Аберрация света и парадокс Эренфеста (стр. 6 из 7)
Таким образом, теория циклических и линейных ускорителей не подтверждает выводы теории относительности А. Эйнштейна, а противоречит им. Так зачем же «насиловать» физику, используя «кажущуюся» (наблюдаемую) скорость вместо действительной (галилеевской) скорости? Зачем действительное (сущность) подменять «кажущимся» (т.е. явлением)? Не пора ли разобраться в том, чем отличается явление от сущности, и избавиться от «мифических» объяснений, противоречащих здравому смыслу и логике?
7. Переосмысление основ теории относительности
Существуют три разных подхода, определяемые типом преобразований, используемых в теории:
1. Любые процессы и явления должны подчиняться единому преобразованию, сохраняющему форму уравнений Максвелла неизменной. К таким теориям относится теория относительности Эйнштейна. Есть теории, в которых использовалось видоизмененное преобразование Лоренца для того, чтобы попытаться обойти противоречия («парадоксы»), присущие эйнштейновской теории.
2. Волновой вариант теории Ритца. В нем, в отличие от баллистической гипотезы Ритца, электромагнитная волна рассматривается как самостоятельный вид материи. Ее параметры и характеристики подчиняются модифицированному преобразованию Лоренца. Для материальных тел используется преобразование Галилея. Пространство является однородным, изотропным (евклидовым), а время единым для всех инерциальных систем отсчета.
3. Любые процессы и явления должны подчиняться только преобразованию Галилея. При этом пространство является однородным, изотропным (евклидовым), а время единым для всех инерциальных систем отсчета. К такому типу относится баллистическая гипотеза Ритца, и многочисленные гипотезы, опирающиеся на эфир, как на среду распространения электромагнитных волн.
1. Эйнштейновская теория относительности.
До появления уравнений Максвелла (1864 г.) законы механики и электродинамики (законы Ньютона, Кулона, Ампера и др.) удовлетворяли принципу относительности Галилея:
«Механический эксперимент дает одинаковые результаты в неподвижной лаборатории (системе отсчета) и в любой лаборатории, которая движется равномерно и прямолинейно относительно первой».
Иными словами, законы природы и уравнения, описывающие их, не должны меняться при преобразованиях Галилея:
x' = x - Vt; y' = y; z' = z; t' = t
где V - относительная скорость движения двух инерциальных систем отсчета (лабораторий), направленная вдоль оси x, т.е. галилеевская скорость относительного движения.
Уравнения Максвелла " нарушили" этот фундаментальный принцип. Форма уравнений Максвелла уже не сохранялась при преобразованиях Галилея.
Попытки сохранить преобразование Галилея для электродинамики путем ссылки на возможное существование эфира в то время были неубедительны. Лоренц и Пуанкаре длительное время в переписке обсуждали эту проблему между собой. В результате Пуанкаре приходит к выводу о необходимости обобщения принципа относительности Галилея и распространения его на электродинамику. Он следующим образом формулирует принцип, который позже стал одним из важных принципов теории познания [11]:
«Законы физических явлений должны быть одинаковыми как для неподвижного наблюдателя, так и для наблюдателя, движущегося прямолинейно и равномерно, поскольку у нас нет возможности убедиться в том, участвуем ли мы в таком движении или нет».
Несмотря на то, что этот принцип опирался, главным образом, на негативные результаты по обнаружению эфира, существовавшие тогда, он и по сей день играет большую эвристическую ценность. Он ограничивает или отсекает от физики те фундаментальные теории, которые ему не удовлетворяют (например, теории «эфира»). Этот принцип мы назовем принципом Галилея-Пуанкаре. Обратим внимание, что принцип Галилея-Пуанкаре не содержит "привязки" к какому-либо конкретному преобразованию пространственно-временной системы отсчета. Он является общенаучным, т.е. философским принципом.
А. Эйнштейн использовал этот принцип (без ссылки на Пуанкаре) в качестве одного из постулатов свой концепции относительности. Следствием принципа Галилея-Пуанкаре является принцип постоянства скорости света в любой инерциальной системе отсчета. Иными словами, форма уравнений Максвелла не должна меняться при переходе наблюдателя из одной инерциальной системы отсчета в другую.
Лоренц нашел такое преобразование. Оно было положено А. Эйнштейном в основу теории относительности. Как было показано в [6], это преобразование не является единственным.
Другим явился постулат о существовании предельной скорости взаимодействий. Этот постулат вытекал из релятивистского множителя в преобразовании Лоренца. Как мы установили, в преобразование Лоренца входит кажущаяся скорость движения материального тела, наблюдаемая с помощью световых лучей. Эта скорость была абсолютизирована А. Эйнштейном, т.е. рассматривалась в его теории как действительная скорость (?) материальных объектов и инерциальных систем. По нашему мнению пользоваться характеристикой явления скоростью v неразумно, когда имеется возможность использовать сущностную характеристику – галилеевскую скорость V.
Что касается эйнштейновского постулата, он отражает не сущность, а только объективную закономерность, которая характерна для скорости,наблюдаемой с помощью световых лучей (вывод №2). Наблюдаемая (кажущаяся) скорость прямолинейного движения материальных объектов не может превышать скорость света, в то время как действительная (истинная) скорость объекта может быть любой!
Остается добавить, что понятие «предельная скорость распространения взаимодействий» не является корректным. Как уже говорилось, взаимодействие есть процесс сущностного характера, и потому он не зависит от субъективного выбора системы отсчета [12]. Этот процесс может быть охарактеризован интенсивностью течения во времени, но не скоростью в пространстве.
Заметим, что преобразование Лоренца легко выразить через скорость V, пользуясь тем, что кажущаяся скорость v сравнительно просто выражается через истинную (галилеевскую) скорость [8], которая отвечает классическому типу отображения.
или 
(1)В силу связи скоростей v и V при замене v на V преобразование Лоренца модифицируется, но сохраняет свою структуру. Скорость света в любой инерциальной системе отсчета остается неизменной. При переходе к действительной скорости V теория относительности сохраняет во многом свой количественный математический формализм, но все это требует серьезного переосмысления сути физических явлений и новой интерпретации.
Пример. Известно, что время жизни мю-мезонов T0 ограничено. Они рождаются в верхних слоях атмосферы и достигают поверхности Земли. Считается, что их скорость (кажущаяся скорость в новой интерпретации) близка к скорости света (принцип предельной скорости). Утверждается, что мю-мезоны достигают поверхности земли только благодаря «замедлению времени» в СТО. «Замедленное время жизни» T равно
.Следовательно, расстояние L, пройденное мю-мезоном будет равно
.
Это как будто подтверждает справедливость СТО.
С точки зрения новой интерпретации действительная скорость движения мю-мезона выражается приведенной выше формулой (1). Следовательно
Таким образом, мы получаем тот же количественный результат, но с новым объяснением. Расстояние L, пройденное мю-мезоном, равно произведению времени его жизни Т0 на его действительную (галилеевскую) скорость V.
Уравнение движения тоже формально не меняется
Никакой зависимости «массы от скорости» не существует и т.д.
Теперь остановимся на эйнштейновском расширении пределов применимости преобразования Лоренца. Эйнштейн предположил, что любые законы природы должны удовлетворять преобразованию Лоренца, т. е должны иметь Лоренц-ковариантную форму. Такое обобщение носит наднаучный, т.е. философский (можно сказать: спекулятивный) характер и не может быть чисто физическим обобщением. Как известно, любая физическая теория или закономерность (в том числе и СТО) имеет пределы применимости, т.е. является объективной, а не абсолютной истиной. По этой причине обобщать ее физические положения на все без исключения явления материального мира, т.е. полагать, что они имеют философскую значимость, неправомерно.
2. Волновой вариант теории Ритца
Как известно, специальная теория относительности опирается на классическую электродинамику. Анализ электродинамики показал следующее:
– Поля зарядов и электромагнитные волны суть различные материальные объекты, обладающие различными свойствами. Поля зарядов обуславливают инерциальные свойства заряженных частиц [10]. В то же время, плотность энергии электромагнитной волны такими инерциальными свойствами не обладает.