где используется электромагнитное поле, свет, или иная физическая данность, распространяющаяся, во всяком случае, не быстрее, чем скорость света в вакууме. Следовательно, в любом нашем измерении динамическая ошибка в принципе всегда существует. Поэтому наши суждения о времени и пространстве, взятые только лишь из эксперимента, всегда ошибочны.
Зная об ошибочности суждений, мы не обязательно вслед за Эйнштейном должны принять отсутствие истинных значений тех величин, которые мы не способны измерить в принципе. Есть другой путь: мы можем допустить их объективное абсолютное существование, но оговорить, что этот абсолют принципиально может быть измерен лишь с погрешностью. Наши измерения времени и пространства всегда ущербны, но это не отрицает абсолютность хода времени и абсолютность меры в пространстве.
Любое физическое явление в этом смысле ничуть не лучше измерений - при взаимодействии объекты откликаются не на истинные параметры объектов, воздействующих на них, а на воспринимаемые. Луна притягивается не к истинному центру масс Солнечной системы, который занимает определенное положение в данный момент, а к воспринимаемому ей центру масс, а это восприятие несколько искажено в связи с конечной скоростью распространения гравитационных воздействий в пространстве. И не важно, что мы не можем определить эту ошибку - достаточно, что мы понимаем, что она существует, и зависит от тех величин, которые мы даже можем не знать.
Итак, время и пространство существуют абсолютно и совершенно независимо от нашего ошибочного их восприятия. Ошибка в большинстве задач очень мала, но именно эта ошибка составляет предмет ошибочных теоретических построений теории относительности.
Восприятие некоторой величины в данной системе отсчета будет иметь, как минимум, общую компоненту погрешности для всех метрологических и иных средств измерения и восприятия в данной системе отчета, в данной точке и в данное время. В этом смысле эта компонента ошибки лишь создает видимость того, что все измерительные приборы будут показывать одно и то же, следовательно, результат измерения будет объективно верен. Просто-напросто все измерительные приборы будут давать одну и ту же компоненту погрешности, определяемую отнюдь не качеством приборов, а методической погрешностью, возникающей при дистанционном измерении быстро меняющихся процессов посредством воздействия, распространяющегося с ограниченной скоростью.
Только и всего.
Объективно неверное восприятие темпа времени в подвижной относительно нас системе отнюдь не делает темп времени в этой системе иным.
Пространство и время абсолютны, ошибки восприятия и измерения неустранимы, но истинной величиной все же остается отнюдь не одинаково неверно воспринятая величина, а та, которая не может быть воспринята, но может быть вычислена, если принять во внимание погрешность метода.
Время нигде и никогда не замедляется и не ускоряется, пространство нигде и никогда не укорачивается, не удлиняется, не искривляется, время и пространство - инвариантные по отношению к системе координат абстрактные понятия, не изменяемые ни в каких экспериментах, ни в какой реальности.
Данный тезис трудно будет переварить релятивистам, как трудно было бы директору дореволюционной гимназии согласиться, что девочки и мальчики могут ходить в один класс.
Пространственная система координат нужна для ОБЪЕКТИВНОГО описания геометрических данностей в статике (она основана на восприятии субъективном, но субъективность устраняется обратным решением задачи), а время - дополнительная координата для ОБЪЕКТИВНОГО описания явлений в развитии, в динамике.
Метрика пространства и время - отнюдь не физические реальности, это - абстракции, являющиеся БАЗИСОМ для изучения любой реальности, этот базис не подвергается ни сжатию, ни растяжению, ни искривлению, ни иной трансформации. Точки отсчета всех базисов могут быть выбраны произвольно, и при переходе из одного выбранного базиса к другому правила даются принципом относительности Галилея, не имеющим ничего общего с "теорией относительности".
Изменения масштабов реальных объектов не влечет за этим изменение масштаба системы координат. Если мы создадим "модель" осей системы координат, и если оси этой модели изменят длину, например, из-за изменения температуры, это еще не дает нам оснований утверждать, что пространство сжалось или расширилось от нагревания или охлаждения. Сжаться или расшириться могут лишь размеры реальных тел, а система координат должна остаться неизменной, чтобы мы могли в ней выявить эти сжатия или растяжения.
Для измерения времени могут быть применены часы, или любые иные физические или механические процессы, темп протекания которых задан природой этих явлений. Но если условия явлений изменятся, то нарушится соответствие между ходом часов и ходом времени, а не темп времени. Время течет, не зависимо от процессов, применяемых нами для обнаружения хода этого времени. Если часы заржавеют, это не значит, что время замедлилось или остановилось. Если песочные часы попадут в невесомость, они перестанут идти, то время не остановится. Даже если все виды часов в некоторых условиях начали бы ОДИНАКОВО замедляться или ускоряться, это отнюдь не означает изменения темпа времени, поскольку мы априорно считаем время отнюдь не физическим процессом, а мерой темпа физического процесса, также как координаты мы связываем не с физической длиной реальных тел, а с мерой для измерения этой длины, которую считаем неизменной не зависимо от наших возможностей по её измерению.
Эйнштейна и его последователей сбила с толку именно эта ОДИНАКОВОСТЬ изменения темпов. Коль скоро все часы будут замедляться одинаково, то можно предположить, что это уже не свойство часов как таковых, а свойство времени.
На самом деле это не свойство ни времени, ни часов - это свойство НЕОБЪЕКТИВНОГО восприятие темпов процессов в ИНОЙ системе, посредством измерения этих темпов В НАШЕЙ системе.
Если вы смотрите на репу через красное стекло, то не важно, смотрите ли вы глазом, снимаете ли её на видеокамеру, на пленочный или цифровой фотоаппарат, исследуете ли цветность спектрометром - репа будет "объективно" восприниматься красной, но реальная репа красной не является! Если вы осветите репу красным светом - будет то же самое: воспринимать будете её "объективно" красной, но она красной не является. Если вы эту же самую репу, освещенную дневным светом, разгоните до очень больших скоростей, то при удалении она будет восприниматься более красной, чем является, а при приближении её воспринимаемый цвет сместится в фиолетовую область.
Давайте теперь дружно утверждать, что летящая от нас репа объективно становится красной "в нашей системе отсчета".
Каков смысл этого утверждения? Не глупость ли это? Не проще ли было бы сказать, что быстро летящая вдаль репа лишь кажется нам более красной!
Я нарочно выбрал такой объект - репу, угадайте, почему.
Автор теории относительности обожал обсуждать примеры с поездами, разогнанными до скорости света и близнецами, летящими на ракетах со скоростями света.
Простые аналогии лучше запоминаются, но кто где видел поезд, движущийся со скоростью света? Эти словесные опыты лишь сбивают с толку. Мы легко можем поверить, что с электроном творится что-то волшебное лишь потому, что его скорость некоторым образом изменилась. Потому что никто из нас в глаза не видел электрона, и не понимает, что это такое.
Давайте рассуждать о репе! Надеюсь, все видели обычную репу? Если мы разгоним репу, её цвет изменится, или нам так только покажется? Можно ли репу разогнать так, что время в ней замедлится, и процессы её разложения прекратятся? Не сотворить ли нам этакую "вечную" репу, которая будет свежей и ароматной через пятьсот миллиардов лет? Релятивисты вам могут точно подсчитать, до какой скорости следует разогнать репу, чтобы за пятьсот миллиардов лет в системе отсчета, связанной с репой, прошло всего полторы минуты.
А я и без релятивистов вам скажу: если вы за полторы минуты доставите репу на расстояние в пятьсот миллиардов световых лет от вас, и если излучение, рассеянное этой репой, было достаточно сильным, чтобы распространяться на такие расстояния (и, соответственно, в течение такого длительного времени), то ровно через пятьсот миллиардов лет наши далёкие потомки, направив телескоп в нужное место, могли бы увидеть репу, возраст которой отличался бы от её изначального возраста всего на полторы минуты.
Разве не очевидно?
Вполне понятно, что через пятьсот миллиардов лет можно теоретически увидеть предмет таковым, каким он был сейчас, при условии, что этот предмет расположен на соответствующем расстоянии и свет от него дойдёт до наблюдателя. Но из этого вовсе не следует, что через пятьсот миллиардов лет этот предмет будет находиться на том месте, из которого дойдет свет от него. Более того - совершенно точно известно, что этого предмета там уже не будет! Что с ним будет? Какая разница! Что будет с запущенной на орбиту репой через полтора миллиарда лет? Сгниёт, или обледенеет, развалится на кусочки - не в этом дело. С ней будет происходить то, что должно и в тех темпах, в каких должно. И это никак не связано с тем, что через пятьсот миллиардов лет можно увидеть свет этой "вечной" репы! Свет-то был излучен сейчас, то есть за пятьсот миллиардов лет до его восприятия!
Если с репой все понятно, то почему не понятно с мю-мезоном?
Если репа уже сгнила, а свет от неё всё еще до нас идёт - и с этим никто спорить не станет, то почему мы не говорим о том, что мю-мезон уже распался, а воспринимается в нашей системе отсчета как всё еще существующий? Какая разница, речь идёт об одной наносекунде, или о пятистах миллионах лет - ведь принцип рассмотрения явлений не изменился!?
Если вместо репы будут запущены близнецы, разницы никакой не будет.
Да, радиосигналы от их ракет будут еще долго приходить, и мы, наблюдатели на земле, будем думать, что близнецы не стареют. А на самом деле от этого улетающего от нас близнеца давно осталось одно воспоминание и только радиосигналы еще распространяются в пространстве и долго будут лететь, создавая видимость вечной его молодости.
Чуда не получилось!
Для писателей- фантастов это большое разочарование, для непредвзятых физиков, для физиков будущего, это будет большим облегчением: нет больше чуда, физика опять поставлена с головы на ноги, благодаря обычной репе.
Если вы измеряете время в системе, относительно которой движетесь, то не важно, какими часами вы будете измерять время, оно будет для вас течь в этой системе "объективно" не так. На самом деле объективность заложена в погрешности метода, а не в какой-либо реальности.
Если фанерный прямоугольный треугольник покоробило от дождя, это еще не значит, что вследствие дождя теорема Пифагора не выполняется.
Если мы тремя яблоками обозначим число "три", и если одно яблоко сгниёт, это еще не значит, что число "три" естественным образом усохло до значения "два". Просто та физическая сущность, которая использовалась для моделирования этого числа, теперь уже этому числу не соответствует. Точно также если мы лазерным лучом задали направление оси X в системе координат, и если далее луч отклонится, допустим, от теплого воздуха, мы не делаем вывод, что нагревание воздуха изменяет систему координат. Мы просто заключаем, что физические реперы не всегда точно передают идеальную модель системы координат - не более того.
Как нельзя съеданием яблока нарушить арифметику, превратив число "три" объективно в число "два", так нельзя изменением темпов физического процесса изменить ход времени. Маятниковые часы будут менять темп своего хода в зависимости от гравитационного поля, в котором расположены: на Луне они будут идти медленнее, на Сатурне - быстрее. Это не означает, что время на Луне замедляется, а на Сатурне ускоряется. Водяные часы изменят ход иначе: при отрицательной температуре жидкость замерзнет, и даже может привести к тому, что часы лопнут. Это не значит, что время при отрицательной температуре останавливается или даже исчезает. Могут замедляться, ускоряться, ломаться любые часы - по отдельности, или все вместе. Это никоим образом не меняет объективного хода времени. Наши измерительные возможности не творят реальности, они её отражают с некоторой погрешностью. Поскольку погрешность присутствует всегда, то и результаты измерения всегда и с необходимостью отличаются от реальности. Невозможность измерения объективной величины ни в одной системе и ни в одном эксперименте отнюдь не отменяет объективности этих величин.
Точно так же, как невозможность предсказать будущее ведь не запрещает будущему свершиться.
Невозможность отмерить ровно литр воды отнюдь не запрещает воде иметься в количестве ровно литр, оно только запрещает нам твердо утверждать о соответствии реального количества воды этой идеализированной мере.
Невозможность провести идеальную прямую не запрещает возможности существовать этой мере в пространстве объективно, и не зависимо от нашего желания и наших измерительных средств.
Неумение первобытными людьми построить идеальный прямоугольный треугольник, не отменяло правильность теоремы Пифагора задолго до ее открытия.
Невозможность измерить объективно время не отменяет его объективного хода.
Невозможность зафиксировать скорость, большую, чем скорость света, с помощью приборов, основанных на электрических явлениях, не запрещает физическим частицам достигать этой скорости в принципе - запрет относится только к нашим скудным измерительным средствам.
Все они с необходимостью связаны с использованием электричества, а значит, обречены на невозможность измерения скоростей, превышающих скорости распространения электрического поля.
Человеческое восприятие времени существенно зависит от процессов, происходящих в его организме. Могут быть достигнуты физические состояния, когда ход времени будет казаться ускоренным, поскольку сам человек будет более медленно откликаться на реальность, будет "заторможен". Вероятно, возможен и обратный процесс, когда время будет восприниматься замедленным вследствие субъективного ускорения биологических процессов в организме. Ничего общего с реальным ускорением или замедлением времени это явление не имеет. Вероятно, насекомые ощущают в одном интервале времени больше промежуточных состояний, чем человек, а черепахи, возможно, таких мгновений разделяют меньше. Видимо, время для насекомых течет субъективно "медленнее", а их жизнь в их системе отчета длиннее, чем нам это кажется; черепахи же ощущают темпы времени как меньшие, чем это кажется человеку. Это - лишь субъективная мера, не более субъективная, чем часы.
Любые часы можно не только остановить, но и повернуть вспять. Со временем нельзя проделать ни того, ни другого. Нельзя его ни замедлить, ни ускорить, и очень странно, что большинство ученых приняло концепцию Эйнштейна, согласно которой, темпы времени непосредственно связаны с темпами явлений, выбранных для измерения времени. Если бы это было хотя бы так! Но темпы времени по Эйнштейну связаны даже не с реальными темпами событий в системах координат, а с нашим восприятием этих темпов в различных системах отсчета! Системы отсчета отличаются от систем координат тем, что связаны не с абстрактной и потому объективной реальностью - координатами времени и пространства.
Они связаны с реальными объектами и темпами реальных физических процессов в этих объектах, но не с объективными темпами, а с воспринимаемыми темпами!
Если часы тикают в некотором ритме, то они тем самым как бы задают изначальный темп времени в этой системе. Если я удаляюсь от часов, то, согласно доплеровскому эффекту, тиканье часов я буду слышать на более низкой частоте. Ведь каждый новый "тик" для того, чтобы дойти до моего слуха, должен преодолеть все большее и большее расстояние в воздухе, поэтому время между "тиками" увеличено в сравнении с тем, что было бы, если бы я был неподвижен. Следовательно, удаляясь от часов, я буду субъективно воспринимать часы в неподвижной системе как замедлившие свой ход. Но это восприятие НЕ ЗАВИСИТ от моего слуха и моих субъективных свойств, такое замедление ОБЪЕКТИВНО для всех, кто удаляется от неподвижной системы с той же скоростью. Выходит, что в удаляющейся системе время неподвижной системы "объективно" замедляется? Аналогично, если бы я приближался, то время в неподвижной системе, воспринимаемое из подвижной системы, "объективно" ускорялось бы!? Но эта объективность относится только к восприятию - ошибка не зависит от способа восприятия, в этом смысле она объективна, но она зависит от скорости относительно воспринимаемого явления, и в этом смысле она остается субъективной, поэтому воспринимаемое остается субъективным, не соответствует объективной реальности!
Если я об этом знаю, и учту скорость (с учетом знака), осуществлю обратное преобразование, то я смогу, не зависимо от моей скорости относительно неподвижных часов, определить истинный темп хода этих часов - это и будет объективным темпом.
Если я сужу о темпах в системе не по тиканью (которое распространяется со скоростью звука), а по световым сигналам (которые распространяются со скоростью света) ПРИНЦИПИАЛЬНО НИЧЕГО НЕ МЕНЯЕТСЯ. В первом случае ошибка восприятия времени в системе была связана со звуком. Если я удаляюсь от системы со скоростью звука, я больше не услышу тиканья часов. Значит ли это, что время в неподвижной системе остановилось? Конечно, нет! Если я удаляюсь со скоростью света, то я не увижу, как движутся стрелки часов. Значит ли это, что время в неподвижной системе остановилось? Разумеется, тоже нет! Но почему-то релятивисты, которые в первом случае со мной согласятся, во втором случае поднимут меня на смех. Как будто от того, какой материальный носитель информации я использую, принципиально меняется ситуация!
Почему в первом случае все согласятся, что я имею дело лишь с погрешностью метода, которая может возрасти и до 100%, а во втором случае скажут, что я имею дело с объективной реальностью, которая так меняется, что время ЯКОБЫ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО может замедлиться и остановиться!? Почему звук может искажать темпы воспринимаемой реальности, и с этим все соглашаются, а изображение якобы не может? Ведь никакой ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ разницы в процессе нет - есть запаздывание отклика, определяемое расстоянием и скоростью распространения возмущения в среде, ответственной за это распространение! И есть объективное ИЗМЕНЕНИЕ запаздывания вследствие изменения расстояния. Это изменение порождает изменение воспринимаемого в подвижной системе темпа процесса в неподвижной системе.
"Двигаюсь, следовательно, ошибаюсь в восприятии темпа в неподвижном" - примите это правило, и выбросьте теорию относительности на помойку. Вычисляйте себе исходные темпы, и получите "объективную" величину, и при чем тут теория относительности?
Но теория относительности отказывается от такого действия, поскольку для определения скорости необходимо знать время и координаты, а чтобы иметь хотя бы что-то определенным, предлагалось воспринимаемое в любой системе время и воспринимаемые в любой системе координаты считать объективными для этой системы!
А тот факт, что эти объективные величины не совпадают в различных системах, теория относительности предпочла объявить не проблемой субъективности измерения (как оно есть на самом деле), а отражением якобы объективно существующей неоднозначности, несовпадения различных объективностей при их субъективном измерении в различных условиях.
Автор теории относительности не признал принципиального существования обратной задачи (независимо от возможности её решения), а уж тем более не увидел, что такая обратная задача может быть разрешена достаточно простыми соотношениями, не смотря на то, что искомый параметр входит не только в левую, но и в правую часть уравнения. Цена такого отказа - размножение взаимоисключающих сущностей. Один и тот же объект может одновременно и всё ещё существовать, и уже давно прекратить существование, в зависимости от того, в какой системе отсчета мы его изучаем!
Для теории управления подобные задачи давно уже не являются чем-то особенным!
Подобно тому, как один неправильно уложенный элемент в головоломке не позволяет её сложить, вынуждает и остальные элементы класть не на место, также и ошибочные постулаты теории относительности умножают парадоксы и противоречия многократно, и конца умножению парадоксов не видно!
А стоило допустить существование обратной задачи, возможность ее решения рано или поздно не только бы отыскалась, но и были бы получены очень многие явления, которые сейчас кажутся необъяснимыми, и которые приходится либо постулировать, либо выносить за скобки теории, как особого вида исключения из правила.
Методика решения такой обратной задачи давно известна! Что из того, что для определения времени необходимо знать координаты, и скорость, для определения скорости необходимо знать координаты и время, а для определения координат необходимо знать время и скорость? Это - всего лишь уравнение с тремя неизвестными, которые стоят и в левой и в правой части!
Это уравнение решается легко! А если в уравнении получается неопределенность вследствие деления на ноль, это отнюдь не всегда означает, что явление не может существовать! Это может всего лишь означать, что из данной задачи параметры явления не могут быть рассчитаны - не более того!
В физике привыкли, что есть заданные величины, и есть расчетные.
Если дано расстояние, можно вычислить силу, если дана сила, можно вычислить параметры движения.
Здесь же сила определяется параметрами движения, а параметры движения определяются силой.
Задача движения заряженной частицы:
Ускорение зависит от силы, скорость - интеграл от ускорения, а перемещение - интеграл от скорости, положение же задает силу; кроме того, и скорость может корректировать силу.
Задача определения времени в "неподвижной" системе из подвижной системы:
Темпы восприятия времени зависят от нашей скорости относительно "неподвижной" системы, скорость может быть определена через расстояние и через время, расстояние мы знать не можем, его следует рассчитать лишь на основании опытов, дающих нам сведения только о воспринимаемых темпах в "неподвижной" системе. Опять имеется круг величин - все они определяют друг друга через самих себя.
Ну и что? Такая задача решается! Легко!
Любому специалисту по автоматике известно, что если вы решаете обратную задачу, то у вас будет и знаменатель, а если вы имеете знаменатель, то он может принимать и нулевые значения, то есть решение может быть неустойчивым.
Пусть
X=aY+V
Y=bZ
Z=cX.
Разве из этого следует, что нельзя найти X, Y, Z?
Задача решается легко! Исключая Y и Z, получим:
X=abcX+V, откуда (1-abx)X=V, следовательно, X=V/(1-abc).
Итак, если abc=1, то получаем в правой части бесконечность. Это отнюдь не означает, что X должно принять бесконечное значение. В некоторых случаях это означает, что при сколь угодно малом V возникает очень большое X. В других случаях можно сказать, что знание величин V, a, b, c не достаточны для отыскания величины X - не более того. Ничего мистического, ничего "странного".
В частности, если мы удаляемся от системы со скоростью света, то мы не можем определить темпов процессов, протекающих в этой задаче. Обратная задача не имеет решения, но из этого отнюдь не следует, что в неподвижной системе процессы невозможны, что они прекратились или что-то подобное.
В частности, если заряженная частица приближается к центру притяжения, то это движение может при определенных условиях стать неустойчивым (условия достаточно очевидны), следовательно, частица вместо того, чтобы упасть на центр притяжения, будет бесконечно двигаться около этого центра. Этим и объясняется существование атомов в стационарном состоянии.
Вернемся к исходному рассуждению. Если я могу исследовать удаляющуюся от меня систему только с помощью электромагнитных полей, если я знаю, что они вносят погрешность в измерение, если я не могу определить эту погрешность, не зная расстояния, то задача от этого не становится неразрешимой. Она разрешима, но с рассмотренными выше особенностями.
Нет нужды называть "воспринимаемые" темпы наблюдаемого процесса "объективными" и считать кажущееся замедление процесса "реально существующим". Нет оснований утверждать, что в другой системе время замедлилось. Оно течет себе тем темпом, которым текло, просто мы стали его иначе воспринимать, поскольку мы движемся относительно той системы.
Всего-то лишь!
2. ЧТО ТАКОЕ "ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СМЕРТЬ ВСЕЛЕННОЙ" И НАСКОЛЬКО ЭТО РЕАЛЬНО?
Приведу любопытный фрагмент в тему.
"На сегодняшний день автор в качестве единственного серьёзного "кандидата в движители" видит только ОБОБЩЁННУЮ ИНЕРЦИЮ. Не только механическую. Просто пока нет общепринятого термина, обозначающего "стремление к сохранению текущего состояния" по ВСЕМ параметрам взаимодействий (этими взаимодействиями и обусловленное). В теории систем такое поведение называют "мерой устойчивости системы к внешним возмущениям". Любой "микро-объект" тоже является "системой", в которой есть внутренние обратные связи ("само-действие") и внешние обратные связи (взаимодействия) - и в этом смысле для него тоже существует некая "мера устойчивости". Находясь практически постоянно в "переходном процессе", микро-объекты "стремятся" перейти в наиболее устойчивое состояние в данных условиях само-и-взаимо-действий. То есть "внутренний движитель" - это "естественный" ПЕРЕХОДНЫЙ ПРОЦЕСС в любой системе, идущий потому что система обладает "инерцией возврата к устойчивому состоянию" (обратите внимание что здесь речь не о механической инерции, а как раз об "обобщённой инерции"). Завершение ВСЕХ переходных процессов и будет "термодинамической смертью" вселенной" [1].
В целом, так и есть. Добавлю лишь некоторые замечания.
Ничто в мире не может двигаться с бесконечной скоростью. Именно поэтому на любой процесс требуется хоть какое-то время. Именно поэтому, а еще потому, что динамические системы могут не только устойчиво двигаться к равновесному состоянию, но могут еще и характеризоваться неустойчивостью этого движения - поэтому-то в природе не может установиться окончательное равновесие всех сил.
Откуда берется ограничение скорости? Любая заряженная частица может покоиться или двигаться с прежней скоростью теоретически сколь угодно долго в отсутствие сторонних сил. Но при наличии этих сил в частице возникает ускорение, а это ускорение порождает встречные силы самоиндукции. Поэтому каждая заряженная частица обладает инерцией, связанной с её зарядом и явлением самоиндукции. Можно эту инерцию назвать электромагнитной массой.
Среда, вакуум, эфир, если хотите, никак не препятствует равномерному прямолинейному перемещению каких-либо частиц, а если как-то и препятствует, то столь слабо, что это не обнаружено до сих пор.
Однако эта самая среда во взаимодействии с любой частицей препятствует изменению скорости этой частицей вследствие явления, называемого инерцией, и это явление имеет, как минимум, две природы, хотя и очень схожие между собой. Инерция связана с массой, а кроме того, инерция связана с зарядом. Ни одна частица, располагающая хотя бы массой или хотя бы зарядом, не свободна от инерции. Мало этого! "Частица", не обладающая ни массой ни зарядом, как утверждается в теории, также обладает свойством инерции, и это свойство (только оно и ничто более) заставляет частицу двигаться равномерно прямолинейно - если бы инерции не было, частица могла бы двигаться хаотически даже в отсутствие внешних сил! Теперь объясните мне, почему нейтрино и фотоны движутся равномерно и прямолинейно? Что заставляет их сохранять направление и скорость, если эти частицы не обладают инерционностью? Можно говорить о "массе движения" в противоположность массе покоя, но тогда скажите мне, вы всерьёз наделяете фотоны "массой движения"? Фотоны, характеризующиеся нулевой массой покоя, обладают ли ненулевой массой вследствие движения со скоростью света? Или же надо всё-таки признать, что фотоны - никакие не частицы?
Отвлечемся от фотонов и вернемся к материальным частицам, не вызывающим сомнения в их материальном существовании и в их материальной природе.
Поскольку всякий атом состоит из заряженных частиц, то, как минимум, электромагнитная масса препятствует безинерционному движению атома.
Гравитационная масса может оказаться просто следствием наличия электромагнитной массы, связанной в стационарном циклическом движении (устойчивым колебанием, каковое является неустойчивым движением к равновесию).
Круговое вращение, и в частности, колебательное или вращательное движение частиц около единого центра притяжения, обладает особым видом инерционности.
В этом смысле мы знаем, что энергия движения может порождать эффективное изменение общей массы частиц, задействованных в этом процессе движения. Нельзя исключать, что всякая гравитационная масса вообще - результат связанного в системе движения.
Так или иначе, материя обладает массой (за исключением света, некоторых частиц и полей, относительно которых мнение расходится).
Более того, поскольку скорость света - величина конечная, а также, поскольку свет распространяется, как правило, равномерно прямолинейно, следовательно, и свет - некое движение, характеризующееся собственной инерционностью. Всё в природе имеет свою инерционность.
Масса - есть мера инерционности частиц, мера замедленности отклика их на изменение внешних сил. Итак, все, что движется в этом мире, движется с ограниченной скоростью, и, двигаясь, меняет не только собственные координаты, но и условия расстановки сил, сообщающих энергию этому движению.
Причина и следствия связаны единой петлёй распространения динамических обобщенных сил, а петля не обязательно описывается устойчивым переходным процессом.
Падение камня на поверхность Земли могло бы, например, Аристотелем быть названо неизбежным, не зависимо от начальных условий.
Но с учетом законов Ньютона оказывается, что если начальная скорость камня очень высока, то он может и не упасть на Землю, а вращаться сколь угодно долго на эллиптической орбите, или даже вовсе улететь навсегда.
Инерция препятствует окончанию движения устойчивым равновесным состоянием.
Эти решения получены без учета изменения сил взаимодействия в зависимости от скорости движения камня.
При рассмотрении ситуации с элементарными частицами выясняется, что силы взаимодействия зависят от скорости движения частиц, следовательно, решения оказываются несколько более сложными, математический аппарат для решения этих уравнений давно развит и успешно применяется в сходных задачах техники.
Результат очевиден для специалиста по автоматическим системам: элементарная частица, в отличие от камня вблизи планеты, может не только никогда не упасть на центр притяжения вследствие большой начальной скорости, но она может не зависимо от начальной скорости (даже при нулевом её значении) остаться на стационарной орбите. Параметры этой орбиты также не зависят от начальной скорости, а определяется лишь соотношением масс, зарядов и скоростью света.
Электроны не падают на ядра атомов не потому, что начальные условия не удачные, а потому, что условия этого движения определяют неустойчивость этого процесса, что означает устойчивость околоядерных орбит электронов!
Следовательно, окончание этого процесса падением столь же невозможно, как невозможно, например, самопроизвольное закатывание мяча на вершину горы и замирание его на этой точке устойчивого равновесия, или остановка маятника в перевернутом положении в отсутствие сторонних сил! Теоретически такое равновесие не исключено, но оно не достигается самопроизвольно, потому что движение к такому равновесию неустойчиво.
Поэтому "термодинамическая смерть" Вселенной не грозит, так же, как не могут все упавшие монеты встать на ребро, все маятники остановиться в перевернутом состоянии, все мячи закатиться на вершины пригорков и так далее.
Будь эти процессы устойчивыми, все они рано или поздно закончились бы!
Будь это так, вся масса во вселенной сосредоточилась бы около единого центра притяжения, и на этом все движения в ней прекратились бы.
Принципиальная неустойчивость этих движений никогда не позволит произойти этому процессу.
Поскольку наряду с процессом "слипания" массивных частиц под действием гравитационных сил существуют и следствие этих процессов: сжимание вещества, в предельном случае такое сильное, что порождает взаимное проникновение атомов друг в друга (ядерный синтез), и поскольку ядра большой массы неустойчивы вследствие сил отталкивания, что порождает ядерный распад, именно поэтому, сколько бы ни притягивались космические частицы друг к другу, никогда они не образуют "черную дыру". Никогда масса не скопится в одной звезде в таком большом количестве, чтобы этот процесс стал необратимым, и чтобы вся материя устремилась бы туда. Никогда такой сверхмассивный центр сгустка материи не поглотит всю космическую материю.
Причина того, что этого никогда не произойдёт кроется в том, что если бы такое было возможно, оно давно бы уже произошло вследствие неограниченного во времени существования Вселенной. Коль скоро это не произошло, то, следовательно, окончательного поглощения всего вещества единым центром кристаллизации просто не может произойти: излишняя плотность вещества порождает процессы, разрушающие эту квазистационарную структуру. Накопление вещества ведет к его уплотнению, уплотнение ведет к ядерному синтезу, ядерный синтез вызывает ядерный распад с выделением энергии, поэтому большие звезды просто обязаны светиться, и у всех астрономических тел есть как начало, так и конец существования, и ни одно тело никогда не станет вечным центром кристаллизации, никогда не накопит столько массы, чтобы стать "черной дырой".
Поэтому "термодинамическая смерть" не грозит ни всей вселенной, ни сколько-нибудь большому её фрагменту.
Всё, что существует вечно, и меняется вечно, может существовать и меняться вечно лишь при одном условии: всякому процессу в одном направлении должен противодействовать процесс в обратном направлении. Наряду с скоплением материи должны спонтанно возникать процессы её распыления, и наоборот - наряду с распылением должны возникать процессы скопления.
3. ОБЯЗАНА ЛИ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА ВЫПОЛНЯТЬСЯ ДЛЯ ВСЕХ ЗНАЧЕНИЙ ВХОДЯЩИХ В НЕЁ ВЕЛИЧИН?
Еще один любопытный фрагмент в тему.
"Это довольно распространённое заблуждение, что любая математическая модель может иметь ФИЗИЧЕСКУЮ интерпретацию. Очень многие "математические физики" просто не способны отличить свои МАТЕМАТИЧЕСКИЕ модели от РЕАЛЬНОСТИ и пытаются использовать "время" (переменную "t" внутри МОДЕЛЕЙ) в качестве "реального времени". А раз так - почему-бы не "поменять знак у времени"?"
Совершенно верно отмечено, что метаматематическая формула вовсе не тождественна реальности. Формула может быть справедливой на определенном интервале величин, велик соблазн подставить в неё те величины, которые не могут быть применены на практике, и по этой формуле распространить результаты на те явления, которые не могут быть наблюдены.
Но сколь велик это соблазн, столь же он и опасен.
Специалисты по теории регулирования отлично знают, что если в области некоторых частот динамические свойства системы описываются, скажем, пропорциональным звеном, то в области других частот это может быть уже интегральное или дифференцирующее звено!
Наличие отклика на одном частотном интервале вовсе не подтверждает наличие отклика (наличие зависимости двух величин) в ином частотном диапазоне. Линейность зависимости при одних условиях не доказывает линейности при иных условиях и так далее.
В физике же полученный закон, связывающий несколько величин, с легкостью распространяется как на все мыслимые и немыслимые значения входящих в это соотношение величин, так и на все частотные области.
Взять хотя бы закон Кулона, в определении которого четко сказано: "для точечных зарядов", то есть для случая, когда размеры заряженных частиц пренебрежимо малы в сравнении с расстоянием между частицами. Сколько написано трудов, сколько сделано неправильных выводов на основании поведения этого соотношения для случая, когда расстояние между зарядами принимает нулевое значение! А ведь этот закон по определению не охватывает этот случай, и бесконечное значение сил не может быть получено только лишь на том основании, что в числителе имеется ненулевая величина, а в знаменателе она может быть взята и нулевой!
Многих ошибок не было бы, если бы физики понимали пагубность экстраполяции как метода "познания" объективной реальности.
Приведу банальный пример. Новорожденный ребенок весит 3 кг. Если десятилетний ребенок весит, скажем, тридцать килограмм, из этого можно заключить, что за десять лет он десятикратно увеличил вес. Следует ли из этого, что через десять лет он будет весить триста килограммов, а еще через десять - три тонны? Ведь нет же!
Хорошо, пойдем по-другому. За первые десять лет ребенок набрал двадцать семь килограммов. Следует ли, что каждые новые десять лет он будет набирать по двадцать семь килограммов, то есть к двадцати годам приобретет вес в пятьдесят семь килограммов, к тридцати - восемьдесят четыре, к сорока - сто одиннадцать, к пятидесяти - сто двадцать восемь? Как видите, цифры вполне реальные, такому прогнозу можно было бы даже поверить, и наверняка можно найти такого человека, который этот прогноз даже подтверждает! Означает ли это, что правило для прогноза верное? Конечно, нет!
На самом деле то, как меняется вес в первые десять лет жизни ребенка, мало отношения имеет к тому, как он будет меняться далее.
Теперь представьте, что мы по динамике его веса в первую неделю попытались бы предсказать его вес на всю его жизнь? Ошибки были бы еще более наглядными!
Так с какой же тогда стати распространять соотношения преобразования Лоренца на скорости, соизмеримые со скоростью света, если они выведены на основании опыта Майкельсона, где скорости были весьма далеки от релятивистских значений? Очевидно, что такое распространение некорректно, не обосновано.
Как минимум, надо сказать всего лишь, что ничего определенного нельзя сказать для релятивистских скоростей на основании соотношений, полученных в нерелятивистских экспериментах.
Можно, разумеется, строить теории на основании каких-то предпосылок, но утверждать, что эти уравнения якобы экспериментально подтверждаются можно лишь в том случае, когда они подтверждаются именно для тех условий, о которых ведется речь. Замедление времени, скажем, в два раза или более не подтверждено ни каким опытом (впрочем, никаким опытом вообще не подтверждено никакое замедление, даже самое незначительное). То же относится к сокращению длин и так далее. Большинство предельных парадоксов, завораживающих читателей своей необычностью - не более чем выверты формул для случаев, для которых эти формулы не могут быть применимы.