Реклама

Не прекращаются споры, связанные с теорией относительности. В последнее время эти споры обострились и в РКРП-РПК. Как физик, скажу, что обе спорящие стороны неправы: сторонники теории относительности неправы в том, что категорически отрицают любую критику в адрес этой теории, утверждая тем самым невозможность дальнейшего развития науки. Противники же теории относительности (тт.Подгузов, Петрова, Игнатович, Ацюковский) неправы в том, что призывают просто вернуться к доэйнштейносвким представлениям, без учета развития науки в 20 веке.

Для начала надо сказать: а в чем, собственно, актуальность проблемы?

Одна из задач – проблема “предельной скорости” (грубо говоря, если окажется, что существует предельная скорость (например, скорость света), и скорости, превышающие ее, невозможны – то тогда в перспективе мы не будем иметь возможности осуществлять транспортировку и связь в тех объемах, в которых мы захотим – и тогда мы не получаем удовлетворения всех разумных потребностей человечества).

Могут спросить – что же, вы оцениваете истинность или ложность физических теорий, исходя из того, нравятся они вам или нет? Дело не в этом. Любая научная теория ограничена, пригодна лишь для определенного круга явлений, и какое из описание выбрать в данный момент – это зависит от тех задач, которые мы ставим. Теории флогистона, теплорода и эфира на определенных этапах тоже удовлетворительно объясняли известные науке на то время факты, но в дальнейшем они были отброшены.

Та же история и с теорией относительности. В свое время (начало 20 века) она дала ответ на поставленные тогда наукой вопросы, выведя физику из кризиса, в котором та была на рубеже 19-20 века, но сейчас она стала в определенной степени тормозом науки. Примерно так же, как с диалектикой Гегеля, которая была описанием природы, повернутым с ног на голову – точно так же и теория относительности является описанием природы исходя из, если так можно выразиться, весьма своеобразной “системы отсчета”, выбор которой не представляется нам удовлетворительной, то есть опять имеется необходимость поставить науку с головы на ноги. Попытаемся это сделать, проанализировав историю развития теории относительности и различные “альтернативные” взгляды.

  1. История науки

      

Для борьбы с догматизмом в науке бывает очень полезно ознакомиться с тем, насколько основатели научных теорий лучше своих продолжателей и комментаторов отдавали себе отчет во всех слабостях и недостатках своих теорий. Со временем их оговорки постепенно забываются, то, что было для них гипотезой, превращается в догму, становящуюся все более непререкаемой по мере удаления от источника, пока, наконец, не потребуются значительные усилия для того, чтобы порваить с установившимися взглядами, представлющими собой более или менее отдаленные выводы из теорий, временный и гипотетический характер которых давно забыт.

Поль Ланжевен (1872-1946), известный французский физик, коммунист

В 17 веке среди ученых возник спор, что такое свет. Гюйгенс утверждал, что свет – это волна, а поскольку по тогдашним понятиям волна обязательно должна распространяться в какой-то среде, то в качестве такой среды был избран заимствованный из античной мифологии “эфир”, якобы заполняющий все пространство. В противоположность этому Ньютон утверждал, что свет – это поток частиц, который может распространяться и в вакууме. В начале 19 века опыты Юнга и Френеля доказали волновую природу света, следовательно, в науке укоренилось понятие об эфире.

Однако во 2-й половине 19 века Максвелл теоретически, а Герц и Попов экспериментально открыли электромагнитные волны, способные распространяться и в вакууме. Когда вычислили скорость распространения электромагнитных волн, то она оказалась равной скорости света, известной из опытов Ремера. То есть выяснилось, что свет – это электромагнитная волна, способная распространяться и в вакууме, то есть необходимости в эфире нет. В 1900 году Планк ввел представление о свете как о потоке фотонов. Отсутствие эфира было доказано в опытах Майкельсона-Морли. Пытаясь обосновать результаты этих опытов, Лоренц предложил свои преобразования пространственно-временных координат.

В 1897 году был открыт электрон. При его ускорении выяснилось, что его масса зависти от скорости, причем коэффициент этой зависимости в точности совпадает с коэффициентами преобразований Лоренца.

В 1905 году Эйнштейн подвел под все эти наблюдения теоретическую базу, основанную на сочетании двух постулатов: принципа относительности (который был известен еще Галилею, а заслугу Эйнштейна видят в том, что он распространил его на электромагнитные явления) и принципа постоянства скорости  света (в котором есть большие основания сомневаться). Из этих постулатов Эйнштейн вывел принципы относительности одновременности и инвариантности интервала, из них были “выведены” преобразования Лоренца, а из формулы зависимости массы от скорости была выведена знаменитая формула E=mc2 (злые языки утверждают, что эта формула была выведена Дж.Томсоном за три года до Эйнштейна). Все это вместе взятое стало называться специальной теорией относительности (СТО).

Однако СТО не согласовывалась с гравитацией. Допустим, что тело падает с некоторым ускорением свободного падения, увеличивая свою скорость. И нетрудно предположить такие начальные условия, при которых никто не помешает падающему телу  достичь сверхсветовой скорости. Чтобы этого не допустить, Эйнштейн и создал общую теорию относительности (ОТО), распространяющую вышесказанное на гравитационные явления, приравняв скорость гравитационного взаимодействия к световой. Разумных причин для таких выводов не было, и Ацюковский прав, когда высмеивает эти выводы, названные им 6-м и 9-м постулатами теории относительности.

В качестве подтверждения ОТО называют три наблюдения: отклонение луча света в поле тяготения Солнца, смещение перигелия Меркурия и “красное смещение” луча света в гравитационном поле. Однако все это не доказывает ОТО, т.е. объясняется наличием у фотона массы, и все эти эффекты были предсказаны еще за 100 лет до Эйнштейна.

В рамках ОТО Эйнштейн вывел уравнение распределения масс во Вселенной, решение которого зависело от выбора начальных условий. Эйнштейн пытался это сделать, но не смог.  Эту задачу решил в 1920-е годы советский математик Фридман. Взяв за начальные условия предположение об однородности и изотропности Вселенной, он получил, что Вселенная должна расширяться после некоторого начального состояния, названного  “Большим взрывом”. Через несколько лет выводы Фридмана были экспериментально подтверждены Э.Хабблом. Казалось бы, релятивистская картина мира доказана.

Однако в начале 1930-х годов английский физик Милн установил, что выводы Фридмана-Хаббла могут быть получены из ньютоновской механики, без всякого участия  теории относительности. В те же 1930-е годы в процессе развития ядерной физики выяснилось, что формула E=mc2 также может быть выведена из чисто классических соображений.

В 1947 году советский физик Г.Гамов предсказал, а в 1965 году американцы Пензиас и Вильсон открыли реликтовое радиоизлучение, заполняющее всю Вселенную. Вскоре путем сравнения фона этого излучения в разных направлениях было зафиксировано движение Солнца вокруг центра Галактики. Это открытие, во-первых, подтвердило теорию “Большого взрыва”, во-вторых, нашло материальный аналог мифическому эфиру, в третьих, нашло “абсолютную систему отсчета” и поставило под сомнение 1-й постулат Эйнштейна, на котором базируется ТО. При определенных условиях этот постулат верен, но создать эти условия практически невозможно!

В 1970-80-е годы И.Смульский доказал, что увеличение массы (точнее,, отношение силы к вызванному этой силой ускорению, объясняется не релятивистскими эффектами, а просто тем, что невозможно ускорить тело до скорости, большей скорости взаимодействия, вызывающего ускорение. То есть в принципе световой барьер может быть преодолен.

В конце 20 века были поставлены вопросы относительно массы нейтрино и “черных дыр”,  о чем я уже писал выше.

Все это говорит о том, что современную картину мира нельзя считать законченной и удовлетворительной (кроме того, что в этом обзоре автор совершенно не касался вопросов физики микромира, которая является предметом отдельного обсуждения).

 

2. Критика “эфирных” воззрений.

 

Итак, мы видим, что критика современных физических концепций возможна и необходима. Но это дело осложняется наличием графоманов, которые только дискредитируют “антиэйнштейновское” движение. Потом релятивисты указывают на них и говорят: “Посмотрите, какой у них уровень”. И дискуссия по теории относительности на сайте “Рабочей правды” не свободна от этого. Поэтому не обижайтесь, если я буду анализировать эту дискуссию в стиле “Пришел лесник и всех разогнал”.

Чего стоит, например, статья В.Кирсанова, первый абзац которой радует нас историческим открытием: “На рубеже 19-20 веков марксизм-ленинизм был в моде, особенно среди интеллигенции”. Дольше можно не читать. Но ради любопытства продолжим: “в результате смешивания 1 литра воды и 1 литра спирта происходит химическая реакция, в результате которой часть жидкости испаряется”. No comments. Затем В.Кирсанов говорит, что формулу E=mc2 нельзя использовать по той причине, что c2=0. Если с=3*108 м/с, то почему та же самая величина, возведенная в квадрат, должна быть равна нулю? Как сказал бы Ацюковский, “потому что это постулат”.

Или, например, В.Н.Игнатович обличает теорию “Большого взрыва” на том основании, что она якобы провозглашает происхождение Вселенной из ничего. Да никогда не утверждала наука ничего подобного! Согласно научным представлениям, в момент Большого взрыва произошел переход материи из “сингулярного” состояния (свойства которого науке еще предстоит выяснить) в нынешнее состояние, состоящее из вещества и излучения. Только и всего. Неудивительно, что т.Игнатович в итоге скатывается на позиции антисталинизма.

Особого рассмотрения заслуживает реанимация представлений об “эфире”. Откуда в физике взялся эфир? оттуда, что физикам была нужна среда для распространения световых волн. Однако после открытий Максвелла никакой нужды в эфире нет, и его введение есть нарушение принципа Оккама, запрещающего умножать сущности сверх необходимости. То же относится к утверждению, что “частицы эфира - “амеры” (по Ацюковскому) являются кирпичиками всех элементарных частиц”. Почему именно “амеры”, а, например, не какие-нибудь “ин” и “янь”? Вероятно, потому, что это постулат.

Утверждается, далее, что с помощью “эфиродинамики” т.Ацюковский объяснил “...существование особоустойчивых ядер с магическими числами нейтронов, структуру электронных оболочек атомов, возникновение и поведение шаровых молний”. Если это так, то тогда ряд вопросов:

1.     если т.Ацюковский объяснил существование – по научной терминологии – островов относительной стабильности вокруг элементов с зарядами ядра типа 114, 126, 164 и т.п., то пусть ответит на вопрос: а каков будет следующий “остров стабильности” после 164-го? Ведь интересно же!

2.     Если т.Ацюковский объяснил структуру электронных оболочек, то пусть ответит на вопрос: а сколько элементов будет в 8-м периоде таблицы Менделеева? Ответы “32” и “50” не принимаются

3.     Если т.Ацюковский объяснил возникновение шаровых молний, то он должен рассказать нам, как получать их искусственно. Ведь это были бы такие возможности для науки и техники! Негоже скрывать такие технологии от общественности!

Интересно, что, посвятив несколько страниц описанию поисков эфирного ветра, Ацюковский практически подводит читателя к мысли, что эти опыты доказали отсутствие эфира, но сам этих выводов не признает. А когда он говорит, что преобразования Лоренца, относящиеся к теории относительности, якобы на самом деле являются выводом из эфирной теории, то непонятно, кому от этого легче, учитывая, что эти “вытекающие из эфирной теории” преобразования длины и времени на самом деле существуют только в глазах внешнего наблюдателя, но не существуют в действительности!

Страдает непоследовательностью и статья т.Петровой. Хотя ряд сделанных ею выводов нельзя не признать верными – например, о чрезмерной математизации физики, о том, что искривляется свет, а не пространство, комментарии к “парадоксу близнецов” – но портит эту статью ряд ошибочных заявлений, как, например, что “давно предсказанные открытия, как, например, управляемые термоядерные реакции, не сделаны” (почему же – термоядерные процессы были зафиксированы еще в первых токамаках, а лет 10 назад была получена термоядерная плазма с временем жизни, в десятки раз превышающим время запуска термоядерной реакции, а что она оказалась неустойчивой, так чего вы хотите – термоядерная реакция, в отличие от реакции деления урана, не цепная!) или что “время как объективная реальность безразлично к тому, кто и как его измеряет” - а вот это уже просто неверно – как учит нас соотношение неопределенностей Гейзенберга, процесс измерения пространственных координат и времени процесса всегда накладывает влияние на получаемый разброс значений координат и времени. Вы, конечно, можете отрицать это соотношение, но дело в том, что оно единственное дает удовлетворительное объяснение, почему электроны в атоме не падают на ядро.  А отвергать квантовую механику просто глупо – хотя бы потому, что ее, в отличие от той же теории относительности, создавал не один Эйнштейн, а множество ученых разных стран на протяжении нескольких десятилетий. И огульно записать их всех в идеалисты нельзя – потому что квантовая механика сумела не только объяснить строение материи, но и предсказать новые явления. А что до имеющихся проблем – таких, как, неизвестно, сколько существует элементарных частиц и какие из них действительно элементарные, как объединить взаимодействия и есть ли другие взаимодействия, кроме известных четырех, в чем причина электрического, барионного и лептонного зарядов, что было до “Большого взрыва”, существуют ли другие вселенные (их существование нельзя отрицать, как во времена Джордано Бруно отрицали другие планетные системы, а в 19 веке отрицали другие галактики) – то это и есть тот случай, про который Ленин говорил, что исчезает не материя, а предел наших знаний о ней.

Кстати, о цитировании классиков. Например, упоминавшийся уже В.Игнатович обосновывает  эфирную гипотезу вырванной из контекста цитатой Энгельса, что “электричество – это движение частиц эфира” (а проклятые ревизионисты утверждают, что электричество – это движение электронов!), однако упускает следующие за этим слова Энгельса: “а до тех пор, пока эфирная теория не будет вытеснена какой-нибудь совершенно новой теорией, учение об электричестве  будет находиться в том неприглядном положении, что вынуждено пользоваться терминологией, которую само признает неверной”. И надо отметить, что Энгельс был честнее своих нынешних эпигонов, прямо признавая, что “в учении об электричестве мы имеем перед собой хаотичную груду старых ненадежных экспериментов, не получивших ни окончательного подтверждения, ни окончательного опровержения, какое-то неуверенное блуждание во мраке. И в самом деле, в области электричества еще только предстоит сделать открытие, подобное открытию Дальтона, открытие, дающее всей науке средоточие, а исследованию – прочную основу”. Таким открытием, предсказанным Энгельсом, стало произошедшее в 1897 году открытие электрона, а не устаревшая эфирная теория. Такие дела.

 

3.     Спор будет решен путем эксперимента

 

Так как же прийти к выходу из кризиса в физической науке?

Естественно, правильная физическая теория должна быть основана на диалектико-материалистических позициях. Как же их приложить к естественным наукам?

Как бытие определяет сознание, так и общественное бытие определяет общественное сознание. Из этого вывода марксистская наука приходит к выводу о необходимости перехода к обществу, основанному на принципе: каждый по способностям – каждому по потребностям. Для того, чтобы создать материальную базу, способную удовлетворить все разумные потребности человечества, наука должна решить проблему производства (т.е. создание производительных сил, способных обеспечить необходимый уровень материальных благ), проблему энергии и проблему скорости – то есть решить ряд стоящих перед наукой проблем, связанных со строением материи (от чего зависит, какие потоки энергии мы сможем получать), с возможностью или невозможностью световой скорости (от ответа на этот вопрос зависит, до каких пределов сможет развиваться транспорт, связь, вычислительная техника). Задача науки в настоящий момент – правильно сформулировать необходимые вопросы.

         В 1999 году мной был подготовлен материал, содержащий ряд гипотез, позволяющих дать ответ на эти вопросы. Эти гипотезы нуждаются в экспериментальной проверке. После проведения соответствующих экспериментов можно будет дать ответ на вопрос о действительно научной картине мира.

         Поскольку современная экспериментальная наука требует значительных материальных ресурсов (а это неизбежно – чем в более далекие глубины материи мы проникаем, тем большая энергия для этого требуется), выполнить эту задачу можно будет только тогда, когда фундаментальная наука будет одной из неотъемлемых сторон государственной политики, Как легко показать, возможно такое будет только при плановой организации экономики, т.е. при социализме. За него и будем бороться

А.Буслаев

.

Hosted by uCoz