ВОПРОСЫ ТЕОРИИ АБСОЛЮТА
Общетеоретические вопросы
Физическое и
математическое понятия пространства - логика доказательства физических теорий - удобство описания физических явлений - субъективность наблюдаемой геометрии Вселенной - множества ИСО в разных теориях - СЭТ устраняет несогласованности ТО.
- - - - - - - -
Q[question].T001. Отличается ли физическое и математическое понятия пространства?
A[anser].T001. На мой взгляд, да.
Это связано с тем, что в физике мы привыкли считать базис системы отсчета (СО) одинаковым в неподвижной и двигающейся СО, тем самым считая длины базисных векторов единичными и задавая для каждой СО свое пространство.
В математике это не так. Здесь все базисы являются набором векторов одного и того же пространства, и описывают события только в одном пространстве. Например, для любых двух линейных базисов (e') и (e) с совпадающими началами отсчета в линейном пространстве (или пространстве Минковского) существует линейное преобразование N, их связывающее: (e')=N*(e), Радиус-вектор r' любой точки пространства выражается через оба базиса: Σxnen=r=r'=Σx'ne'n , но это один и тот же радиус вектор. Преобразование координат в представлениях через эти два базиса также линейное, но является матрицей N-1: (x')=(x)*N-1. Поэтому длины базисных векторов здесь могут отличаться от 1. С точки зрения физики такое представление двигающегося базиса ИСО K' является его проекцией на пространство, заданное ИСО K.
Хотя проекция прямой из K' будет прямой в K, но очевидно, что ортогональность осей K' не означает обязательную ортогональность их проекций в K (хотя для простых преобразований Лоренца и оси в K', и оси проекции K' в K остаются ортогональны). Таким образом, из свойств проекций осей K' в K могут не следовать такие же свойства самих осей K'. В частности, в K' поворот базиса этой ИСО, как целого, не означает, что проекция в K нового базиса K' будет поворотом старого базиса этой ИСО K', как целого. Проекция осей нового базиса K' могут быть повернуты в K на разные углы!
В СТО хорошо известен "парадокс Мокану": в случае скорости K' в K, не параллельной оси X: если проекция базисного вектора e'X параллельна в K базисному вектору eX , то проекция вектора eX не будет параллельна в K' базисному вектору e'X .
Неточное осознание этих свойств двух вариантов представлений базиса ИСО может приводить к противоречию. Например, по этой причине некоторые авторы делают вывод о неоднозначности задания координат событий в СТО, забывая, что первичными являются ИСО и координаты событий в них, а преобразования координат являются вторичными объектами, построенными на базе ИСО, и поэтому противоречить ИСО не могут.
- - - - - - - -
Q.T002. Как правильно понимать логику доказательства физических теорий? [2007.05.28]
A.T002. Очевидно, что нельзя провести все эксперименты со всеми значениями параметров. Значит, нет строгого доказательства того, что не существует такого эксперимента, который будет противоречить рассматриваемой теории. Даже уже проделанные эксперименты при повышении точности не обязаны вписаться в известную модель (пример - планетарная модель атома), что ведет к изменению модели или к доработке и даже отмене теории. Следовательно, о любой теории нельзя сказать, что она верна; самое большее, что о теории можно сказать, это то, что она с какой-то точностью не противоречит всем экспериментам, которые удалось проделать. И еще возможна похвала теории, что эта теория предсказала некоторые неизвестные ранее результаты, и эти результаты были потом обнаружены в экспериментах (но эта похвала влияет только на эмоции, но не на доказательство верности теории).
Выполняются свойства физических теорий:
- Теория должна быть способна описать с какой-то точностью и объяснить все известные эксперименты в области своей применимости, и, возможно, способна предсказать ранее неизвестные эффекты.
- Эксперимент не может подтвердить теорию.
- Эксперимент может только отвергнуть или не отвергнуть теорию.
- Теория не может подтверждаться экспериментами.
- Теория не может отвергаться другой теорией. Любые две такие теории не могут противоречить друг другу.
- Теория может отвергаться только экспериментами или из-за наличия
внутренних противоречий.
- Две теории эквивалентны тогда и только тогда, когда совокупность постулатов каждой из рассматриваемых теорий выводится из совокупности постулатов другой теории.
- Теории могут быть не эквивалентными, но описывать с некоторой точностью все эффекты в области своей применимости.
Таким образом, логики доказательства физических теорий не существует, существует только логика отвержения теорий.
- - - - - - - -
Q.T003. Разговоры об ИСО и АСО - это разговоры об удобстве описания физических явлений, не более. [george telezhko, 2007.10.04]
A.T003. Описание событий в АСО и ИСО (точнее, с использованием преобразований ИП и Лоренца) - это только одна сторона сравнения теорий. При таком описании событий выполняется: "События, происходящие во Вселенной, описываются в указанных системах инерциальных систем отсчета эквивалентным образом". Поэтому в такой постановке вопроса все различие описания сводится лишь к его удобству или неудобству. Это касается и реальных событий, и событий, описываемых моделями.
Но любая модель описывает реальность с каким-то приближением! В СТО модели строятся с учетом принципа относительности, в СЭТ модели строятся без этого принципа, поэтому есть возможность создания других моделей, то есть, появляется возможность другого описания реальности, приближенно совпадающим с реальным описанием и, значит, с описанием СТО, но все-таки другого!
- - - - - - - -
Q.T004. Какова геометрии пространства Вселенной? Это геометрия Евклидова пространства или же пространства Минковского?
A.T004. Геометрия Вселенной единственна, так как не зависит от существования наблюдателя и от условий, в которых он находится, но наблюдаемая им картина зависит от условий объективных и субъективных, в частности, от постулатов (которые используются им, например, для определения световых эталонов времени и длины). Таким образом, наблюдаемая геометрия Вселенной несет в себе элемент субъективности.
- - - - - - - -
Q.T005. Относительно объективности геометрии пространства и времени скажите мне - результаты экспериментов зависят от единиц измерения и порядка их использования нами?
A.T005. Изменение свойств пространства мы получаем, когда договариваемся использовать другие определенные единицы измерения, процедуры для их определения и использования, а также процедуры синхронизации. В этом есть некоторый произвол, то есть, субъективизм. Раньше считалось, что этот выбор на получаемые в экспериментах свойства пространства (в частности, на его геометрию) повлиять не может, поскольку субъективное не может влиять на объективное. Это так, но кто сказал, что в экспериментах мы получаем только объективные свойства, ведь очевидно, что результаты экспериментов зависят от единиц измерения и порядка их использования. В той же статье "Абсолют. Основные принципы" я построил пример, что Вселенная может считаться линейным пространством, а может - пространством Минковского. Получаемые свойства зависят от выбора указанных выше процедур.
- - - - - - - -
Q.T006. Одинаковые ли пары ИСО, между которыми выполняются преобразования Галилея, Лоренца и ИП?
A.T006. Пары ИСО в этих теориях разные. Предположим, что исходная ИСО одна и та же во всех трёх случаях. Тогда результирующие ИСО разные, поскольку событие с координатами (t,x,y,z) в исходной ИСО будет иметь разные координаты в результирующей ИСО во всех трёх случаях, Значит, во всех трёх случаях результирующие ИСО разные.
- - - - - - - -
Q.T007. Одинаковые ли множества ИСО в теориях Галилея, Лоренца и ИП?
A.T007. Обозначим M -множество всех возможных ИСО J (с осями, заданными в модели, и совпадающими началами координат) в абсолютном пространстве. Покажем, что множество M шире, чем множество ИСО с постоянной скоростью света "c" (ML). Известно, что в теории Галилея имеются ИСО K со скоростью света, отличающейся от "c". Рассмотрим в такой ИСО K событие старта и событие финиша одного и того же светового импульса. Если хотя бы в одной ИСО I из ML эти два события имеют те же координаты, то скорость света в I не будет равна "c". Следовательно, ИСО K не совпадает ни с одной ИСО из ML , то есть, ИСО K принадлежит множеству M, но не принадлежит ML . Из СТО известно, что любая пара ИСО из ML связана между собой преобразованием Лоренца (L). Обозначим MG - множество ИСО из M, между которыми выполняются преобразования Галилея (G). Значит, MG не совпадает с ML . В принципе, в любой теории может использоваться свое множество ИСО. Поэтому в множестве M можно выделить подмножества по видам матриц преобразования координат: MG, ML и т.д.
- - - - - - - -
Q.T008. Какое минимальное и максимальное число параметров может быть в преобразованиях координат между ИСО?
A.T008. Рассмотрим произвольную теорию для ИСО в непрерывных пространстве и времени, в ней имеется множество ИСО и множество преобразований между ИСО. Выбрав некоторую ИСО J0 в качестве основы, мы отметим, что каждая ИСО Ja двигается в ИСО J0 с некоторой скоростью v0a. Очевидно, что два преобразования координат g0a и g0b из ИСО J0 в ИСО Ja и ИСО Jb соответственно, имеющих в J0 разные скорости v0a и v0b, могут отличаться, то есть, g0a существенно зависит от v0a. В силу линейности преобразование g0a можно записать в виде матрицы A(v0a), В силу непрерывности v0a элементы этой матрицы (коэффициенты преобразования) можно выразить в виде функций от v0a, и то есть, можно записать выражение:
Ja=J0A(v0a)
обозначающее, что координаты некоторого события в Ja получаются, если координаты того же события в J0 преобразовать по матрице A(v0a). Таким образом, минимальное число параметров преобразования равно одному.
А для преобразования координат из ИСО Ja в ИСО Jb матрицу этого преобразования B() можно записать в виде:
B(v0a,v0b)= A-1(v0a)A(v0b)
В общем случае преобразование B() зависит от двух параметров. Таким образом, максимальное число параметров преобразования равно двум.
В некоторых случаях эти два параметра сводятся к одному - относительной скорости vab ИСО Jb в ИСО Ja . Например, в СТО матрица преобразования L() из ИСО Ja в ИСО Jb должна зависеть только от относительной скорости v ИСО Jb в Ja: L(v)= L-1(v0a)L(v0b) для любой промежуточной ИСО J0.
- - - - - - - -
Q.T009. На момент возникновения СТО в физике было накоплено определенное количество существенных экспериментальных фактов, не укладывающихся в рамки физики Ньютона, в частности, несогласованности электродинамики и механики). СТО их устранила. Какие сейчас существуют несогласованности, которые требуют новой теории?
A.T009. "Несогласованности" ТО сейчас совершенно очевидны. Например, по ТО на Земле скорость света в среде не может иметь сидерический период, а наличие такого периода доказано эксперментами Демьянова, ДеВитта, Кахилла. Наконец, еще Ландау и Лившиц в "Теории поля" показали невозможность синхронизации методом Эйнштейна часов на вращающемся круге. Тем самым, была доказана принципиальная неприменимость СТО (ОТО) для описания хода часов, расположенных на криволинейно движущихся телах. Такое описание в ТО можно делать только приближенно для достаточно коротких промежутков времени.
В СЭТ перечисленные "несогласованности" отсутствуют.
- - - - - - - -
Q.T010. Зачем нужна СЭТ, если простой подстановкой преобразования Обухова-Захарченко сводятся к преобразованиям Лоренца. Причем в СЭТ появляется анизотропия пространства и запись всех физических законов сильно усложняется. Стоит ли это делать в условиях, когда эта анизотропия не обнаружена в экспериментах?
A.T010. Если смотреть на анизотропию, как следствие движения в выделенной ИСО, то она давно обнаружена, например, анизотропия МФИ. Чтобы обнаружить анизотропию, нужно правильно ставить задачу эксперимента. Это прежде всего касается измерения односторонней скорости света, где нельзя априори считать скорость света постоянной или использовать процедуры и единицы измерения, действительные только при постоянной скорости света.
Довод о сводимости одних преобразований
к другим силы не имеет. Практически любые
линейные и многие нелинейные
преобразования заменой переменных мы
можем свести к Преобразованиям Лоренца.
Используем одну замену - получим
преобразование Галилея, вторую - ИП,
третью - дробно-линейные преобразования
Фока для расширяющейся Вселенной,
четвертую - преобразования Фока для
сжимающейся Вселенной, и т.п. Почему же мы
тогда не считаем верными преобразование
Галилея? Следовательно, замена переменных
ничего не говорит об эквивалентности
преобразований.
СЭТ нужна прежде всего для того, чтобы показать, что мы живем в обычном линейном пространстве, а не в пространстве Минковского. И темп времени тела определяется скоростью движения тела в этом пространстве, в частности, время распада быстрых мюонов определяется замедленной скоростью процессов в нем, а это замедление определяется скоростью этого мюона в пространстве. А свойствами пространства Минковского можно пользоваться, если для каких-то расчетов удобнее считать, что скорость света в рассматриваемой ИСО постоянная, но не забудьте после расчетов пересчитать их результаты обратно в ИСО СЭТ.
Известно несколько экспериментов, в которых обнаружено невыполнение постулатов СТО, в частности, эксперимент ДеВитта (1991 г.) и эксперимент Кахилла (2006 г.).
- - - - - - - -
К началу <<--- Темы Вопросы --->>Последняя коррекция 04.11.2011 23:18:05