Вадим Протасенко "...не верь глазам своим"
Измеряя время, мы ещё питаем Такими были представления человека о том, что есть длина тела, ещё во времена Ньютона. Такими представления о длине тела остаются и сейчас, после всеобщего признания учёным сообществом специальной теории относительности. Единственное, что изменилось со времен Ньютона, так это терминология: длину тела физики теперь стали именовать "собственной длиной". Такая собственная длина тела остаётся неизменной, с какой бы скоростью тело ни двигалось. Тут читатель, знакомый с некоторыми следствиями теории относительности, может задаться вопросом: а что же тогда сокращается при движении тела относительно системы отсчёта? Для ответа на этот вопрос нужно просто посмотреть, что же мы реально измеряем, сопоставляя длину движущегося тела с покоящейся мерой. Да, всё обстоит именно так: рассуждая о длине движущегося тела в покоящейся системе отсчёта, мы должны отдавать себе отчёт в том, что тем самым мы пытаемся мерой, покоящейся в системе отсчёта, измерить длину движущегося тела. В этом случае мы не можем просто прикладывать меру к движущемуся телу, ибо для этого нам нужно будет разогнать саму меру до скорости движения тела но тогда измеренная величина будет собственной длиной тела, а не длиной тела относительно покоящейся системы отсчёта. Так как же тогда мы измеряем длину движущегося тела относительно покоящейся системы отсчёта? Очень просто, мы отмечаем одновременные местоположения концов тела, движущегося мимо системы отсчёта, и затем уже покоящейся мерой измеряем расстояние между отмеченными точками точками, напротив которых находились концы движущегося тела в момент фиксации их положения. На этом данную заметку можно было бы и закончить. Однако те читатели, которые сумели разобраться в предыдущих моих текстах, по прочтении этих строк уже должны сообразить, что от длины тела, измеренной описанным выше способом, можно ожидать и не таких чудес, как её, длины, сокращение. И я, разумеется, не могу отказать себе в удовольствии воспользоваться данной ситуацией как поводом для того, чтобы нарисовать ещё пару картинок, а потому разовью тему измерения длины движущегося тела.
Итак, измерение длины движущегося тела требует
установления одновременного положения концов этого
тела. Потому длина движущегося тела полностью
зависит от того, какие положения противоположных
концов тела мы посчитаем одновременными друг другу.
Подчёркиваю, вопрос одновременности это не
просто теоретический вопрос: для того чтобы мы на
практике могли с очень высокой точностью провести
измерение длины тела, движущегося относительно
некоторой системы отсчёта, мы должны уметь создать
реальное устройство, способное фиксировать
одновременное положение концов движущегося тела, а
это не так просто. Мало того что необходимо с очень
высокой точностью определить одновременные мгновения
в двух точках пространства, так необходимо ещё и
подгадать всё так, чтобы концы тела оказались в этих
точках пространства именно в эти мгновения. Поэтому
я немного упрощу ситуацию и вместо движущегося тела
буду использовать движущуюся ленту
На неподвижной поверхности на фиксированном расстоянии друг от друга установим устройства, способные наносить метки на ленту транспортёра (например, лазером на фоточувствительную ленту). Назовём эти устройства маркёрами. Запускать маркёры одновременно я предлагаю следующим способом. Точно посередине между маркёрами установим блок электропитания с включателем (кнопка на рисунке) и соединим этот блок проводами одинаковой длины с обоими маркёрами. Нажав в любой момент кнопку, мы запустим электрический ток по проводам (ход сигнала изображён красной пунктирной линией вдоль проводов) и тем самым через несколько мгновений обеспечим одновременное срабатывание маркёров. После того, как лента будет остановлена, мы сможем сравнить расстояние между отметками на ленте с расстоянием между маркёрами. На первый "здравый" взгляд, расстояния эти должны быть равны друг другу. Посмотрим, однако, как всё будет обстоять на "второй взгляд".
Предлагаю рассмотреть ту же ситуацию, но не
Итак, пусть эфир существует. Земля, как известно,
движется в мировом пространстве и даже изменяет
направление своего движения поэтому Земля в
обязательном порядке должна смещаться относительно
эфира (экзотические гипотезы типа увлечения эфира
Землёй или "течение" эфира внутрь Земли я пока в
расчёт не беру, а рассматриваю классическую ситуацию
"покоящегося" эфира и перемещения всех тел
относительно него). Следовательно, и наша лабораторная
установка, расположенная
Исходя из всего вышеизложенного, при движении
лабораторной установки справа налево сигнал достигнет
правого маркёра быстрее, чем левого. Произойдёт это
потому, что левый проводник и левый маркёр удаляются
от распространяющегося в эфире электромагнитного
действия, а правый проводник и правый маркёр, наоборот,
движутся навстречу сигналу. Следовательно, вопреки
нашим первоначальным ожиданиям, сначала сработает
правый маркёр, и только затем левый. За время
между срабатываниями маркёров лента транспортёра
провернётся, и потому, когда мы остановим ленту, то
увидим, что расстояние между отметками на ленте
оказалось несколько бОльшим, чем расстояние между
самими метящими устройствами. Иными словами, можно
утверждать, что более длинное движущееся тело (часть
ленты между отметками) при движении предстало перед
нами в виде более короткого, ибо концы этого тела в
один и тот же момент времени (по нашему мнению)
находились напротив маркёров. Обнаружив этот феномен,
учёные, ничего не знающие
Сторонников же СТО такой результат эксперимента вовсе
не озадачил бы, но при этом срабатывание маркёров они
всё равно продолжали бы считать одновременными
но одновременными именно
Я подозреваю также, что непонимание у читателей могут
вызвать мои слова в сочетании со сделанным мной же
Итак, ни то, что изображено на
Сторонники же СТО утверждают, что обе реконструкции
абсолютно равноправны, просто они сделаны на основании
представлений об одновременности событий в разных
системах отсчёта. Судить же о том, чья позиция более
обоснована я в который раз предлагаю не сейчас, а
лишь по окончании моего изложения. Впрочем,
Чуть выше я написал, что изображённое на
На нём я рассматриваю перемещение относительно эфира
всё той же установки для измерения длин движущейся
ленты, но, в отличие от
Судите сами. Пусть для точности эксперимента мы
установим в центре лабораторной установки фотоаппарат
с феноменально короткой выдержкой, срабатывающий при
поступлении к нему светового сигнала от маркёров.
Давайте рассуждать далее: мы установили переключатель
электропитания точно посередине между маркерами; мы
взяли провода равной длины; мы нажали кнопку и пустили
ток по проводам; ток прошёл по проводам к обоим
маркёрам равный путь; маркёры сработали; мы
сфотографировали установку фотоаппаратом,
расположенным на одинаковом расстоянии от обоих
маркёров; мы проявили плёнку и увидели на ней
изображение обоих маркёров в момент проставления
отметок на ленте транспортера. Может ли хоть
Впрочем, привычка это, конечно же, вовсе не
главный аргумент за конвенцию о синхронизации
одновременных событий, принятую Поставьте себя на место экспериментатора вы создали устройство, которое по всем предпосылкам должно одновременно запускать маркёры, проставляющие отметки на движущуюся ленту, однако после остановки ленты расстояние между отметками на ленте оказывается бОльшим, нежели расстояние между устройствами, их проставлявшими. Это ли не чудо?
28-30 мая 2006 г.
|