Анализ первоисточника СТО "К электродинамике движущихся тел" 1905 год.Введение.
Официальная версия того что происходило в физике к началу XX-того века. Был кризис в электродинамике и определение светоносного эфира как среды для света завело в тупик. Затем автор теории относительности разрешил этот кризис, написав теоретическое обоснование СТО и ОТО. Но так ли это?
Ключевые слова: относительность, время, часы, СК Декарта, наблюдатель.
Ошибки и заблуждения.
8 страница
Примеры подобного рода, как и неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно «светоносной среды», ведут к предположению, что не только в механике, но и в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию абсолютного покоя
Верно. Всё в мире относительно и скорость относительна, то есть скорость того же равномерного и прямолинейного движения есть изменение расстояния между двумя точками в единицу времени. Невозможно согласно определению самой скорости определить скорость одной точки без относительно другой точки. Нет и абсолютного движения и абсолютного покоя.
В то время господствовала теория абсолютного эфира, то есть эфир считался абсолютно неподвижным и скорости определялись относительно эфира. В таких случаях возникали неразрешимые парадоксы при определении скоростей.
Лоренц вывел свои преобразования в электродинамике исходя из абсолютности эфира и получились зависимости от скорости линейных размеров, массы и времени, вне зависимости от того движется объект или находится в покое. Что и противоречит канонам науки.
Такие же противоречия возникают, если предположить что эфир имеет какую то скорость, потому что в таком случае она будет абсолютной с всеми вытекающими.
9 страница
к предположению, что для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, справедливы те же самые электродинамические и оптические законы... Это предположение (содержание которого в дальнейшем будет называться «принципом относительности») мы намерены превратить в предпосылку
Автор путает принципы относительности и принципы применения математических моделей в физике. В той же прямоугольной СК Декарта можно оперировать со скоростью, расстоянием и временем как для механики, так и для электродинамики и оптики. Так же не запрещено использовать в СК Декарта наблюдателей, но в таких случаях для каждого необходимо обязательно определять местоположение и скорость относительно нуля координат. И всё это не является предпосылками и применялось в то время и применяется сейчас как описании математически физического мира. И придумать что-то новое можно только в рамках математического описания трехмерного пространства (В рамках аксиоматики трёхмерной прямоугольной СК Декарта). Как показывает дальнейшее автор это сделать не смог и придумал то, что противоречит корректному математическому описанию и не существуют как явления в природе.
9 страница
и сделать, кроме того, добавочное допущение, находящееся с первым лишь в кажущемся противоречии, а именно, что свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью V, не зависящей от состояния движения излучающего тела.
Непонятно в чём автор видит противоречие. Волна имеет определённую скорость относительно среды в которой она перемещается вне зависимости скорости источника и приёмника.
То, что скорость света, не только в вакууме, так и в других оптических средах константа-это неоднократно подтверждённый экспериментальный факт. Зачем тогда постулировать (делать допущение)?
Главная ошибка автора в том, что он не определил
относительно чего скорость света константа.
Грубо говоря у него есть одна точка (элемент света) и скорость оной определяется безотносительно второй точки.
Правильное определение: Скорость света константа относительно однородной среды, в которой он перемещается.
Соответственно, скорость света складывается векторно. Всё это в рамках законов сложения скоростей волн и материальных объектов в классической физике.
Далее никто не знает что будет со светом в пустоте - в пространстве ничем не наполненным. А автор путает вакуум и пустое пространство. Вакуум это пространство наполненное очень разреженной материей! Если в пространстве очень мало молекул и атомов вследствие образования массивных материальных объектов (звёзды, планеты и тд), то это не значит что там нет элементарных и субэлементарных частиц, а также гравитационных и электромагнитных волн и полей.
9 страница
Эти две предпосылки достаточны для того, чтобы, положив в основу теорию Максвелла для покоящихся тел, построить простую, свободную от противоречий электродинамику движущихся тел.
Непонятно на чём и как собирался автор построить теорию по относительности, если первая так называемая предпосылка не имеет никакого отношения к самой относительности, а вторая неточно сформулирована и не имеет привязок к никакой из математических моделей в физике? В рамках классической физики уже к тому времени была простая и непротиворечивая модель распространения волн, которая применима и к свету, если же переносчики света корпускулы и в таком случае применима модель перемещения материальных объектов. Единственно что надо было сделать-это удалить эфир из модели и в таком случае все противоречия автоматически исчезали. К тому времени Лоренц уже вывел свои знаменитые преобразования, которые на корню уничтожили теорию абсолютного эфира.
9 страница
Развиваемая теория основывается, как и всякая другая электродинамика, на кинематике твердого тела, так как суждения всякой теории касаются соотношений между твердыми телами (координатными системами), часами и электромагнитными процессами.
Автор не имеет ни малейшего понятия основ философии, логики и физики для рамок применения систем координат в кинематике (в нашем случае прямоугольная СК Декарта).
Материальные объекты (твёрдые тела) и системы координат это не одно и тоже.
Первое. Для того что бы проводить математические операции необходимо привязать СК к какой то конкретной точке материального объекта, потому что любой материальный объект трёхмерен и имеет бесконечное количество точек.
Второе. Все математические операции необходимо проводить строго в рамках аксиоматики СК, в нашем случае в прямоугольной СК Декарта.
Третье. Часы нет необходимости вводить. Обычно время применяется как переменная функция и это не требует каких либо дополнительных преобразований и вычислений.
Но если использовать часы и, соответственно, наблюдателей, то обязательно следует учитывать оптические эффекты, возникающие при оценке времени наблюдателями. То есть расстояние и скорость часы-наблюдатель, а так же возможность наблюдения самих часов наблюдателем.
9 страница
Пусть имеется координатная система, в которой справедливы уравнения механики Ньютона. Для отличия от вводимых позже координатных систем и для уточнения терминологии назовем эту координатную систему «покоящейся системой».
То есть автор берёт за основу прямоугольную СК Декарта. И она условно находится в покое. Тем не менее не вводит каких либо канонов определения покоя и, соответственно, можно поменять местами покоящуюся (условно) СК с движущейся (условно).
9 страница.
Если некоторая материальная точка находится в покое относительно этой координатной системы, то ее положение относительно последней может быть определено методами евклидовой геометрии с помощью твердых масштабов и выражено в декартовых координатах.
Желая описать движение какой-нибудь материальной точки, мы задаем значения ее координат как функций времени.
Это в рамках классической физики. В СК Декарта так и определяется местоположение точки.
10 страница.
Может показаться, что все трудности, касающиеся определения «времени», могут быть преодолены тем, что вместо слова «время» я напишу «положение маленькой стрелки моих часов». Такое определение, действительно, достаточно в случае, когда речь идет о том, чтобы определить время лишь для того самого места, в котором как раз находятся часы; однако это определение уже недостаточно, как только речь будет идти о том, чтобы связать друг с другом во времени ряды событий, протекающих в различных местах, или, что сводится к тому же, установить время для тех событий, которые происходят в местах, удаленных от часов.
Непонятно об какой недостаточности автор ведёт речь.
Время событий удалённых от часов можно просто установить, учитывая время прохождения информации наблюдатель-наблюдаемый объект вне зависимости движутся ли они относительно друг друга или находятся в покое в рамках аксиоматики прямоугольной СК Декарта.
Автор так же путает понятие времени что является одних из первичных понятий в физике со всеми вытекающими и положением стрелок часов. Даже если взять идеальные часы, ход которых соответствует эталонному, то наблюдаемые и само время и скорость оного (ход) времени зависят и от скорости наблюдатель-наблюдаемые часы и от расстояния между ними в какой то определённый момент времени.
10 страница
Желая определить время событий, мы могли бы, конечно, удовлетвориться тем, что заставили бы некоторого наблюдателя, находящегося с часами в начале координат, сопоставлять соответствующее положение стрелки часов с каждым световым сигналом, идущим к нему через пустоту и дающим знать о регистрируемом событии. Такое сопоставление связано, однако, с тем неудобством, известным нам из опыта, что оно не будет независимым от местонахождения наблюдателя, снабженного часами.
Не понятно, о каких неудобствах автор пишет? То что время прохождения светового сигнала наблюдатель-наблюдаемый объект зависит от взаимного местоположения-это всё в рамках классической физики. Но здесь надо ещё учитывать что скорость света хотя и относительно большая величина, но всё же конечная. То есть наблюдатель принимает визуальный сигнал с запозданием и за это время наблюдаемый объект может изменить своё местоположение. Но и это не доставляет никаких неудобств, потому что при знании траектории движения, скорости наблюдаемого объекта и расстояния до него нетрудно вычислить где он находится в определённое время.
10 страница
Мы придем к гораздо более практическому определению путем следующих рассуждений.
Об каком упрощении речь?
10 страница
Если в точке A пространства помещены часы, то наблюдатель, находящийся в A, может устанавливать время событий в непосредственной близости от A путем наблюдения одновременных с этими событиями положений стрелок часов. Если в другой точке B пространства также имеются часы (мы добавим: «точно такие же часы, как в точке A»), то в непосредственной близости от B тоже возможна временная оценка событий находящимся в B наблюдателем. Однако невозможно без дальнейших предположений сравнивать во времени какое-либо событие в A с событием в B; мы определили пока только «A-время» и «B-время», но не общее для A и B «время».
Верно то, что невозможно определить общее время без учёта оптических эффектов, то есть без учёта времени прохождения визуальной (наблюдаемой) информации наблюдатель-наблюдаемый объект (событие), которое зависит от расстояния. А с учётом визуальных поправок всё это в рамках классики и сравнить время начала, конца и продолжительности процессов не составляет особого труда.
Ещё и автор грешит применением околонаучных терминов. Нет такого понятия как непосредственная близость. Есть в такой то точке или на каком то расстоянии от точки с обязательным определением взаимных координат. Надо учитывать ещё и то что непосредственная близость это расстояние не равное нулю и, соответственно, такие и подобные рассуждения не могут быть научными.