О несостоятельности эйнштейновской пространственно-временной трактовки принципа относительности и ее альтернативы: - принципа относительности “по Пуанкаре” (завершение) и новой единой схеме гипотезы среды – эфира, инерции и тяготения.

Основной стержневой идеей “Теории относительности” (ТО) является эйнштейновская пространственно-временная трактовка принципа относительности, обоснованная в кинематической части “Специальной теории относительности (СТО)”, в которой утверждается зависимость свойств протяженности (“продольное сокращение”) и длительности (“замедленное течение времени”) от скорости поступательно равномерно движущихся систем отсчета (“инерциальные пространства”) и тел, как составных частей этих пространств, получившая дальнейшее развитие в “Общей теории относительности (ОТО)”, в которой утверждается влияние гравитационного действия на “искривление пространства” и замедление течения времени в “неинерциальных системах отсчета”.

В то же время, не всем известно и особенно не афишируется, что для ТО установлен особый статус “неприкасаемости”, которым накладывается “Табу” на выражение сомнений в справедливость ее положений и следствий, а также на выдвижения идей несоответствующих ей. Такие идеи и работы не только “не публикуются”, но даже “не рассматриваются как явно антинаучные” [ 1, 3] . В связи с этим, вокруг ТО создался климат нетерпимости к инакомыслию, который напоминает период средневековой католической инквизиции, подвергающей гонению инакомыслящих (Н. Коперник, Дж. Бруно, Г. Галилей).

Не всем известно, что в официальных версиях изложения истории формирования ТО имеет место тенденциозность в освещении взглядов предшественников несвойственных им взглядов (например, концепции “мгновенного дальнодействия” И. Ньютона; “механическое истолкование электромагнитных взаимодействий” Дж. К. Максвелла); замалчивание ряда фактов, связанных с динамическим генезисом коэффициента Лоренца и взаимосвязи массы и энергии, их зависимости от скорости, которые появились задолго до СТО; замалчивание вклада ряда ученых в решение проблемы относительности и, особенно, А. Пуанкаре [ 3, 4] .

Мало кому известно, что до появления СТО, выдающийся французский математик – физик – астроном, инженер и философ А. Пуанкаре был единственным ученым, который в течение 25 лет последовательно изучал и освещал под разными углами зрения различные аспекты, связанные с проблемой относительности; что он был идеологом возведения принципа относительности механики (Галилеевский принцип) в ранг общего физического принципа, которым следует руководствоваться при оценке действующих и новых физических теорий наравне с такими общими принципами-законами как сохранение массы и энергии [ 5, 6] .

Мало кому известно, что Пуанкаре, отрицательно относясь к эйнштейновской трактовке, считая ее “тупиковой”, высказал веские доводы лично Эйнштейну при их единственной встрече в ноябре – декабре в 1911 г. на 1-ом Сольвеевском съезде, которые Эйнштейн, восприняв их как “огульное отрицание ТО”, но не смог противопоставить что-либо, кроме, “что Пуанкаре, несмотря на свой острый ум, не понял сложившейся ситуации”, подразумевая под этим, что к этому моменту ТО была признана ведущими физиками.* Но такой довод для Пуанкаре, который не был подвержен конъюнктурным обстоятельствам, не мог приниматься как аргумент. [ 7] Именно то, что Эйнштейн знал не только отрицательное отношение Пуанкаре к ТО, но и его конкретные доводы, можно объяснить его позицию по отношению к нему, т.к. он видел угрозу со стороны работ Пуанкаре, а поэтому он предпочел избегать вообще обсуждение его взглядов. Это объясняет то, что в течение 55 лет имя Пуанкаре упоминается в его трудах 3-4 раза, да и то вскользь. Даже на неожиданную смерть Пуанкаре, происшедшую 17.07.1912, Эйнштейн не откликнулся, хотя незадолго до этого Пуанкаре принял участие в научной судьбе Эйнштейна, дав рекомендацию о зачислении его профессором Цюрихского Политехникума. Так же он уклонился от представления статьи в журнал “Acte Mathematice”, посвященной памяти Пуанкаре, несмотря на длительную переписку с ним (2,5 года) известного математика Леффлер – Миттага, который вел подготовку к изданию этот журнал. [ 7] Лучшим неоднократно проверенным Эйнштейном методом защиты был метод замалчивания, который в последующем эффективно использовался последователями Эйнштейна, что привело к фактическому забвению работ Пуанкаре по проблеме относительности.

Все вышеизложенное объясняет, что не все так безоблачно, безмятежно и бесспорно в ТО как это хотят представить последователи Эйнштейна в многочисленных публикациях, в которых помимо апологии в превосходной степени, настойчиво утверждается необходимость принятия положений и следствий ТО на Веру, так как глубокие и необычные идеи Эйнштейна “понимают лишь 10-12 мудрецов в мире” [ 4,7] . Но всего этого недостаточно. Поэтому негласно устанавливается упомянутый “особый статус ТО”, как чрезвычайная мера, которая надежно защищает господствующее положение ТО, что, в свою очередь, объективно отражает внутреннюю слабость ТО, которая боится вскрытия противоречий в ней. Ведь, на самом деле, если теория прочна и ее основные идеи верны, то критика только укрепляет ее, позволяя выявлять и устранять слабые звенья, сохраняя и развивая ее основные идеи. Она не требует чрезмерных восхвалений, принижения и искажения предшествующих теорий, замалчивания и предание забвению работ по причине возможного содержания в них альтернативных решений и неправомерного установления “особого статуса” несовместимых с понятием науки, т.е. всего того, что имеет место с ТО. Есть и множество других симптомов, указывающих на противоречивость ТО, требующих критического ее переосмысления.

Мировоззрение автора этих строк, как и нескольких поколений, было сформировано в духе поклонения и признания справедливости ТО и преклонения перед ее создателем. ТО привлекала автора своей необычностью, вызывающей особый интерес, чему способствовало чтение научно-популярных книг, посвященных относительности в изложении таких выдающихся физиков как В. Паули, М. Борн, Г. Фейнман, Д. Бом, Дж. Уиллер, Л. И. Мандельштам и т.д., знакомство с которыми было начато до института и продолжено после его окончания. Вопреки заклинаниям о том, что положение и следствия ТО не должны высказывать сомнения и их следует принимать на Веру, все же с моей стороны была проявлена неосторожность и взят под сомнение “первый шаг Эйнштейна”, который расценивается как главная его заслуга, и как обязательное и необходимое условие построения СТО и ее понимания, а именно его “решительный шаг”, при котором он вместе с противоречивым “эфирным мусором” выбросил плодотворную идею среды, приняв “абсолютную пустоту”.

В результате длительных размышлений в 1962 – 1963 гг пришла идея гипотезы эфира, непротиворечиво объясняющая без дополнительных гипотез классические оптические теории (О. Френель, А. Физо, Дж. Стокс) и результаты опыта Майкельсона по обнаружению “эфирного ветра”, которое согласно расчетов по этой гипотезе получается не более 18 м/сек, т.е. соответствует последним результатам опытов (более 5-30 м/сек). Идея новой гипотезы была настолько привлекательна и проста, что прежде чем ее озвучить, необходимо было более детально ознакомиться с историей эфира и теории относительности с изучением специальной литературы. Это изучение подтвердило актуальность поиска гипотезы эфира, непротиворечиво выражающую среду, хотя считается, что “Были исчерпаны все мыслимые предложения и комбинации для того, чтобы познать строение светового эфира” [ 8 с. 640] . Преждевременность такого вывода подтверждается самим Эйнштейном, который фактически признал ошибочность отказа от среды в процессе построения ОТО, введя два независимых друг от друга эфира для распространения электромагнитных волн и для распространения гравитационных волн, что привело к противоречию концепции “единства природы” и между СТО и ОТО. Выход из создавшегося положения Эйнштейн, как известно, искал в разработке “Теории единого поля”, которой он безуспешно занимался 35 лет, вплоть до окончания жизни.

Важную роль в замене “лоренцевого местного времени” на “время” играет введенное Эйнштейном понятие одновременности событий, разъясняемое методом синхронизации часов, при котором, руководствуясь свойством постоянства скорости света, независящего от движения источника света или экрана отражающего свет, находится взаимосвязь протяженности с интервалом времени прохождения света от исходной покоящейся точки, в которой находится источник и наблюдатель, и возвращения света после отражения обратно. Этот интервал времени, деленный пополам, выражает взаимосвязь протяженности и времени через скорость света. AB+BA=2_AB∙C, AB= BA=_AB∙C. Устанавливая стрелки нескольких часов с ходом в точке А, на время t_A, а затем разнося их по точкам B, C, D и т.д., расположенных на прямой линии, в каждой точке часы устанавливаются ручным переводом стрелок назад на соответствующий интервал времени прохождения до них света. При этом, если из точки А отправить луч света в момент t₀, то по достижению указанных точек, часы в них будут показывать t₀, т.е., образно говоря, одновременность находится на точке острия луча. На основе этого, Эйнштейн считает это разъяснение достаточным для замены “лоренцевого местного времени” на “время”. При этом, если наблюдатель будет двигаться с любой заданной скоростью V, не превышающий скорости света, то по достижению этих точек, он обнаружит, что часы в них будут отставать от часов, установленных по времени А, именно на интервал времени прохождения света до данной точки.

Следует отметить, что можно принять иное соглашение, например, стрелки часов установить в точке А на время t_A, а затем разнося часы по точкам B, C, D и т.д. переводить стрелки часов вперед, а не назад, на соответствующие интервалы времени. Тогда часы в этих точках будут спешить по сравнению с часами в точке А на тот же интервал времени. Введение понятия одновременности, с синхронизацией часов, используемый им для разъяснения замены “местного времени” на “время” является яркой иллюстрацией отожествления метода, включая его разъяснение, с объектом исследования, приводящим к следствию о замедлении течения времени, хотя при принятии другого соглашения можно придти к следствию об ускорении течения времени, что достигается принудительным ручным переводом стрелок назад или вперед, иллюстрируя гносеологическую позицию Эйнштейна, представленной выше в обобщенном виде. Мысленный эксперимент, на основе которого строится кинематическое обоснование пространственно-временная трактовка принципа относительности, представляет собой тот же метод, что и при определении понятия одновременности, отличающейся тем, что на прямой линии имеются точки с часами, служащими реперами. При движении точки-экрана с заданной скоростью V, от покоящегося наблюдателя направляется мгновенно-точечный световой сигнал (точка острия луча), который, достигнув движущегося экрана и отражаясь от него в момент соответствующий совмещению с одной из точек, служащей репером, расстояние до которого известно, и, после отражения, возвращается к наблюдателю. При этом интервал времени прохождения луча туда и обратно почему-то не совпадает с интервалом времени, полученным при отражении от покоящейся точки репера, с которой совмещается движущаяся точка.

Таким образом, Эйнштейн не учел при разработке кинематики один из важнейших аспектов принципов относительности, на который настойчиво обращал внимание Пуанкаре, о том, что в природе не существует мгновенных взаимодействий и мгновенных событий. Кроме того, Эйнштейн не учел другое замечание Пуанкаре о том, что при измерении мы одновременно изучаем и устанавливаем свойства инструментов измерения, что обуславливает необходимость учета всех свойств инструмента, которые могут влиять на процесс и результат измерения. Таким свойством света является волновая и динамическая характеристика света, непосредственно изменяющаяся при падении и отражении света от движущегося экрана, т.е. инструмента измерения, изменяющего свойства по протяженности и длительности, именно, в процессе падения и отражения света.

где - длина исходного луча света и длина стержня в покое.

Переосмысление классической механики, подтверждают правомерность второго замечания – подсказки Пуанкаре, показывая, что равенство действия и противодействия соблюдается только в статике, а в динамике, по своей сути, описывается движение неравновесных систем, также как и понятие силы, являющееся понятием динамическим, в котором этот принцип соблюдается в статике. 3-ий и 2-ой законы механики, а также принцип Даламбера являются методическими математическими принципами, которые используются для описания механических взаимодействий, приближая их к условиям близким к равновесию, для чего используется метод перемещений на бесконечно малые величины при t® 0. И Ньютон, и Эйлер, и Даламбер, и Лагранж понимали их противоречивость, что вынуждало принять условные соглашения, о чем свидетельствует появление нового математического аппарата – дифференциальных и интегральных исчислений и метода бесконечно малых перемещений, обеспечивающих приблизительное, но достаточно точное при тех небольших скоростях и ускорениях, описание явлений, которыми занималась механики. Успешное применение этого математического метода привело к возведению их в физические-механические принципы-законы.

Таким образом, подтверждается и второе замечание – подсказка Пуанкаре. При этом, физическое содержание коэффициента Лоренца приобретает значение как коэффициента “равновесности” или “неравновесности”, позволяя выдвинуть предположение о том, что этот коэффициент является коэффициентом объясняющим свойство инерции вещественной материи, ввиду того, что при перемещении тела с ускорением нарушается равновесное внутреннее движение тонкой материи, из которой состоят элементарные частицы тонкой материи, заключенные в энергетических скорлупах, т.е. замкнутые системы. При этом, происходит перераспределение импульсов сил, действие которых на внутреннюю поверхность энергетических скорлуп, сопровождаются выражением противодействия, т.е. стремление сохранить свое положение, что и выражается в свойстве инерции. Отсюда , где

является коэффициентом противодействия, коэффициентом равновесности или неравновесности, коэффициентом инертности вещественной материи. Таковы следствия переосмысления положений классической механики в направлении подсказанным Пуанкаре.

В отношении аргументов Абрахама и Планка в пользу “спасения” принципа равенства, можно отметить, что Планк обуславливает это заменой понятий: - “что принцип противодействия, однако, можно еще спасти, и даже во всей общности, лишь в том случае, если, помимо известного до сих пор понятия механического количества движения, ввести некоторое понятие – электромагнитное количества движения” [ 8 с. 494] . Рассуждения Планка сводится в конечном итоге к рассмотрению потока энергии и он, как Абрахам, а затем Эйнштейн с Лауэ, математически интерпретируя доказательство путем интегрирования по всей внутренней поверхности, тем самым приходят, в конце концов, к закону сохранения энергии. Но Пуанкаре различает эти понятия. Он не ставил под сомнение закон сохранения энергии, а говорил именно о принципе равенства сил действия и противодействия. Против его объяснений о том, что любое действие имеет протяженность и длительность, а следовательно запаздывании противодействия с неполной компенсацией сил, никто не выставил никаких возражений.

Работы Пуанкаре также подсказали необходимость расширения новой гипотезы среды – эфира в “схему новой единой гипотезы среды-эфира, инерции и тяготения”, которая является дополнением к принципу относительности “по Пуанкаре” и соответствует концепции “единства природы”, которой Эйнштейн пытался достичь в “Теории единого поля”.

Достоинством схемы-гипотезы является ее гибкость, что при сохранении общей идеи, позволяет наметить схему нашего мироздания в виде взаимосвязи вещественной материи микромира, макромира и пространства всей Вселенной, вечного круговорота обмена материи и энергии, позволяет развивать ее, увязывая с электродинамикой, теорией элементарных частиц, квантовой механикой, теорией тяготения как ньютоновской, так и релятивистской, астрофизики и космологией.

Так например, выведенная на основе данной гипотезы формула тяготения показывает, что она не только подтверждает ньютоновскую формулу Всемирного тяготения, но и раскрывает физическое содержание гравитационной постоянной равной

где - коэффициент вещественно гравитационного распада, показывающий потерю массы 1 г вещественной материи в единицу времени, n – число гравитонов испускаемых 1 г вещественной материи в единицу времени, - масса гравитона, К ³ 0 коэффициент взаимодействия, характеризующий высокую проникающую способность , где . Отсюда видно, что гравитационная постоянная содержит в себе три неизвестные постоянные величины, в том числе скорость движения – распространения гравитонов, т.е. скорость гравитационного взаимодействия, которое соизмеримо со скоростью света, и - имеет взаимосвязь со скоростью света, но, видимо, значительно ее превышает (по Лапласу )* . Таким образом, скорость гравитационного взаимодействия содержится в гравитационной постоянной Ньютона, снимая упреки в его адрес и неправомерное приписывание ему концепции “мгновенного дальнодействия”.

Завершение построения принципа относительности “по Пуанкаре” позволяет сопоставить его с “принципом по Эйнштейну” и на основе сравнительной оценки сделать осмысленный свободный выбор между ними. При выборе видимо следует руководствоваться известными основными критериями оценок научных теорий, в том числе принципом, который вывел Пуанкаре при рассмотрении вопроса “Вращения Земли”: “Физическая теория бывает тем более верна, чем больше верных отношений из них вытекает” [ 5 с. 280] и далее “… если одно из них открывает нам верные отношения, которые не вытекают из другого, то можно считать первое физически более верным, чем другое, потому что оно имеет более богатое содержание. И в этом отношении не может быть никаких сомнений” [ 5 с. 280] .