СЕЛФ

32

С.Б. Каравашкин и О.Н. Каравашкина

3. Принцип относительности Эйнштейна

Первой проблемой, возникшей у Эйнштейна после искусственного введения L-постулата, было его согласование с существовавшим принципом относительности Галилея. И поскольку Эйнштейн шел не по общепризнанному и проверенному пути выявления закономерностей путем анализа совокупности наблюдаемых явлений, а путем приспособления явлений природы под свой постулат, – ему пришлось принципиально исказить и концепцию относительности движений в природе. В первую очередь это коснулось понятия одновременности.

“До создания теории относительности предполагалось, что понятие одновременности имеет абсолютный объективный смысл также и для событий, разделенных в пространстве. Это предположение было опровергнуто открытием (все-таки открытием, а не заимствованием из теории Максвелла! – авт.) закона распространения света. В самом деле, если скорость света в пустоте оказывается величиной, не зависящей от выбора (или, другими словами, от состояния движения) инерциальной системы, к которой она относится, то нельзя придавать никакого абсолютного смысла понятию одновременности событий, разделенных пространственным расстоянием. Более того, в каждой инерциальной системе должно быть определено свое особое время. Если же для отсчета не используется никакая система координат (инерциальная система) (? – авт.), то не имеет смысла и утверждать, что события в разных точках пространства происходят одновременно. Именно вследствие этого пространство и время сливаются в единый четырехмерный континуум” [25, с. 243].

Но как мы ранее показали, классическая физика задолго до релятивистов учитывала время, затрачиваемое светом на его распространение, например при расчете фазовых соотношений при интерференции. Да и при передаче информации на расстояние время прохождения сигнала тоже учитывалось еще Рёмером. Поэтому ссылки релятивистов на то, что классическая физика неправильно трактовала одновременность событий, разнесенных в пространстве, принципиально некорректно, тем более, что сам Эйнштейн сознавал, что четырехмерный континуум не является изобретением релятивизма: “Прежде всего мы должны предостеречь от того мнения, что четырехмерность реальности была введена впервые этой теорией (СТО – авт.). Даже в классической механике “положение” события определяется четырьмя числами: тремя пространственными координатами и одной временной координатой; таким образом, вся совокупность физических “событий” мыслится как бы погруженной в четырехмерное непрерывное многообразие (континуум)” [6, с. 753]. Другой вопрос, что Эйнштейн под понятием относительности понимал уже совсем не то, что заложено было классической физикой, а пытался согласовать противоречивый L-постулат с понятием относительности, которое никаким образом не согласовывалось с нефизическим постулированием постоянства скорости света во всех системах отсчета, и как мы покажем ниже, приводило к абсурдным преобразованиям между системами отсчета.

Ведь, в сущности, что заложено в понятие одновременности? “Одновременность – совпадение во времени событий, отделенных одно от другого в пространстве” [17, с. 339]. Из определения следует, что для того, чтобы с учетом конечности скорости передачи информации из одной точки пространства в другую мы могли фиксировать одновременность событий, всего лишь достаточно, чтобы часы в данных точках шли полностью синхронно друг с другом. Поэтому, если подходить формально, то отрицая одновременность, Эйнштейн отвергал в первую очередь возможность подобной синхронизации.

Вместе с тем Эйнштейн и не думал рассинхронизировать часы, поскольку без этого он не смог бы вывести свои формулы преобразования между системами отсчета, поскольку он не мог бы с уверенностью сказать, что тело в данный момент времени находится в конкретной точке данной координатной системы. Для того, чтобы указать момент нахождения тела в данном месте пространства, в данной точке пространства должны быть расположены часы, синхронно идущие с часами в начале координат. Иными словами, при отсутствии синхронизации лишаются смысла все зависимости, которыми оперирует физика. Поэтому во всех его базовых работах, начиная с первой его работы 1905 года, в каждой системе отсчета часы синхронизованы: “Представим себе теперь, что пространство размечено как в покоящейся системе K посредством покоящегося в ней масштаба, так и в движущейся системе k посредством движущегося с ней масштаба, и что, таким образом, получены координаты x, y, z и соответственно , , . Пусть посредством покоящихся часов, находящихся в покоящейся системе, и с помощью световых сигналов указанным в п. 1 способом (конкретизированном в более поздних работах – авт.) определяется время t покоящейся системы для всех тех точек (! – авт.) последней, в которых находятся часы. Пусть далее таким же образом определяется время движущейся системы для всех точек (! – авт.) этой системы, в которых находятся покоящиеся относительно последней часы, указанным в п. 1 способом световых сигналов между точками, в которых эти часы находятся” [7, с. 13].

В цитате мы не зря выделили неконкретность определения синхронизации времени Эйнштейном в п. 1 его первой работы. В указанном пункте Эйнштейн много полемизирует о бытовых представлениях о времени, типа “Может показаться, что все трудности, касающиеся определения “времени”, могут быть преодолены тем, что вместо слова “время” я напишу “положение маленькой стрелки моих часов” ...” [7, с. 9], но ограничивается в определении синхронизации только условием коммутативности и дистрибутивности временных интервалов, а также повторением L-постулата. Этого безусловно недостаточно для синхронизации, о чем он сам пишет позже: “Представим себе, что во многих точках расположены покоящиеся относительно системы координат часы. Пусть они все равноценны, т.е. разность показаний двух таких часов не изменяется. Если представить себе, что эти часы каким-то образом синхронизованы, то совокупность часов, расположенных на достаточно малых расстояниях, позволяет определить время любого точечного события при помощи ближайших часов. Однако совокупность этих показаний часов еще не дает нам “время” в том виде, в каком оно нужно для физических целей. Кроме того, нам требуется еще рецепт, по которому эти часы могут быть сверены друг с другом” [27, с. 68].

Более полное изложение процесса синхронизации Эйнштейном было дано позже. “Чтобы узнать время в каждой точке пространства, мы можем представить себе пространство заполненным огромным количеством часов, причем все часы должны быть совершенно одинаковыми… Совокупность показаний всех этих часов, идущих в фазе друг с другом, и составит то, что мы называем физическим временем” [16, с. 147–149]. При этом в стиле, присущем всему учению, Эйнштейн отличает свою синхронизацию от методологии классической физики все тем же некорректным способом: “Каждому событию помимо трех пространственных координат x, y, z принадлежит временная координата t . Предполагается, что последняя измеряется часами (идеальным периодическим процессом) пренебрежимо малых размеров. Эти часы C следует считать покоящимся в одной из точек системы координат, например в начале координат (x = y = z = 0). Тогда время события, произошедшего в точке P (x, y, z), определяется как показание часов, одновременное с событием. Здесь понятие “одновременности” предполагалось имеющим физический смысл без специального определения. Это – неточность (? – авт.), и она кажется безобидной лишь потому, что с помощью света (скорость которого практически бесконечна с точки зрения повседневного опыта (? – авт.)) одновременность пространственно разделенных событий, казалось бы, можно установить непосредственно (что является, как мы показали выше, беспрецедентным оговором методологии классической физики – авт.). Специальная теория относительности устраняет эту неточность, вводя физическое определение одновременности с помощью световых сигналов. Время t события P есть показание часов C в момент прибытия светового сигнала, пришедшего от события, за вычетом времени, необходимого световому сигналу для преодоления расстояния до часов. Введение такой поправки основано на предположении (постулате) о постоянстве скорости света. Это определение сводит понятие одновременности пространственно удаленных событий к понятию одновременности событий, происходящих в одном и том же месте (совпадение событий), а именно: к одновременности прибытия светового сигнала в C и отсчета времени часами C ” [26, с. 658–659].

Как мы видим, хотя на словах Эйнштейн якобы опроверг одновременность событий, разнесенных в пространстве, поставив это заслугой СТО, тем не менее в каждой из систем отсчета одновременность по Эйнштейну сохранилась (что полностью соответствует понятию одновременности в конкретной системе отсчета), и определяется она все тем же старым способом, которым Рёмер определял скорость света, наблюдая спутники Юпитера еще в 1678 году – т.е. путем вычитания из времени, когда произошло событие, интервала времени, за который информация об этом событии достигла наблюдателя. И это не помешало Эйнштейну отнести подобную методику к недостаткам классических методов измерения. И главное, при формулировании своего метода синхронизации часов в одной системе отсчета Эйнштейну не потребовалось представлять скорость света бесконечной, как в этом не было необходимости и у сторонников классической физики, если временем прохождения сигнала между точками, в которых произошли события, нельзя было пренебречь. Например, при расчете интерференционных картин временные задержки учитывались и все тем же стандартным способом, лучше которого релятивисты по сути не придумали и не могли придумать.