Единая физическая квантовая теория (стр. 3 )

Философствовать в сфере объектов математики столь же бесплодно и нелепо, как пытаться в сфере философии добиться успеха с помощью математики, если иметь в виду цель и требуемый для обеих талант: философия и математика основаны на разуме (ведь это и означает априорное познание) и при этом отличаются друг от друга не по степени, а по роду. Их разнородность воспринимается не без удивления перед разрабатывающими их субъектами и их разными природными способностями к этим наукам, причём они относятся друг к другу или с презрением, или враждебно, когда речь идёт о важности этих наук и цельности специфического занятия ими». И. Кант. «От метафизических начал естествознания к физике». Сочинения, том 6, стр. 91.

В чём принципиальное различие между механиками Ньютона и Галилея?

Механика Ньютона базируется на наблюдениях Тихо Браге, определявшим с помощью астрономических инструментов точное положение планет на небесной сфере.

По результатам этих измерений И. Кеплер рассчитал форму орбиты Марса и установил три закона, ответивших на вопрос, как движутся планеты; он искал, но не нашёл ответа на вопрос: почему они движутся?

Ньютон, используя законы Кеплера, установил, что планеты движутся вокруг Солнца под действием сил, пропорциональных изменению количества движения и показал, что эти силы изменяются пропорционально квадрату расстояния между центрами взаимодействующих тел и решил обратную задачу: рассчитал форму их движения по действию сил. Но Ньютон не смог найти материальное воплощение этих сил из-за недостатка экспериментальных данных. Отметив это, он оставил решение потомкам.

Итак, механика Ньютона базируется на реальных экспериментах и ставит своей целью ответить не только на вопрос, «как?», но и «почему именно так?» и «какими средствами это реализуется?».

О механике Галилея.

Принято считать, что Галилей нашёл ответ на вопрос, интересовавший философов со времён Аристотеля: «Почему продолжает лететь стрела, выпущенная из лука?». Галилей углубил понимание этого вида движения, впервые применив «мысленный эксперимент». Он ввёл понятие «движения по инерции». Однако здесь нет ответа на вопрос, «почему?». Присвоив этому типу движения термин «инерция», Галилей создал только видимость решения.

Г. Лейбниц и Э. Кант отводили решению этой проблемы важнейшее значение в познании мира. Иммануил Кант предложил вариант её практического решения. Для современных физиков этой проблемы не существует, она решена Галилеем, а работы философов их не интересуют.

Принцип относительности Галилея.

Напомню формулировки этого принципа из учебника – их две:

1.  Во всех ИСО свойства пространства и времени одинаковы и одинаковы все законы механики.

2.  Принцип относительности Галилея можно сформулировать как требование инвариантности уравнений движения механики по отношению к преобразованиям Галилея ().

Существует и определение этого принципа, изложенное на общедоступном языке:

3.  Никакое механическое явление, никакой механический опыт не помогут установить наличие равномерного прямолинейного движения.

Этот принцип был установлен Галилеем также на основе «мысленного эксперимента» и имел большое познавательное значение.

Но с установлением Ньютоном закона гравитационного взаимодействия (неправильно именуемым законом всемирного тяготения) всё изменилось. Силы гравитационного взаимодействия не экранируются, а все небесные тела находятся в непрерывном движении.

Отсюда следует: на все материальные тела во Вселенной действует непрерывно меняющиеся по величине и направлению силы гравитационного взаимодействия и, в соответствии со вторым законом Ньютона, все тела непрерывно меняют величину и направление своей скорости.

Ни одно тело во Вселенной ни мгновения не движется равномерно и прямолинейно!

С учётом этого факта (его никто не оспаривает) принцип относительности Галилея приобрёл следующее содержание:

Никакое механическое явление, никакой механический опыт не помогут установить наличие несуществующего вида движения.

Таково «глубочайшее философское содержание» ИСО. Принципа относительности Галилея не существует.

Преобразования Галилея ().

Это тоже результат «мысленного эксперимента», но не Галилея, а современных теоретиков. Галилей не мог быть автором этого преобразования хотя бы уже потому, что присутствующая во втором слагаемом «скорость» получила такое определение только через 100 лет после смерти Галилея в работе Л. Эйлера «Механика или Наука о движении», опубликованной в 1736 году. Во времена Галилея нельзя было делить метры на секунды. Галилей складывал, как это и необходимо было делать, пройденные пути.

Это преобразование, на первый взгляд, вполне разумное, позволяет «научно обосновать» ИСО, рассуждать о замедлении времени, сокращении длины движущихся объектов и прочих «чудесах ТО».

Вернёмся к примеру из учебника.

Необходимо определить координату материальной точки в системе отсчёта , исходя из того, что известна её координата в системе отсчёта , движущейся со скоростью относительно системы отсчёта .

Зададим единственный вопрос авторам эксперимента: как наблюдатель в системе узнал, что система отсчёта движется относительно системы со скоростью , а координата точки - ?

Чтобы воспользоваться «преобразованиями Галилея», необходимо:

1.  Наблюдателю в системе отсчёта сделать два определения положения тела отсчёта системы с интервалом в t секунд.

2.  Синхронно со вторым измерением положения тела отсчёта системы наблюдатель в этой системе определяет координату точки и сообщает её величину наблюдателю в системе .

3.  Наблюдатель в системе делит измеренный путь тела отсчёта системы на время движения t (по своим часам), определяя скорость системы , и тут же производит обратную процедуру – умножает полученную скорость на время измерения и полученный результат подставляет в формулу преобразований Галилея.

Другого способа воспользоваться преобразованиями Галилея не существует. Правда, если у наблюдателя нет учёной степени в области физики, то он, по своей «серости», просто измерит координату в своей системе отсчёта и закроет проблему.

Но что интересно: в обоих случаях не имеет значения, как идут часы в системе отсчёта и есть ли они там вообще.

Пользуясь преобразованиями Галилея, его авторы умудряются одновременно находиться в двух системах отсчёта, движущихся друг относительно друга и знать всё, что в них происходит.

Эдакая «игра в поддавки» с самим собой. Вот что значит в совершенстве владеть системой мысленного эксперимента.

Впервые возможность одновременно находиться в двух системах отсчёта, движущихся друг относительно друга, обнаружил А. Эйнштейн.

В работе «К электродинамике движущихся тел» - раздел «Об относительности длин и промежутков времени» - сказано:

«Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определённой скоростью V (сейчас употребляется символ «с» - прим. Авт.) независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом. При этом , причём промежуток времени следует понимать в смысле определения параграфа 1». Почему формула записана словами?

Путь луча света взят, как указано, в покоящейся системе координат (не отсчёта, в «мысленном эксперименте» тело отсчёта без надобности), а промежуток времени в параграфе 1 взят при движении света туда и обратно в движущейся относительно эфира системе отсчёта.

Преобразованиям Галилея нет места в физике и по другой причине: в физике . Скорость – это термин для частного от деления пройденного телом пути на время движения и, следовательно, существует только в голове человека. Скорость вторична. Она возникает только тогда, когда материальное тело переместится на какое-то расстояние.

Нет перемещения тела – нет скорости.

Нет тела – тоже нет перемещения и нет скорости.

«Скорости», как самостоятельного понятия, не существует, поэтому скорости нельзя складывать. В математике запись равносильна записи . В физике выражение мертво. Здесь замкнутый круг. Сначала должно быть S, и только потом – . Содержание записи – обратное.