АнтиЭйнштейн. Главный миф XX века

ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ ТОРЫ ЭЙНШТЕЙНА

«Слово «тора» на иврите означает «учение», «теория», «концепция». Например, можно сказать «тора Эйнштейна», то есть «теория Эйнштейна». Но если слово не переводится и пишется с заглавной буквы (Тора), то это означает, что речь идет об исходящем от Бога знании»[26].

Исходящие от человека знания содержались в сентябрьской (1905 года) статье Эйнштейна и в части постановки задачи о теории, удовлетворяющей принципу относительности, совпадали с работами Лоренца и Пуанкаре. «Разница состояла лишь в том, что Лоренц указывает источник такой постановки - одно из ранних выступлений Пуанкаре по этому вопросу, а Эйнштейн дает обоснование принципа относительности без всякой ссылки на первоисточник»[Ъ] (выделено мной. - В.Б.).

Геометрическая иллюстрация (по замечанию академика РАН В.Ф. Журавлева) теории относительности была дана в работах немецкого математика Минковского (1907 год, доклад «Принцип относительности»), но он ни в одной своей статье не отметил выдающихся результатов Пуанкаре в развитии математического аппарата теории относительности и не упомянул предложенную им идею четырехмерного представления этой теории. В то же время в ряде вопросов Пуанкаре здесь опередил и Минковского. Пуанкаре («К динамике электрона») первым вводит мнимую координату времени и толкует преобразование Лоренца как поворот в пространстве четырех измерений. Здесь он также дает свою знаменитую теорему о сложении скоростей.

Минковский в своей статье «Пространство и время» дважды ссылается на Пуанкаре, один раз как на автора, давшего определенной группе преобразований знаменитое название «преобразований Лоренца», а затем упоминая о даваемом Пуанкаре согласовании теории тяготения с постулатом относительности. Но Минковский писал: «То обстоятельство, что постулат относительности является не искусственной гипотезой, но новым пониманием времени, к которому нас вынуждают явления природы, до настоящего времени в наиболее резкой форме показано Эйнштейном».

Это что, оценка популяризаторской роли Эйнштейна? Чисто четырехмерный мир называли миром Минковского (но никак не Эйнштейна), хотя справедливо было бы говорить о мире Пуанкаре - Минковского. Несколько слов о Минковском: Герман Минковский родился в 1864 году в местечке Алексоты Минской губернии и еще в детстве переехал в Германию, где закончил среднюю школу и университет. Выше уже упоминалось, что он преподавал математику в политехникуме, где с этим предметом не желал знакомиться Эйнштейн. Затем Минковский занимал кафедру в Геттингенском университете, был в большой дружбе с Гильбертом, чем, видимо, и объясняется тот факт, что Гильберт «уступил» Эйнштейну полученные им соотношения. Минковский умер в возрасте 44 лет.

Зоммерфельд в примечании к статье Минковского «Пространство и время» отмечает: «Релятивистская форма ньютоновского закона, данная Минковским, оказывается для частного, отмеченного в тексте случая исчезающего ускорения, частным случаем более общей формы, предложенной Пуанкаре…»

Статья Пуанкаре почти на 3 года опередила работу Минковского. Но эта статья фактически осталась незамеченной, тогда как статьи Эйнштейна и Минковского привлекли к себе внимание, первая в 1905-1906 годах, вторая в 1908-1909 годах.

Причина этого любопытного обстоятельства, не имеющего аналогов в современной физике, не может заключаться только в малой известности и распространенности среди физиков знаменитого математического журнала, где была напечатана статья Пуанкаре.

Для большинства физиков был непривычен строгий математический язык Пуанкаре; эта работа на первых порах могла показаться рядом до некоторой степени чисто формальных, математических преобразований. Статья Эйнштейна сразу указывала на вытекающую из вновь открытых закономерностей (Лоренцем и Пуанкаре) необходимость пересмотреть наши основные физические представления о пространстве и времени.

Стиль работы Пуанкаре был строго теоретический, а Эйнштейн начал строить свою статью с рассмотрения мыслимых экспериментов об измерении пространства и времени.

То есть, не ссылаясь на работы Лоренца и Пуанкаре, не упоминая опубликованные в течение десяти лет результаты, предшествующие своей статье, молодой патентовед выступил как ловкий популяризатор чужих идей, что не давало ему морального права считать и рекламировать себя как создателя теории относительности.

«Пуанкаре не мог не знать о попытках немецких авторов представить развитие Эйнштейном и Минковским пространственно-временного аспекта теории Лоренца как создание новой физической теории. Но, видимо, такие притязания немецкой науки представлялись ему настолько необоснованными, что он не считал нужным делать специальные заявления по этому поводу».

Поведение Лоренца выглядело «весьма странным потворствованием развернувшейся тогда кампании, тенденциозно приписывающей одному Эйнштейну результаты коллективного труда нескольких выдающихся ученых… »[23]. Может быть, это было связано с тем, что Лоренц разрешил использовать свое имя для организации частного фонда со сбором пожертвований? «Это мероприятие, не имеющее прецедента, говорит о появлении в околонаучной среде весьма деловых людей, организаторским действиям которых не сумел противостоять великий ученый».

И еще одна интересная деталь - в 1912 году Лоренц оставил специально созданную для него кафедру теоретической физики, передав ее Паулю Эренфесту (самому близкому Эйнштейну европейскому физику, общение с которым у него продолжалось двадцать лет). Следует отметить, что во время пребывания во Франции в 1922 году Эйнштейн не смог выступить во Французской академии наук. «Здесь для многих имя Эйнштейна было одиозным - он был сторонником свободы, мира, социального прогресса»[Ъ]. Видимо, во Французской академии наук собрались одни националисты и антисемиты и, вообще, будущие фашисты. Скорее можно предположить, что французским академикам хорошо была известна роль Лоренца и Пуанкаре в создании теории относительности и роль Эйнштейна и связанных с ним «сторонников свободы» в монополизации этой теории. Вспомним, что в своем выступлении 1911 года в Лондонском университете Пуанкаре по-прежнему связывал происшедший переворот в физике только с именем Лоренца, совсем не упоминая Эйнштейна.

В 1915 году Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности. В специальной теории относительности (1905 г.) по-новому трактуются такие понятия, как пространство, время, масса; не существует абсолютных пространства, времени и массы; они относительны, то есть могут изменяться в зависимости от системы отсчета.

Общая теория относительности по существу является теорией тяготения.

В 1826 году Н.И. Лобачевский доказал, что может существовать иная, неевклидова геометрия, отказывающаяся от постулата параллельных линий. В геометрии Н.И. Лобачевского через точку, взятую вне прямой, можно провести бесчисленное множество прямых, не пересекающихся с данной. Фактически общая теория относительности - это попытка дать физическое объяснение четырехмерной геометрии.

В работе[3]: «Идея физической реальности некоторой новой, нетрадиционной, может быть парадоксальной, может быть неевклидовой, геометрии появилась у Лобачевского, Гаусса и Римана. Но она не стала физической теорией…» (выделено мной. - В.Б.).

Специальная теория относительности базируется на следующих основных положениях:

1) отсутствие в природе эфира;

2) принцип относительности;

3) принцип постоянства скорости света;

4) неизменность интервала, состоящего из трех про странственных координат и произведения времени на скорость света;

5) принцип «одновременности», определяющий одно временность происходящего события, по моменту прихода к наблюдателю светового сигнала.

Первое положение - представление об эфире как о неподвижной среде, которая могла, следовательно, быть избранной в качестве системы отсчета, позволяла таким образом выделить абсолютное движение. Исходя из признания существования эфира, Лоренцем были получены его преобразования, использованные Эйнштейном в специальной теории относительности с отказом от признания факта существования эфира.

Преобразования Лоренца были удобны как формальный прием, позволяющий решить проблемы электродинамики, возникшие в конце XIX века.

Второе - по существу есть обобщение механического принципа относительности Галилея (1632 г.) на все явления природы. Галилей, рассматривая механические явления, происходящие в закрытой каюте корабля, пришел к выводу, что никакими опытами внутри каюты невозможно обнаружить факт покоя или равномерного и прямолинейного движения корабля. Эйнштейн распространил этот вывод на немеханические явления.

Таким образом, принцип относительности утверждает, что все законы природы (а не только законы механики) одинаковы во всех инерциальных системах координат (инерциальная система - та, в которой выполняются законы Ньютона), то есть системах, движущихся прямолинейно и равномерно относительно друг друга; все инерциальные системы равноправны.

Третье положение - скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах координат. Это допущение понималось Эйнштейном как постоянство скорости света. Опять же после того, как было введено Пуанкаре. Отметим, что в механике скорость - одна из основных характеристик движения материальной точки, а скорость распространения света в вакууме - одна из основных физических констант: с = 299 792 458 м/с.

Эйнштейн пришел к выводу, что факт движения системы с некоторой скоростью влияет на ее размеры, скорость течения времени и массу, и заявил, что получил связь между энергией и массой тела. В действительности же эта связь была получена Пуанкаре (подробнее об этом говорится ниже).

Отсюда возник так называемый парадокс «близнецов»: космонавт, который пролетел на корабле год (по часам корабля) со скоростью, близкой к скорости света, возвратившись на Землю, встретит брата-близнеца, постаревшего почти на сорок лет.

Третье допущение есть обобщение результатов опыта Майкельсона (1881 год), из которого следует, что скорость света одинакова в разных направлениях и не зависит от факта движения Земли.

В основе четвертого и пятого допущения лежит привязка к скорости света. Общая теория относительности, распространяя специальную теорию относительности на ускоренные движения, для чего нужно было показать, что за счет тяготения могут быть отнесены не только динамические эффекты движения, но и оптические явления, делала вывод о наличии у света гравитационной массы. Эйнштейн отождествлял тяготение с искривлением пространства - времени. Идея гравитационной массы света и соответственного искривления светового луча под действием тяжелого тела в его гравитационном поле давала новую гипотезу о Вселенной.

В основу общей теории относительности Эйнштейн положил следующие допущения:

1) гравитационное поле моделируется искривленным пространством бесконечно малого объема, и соответствующее ускорение системы отсчета проявляется в том, что локально гравитационное поле может быть устранено преобразованием координат;

2) уравнения гравитационного и материальных полей инвариантны (независимы) относительно произвольных координат;

3) потенциалы гравитационного поля, представляющие собой геометрические характеристики пространства - времени, удовлетворяют уравнениям Эйнштейна, которые на самом деле должны называться уравнениями Гильберта (были выведены Гильбертом в 1915 году).

Здесь следует отметить, что Эйнштейн в первом сообщении об уравнениях гравитационного поля сказал, что приведенные соотношения получены им «из общих соображений», не упомянув об авторстве Гильберта.

Гильберт по своей наивности незадолго до этого сообщил результаты математических выкладок Эйнштейну после настойчивых просьб последнего. Когда же он понял, с кем имеет дело, было уже поздно - уравнения Гильберта, вывод которых представляет серьезное математическое достижение, стали именоваться уравнениями Эйнштейна;

4) скорость распространения гравитационных волн (гравитации) равна скорости света. Но если свет обладает гравитационной массой, то есть подвержен действию поля тяготения, то под действием этих сил он должен испытывать ускорение. Чтобы допустить такое ускорение, нужно отказаться от основного постулата специальной теории относительности - постоянства скорости света;

5) пространство немыслимо без эфира. Эйнштейн писал (1924 год): «…Мы не можем в теоретической физике обойтись без зфира, т.е. континуума, наделенного физическими свойствами…» Таким образом, последнее допущение является опровержением ранее сделанного Эйнштейном допущения (в специальной теории относительности) об отсутствии эфира.

Как говорят в таких случаях в Одессе: «Интересное кино!», когда надо по одной «теории» - эфир не существует, а по другой - без него никак нельзя обойтись! Необходимо отметить, что расхождение между классической физикой и теорией относительности, касающееся числа и содержания основных постулатов, является весьма принципиальным.

Двойственной была оценка теории относительности при жизни Эйнштейна[3]. С одной стороны, «…началась прямая травля теории относительности, главным образом в Германии», а с другой - «…вслед за Махом Адлер выступил против теории относительности и в тюрьме написал работу, которая, по его мнению, неопровержимо доказывала ложность взглядов Эйнштейна. Суд назначил экспертизу, которая должна была определить, не свидетельствует ли эта работа об умственном расстройстве подсудимого» (выделено мной. - 6.5.). И дальше - «…нападки на Эйнштейна и на теорию относительности стали частью большого заговора против демократии, мира и прогресса».

Это похоже на старую присказку: «Запомни, изменяя мне, ты изменяешь всей стране!» Тем более что по вопросу «травли» теории относительности в Германии есть и другое мнение: в то время Эйнштейн и Минковский усиленно превозносились немецкой школой физиков в качестве единственных создателей теории относительности. По поводу же незыблемости физических принципов теории относительности в варианте Эйнштейна можно привести слова Д.Д. Томсона: «Очарование физики в том и состоит, что в ней нет жестких и твердых границ, что каждое открытие не является пределом, а только аллеей, ведущей в страну, еще не исследованную, и сколько бы ни существовала наука, всегда будет изобилие нерешенных проблем…»

В этом же духе высказывался и Луи де Бройль: «История наук показывает, что прогресс науки постоянно тормозится тираническим влиянием определенных концепций, которые стали в конце концов рассматриваться как догмы. По этой причине необходимо периодически подвергать весьма глубокому исследованию принципы, которые в конечном счете стали применяться без обсуждения».

Сам же Эйнштейн считал: «Тому, кто творит, плоды собственной фантазии кажутся настолько необходимыми и естественными, что он сам их считает не образами мышления, но заданными реальностями и хочет, чтобы все так считали».

Изучение закономерностей распространения света привело физику к признанию существования мирового эфира, или, в новой терминологии, физического вакуума. Понятие «эфир» возникло еще во времена древних греков: по их мифологии - это самый верхний, чистый и прозрачный слой воздуха, место пребывания богов. Аристотель (ученик Платона) в дополнение к четырем стихиям - огонь, вода, воздух, земля - ввел пятую (сущность всех вещей) - эфир.

Так в физику вошло понятие «мировой эфир» - универсальная среда, заполняющая все пространство, в том числе и промежутки между атомами и молекулами в телах.

Лукреций (древнеримский философ, автор сочинения «О природе вещей», излагающего идеи Демокрита и Эпикура) считал, что эфир - материя, состоящая из особенно легких и подвижных атомов. Современник Ньютона Гюйгенс, говоря о природе света, считал, что световое возбуждение следует рассматривать как упругие импульсы, распространяющиеся в эфире, заполняющем все пространство, а огромная скорость распространения света обусловлена упругостью и плотностью эфира и не предполагает быстрых перемещений частиц эфира. Во времена Гюйгенса - Ньютона волновая теория света была лишь схематично намечена.

Эйлер и Ломоносов отстаивали и развивали представление о свете как о волнообразных колебаниях эфира. Ломоносов пытался уточнить и углубить понятие эфира, рассматривая различные возможные типы движения эфира - «текущее, коловратное и зыблющееся». В 1756 году он писал: «Так как эти явления (электричество) имеют место в пространстве, лишенном воздуха, а свет и огонь происходят в пустоте и зависят от эфира, то кажется правдоподобным, что эта электрическая материя тождественна с эфиром». И далее: «Чтобы это выяснить, необходимо изучить природу эфира; если она вполне пригодна для объяснения электрических явлений, будет достаточно большая вероятность, что они происходят от движения эфира. Наконец, если не найдется никакой другой материи, то достовернейшая причина электричества будет движущийся эфир».

Впоследствии та, что световые волны поперечны, то есть направления колебаний в них перпендикулярны к направлению распространения, что возможно только в твердом теле, заставило приписать эфиру свойства упругого твердого тела.

Максвелл на основе опытов Герца сформулировал заключение: свет есть электромагнитное явление. Идеи Максвелла об электромагнитной природе света позволили объединить светоносный и электромагнитный эфир, сделав его носителем всех электромагнитных явлений. Возникновение электромагнитного поля, равно как и его распространение, представлялось изменением состояния эфира, могущим распространяться от точки к точке с определенной скоростью[ 27].

В представлении Лоренца (конец XIX века) эфир есть безграничная неподвижная среда, единственной характеристикой которой является лишь определенная скорость распространения в ней электромагнитных возмущений, и в частности света. Это представление об эфире как о неподвижной среде, которая могла быть избранной в качестве системы отсчета, позволяло таким образом выделить абсолютное движение. Исходя из признания существования эфира, Лоренцем были получены его преобразования, использованные Эйнштейном в специальной теории относительности с отказом от признания факта существования эфира.

О взглядах Пуанкаре у академика А.А.Логунова сказано так: «Интересно отметить, что, хотя выдвинутый Пуанкаре постулат относительности предполагает полную невозможность определения движения материи относительно эфира, само понятие эфира им не отбрасывается». И далее: «В современной теоретической физике понятие эфира уступило место понятию физического вакуума - основного состояния, в котором неизбежно присутствуют квантовые флуктуации - нулевые колебания квантовых полей» (выделено мной. - В.Б.).

Проблеме эфира уделял большое внимание и великий русский ученый Д.И.Менделеев, который писал:

«…Все современные познания и основные понятия естествознания - следовательно, и мировой эфир - неизбежно необходимо обсудить под совокупным взаимодействием сведений механики, физики и химии (!). И хотя понятие об эфире «родилось» в физике, нельзя не задаться вопросом: что же такое это за вещество в химическом смысле?

Для многих ученых эфир содержит эту первичную материю в несложившемся виде, т.е. не в форме элементарных химических атомов и образуемых ими частиц, молекул и веществ, а в виде составного начала, из которого сложились сами химические атомы» («Основы химии »)[2В]. Поэтому далее я стану говорить только о своей попытке понять химизм эфира, исходя из двух основных положений, а именно:

1. Эфир есть легчайший - в этом отношении предельный - газ, обладающий высокой степенью проницаемости, что в физико-химическом смысле значит, что его частицы имеют относительно малый вес и обладают высшей, чем для каких-либо иных газов, скоростью своего поступательного движения.

2. Эфир есть простое тело, лишенное возможности сжижаться и вступать в частичное химическое соединение и реагировать с каким-либо другим простым или сложным веществами, хотя способное их проницать, подобно тому, как гелий, аргон и их аналоги способны растворяться в воде и других жидкостях».

Следует отметить, что электродинамика теории относительности, пришедшая на смену электродинамике Лоренца, вообще отказалась от представления об эфире, играющем роль материального носителя электромагнитных процессов.

Электромагнитное поле, и в частности свет, является само по себе особой формой материи, имеющей не только много сходных черт, но и характерных различий с веществом в обычном смысле слова (электронами, позитронами, нейтронами, атомами и пр.) и не нуждается для своего истолкования в представлении об эфире.

Материальная природа света отчетливо проявляется в явлениях светового давления, установленного опытным путем П.Н. Лебедевым. То обстоятельство, что свет (электромагнитное поле) и вещество представляют собой две различные формы материи, с особой отчетливостью проявляется в превращениях кванта света в пару электрон - позитрон и, обратно, в образовании светового кванта за счет объединения позитрона и электрона.

Но целый ряд оптических явлений, в частности фотоэлектрический эффект и вопросы рассеяния света, выдвинули на первый план корпускулярные особенности света, следовательно, и признание существования мирового эфира, или физического вакуума.

Как отмечал академик Г.С. Ландсберг[27], «Нельзя не отметить, что современная квантовая теория света (теория фотонов) характеризуется чертами, которые напоминают Ньютоново представление о свете даже в большей степени, чем это может показаться с первого взгляда. Корпускулярные свойства света получили экспериментальное обоснование, гораздо более серьезное и разнообразное, чем это было во времена Ньютона…»

Доктор технических наук В.А. Ацюковский определяет мировой эфир как газоподобную среду, заполняющую все мировое пространство и являющуюся строительным материалом для всех видов «элементарных частиц» вещества [29].

Отвергая в специальной теории относительности существование эфира, Эйнштейн в общей теории отнсительности (теории тяготения) допускает его существование: «Общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами; таким образом, в этом смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности пространство немыслимо без эфира… »[30].

«Назревает представление… - писал академик В.И. Вернадский, - что вакуум не есть пустота с температурой абсолютного нуля, как еще недавно думали, а есть активная область максимальной энергии нам доступного Космоса. То есть пустоты нет. Мы вернулись к старому спору средневековых философов и ученых, но в отличие от них идем экспериментальным путем - путем наблюдений» (здесь и далее в этом разделе высказывания Вернадского приводятся по книге Р.К. Баландина «Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие»)[31].

Вернадский отмечал, что вся наша Вселенная в основном состоит из космического вакуума: «…Космический вакуум пространственно господствует как таковой, и газообразное вещество, которое представляют собой звезды и Солнце, геометрически теряется в космической пустоте». Вернадский вспоминал высказывание Менделеева:

«Я помню со своей молодости, какое впечатление на меня произвело в конце 70-х годов предисловие Д.И. Менделеева (1834-1907) к русскому переводу книги Мона о погоде. Он указал, что разгадка погоды находится в современной ионосфере, в вакууме, подчиненном вращению нашей планеты. Это было великое предвидение будущего. Сейчас мы стоим перед разгадкой «пустого» мирового пространства - вакуума. Это лаборатория грандиознейших материально-энергетических процессов» (выделено мной. - в.5.).

Заметим также, что мысль, высказанная Менделеевым, относится к семидесятым годам XIX века!

Чрезвычайно современно звучат слова Вернадского:

«Об этих пространствах с рассеянными атомами и молекулами правильнее мыслить не как о материальной пустоте «вакуума», но как о концентрации своеобразной энергии, в рассеянном виде содержащей колоссальные запасы материи и энергии…»

Косвенным подтверждением существования или отсутствия эфира являются эксперименты по исследованию эфирного ветра. Когда говорят об «эфирном ветре», имеют в виду следующее: Земля при движении по орбите со скоростью примерно 30 км/с перемещается относительно системы удаленных звезд (следовательно, относительно эфира), неподвижный эфир полностью или частично должен вовлекаться в движение при вращении Земли. Тогда скорость света, излученного в направлении движения Земли, должна уменьшиться, а в обратном направлении - увеличиться. Это явление и получило название «эфирного ветра». В[24] отмечается: «Предпринимались многочисленные, но неудачные попытки обнаружить эфир, точнее «эфирный ветер». Решающий опыт, проведенный Альбертом Майкельсоном и Эдвардом Морли, был осуществлен в 1887 г. и дал отрицательный результат». При этом делается очень интересное «утверждение»: «Майкельсон ретроспективно подтвердил еще не появившуюся к тому времени специальную теорию относительности Альберта Эйнштейна» (выделено мной. - В.Б.).

В этой короткой фразе содержится сразу два ложных утверждения:

1) слово «ретроспективный» означает «обращенный к прошлому, посвященный рассмотрению прошлого», то есть нельзя «ретроспективно» подтвердить то, что еще не появилось;

2) специальная теория относительности не является теорией Эйнштейна.

При этом никого не смущает факт, что мы не видим все «небо в алмазах», что свет от далеких звезд не доходит до Земли, хотя в предположении отсутствия эфира (физического вакуума) дальность распространения света должна быть бесконечной.

Возвращаясь же к эксперименту Майкельсона, следует отметить, что им была зафиксирована разница в измеренной величине скорости света в одном и другом направлениях на уровне 3-4 км/с. Майкельсон отнес это к погрешностям измерений и сделал вывод об ошибочности исходной гипотезы стационарного эфира.

Полный обзор по экспериментальным исследованиям проблемы дан в работе В.А. Ацюковского «Эфирный ветер»[32], в которой отмечается, что в корректных экспериментах ряда ученых, в первую очередь Д.Миллера, «эфирный ветер был обнаружен, значение его скорости и направление были определены с неплохой для своего времени точностью. Оказалось, что направление этого ветра вовсе не совпадает с направлением движения Земли, как предполагалось вначале, а почти перпендикулярно к нему… И хотя Миллером… эксперименты уже были проведены, учитывая всю сложность обстановки, нужно сейчас, с использованием существующих измерительных средств и современных возможностей, вернуться к этому вопросу и провести соответствующие эксперименты вновь» (выделено мной. - В.Б.).

Один из таких экспериментов был выполнен Ю.М. Галаевым[33], который отмечает: «Значение скорости эфирного ветра,' измеренное в настоящей работе в диапазоне радиоволн, близко к значениям скоростей эфирного ветра, измеренным в оптическом диапазоне электромагнитных волн в экспериментах Миллера, Майкельсона, Писа, Пирсона…

Таким образом, результаты выполненного эксперимента согласуются с положениями исходной гипотезы о существовании в природе материальной среды эфира».

В 1920 году в статье «Эфир и теория относительности» Эйнштейн писал: «…общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами, таким образом, в этом смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности, пространство немыслимо без эфира…» (выделено мной. - В.Б.).

Вопросы есть?

Принцип относительности, введенный Галилеем для механических систем (а других в то время не было), гласил, что никакими механическими опытами невозможно установить, покоится данная система или движется равномерно и прямолинейно.

Другими словами, если в различных инерциальных (где действуют силы инерции. - В.Б.) системах координат мы будем производить одни и те же механические опыты, то эти опыты во всех случаях дадут один и тот же результат.

Галилей заметил, что механика движения, а именно столкновений, полета снарядов и т.д., будет одной и той же как в покоящейся, так и в равномерно движущейся лабораториях.

Пояснить этот принцип можно, приведя пример из книги «Физика для любознательных»[34]: допустим, что один поезд проходит мимо другого с постоянной скоростью, без всяких толчков, причем все окутано таким густым туманом, что вокруг ничего не видно. Могут ли пассажиры определить, какой из поездов движется? Могут ли им помочь эксперименты по механике? Пассажиры могут наблюдать только относительное движение. Хотя все правила сложения векторов и законы движения выработаны в движущихся «земных» лабораториях, они тем не менее не обнаруживают никакого влияния этого движения.

Из принципа Галилея следует, что механическими опытами нельзя обнаружить равномерное и прямолинейное движение системы отсчета относительно Солнца и звезд. Но ускоренное движение системы отсчета относительно Солнца и звезд может сказаться на результатах опытов.

Среди систем координат классической физики особого внимания заслуживают галилеевы системы. Ни одной из них нельзя отдать принципиального предпочтения, хотя с практической точки зрения целесообразно в зависимости от ситуации считать предпочтительной ту или иную систему отсчета.

Так, для пассажира, едущего в поезде, система координат, связанная с поездом, является более естественной системой отсчета, чем система координат, связанная с железнодорожным полотном. В свою очередь, посленяя система является более удобной системой отсчета для наблюдателя, не едущего в поезде.

Принципиальная равноценность различных галилеевых систем находит свое выражение в том, что формулы для перехода из одной системы в другую одинаковы, изменяется только знак относительной скорости. Так обстоит дело с точки зрения кинематики, но такая же равноценность различных галилеевых систем имеет место и в динамике. В этом и состоит классический принцип относительности.

Специальный принцип относительности распространяет принцип относительности Галилея на все физические явления, а не только на одни лишь механические движения, для которых он был сформулирован. Иначе говоря, для всех систем координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга, любые физические явления должны протекать одинаково, и любые физические опыты должны давать одинаковый результат.

Это положение получило название специального принципа относительности, так как относится к специальному случаю равномерного и прямолинейного движения. Все законы должны выглядеть одинаково как для системы координат, связанной со звездами, так и для любой системы координат, движущейся относительно звезд прямолинейно и равномерно. Более общий принцип, охватывающий случаи ускоренного движения систем координат, был назван общим принципом относительности. Но при переходе к специальному принципу относительности классический закон сложения скоростей теперь должен быть заменен правилом Лоренца.

Лоренц постулировал: «В равномерно движущейся системе можно использовать собственный масштаб времени». Всякая система имеет свое время. Для пересчета времени одной системы на время другой он создал уравнения, которые получили название преобразований Лоренца.

Теория относительности отказывается от двух основных постулатов классической физики - постоянство линеек (линейных размеров тела) и часов и принимает постулат - постоянство скорости света.

Постулат о постоянстве скорости света включает в себя прежде всего предположение о том, что при распространении светового сигнала туда и обратно в пустоте скорость его одна и та же.

Второе утверждение - скорость света не зависит от скорости движения всех приборов относительно звезд. В статье «Измерение времени» Пуанкаре указывает на трудность, заключающуюся в том, что нельзя измерить скорость, не измеряя времени. Отсюда проблема: для синхронизации часов нужно знать скорость распространения сигнала, а для определения скорости сигнала нужно иметь синхронно идущие часы, расположенные в разных точках пространства. Выход из этой ситуации нашел Пуанкаре в принятии условного положения о постоянстве скорости света. Это условное положение о постоянстве скорости света было принято и в теории относительности в варианте Эйнштейна.

В.Чешев[35] отмечает, что процедура синхронизации часов, основывающаяся на соглашении о постоянстве скорости света, является опорной точкой для специальной теории относительности и всех ее следствий. Из сказанного следует, что принятие допущения о постоянстве скорости света Эйнштейну не принадлежит.

«Однако именно постоянство скорости света нельзя непосредственно и полностью проверить на опыте. Непосредственное определение скорости света возможно только в результате измерения промежутка времени, в течение которого световой сигнал распространяется туда и обратно. Поэтому все непосредственные определения скорости света основаны на предположении, что световые сигналы в обе стороны распространяются с одинаковой скоростью. Правда, существуют астрономические методы определения скорости света, в которых измеряется только время распространения светового сигнала «оттуда сюда». Таков метод Ремера, в котором используется видимое нарушение периодичности затмений спутников Юпитера»[Ъ6].

Но астрономические методы измерений основаны на использовании определенных физических представлений, развивать которые можно только после того, как установлены способы отсчета расстояний и времени. Если мы уже сформулировали первый закон Ньютона, то мы могли бы «проверять» постоянство длины линейки, измеряя, проходит ли материальная точка, движущаяся по инерции, путь от одного конца линейки до другого за одно и то же время. Однако еще до того, как сформулировать законы механики, необходимо установить способы измерения расстояний, то есть выбрать линейку и предположить ее свойства.

Уже в первые периоды оптических исследований опытным путем были установлены четыре основных закона оптических явлений:

1) закон прямолинейного распространения света;

2) закон независимости световых пучков;

3) закон отражения света от зеркальной поверхности;

4) закон преломления света на границе двух прозрачных сред.

Основное свойство света - прямолинейное распространение, видимо, и заставило Ньютона (конец XVII века) держаться теории истечения световых частиц, летящих прямолинейно, согласно законам механики (закон инерции).

Во времена Ньютона еще не были сделаны прямые измерения скорости света в разных средах. Впоследствии такие измерения были сделаны. Фуко в 1850 году показал, что скорость света в плотных средах, например в воде, меньше скорости света в воздухе. Уже в эпоху Ньютона было выполнено определение скорости, с которой свет распространяется в межпланетном пространстве (Ремер, 1676 год): около 300 000 километров в секунду. Для многих современников Ньютона казалось затруднительным допустить наличие частиц, несущихся с такой скоростью.

Современник Ньютона Гюйгенс выступил с другой теорией света, рассматривая световое возбуждение как упругие импульсы, распространяющиеся в особой среде - эфире, который заполняет все пространство как внутри материальных тел, так и между ними. Огромная скорость распространения света обусловлена свойствами эфира и не предполагает быстрых перемещений частиц эфира.

В течение всего XVIII века корпускулярная теория света (теория истечения) занимала господствующее положение в науке, однако острая борьба между этой и волновой теорией света не прекращалась. Убежденными противниками теории истечения были Эйлер и Ломоносов; они оба отстаивали и развивали представление о свете как о волнообразных колебаниях эфира.

В начале XIX века складывается последовательно развитая система волновой оптики (Юнг, Френель). В 1864 году Максвелл сформулировал заключение: свет - электромагнитное явление. Оно было подтверждено опытами Герца в 1887 году. Материальная природа света весьма отчетливо проявляется в явлениях светового давления, установленного на опыте П.Н. Лебедевым. То обстоятельство, что свет (электромагнитное поле) и вещество представляют собой две различные формы материи, с особенной отчетливостью проявляется в превращениях кванта света в пару электрон - позитрон, и обратно - в образовании светового кванта за счет объединения позитрона и электрона.

Но оставались определенные затруднения, которые были устранены Планком, сформулировавшим теорию квантов в 1900 году. Эта теория устраняла затруднения в вопросах излучения света нагретыми телами; она по-новому заявила о проблеме взаимодействия света и вещества, понимание которой невозможно без квантовой интерпретации. Целый ряд оптических явлений, в частности фотоэлектрический эффект и вопросы рассеяния света, выдвинул на первый план корпускулярные особенности света.

Ознакомление со всем разнообразием оптических явлений создает впечатление необходимости приписывать свету, с одной стороны, волновые свойства, а с другой - корпускулярные»[27].

Когда тела движутся медленно по сравнению со скоростью света, мы можем рассматривать скорость света как бесконечную. Это приводит к соотношениям классической механики. Последняя оказывается приближенным описанием действительности. Теория относительности переходит в такую приближенную теорию, когда определенная величина - отношение скорости движущегося тела к скорости света стремится к нулю или, что то же самое, отношение скорости света к скорости тела стремится к бесконечности. Подобное соотношение между двумя теориями - одна переходит в другую, когда некоторый параметр стремится к нулю или бесконечности, - существует в математике.

Эйнштейн («Автобиографические заметки») писал: «…Прости меня, Ньютон; ты нашел единственный путь, возможный в твое время для человека величайшей научной творческой способности и силы мысли. Понятия, созданные тобой, и сейчас еще остаются ведущими в нашем физическом мышлении, хотя мы теперь и знаем, что если мы будем стремиться к более глубокому пониманию взаимосвязей, то должны будем заменить эти понятия другими, стоящими дальше от сферы непосредственного опыта» (выделено мной. - В.Б.).

Но вернемся к теории относительности: здесь скорость света в вакууме считается абсолютной (мировой) константой и определяет максимально возможную скорость движущегося материального объекта. Именно поэтому она входит во все формулы преобразований Лоренца и в знаменатель этих формул. Но сюда входит и понятие массы покоя. Пришлось лишить фотоны этой массы, так как, будучи материальными объектами, они двигаются со скоростью света и, следовательно, при массе покоя, не равной нулю, должны обладать бесконечной массой. Принято считать, что этот третий постулат теории относительности есть обобщение опыта Майкельсона.

Но скорость света зависит от множества факторов, о ней можно сказать только то, что она конечна и не может приобретать нулевых и бесконечных значений. Следовательно, третий постулат специальной теории относительности не соответствует действительному положению вещей: не существует предельной скорости движения материального объекта (кроме нулевой и бесконечной). Все выводы теории относительности, основанные на понятии предельной скорости распространения сигнала, должны быть пересмотрены.

И.М. Франк по случаю столетнего юбилея Эйнштейна говорил[5]: «…Невозможно движение частицы со скоростью, большей скорости света в пустоте, однако в среде возможно движение со скоростью, большей фазовой скорости волн. Тем не менее природа не полностью снимает свой запрет…» Одно из приложений к докладу носило название: «Обсуждение особенностей, возникающих при сверхсветовой скорости».

В другом месте доклада Франк опять говорит о скорости света: «Если теперь, через семьдесят лет… задать вопрос, возможна ли скорость больше скорости света, то ответ обычно бывает таков: невозможна скорость больше скорости света в пустоте, но вполне возможна скорость, превышающая скорость света в преломляющей среде для оптической области частот…»

Здесь имелся в виду Эффект Черенкова - Вавилова, за открытие которого получили свои части Нобелевской премии Франк и Тамм[37]. В 1936-1937 годах Франк совместно с Таммом «вычислил свойства электрона, равномерно движущегося в некоторой среде со скоростью, превышающей скорость света в этой среде» (выделено мной. - В.Б.).

Теория относительности в варианте Эйнштейна так внедрена в человеческое сознание еврейскими средствами массовой информации, что для подавляющего числа людей стала сказкой наяву, сказкой вечной и абсолютной.

Пример тому реклама книги «российского физика В.Н. Матвеева», который задается вопросом: «В третье тысячелетие без физической относительности?» Таково название книги[38]. В ней автор говорит о себе как о человеке, который, в соответствии с самокритичным замечанием, «когда-то лихо писал научные, как они тогда назывались, статьи…».

«Специальная теория относительности давно и постоянно не дает покоя скептикам, выражающим сомнение в ее правильности. Несмотря на то что публикации скептиков не приветствуются истине/держателями всех стран мира, такие публикации просачиваются в печать либо публикуются на страницах крайне малочисленных газет и журналов, лишенных фиговых листков «демократии».

Все сказанное является абсолютно справедливым, но, к сожалению, не имеющим никакого отношения к рекламируемой книге. Действительно, «истинодержатели всех стран мира» делают все возможное и невозможное для того, чтобы материалы, критикующие теорию относительности в варианте Эйнштейна, не могли появиться в демократических средствах массовой информации, крича при этом о «свободе слова».

Но открываем авторскую аннотацию книги: «Очарованный теорией относительности Эйнштейна, автор книги оспаривает традиционный взгляд на физическую относительность и показывает, что ВСЕ В МАТЕРИАЛЬНОМ МИРЕ АБСОЛЮТНО и ничего относительного в нем нет. От множества книг, авторы которых, отвергая неприемлемые для них выводы специалистов в области теории относительности, покушаются и на важнейшие физические положения самой теории, данная книга отличается тем, что специальная теория относительности Эйнштейна рассматривается в ней как верная теория, в мировоззренческом плане свидетельствующая о вещах, прямо противоположных тому, что заявляли физики и философы уходящего столетия» (выделено мной. - В.В.).

В одном автор прав - эта теория в смысле ее универсальности «прямо противоречит тому, что заявляли физики и философы». Автор вносит «ясность» в этот вопрос, запутавшись в физических определениях скорости.

Он пишет: «… Относительное движение можно считать объективным, реальным и, простите за каламбур, абсолютным. При cooi ветствующем определении скорости можно даже утверждать, что спидометр автомобиля показывает реальную абсолютную скорость движения автомобиля относительно поверхности земли».

Между тем в физике (механике) приняты определения, которые лучше всего рассмотреть на любимом примере эйнштейновских популяризаторов. Пусть по вагону движущегося поезда идет пассажир. Тогда скорость движения пассажира относительно вагона определяется как относительная, скорость его движения по отношению к неподвижной платформе определяется как абсолютная, а скорость поезда по отношению к платформе определяется как переносная.

Таким образом, движение относительно «движущейся» системы координат принято называть «относительным», это же движение по отношению к «неподвижной» системе координат - «абсолютным». Движение «движущейся» системы координат относительно «неподвижной» - переносным. В книге Матвеева масса несуразностей (мягко говоря), так, например, рассматривая движение с постоянной скоростью, автор вводит понятие «мгновенной скорости», что лишено смысла при постоянстве скорости движения. У В.Н. Матвеева все очень просто - назови относительную скорость абсолютной, и теория относительности станет теорией абсолютности, как это следует из авторских рассуждений, изложенных на 189 страницах. Тогда можно сразу же сделать вывод: «Меня успокаивает тот факт, что я не ниспровергатель, скорее наоборот. В свое время я сотворил себе кумира, и этим кумиром был для меня Эйнштейн - человек, не только создавший целое направление в физике, но и придавший физической теории сказочный облик. Мчащиеся в космическом пространстве поезда и наблюдатели Эйнштейна завораживают не меньше, чем сказочные персонажи всех времен и народов.

Один (?!) из критиков теории относительности назвал ряд положений теории относительности мифами (имеется в виду работа А.А. Денисова «Мифы теории относительности»^?]). В моем понимании эйнштейновская теория относительности ни из каких мифов не состоит - она сама сказка. Сказка, ставшая былью. Былью величественной - порой жестокой и даже страшной… Эта быль меня порой восхищает, порой тревожит, и тогда хочется, чтобы этой были не было, чтобы кто-то всесильный наложил на нее вето. Сказка же только восхищает. Хочется, чтобы сказка осталась навсегда и чтобы ее никто и никогда не опроверг. И я не только не пытался разрушить сказочный мир Эйнштейна, а, напротив, попытался доказать, что этот мир не относителен, а абсолютен» (выделено мной. - в.Б.).

По основной линии В.Н. Матвеева теория относительности в варианте Эйнштейна не является мифом (миф - слово, сказание, предание). Вспомним определение: «миф - сказание, передающее представление древних народов о происхождении мира, о явлениях природы, о богах и легендарных героях; мифы возникали у всех народов на стадии, когда человек, не обладая развитым производством и научными познаниями, чувствовал свое бессилие в борьбе с природой и создавал в своем воображении сверхъестественный мир»[40].

Теория относительности является сказкой. Сказка же - «произведение волшебного, авантюрного или бытового характера с установкой на вымысел»[4].

Таким образом, будучи ярым защитником теории относительности в варианте Эйнштейна и мечтая, чтобы эта сказка стала абсолютной, «оставалась навсегда и чтобы ее никто и никогда не опроверг», В.Н. Матвеев, сам того не желая, квалифицирует специальную теорию относительности Эйнштейна как «произведение авантюрного характера с установкой на вымысел», в отличие от мифов, возникших на основе представлений древних народов «о происхождении мира, о явлениях природы».