Статья: Относительная скорость инерциальных систем
Только когда мы исключим эффект Доплера, мы сможем вычислить действительную скорость относительного движения инерциальных систем отсчета V . Она будет равна отношению V = L / T ,и уже не будет зависеть от выбора места измерения этой скорости на оси х [6]. Скорость V есть действительная скорость относительного движения (характеристика сущности ). Она соответствует мгновенной передаче информации от объекта наблюдения к субъекту.
Итак, хотя вывод преобразования Лоренца проведен Эйнштейном формально правильно, он дал неправильную интерпретацию скорости v , которая вошла в преобразование Лоренца. Он истинную скорость относительного движения инерциальных систем отсчета V подменил кажущейся скоростью v (явлением). При этом кажущаяся скорость соответствует случаю, когда световые лучи от источника направлены к наблюдателю перпендикулярно траектории движения источника. Вновь мы сталкиваемся со старой гносеологической ошибкой - подменой сущности явлением.
В теории относительности много «парадоксов» (логических противоречий). Если подробно рассмотреть эти «парадоксы», нетрудно заметить, что все они имеют единую структуру [7]. Пока существует один наблюдатель, результаты преобразования Лоренца имеют «объяснение». Но как только появляется второй наблюдатель, между заключениями этих наблюдателей возникает противоречие (конфликт). Примером тому может служить известный «парадокс» близнецов. Внутри специальной теории относительности он не имеет логически непротиворечивого объяснения. Поэтому для его «объяснения» автору пришлось использовать совершенно иную теорию – Общую теорию относительности.
Переосмысление основ теории относительности
1. 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 [8]:
«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. 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, т.е. является 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. Существует большой класс аналогичных преобразований, сохраняющих неизменной форму уравнений Максвелла.
2. Другим явился постулат о существовании предельной скорости взаимодействий . Этот постулат вытекал из релятивистского множителя в преобразовании Лоренца. Как мы установили, в преобразование Лоренца входит наблюдаемая с помощью световых лучей (кажущаяся ) скорость движения материального тела. По нашему мнению пользоваться характеристикой явления v неразумно, когда имеется возможность использовать сущностную характеристику – галилеевскую скорость V . Что касается эйнштейновского постулата, он отражает не объективную сущность, а только кажимость . Наблюдаемая с помощью световых лучей (кажущаяся ) скорость 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 [9]. 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
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.
3. 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 имеет пределы применимости, т.е. является объективной , а не абсолютной истиной . По этой причине обобщать ее положения на все без исключения явления материального мира неправомерно.
4. 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.
Предельного перехода от волновых явлений к квазистатическим явлениям не существует вопреки сложившемуся мнению [11].
Все это и ряд других фактов приводит к следующему выводу. Материальные объекты принадлежат определенному виду материи. Электромагнитная волна представляет собой другой самостоятельный вид материи, отличный от материальных объектов. Эти два вида материи существуют объективно, имеют принципиально отличные свойства, а потому каждый из этих видов должен удовлетворять своим преобразованиям. Электромагнитная волна преобразуется с помощью преобразования Лоренца , выраженного через галилеевскую скорость. Для материальных тел справедливо преобразование Галилея . В обоих преобразованиях фигурирует одна и та же галилеевская (классическая) скорость. При этом пространство и время сохраняются классическими:
Пространство является евклидовым. Оно однородно, изотропно и является общим для всех инерциальных систем отсчета.
Время однородно и является общим для всех инерциальных систем.
Инерциальные системы равноправны, а потому законы природы должны иметь одинаковую формулировку в любой инерциальной системе отсчета. В частности, скорость света не зависит от выбора инерциальной системы отсчета.
Явления отображаются из одной системы отсчета в другую симметрично.