Сергей Горский
Возвращение блудного Абсолюта, или Времяцентризм

Предисловие. Время – в центр мироздания

По моему мнению, наша современная картина физической реальности, особенно в том, что касается природы времени, чревата сильнейшим потрясением, ещё более сильным, чем то, которое вызвали теория относительности и квантовая механика в их современной форме.

Роджер Пенроуз «Новый ум короля»

***

Время не просто реально: мы не знаем ничего, что в той же степени, как время, приближало бы нас к пониманию природы.

Ли Смолин «Возвращение времени. От античной космогонии к космологии будущего»

***

Время – вот единственное фундаментальное понятие.

Ли Смолин «Возвращение времени. От античной космогонии к космологии будущего»

Что было в центре мироздания в астрономии Аристотеля и Птолемея?

Правильный ответ: Земля! Такая геоцентрическая (от др.-греч. Гея – Земля) картина мира, которая господствовала в науке и общественном сознании в течение многих веков, приводила на практике ко многим ненужным научным «костылям» в виде так называемых «эпициклов» и «деферентов». С одной стороны, эти «костыли» позволяли весьма точно описывать наблюдаемое движение планет Солнечной системы на земном небосклоне. Однако, с другой стороны, они значительно затрудняли вычисления и препятствовали построению непротиворечивой теории тяготения вообще и строения Солнечной системы в частности.

Коперниковская революция в астрономии в середине XVI века поставила в центр мироздания уже не Землю, а Солнце. Гелиоцентрическая (от др.-греч. Гелиос – Солнце) картина мира в конечном итоге привела к ликвидации этих громоздящихся в изобилии «костылей» за ненадобностью, хоть путь к освобождению от этих ненужных подпорок был нелёгким и далеко не быстрым.  Всё новое, революционное всегда с трудом пробивает себе дорогу.

Тому способствовало и сопротивление католической церкви, считавшей землю «пупом мира», и крайне закостенелое общественное сознание, которое никак не могло поверить учёным, а продолжало верить своим глазам: Солнце-то, мол, всходит и заходит, значит оно и вращается вокруг Земли. (Кое кто из землян, особенно жён футболистов, продолжает так думать и по сей день.)

Тем не менее, невзирая на все эти препоны, как научные, так и общественные, гелиоцентрическая система Коперника со временем стала господствующей в науке. Она была творчески развита его последователями, включая Иоганна Кеплера и Галилео Галилея. Спустя полтора столетия, в конце XVII века, Исаак Ньютон в третьей части своего выдающегося труда «Математические начала натуральной философии» (1687 год) подвёл итог, создав стройную и вполне непротиворечивую механистическую историю тяготения и строго выведя из неё законы небесной механики Кеплера.  После этого всем научным спорам на долгие годы был положен конец. Эпициклы и деференты были выброшены на свалку истории за ненадобностью, а Солнце навек встало в центре своей планетной системы. (Третьей планетой от звезды по имени Солнце в этой системе является Земля.)

Благодаря своим выдающимся научным трудам Ньютон на 2 с половиной столетия заложил фундамент нового механистического мироздания, вместилищем которого было 2 абсолюта: пространство и время. Однако и то и другое были абсолютами не в философском и тем более не в богословском смысле этого слова. Отнюдь!

Пространство и время были всего-навсего математическим абсолютами. Они являли собой некую Абсолютную систему отсчёта (АСО), Абсолютную арену мира, Абсолютную сцену мироздания, на которой разыгрывалось представление в виде движения материи.

Так продолжалось более двух столетий, пока в начале XX века оба эти математических абсолюта Эйнштейн не отправил на свалку истории.

Отныне теорией относительности Эйнштейна почётное место физического абсолюта было отдано скорости света в вакууме. Бывшие же математические абсолюты классической механики Ньютона внезапно превратились в обычных геометрических «подкаблучников». В формулах специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна тикавшее доселе одинаково во всей Вселенной математическое время Ньютона вдруг якобы начало замедляться, а длины тел вдруг якобы стали сокращаться в направлении движения. На смену древним геоцентрическим «эпициклам» и «деферентам» в науку XX века вошли новые релятивистские термины: «кинематическое замедление времени» и «Лоренцево сокращение длины».

Вскоре при помощи этих релятивистских «костылей», призванных объяснить особенности электродинамики движущихся тел, возник геометрический конструкт под названием «четырёхмерный пространственно-временной континуум» Минковского-Эйнштейна.

(Мир тесен: в своё время Герман Минковский был преподавателем по математике студента Высшей технической школы Цюриха Альберта Эйнштейна. По слова Минковского, «в студенческие годы Эйнштейн был настоящим лентяем. Он вообще не утруждал себя математикой».)

Если у Аристотеля с Птолемеем в центре мира была Земля, а у Коперника с Ньютоном — Солнце, то у Эйнштейна с Минковским в центре мира встал четырёхмерный пространственно-временной континуум (от лат. continuum — «непрерывное, сплошное»). Геометрическая акробатика с пространством и временем вкупе с математическим жонглированием цифрами привела к сногсшибательному научному результату!

В такой континуумоцентрической картине мира в любой инерциальной системе отсчёта (ИСО), движущаяся с любой скоростью, все законы как механики, так и электродинамики стали протекать одинаково. Так родилась на свет божий релятивистская электродинамика.

В формулах общей теории относительности (ОТО) этот геометрический конструкт стал искривляться, как батут, под воздействием силы тяжести. Свергнутый релятивизмом математический абсолют Ньютона под названием «время» окончательно приказал долго жить.

Абсолютное время Ньютона выродилось в жалкую иллюзию Эйнштейна в релятивистском царстве-государстве пространственно-временного континуума. Незадолго до своей смерти Альберт Эйнштейн писал своему другу Микелю Бессо:

«Для нас, убеждённых физиков, различие между прошлым, настоящим и будущим – не более, чем иллюзия, хотя и весьма навязчивая».

(Бессо умер 15 марта 1955 года, а Эйнштейн – спустя месяц – 18 апреля 1955-го. «Навязчивая иллюзия» сделала-таки своё дело. R.I.P.)

Правда, на ясном релятивистском небосклоне оставались кое-какие тёмные «облачка». Гладко было на бумаге, да забыли про релятивистские овраги. Эта красивая «научная фантастика», как назвал ОТО знаменитый франко-американский физик Леон Бриллюэн в своей книге «Новый взгляд на теорию относительности» (1972 год), приводила раз от разу к каким-то нелепостям. То понятие «энергия» куда-то пропадало. То самые что ни на есть фундаментальные законы сохранения энергии, импульса и количества движения нарушались. То возникала вдруг какая-то невообразимая космологическая сингулярность, в которой все законы физики не работают. То откуда ни возьмись появлялись какие-то тёмные сущности под названием «тёмная материя» и «тёмная энергия», на которые, по мнению релятивистских на весь ум учёных, приходится аж 95 % всей массы-энергии Вселенной!

На ясном небосклоне физики конца XIX – начала XX вв. тоже было два небольших тёмных «облачка». Всего два! Как мы сейчас знаем, для того чтобы их развеять, пришлось совершить две научные революции: первая как раз связана с теорией относительности, а вторая – с квантовой механикой.

А что будет, если попытаться развеять «научные облачка» XXI века с помощью представлений о реальности времени? На этот вопрос американский физик Ли Смолин, автор эпохальной книги «Возвращение времени. От античной космогонии к космологии будущего», изданной в 2013 году, ответил следующим образом:

«В общепринятой научной картине мира время иллюзорно. И, если принять гипотезу об его реальности, последствия окажутся революционными».

Новая научная революция и призвана поставить именно Время в центр мироздания. По мнению Ли Смолина, время, во-первых, «реально, а не иллюзорно», во-вторых, фундаментально для описания природы, а в-третьих, абсолютно, то есть тикает во всей Вселенной одновременно, без всякой релятивистской относительности одновременности. А вот пространство, по его же мнению, как раз иллюзорно.

Ли Смолин сделал первый шаг в нужном направлении. Как сказал Нил Армстронг, первый человек, ступивший на поверхность Луны, «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества».

Если же пойти дальше этим путём, то становится ясно, что время двойственно по своей природе. Помимо эмпирического времени теории относительности, измеряемого часами, есть ещё некое трансцендентное Время с большой буквы в виде неуловимого и быстротекущего момента настоящего. Именно этот быстротекущий момент настоящего, элементарный миг между прошлым и будущим, Ли Смолин и считает истинной реальностью:

«Все, что реально в нашей Вселенной, реально в определённый момент, один из ряда следующих друг за другом

Прошлое было реальным, но теперь уже нет. Мы можем, однако, интерпретировать и анализировать прошлое, поскольку находим его следы в настоящем.

Будущего еще не существует, и оно открыто для нас. Можно делать обоснованные прогнозы, но точно предсказать будущее мы не в состоянии».

Если иллюзорное время Эйнштейна замораживает весь мир в ледяной глыбе вечности релятивистской «блок-Вселенной», то живой поток реальных мгновений настоящего размораживает его. На смену релятивистскому «Замри!» приходит времяцентрическое «Отомри!». На смену времени как вспомогательной релятивистской иллюзии приходит Время как необходимая физическая реальность. Элементарный Миг между прошлым и будущим становится всемогущим ежемгновенным Творцом Мира. Как поётся в песне, «есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется жизнь».

Самая радикальная идея Времяцентризма, которой нет у Смолина, заключается в том, что этот же Квант Времени является не только фундаментальной физической реальностью, но и источником всех видом движения и энергии. Время из жалкой релятивистской иллюзии и безвольного подкаблучника превращается в Вечный Двигатель Вселенной! (Хм… Достаточно ли эта идея безумна, чтобы оказаться верной?)

Время с большой буквы выступает в роли всемогущего физического, а то и метафизического Абсолюта в духе зерванизма. В древней персидской мифологии божественные гимны Вечному Времени посвящались Зервану (вариант – Зурвану) – Богу, который персонифицировал Время и Судьбу. Для своих адептов Зерван был верховным Богом и мыслился как Бесконечное Время (Зерван Акарана). Зерван Акарана существовал изначально, когда весь мир пребывал в эмбриональном состоянии, и будет существовать вечно, когда весь мир погибнет. То есть Бесконечное Время древних индоиранцев –  это незримая вечная духовная стихия мира, мгновенно творящая свою верховную власть над падшим, обречённым на смерть, миром материи.

Помимо предания о Бесконечном Времени, священная книга персов «Авеста» повествует о времени конечном (Зерван Даргахвадата), родившемся вместе с этим миром и так же, как и этот мир, обречённым на смерть.

Время Эйнштейна – это как раз время конечное и относительное, Зерван Даргахвадата, родившееся вместе с этим миром и так же, как и этот мир, обречённое на смерть.

Время Бесконечное – Зерван Акарана – есть Творец, Вседержитель и Правитель мира.

Именно этот физический Абсолют и требуется в наши дни поставить в центр мира!

Это и будет новой Коперниковской революцией XXI века, которая ставит именно Квант Времени с большой буквы в центр всего мироздания, убирая очередные ненужные научные «костыли».

Физическим центром мира является масштаб Планка, до которого современной науке и технике – как до звёзд!

Попробуем же и мы умозрительно пройти этот звёздный путь. Как говорили древние, «через тернии к звёздам»!

Per aspera ad astra!

Часть I . От времени как иллюзии к Времени как Высшей реальности

Глава 1. Гравитационный стоп-кран времени и два вопроса к нему

Жизнь невозможно повернуть назад,

И время ни на миг не остановишь…

 Автор текста – Илья Резник, композитор – Раймонд Паулс, исполняет Алла Пугачёва

В общей теории относительности Эйнштейна утверждается, что гравитационное поле замедляет течение времени. При этом под временем Эйнштейн буквально понимал то, что показывают часы. Об этом он подробно «растекался мыслью по древу» в своём основном труде 1905 года под названием «К электродинамике движущихся тел».

Многочисленные физические опыты действительно подтвердили отставание часов в сильном гравитационном поле. Согласно ОТО, пределом такого отставания должна служить полная остановка времени внутри чёрной дыры. Однако, как сказал бы слесарь-интеллигент Виктор Михайлович Полесов, «при наличии отсутствия» поблизости чёрной дыры проверить экспериментально сие научное предсказание не представляется возможным.

Однако уже сейчас существует прекрасная возможность наглядной демонстрации остановки времени в понимании Эйнштейна, то есть часов, под воздействием гравитации. Это специфическое состояние гравитации на околоземной орбите называется «невесомость». Невесомость происходит не оттого, что гравитации нет, а оттого, что есть одна только гравитация, под влиянием которой и сам космический корабль, и всё, что находится внутри, включая часы, падает вниз с одинаковым ускорением – 9,8 метров за секунду в квадрате. Одинаковое ускорение свободного падения всех тел разной массы под действием гравитации как раз и даёт эффект невесомости, а движение по орбите не даёт космическому кораблю упасть.

Вот теперь начинаем экспериментировать: достаём из своего космического чемоданчика для инструментов песочные часы, которые начинают левитировать рядом с нами, смотрим на них… О боже! Часы остановились!

Первый (риторический) вопрос: значит ли это, что время остановилось?

Второй (глубинный, концептуальный) вопрос: насколько правомерен инструментальный подход Эйнштейна к понятию «время», который отождествляет ход времени с показаниями часов?

Глава 2. Время как инструмент и как Абсолют

Давным-давно, когда наука Нового времени только зарождалась, время вполне успешно сочетало в себе функции как инструмента, так и Абсолюта.

Время как инструмент – это часы. Часы измеряют продолжительность временных интервалов и длительность некоторых процессов. Часы могут порой то спешить, то отставать.

Время как Абсолют – это некие абстрактные абсолютные часы, тикающие одновременно с одной и той же скоростью во всей Вселенной. Абсолютное время протекает равномерно и иначе называется длительностью. Движение материальных тел может ускоряться или замедляться, а ход абсолютного времени всегда и при всех обстоятельствах остаётся неизменным. Таково было абсолютное, истинное математическое время Ньютона. В его понимании, время, наряду с пространством, составляет как бы вместилище самих себя и всего существующего:

«Во времени всё располагается в смысле порядка последовательности, в пространстве – в смысле порядка положения».

Иными словами, пространство и время есть сцена мироздания, а мы, люди-человеки, являемся актёрами на этой сцене.

Наряду с абсолютным временем у Ньютона было и относительное, кажущееся или обыденное время, которое постигается органами чувств не абстрактно, а конкретно, эмпирически. Это мера продолжительности какого-либо события или процесса, употребляемая в обыденной жизни вместо абсолютного математического времени: час, день, месяц, год и т.д.

Спустя 2 с лишним столетия пришёл Эйнштейн и выкинул абсолютное время Ньютона на свалку истории. В теории относительности осталось только относительное время Ньютона (уж извините за тавтологию). Время осталось только инструментом – часовым механизмом – на руке обывателя или в руках учёного. Этот вполне конкретный, а не абстрактный инструмент уже не тикал одновременно во всей Вселенной. В теории относительности это нарушение ньютоновский одновременности событий называется «относительность одновременности».  Якобы при движении с околосветовыми скоростями время начинает замедляться. Заметьте: не часы отставать, а время замедляться. Один из самых распространённых терминов теории относительности – «замедление времени».

Теория относительности насчитывает аж три вида так называемого «замедления времени»: кинематическое, космологическое и гравитационное.

Согласно специальной теории относительности (СТО), кинематическое «замедление времени» наблюдается при больших скоростях, сравнимых со скоростью света.

Космологическое замедление времени связано с расширением Вселенной и соответственным удлинением всех волн, преодолевающих растягивающееся пространство.

Наконец, гравитационное замедление времени связано с отставанием хода часов в гравитационном поле.

В теории относительности с её излюбленными «мысленными экспериментами» время нежданно-негаданно претерпело серию превращений. Вроде бы абстрактное математическое время Ньютона, бывшее абсолютом с равномерным ходом во всей Вселенной, стараниями Эйнштейна приказало долго жить.

Однако взамен него пришло не менее абстрактное релятивистское понятие «замедление времени». Как оказалось, в СТО под этим абстрактным понятием имеется в виду вполне конкретное отставание движущихся с околосветовой скоростью часов относительно неподвижных. Вспомним Эйнштейна, который утверждал, что время – это то, что показывают часы.  Зачем тогда наводить тень на плетень и плодить новые сущности сверх необходимого? А ну-ка мы полоснём мы по «замедлению времени» бритвой Оккама!

Человек, далёкой от релятивистской казуистики, сразу бы обратил внимание на то, что, во-первых, это отставание часов друг от друга только кажущееся. Вспомним самое короткое изложение сути специальной теории относительности, написанное в шутку самим автором релятивизма на склоне лет:

«Когда сидишь рядом с хорошенькой девушкой, то час кажется минутой,

а когда сидишь на раскалённой плите, то минута кажется часом».

Как говорится, в каждой шутке есть… доля шутки… Часы в СТО проделывают точно такие же шутки, когда минута на движущихся с околосветовой скоростью часах (в смысле инструмента) некоему покоящемуся относительно них наблюдателю кажется часом (в смысле длительности). «Лично мне так КААТСЯ», как говорил великий советский сатирик Аркадий Райкин.

Исходя из такой трактовки, специальную теорию относительности (СТО) следовало бы назвать «кажущейся теорией относительности» (КТО), поскольку так называемое «замедление времени» в ней – только кажущееся. А именно на замедлении времени и базируются весь математический аппарат СТО, который молодой Эйнштейн «срелятивиздил» в своё время у старика Лоренца. (Мол, было ваше – стало наше! Всё в мире относительно!)

Но, по сути дела, речь идёт не об описании реальных физических процессов, а о математических уравнениях, которые базируются на оптических эффектах «замедления времени», то есть кажущемся отставании одних часов относительно других.

во-вторых, это кажущееся отставание одних часов от других в различных инерциальных системах отсчёта вполне симметрично и взаимообратимо.

Дело в том, что для инерциальных систем отсчёта, на которые и рассчитана СТО, понятия движения и покоя равнозначны и относительны. Вот где настоящий принцип относительности! Вот где собака порылась!

Можно считать, что условная ракета или фантастический Звездолёт Аннигиляционный Релятивистский Ядерный (сокращённо «ЗАРЯ») удаляется с околосветовой скоростью относительно покоящейся Земли, а можно, наоборот, считать, что звездолёт «ЗАРЯ» покоится, а Земля удаляется от неё с околосветовой скоростью.

Никакое время нигде не замедляется, просто покоящемуся относительно звездолёта «ЗАРЯ» наблюдателю на Земле кажется, что часы у «отроков во Вселенной», летящих на этом звездолёте, идут медленней. В свою очередь, отрокам-космонавтам кажется, что часы отстают у землян. Вот и всё высосанное из пальца «кинематическое замедление времени». Оно неразрывно связано с конечной скоростью распространения света, который несёт в себе информационный модулированный сигнал о показаниях часов.

Но релятивисты посмотрели на это равенство инерциального движения и покоя сквозь пальцы и давай выдумывать свои заменимые научно-фантастические сказки-рассказки про парадоксы часов, или братьев-близнецов, одного из которых не взяли в космонавты (то ли здоровьем не вышел, то ли по семейным обстоятельствам). Якобы близнец-космонавт остаётся вечно молодым по сравнению со своим земным собратом, который стареет с той же скоростью, как и все остальные земляне. Вот они, релятивистские «молодильные яблоки»! Не расстанусь со звездолётом, буду вечно молодым!

Релятивистские сказочники и слышать не хотят, что в практике относительности не по Эйнштейну и не по Ланжевену этот брат-близнец, наряду со многими миллиардами его земных братьев и сестер, тоже является в некотором роде космонавтом.

Его космический корабль – планета Земля. Мало того, что наш земной космический корабль несётся со скоростью 30 км/сек по круговой орбите вокруг Солнца.  Относительно других космических объектов планета Земля может нестись и со скоростью, близкой к скорости света. Стоит только выбрать соответствующую систему отсчёта, чем так любят заниматься релятивисты.

Ежели брат-космонавт на ракете стартанул с Земли и набрал скорость, близкую к скорости света, перейдя в режим полёта по инерции, то, согласно практике относительности, можно считать, что как раз он покоится, а его земной брат-близнец наряду с миллиардами других космонавтов-землям несётся относительно него со скоростью, близкой к скорости света. (Ребя, запускаем ракету со скоростью, близкой к скорости света, и остаёмся вечно молодыми! Относительно её релятивистских часов… Да здравствуют релятивистские молодильные яблоки!)

Если эйнштейновские шуточки отбросить в сторону, то окажется, что всё пресловутое «замедление времени» существует исключительно на уровне мысленных экспериментов, слов, ставших мемами, уравнений, ставших догмами, высосанных из пальца парадоксов и вытекающей из них широко растиражированной научной фантастики. По сути же абстрактный временной абсолют Ньютона был заменён на вполне конкретный инструмент в виде часов, с которым и начали проводить хитрые математические манипуляции релятивисты.

Мало того! Абсолют Ньютона, шествовавший важно, в спокойствии чинном по всей Вселенной, в теории относительности стал жалким суетливым подкаблучником пространства в брачном союзе пространственно-временного континуума. Сей брачный союз провозгласил в конце 1907 года, через 2 года после написания «К электродинамике движущихся тел», бывший преподаватель по математике нерадивого студента Эйнштейна Герман Минковский:

«Отныне пространство само по себе и время само по себе должны обратиться в фикции, и лишь некоторый вид соединения обоих должен еще сохранить самостоятельность».

Совет да любовь!

Позже этот брачный союз стал якобы прогибаться под воздействием масс, указывая им, куда им надо следовать. Следовали они на 3 буквы. Эти руководящие и направляющие буквы звучат так: ОТО (Общая теория относительности).

Эти 3 буквы при желании можно развернуть в 12 слов:

«пространство-время говорит материи, как двигаться; материя говорит пространству-времени, как изгибаться».

Да, высокие, высокие отношения! Учитесь, братья и сестры, говорить не по-детски, не на языке трёхэтажного мата, а на языке материи и континуума!

Релятивисты стали считать время четвёртым измерением пространства, которое способно замедляться вплоть до полной остановки то при околосветовых скоростях, то в сильном гравитационном поле. Ну, а раз время является четвёртым измерением пространства, то и мерить его отныне надо в метрах и километрах. Долой секунды и секундомеры! Даёшь метры и дальномеры!

Но в конце XIX – начале XX веков Макс Планк предложил систему элементарных, а к тому же фундаментальных единиц, среди которых есть и планковское время. Оно не отсчитывается часами, как обычное бытовое время, а рассчитывается по формуле, в которой участвуют исключительно фундаментальные постоянные: приведённая постоянная Планка (она же – постоянная Дирака), гравитационная постоянная и постоянная скорости света в вакууме.

Величина эта очень маленькая. Она равна примерно 5,4•10^-44 секунды. Меньше неё никаких временных интервалов в реальном физическом мире быть не может в принципе. В одной секунде насчитывается примерно 1,85•10^43, или 18,5 миллионов триллионов триллионов триллионов элементарных планковских мигов между прошлым и будущим. Для сравнения: всё время жизни нашей Вселенной, по современным научным представлениям, равно всего-навсего примерно 4,5•10^17 секунд, или 13,8 млрд лет. Количество элементарных мигов времени в одной секунде примерно в 41 триллион триллионов раз больше, чем количество секунд за всё время жизни Вселенной.

Планковское время в некотором смысле вновь становится Абсолютом. В каком же именно смысле? Если оно является производным от трёх фундаментальных констант, то и само оно служит некой фундаментальной константой. Это значит, что оно является некой постоянной величиной, физическим Абсолютом, подобно тому как скорость света в вакууме, гравитационная постоянная и постоянная Планка, из которых оно и выводится, всегда и во всех условиях остаются неизменными.

Если каждый промежуток времени – секунда, минута, час, день, неделя, месяц, год, столетие, век, тысячелетие и т.д. – состоит из элементарных планковских длин, этих временных Абсолютов, то и само время вновь обретает почётное звание Абсолюта, как и во времена Ньютона. Это означает, что оно не может ни замедляться, ни ускоряться, тикая одновременно во всей Вселенной.

Тут самое время задуматься о квантах времени, как и Планк в своё время задумался о квантах энергии. Именно Макс Планк и заложил основы квантовой механики в 1900-м, разрешив так называемую «ультрафиолетовую катастрофу» при помощи квантовой теории излучения, в которой фигурировали дискретные кванты энергии. Самому Планку эта теория поначалу казалась научным курьёзом, типа, понарошку, не взаправду.  Однако из искры научного курьёза на изломе веков спустя четверть века возгорелось пламя научной революции ХХ века, которой в следующем году исполнится уже 100 лет.

Глядишь, найдётся какой-нибудь чудак, который всё сделает не так, задумается над квантами времени, а через четверть века – бац! Новая научная революция! Да, как поётся в песне, «есть у революции начало, нет у революции конца»!  Да здравствует новая научная революция!

Глава 3. Теория относительности в стране невыученных уроков

Чем примечательна теория относительности? Тем, что эта теория, по сути, есть теория абсолютизма.  Единственным и неповторимым Абсолютом теории относительности служит скорость света. Зато роль времени, бывшего Абсолютом во времена Ньютона, сведена в ней до иллюзии.

Многие физики утверждают, что название «теория относительности» крайне неудачно. Действительно, оно наводит на философическую мысль, что «всё в мире относительно».

(Помните шуточную рекламу одного сорта пива, в которой пивовар Иван Таранов встретился с Альбертам Германычем, натолкнув последнего на мысль о теории относительности вопросом «куда ставить пиво?» Ответ «справа» послужил поводом для вопроса: «относительно меня или относительно Вас?». Эйнштейн задумался: «Относительно?.. Гениально! Так родилась теория относительности».

Как говорится, в каждой шутке есть доля… шутки…  Теория относительности начала вытворять с нами тааакие шутки, что относительными стали сами постулаты и условные «шестерёнки» теории относительности.)

Однако, если без шуток, то речь в ТО идёт не об относительности понятий «справа» или «слева», а несколько об ином: о расширении применения принципа относительности Галилея. Принцип относительности Галилея утверждал инвариантность, то есть неизменность законов механики во всех инерциальных (движущиеся по инерции, то есть равномерно и прямолинейно) системах отсчёта (ИСО). Принцип относительности Эйнштейна, который он втихаря позаимствовал у Анри Пуанкаре, нигде не упомянув при этом его имя, расширяет сферу неизменности физических законов помимо механики и на все электромагнитные взаимодействия. Всего и делов.

Строго говоря, в основе этого принципа лежали представления Маха, Пуанкаре и других релятивистов об относительности пространства, времени и движения. Релятивистские убеждения начала прошлого века наглядно демонстрирует сия цитатка из книги Анри Пуанкаре «Наука и гипотеза» (издана в 1902 году, за 3 года до опубликования эпохальной статьи Альберта Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел»):

«Не существует абсолютного пространства, и мы воспринимаем только относительные движения. Не существует абсолютного времени: утверждение, что два промежутка времени равны друг другу, само по себе не имеет никакого смысла. Оно может обрести смысл только при определённых дополнительных условиях. У нас нет непосредственной интуиции одновременности двух событий, происходящих в двух разных театрах. Мы могли бы что-либо утверждать о содержании фактов механического порядка, только отнеся их к какой-либо неевклидовой геометрии».

А если мы способны воспринимать только относительное движение, то нам дано измерять лишь относительные скорости. Вот что об этом писал Анри Пуанкаре 10 лет спустя, в 1912-м, в своей работе «Наука и метод»:

«Как бы то ни было, нельзя отделаться от впечатления, что принцип относительности есть общий закон природы и что никогда, никакими мыслимыми средствами не удастся измерить что-нибудь иное, кроме относительных скоростей».

Теория относительности Эйнштейна, которая первоначально называлась теорией инвариантности, восприняла эти методологические и философические представления релятивизма в полной мере. Она послужила научной революцией начала XX века, так как откинула господствовавшие в то время представления как об Абсолютной системе отсчёта (АСО) в виде неподвижного «светоносного эфира», так и ньютоновские Абсолюты пространства, времени и абсолютного движения.

Причиной тому послужило одно из двух «облачков» на ясном небосклоне науки, а именно опыт Майкельсона-Морли по измерению скорости так называемого «эфирного ветра».  Этот опыт утверждал, что никакого «эфирного ветра» при круговом движении Земли в пространстве не возникает. А раз «эфирного ветра» нет, то, соответственно, нет и неподвижного «светоносного эфира», в котором, по представлению классической электродинамики Максвелла, и распространяется свет.

Классическая электродинамика Джеймса Клерка Максвелла прекрасно работала в Абсолютной системе отсчёта (АСО), которая в те далёкие времена была тесно связана с неподвижным светоносным эфиром. А вот в случае с инерциальными системами отсчёта (ИСО), движущимися друг относительно друга с большими скоростями, она давала сбои. Дело в том, что уравнения Клерка-Максвелла показывали всегда одинаковую скорость света, независимую от системы отсчёта, а согласно классической механике Ньютона и преобразованиям Галилея, при переходе от одной ИСО к другой скорость источника должна была складывалась со скоростью света.

Так существует эта АСО в виде неподвижного светоносного эфира или не существует? Если существует, то должен существовать и «эфирный ветер», равный скорости движения Земли относительно неподвижного эфира. Если не существует, то никакого «эфирного ветра» обнаружить нельзя.

Именно это и пытались экспериментально проверить в 1887 году бывший офицер ВМС США Альберт Абрахам Майкельсон, переквалифицировавшийся в 1883 году в профессора физики и ставший известным благодаря изобретению названного его именем интерферометра Майкельсона и точными измерениями скорости света, и американский профессор химии Эдвард Уильямс Морли. Именно их неудачные попытки обнаружить так называемый «эфирный ветер» при орбитальном движении Земли со скоростью 30 км/сек относительно Солнца и легли в основу теории относительности Эйнштейна. (Как говорится, отрицательный результат – тоже результат.)

Как писал Эйнштейн в 1905-м в своей знаменитой «Электродинамике движущихся тел»,

«неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно “светоносной среды”, ведут к предположению, что не только в механике, но и в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию абсолютного покоя…»

«Неудавшиеся попытки» обнаружения «эфирного ветра» при движении Земли волновали многих учёных. Одним из них был Хендрик Лоренц. Этот великий физик-теоретик из Нидерландов был сторонником теории неподвижного светоносного эфира – той самой АСО и эйнштейновской «светоносной среды». Он-то и предположил, что «эфирного ветра» нет из-за неких физических спецэффектов, возникающих при движении детектора этого эфирного ветра – оптического интерферометра – в том самом неподвижном эфире, существование которого он продолжал неукоснительно отстаивать. Эти спецэффекты – гипотетическое реальное сокращение тел в длину при движении их в электромагнитном эфире и некие релятивистские фокусы, которое проделывало так называемое «местное время», отличное от Абсолютного Времени Ньютона, – и были описаны Лоренцем под названием «преобразования Лоренца».

Преобразования Лоренца можно применить по-разному. Случилась в науке беда в виде отсутствия «эфирного ветра» при движении Земли – и преобразования Лоренца начали делать общее для эфиристов и релятивистов дело – объяснять его отсутствие. Как говорится, «ты по-своему, а я по-своему».

Можно доказать с их помощью, что неподвижный эфир есть, а эфирного ветра нет, как это сделал эфирист Лоренц. А можно, наоборот, доказать, что никакого неподвижного эфира, вызывающего «эфирный ветер», вообще нет, зато все электромагнитные явления протекают одинаково в различных инерциальных системах отсчёта, как это сделал релятивист Эйнштейн. (Всё в мире относительно! Прозит, Альберт Германыч!)

В последнем случае описывающие эти электромагнитные явления уравнения Максвелла, рассчитанные для одной-единственной Абсолютной системы отсчёта (АСО) в виде неподвижного эфира, становятся инвариантными, то есть действуют в любых инерциальных системах отсчёта (ИСО).

Именно этот второй вариант и постарался математически доказать Эйнштейн. Молодой служащий патентного бюро города Берна в своей работе «К электродинамике движущихся тел» спостулировал инвариантность уравнений электродинамики Клерка-Максвелла во всех ИСО, введя «добавочное допущение, находящееся с первым лишь в кажущемся противоречии» о постоянстве (инвариантности) скорости света, который «в пустоте всегда распространяется с определённой скоростью V, не зависящей от состояния движения излучающего тела». Это «добавочное допущение» как раз и соответствовало той непонятной постоянной скорости, которая постоянно вылезала из уравнений Клерка-Максвелла, противореча таким образом классическому принципу сложения скоростей.

«Дальнейшие соображения опираются на принцип относительности и на принцип постоянства скорости света. Мы определяем оба принципа следующим образом:

1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к какой из двух координатных систем, находящихся относительно друг друга в РАВНОМЕРНОМ поступательном движении, эти изменения состояния относятся.

2. Каждый луч света движется в покоящейся системе координат с определённой скоростью «V» независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом». 1

Он решил нетривиальную задачу, над которой бились лучшие физики и математики всей Земли того времени, путём сочетания несочетаемого. Что же ему пришлось для этого сделать? Пришлось прибегнуть к помощи четвёртого измерения пространства. Как ни странно, это четвёртое измерение, которое так жаждала найти вся «мировая прогрессивная общественность» в виде экстрасенсов, писателей, живописцев, философов и даже политиков, физик Эйнштейн нашёл во времени. (Отныне пришла пора мерить время не в секундах, минутах, годах, веках и тысячелетиях, а в метрах и километрах. Всё в мире относительно!)

Четвёртое измерение пространства в виде времени стало этаким релятивистским «костылём», который подпирает всю теорию относительности, аналогом эпициклов Птолемея. Благодаря этому высосанному из пальца научно-фантастическому «костылю»-эпициклу, любой вид движения стал рассматриваться сквозь призму четырёхмерного пространственно-временного континуума.

В такой континуумоцентрической картине мира в любой ИСО, движущаяся с любой скоростью, все законы как механики, так и электродинамики стали протекать одинаково, благодаря «эпициклам» «кинематического замедления времени» и «релятивистского сокращения длины» и «деференту» постоянства скорости света в вакууме. Так родилась на свет божий релятивистская электродинамика, изучающая взаимодействие электромагнитного излучения с частицами и средами, движущимися с околосветовыми скоростями. (Иван, наливай!)

Таким хитрым математическим образом Альберт Германыч сумел объяснить инвариантность уравнений Максвелла в различных инерциальных системах отсчёта (ИСО), спостулировав при этом инвариантность скорости света в вакууме. Так скорость света стала физическим Абсолютом. И классический закон сложения скоростей на неё не распространяется, и сама она является максимально возможной скоростью в природе.

Однако никаких физических объяснений, почему вдруг скорость света стала Абсолютом, он не дал. Спостулировал – и вся недолга! (Главное, чтобы всё «было гладко на бумаге». А про релятивистские «овраги» в виде пресловутых релятивистских «парадоксов» и логических противоречий одного другому забудем, как будто их и не было.)

К тому же все его рассуждения были основаны отнюдь не на динамике, которая изучает причины возникновения и изменения любого механического движения. Они вовсе не вникали и в глубинную суть электродинамики, хотя статья называлась «Об электродинамике движущихся тел». Закономерные вопросы «Как?» и «Почему?» в отношении многочисленных загадок природы возникновения и движения света вовсе не стояли в релятивистской повестке дня.

Почему свет всегда движется в вакууме с Абсолютной скоростью? Как ему это удаётся? Почему свет всегда рождается без всяких усилий с этой Абсолютной скоростью, а все остальные массивные тела, невзирая на всю накачку их энергией извне, никогда не смогут её достичь? Как ему это удаётся? Почему скорость света во всех системах отсчёта абсолютна (второй постулат Эйнштейна), а у всех остальных материальных тел относительна? Как ему это удаётся?

Все эти глубинные вопросы, которые стремятся зрить в корень, остались без ответов. Он их попросту проигнорировал во имя чисто математического решения задачи инвариантности уравнений Клерка-Максвелла во всех ИСО, движущихся с околосветовыми скоростями. Поэтому все его рассуждения носят исключительно поверхностный кинематический характер, математически описывающий движение, но не вникающий в его суть. (Что нам стоит теорию построить? Нарисуем цифры и четвёртое измерение – будем жить!)

Исходными понятиями кинематики являются пространство и время. Именно они-то первыми и пали жертвою в борьбе роковой за создание новой релятивистской механики. Речь идёт о пространстве и времени как Абсолютах Ньютона. Отныне время и пространство стали понятиями относительными, способными замедляться и сокращаться в зависимости от скорости движения тел. Чем ближе скорость движения тела к Абсолюту Скорости Света в вакууме, тем ЯКОБЫ больше кинематическое замедление времени и сокращение длины этого тела в направлении движения. (ЯКОБЫ!)

В результате такой борьбы физических престолов время и пространство стали служить Абсолюту Скорости Света на посылках – покорно замедляться и сокращаться, падая ниц перед Его Величеством Скоростью Света. А потом и под силу гравитации прогнулись, начав искривляться, как батут.

Кроме того, на свалку истории отправился и «светоносный эфир» Декарта с формулировкой:

«Введение “светоносного эфира” окажется при этом излишним, поскольку в предлагаемой теории не вводится “абсолютно покоящееся пространство”, наделённое особыми свойствами…»

«Светоносный эфир» Декарта, который долгие годы и десятилетия служил основой для волновой теории света, стал «излишним», а «местное время» Лоренца Эйнштейн заменил Абсолютом Скорости Света и принципом «относительности одновременности».

Подобно улыбке Чеширского кота, эфирные преобразования Лоренца, рассчитанные для движения в упругой материальной среде под названием «светоносный эфир», загуляли в релятивистской стране чудес сами по себе, без эфира.

Как завзятый селекционер, молодой, горячий Альберт Эйнштейн взял преобразования Лоренца, рассчитанные для движения в упругой материальной среде под названием «светоносный эфир», и скрестил их с принципом относительности Пуанкаре. При этом хитром способе скрещивания преобразований Лоренца с принципом относительности Пуанкаре, кинематика и математика Альберта Эйнштейна (или его жены Милевы Марич, как утверждают завистники и злопыхатели) показывали инвариантность уравнений Максвелла в различных инерциальных системах отсчёта (ИСО). Это и стало называться принципом относительности Эйнштейна.

Вот она – теория инвариантности, которая впоследствии стала называться теорий относительности! То есть уравнения Максвелла остаются неизменными (инвариантными) во всех инерциальных системах отсчета: хоть для наблюдателей-пассажиров, движущихся равномерно и прямолинейно на поезде, хоть для станционных смотрителей и зевак, стоящих неподвижно на перроне; хоть для космонавтов, летящих на звездолёте по инерции и по прямой с околосветовой скоростью и попутно наблюдающих  за звёздным небом и за своими синхронизированными с Землёй часами,  хоть для покоящихся (относительно звездолёта) землян, наблюдающих за звездолётом и за своими земными часами, синхронизированными с часами космонавтов на звездолёте.

В результате релятивистского «разгона облаков» неожиданно грянула целая вековая научная буря, которая ознаменовалась созданием сначала специальной теории относительности (СТО), а потом общей теории относительности (ОТО), релятивистской космологии и т.д.

В результате этой научной бури классические научные представления о времени, пространстве, движении, эфире и Абсолютной системе отсчёта (АСО) были подвергнуты полному пересмотру. Свергнув ньютоновский Абсолют Времени, власть в науке на долгие годы и десятилетия захватил эйнштейновский Абсолют Скорости Света в вакууме в релятивистском царстве четырёхмерного пространственно-временного континуума.

(Однако это сказочное релятивистское царство-государство почему-то изначально не распространялось на сферу квантовой механики. В докладе под названием «Непостижимая эффективность математики в естественных науках», прочитанном 11 мая 1959 года в Нью-Йорке, будущий нобелевский лауреат Юджин Вигнер обращает внимание на явные противоречия между квантовой механикой и теорией относительности:

«Сейчас мы имеем в физике две теории поразительной мощи и захватывающего интереса: теорию квантовых явлений и теорию относительности. Эти теории уходят своими корнями в две группы явлений, не имеющих между собой никакой связи. Теория относительности применима к макроскопическим телам, например, к звёздам. Событие, состоящее в совпадении, т. е. в конечном счете – столкновение, является элементарным событием теории относительности: оно определяет точку в пространстве-времени, либо по крайней мере определяло бы такую точку, если бы сталкивающиеся частицы были бесконечно малыми. Квантовая теория вытекает из явлений микроскопического мира, и с её точки зрения совпадение или столкновение, даже если оно происходит между частицами точечными, не является элементарным событием и не очень точно локализовано в пространстве-времени. Эти две теории оперируют с различными математическими понятиями – с четырёхмерным римановым пространством и с бесконечномерным гильбертовым пространством соответственно. Пока эти две теории не удалось объединить, т. е. не существует такой математической формулировки теории, по отношению к которой обе эти теории являются приближёнными».

Позже в квантовой электродинамике худо-бедно произошло объединение СТО, квантовой теории и уравнений Максвелла, хотя возникли новые проблемы, связанные с расходимостями и бесконечными величинами при расчетах энергии электрона. А вот квантовой теории гравитации как не было, так и нет.)

Для решения частной задачки динамики из раздела электродинамики движущихся тел Время из Абсолюта стало рабом Скорости Света. Но насколько это правомерно?

Вспомним вновь, чему обязаны появлению на свет божий преобразования Лоренца. Хендрик Лоренц для подтверждения своей теории неподвижного светоносного эфира предположил, что так называемого «эфирного ветра» в опыте Майкельсона-Морли нет из-за неких физических спецэффектов, возникающих при движении детектора этого «эфирного ветра» – оптического интерферометра – в том самом неподвижном светоносном эфире, существование которого он продолжал неукоснительно отстаивать. Причём сам эфир имел у него электромагнитную природу и являлся носителем электромагнитных волн.

Подобной точки зрения придерживался и ирландский физик Фицджеральд, который независимо от Лоренца спустя 5 лет после эксперимента Майкельсона-Морли предложил свой вариант решения проблемы отсутствия эфирного ветра. У Фицджеральда все тела, движущиеся относительно эфира с некой скоростью, сокращаются в продольных размерах в направлении движения, причём чем ближе скорость тела к скорости света, тем больше это реальное сокращение. Эфир выступал у него в качестве Абсолютной системы отсчёта (АСО). При этом математическом допущении все эффекты «эфирного ветра» исчезают, над неподвижным эфиром воцаряется тишь да гладь. Движение тела есть, неподвижный эфир есть, «эфирного ветра» нет.

Однако остаётся один вопросик на понимание: при скорости тела, равной скорости света, согласно уравнениям Фицджеральда, длина тела становится равна нулю. Реально нулю! Тело есть, оно движется в эфире со световой скоростью, но длина его равна нулю!  Это как? Такое возможно?

Ответ: Невозможно! Любое материальное тело не может двигаться со скоростью света! Оно может только приближаться к этой Абсолютной скорости, но достичь её оно не в состоянии.

Но даже такого мозгодробильного сокращения, которое получило в науке устойчивое название «сокращение Лоренца-Фицджеральда», самому Лоренцу оказалось мало! Это магическое сокращение помогало не во всех случаях. Лоренц стал искать такую универсальную формулу инвариантности, которая гарантировала бы невозможность обнаружения «эфирного ветра» в любом оптическом опыте. Любом!

Скажем, надо было бы исключить влияние скорости Солнца относительно эфира и скорости Земли относительно Солнца. В результате поисков в данном направлении, наряду с универсальным временем Ньютона, этим непререкаемым Абсолютом классической механики, появилось некое «местное время».

Это «времечко», подобно «эпициклу» Птолемея, описывало показания часов для наблюдателя, движущегося в неподвижном эфире, который служил АСО. Если «сокращение Лоренца» в одноимённой теории эфира было реальным физическим эффектом, то так называемое «местное время» сам Лоренц рассматривал только как эвристическую рабочую гипотезу. В его понимании, это было лишь математическое условие, упрощающее вычисление при переходе от покоящейся к «фиктивно» движущейся системе.

Появилась и формула, описывающая отставание «местного времени» по сравнению с показаниями времени для наблюдателя, покоящегося в эфире. В ней, как и в формуле Эйнштейна для вычисления релятивистского «замедления времени», также фигурирует скорость света. Вот обе эти формулы в результате и вошли в историю под названием «преобразования Лоренца».

Итог всей этой математики: неподвижный эфир есть, а вот «эфирного ветра» нет. Нет из-за математики, которая доказывает якобы продольное сокращение движущегося тела относительно эфира и замедление местного времени относительно Абсолютного времени Ньютона. А вот физическими опытами это подтверждено не было.

И вот тут появляется молодой Альберт Эйнштейн и своей богатырскою умственной силушкой направляет науку на движение в противоположную сторону. На этом релятивистском научном направлении неподвижный эфир уже не нужен, он «становится излишним», а Время как математический Абсолют Ньютона и вовсе приказало долго жить. Что же молодой Альберт для этого сделал?

По заветам другого революционера начала ХХ века, правда, не научного, а социального, он сказал себе: «Мы пойдём другим путём». И пошёл, отталкиваясь уже не от сокращения длин тел в направлении движения, как Лоренц и Фицджеральд, а от так называемого «замедления времени» при движении синхронизированных часов.

Гудвин, великий и ужасный, раздал всем жителям и посетителям Изумрудного города в Волшебной стране зелёные очки, чтобы они думали, что обычные стекляшки – изумруды. (Как говорится, освоил бюджет…)

Эйнштейн, великий и гениальный, раздал всем наблюдателям Релятивистской страны чудес синхронизированные часы, чтобы они думали, что время способно замедляться.

Вся первая, кинематическая, часть его работы «К электродинамике движущихся тел» как раз и посвящена понятиям «относительности одновременности» и «замедления времени». Эта часть состоит из пяти параграфов.

В первом параграфе даётся определение «относительности одновременности».

Во втором говорится «об относительности длин и промежутков времени» и делается «глубокомысленный» вывод о сокращении длины движущегося стержня в направлении движении. Сей «глубокомысленный» вывод полностью повторяет идею Лоренца-Фицджеральда о сокращении длины тела при движении. Только в Сказочной теории относительности (СТО) вызвано это мифическое сокращение уже не физическими эффектами движения тела в некой неподвижной материальной среде под названием «светоносный эфир», а оптическими спецэффектами, попросту говоря, оптическими иллюзиями при синхронизации часов при помощи луча света. Каково? Строить фундаментальную физическую теорию на основе оптических иллюзий!

В третьем параграфе Эйнштейн выводит свою теорию «преобразования координат и времени от покоящейся системы к системе, равномерно и прямолинейно движущейся относительно первой», где появляется знаменитая формула релятивистского кинематического замедления времени.

Наконец, в четвёртом автор объясняет «Физический смысл полученных уравнений для движущихся твердых тел и движущихся часов».

Каков же он, этот физический смысл? А вот каков:

«Отсюда вытекает своеобразное следствие. Если в точках A и B системы K помещены покоящиеся синхронно идущие часы, наблюдаемые в покоящейся системе, и если часы из точки A двигать по линии, соединяющей ее с B, в сторону последней со скоростью v, то по прибытии этих часов в B они уже не будут более идти синхронно с часами в B. Часы, передвигавшиеся из A в B, отстают по сравнению с часами, находящимися в B с самого начала, на (1/2)t(v²/V² ) сек (с точностью до величин четвертого и высших порядков), если t – время, в течение которого часы из A двигались в B. Сразу видно, что этот результат получается и тогда, когда часы движутся из A в B по любой ломаной линии, а также тогда, когда точки A и B совпадают.

Если принять, что результат, доказанный для ломаной линии, верен также для непрерывно меняющей свое направление кривой, то получаем следующую теорему.

Если в точке A находятся двое синхронно идущих часов, и мы перемещаем одни из них по замкнутой кривой с постоянной скоростью до тех пор, пока они не вернутся в A (на что потребуется, скажем, t сек), то эти часы по прибытии в A будут отставать по сравнению с часами, остававшимися неподвижными, на (1/2)t(v/V)² .

Отсюда можно заключить, что часы с балансиром, находящиеся на земном экваторе, должны идти несколько медленнее, чем точно такие же часы, помещенные на полюсе, но в остальном поставленные в одинаковые условия». 

С чего вдруг 26-летний Альберт решил, что часы на экваторе должны идти медленнее, чем часы на полюсе, одному Богу известно. Часы-то относительно друг друга даже никуда не перемещаются. Они жёстко закреплены и неподвижны относительно друг друга во вращающейся системе отсчёта.

Ну да ладно. Это пустяк. Не будем придираться к пустякам. Гораздо интереснее предыдущее утверждение:

«Если в точке A находятся двое синхронно идущих часов, и мы перемещаем одни из них по замкнутой кривой с постоянной скоростью до тех пор, пока они не вернутся в A (на что потребуется, скажем, t сек), то эти часы по прибытии в A будут отставать по сравнению с часами, остававшимися неподвижными, на (1/2)t(v/V)²».

О, это уже чудо релятивистской мысли герра Эйнштейна! Оно превосходит и чудо «резиновой мысли» товарища Полыхаева, которую Полыхаев мог приспособить к любому случаю жизни, и чудо шахматной мысли небезызвестного гроссмейстера О. Бендера (в жёлтых ботинках).  Вот и гроссмейстер А. Эйнштейн приспособил на все случаи жизни своё «замедление времени», как и гроссмейстер О. Бендер приспособил на всё про всё свой первый ход е2–е4.

Хотя, если вчитаться в эти слова, то тут же начинают терзать смутные сомнения: как так? Мы перемещаем одни из часов по замкнутой кривой с постоянной скоростью до тех пор, пока они не вернутся в точку начала движения? Как такое возможно?

Речь-то у самого Эйнштейна идёт исключительно о движении по инерции, то есть о равномерном и прямолинейном движении материальных тел, на которые не действуют никакие внешние силы, включая физическую силу человека. А тут вдруг «мы перемещаем»! Это и есть движение по инерции? А тут вдруг «по замкнутой кривой»! Это и есть равномерное и прямолинейное движение? А ранее и вовсе «по любой ломаной линии». То есть «любая ломаная линия» является, по релятивистским убеждениям, образцом равномерного и прямолинейного движения, причём движения исключительно по инерции?

Сдаётся мне, мил человек, что за такое смелое релятивистское утверждение какой-нибудь ученик старших классов средней общеобразовательной школы получил бы банан на экзамене по физике. А вот уже окончивший Цюрихский Политех «гроссмейстер» Альберт Эйнштейн был провозглашён «гением всех времён и народов». Как всё в мире относительно!

О сколько нам чудачеств нудных

Готовит спекуляций дух

И мысленных экспериментов скудных…

На то и гений, парадоксов друг!

Слово «гений» в сознании обычного человека прочно ассоциируется с фамилией Эйнштейн. Кто у нас «гений всех времён и народов»? Таки да! Он самый!

А как стать гением? О, для этого просто научиться быть другом парадоксов. Вот Альберт Германович именно таковым другом и был. Только в одном параграфе своего «священного писания» под названием «Об относительности длин и промежутков времени» он умудрился дважды противоречить самому себе: и своему первому, и своему второму постулату.

Сначала громогласно заявляет о постоянстве скорости света и принципе относительности для всех физических законов, а потом утверждает, что скорость света складывается со скоростью движения источника света по классическому закону сложения скоростей, исходя из чего получается, что существует скорость, превышающая скорость света в вакууме: с+v, а сам принцип относительности, как бы это помягче сказать, весьма и весьма относительный:

«Итак, наблюдатели, движущиеся вместе со стержнем, найдут, что часы в точках А и В не идут синхронно, в то время как наблюдатели, находящиеся в покоящейся системе, объявили бы эти часы синхронными. Итак, мы видим, что не следует придавать АБСОЛЮТНОГО значения понятию одновременности. Два события, одновременные при наблюдении из одной координатной системы, уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы, движущейся относительно данной системы» (§ 2, 13-й абзац сверху, или первый снизу).

А теперь сопоставьте это со следующим утверждением «гения, парадоксов друга»:

«Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения состояния относятся» (§ 2, второй абзац сверху).

Наш «гений, парадоксов друг» – не только гений противоречия самому себе, не только мастер по части высосанных из пальца «мысленных экспериментов», которые никогда нельзя осуществить на практике, и оптических иллюзий, которые он выдаёт за физическую реальность, но ещё и друг иных, разрекламированных по всему белу свету парадоксов в попсовой научно-фантастической «теории относительности для миллионов».

Помните про так называемые «парадоксы часов», или «парадоксы близнецов»?

Так вот, релятивистские сказки-рассказки о том, как мы перемещаем движущиеся по инерции тела то «по замкнутой кривой», а то и вовсе «по любой ломаной линии» – это всё цветочки! Релятивистские ягодки начинаются, когда тела, движущиеся по инерции, неведомо как возвращаются в точку старта и показывают вдруг, что они отстали!  Вот они, пресловутые «парадоксы часов», или «парадоксы близнецов»! Вот они релятивистские «овраги», что гладки на бумаге!

Так вот, релятивистские  сказки-рассказки о том, как мы перемещаем движущиеся по инерции тела то «по замкнутой КРИВОЙ», а то и вовсе «по любой ломаной линии» – это всё цветочки! Релятивистские ягодки начинаются, когда тела, движущиеся по инерции, неведомо как возвращаются в точку старта и показывают вдруг, что они отстали! Вот они, пресловутые «парадоксы часов», или «парадоксы близнецов»! Вот они  релятивистские «овраги», что гладки на бумаге!

В форме парадокса этот МЫСЛЕННЫЙ эксперимент сформулировал в 1911 году Поль Ланжевен. А в народ этот парадокс ушёл, когда научно-математическую фантастику теории относительности Ланжевен наглядно объяснил «на пальцах» при помощи научно-популярной фантастики про двух братьев-близнецов, один из которых полетел к звёздам с околосветовой скоростью, а второй остался дома, на планете Земля. Вопрос: как течёт время для обоих братьев-близнецов?

Сказочная теория относительности (СТО) на полном серьёзе, используя изощрённую математическую и геометрическую казуистику, доказывает, что для брата-космонавта время ЯКОБЫ течёт медленнее и он ЯКОБЫ стареет медленнее, чем его земной брат-домосед, которого не взяли в космонавты.

«Следует добавить, что выводы, которые справедливы для этих часов, взятых нами в качестве простой системы, представляющей все физические процессы, остаются в силе и для замкнутой физической системы с каким-либо устройством. Например, если бы мы поместили живой организм в некий футляр и заставили бы всю эту систему совершить такое же движение вперед и обратно, как описанные выше часы, то можно достичь того, что этот организм после возвращения в исходный пункт из своего сколь угодно далекого путешествия изменился бы как угодно мало, в то время как подобные ему организмы, оставленные в пункте отправления в состоянии покоя, давно бы уже уступили место новым поколениям. Для движущегося организма длительное время путешествия будет лишь мгновением, если путешествие будет происходить со скоростью, близкой к скорости света! Это – неизбежное следствие наших исходных принципов, к которым нас приводит опыт».

Сие научно-фантастическое заявление было сделано Эйнштейном на заседании Общества естествоиспытателей в Цюрихе 16 января 1911 года в докладе «Теория относительности». Благодаря Полю Ланжевену некий «живой организм» Эйнштейна из «неведомой зверушки» в футляре превратился в человека в космическом корабле. (Хорошо хоть, что не в «человека в футляре».) Для наглядности в научной фантастике Ланжевена на основе научной фантастики СТО появился брат-близнец, остающийся на Земле. В результате – получите ставший притчей во языцех «парадокс близнецов» и сказку про релятивистские «молодильные яблоки».

Кому «молодильные яблоки» от Эйнштейна? (В цену яблок входит цена билета на космический вояж с околосветовой скоростью на релятивистском звездолёте ЗАРЯ.)

Вы можете себе такое представить не в релятивисткой сказке, не на бумаге, а в реальной жизни? А повторить это не в теории, а на практике, сделав из «мысленного эксперимента», на чём и построена вся Сказочная теория относительности Эйнштейна (СТО), эксперимент реальный? Для этого нужен пустяк: надо без ускорения (!) разогнать по инерции (!) покоящееся тело с синхронизированными часами на нём до скорости, близкой к скорости света, затем без торможения (!) сбросить скорость до нуля, затем проделать это ускорение без ускорения и торможение без торможения ещё раз, но уже в обратном направлении, в направлении старта, наконец, сравнить показания обоих синхронизированных часов. У всех получилось? Молодцы!

Идём далее. Что же мы видим, когда изначально синхронизированные в состоянии покоя часы, неведомо как вдруг разогнавшись без ускорения (!) до околосветовой скорости и проделав большое космическое путешествие, наконец возвращаются домой, на Землю? По уверениям самого Эйнштейна и его релятивистских единомышленников, мы видим, что часы, включая биологические часы брата-космонавта, ЯКОБЫ отстали. Причём отстали РЕАЛЬНО, а не в результате оптических иллюзий! Чудны дела твои, СТО! Но видим мы это релятивистское отставание часов не наяву, а только из уравнений, пресловутых мысленных экспериментов и попсовой научной фантастики Эйнштейна и его компании.

Однако нельзя забывать и о том, что у Сказочной теории относительности (СТО) существует не один, а целых два релятивистских «костыля», которые подпирают её с двух сторон, позволяя преобразовать уравнения Максвелла, сделав их инвариантными при околосветовых скоростях в любой системе отсчёта.

Первым таким «костылем» является так называемое «замедление времени» (по-английски это звучит “time dilation”, что буквально переводится как «растяжение временного интервала»). Вторым же «костылём» служит так называемое «релятивистское сокращение длины», под которым имеется в виду сокращение длины движущегося тела в направлении движения (по-английски пишется так: “length contraction”). Если один из «костылей» убрать, то вся теоретическая конструкция СТО, напоминающая колосс на глиняных ногах, рухнет как подкошенная.

А к чему приводит утверждение о реальности замедления времени? К тому, что и сокращение длин тел в направлении движения тоже в таком случае должно быть не кажущимся результатом оптических иллюзий, что вполне допустимо, а физической реальностью, что абсолютно невозможно.

Скажем, разогнали мы каким-то макаром фантастический Звездолёт Аннигиляционный Релятивистский Ядерный (ЗАРЯ) до скорости 299 792 457 метров в секунду, что всего на 1 метр меньше скорости света в вакууме. И что мы видим?

Мы видим, что время на нём фактически остановилось, все часы замерли, а сам звездолёт со всеми находящимися на нём отроками во Вселенной и близнецами-космонавтами реально сплющился в нанолепёшку. Не это ли утверждал сам «гений всех времён и народов» в свой «Электродинамике»:

«При v = V* все движущиеся объекты, наблюдаемые из “покоящейся” системы, сплющиваются и превращаются в плоские фигуры».

(*Под "V" имеется в виду скорость света, которая сейчас обозначается символом "с".)

Вернутся обратно на Землю – спросим релятивистских космонавтов-плоскатиков: «А вы в мультиках не снимались?» (Бедные отроки и близнецы-космонавты! Вот к чему приводит погоня за вечной молодостью!)

Двоечник Виктор Перестукин в своей сказочной мультяшной стране невыученных уроков повстречал «полтора землекопа», которых он же и породил своей математикой. «Гений всех времён и народов» Альберт Эйнштейн в своей Сказочной теории относительности (СТО) походя сплющил своей релятивистской математикой близнецов-космонавтов до нуля, превратив их из объёмных трёхмерных чудо-богатырей, покорителей пространства и времени, в мультяшных двумерных плоскатиков из мультсериала «Колобанга. Только для пользователей Интернета». А таких не берут в космонавты!

Вот о чём, по сути дела, говорит «Физический смысл полученных уравнений для движущихся твердых тел и движущихся часов». Да здравствуют парадоксы релятивизма!

Мы рождены, чтоб сказку сделать былью,

Преодолеть пространство и простор,

Эйнштейн вручил нам сказочные крылья,

Замедлив времяизмерительный прибор.

Марш релятивистских космонавтов

Что-что Вы говорите? А, эксперимент Хафеле-Китинга! Понял Вас, понял! Да, попутешествовали эти два джентльмена в 1971 году, спустя 16 лет после смерти гроссмейстера А. Эйнштейна, с четырьмя комплектами цезиевых атомных часов. Совершили аж два кругосветных путешествия на самолёте. Примерно за 2 дня и 17 с половиной часов облетели вокруг света, сначала на восток, затем на запад. После чего сравнили «путешествовавшие» часы с такими же часами, остававшимися в Военно-морской обсерватории США (ВМО США).

Что же они увидели? Эврика! Летавшие на самолёте часы якобы отстали от неподвижных на целые десятки и сотни наносекунд! Гениальность теоретика Эйнштейна доказана на практике! Кажущаяся теория относительности, в которой секунда кажется порой часом, становится всамделишней!

Однако скептиков опять начинают терзать смутные сомнения.

Во-первых, если время реально замедляется и часы реально отстают при относительном движении, то это означает, что первый постулат теории относительности, который провозглашает равенство всех инерциальных систем отсчёта (ИСО), можно смело выкинуть на свалку истории. За что боролись, на то и напоролись!

Вот что писал по этому поводу выдающийся британский астрофизик Герберт Дингл (1890–1978) в своей книге «Наука на перепутье»:

«Проблема, с которой мы здесь сталкиваемся, как я уже сказал, заключается в том, чтобы объяснить, как получилось, что ученые-физики, почти все до одного, так долго позволяли себе принимать теорию, которая требует от часов такой очевидной невозможности, чтобы они стабильно шли и быстрее, и медленнее, чем точно такие же. Проблема не проста в любом смысле этого слова, то есть она одновременно сложна и трудна, хотя трудность, я полагаю, заключается лишь в отбрасывании ложных понятий, которые автоматически принимаются как истинные, а не в постижении истинных. Поэтому она в значительной степени является психологический».

Воистину, психологической!

Автор двух книг по СТО, ставший со временем из всемирно признанного авторитета в области теории относительности её ниспровергателем, утверждал буквально следующее:

«1. Согласно постулату относительности, при разобщении и последующем воссоединении двух объектов, например, двух одинаковых часов, не может иметь место никакой наблюдаемый эффект, который показал бы абсолютным образом, что тот или иной объект двигался.

2. Если после воссоединения одни часы отстанут на интервал времени, зависящий от их относительного движения, а другие не отстанут, то это явление будет свидетельством того, что двигались лишь эти первые часы.

3. Итак, если постулат относительности верен, как те, так и другие часы должны отстать в равной мере или не отстать вовсе; в любом случае их показания должны быть одинаковыми при воссоединении, если они были одинаковыми при разобщении».

Во-вторых, если движущуюся ИСО можно выделить благодаря отставанию часов на ней, то это значит, что движение по инерции не равнозначно покою, а абсолютное движение и абсолютный покой, существование которых отрицали и Эрнст Мах, и Анри Пуанкаре, и сам Альберт Эйнштейн существует. Помните, что он писал в 1905-м в своей знаменитой «Электродинамике»? Напомним тем, кто забыл, девятый абзац сверху данной главы:

«неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно “светоносной среды”, ведут к предположению, что не только в механике, но и в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию абсолютного покоя…»

В Сказочной теории относительности (СТО) лакмусовой бумажкой абсолютного движения служит реальное замедление времени, под которым релятивисты имеют в виду всего-навсего отставание хода одних часов от других. А лакмусовой бумажкой абсолютного покоя служит неизменный ход времени, относительно других часов, синхронизированных с первыми. («Гениально!» – воскликнул бы на сей раз пивовар Иван Таранов и налил по новой.)

В этом случае первое великое научное объединение, объединение движения и покоя, проделанное Галилеем, можно выкидывать на свалку истории. Вот что пишет об этом величайшем научном объединении Ли Смолин в своей книге «Неприятности с физикой: взлёт теории струн, упадок науки и что за этим следует»:

«Ответ на эту загадку был величайшим среди всех объединением в науке: объединением движения и покоя. Оно было предложено Галилеем и выражено в первом законе движения Ньютона, а также названо принципом инерции: Тело в покое или в равномерном движении остаётся в этом состоянии покоя или равномерного движения, пока оно не возмущается силами.

Под равномерным движением Ньютон понимал движение с постоянной скоростью в одном направлении. Быть в покое становится только частным случаем равномерного движения – это просто движение с нулевой скоростью.

Как это может быть, что нет различия между движением и покоем? Главное тут осознать, что факт, двигается тело или нет, не имеет абсолютного смысла. Движение определяется только по отношению к наблюдателю, который сам может двигаться или нет. Если вы двигаетесь за мной с неизменным темпом, то чашка кофе, которую я воспринимаю покоящейся на моем столе, двигается относительно вас.

Но не может ли наблюдатель сказать, двигается он или нет? По Аристотелю ответ был, очевидно, да. Галилей и Ньютон настаивали на ответе: нет. Если Земля движется, а мы этого не ощущаем, тогда должно быть, что наблюдатели, двигаясь с постоянной скоростью, не ощущают никаких эффектов от своего движения. Поэтому мы не можем сказать, покоимся мы или нет, а движение должно определяться исключительно как относительная величина.

Тут имеется важное предостережение: мы говорим о равномерном движении – движении по прямой линии. (Хотя Земля, конечно, не двигается по прямой линии, отклонения от нее слишком малы, чтобы ощущаться непосредственно.) Когда мы изменяем скорость или направление нашего движения, мы это чувствуем. Такие изменения есть то, что мы называем ускорением, и ускорение может иметь абсолютный смысл.

Галилей и Ньютон достигли здесь тонкого и красивого интеллектуального триумфа. Для других было очевидно, что движение и покой являются полностью разными явлениями, легко различимыми. Но принцип инерции объединяет их. Чтобы объяснить, как получается, что они кажутся различными, Галилей придумал принцип относительности. Он говорит нам, что различие между движением и нахождением в покое имеет смысл только по отношению к наблюдателю. Поскольку разные наблюдатели двигаются по-разному, они по-разному различают, какие объекты двигаются, а какие покоятся. Так что факт, что каждый наблюдатель делает различие, сохраняется, как и должно быть. Таким образом, движется ли нечто или нет, перестало быть феноменом, который требует объяснения. Для Аристотеля, если нечто движется, должна быть действующая на него сила. Для Ньютона, если движение однородное, оно сохраняется навсегда; не нужна сила, чтобы объяснить его».

Вот к чему приводит в результате утверждение о реальном замедлении времени: с одной стороны, оно отрицает базовый постулат самой теории относительности, с другой стороны, отрицает весь интеллектуальный триумф величайшего среди всех объединений в науке: объединения движения по инерции и покоя.

Так что же доказали господа Джозеф Хафеле и Ричард Китинг? Что никакого принципа относительности Эйнштейна не существует? Что постулат относительности СТО неверен? Ну, Нобелевку им за это!

Если же все эти спецэффекты теории относительности носят не реальный, а кажущийся характер, то как можно на основании кажущихся оптических спецэффектов обосновывать одинаковую физическую реальность различных ИСО? Правильный ответ: Никак!

Так что же будем делать со Сказочной теорией относительности (СТО)?

Поставьте, подобно Виктору Перестукину, запятую в нужном месте: «Казнить нельзя помиловать».

А после сего магического действия мы получаем что? Правильно: возращение в науку блудного Абсолюта по имени Время!

И тут уже речь пойдёт о реальной природной машине времени, на которую гроссмейстер А. Эйнштейн закрыл глаза.

Глава 4. Абсолют Времени и природная машина времени

Предоставим релятивистам самим разбираться в том, является ли так называемое «замедление времени» реальным или только кажущимся. Всё равно толку от этой словесной казуистики и математической эквилибристики нет никакого.

Сами же давайте вспомним о вполне реальной машине времени естественного, природного происхождения. Тут даже не надо никакую синхронизацию часов изобретать.

Давайте вспомним давно известный научный факт о том, как реально связаны пространство, время и скорость света: свет всегда приносит нам информацию о событиях из прошлого. Подчеркиваю: всегда! Это его политическое, а также физическое кредо!

Если свет приходит к нам с расстояния в 300 000 км, то он приносит нам информацию о том, каким был объект, от которого отразился свет, 1 секунду назад. Если свет приходит к нам от Солнца, расстояние до которого составляет 150 млн километров, то он показывает, каким было Солнце 500 секунд, или 8 минут 20 секунд назад. Если свет приходит к нам от далёкой звезды, расстояние до которой равно, скажем, 100 световым годам, то он показывает, какой была эта звезда именно 100 лет назад.

Если свет отражается от спутника, находящегося на геостационарной орбите на высоте 35 786 км над уровнем моря, то он показывает, каким был сам спутник и показания часов на нём примерно 0,12 секунды назад. Если свет приходит к нам от одного из трёх десятков спутников GPS, находящихся на высоте примерно 20 тысяч километров над землей, то он показывает, какими были сами спутники и показания часов на них примерно 0,08 секунды назад.

Если свет отражает от объекта, который находится от нас на расстоянии километра, то он показывает, каким был этот объект примерно 6,166 •10^37 квантов времени назад. Если свет отражает от объекта, который находится от нас на расстоянии одного метра, то он показывает, каким был этот объект примерно 6,166 •10^34 квантов времени назад. Если свет отражает от объекта, который находится от нас на расстоянии одного сантиметра, то он показывает, каким был этот объект примерно 6,166 •10^32 квантов времени назад. По существу, свет на пару с пространством выполняют роль фантастической «машины времени»:

Машина времени – луч света издалёка.

 Тут скрытая таится подоплёка:

 Летит луч света из глубин былого,

 Событий прошлого несёт в себе премного.

Таится прошлое в дали пространства,

В линейке метров – времени непостоянство.

Пространство окружает всех вокруг,

В мгновениях прошлого – черты друзей, подруг.

Летит вперёд, в грядущее, поток мгновений,

Творя калейдоскоп вселенских изменений.

Миг настоящего сознанию недоступен,

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Альберт Эйнштейн «К электродинамике движущихся тел»

Вернуться