Относительная скорость инерциальных систем

Уравнения Максвелла " нарушили" этот фундаментальный принцип. Форма уравнений Максвелла уже не сохранялась при преобразованиях Галилея.

Попытки сохранить преобразование Галилея для электродинамики путем ссылки на возможное существование эфира в то время были неубедительны. Лоренц и Пуанкаре длительное время в переписке обсуждали эту проблему между собой. В результате Пуанкаре прих

одит к выводу о необходимости обобщения принципа относительности Галилея и распространения его на электродинамику. Он следующим образом формулирует принцип, который позже стал одним из важных принципов теории познания [8]:

«Законы физических явлений должны быть одинаковыми как для неподвижного наблюдателя, так и для наблюдателя, движущегося прямолинейно и равномерно, поскольку у нас нет возможности убедиться в том, участвуем ли мы в таком движении или нет».

Несмотря на то, что этот принцип опирался, главным образом, на негативные результаты по обнаружению эфира, существовавшие тогда, он и по сей день играет большую эвристическую ценность. Он ограничивает или отсекает от физики те фундаментальные теории, которые ему не удовлетворяют. Этот принцип мы назовем принципом Галилея-Пуанкаре. Обратим внимание, что принцип Галилея-Пуанкаре не содержит "привязки" к какому-либо конкретному преобразованию пространственно-временной системы отсчета, т.е. является философским принципом.

А. Эйнштейн использовал этот принцип (без ссылки на Пуанкаре) в качестве одного из постулатов свой концепции относительности. Следствием принципа Галилея-Пуанкаре является принцип постоянства скорости света в любой инерциальной системе отсчета. Иными словами, форма уравнений Максвелла не должна меняться при переходе наблюдателя из одной инерциальной системы отсчета в другую. Лоренц нашел такое преобразование. Оно было положено А. Эйнштейном в основу теории относительности. Как было показано в [6], это преобразование не является единственным. Существует большой класс аналогичных преобразований, сохраняющих неизменной форму уравнений Максвелла.

2. Другим явился постулат о существовании предельной скорости взаимодействий. Этот постулат вытекал из релятивистского множителя в преобразовании Лоренца. Как мы установили, в преобразование Лоренца входит наблюдаемая с помощью световых лучей (кажущаяся) скорость движения материального тела. По нашему мнению пользоваться характеристикой явления v неразумно, когда имеется возможность использовать сущностную характеристику – галилеевскую скорость V. Что касается эйнштейновского постулата, он отражает не объективную сущность, а только кажимость. Наблюдаемая с помощью световых лучей (кажущаяся) скорость материальных объектов не может превышать скорость света, в то время как действительная (истинная) скорость объекта может быть любой!

Остается добавить, что понятие «предельная скорость распространения взаимодействий» не является корректным. Как уже говорилось, взаимодействие есть процесс сущностного характера и потому он не зависит от субъективного выбора системы отсчета [9]. Этот процесс может быть охарактеризован интенсивностью течения во времени, но не скоростью в пространстве.

Заметим, что преобразование Лоренца легко выразить через скорость V, пользуясь тем, что кажущаяся скорость v сравнительно просто выражается через истинную (галилеевскую) скорость [8], которая отвечает классическому типу отображения.

или

В силу связи скоростей v и V при замене v на V преобразование Лоренца модифицируется, но сохраняет свою структуру. Скорость света в любой инерциальной системе отсчета остается неизменной. При переходе к действительной скорости V теория относительности сохраняет во многом свой количественный математический формализм, но все это требует серьезного переосмысления сути физических явлений и новой интерпретации.

3. Теперь остановимся на эйнштейновском расширении пределов применимости преобразования Лоренца. Эйнштейн предположил, что любые законы природы должны удовлетворять преобразованию Лоренца, т. е должны иметь Лоренц-ковариантную форму. Такое обобщение носит наднаучный, т.е. философский (можно сказать: спекулятивный) характер и не может быть чисто физическим обобщением. Как известно, любая физическая теория или закономерность имеет пределы применимости, т.е. является объективной, а не абсолютной истиной. По этой причине обобщать ее положения на все без исключения явления материального мира неправомерно.

4. Как известно, специальная теория относительности опирается на классическую электродинамику. Анализ электродинамики показал следующее:

Поля зарядов и электромагнитные волны суть различные материальные объекты, обладающие различными свойствами. Поля зарядов обуславливают инерциальные свойства заряженных частиц [10]. В то же время, плотность энергии электромагнитной волны такими инерциальными свойствами не обладает.

Предельного перехода от волновых явлений к квазистатическим явлениям не существует вопреки сложившемуся мнению [11].

Все это и ряд других фактов приводит к следующему выводу. Материальные объекты принадлежат определенному виду материи. Электромагнитная волна представляет собой другой самостоятельный вид материи, отличный от материальных объектов. Эти два вида материи существуют объективно, имеют принципиально отличные свойства, а потому каждый из этих видов должен удовлетворять своим преобразованиям. Электромагнитная волна преобразуется с помощью преобразования Лоренца, выраженного через галилеевскую скорость. Для материальных тел справедливо преобразование Галилея. В обоих преобразованиях фигурирует одна и та же галилеевская (классическая) скорость. При этом пространство и время сохраняются классическими:

Пространство является евклидовым. Оно однородно, изотропно и является общим для всех инерциальных систем отсчета.

Время однородно и является общим для всех инерциальных систем.

Инерциальные системы равноправны, а потому законы природы должны иметь одинаковую формулировку в любой инерциальной системе отсчета. В частности, скорость света не зависит от выбора инерциальной системы отсчета.

Явления отображаются из одной системы отсчета в другую симметрично.

Такой подход, названный «волновым вариантом теории Ритца», устраняет «парадоксы», (логические противоречия) существующие в современной физике, делает ее последовательной и логичной [12]. В волновом варианте теории Ритца пространство и время сохраняют свою материалистическую сущность, оставаясь «коренными формами бытия материи», а не свойством материальных объектов и скорости их относительного движения.

Существуют альтернативные подходы, которые опираются на идею существования «эфира». Обозначим кратко недостатки подобного подхода.

Во-первых, вопреки принципу Галилея-Пуанкаре эфирные теории «привязаны» к выделенной (абсолютной) системе отсчета.

Во вторых, эфир это среда со своими параметрами. Эти параметры вводятся авторами гипотетически, и нет убедительной методики их измерения или обнаружения и т.д.

 Скачать реферат