Релятивистская механика: новый взгляд по-старому

Ткачёв Виктор Григорьевич

Но это, повторяю, лишь "техническая кухня". С помощью которой можно организовать ещё один событийный вариант. Поставляющий "полевому" - в его пребываемости поравнявшимся с "вагонным" - световую иллюзию одновременности зажёгшести лампочек. Для этого "полевой" должен находиться от вешки, что предназначена оператору при лампочке переднего торца, на расстояньи меньшем, чем полудлина вагона, ежели мерить вдоль полотна дороги. Ну и вешки должны быть разнесены на расстояние, большее вагонной длины. Первое обеспечивает приход луча передней лампочки к "полевому" при его поравнявшести с "вагонным", а второе - включившесть задней лампочки раньше передней, что при правильном подборе упреждения даёт "полевому" приход луча от неё в момент прихода к нему противоположного луча. Но грамотный "полевой", знающий все перечислявшиеся скорости и расстояния, не клюнет, логично посчитав, что находится лишь при иллюзии одновременной зажёгшести лампочек, базирующейся на несовершенстве света как переносчика сигнала. Ну, а для "вагонного" противоположные лучи тут придут вразнобой, и максимум, что можно обеспечить, это чтоб луч передний пришёл в момент его, "вагонного", поравнявшести с "полевым". Задний же луч оказывается

тогда пришедшим к нему раньше этого момента. Вот и всё. Здесь тоже порядок, как видим, - никакой относительности одновременности для наблюдателей: один логически преодолевает световую иллюзию одновременности, другой логически подтверждает реальность наблюдаемой им неодновременности.

Так что если, как наблюдатель неких - одинаково повторяющихся одновременными - событий, проходишь сначала в типе наблюдателя вагонного, а затем в типе полевого, и из-за лишённости во втором случае скорости, какую имел в первом, фиксируешь потерю теми событиями одновременности, то прежде прочего стоит думать, что это фикция, последовавшая из недостаточно глубокого анализа, призванного преодолевать иллюзии восприятия. Вот такое напрашивается обобщение.

Но продолжим работу с имеемыми у физиков "доказанностями" относительности одновременности в нашем мире. Вот вторая из них, почерпнутая в учебнике Савельева (известный автор, между прочим). Пишет о пассажире, сидящем в центре равномерно-прямолинейно движущегося вагона. Пассажир тот включает находящуюся рядом с ним лампочку, и свет для него достигает торцов вагона одновременно, так как расстояния своего до них во время хода к ним света пассажир не меняет, а скорость света относительно него, согласно результатам Майкельсона - Морли, одна и та же в обе стороны вагона. От дежурного же на перроне, смотрящего вслед вагону, торцы последнего удаляются, причём передний (ну, ближний к локомотиву) - убегающе от света, а задний - набегающе на свет. И поскольку свет, распространяющийся от лампочки по ходу поезда, имеет относительно того дежурного ту же скорость, что и свет, распространяющийся против хода (для того, мол, и опыт Майкельсона - Морли, опять-таки!), то для него, того дежурного, скорость переднего торца отнимется от световой, а такая же скорость заднего - к световой прибавится, оттого свет с его точки зрения достигнет торцов неодновременно.

Вот такие рассуждения у Савельева - в нашем заостряющем моменты пересказе. И мы находим, что в этих своих рассуждениях он неправ. Незаметно от себя допустил ляп - не учтя, так сказать, размах трактовочной сказываемости результата опыта Майкельсона - Морли. По этому результату скорость света, испускаемого движущимся относительно перронного наблюдателя телом (ну, лампочкой в вагоне удаляющегося поезда), для того наблюдателя одна и та же что при испущенности в направлении движения поезда, что в обратном. То есть результат опыта Майкельсона - Морли не позволяет движущемуся по отношению к нам телу прибавить или отнять (для нас) свою скорость от скорости испускаемого им света. Это Савельев констатирует и принимает. Но ведь подобная логика - именно как исходящесть из результата Майкельсона - Морли - работает и далее! В том смысле, что скорость того испускаемого лампочкой света точно так же не должна меняться ещё и для любого движущегося в нашей системе отсчёта тела. Тем оказываясь для него равной скорости у света относительно нас. И поскольку торцевые стенки вагона входят в нашу систему отсчёта, когда мы стоим на перроне (входят именно как движущиеся в ней объекты), то, значит, и для них, для каждой, она такая же, та скорость. И коль торцы те с нашей точки зрения своей соотнесённости не меняют (ну, сохраняют меж собой старое расстояние, вагон ведь штука жёсткая в нашей системе отсчёта), то и свет тот для нас обязан достичь их в один и тот же момент - ведь источник его расположен посредине меж ними и для нас тоже, а не только для вагонного наблюдателя. Вот если бы торцы, пока свет к ним идёт от центра вагона, меняли свою соотнесённость (один бы наезжал на другой), то свет тот для нас пришёл бы к ним неодновременно. Но и к вагонному наблюдателю он тогда бы пришёл вразнобой! То есть, и здесь не было бы разницы меж нами и тем наблюдателем. Вот такая логика! Судите уж сами, верна ли она, или верна савельевская.

Савельев что? Совершенно справедливо бьёт на то, что дежурный, в отличие от пассажира, меняет расстоянье от себя до торцов - во время хода к ним света. А таковое изменение расстояния - штука влиятельная. Если есть вы, далее по некой линии - щит на колёсах, и ещё далее по ней - источник света, то свет от последнего с вашей точки зрения достигнет щита раньше в опыте, когда щит начинал двигаться на источник в момент светоиспускания, - сравнительно с опытом, когда не начинал, оставаясь неподвижным. Вот на это свойство природы и бил Савельев! Меж тем, во время хода света дежурный один'aково увеличивает свою удалённость от торцов. Ну, то есть, за некую единицу времени на столько же удаляется от переднего, на сколько от заднего. Что оказывается как раз моментом, недопускающим неодновременного прихода света к торцам для того дежурного (коль скорость света к ним одинакова для него, согласно результату опыта Майкельсона - Морли). Последнее (то бишь эту одинаковость) Савельев незаметно от себя опустил: результат Майкельсона - Морли обязан был употребить дважды, то есть и в отношениях света от лампочки с торцами, а не только в отношениях его с дежурным, но применил как раз только в отношениях с дежурным.

Сказанное можно переизложить в другом ключе. Происходящее в ситуации считать повторением опыта Майкельсона - Морли - одновременно и независимо - двумя экспериментаторами: дежурным и пассажиром. Такое - вполне корректно! Просто эти ребята облекают опыт в иную форму - сравнительно с той, в какую облекли Майкельсон с Морли, но суть его остаётся та же. Ну, в смысле, суть его - в попытке обнаружения эфирного ветра, а пытаться можно и в ориентации на приход света к вагонным торцам: если к обоим приходит в один момент, то эфирного ветра нет, если не в один (то бишь неодновременно), то эфирный ветер есть. С пассажиром тут всё устраивается просто: часовые механизмы, способные фиксировать

момент попадания на них света, синхронизируются в центре вагона и медленно разносятся к торцам, - по ним пассажир и сможет судить об одновременности прихода к торцам света от лампочки, которую зажжёт. С дежурным дело сложнее, но тоже всё преодолимо: синхронизируются и разносятся к торцам часовые приборы, способные послать дежурному радиоимпульс в момент попадания на них света лампочки. Тогда и дежурный может считаться постановщиком опыта Майкельсона - Морли за счёт начинки того уходящего от него вагона: зная длину последнего (то есть - величину разнесённости часовых механизмов на прямой, соединяющей его и их), он может рассчитать время запаздывания к нему радиоимпульса от переднего торца - сравнительно с радиоимпульсом от заднего, при положенности, что импульсы отосланы в один момент. Если - по его часам - время запаздывания равно расчётному, он вправе будет сделать вывод об испущенности импульсов в один момент (и, значит, отсутствии эфирного ветра), если же часы его обнаружат отклонение от расчёта, то вывод - о неодномоментности испуска импульсов и, значит, присутствии эфирного ветра, заставившего свет лампочки прийти к торцам именно в разные моменты (на идущие же - к дежурному от торцов - радиоимпульсы эфирный ветер будет влиять здесь одинако, в силу их хода по отношению к дежурному в одном направлении, отчего разность времён их прихода он исказить не должен). Вот и всё.

Ясно, что такая механизация делает дежурного ничем не отличающимся от пассажира: ну, в смысле, позволяет ему происходящее в вагоне обхаживать ничуть не хуже, как то делает пассажир. И, стало быть, если последний найдёт приход света к торцам одновременным, то таковым его должен будет найти и дежурный. Простота!

То есть что? Савельев - при разборе ситуации - обязан видеть в дежурном невольного постановщика опыта Майкельсона - Морли. Но не видит! Видит такового лишь в пассажире (во всяком случае, незаметно от себя держит его за такового), и фактическую обнаруживаемость тем пассажиром отсутствия эфирного ветра - исправно констатирует (в форме заявки, что свет лампочки достигает для пассажира торцов одновременно). В дежурном же, повторяю, не видит, и потому незаметно позволяет себе "передёрнуть": в делании - об эфире - выводов из проведённого дежурным (с помощью пассажира) опыта Майкельсона - Морли (а именно сим Савельев фактически занят, проводя для нас вторую часть анализа ситуации с вагоном, пассажиром и дежурным!), – в делании этих выводов использует уже сделанность их, исторически имеющуюся за счёт опыта самих Майкельсона и Морли. Другими словами, в доказываемости чего-то - незаметно использует доказанность этого чего-то!

Так сказать, в трактовке происходящего в опыте дежурного - на пол-пути перестаёт заботиться вопросом эфирного ветра (может себе такое позволить: никакого опыта ведь вроде не проводится). То есть что? В одной составляющей того опытного наполнения - заботится о вопросе эфирного ветра (там, где дело касается дежурного, его отношений со светом лампочки), а в другой составляющей - нет (где дело касается вагонных торцов - их отношений со светом лампочки). Тем самым совершенно правильно - как производную от отсутствия эфирного ветра!
– констатирует выдаваемость светом лампочки одной и той же скорости в любом направлении своего движения относительно дежурного, однако затем, в отталкиваемости от этого, фактически вводит эфирный ветер в мироздание обратно: соотносимость света лампочки с торцами неназванно подаёт тою, какая была бы при наличке как раз эфирного ветра. Не соображая, что свет не тот агент, в соотносимости с которым возможно отделить перронного дежурного от вагонных торцов! В некий момент взяв его и их за что-то разное по отношению к нему. Не допёр, что для света они все - в достаточном смысле одно и то же: просто возмущённый эфир как некое целое, относительно которого он движется.

Но более того! Возможна и сверхдостаточная логика - против рассуждений Савельева. Ну, достаточная - это та, что мы только что приводили. По которой рассуждения Савельева - неправильны. А сверхдостаточная - это могущая против Савельева быть, ежели считать его рассуждения правильными.

Итак, сверхдостаточная. В теории споров есть понятие подмены тезиса. Именно такую подмену Савельев неосознанно и производит! Какие, нафик, события, об одновременности или неодновременности коих можно судачить? По крайней мере, не м'eнее уместно считать, что фигурирует тут фактически одно событие: достижение светом торцов. И если для кого-то он их достигает в один и тот же момент, то для кого-то другого, соотносящегося с ними иначе, достигает в разные моменты, исправно отображая эту иную соотнесённость, - какая же тут нарушительность одновременности? Событие, из-за разного позиционного поведения к нему наблюдателей, соответственно и происходит для них по-разному, только и всего.

Наконец обратимся к самому Эйнштейну. Вот его статья "К электродинамике движущихся тел". Там он сначала разводит представления о необходимой синхронности часовых механизмов. Совершенно справедливо, ибо как иначе сравнивать время в разнесённых точках пространства? Нет, иначе, быть может, как-то и можно, но и с помощью синхронных часов, помещающихся в таких точках, тоже можно. И заслуга Эйнштейна, что он конкретно поставил вопрос такого сравнения, и дал по крайней мере один путь решения этого вопроса. Часовые механизмы на синхронность предложил тестировать светом. Разработав процедуру, по которой свет составляет такой тест. Подразумевалось, что свет отличается завидным постоянством хода, - как же его не взять инструментом!

Итак, пространственно разнесённые часовые механизмы, первый и второй, обмениваются световым сигналом: свет идёт от первого ко второму, затем отражается от него назад к первому. Механизмы предлагалось считать синхронными, ежели наблюдается равенство двух интервалов времени, один из коих получается вычетом показаний первого механизма (на момент ухода от него света) из показаний второго механизма на момент отражённости от него того света, а другой - вычетом этих показаний второго (ну, которые у него на момент отражённости) из показаний первого в момент прихода к нему того отражённого света. Правильно, ведь из-за постоянства хода света - его обращаемость в ту и другую стороны суть одно и то же, так что на неё эталонно можно равняться.