Чтение онлайн

Вот цитаты из энциклопедий и словарей.

Скорость света является предельной скоростью передачи любых взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую. – Физическая энциклопедия.

…постоянство скорости света в вакууме, её независимость от скорости движения источника света. – Большой Энциклопедический Словарь.

"2. Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определённой скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом" (Собр. научных трудов, т. 1, М., 1965, с. 10), — Большая советская энциклопедия.

Как видим, в оригинале а) Эйнштейн говорил только о скорости света (в пустоте), а не о "передаче любых взаимодействий и сигналов"; б) постулируется только независимость скорости света от скорости источника этого света и ничего больше.

Чтобы внести ясность, в чём же суть постулата Эйнштейна, прибегнем к аналогии: сверхзвуковая авиация. Классические, основанные на винте двигатели самолётов "в принципе" неспособны разогнать самолёт до сверхзвуковой скорости. Работая на эффекте отталкивания от частиц воздуха, они неспособны развить скорость большую, чем скорость распространения эффекта отталкивания в воздухе, т. е. скорости звука. Для достижения сверхзвуковых скоростей нужен принципиально иной двигатель – реактивный. Возвращаясь к скорости света – постулат Эйнштейна не состоит в том, что быстрее скорости света ничего двигаться не может. Такой вывод практически очевиден из самого факта разгона электромагнитным полем или корпускулярными частицами. При помощи волны нельзя разогнать тело до скорости большей, чем скорость волны; разгоняя предмет частицами, имеющими скорость v, вы никогда не достигнете даже этой скорости v у своего предмета. Этот математический факт не зависит от природы волны. Практически весь известный разгон любых тел производится при помощи электромагнитного притяжения или отталкивания. То есть предельность скорости света для любых тел, разгоняемых электромагнитным взаимодействием – это вовсе не постулат Эйнштейна, а элементарный вывод, даже не требующий особой математики. Немного математики нужно для другого вывода – подсчитывая число частиц, имеющих скорость c и необходимых для разгона предмета до скорости v, можно получить соотношения, похожие на v2/c2.

Эйнштейн постулировал другое. В обычной физике, когда движется не только источник звука (возьмём для примера машину), но и, например, среда (ветер), скорости автомобиля и среды векторно складываются. «Звук отнесло ветром». Эйнштейн постулировал, что скорость света (в вакууме) всегда постоянна «с любой точки зрения». Например, если есть два космических корабля, летящие навстречу друг другу и испускающие лучи света, то скорость света в лучах будет одинакова для любого из лучей и любого наблюдателя. Без разницы, где находится наблюдатель: что на одном корабле, что на другом, что стоит неподвижно, что сам летит на ещё одном корабле – во всех случаях скорость обоих лучей света ОТНОСИТЕЛЬНО НАБЛЮДАТЕЛЯ неизменна, одинакова и равна.

Это внесённое Эйнштейном ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ было проанализировано тогдашним научным сообществом, предложены были эксперименты по проверке этого предположения-постулата. Эксперимент подтвердил теорию и был сделан научный скачок.

А кто внёс ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ, приписываемое Эйнштейну даже физической энциклопедией «Скорость света является предельной скоростью передачи любых взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую»? Кто проанализировал и вынес на всеобщее обсуждение аргументы в пользу того, что скорость ядерного и гравитационного взаимодействия равна скорости электромагнитного? А какие эксперименты были поставлены? Да, подобные предположения в науке есть, но это совсем не постулат Эйнштейна. Но они, эти предположения, во-первых, сделаны отдельно для гравитационного взаимодействия, отдельно для ядерных взаимодействий, сделаны «в глубинах» теоретической физики. Во-вторых, с экспериментальной проверкой этих предположений всё обстоит очень шатко. Только единичные косвенные эксперименты, но они есть.

А взятая из физической энциклопедии(!) формулировка «…является предельной скоростью передачи любых…» сама по себе несостоятельна. «Всех известных» – так корректнее. Ещё раз повторим, что любое наше представление о мире – это только модель, а не сам мир. Причём заведомо несовершенная модель, заведомо с изъянами. Реальность всегда отличается от каких угодно моделей и теорий. Теория должна знать границы своей применимости, знать, что за пределами теории. Обобщать на всё вокруг и говорить «любых» недопустимо. На научные аргументы типа «этого не может быть, по тому, что не может быть никогда» отвечают уже классики: Шекспировский Гамлет «Есть многое в природе, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам» и процитированный выше Кузьма Прутков.

Для чего об этом говорит автор? Для того, чтобы задать правильный настрой при прочтении книги. Потому что, по большому счёту, вся эта книга – одно большое предположение. Задача читателя (как её видит автор) – уловить предположение автора. Любое допущение, любое предположение человек всегда анализирует с позиции своего личного мировоззрения, личных взглядов. Естественно, с чем-то он не соглашается и начинает критиковать. Критиковать с позиций своих взглядов и ожидая понятные для его мировоззрения доказательства. У всех они разные и аргументы для каждой тематической аудитории нужны свои. Предлагаемая книга охватывает очень широкий круг вопросов, и пытаться в одной работе подробно и аргументировано объяснить всё всем сразу – это делать картину-винегрет из басни. Но как показывает практика, заблуждение о постулировании Эйнштейном предельности скорости света для любых процессов в природе является почти поголовным. Если об этом помнить и воздерживаться от желания сразу раскритиковать автора («эту ахинею я дальше читать не буду» одни после слов «торсионные поля», другие – после «ангелов и бесов», третьи – после «экстрасенсов»), то легче будет понять основную идею книги. Автору хотелось бы, чтобы при прочтении книги читатель почувствовал глубину слов «открылось = открыл ось», а не поговорку «за деревьями леса не видно». Поднимаемые в книге шаг за шагом, по цепочке, вопросы оказались настолько разноплановы и глубоки, что это уже близко к «всеобъемлюще». В то же время это одно предположение и единый неразрывный подход к рассматриваемым вопросам. Поэтому для начала надо хотя бы уловить – открыть ось. Обсуждать, проверять допустимость – всё это будет потом.

Прежде чем начать рассказ о новом "фундаментальном взаимодействии" как развитии работ Эйнштейна, стоит вспомнить и уточнить, а что является общепризнанным. Какие темы надо разъяснять, а какие можно переадресовать к Википедии, энциклопедическому словарю, учебнику физики?

Про Альберта Эйнштейна иллюстрированный энциклопедический словарь говорит: "физик-теоретик, один из создателей теории относительности, изменившей классические представления о пространстве, времени и материи. В 1905 создал специальную теорию относительности, описывающую движение материальных тел со скоростями, близкими к скорости света в вакууме. Открыл взаимосвязь массы покоя тел и их энергии. В 1907 – 16 Эйнштейн создал общую теорию относительности – современную теорию тяготения. Эйнштейн – автор основополагающих работ по квантовой теории света: он ввёл понятие фотона, установил законы фотоэффекта, основной закон фотохимии (закон Эйнштейна), предсказал индуцированное излучение."

Основным новшеством Эйнштейна стало "пространство-время". Он убедительно показал, что пространство и время не являются независимыми от материи и друг от друга. Под действием массы пространство-время искривляется. Гравитация и есть искривление пространства-времени. Этой теории уже 100 лет и она является самой удачной моделью гравитации. Ещё с Эйнштейном связана носящая его имя формула E=mc2, связывающая массу и энергию. Вот от такого минимума знаний про теорию относительности мы будем отталкиваться.

Равным образом необходимо изложить классический математический подход по "введению в теорию" прямой, плоскости, пространства. С точки зрения науки пространство – это совокупность бесконечного количества параллельных плоскостей, расстояние между которыми стремится к нулю. Если плоскость – это лист бумаги, то пространство: эта пачка листов. Плоскость – это холст ткани из бесконечного числа параллельных ниток, расстояние между которыми опять же стремится к нулю. Ну а нитка по аналогии складывается из бесконечного числа ворсинок, которые не имеют размеров. В науке их называют "точка" или "материальная точка". Точка в науке имеет только координаты и больше ничего. Математика из совокупности бесконечного множества точек вводит прямую, из бесконечного множества прямых – плоскость, из плоскостей – пространство, из пространств – 4-х мерный объект.

Один из основных приёмов физики носит название "материальная точка". Он подразумевает, что при переходе от настоящего предмета к модели делается допущение: размерами и ориентацией предмета пренебрегают. Например, при рассмотрении движения Земли вокруг Солнца диаметром Земли пренебрегают, т. к. он много меньше расстояния от Солнца до Земли (в 23 тысячи раз). Любой реальный предмет имеет размер, следовательно, имеет и разницу в пространственных координатах своих частей. Эта разница в координатах частей предмета "автоматом" учитывает ориентацию. Например: если расстояние от нас до хвоста самолёта больше, чем расстояние до носа; и их разность равна длине самолёта – то самолёт летит прямо на нас. При поступательных движениях предмет изменяет координаты как единое целое и при переходе к абстракции "материальная точка" изменение координат всех частей предмета по-прежнему оставляют "единым целым". При изменениях ориентации координаты разных частей предмета меняются по-разному. Абстракция «материальная точка» не позволяет этого учитывать, поэтому вводят дополнительные переменные. Например, для самолёта вводят крен, рыскание и тангаж. И с учётом этих переменных уменьшают размеры самолёта до нуля – делают "точкой на радаре".