> XPOHOC > БИБЛИОТЕКА > АПОЛОГИЯ СОФИСТОВ >
ссылка на XPOHOC

Игорь Рассоха

2007 г.

БИБЛИОТЕКА ХРОНОСА

XPOHOC
ФОРУМ ХРОНОСА
НОВОСТИ ХРОНОСА
БИБЛИОТЕКА ХРОНОСА
ИСТОРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ
БИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ
СТРАНЫ И ГОСУДАРСТВА
ИСТОРИЧЕСКИЕ ОРГАНИЗАЦИИ
ЭТНОНИМЫ
РЕЛИГИИ МИРА
СТАТЬИ НА ИСТОРИЧЕСКИЕ ТЕМЫ
МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ
КАРТА САЙТА
АВТОРЫ ХРОНОСА

Игорь Рассоха

Апология софистов

Релятивизм как онтологическая система

Дополнение для физиков:

О возможности экспериментальной проверки релятивистской онтологии

Я – профессиональный философ, а не физик, и ясно отдаю себе отчет в собственном дилетантизме относительно любых серьезных проблем физики. Поэтому заранее прошу извинить за возможные неточности и ошибки в этих вопросах, особенно в изложенных в этом «Дополнении для физиков» и в тезисах 14 и 15. Надеюсь, что разбор этих ошибок и неточностей послужит серьезным специалистам отправным пунктом для прояснения и уточнения их методологических позиций.

Во всяком случае, данная философская система претендует на роль новой научной парадигмы. Она предполагает несколько физических следствий, которые легко могут быть проверены экспериментально.

 

1. Прежде всего следует обратить внимание на установленный еще Эйнштейном принцип эквивалентности гравитации и равноускоренного движения. Физики в общей теории относительности все внимание обращают почему-то только на гравитацию. Так, в энциклопедии написано дословно: «Альберт Эйнштейн при создании общей теории относительности (теории тяготения) предположил, что не только механическое движение, но и любые физические процессы при одинаковых начальных условиях протекают совершенно одинаково в поле тяготения и вне его, но в ускоренной системе отсчета»  [32]. Но ведь суть общей теории относительности Эйнштейна (ОТО) состоит вовсе не только в доказательстве ковариантности других физических законов (законов Максвелла и т. д.) в неинерциальных системах отсчета. ОТО сама по себе есть закон природы. И этот закон согласно принципу эквивалентности распространяется на все виды ускоренного движения. Но среди физиков как-то не ощущается интенция на изучение релятивистских эффектов при других видах ускоренного движения, например, при вращении. А ведь вращение играет в нашей жизни никак не меньшую роль, чем гравитация.

Из общей теории относительности следует, что для внешнего наблюдателя при вращении пространство искривляется, а время замедляется. «В опыте, проведенном в 1913-1914 гг. Саньяком, на вращающемся круге размещались источник монохроматического света, стеклянная пластинка с полупрозрачным покрытием, расположенная между двумя другими стеклянными пластинками, несколько зеркал по краю круга и фотографическая камера, регистрировавшая интерференционные полосы. Свет, испускаемый источником, делился полупрозрачным покрытием на два пучка, которые далее направлялись от зеркала к зеркалу во встречных направлениях, соединялись вновь и попадали на фотопластинку. При вращении круга наблюдалось смещение интерференционных полос. (…) Для наблюдателя в инерциальной системе отсчета за то время, пока свет идет от зеркала к зеркалу, круг успевает несколько повернуться, так что эффективное расстояние между зеркалами увеличивается, вследствие чего увеличивается время, затрачиваемое светом на прохождение пути между зеркалами, и в конечном счете возникает сдвиг фаз» [33].

Уже одного этого опыта достаточно. Но все-таки интересно: проводился ли еще более простой опыт с вращающимися часами? Например, помещали ли цезиевые часы в центрифугу (а еще лучше – внутрь гироскопа)? Лично я не встречал в литературе четкого описания таких опытов. Впрочем, туманные сообщения о неких опытах с установкой «Ловондатр» в Москве и т. п. вроде бы подтверждают наличие данного эффекта.

С точки зрения релятивистской философии можно сказать, что поскольку и вращение, и гравитационное поле затрудняют связь предмета с внешним миром, то они уменьшают степень существования этого предмета относительно внешнего мира. Именно так можно объяснить и весь комплекс явлений, связанных с гироскопом, в частности, сохранение им первоначальной оси вращения.

В баллистике подчеркивается, что вращающиеся пули из нарезного оружия летят гораздо дальше, чем невращающиеся, но объясняют это исключительно сопротивлением воздуха. А что, если взять две пули одинаковой массы и придать им одинаковое линейное ускорение в безвоздушном пространстве? Если верить Эйнштейну, то вращающаяся должна пролететь дальше, чем невращающаяся.

Можно провести эксперимент и в наземных условиях: для этого нужно подобрать условие, чтобы две пули с одинаковой массой под одинаковым углом врезались в мишень со строго одинаковой скоростью. При этом сила удара по мишени вращающейся пули будет больше, чем у невращающейся.

Наконец, много пишут о гравитационных «черных дырах». А при каких условиях возможна гироскопическая «черная дыра»? Вообще, существует ли релятивистская математическая теория вращения, построенная на зависимости не от линейной, а от угловой скорости движения? Может быть, можно вращать не само физическое тело, а электромагнитное поле вокруг него? Очевидно, что в таком случае гироскопическая «черная дыра» по всей совокупности связанных с ней физических эффектов была бы весьма схожа с «летающими тарелками», как их описывают уфологи.

 

2. Из принципа эквивалентности гравитационного и кинематического ускорений вовсе не следует принцип эквивалентности гравитационной и инерционной масс. Можно доказать несоответствие между инерционной и гравитационной массами тела при изменении степени его существования относительно наблюдателя. Если одно тело движется относительно другого со скоростью, близкой к с, то их взаимодействие становится крайне затруднено. Соответственно, их инерционная масса относительно друг друга стремится к бесконечности: слишком трудно друг на друга влиять. И поэтому же они почти перестают притягивать друг друга.

Если бы это было не так, то любой предмет, движущийся со субсветовой скоростью, имел бы гравитационную массу больше массы всей Галактики и вызывал бы катастрофы поистине вселенского масштаба  [Сноска 23]. Можно было бы «камешком сбивать галактики» (почему-то этот парадокс, в отличие от «парадокса близнецов» и т. п., нигде не обсуждается). Т. е. при высоких скоростях эквивалентность гравитационной и инерционной масс обязательно нарушается.

Для установления этого факта необязательно разгоняться до субсветовых скоростей. Выше уже говорилось, что частичным аналогом таких скоростей служит любое ускоренное движение, в т. ч. вращение. Можно взять массивный гироскоп (вроде тех, что использовали при попытках обнаружить гравитационные волны). Соответственно, во вращающемся состоянии инерционная масса гироскопа будет больше, чем в покоящемся, а гравитационная масса – меньше. По идее, гравитационная масса должна уменьшаться при ускорении вращения  [Сноска 24].

Вообще, при быстром вращении, резком ускорении и высоких скоростях равномерного движения инерционная масса стремится к бесконечности, а гравитационная – к нулю. Равенство гравитационной и инерционной массы любых двух тел относительно друг друга есть проявление того, что они находятся в состоянии экзистенциального оптимума относительно друг друга (см. тезисы 12 и 15). При определенных условиях (в частности, при сверхсветовых скоростях) масса любого тела становится мнимой. Разумеется, во всех случаях идет речь только о массе относительно конкретного наблюдателя (относительно которого тело и движется определенным образом), а не о массе «вообще» и не о массе «относительно себя».

         Сноска 23:  Не существует никаких принципиальных технических трудностей для разгона ракеты до скорости света. Например, если до бесконечности будет возрастать инерционная масса самой ракеты, то ровно в той же пропорции будет возрастать и масса сжигаемого ею топлива (которое ведь тоже есть часть ракеты), и масса выбрасываемых ею газов.

         Сноска 24:  В Интернете имеются сообщения, что академик В. Ф. Журавлев из Института проблем механики РАН уже получил этот результат в ходе надежных экспериментов.

 

3. Исключительно в плане постановки проблемы рискну еще выдвинуть предположение, что для «более релятивистской» теории относительности необходимы преобразования более общего вида, чем преобразования Лоренца. Здесь следует учесть, что хотя прямое взаимодействие между инерционными системами отсчета при сверхсветовых скоростях и невозможно, оно может происходить через «посредников». Например, если А движется относительно В со скоростью 1,5с, то они могут обмениваться сигналами через С, которое, скажем, движется и относительно А, и относительно В со скоростью 0,8с. Обозначим минимально необходимое число таких промежуточных переходов (через «посредников») как n. Тогда формула преобразований, более общих, чем преобразования Лоренца, должна включать в себя этот коэффициент. В предельном случае при n = 0 они должны переходить в преобразования Лоренца так же, как те переходят в преобразования Галилея (если включать в n и сам переход между А и В, тогда минимальный n будет равен не 0, а 1). Может быть, вместо этого коэффициента достаточно применить уже упомянутый оператор существования. В любом случае выведенная Эйнштейном из преобразований Лоренца теорема сложения скоростей не может считаться в общем виде правильной.

Кроме того, необходимо учитывать необратимость времени в том смысле, что прошлое постоянно меняется, т. е. выступает как некая функция от настоящего. Т. е. если использовать образ «мировой линии» – траектории объекта в четырехмерном пространстве Минковского, то эта траектория в прошлом может с течением времени неограниченно меняться. Иными словами, в каждый новый момент времени в любом по дальности прошлом «на самом деле» будут происходить не те (или не совсем те) события, которые происходили в «этом же» близком или далеком прошлом в предыдущий момент времени. В связи с этим  пространство Минковского не является адекватной моделью для релятивистского времени. Здесь нужны совсем иные геометрические модели, скорее всего, бесконечномерные.

 

4. Наконец, для физиков-теоретиков имеет смысл попробовать ввести оператор существования в квантовую теорию, в частности, в те ее разделы, где существует проблема «перенормировки». Тут следует учесть мнение одного из создателей квантовой механики П. А. М. Дирака: «Следует признать, что наша теория взаимодействия электромагнитного поля с электронами содержит нечто глубоко неправильное. Я имею в виду, что либо механика неверна, либо неправильно найдена сила взаимодействия. Неправильность этой теории почти так же серьезна, как неправильность теории боровских орбит (атома). (…) Думаю, надо что-то изменить, и изменение должно быть столь же фундаментальным, как то, которое мы вынуждены были принять, когда отказались от боровских орбит. Нам нужна какая-то новая математика, столь же непохожая на то, к чему мы привыкли, как некоммутативная алгебра Гейзенберга во времена, когда физики еще работали с боровскими орбитами. (…) В рамках той математики, которая используется сейчас, существуют серьезные ограничения. Одно из этих ограничений связано с природой наших основных уравнений. Эти уравнения существуют в двух видах: уравнения движения в теории Гейзенберга и волновое уравнение Шрёдингера. (…) Я теперь довольно твердо убежден, что правильные основные уравнения еще не открыты. Нужны новые релятивистские уравнения: следует ввести новые виды взаимодействий. Когда эти новые уравнения и новые взаимодействия будут придуманы, тревожащие нас в настоящее время вопросы автоматически разрешатся и отпадет необходимость в использовании таких нелогичных процедур, как бесконечные перенормировки. (…)

Мне кажется, что надо придерживаться подхода, основанного на уравнении Гейзенберга. Именно оно представляет собой фундамент квантовой механики. И если уравнение приводит к неправильным результатам, значит, мы взяли неправильный гамильтониан. (…) Можно ли найти более подходящий гамильтониан? Перед нами огромные возможности, потому что теория Гейзенберга представляет собой очень мощный инструмент, гораздо более мощный, чем классическая механика. Ее сила в том, что входящие в нее динамические переменные могут иметь очень общую природу. Обычно эти динамические переменные считаются функциями динамических координат и их производных. Первоначально Гейзенберг сформулировал свои уравнения в терминах динамических переменных, имеющих вид матриц. (…) Динамические переменные могут быть не связанными с переменными классической механики. Возможно, что динамические переменные являются элементами некоторой группы. (…) Не исключено, что динамические переменные могут иметь еще более общую природу и оказаться чем-то таким, о чем еще не думали физики» [37]. Наиболее общей динамической переменной может служить как раз оператор существования относительно наблюдателя.

Может быть, речь должна идти и о применении каких-либо новых «алгебр», уже наверняка известных «чистым» математикам. В этих «алгебрах» должно учитываться, что степень существования разных объектов относительно друг друга может меняться в пределах от →0 до →∞. Кроме того, подобно тому, как алгебра Гейзенберга была некоммутативной, эти новые алгебры должны быть нетранзитивны: т. е. в них в общем виде из того, что А * В и В * С не следует, что А * С; в самом деле, если А реально существует для В и В – для С, то А при этом может и вообще не существовать для С. Можно предсказать, что эти новые уравнения дадут основания и для во многом иной космологии, по крайней мере, для совсем иного понимания «скрытой массы» во Вселенной.

 

5. В определенной мере можно считать, что релятивистская онтология уже прошла экспериментальную проверку, по крайней мере, в отношении второго начала термодинамики. По нашему мнению, именно так следует оценивать результаты простого опыта, впервые поставленного почти 100 лет назад профессором Московского университета Крапивиным и описанного в 1936 г. академиком А. В. Шубниковым [34]. Его суть такова. Сосуд с чистой водой нагревается до кипения. Пар из кипящего сосуда отводится через трубку в другой сосуд, например, с насыщенным раствором соли NaCl. Температура пара равна 100°С. Температура кипения соляного раствора равна 110°С. Пар будет конденсироваться в растворе, пока температура этого раствора не достигнет 110°С и он тоже не закипит. То есть 100-градусным паром можно нагреть жидкость выше 100°С.

Объяснение эффекта Крапивина-Шубникова с точки зрения релятивистской онтологии совершенно очевидно. Все дело в относительности понятий «температура» и «внутренняя энергия системы». Упрощенно температуру можно определить как меру внутренней энергии тела, т. е. степень его нагретости [35]. Но дело в том, что мы можем определять собственную температуру любого тела только как его способность изменять температуру (внутреннюю энергию) других тел (например, термометра). В отношении термометра (и нас как наблюдателей) температура пара при 100°С действительно равна температуре кипятка при 100°С. Но равна ли их внутренняя энергия? – очевидно, что нет. Ведь на испарение была затрачена большая дополнительная энергия. И в опыте Крапивина внутренняя энергия пара при температуре 100°С будет намного больше внутренней энергии жидкого раствора при температуре 110°С. Если понимать температуру системы как отношение числа возбужденных атомов к числу невозбужденных [35], то атомы в молекулах пара в среднем намного более возбуждены, иначе бы они не испарились из кипятка.

Разогрев раствора при эффекте Крапивина-Шубникова происходит за счет выделения тепловой энергии при обратной конденсации пара в растворе (энергия конденсации равна энергии испарения). Т. е. с этой точки зрения энергия переходит от более нагретого тела (пара) к менее нагретому (жидкому раствору). Но в этом случае пар более нагрет (имеет большую температуру) только по отношению к раствору (в котором он может конденсироваться). А по отношению к нам с нашим термометром он имеет меньшую температуру, чем раствор.

Можно сказать еще, что в опыте Крапивина сам процесс испарения молекул из жидкости играет роль «демона Максвелла», отбирающего только молекулы, движущиеся с большей энергией.

Статью перепечатали в 1984 г. с комментарием, где утверждалось, что все дело в выделении теплоты при химической реакции между молекулами раствора [36]. Но этот вывод в общем виде весьма сомнителен. Известно, что растворение веществ друг в друге вследствие взаимодействия их молекул между собой может сопровождаться как нагреванием, так и охлаждением раствора. Существуют и атермальные растворы, в которых теплота смешения равна нулю. Очевидно, что эффект Крапивина-Шубникова будет проявляться в любом случае, если только температура кипения раствора выше, чем температура кипения растворителя.

Самое забавное, что растворение поваренной соли (NaCl) в воде само по себе происходит как раз с охлаждением раствора, а не с его нагреванием. Эта информация, по идее, должна была быть известна редакции журнала «Наука и жизнь» и в 1984 году. Вероятно, они тогда слишком увлеклись борьбой с дилетантизмом в науке и чуть-чуть забыли о такой мелочи…

 

6. Эффект Крапивина-Шубникова – всего лишь яркий (на «школьном» уровне) частный пример неприменимости второго начала термодинамики в отношении фазовых переходов.

Собственно, этот факт успел попасть даже в учебники: «Флуктуации представляют собой самопроизвольные, происходящие в результате теплового движения частиц отклонения значений макроскопических параметров системы от их средних (наиболее вероятных) величин и являются следствием статистической природы этих величин. В частности, в изолированной системе флуктуации сопровождаются уменьшением энтропии системы и, следовательно, противоречат второму началу термодинамики в его макроскопической трактовке. Тем самым флуктуации определяют границу применимости второго закона термодинамики (…) Имеются определенные области состояний макроскопических систем, для которых характерно существование сильно развитых флуктуаций. Это прежде всего состояния вблизи критических точек равновесия жидкость-пар или жидкость-жидкость (для расслаивающихся растворов), а также состояния вблизи точек фазовых переходов второго рода. (…) Средний квадрат флуктуаций плотности [вещества] в однокомпонентной системе пропорционален изотермической сжимаемости. Изотермическая сжимаемость неограниченно (! – И. Р.) возрастает вблизи критической точки жидкость-пар. Вследствие этого флуктуации плотности вблизи критической точки жидкость-пар весьма сильно развиты, что обуславливает существование явления критической опалесценции» [46].

В другой работе [47] отмечалось, что «первая и самая общая черта всех фазовых переходов второго рода – это аномалия теплоемкости». «Ландау отметил общую черту всех фазовых переходов второго рода: в точке перехода возникает новый элемент симметрии системы. (…) Очень важно, что новый элемент симметрии может появиться при бесконечно малом изменении системы, так как симметрия является качественной характеристикой. Поэтому переход, связанный с изменением симметрии, происходит при определенных значениях термодинамических параметров, а не постепенно, как, например, при ионизации газа. Можно сформулировать идею Ландау и в другой форме: при фазовом переходе спонтанно нарушается симметрия системы».

Все это тем более характерно и для фазовых переходов первого рода. Фазовые переходы первого рода (такие, как испарение или конденсация) обязательно связаны с поглощением или выделением теплоты, т. е. также  именно со скачками теплоемкости. Также очевидно, что и, скажем, при плавлении или кристаллизации исчезают или возникают определенные виды симметрии. Причем происходит это также при «бесконечно малом изменении системы».

Релятивистская онтология дает новое простое и логичное объяснение всей совокупности явлений фазовых переходов. В переводе на язык релятивистской онтологии, при фазовых переходах происходит изменение степени или уровня существования системы относительно нас. И для нас это выглядит как появление (или исчезновение) определенной новой  связи между элементами системы (симметрии), влияющей на ее способность быть связанной и с нами, и с нашей Вселенной в целом. Потому для нас («объективно») и меняется теплоемкость системы, что теперь в ней появляются (или исчезают) дополнительные к уже существующим уровни взаимодействия – со своей собственной энергией. Это и значит, что в целом скачкообразно меняется степень бытия объекта относительно нас, в т. ч. и его теплоемкость.

Но еще интереснее, что (как в опыте Крапивина-Шубникова) степень бытия объектов относительно друг друга может изменяться не так же, как относительно нас. Это и означает теоретическую возможность создания устройства с убывающей относительно нас энтропией, т. е. самовозрастающей относительно нас разницей энергетических уровней («саморазогревом»), например, на основе «демона Максвелла». По-моему, работа в этом направлении имеет ничуть не худшее теоретическое обоснование, чем, скажем, управляемый термоядерный синтез.

 

Если же все усилия физиков-теоретиков и физиков-экспериментаторов по указанным выше шести направлениям приведут к отрицательным для релятивистской онтологии результатам, то эти результаты тоже будут представлять научный интерес. И я от всей души надеюсь, что хотя бы кто-нибудь из профессиональных физиков не пожалеет таких усилий.

 

 

Вернуться к оглавлению

Рассоха И.Н. Апология софистов. Релятивизм как онтологическая система. Харьков. 2007.
Книга для публикации в ХРОНОСе предоставлена автором.


Здесь читайте:

Игорь Рассоха (авторская страница). 

Софисты (словарная статья).

Философы, любители мудрости (биографический указатель).

Русская национальная философия в трудах ее создателей (сборник произведений).

"Философская культура" №1.

"Философская культура" №2.

"Философская культура" №3.

 

 

БИБЛИОТЕКА ХРОНОСА

Rambler's Top100 Rambler's Top100

 Проект ХРОНОС существует с 20 января 2000 года,

на следующих доменах:
www.hrono.ru
www.hrono.info
www.hronos.km.ru,

редактор Вячеслав Румянцев

При цитировании давайте ссылку на ХРОНОС