Релятивистская механика: новый взгляд по-старому
Шрифт:
Камень преткновенья в том, что становящесть преобразования движения, связывающего две инерциальные системы отсчёта, не преобразованием Галилея - она ведь, как мы логически показали, незаметно лишает те системы равноправности. А появляющаяся неравноправность определяется вопросом, должным задаваться каждой из тех систем: каково у неё движение, которым она обладает, прежде всего как движение оносительно всего пространства? То бишь, без отсчётного фонирования наличной своей инерциальности видом голого пространства (в его цельности) система не имеет права фигурировать в преобразовании движения! Равноправными инерциальные системы отсчёта можно считать только в классической механике, при скоростях, значительно меньших скорости света. Другими словами, условно равноправны они лишь в случае связываемости преобразованием движения в виде преобразования Галилея. Просто в силу того, что берущесть их равноправными как ложность не приводит тогда одну из них к заметной неправильности в описанности движущихся тел. То есть что? Равноправность инерциальных систем отсчёта и тождественность их - на базе факта неразличимости физическими опытами, проводящимися в пределах каждой, суть разные вещи (ну, понятия разной степени системности). Демонстрирую работающую здесь логику: в некой фирме вы начальник, я - подчинённый, то бишь мы неравноправны там, но вы - человек, и я - человек, то бишь мы там тождественны как существа и как форма воплощения животного принципа тем неразличимы (с тем, что будь вы человек, а я лошадь, мы оба были бы существами, но нетождественными, а потому и отличимыми как таковая форма). Эфир это "фирма", в которой "работают" инерциальные системы отсчёта. И из двух их "начальник" всегда та, что имеет б'oльшую относительно пространства скорость: именно эта система неявно задаёт векторность преобразованию движения, связывающему те две системы, - векторность, делающую достигаемую преобразованность необратимой относительно систем. Другими словами, система-"начальник" навязывает миру верность лоренцева преобразования движения лишь по направлению к ней - от системы-"подчинённого"...
Итак, прямое преобразование Лоренца - как преобразование движения пробного мат. тела - в подспуде призвано осуществляться всегда от менее скоростной инерциальной системы отсчёта - к более скоростной, где эти "менее" и "более" у них - по отношению сразу ко всему вакуум-пространству (ну, к нему как чему-то целому). Эйнштейн же логически спутал тождественность и равноправность систем отсчёта. Всего лишь тождественное взял равноправным. Так сказать, отождествил тождественность с равноправностью. Не различил их у инерциальных систем отсчёта. Отсюда и уткнулся в непреодолеваемые парадоксы типа "близнячьего".
Ладно, этого второго - из поспешных - трактовочного момента мы ещё коснёмся, а теперь вернёмся к первому. Там есть ещё что сказать.
Против скособоченности времени в разных пространственных точках - как налички у одной из связанных относительной скоростью и.с.о. при отсутствии в другой - срабатывают самые общие логические построения. Например, в порядке следования им мы должны заявить, что при означенном раскладе неявно нарушается сам принцип относительности (как один из его родителей, такого расклада, - согласно Эйнштейну!). В самом деле, как возможно говорить об одинаковости хода всех процессов у таких инерциальных систем отсчёта, ежели процессы состоят из событий и в своём конечном результате определяются именно тем, что многие и многие события в их, тех процессов, ходе произошли одновременно, - стронь хотя бы одну пару таких событий, и неизбежно получишь иной конечный результат. Так что если другая система отсчёта видит у себя события той пары неодновременными, то она обязана и сам пробный процесс видеть инорезультатным, со всем отсюда для неё вытекающим (вытекает, как ясно, изменённость вида физических законов: только изменением своего вида они способны пробный физический процесс превратить из чего-то одного во что-то другое; ну а изменённость вида физических законов - это и есть несоблюдшесть принципа относительности).
Наговоренное можно пересказать и так. Если два неких одновременных события станут в другой системе отсчёта неодновременными, это изменит соотнесённость процессов, в событийные цепочки которых - каждое в свою - входят эти два события, а именно неизменность соотнесённости физических процессов и составляет физические законы. Так что эта другая система отсчёта окажется при иных физических законах - хотя бы одном. Например, дёргая за шнурки петард (достаточно длинные, чтобы петарда занимала точку пространства, отличную от вашей), вы с бесконечным повтором можете устраивать себе такие совпадающие (а значит, одновременные) события, как вспышка взрыва при характерном ходе руки в некой конечной фазе её воздействия на шнур. Поимев же скорость по отношению к мат. объектам, участвующим в таком взрыве (порох, там, и прочее в начинке-конструкции петарды), вы оказываетесь, по преобразованию Лоренца, под действием относительности одновременности, из-за которого взрыв петарды, устроенный оставшимся возле неё вашим другом, не выступает для вас, согласно СТО, одновременностью вспышки с характерной фазой движения руки того друга, – оттого что именно для него такой одновременностью выступает. Что и будет означать разные физические законы в ваших с другом системах отсчёта, разъединённых относительной скоростью. Действительно, что это за взрыв такой, что сначала вспышка, а затем движение дёргающей за шнур руки, которое её вызывает и с ней обычно совпадает? Как не подходит и то, что вспышка заметно з'a таковым движением руки, а не вместе с ним, – при том же качестве пороха и прочих элементов петарды, что и до вашего перехода на другую скорость. Ясно, что такое - уже другая физика! Мир (ну, система пребывания) с такими физическими законами - это уже другой физический мир.
Правда, СТО что-то там бормочет о том, что относительность одновременности касается у ней только отвлечённых (несвязанных) событий, а события, соединённые причинно-следственными связями, своей-де соотнесённости - друг с другом для наблюдателей из разных систем отсчёта - не меняют. Сразу вопрос тогда - почему? Что это за индульгенция такая для чего-то с чем-то - причинная их связь? Ответа СТО не даёт.
Добавим ещё, что руку и петарду надёжней было бы пространственно разнести через посредство длинного жёсткого рычага. Нужно же это для того, напоминаем, что время - у движущейся и.с.о. по отношению к покоящейся - скособочивается только в пространственно разнесённых точках.
И как такое в них "поведение" времени примирить с принципом относительности - я не знаю. Тем оставляя вопрос читателям.
Только вот выражу наговоренное ещё и в натурфилософском ключе. Если признавать неодновременность - для одного из наблюдателей, связанных относительной скоростью - двух пробных пространственно разнесённых событий, то тем неявно лишаешь время изотропности. Инкриминируешь ему анизотропию! На крайний случай будь сказано - квази-анизотропию. И оно бы даже и ладно, но почему пространство считаем изотропным (один из пяти базовых постулатов СТО!), а времени в том отказываем, да ещё и негласно? Вот какие у нас дела происходят!
Поясним сказанное. Для физических процессов как последовательностей событий в СТО постулируется: однородность пространства (первое), изотропность пространства (второе), однородность времени (третье), принцип относительности (четвёртое), и неизменность скорости света относительно любой системы отсчёта, задаваемой физическими объектами, как скорости фактически предельной среди скоростей физических объектов (пятое). Первое означает одинаковость хода физических процессов в любом месте пространства, второе - одинаковость их хода по любому пространственному направлению, третье - одинаковость их хода в любой момент времени, а четвёртое означает сохраняемость их неизменными в порядке преобразования движения, связывающего любые две инерциальные системы отсчёта (или ещё, согласно другой принятости, можно выразиться так: а четвёртое означает их инвариантность относительно преобразований движения, с тем что движения, задающие преобразования, равномерны, прямолинейны и без вращательности). То бишь, первые четыре постулата оказываются "большим постулатом" инвариантности законов природы по отношению к четырём типам преобразований: переносу в пространстве, вращению в пространстве, сдвигу во времени и преобразованию движения (ну, физической смене одного его инерционного вида на другой инерционный вид). А далее в энциклопедическом словаре говорится так: при скоростях тел, сравнимых со скоростью света, обнаруживается тесная связь и математическая аналогия между преобразованиями 1, 3 и 2, 4. Что позволяет заговорить о группе преобразований. И так называемая группа Лоренца - это группа, образуемая вторым и четвёртым. Вот мы и подобрались к сути затеянного пояснения! Факт существуемости группы Лоренца наталкивает на заявление: "разноскоростность" времени у двух мат. тел с относительной друг к другу скоростью - это пребываемость времени в разных своих ипостасях: отдельная ипостась для каждого тела из той пары. Ибо должно тут быть что-то аналогичное разным направлениям у пространства: фактически ведь в каждом из своих направлений пространство предстаёт (нам как движущимся по ним телам) отдельной своей ипостасью: ну, ведёт не туда, куда ведёт при другом направлении, и всё такое прочее. И мироустроенчески принять несовпадаемость одновременности (у пространственно разнесённых событий) для тел, имеющих друг к другу относительную скорость, будет принятостью разности характеров временных ипостасей (в коих - каждое в своей - находятся эти тела), то есть - принятостью временн'oй анизотропности. Но с чего вдруг, ежели пространство изотропно? Конечно, это не прямой довод, но очень мощный косвенный. А прямой довод против анизотропии времени - в фактической нарушаемости тою самого принципа относительности, общелогически продемонстрированной нами немного выше (непосредственно перед примером с петардой, да и самим примером).
Но ещё продолжим. Повторяясь в другой форме и кое-где заодно углубляясь. Каждое направление в пространстве - это как бы одна из бесчисленных его граней. Если не в геометрическом, то в философском, по крайней мере, смысле так м'oжно выразиться. И каждая такая грань "обслуживает" физические законы точно так же, как любая другая. Что и есть свойство изотропности у пространства, взятое на щит в СТО. Свойство, в силу которого переход в пространстве к другой "грани" - как преобразование!
– ничего в физических законах не меняет. А переход движущегося тела в другую инерциальную систему отсчёта? Это ведь тоже преобразование: так называемое преобразование движения! Вот мы и подошли к кульминации логики. Два означенных преобразования образуют группу Лоренца, отчего второе д'oлжно видеть заключающимся в переходе к другой грани чего-то, аналогично видению первого заключающимся в переходе к другой грани пространства. И требуется лишь понятийная идентификация граней, которые - старая на новую - сменяются при преобразовании движения. Грани чег'o тут можно иметь в виду? А времени! В самом деле, имеющие относительную скорость и.с.о.
– единственно отличаются выраженностью в них временн'oго хода, вот последняя и напрашивается на роль природной грани, которая сменяется по смене системы отсчёта... Итак, время, в лице своего "течения" для мат. тел, являет нам некие свои грани как грани природы: на каждой скорости тела - в его инерционном движении - то "течение" индивидуально, что и составляет временн'yю грань, с которой тело имеет дело (ну, которой оно подлежно, или сказать - в которой оно залегает). И по аналогии с гранями пространства (группа Лоренца, не забывать!) физические законы подобные грани должны отправлять одинаково. Эту одинаковость уместно называть изотропностью времени, как подобную одинаковость у граней пространства давно называем изотропностью пространства.
Это всё можно обсказать и в другом ключе. Имеемость телом иной инерционной скорости - сравнительно с той, какую имело сколько-либо перед этим, вполне допустимо интерпретировать как иное физическое "поведение" тела - сравнительно с первым. Это с тем, что смена телом направления движения в пространстве - аналогично может быть названа сменой им физического "поведения". Последняя смена не меняет телу физических законов, по которым протекает его существование, отчего пространство называем изотропным. То бишь неменяющим своего характера к телу из-за смены телом физического "поведения" к нему (ну, в нём). В аналогию чему имеем право заявить об изотропности времени, коль существует такое понятие, как группа Лоренца (ну, произошло математическое открытие в виде вычленения такой группы). Ведь изменившесть своей скорости телом - это изменившесть им своих отношений с временем. Коль для покрытия того же расстояния оно тогда использует не прежнее количество времени, а иное - большее или меньшее. Так? Вроде так, в ключе натуральной философии. Если уж постулятивно считаем изотропным пространство, то и время должны держать таковым: видеть его неменяющим своего характера к телу из-за смены тем за счёт него своего физического "поведения". Ну, из-за пошедшести по новой временн'oй "тропе" как другому такому поведению.
Итак, изотропность времени. Одинаковость физических законов в его "гранях", которыми выступают разные возможные выраженности его хода. И вот тут всплывает, что образуемость происходящими событиями для кого-то одновременности - это, похоже, как раз проявляемость некого физического закона, а не что-то вам просто так! Ну, то есть, совпавшесть событий - это составляемость ими некоего макрособытия, происходящего самим по себе (то бишь вне являющести ни первым, ни вторым из этих совпадающих), и существование этакого единичного макрособытия в порядке каждого подобного случая - венец (ну, объединяющее следствие) всех существующих физических законов, вместе с ними не должный меняться при переходе к другой и.с.о. Вот что получается!
Подробнее о понятии надставляющегося события. Шёл человек по дороге, одной из её сторон, поравнялся с придорожным столбом. Событие? Событие! А потому нечто, в неизменности факта своей произошедшести должное охраняться всем строем физических законов – как одинаковостей для инерциальных систем отсчёта. Далее. Шёл другой человек по той же дороге, по противоположной её стороне, если сравнивать с первым (это в соблюдаемость условия пространственной разнесённости), и тоже поравнялся с тем столбом. Тоже событие? Тоже, и с теми же изложенными правами! Ну а совпавшесть по времени этих двух событий, хоть для кого-нибудь, – это чем не третье событие, с такой же, как у каждого из первых двух, охраной физ. законами?! Вот это-то третье событие и будет событием, надставленным над первыми двумя. То есть – компонующееся из них как элементов макрособытие, вот оно что есть такое по отношенью к ним. И утверждается, что какие бы события ни взял, в любом числе и любой последовательности, возможно сконструировать (ну, автоматически вычленить в природе) макрособытие, объединяющее их в одно целое. Этакая возможность – натурфилософская заведомость, подумайте и согласитесь.