Вот, собственно, подошла и основная часть статьи.
<*****
I. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
§1. Определение одновременности
Возьмем систему координат, в которой справедливы уравнения механики Ньютона. Чтобы сделать наше изложение более точным и словесно отличить эту систему координат от других, которые будут введены далее, мы называем ее «стационарной системой». Если материальная точка покоится относительно этой системы координат, ее положение может быть определено относительно нее с помощью жестких эталонов измерения и методов евклидовой геометрии и может быть выражено в декартовых координатах.
*****>
А в нестационарной системе уравнения механики не справедливы? В какой такой системе могут быть не справедливы законы Ньютона? Что, уже обнаружили отдельное пространство, организованное на других физических принципах?! И относительно чего А. Эйнштейн определяет «стационарность», если он отрицает абсолютно неподвижное нечто?! Получается, А. Эйнштейн, просто, берет случайную систему отсчета и назначает ее «стационарной», а так как он уже отринул абсолютное неподвижное пространство, то можно уже и не определять движется эта система относительно чего-либо или нет. Тем более, что, в свое оправдание, всегда можно привести довод о невозможности установить движение системы если оно равномерное и прямолинейное!
Вот только одну маленькую, но, тем не менее, самую важную деталь, давно выкинули из этого определения инерциальных систем отсчета, а именно полную изолированность такой системы!
А если есть возможность наблюдения из одной системы отсчета процесса, якобы происходящего в другой, то какая же здесь изолированность? И на каком основании делается утверждение о том, что применение методов Евклидовой геометрии и использование Декартовых координат справедливы только для определения положения покоящихся объектов?
Далее А. Эйнштейн делает попытку разъяснить смысл понятия «времени».
<*****
Если мы хотим описать движение материальной точки, мы даем значения ее координат как функции времени. Теперь мы должны тщательно помнить, что математическое описание такого рода не имеет физического смысла, пока мы не уясним, что мы понимаем под «временем». Мы должны принять во внимание, что все наши суждения, в которых играет роль время, всегда являются суждениями об одновременных событиях. Если, например, я говорю: «Этот поезд прибывает сюда в 7 часов», я имею в виду что-то вроде этого: «Указание маленькой стрелки моих часов на 7 и прибытие поезда – одновременные события».
Казалось бы, можно преодолеть все трудности, связанные с определением «времени», заменив «время» «положением маленькой стрелки моих часов». И на самом деле такое определение является удовлетворительным, когда мы хотим определить время исключительно для того места, где находятся часы; но уже неудовлетворительно, когда нам приходится соединять во временные ряды события, происходящие в разных местах, или – что тоже самое – оценивать время событий, происходящих в местах, удаленных от часов.
Мы могли бы, конечно, довольствоваться значениями времени, определяемыми наблюдателем, находящимся вместе с часами в начале координат и согласовывающим соответствующие положения стрелок со световыми сигналами, подаваемыми каждым событием и в рассчитанное время достигающими его через пустое пространство. Но это согласование имеет тот недостаток, что не является независимой от расположения наблюдателя с часами или часов, что мы знаем из опыта. Мы приходим к гораздо более практическому решению, следуя следующей линии рассуждений.
Если в точке A пространства есть часы, то наблюдатель в A может определить временные значения событий в непосредственной близости от A, найдя положения стрелок, одновременные с этими событиями. Если в точке B пространства существуют другие часы, во всех отношениях напоминающие часы в A, то наблюдатель в B может определить временные значения событий в непосредственной близости от B. Но без дополнительных предположений невозможно сравнивать по времени событие в точке A с событием в точке B. До сих пор мы определили только «время A» и «время B». Мы не определили общего «времени» для A и B, ибо последнее вообще не может быть определено, пока мы не установим по определению, что «время», необходимое свету для прохождения от A до B, равно «времени», необходимому ему для перемещения от B до A. Пусть луч света от A до B начинается в «время A» t
отразится в B в направлении A в «время B» t
и снова достигнет A во «время A» t
'.
В соответствии с определением двое часов синхронизируются, если
.
Мы предполагаем, что это определение синхронизма свободно от противоречий и возможно для любого числа точек; и что следующие соотношения универсальны:
1. Если часы в B синхронизируются с часами в A, часы в A синхронизируются с часами в B.
2. Если часы в A синхронизируются с часами в B, а также с часами в C, то часы в B и C также синхронизируются друг с другом.
Таким образом, с помощью некоторых воображаемых физических опытов мы установили, что следует понимать под синхронными стационарными часами, расположенными в разных местах, и, по-видимому, получили определение и «одновременного», или «синхронного», «времени». «Время» события – это то, что задается одновременно с событием стационарными часами, расположенными в месте события, причем эти часы синхронны и даже синхронны для всех определений времени с указанными стационарными часами.
В соответствии с опытом примем далее величину
,
универсальной константой – скоростью света в пустом пространстве.
Очень важно иметь время, определяемое с помощью стационарных часов в стационарной системе, и время, определяемое сейчас, соответствует стационарной системе, и мы называем его «временем стационарной системы».
*****>
И вот ведь наворотил, наворотил. Вроде бы все по делу, описал отличный метод синхронизации удаленных друг от друга часов. Однако, необходимо принять во внимание и хорошенько запомнить, что такая синхронизация получена и является безусловно справедливойтолько для неподвижных часов и в неподвижной системе. И понятно почему, станет дальше, в следующем параграфе статьи А. Эйнштейна.
Однако, где разъяснение понятия «время», которое намеревался дать А. Эйнштейн?! Вспомним, что он написал:
<*****
Если мы хотим описать движениематериальной точки, мы даем значения ее координат как функции времени. Теперь мы должны тщательно помнить, что математическое описание такого рода не имеет физического смысла, пока мы не уясним, что мы понимаем под «временем».
*****>
Так где же определение понятия «время»? Единственное, что можно вычленить из его утверждений:
<*****
«Время» – это то, что задается часами
*****>
Вот истинно научное определение! Могу предложить еще: «Длина» –это то, что задается линейкой! «Угол» – это то, что задается угломером! «Скорость» – это то, что задается спидометром! И т.д. и т.п.!
Необходимо однозначно уяснить, что время часами не задается, а лишь измеряется! Оно совершенно не зависит от способов и приборов, применяющихся для его измерения! Точно также, как и перечисленные выше величины не зависят от методов и инструментов для их измерения.
И самое главное, время есть полностью абстрактная, не имеющая материальной сущности, величина, необходимая для определения и сравнения длительности процессов (событий), интервалов между ними и упрощения упорядочивания их очередности. И длительность эта определяется физикой процессов, а не способом и приборами ее измерения.
В этом время сродни пространственным координатам, которые также суть абстрактный инструмент для определения размеров объектов и их положения относительно чего-либо. Однако, пространственные координаты все-таки имеют сущностное выражение – два объекта не могут занимать одно и тоже место в пространстве, а значит и иметь одинаковые пространственные координаты в одной системе. Такое конечно возможно без ограничений в виртуальности математической вселенной, где начала неограниченного количества систем могут быть совмещены в одной точке.
И то, что одновременно может происходить неограниченное число событий, очень наглядно демонстрирует виртуальность времени. Кроме того, как раз эта неограниченность числа одновременных событий и выводит время за рамки любых систем отсчета. Время представляется лишь количеством процессов единичной длительности, успевающих произойти за рассматриваемый интервал. И у этого количества есть лишь один параметр – отсчитанное значение, к которому не применимы понятия скорости и направления. Часы же – не больше чем прибор для подсчета этого количества. И вот именно особенностями работы таких приборов и могут быть обусловлены различия в отсчитанных значениях для вроде-бы однотипных событий, но в разных условиях. Хотя, по сути, события, происходящие в разных условиях, и не должны признаваться полностью тождественными, а значит аксиоматически имеющими в этих разных условиях одинаковую длительность. Это же относится и к процессам происходящим в часах.
И теперь, учитывая виртуальную сущность времени, действительное значение часов и применимость предложенного А. Эйнштейном способа их синхронизации только к неподвижным часам и в неподвижной системе, переходим к следующему параграфу его статьи.
<*****
§2. Об относительности длин и времен
Следующие размышления основаны на принципе относительности и на принципе постоянства скорости света. Эти два принципа мы определяем следующим образом:
1. На законы, по которым изменяются состояния физических систем, не влияет то, будут ли эти изменения состояний отнесены к той или иной из двух систем координат, находящихся в равномерном поступательном движении.
2. Любой луч света движется в «стационарной» системе координат с определенной скоростью c независимо от того, излучается ли луч неподвижным или движущимся телом. Следовательно
скорость = путь света/временной интервал,
где временной интервал следует понимать в смысле определения в §1.
*****>
Похоже у А. Эйнштейна были основания предполагать, что, для систем, двигающихся неравномерно, необходимо менять физические законы! Если нет, зачем постоянно об этом, в том или ином виде, упоминать?
Со вторым принципом надо быть повнимательнее. В нем А. Эйнштейн пишет о ЛУЧЕ света, движущегося с постоянной скоростью, независящей от движения источника. Но ЛУЧ света, по определению, предполагает задание начального направления в точке излучения, и последующее распространение именно от точки излучения прямолинейно и именно в заданном направлении. А в этом случае должно безусловно соблюдаться не только постоянство значения скорости, но и сохранение её первоначального направления. Кроме того, какую независимость скорости луча света от состояния движения излучающего его тела имеет в виду А. Эйнштейн? Независимость перемещения света в системе, связанной с источником, от движения этой системы вместе с источником, или независимость именно перемещения света в пространстве от движения его источника в этом пространстве? Судя по дальнейшему тексту второй вариант.
<*****
Пусть дан неподвижный твердый стержень, и пусть его длина, измеренная измерительной рейкой, которая также неподвижна, равна l.
Представим себе теперь, что ось стержня лежит вдоль оси х стационарной системы координат и что стержню сообщается равномерное параллельно-поступательное движение со скоростью ? вдоль оси х в направлении возрастания х. Теперь мы зададим вопрос о длине движущегося стержня и представим, что его длину можно определить с помощью следующих двух операций:
(a) Наблюдатель движется вместе с данным стержнем и измерительной рейкой и измеряет длину стержня непосредственно путем наложения рейки, точно так же, как если бы все три находились в состоянии покоя.
(b) С помощью стационарных часов, установленных в стационарной системе и синхронизирующихся в соответствии с §1, наблюдатель выясняет, в каких точках стационарной системы находятся два конца измеряемого стержня в определенное время. Расстояние между этими двумя точками, измеренное уже использованной измерительной рейкой, которая в данном случае находится в покое, также является длиной, которую можно назвать «длиной стержня».
В соответствии с принципом относительности длина, обнаруживаемая операцией (a), – назовем ее «длиной стержня в движущейся системе» – должна быть равна длине lнеподвижного стержня.
Длину, которую необходимо обнаружить с помощью операции (b), мы будем называть «длиной (подвижного) стержня в стационарной системе». Это мы определим на основе наших двух принципов и обнаружим, что оно отличается от l.
Современная кинематика молчаливо предполагает, что длины, определяемые этими двумя операциями, в точности равны, или, другими словами, что движущееся твердое тело во время tможет в геометрических отношениях идеально быть представлено тем же телом, находящимся в состоянии покоя в определенном положении.
*****>
С этого момента надо внимательно, очень внимательно, следить за рассуждениями А. Эйнштейна, своей изворотливостью больше напоминающими игру в наперстки, цель которой запутать и заставить поверить в предлагаемые утверждения.
<*****
Представим далее, что на обоих концах A и B стержня размещены часы, которые синхронизируются с часами стационарной системы, то есть их показания в любой момент соответствуют «времени стационарной системы» в момент времени места, где они оказались. Следовательно, эти часы «синхронны в стационарной системе».
*****>
То есть, А. Эйнштейн утверждает, что часы на концах движущегося стержня уже синхронны между собой. Тогда дальнейшее становиться излишним.
<*****
Представим далее, что у каждых часов имеется движущийся наблюдатель и что эти наблюдатели применяют к обеим часам критерий, установленный в §1 для синхронизации двух часов. Пусть луч света выйдет из A в момент времени t
отразится в B в момент времени t
и снова достигнет A в момент времени t
'. Принимая во внимание принцип постоянства скорости света, находим, что
Конец ознакомительного фрагмента.
