Артеха С.Н. Основания физики (критический взгляд):
КРИТИКА ОСНОВ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ. Изд. 3, расш.

Оглавление

Предисловие к третьему изданию

С момента появления первого издания книги [133] уже прошел немалый срок – 14 лет. Ситуация в России немного улучшилась в плане возможностей обсуждения поднятых в книге вопросов. На некоторых конференциях стали допускаться дискуссионные доклады по принципиальным вопросам с критикой сомнительных теорий (теорий относительности, Большого взрыва, релятивистской космологии и др.). Некоторые вполне официальные журналы (правда, пока не профильные рановские) стали публиковать критические статьи и альтернативные идеи. Многие перестали бояться иметь собственную точку зрения и высказывать ее публично. Кое-где на постоянной основе работают семинары, где можно обсудить новые наработки и идеи, в том числе фундаментального характера. Так что в целом процесс осознания и освобождения от самообмана, пусть медленно, но идет. За прошедшее время автор тоже опубликовал дополнительно ряд статей в англоязычных журналах и материалах международных конференций [134-138,152-155], а уж количество общения с российскими и зарубежными исследователями было просто огромным.

К числу критиков теории относительности принадлежат многие известные философы, математики и физики, включая двенадцать лауреатов Нобелевской премии, т.е. люди, внесшие пионерский вклад в развитие науки (а не только писавшие и переписывавшие учебники). Число именитых противников обсуждаемой теории сопоставимо с числом ее именитых сторонников, так что авторитет тут явно не судья. Не верьте, будто бы критики теории относительности отвергают какие-то наблюдаемые эффекты. Понять против чего же мы выступаем легче всего на следующем примере. Представьте себе, что колдун заклинает о восходе Солнца. Мы не говорим, будто не увидим восхода Солнца. Мы только утверждаем, что заклинания колдуна не имеют никакого отношения к этому восходу. Теория относительности – это заклинания колдуна, которые вовсе не имеют отношения ко всем тем эффектам, объяснение которых приписывает исключительно себе самой теория относительности. Таким образом, нет причин отвергать возможность собственного анализа данной теории и искать реальные причины и конкретные механизмы явлений. Необходимо помнить, что, например, в математике бесконечное (!) число подтверждений не могут перевесить даже одного опровержения. Вот почему релятивистам стоит подумать именно над теми противоречиями, которые обнаружили оппоненты, а не соревноваться в количестве случаев, где противоречия ими преднамеренно сокрыты. Поиск истины всегда предполагает серьезное отношение к возражениям оппонентов.

Позиция истинного ученого прекрасно отражена в следующем высказывании. {\bf Кто хочет выявить истину, тот не менее усердно ищет ее и в убеждениях или предположениях противника\dots Он старается помочь противнику найти для его мысли слова, которые наиболее точно выражали бы ее. Он пытается понять противника лучше, чем тот сам себя понимает. Вместо того, чтобы использовать каждый слабый пункт аргументации противника для низложения, развенчания и уничтожения того дела, которое он отстаивает, участник предметной дискуссии прилагает усилия к тому, чтобы извлечь из утверждений противника все то ценное, что поможет выявлению истины} (Т. Котарбиньский).

Многие ли относятся к поиску Истины и к методам ведения дискуссии, как Истинные ученые? Не стоит воспринимать обсуждение научных теорий в духе животных инстинктов – конкуренции в борьбе <<за место под Солнцем>>! Давайте попробуем отойти от порочной практики <<заметания проблем под ковер>> и, наоборот, станем честно сообщать об имеющихся в физических теориях нестыковках, противоречиях с другими фактами или проверенными теориями, о неалгоритмических приемах, дополнительных гипотезах ad hoc, нерешенных физических, философских, методологических или математических проблемах. Когда эти проблемы будут честно высвечены, то любой исследователь сможет попытаться их решить; и если это не сможет сделать наше поколение, то наверняка смогут сделать последующие поколения. Важно, чтобы каждому новому поколению не приходилось с нуля <<подпольно выковыривать эти проблемы из-под ковра>>, а можно было бы самые молодые и самые продуктивные годы сосредоточиться на их обдумывании и решении. (Например, математические книги с заглавием, начинающимся словами <<Нерешенные проблемы \dots>> всегда вдохновляют, в отличие от нытья некоторых <<выдающихся>> физиков о конце науки.)

Первый вариант книги был написан, в основном, тезисно, кратко (многие пункты можно было бы дополнить и расписать до объема отдельной статьи). Но он был изложен так, чтобы любой человек смог понять существующие проблемы, было бы только желание. И хотя материалы, изложенные в первой версии книги, не потеряли своей актуальности (и никакой материал не был исключен из новой версии), тем не менее было решено выпустить не стереотипное издание, а расширенную и дополненную версию книги. Данное издание дополнено изложением новых ключевых парадоксов, добавочными литературными ссылками (в том числе в обоих Предисловиях), расширено более подробным обсуждением ряда нюансов, сопутствующих моментов и альтернатив, дополнено подробным разъяснением некоторых прежних противоречий. Это сделано из расчета предвзятого прочтения книги релятивистами. Разумется, если у них возникнет хотя бы малейшее желание разобраться в существе поднимаемых проблем.

У автора нет ни малейшей физической возможности убедить в чем-либо шесть миллиардов жителей Земли (даже по одной секунде на каждого – в итоге будет больше человеческой жизни). Да и такой недостижимой цели не ставится. Разумеется, каждый человек имеет полное право сделать свой собственный выбор за который и будет отвечать, в том числе, выбор <<продолжить вариться в собственном соку>>. Хотелось бы только напомнить, что <<к шорам всегда прилагаются хомут, уздечка и кнут>>. А в остальном все это – личный выбор человека! И я уважаю и принимаю любой выбор, лишь бы он был осознанным.

Приступая к критическому анализу обеих теорий относительности, желаю всем оставаться честными хотя бы по отношению к самому себе. Итак, в добрый путь поиска Истины!

Предисловие к первому изданию

Хотя достижения техники в прошедшем веке были весьма впечатляющими, следует признать, что достижения науки были гораздо скромнее (вопреки околонаучной рекламе). Все эти достижения можно отнести скорее к усилиям экспериментаторов, инженеров и изобретателей, чем к "прорывам" теоретической физики. Ценность "объяснений post factum" общеизвестна. Кроме того, желательно реально оценить "потери" от подобных "прорывов" теоретиков. Самая главная "потеря" прошлого века – это утрата единства и взаимосвязи всей физики, то есть единства научного мировоззрения и подхода к разным областям физики. Современная физика явно представляет собой "лоскутное одеяло", которым пытаются прикрыть необозримые "кучи" разрозненных исследований и несвязанных фактов. Вопреки искусственно поддерживаемому мнению о том, что основой современной физики являются несколько хорошо проверенных фундаментальных теорий, слишком уж часто прослеживаются гипотезы ad hoc (для конкретного частного явления) и наукообразные корректировки расчетов в "нужную сторону" – как у студентов, подглянувших в заранее известный ответ задачи. Предсказательная сила фундаментальных теорий в практических приложениях оказывается близка к нулю (вопреки утверждениям "шоуменов от науки"). В первую очередь это относится к специальной теории относительности: все практически проверяемые "ее" результаты были получены либо до создания этой теории, либо без использования ее идей (часто ее противниками) и только потом усилием "собирателей" были "приписаны" к ее достижениям.

Казалось бы, теория относительности прочно интегрировалась в современную физику и не стоит "копаться" в ее фундаменте, а лучше достраивать "верхние этажи здания". На критике этой теории можно только "шишки набить" (вспомним о постановлении Президиума АН СССР, приравнявшего критику теории относительности к изобретению вечного двигателя). Солидные научные журналы готовы обсуждать как гипотезы, которые не могут быть проверены в ближайший миллиард лет, так и те гипотезы, которые никогда не смогут быть проверены. Однако, обсуждать принципиальные вопросы теории относительности берется далеко не каждый научный журнал. Казалось бы, ситуация должна быть противоположная. Поскольку основы этой теории преподают не только в ВУЗах, но и в школе, то при возникновении малейших сомнений все вопросы должны серьезно и подробно обсуждаться научной общественностью, чтобы "не испортить молодые души".

Однако, существует немногочисленная, но очень активная и очень высокопоставленная часть научной элиты, которая ведет себя странно закодированным образом. С самым серьезным покровительственным видом они могут обсуждать "желтых слонов с розовыми хвостиками" (сверхтяжелые частицы внутри Луны, оставшиеся обязательно после Большого Взрыва или что-то похожее), но при попытке обсудить теорию относительности они, как по команде из единого центра, действуют так активно, будто с них снимают нижнее белье и там может быть обнаружено какое-то "родимое пятно". Возможно, им просто "приказано срочно громить" и они все смешивают с грязью, часто даже не читая работ (слава Богу, автора пока минула сия чаша). А ведь любая, даже самая одиозная критика, может содержать какое-то рациональное зерно, способное улучшить их же собственную теорию.

Теория относительности претендует на роль не просто теории (например, как один из методов расчета в приложении к теории электромагнетизма), а на роль первого принципа, даже "первоверховного" принципа, способного отменять любые другие проверенные принципы и понятия: пространства, времени, законы сохранения и т.д. Следовательно теория относительности должна быть готова к более тщательным логическим и экспериментальным проверкам. Как будет показано в настоящей книге, логической проверки данная теория не выдерживает.

Теория относительности образно представляет пример так называемых невозможных конструкций (вынесенный на обложку данной книги невозможный куб и т.д.), когда каждый локальный элемент непротиворечив. Локальных математических ошибок рассматриваемая теория не содержит. Однако, как только мы скажем, что буква t означает реальное время, сразу можно продолжить конструкцию и обнаружится противоречие. Аналогичная ситуация с пространственными характеристиками и т.д.

Нас долго приучают к мысли, что можно жить с парадоксами, хотя первоначальные "парадоксы" теории довольно правдоподобно были сведены релятивистами просто к некоторым "странностям". На самом деле каждый нормальный человек понимает, что если в теории присутствует действительное логическое противоречие, то надо выбирать между логикой, на которой базируется вся наука, и этой частной теорией. Очевидно, что выбор не может быть сделан в пользу частной теории. Именно поэтому данная книга начинается с логических противоречий теории относительности и логическим вопросам здесь уделено основное внимание.

Любая физическая теория, описывающая реальное явление, может быть экспериментально проверена по типу "да-нет". Релятивисты также формально поддерживают подход: что экспериментально непроверяемо, то не существует. Поскольку теория относительности должна переходить к классической физике при малых скоростях (например, для кинематики), а классический результат однозначен (не зависит от системы наблюдения), то часто релятивисты стремятся доказать отсутствие противоречий своей теории путем сведения парадоксов к единственному результату, совпадающему с классическим результатом. Тем самым это является признанием экспериментальной необнаружимости кинематических эффектов теории относительности, а значит их реального отсутствия (то есть первоначальной точки зрения Лоренца о вспомогательном характере введенных релятивистских величин). Многие спорные моменты релятивисты пытаются "объяснять" совершенно по-разному: каждому позволено додумать самому несуществующие детали "платья голого короля". Этот факт тоже является косвенным признаком неоднозначности теории. Релятивисты пытаются увеличить значимость своей теории, согласовывая с ней как можно больше теорий, в том числе из совсем нерелятивистских областей. Искусственность подобной глобалистской "паутины" взаимосвязей очевидна.

Кроме релятивистов теорию относительности защищают (как поле деятельности) математики, забывая, что у физики – свои законы. Во-первых, подтверждаемость некоторых конечных выводов не доказывает истинность теории (также как из верности теоремы Ферма вовсе не следует правильность всех "доказательств", представленных за 350 лет, или из наблюдаемого движения звезд и планет не следует существование хрустальных сфер). Во-вторых, даже в математике существуют дополнительные условия, трудно выразимые в формулах, которые усложняют поиск решений (например, условие: найти решения в натуральных числах). В физике подобный факт выражается, например, понятием "физический смысл величин". В-третьих, если математика может исследовать любые объекты (как реально существующие, так и нереальные), то физика занимается только поиском взаимосвязей между реально измеримыми физическими величинами. Конечно, можно реальную физическую величину разложить в комбинацию некоторых функций или подставить в некоторую сложную функцию и "сочинять" смысл этих комбинаций. Но это не более, чем школьные математические упражнения на подстановки, не имеющие к физике никакого отношения независимо от степени сложности.

Оставим на совести "шоуменов от науки" их желание обманывать или быть обманутыми (в личных интересах) и попытаемся беспристрастно проанализировать некоторые сомнительные моменты теории относительности.

Заметим, что в течение времени существования теории относительности неоднократно появлялись статьи с парадоксами, критикой релятивистских экспериментов, делались попытки скорректировать эту теорию, возродить теорию эфира. Однако, критика носила, как правило, частный характер, затрагивая лишь отдельные аспекты этой теории. Только в конце прошлого века существенно увеличились поток критики и ее качество (названия статей и книг, приведенные в конце данной книги в списке литературы, говорят сами за себя).

Надо признаться, что в отличие от критики, существует профессиональная фундаментальная апологетика теории относительности [3,17,19,25,29,30,32–34,36–40]. Поэтому основная цель, которую ставил перед собой автор, была следующая: дать последовательную систематическую критику теории относительности, опираясь именно на хорошую апологетику данной теории. Следуя общепринятой негласной традиции, основная часть данной книги прошла проверку в рецензируемых международных научных журналах (GALILEAN ELECTRODYNAMICS, SPACETIME & SUBSTANCE]. В результате поставленная задача постепенно выполняется, начиная с работ [47–54], где подробно рассмотрены эксперименты, лежащие в основании теории относительности, базовые кинематические понятия специальной теории относительности и общей теории относительности, динамические понятия и следствия релятивистской динамики. Среди общего потока критических работ практически не встречались работы по релятивистской динамике. Этот факт явился одной из основных причин написания данной книги.

Настоящая книга является обобщением опубликованных работ с единых позиций. (Кроме того, тонкости логики всегда лучше воспринимаются на своем родном языке.) Каждый сомнительный пункт теории относительности мы будем стараться, по-возможности, обсудить независимо от других, чтобы как можно полнее увидеть всю "картину абсурда". Однако, в целях экономии объема, книга не содержит цитирований обсуждаемых моментов из учебников. Поэтому предполагается некоторое знакомство читателя с основами теории относительности. Кроме того, в книге часто обсуждаются не только общепринятые трактовки теории, но и возможные "релятивистские альтернативы". Это сделано на случай, если у кого-нибудь возникнет искушение сделать в сомнительных трактовках иной релятивистский выбор и подправить теорию относительности. "Монстр" давно мертв и оживлять его не стоит – таково мнение автора.

Выбор последовательной логики изложения далеко не прост: для любого вопроса возникает желание изложить в одном и том же месте книги сразу все сопутствующие нюансы, что просто невозможно выполнить. Автор надеется, что если у читателя хватит сил и терпения дочитать книгу до конца, то большинство экспромтных вопросов и сомнений будет последовательно закрыто. Структура книги следующая. В Главе 1 представлена критика релятивистских понятий времени, пространства и многих других аспектов релятивистской кинематики. Глава 2 посвящена критике основ общей теории относительности (ОТО) и релятивистской космологии. В Главе 3 даны замечания к экспериментальному обоснованию теории относительности. При этом мы не будем подробно рассматривать опыты, имеющие отношение только к электромагнетизму или различным частным гипотезам эфира (это сама по себе огромная тема), а проанализируем исключительно общие опыты, затрагивающие только саму суть релятивистской кинематики и динамики. Глава 4 содержит критику динамических понятий специальной теории относительности (СТО), результатов и интерпретаций релятивистской динамики. К каждой главе даны краткие выводы. В Приложениях рассматриваются частные гипотезы.

Об авторе

Артеха Сергей Николаевич

Кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией. Окончил ТГУ им. В. И. Ленина в 1989 г., аспирантуру ИКИ РАН (защитил диссертацию в 1992 г.), с 1993 г. работает в ИКИ РАН в отделе космогеофизики. Занимается исследованиями в области геофизики, физики плазмы, физики атмосферы, статистической физики и другими, а именно: исследованием флуктуационного хаоса, просветления волновых и квантово-механических барьеров, развитием методов моментного описания нелинейных систем, анализом механизмов самопроизвольного возникновения вращения в плазме, изучением влияния локальных структур на кинетические и электродинамические свойства плазмы, на распространение и рассеяние волн, исследованием электрических процессов в атмосфере и крупномасштабных вихрей (типа тайфунов и торнадо), анализом процесса самоорганизации и генерационных свойств турбулентности в плазме и атмосфере и т. д. Кроме того, в свободное время занимается анализом основ физических теорий, теорией чисел и др.