Глава первая критика теории относительности и элементы кинематики теории движения

1.1. Необходимость модернизации теории относительности

До настоящего времени существовала созданная гением Галилея, Ньютона, Лейбница, Лагранжа, Гюйгенса и других классическая механика с ее динамикой и кинематикой, а также созданная в начале XX века трудами Эйнштейна и его современников (Лоренца, Пуанкаре, Минковского и др.) релятивистская механика с ее представлением о четырехмерном пространстве-времени, в котором осуществляется движение тел.
Релятивистская механика, используемая в основном для расчетов движения элементарных частиц со скоростями, сравнимыми со скоростью света, имела дело только с досветовыми скоростями, поскольку специальная теория относительности (СТО), предложенная А. Эйнштейном в 1905 г. [1], постулировала, что в природе не существует скоростей движения больших, чем скорость света в вакууме С = 2,99792458 o 108 м/с (второй постулат Эйнштейна).
В 60-е годы родилась идея тахионов - гипотетических частиц, движущихся со сверхсветовыми скоростями. Но для описания движения этих частиц разработчики теории тахионов использовали всё ту же релятивистскую механику, хотя она в данном случае далеко не всегда способна была дать требуемые и понятные результаты.
СТО имела дело преимущественно с прямолинейными и равномерными движениями, а при попытках решения задач, связанных с криволинейным или вращательным движением, пасовала и отсылала к общей теории относительности (ОТО), математический аппарат которой оказался слишком сложным и недоступным большинству инженеров. Да и перечень задач, успешно решенных ОТО, остается весьма ограниченным.
В результате теория относительности, называвшаяся многими в середине XX века красивейшей и величайшей теорией всех времен, до сих пор так и не принесла людям ожидаемых от нее грандиозных результатов. Хотя, конечно, создание кинескопа (электронно-лучевой трубки) телевизора, ускорителей элементарных частиц и ядерной энергетики, бывшее невозможным без теории относительности, - это бесспорно важные достижения, но ожидалось нечто большее. Вопреки ожиданиям, теория относительности, "забуксовав" еще в начале 20-х годов, с тех пор фактически так и не продвинулась вперед. Ее сторонники объясняли это законченностью и совершенством теории и создавали культ личности Эйнштейна. Критиковать его теорию считалось недостойным для настоящего ученого*(Журнал "Молодая гвардия" в № 8 от 1995 г. на стр. 70 писал: "В 1964 г. Президиум АН СССР издает открытое постановление, запрещающее всем научным советам и журналам, научным кафедрам принимать, рассматривать, обсуждать и публиковать работы, критикующие теорию Эйнштейна").
Но критики теории относительности давно подметили в ней ряд внутренних противоречий и недоработок. Они обсуждаются, например, в книгах В. А. Ацюковского [2, 3], братьев Брусиных [4], известного французского ученого Л. Бриллюэна [5]. В предисловии к русскому изданию 1972 г. книги Л. Бриллюэна академик АН УССР А. 3. Петров незадолго до своей кончины писал: "Что касается ОТО, то, вопреки довольно широко распространенному мнению, могучее сооружение этой теории покоится на столь шатком экспериментальном фундаменте, что ее можно было бы на-звать колоссом на глиняных ногах... Если, например, историческое развитие квантовой механики доказывает постепенное ее совершенствование, "взросление", все большее повышение ее точности благодаря накоплению экспериментального материала и включению его в теорию, то ОТО до сих пор щеголяет в коротких штанишках "вун-деркинда", которому все дозволено и даже - освобождение от экспериментальной проверки. Для истинного физика такое положение нетерпимо".
А вот в отношении СТО Петров там же отзывается только похвально, хотя СТО тоже полна парадоксов, а значит, внутренних противоречий. Наиболее известен из них "парадокс часов", или "парадокс близнецов", о котором написаны тысячи страниц.
Но в 1972 г. уже семь лет как было открыто реликтовое излучение, которое в 1979 г. позволило измерить абсолютную скорость движения Земли в космическом пространстве [6] и тем самым пошатнуть веру многих в незыблемость постулатов Эйнштейна, провозглашающих, что в природе не существует абсолютной (выделенной) системы отсчета координат и абсолютных скоростей движения, что они только относительны. Появилось множество критиков и ниспровергателей Эйнштейна (большинство из которых - люди недостаточно компетентные и недостаточно самокритичные), называющих себя "нерелятивистами" и стремящихся любыми средствами опорочить и "отменить" теорию относительности. Но никто из них не сумел предложить взамен нее что-либо более простое, более общее, менее противоречивое и, наконец, более понятное.
В этой ситуации требовалось, с одной стороны, отстоять от необоснованных наскоков те моменты теории относительности, которые подтверждаются экспериментами и не противоречат ни логике, ни математике, а с другой стороны, выявить и отбросить все то ошибочное, что существовало в теории относительности, делало ее непонятной и противоречивой и сдерживало ее развитие.
Некоторые сторонники теории относительности тоже понимали необходимость перемен. Так, например, известный российский специалист по теории относительности Е. Л. Фейнберг в [7] выражал беспокойство о том, что традиционный кинематический подход к СТО делает ее формальной наукой, занимавшейся математическими манипуляциями с физическими символами. Он указывал, что для улучшения понимания предмета надо бы исходить из динамических характеристик движения, и сетовал, что никто до сих пор этого не сделал.
В книгах [8] и [9] как раз и сделана попытка такого подхода для построения теории движения взамен СТО. Но прежде чем перейти к изложению основных положений теории движения, разберемся в некоторых ошибках и упущениях теории относительности.