Реферат: Философия физики
И, во-вторых, какое взаимодействие имел в виду Мах – ядерное, электромагнитное, гравитационное или то, пока неизвестное, которое действует между галактиками? Ведь «объединив» всю Вселенную, он объединяет и все взаимодействия, в том числе, и те, о которых он и не догадывается.
Однако, вот что мы можем прочитать у Дж. Нерликара [12]: «В прошлом многие физики пытались сформулировать принцип Маха количественно. В частности, Эйнштейн, занимаясь разработкой ОТО, надеялся включить принцип Маха в свою теорию. Но его попытки оказались безуспешными, и он даже стал вообще сомневаться в справедливости идеи Маха. Одними из последних попыток включить принцип Маха в теорию тяготения была предпринята Шамой, Дикке, Линден-Беллом, Бартотти, Хойлом и автором настоящей книги. Цепочка наших рассуждений начинается с формулы, связывающей массу типичной частицы с существованием всех остальных частиц во Вселенной. Следовательно, наша исходная формула дает прямое количественное выражение принципа Маха...».
Когда читаешь эту выдержку, на память приходит шутка Чехонтэ (А.П. Чехова): «подъезжая к станции, с меня слетела шляпа», поскольку «Цепочка наших рассуждений (Шамы, Дикке, Линден-Белла, Бартотти, Хойла и автора настоящей книги) началась с формулы, связывающей массу типичной частицы с существованием всех остальных частиц во Вселенной». Вот и выходит, что ехала не голова, а шляпа; впереди была не мысль, а формула. Да, любую, даже самую бредовую идею можно облечь, в конечном счете, в математику, не заботясь ни о здравом смысле, ни о физическом смысле вообще. На этом фоне призыв доктора О.Эстерле [13] о том, что физика должна строиться на причинных физических основаниях, а не на математике, особенно актуален.
Ньютон, рассматривая пример вращающегося ведра с водой, пришел к выводу о том, что возможно определение абсолютного (истинного) и относительного движений с помощью выбора начала координат. Декларируя безотносительность пространства, он не мог, да и не связывал понятий абсолютности ускоренного движения и пространства.
И, если бы он все-таки применил свою концепцию природы, объясняющую всю совокупность явлений только движением и взаимодействием тел, то непременно бы пришел к понятию всемирной среды, эфира – более тонкой материи, с которой (в случае инерции) и через которую (в случае гравитации) взаимодействуют тела. И последующим поколениям исследователей не осталось бы шансов извратить его учение.
Необходимо, однако, отметить, что впервые в мировой практике появилась работа, в которой сделана попытка объяснения механизма инерции взаимодействием движущегося тела со средой, в которой оно движется [14].
Принцип относительности Галилея.
Абсолютные и относительные движения
После того, как мы определились с инвариантами и с взаимодействием инерции, мы можем приступить к рассмотрению одного из сложнейших философских вопросов, с которым связаны аномальные отклонения в развитии физики прошедшего столетия.
Из закона инерции следует вывод: нулевому ускорению соответствует нулевая сила (и наоборот). В совокупности с третьим законом Ньютона, действию всегда противостоит равное и противоположное ему противодействие, он приводит к формулировке принципа относительности: «относительные движения друг по отношению к другу тел, заключенных в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство или движется равномерно и прямолинейно без вращения» (Ньютон).
Это определение Ньютона не выдерживает критики с позиций начальных принципов, данных им самим. Пространство безотносительно, и его движение неопределимо. Следовательно, Ньютон имел в виду нечто иное: систему тел (в том числе и молекулы воздуха), получивших одно и то же ускорение и движущихся далее равномерно и прямолинейно без вращения. Теперь, внутри этой системы законы механики и динамики неотличимы от тех же законов в этой системе до получения ею ускорения.
Более корректным надо считать определение принципа относительности, данное Галилеем [15]: «в каюте корабля, движущегося равномерно и без качки, вы не обнаружите ни по одному из окружающих явлений, ни по чему-либо, что станет происходить с вами самими, движется ли корабль или стоит неподвижно».
В свое время это определение, данное Галилеем, было революционным, поскольку противоречило господствующему учению Птолемея, объяснявшему геоцентризм тем, что «Земля неподвижна, в противном случае облака и птицы отставали бы от ее движения».
С точки зрения эмпирики и наблюдений природы закон инерции и вытекающий из него принцип относительности не вызывают сомнений. Но, если взглянуть шире и обобщить эти явления на причины, механизмы и на конечность скорости взаимодействий, то можно прийти к выводу об их незаконченности, недостаточности и не окончательности.
В рамках эмпирики произошла идеализация как инерции, так и принципа относительности, поскольку подразумевается, что вид этих законов сохраняется при любой скорости тел относительно эфира. Это нельзя ставить в вину ни Галилею, ни Ньютону, ни Эйлеру, ни Лапласу и другим исследователям, работавшим до появления работ Гаусса, Вебера и Гербера по явлению запаздывания потенциала [16].
Но, как только появилась работа Гербера, исследователи обязаны были переосмыслить всю классическую механику, введя в нее динамику взаимодействий как результат конечности скорости распространения и запаздывания потенциала. Этого не произошло по субъективным причинам, перечисленным в [17].
Естественно, запаздывание потенциала должно отразиться при скоростях тел (относительно эфира) приближающихся к скорости взаимодействия на закон инерции и, следовательно, привести к несоблюдению принципа относительности Галилея. Этот вопрос не исследован.
Но, с другой стороны, Галилей и Ньютон (и их последователи) не до конца использовали открытый Галилеем принцип относительности. Ньютон, придя к выводу об абсолютности движения воды во вращающемся ведре, вернее – к абсолютности ускорения, не стал рассматривать движений внутри инерциальных систем.
Дело в том, что принцип относительности Галилея позволяет различать абсолютное и относительное движения. Это возможно лишь в рамках определенного взаимодействия в системе состоящей из двух тел. Если в изолированную (квазиизолированную) систему двух тел, взаимодействующих между собою, не вмешиваются посторонние взаимодействия, либо присутствуют взаимодействия, которыми можно пренебречь, то их движения можно считать абсолютными по отношению к центру их тяжести. Такими системами можно считать Солнце – планеты (каждая в отдельности), Земля – Луна и др. И, более того, если центр тяжести взаимодействующих тел практически совпадает с центром тяжести одного из тел, то движение второго тела можно считать абсолютным по отношению к первому. Так, за начало абсолютной системы отсчета Солнечной системы можно принять центр тяжести Солнца и движения планет считать абсолютными. И тогда: Земля вращается вокруг Солнца, но не Солнце вокруг Земли (вспомните Дж. Бруно), камень падает на Землю, но не Земля на камень и т.д.
Абсолютными движениями необходимо считать и движения тел в инерционной системе, каковой, например, является Галилеевская каюта корабля, если система отсчета неподвижна с ней.
Все остальные движения, не попадающие под определение абсолютных, необходимо считать относительными или сложными.
Институт наблюдателей
Итак, классическая физика использует всегда одного наблюдателя – мысль человека, которая имеет бесконечно большую «скорость» и рассматривает любое явление в его общей совокупности, находясь одновременно в разных его концах. Извращение этого постулата релятивистами, утверждающими, что Ньютон и его последователи якобы использовали бесконечно большую скорость взаимодействия, является подлогом.
Используя этот подлог, релятивисты ввели институт наблюдателей, которые оценивают любое явление с помощью сигналов. Сигналы должны приходить к наблюдателю с разных концов явления с некой постоянной скоростью, которая не складывается со скоростью наблюдателя. Это привело к тому, что процедура приходов сигналов к наблюдателю приводит к кажущимся искажениям длины движущегося тела, его массы и скорости течения местного времени, отнесенного к телу по отношению к наблюдателю. В зависимости от места расположения наблюдателя и его скорости по отношению к наблюдаемому телу, можно получить бесконечно большое количество результатов наблюдений.
В качестве сигналов принят свет, скорость которого принята за абсолютный инвариант. Однако прямых экспериментов, подтверждающих, что скорость света не складывается со скоростью приемника, не проведено. Такой эксперимент, например, предлагает провести Секерин [18]. Но уже звездную аберрацию можно считать доказательством того, что скорость света складывается со скоростью Земли по классической формуле сложения скоростей.
Институт наблюдателей – это фидеизм (махизм) в изощренной форме.
Об отсутствии общего принципа относительности
Принцип относительности Галилея породил у исследователей вопрос: подчиняются ли этому принципу электромагнитные явления? Это можно было бы проверить на поверхности Земли, которая выполняет в данном случае роль «каюты корабля». Но, для того, чтобы Земля выполняла эту роль, необходимо, чтобы среда, являющаяся носителем электромагнитных явлений, полностью ею увлекалась, как это происходит с воздухом каюты.
Проверкой увлечения (или не увлечения) эфира Землей занялся Майкельсон, затем Майкельсон совместно с Морли, затем Миллер и другие экспериментаторы [19].
Но, во-первых, Майкельсон, а за ним все другие экспериментаторы, кроме Миллера, совершили логическую ошибку. Они брали скорость движения Земли в космосе лишь относительно Солнца, которая составляет всего 30 км/с, в то время как в составе Солнечной системы она движется вокруг центра Галактики со скоростью ~400 км/с. Направление движения Солнечной системы можно было легко определить на звездном небе по направлению Млечного пути.
Во-вторых, поверив Лоренцу в том, что эфир не должен увлекаться Землей, Майкельсон не принял во внимание экспериментов Араго с преломляющими свет линзами и, в связи с ними, теорию Френеля о частичном увлечении эфира.
Араго наблюдавший звездную аберрацию, указывающую на то, что скорость света от звезд суммируется со скоростью движения Земли в космосе по классической формуле сложения скоростей, обнаружил, что угол поворота линз по отношению к направлению движения Земли не влияет на преломляющее свойство линз.