Критика основ теории относительности (3)

Артеха С.Н.

Дайджест главы 4. Динамика СТО
Введение

В предыдущих главах была доказана противоречивость кинематических понятий СТО, необоснованность ОТО, неверность релятивистских интерпретаций ряда ключевых экспериментов (даже если после этого относиться к теории относительности как к мнемоническому правилу, то уж слишком оно громоздкое и неразумное). Хотя этого вполне достаточно, чтобы искать иные, отличные от релятивистских, интерпретации наблюдаемых явлений, тем не менее данная Глава 4 дополняет вышеупомянутую систематическую критику теории относительности. Дело в том, что все учебники, начиная со школьных, настраивают нас на идею так называемого прогресса, основанного на успехах современной науки, одним из оснований которой рекламируют теорию относительности, почему-то упоминая при этом атомную бомбу и ускорители. Однако даже здесь ситуация далеко не такая уж безоблачная (хотя теоретики фанатично верят, что только "крючки", которые они пишут, имеют самое непосредственное отношение к действительности): по "идеальным" теоретическим расчетам ни один ускоритель не выходит на проектную мощность — в практических курсах и инженерных расчетах в большинстве случаев пользуются феноменологическими формулами и "подгоночными" параметрами и факторами. Основная цель настоящей главы — показать, что даже в единственном казалось бы практическом разделе СТО, а именно в релятивистской динамике, существует множество вопросов, заставляющих сомневаться в обоснованности релятивистских идей и интерпретации результатов.

Известно философское высказывание, четко применимое к СТО: "мы видим в эксперименте то, что хотим там увидеть". Подготавливают подобное отношение и усугубляют ситуацию теоретики, которые "варятся в собственном соку" и в любом эксперименте готовы видеть лишь подтверждение своих манипуляций с математическими символами (хотя автор тоже принадлежит к теоретикам). Существующие неопределенности теории (кстати тщательно маскируемые в СТО) позволяют в значительных пределах варьировать интерпретацию экспериментов. А далее неполнота экспериментов маскируется "нужным образом" проведенной статистической "подгонкой" данных ("обрезанием" данных под желаемый результат).

При выводе уравнений движения электрического заряда и уравнений поля в курсах теоретической физики пытаются создать иллюзию однозначной "идиллии". Но в таком случае уравнениями любых полей были бы уравнения Максвелла, а все силы были бы Лоренцова типа и имели бы в статическом случае вид закона Кулона. Для гравитационного поля такая альтернатива общей теории относительности (ОТО) может обсуждаться (с некоторыми дополнениями и изменениями). Однако, в общем случае ситуация иная: например, ядерные силы не пропорциональны 1/r ². Существует множество контрпримеров различных полей и сил. Следовательно, теоретическая физика, в том числе подход СТО, не может исключительно из своих собственных принципов детерминировать все существующие явления. Это исключительная прерогатива опыта. (Кроме того, экспериментатор должен быть принципиально готов к тому, что любая теория может оказаться неточной или даже неверной.)

Удивляет также апологетическая реклама СТО. Например, пафосное утверждение [40] о том, что "соотношение между массой и энергией лежит в основе всей ядерной энергетики" не имеет под собой основания ни в историческом, ни в практическом плане. Это соотношение не имеет никакого отношения ни к открытию элементарных частиц и радиоактивности, ни к изучению спонтанного и вынужденного распада ядер урана, ни к определению стабильности ядер, ни к установлению возможных каналов ядерных реакций и возможности практического выбора между ними, ни к технологии разделения изотопов, ни к практическому использованию выделившейся энергии и т.д.. Таким образом, соотношение между массой и энергией не имеет отношения ни к одной ключевой стадии развития ядерной энергетики. Даже к определению выделяемой энергии в конкретной известной реакции это соотношение не имеет отношения (как это ни парадоксально). Потому что исторически все происходило в иной (обратной) последовательности: вначале обнаруживалась некоторая реакция, которая детектировалась именно по выделению энергии. А далее можно вводить различными способами расчетные функции — комбинации из математических символов. Непосредственно определить изменение массы в происходящей ядерной реакции, как правило, вообще невозможно технически. Даже если пользоваться сомнительными теоретическими интерпретациями, то попытка определить изменение массы получится слишком грубым и дорогостоящим удовольствием. Таким образом, соотношение между массой и энергией играет в практическом плане роль школьных математических упражнений на обратные подстановки, так как желаемый результат уж обязательно получится из расчетных данных, сведенных в таблицу post factum.

* * *

Итак, перейдем теперь к более сложному вопросу о динамических понятиях СТО. Казалось бы, это в релятивистской кинематике нет прямых экспериментальных сравнений физических величин для двух систем, движущихся друг относительно друга (только сомнительные интерпретации), а в релятивистской динамике все в порядке (по логике релятивистов — работают же ускорители). Попробуем разобраться с динамическими понятиями, хотя бы потому, что релятивистская динамика в современной интерпретации апологетов СТО опирается на совершенно неверную релятивистскую кинематику.

Начнем с общих замечаний. Беспредельное распространение идеи относительности всех величин в СТО совершенно необоснованно. Действительно, пусть два тела находятся на расстоянии r друг от друга, имея относительную скорость v. Тогда результат взаимодействия этих тел в момент t + dt не определяется названными характеристиками, а зависит от всей предыстории движения. Поскольку воздействие распространяется с конечной скоростью, то на первое тело в момент t₁ будет влиять не реальное второе тело (в момент t₁) со своими координатами и скоростью, а некоторый его "образ" из предыдущей точки траектории, откуда успело дойти влияние к моменту t₁.

Таким образом, любая физическая величина (например, сила) не может зависеть только от относительной скорости в тот же момент времени. Единственное исключение составляет лобовое столкновение точечных частиц, при котором r = 0. Следовательно, либо нужно применять более сложные уравнения вместо локальных дифференциальных уравнений (учитывать предысторию), либо отказываться от идеи относительности всех величин. Даже само понятие "относительной скорости в данный момент времени" становится неопределенным, поскольку любое реальное влияние будет определяться характеристиками в предшествующие моменты времени. А ведь СТО органически не знает абсолютной скорости (только относительную). Это уже приводило к конфузу. Например, Эйнштейн фактически считал, что звездная аберрация зависит от относительной скорости Земли и звезды (см. [41], т.1). Однако, опыт показывает только зависимость звездной аберрации от скорости Земли, а скорость звезды не влияет вовсе. Несмотря на громадный разброс скоростей звезд, аберрация на Земле фиксируется одинаковой для всех звезд. Куда же делась относительная скорость? Фактически, уже этот факт является опровержением первоначальной концепции СТО. Аналогичное опровержение СТО получается в задаче о катушке в магнитном поле: движение катушки сразу индуцирует в ней ток, а движение магнита (согласно конечности скорости взаимодействий) — только через некоторое время. Нет симметрии задачи и зависимость только от относительной скорости явно недостаточна.

* * *

Перейдем теперь к более конкретным динамическим понятиям. Начнем с понятия "массы". Чтобы корректно в СТО ввести новое физическое понятие "массы движущегося тела" нужно вначале определить процедуру измерения подобных движущихся масс, независимую от любой теории. (Или в ОТО для "массы тела в гравитационном поле": отличие гравитационной массы от инертной, вопреки собственному постулату.) Причем это должно быть именно измерение, а не пересчет, например, через опять-таки постулируемую формулу для энергии или импульса. Иначе теория пытается "сама себя удерживать за волосы". Такой процедуры измерения для СТО не существует.

Физическое понятие "масса" не имеет прямого отношения ко всем тем формулам (математика), в которые может входить буква "m". Для базисного понятия массы существует единственно четкое — эталонное определение. Оно определяет массу именно в состоянии покоя (например, для эталона длины тоже существуют условия — температурные). И не стоит "изобретать велосипед". В движении масса просто не определяется, хотя буква m может входить в самые разнообразные формулы, содержащие v, a и т.д.. Это разные вещи! Поэтому определение элементарного понятия массы через более сложно определяемые понятия энергии и импульса (зависящие от теории, интерпретации, состояния системы и др.) — это физический нонсенс (хотя, возможно, корректный математически). Так можно "дойти" до абсурда и простое понятие скорости определять как v = pc²/E. Заметим, что любой эксперимент, в том числе измерительный, должен быть предельно четко определен в отношении всех условий его проведения. А вообще говоря, "объяснения" и "определения" теоретической физики (например, в СТО) часто представляют собой отход от физического понимания и наукообразное прикрытие сути величин за (часто корректными) математическими преобразованиями.

©  Артеха С.Н.