Цікава імітація спеціальної теорії відносності засобами класичної фізики.

Книжка В.М. Матвєєва та О.В. Матвєєва «Цікава імітація

спеціальної теорії відносності засобами класичної фізики»

Відповідальний редактор доктор фіз.-мат. наук, професор О.О. Рухадзе;

Редактор доктор фіз.-мат. наук, професор Р.Г. Заріпов

Вид. URSS, Москва. 2012 р.

Основи спеціальної теорії відносності надзвичайно прості. Для знайомства з кінематикою спеціальної теорії відносності і пов'язаними з відносним рухом уповільненням часу і скороченням поздовжніх розмірів тіл, що рухаються, достатньо знання теореми Піфагора і вміння робити найпростіші алгебраїчні дії. Однак простота основ теорії відносності дивним чином контрастує з труднощами сприйняття, а часом і з повним неприйняттям наслідків спеціальної теорії відносності скептиками, що спираються на звичайний здоровий глузд. Існування такого контрастування автори деяких популярних книг з теорії відносності пояснюють тим, що здоровий глузд скептиків вирощений на «застиглих уявленнях нашого повсякденного життя». Поняття здорового глузду, на думку багатьох фізиків, набуло іншого значення, а чи не критерієм істинності у фізиці стала наявність в ідеях божевілля, а не їхня відповідність вимогам здорового глузду.

Книга, що вийшла минулого року В.М. Матвєєва та О.В. Матвєєва «Цікава імітація спеціальної теорії відносності засобами класичної фізики» реабілітує звичайний здоровий глузд, оскільки в ній найпростішими засобами класичної фізики зімітовані релятивістський час і такі релятивістські ефекти спеціальної теорії відносності Ейнштейна, як лоренцевське скорочення, сповільнення Скобельцина-Белла. Зімітовані вони без відмови від звичного повсякденного здорового глузду, потісненого в минулому столітті торжеством «божевільних ідей». Отримано перетворення Лоренца. Показано шляхи імітації чотиривимірного простору-часу. В імітації вперше не класична кінематика стає окремим випадком спеціальної теорії відносності, а кінематика спеціальної теорії відносності стає приватним наслідком класичної кінематики.

Імітація здійснена на прикладах поведінки об'єктів, які, будучи тихохідними, поводяться, проте, за законами, аналогічними законам спеціальної теорії відносності.

Об'єктами уявного спостереження служать окремі баржі та групи барж, що знаходяться на поверхні плоскодонної водойми глибиною h, заповненого стоячою водою. Баржі оснащені технічними засобами, які здійснюють метрологічні операції. У розпорядженні технічних засобів є швидкісні човни, що снують між баржами по поверхні води та швидкісні підводні човники, що курсують між баржами та дном. Швидкість швидкісних човнів та човників дорівнює Vі є недоступною інших плаваючих засобів, тобто. швидкість v барж, які не належать до класу швидкісних плаваючих засобів, відповідає нерівності v < V. Кожна з барж забезпечена годинником, функцію маятника яких виконує швидкісний човник, що здійснює безперервний рух прямовисною (стосовно даної баржі) лінії між баржею і дном. Кожен рейс човника на дно і назад вимагає часу Δ t = 2h/V Z , де V Z- Швидкість занурення і спливання підводного човника, і супроводжується зміною показання годинника на єдину для всіх барж еталонну одиничну величину. Ця еталонна величина і для тих, що покояться, і для барж, що рухаються, дорівнює 2 h/V.Човниковий годинний «механізм» управляє як стрілками годин, а й усіма технічними засобами барж, забезпечуючи пропорційність темпу роботи темпу ходу годин. Передбачається, що масштаб часу tна покояться щодо води баржах дорівнює масштабу часу наших звичайних «земних» годинників, тобто. швидкість зміни показань на баржах і на наших годинниках однакова.

На першому етапі розглядається група барж, що покояться. У цьому робиться припущення, що показання годинника різних баржах цієї групи не синхронізовані, тобто. при однакових темпах ходу годинника на кожній баржі групи їх показання в той самий момент часу можуть бути різними.

У припущенні того, що баржі через якісь зовнішні причини (наприклад, через вітер) можуть змінювати своє місце розташування, на технічні засоби покладено функцію утримання відстані між баржами цієї групи шляхом взаємодії між баржами за допомогою швидкісних човнів.

Процедура підтримки відстані полягає в наступному.

Від кожної з барж вирушає швидкісний човен до сусідньої баржі, досягнувши яку, човен повертається назад. Технічні засоби баржі по своїх годинниках вимірюють час руху човна до сусідньої баржі і назад і в разі потреби наближають або видалять сусідню баржу для збереження цього часу та незмінності «локаційної» відстані. Такий спосіб підтримки «локаційної» відстані між баржами не вимагає синхронізації показань годинників на різних баржах і дозволяє стежити за віддаленістю сусідніх барж з кожною з барж незалежно, не вдаючись до вимірювання часу руху човна від однієї баржі до іншої за допомогою синхронних годин на цих баржах. .

Після розгляду групи барж, що покояться, автори книги переходять до розгляду групи барж, розташованих у точках перетину уявної координатної сітки системи координат K" . Група спочатку спочиває на поверхні водоймища, після чого перекладається разом із системою координат, що належить їй. K" зі стану спокою у стан руху зі швидкістю vу напрямку осі X" (вісь лежить на водяній поверхні). При розгоні групи барж до швидкості vшвидкість цокання годинника та швидкодія технічних засобів на баржах зменшується. Це відбувається через те, що під час руху баржі зі швидкістю vшвидкість V Zзанурення і спливання човника, що курсує у воді між баржею і дном по гіпотенуз прямокутних трикутників, виявляється рівною . Час на баржах, що рухаються, який названо авторами книги зімітованим часом t" , також тече повільніше «нашого» часу tв раз.

ри вищезгаданому «локаційному» способі підтримки відстані поздовжні розміри (у напрямку осі X" ) рухомої групи барж виявляються скоротилися. Відбувається це, оскільки подовжній рух човна туди і назад при швидкостях V– vі V+ vвиявляється більше, ніж у разі спокою групи барж у воді. Якби технічні засоби на баржах групи, що рухається, не «зберігали» локаційну відстань між баржами, то це сприймалося б ними як збільшення часу руху човна туди і назад і як збільшення відстані між баржами в напрямку осі X" в раз. Але прилади, відстежуючи відстань між баржами локаційним методом, зберігають локаційну відстань незмінною, що сприймається нами, як скорочення відстані.

Поперечні ж розміри групи, що рухається, барж зберігаються.

Справді, якщо вісь Y" розташована на поверхні води перпендикулярно до осі X" , то човен рухається поверхнею води за гіпотенузами прямокутних трикутників зі швидкістю V. Це відповідає руху човна вздовж осі Y" зі швидкістю V Y, у «наших» масштабах часу та довжини рівної. Оскільки час t" тече в раз повільніше часу t, Симитований час Δ t" руху човна між баржами туди й назад виявляється незалежно від швидкості руху групи R" , і поперечна відстань між баржами технічні засоби сприймають як таку, що не змінюється при зміні швидкості групи. Також сприймається воно і з боку.

На заключному етапі автори переходять до розгляду синхронізації годинників двох груп барж – групи Rта групи R" – та пов'язаних з ними систем координат Kі K" . Група Rта система Kспочивають на воді, а група R" та система K" рухаються по воді та щодо групи Rзі швидкістю v.

Спочатку робиться припущення, що в деякий момент часу, коли почала координат і осі систем координат Kі K" збіглися, свідчення на всіх баржах груп, що рухаються і спокою, барж обнулилися. З цього моменту часу синхронна зміна показання на всіх баржах групи, що рухається, барж відбувається повільніше, ніж синхронна зміна показань на баржах групи, що покоїться.

Якщо технічні засоби на баржах групи, що покоїться Rпростежать за годинами баржі, що рухається повз них r" рухомої групи R" , то вони зафіксують сповільненість ходу годинника рухомої баржі. r" . Якщо ж технічні засоби на баржах групи, що рухається R" простежать за годинами баржі, що рухається повз них, але спочиває щодо води r групи R, то вони зафіксують прискореність годинників баржі r. Жодної симетрії немає. В наявності асиметрія темпу ходу годинника на баржах, що покояться і на рухаються. Асиметричні та зміни відстаней між баржами у напрямку руху. Поздовжні відстані між баржами групи, що рухається сприймаються приладами групи, що покоїться, як скорочені, в той час, як прилади групи, що рухається фіксують збільшення відстаней між баржами групи, що рухаються щодо них.

Зрозуміло, що, якщо технічні засоби групи, що рухається R" вимірять швидкість руху човна від однієї з барж своєї групи до іншої баржі цієї ж групи, використовуючи синхронно годинник, що йде на цих баржах, то вони виявлять, що швидкості руху човна по ходу руху групи барж, яке бачимо ми з боку, і проти ходу руху різні .

Якщо припустити, що технічні засоби на баржах груп R і R" не мають контакту з водою і не мають інформації про свій рух щодо води, то, не виявляючи підстав для синхронізації, при якій швидкість човна туди і назад приймається різною, вони пересинхронізують годинник на групі, що рухається, барж так, що швидкість руху човна туди стає рівною швидкості човни назад. Після такої пересинхронізації координати і показання годинників у різних групах барж, хоч би яким дивним це здавалося, виявляються пов'язаними перетвореннями Лоренца. Зокрема це призводить до того, що, відстежуючи хід годинника баржі, що лежить у воді r, яка, будучи нерухомою щодо води, рухається повз барж рухомої групи, технічні засоби на групі, що рухається R" барж виявляють уповільнення часу на баржі r. Результати вимірювань технічними засобами груп барж, що рухається і покоїться, стають симетричними. Зрозуміло, це стосується й відстаней. Відстань між баржами групи, що рухається щодо іншої групи, виявляється скороченим за вимірюванням приладів обох груп.

Так як перетворення Лоренца є формальним базисом спеціальної теорії відносності, то, як не важко зрозуміти, всі «дивні» кінематичні ефекти спеціальної теорії відносності можуть бути зімітовані на прикладі груп барж, що рухаються. Це показано у додатках, в яких розглянуто релятивістський ефект Доплера та парадокс близнюків.

На початку 2012 року на сайті Корнельського університету було опубліковано нашу статтю з імітації релятивістського часу та кінематичних ефектів СТО. За рік до цього на міжнародній конференції PIERS у Марракеші (Марокко) ми зробили доповідь на цю ж тему. У 2012 році видавництвом E-bookPartnership випущено електронний варіант книг "An Entertaining Simulation of the Special Theory of Relativity using methods of Classical Physics" англійською мовою, а видавництвом УРСС випущена книга "Цікава імітація спеціальної теорії відносності засобами класичної фіз." Доповідь буде присвячена описаній у нашій книзі імітації. У книзі розглянуто поведінку об'єктів, які, будучи тихохідними, поводяться, проте, за законами, аналогічними законам спеціальної теорії відносності. Елементарними засобами класичної фізики зімітовані релятивістський час та релятивістські ефекти спеціальної теорії відносності Ейнштейна – лоренцевське скорочення, уповільнення часу, релятивістські ефекти Доплера, ефект Скобельцина-Белла, релятивістське складання швидкостей. Отримано перетворення Лоренца. Показано шляхи імітації чотиривимірного простору-часу. Імітація наочно показує простоту та «приземленість» спеціальної теорії відносності. З імітації, що дає перетворення Лоренца, випливає можливість використання в цій моделі «чотиривимірного формалізму», який не відрізняється від формалізму Мінковського. Тобто. найпримітивніша модель призводить до можливості опису «принципу дії» цієї моделі у чотиривимірному просторі-часі. Вже після видання книг ми виявили, що при уточненні визначення поняття зимитованого часу та запровадження певних умов штучно введена нами у попередніх роботах гранична швидкість плавзасобів з'являється як природний наслідок цих умов. Тобто. швидкість плавзасобів у зимитованому часі стає граничною «сама собою». Тим самим досягається імітація граничного характеру та сталості швидкості сигналу (швидкості світла), про що також буде сказано у доповіді.

На початку 2012 року на сайті Корнельського університету було опубліковано нашу статтю з імітації релятивістського часу та кінематичних ефектів СТО. За рік до цього на міжнародній конференції PIERS у Марракеші (Марокко) ми зробили доповідь на цю ж тему. У 2012 році видавництвом E-bookPartnership випущено електронний варіант книг "An Entertaining Simulation of the Special Theory of Relativity using methods of Classical Physics" англійською мовою, а видавництвом УРСС випущена книга "Цікава імітація спеціальної теорії відносності засобами класичної фіз." Доповідь буде присвячена описаній у нашій книзі імітації. У книзі розглянуто поведінку об'єктів, які, будучи тихохідними, поводяться, проте, за законами, аналогічними законам спеціальної теорії відносності. Елементарними засобами класичної фізики зімітовані релятивістський час та релятивістські ефекти спеціальної теорії відносності Ейнштейна – лоренцевське скорочення, уповільнення часу, релятивістські ефекти Доплера, ефект Скобельцина-Белла, релятивістське складання швидкостей. Отримано перетворення Лоренца. Показано шляхи імітації чотиривимірного простору-часу. Імітація наочно показує простоту та «приземленість» спеціальної теорії відносності. З імітації, що дає перетворення Лоренца, випливає можливість використання в цій моделі «чотиривимірного формалізму», який не відрізняється від формалізму Мінковського. Тобто. найпримітивніша модель призводить до можливості опису «принципу дії» цієї моделі у чотиривимірному просторі-часі. Вже після видання книг ми виявили, що при уточненні визначення поняття зимитованого часу та запровадження певних умов штучно введена нами у попередніх роботах гранична швидкість плавзасобів з'являється як природний наслідок цих умов. Тобто. швидкість плавзасобів у зимитованому часі стає граничною «сама собою». Тим самим досягається імітація граничного характеру та сталості швидкості сигналу (швидкості світла), про що також буде сказано у доповіді.

Спеціальної теорії відносності Ейнштейна та її додатків присвячено велику кількість книг, брошур та статей різного рівня - від строгих, гранично математизованих і призначених для фахівців вузького профілю до науково-популярних. Значна частина популярних книг за спеціальною теорією відносності написана в розважальній формі на прикладах ейнштейнівських поїздів або ракет, що мчать відносно один одного із субсвітловими швидкостями та населеними юркими спостерігачами. Така форма виявляється можливою завдяки тому, що за всієї складності самої спеціальної теорії відносності та її додатків, її первинні основи та принципи надзвичайно прості та наочні. Простота і наочність основ спеціальної теорії відносності стала причиною того, що до обговорення проблем, які реально існують у спеціальній теорії відносності, які, як правило, мають інтерпретаційний і термінологічний характер, підключилися нефахівці. І якщо фахівцями, наприклад, питання про справедливість перетворень Лоренца взагалі не ставиться - перетворення Лоренца на практиці підтвердили свою справедливість не тільки в теоретичній фізиці, а й в інженерних розрахунках, - то серед нефахівців трапляється чимало людей, готових поставити під сумнів справедливість і перетворень Лоренца, та наступних із них положень про лоренцевське скорочення та уповільнення часу. Останнє не заслуговувало б на згадку (у демократичному суспільстві кожен має право вибирати собі об'єкт віри), якби скептицизм у розгляді релятивістської кінематики не проникнув у методичні матеріали, які претендують на серйозність. Прикладом цього можуть бути "Рекомендації з викладу СТО з урахуванням вимог Стандарту", розміщені в Інтернеті на сайті "Фізика" навчально-методичної газети видавничого дому "Перше вересня". У рекомендаціях спочатку наголошується, що "питання про вимірювання довжини тіла, що рухається - непросте", потім згадується виявлений "через 50 років після смерті Ейнштейна" ефект візуального збереження форми кулі в різних системах відліку і нарешті з урахуванням цього ефекту робиться висновок, що "єдино правильним, на наш погляд, рішенням у такій ситуації є відмова від викладення цього питання та від усіх пов'язаних із ним завдань”. Далі робиться зауваження: "Треба помітити, що нам невідомо жодного прямого додатку формули [формула] на практиці".

Водночас ніякої суперечності ефекту візуальної безпеки форми кулі лоренцевському скорочення немає. Цей ефект добре знайомий фахівцям і відомий як ефект Террела-Пенроуза. Мало того, візуальна безпека форми кулі теоретично передбачена (експериментально ефект не спостерігався) з урахуванням метрологічного лоренцевського скорочення, тобто. з урахуванням ефекту, що випливає з перетворень Лоренца.

У зв'язку з цим книга В.М.Матвєєва та О.В.Матвєєва дуже своєчасна. Будучи розважальною за жанром, вона відрізняється від багатьох книг подібного роду тим, що в ній розглядаються не самі кінематичні ефекти СТО, а подібні до них ефекти, змодельовані авторами на прикладі груп барж, які спочивають і рухаються поверхнею води зі звичними для нас "земними". швидкостями. У силу її розважального характеру книга призначена в першу чергу для тих, хто, почерпнувши знання з популярної літератури, сприйняв релятивістські явища як таємничі й виходять за межі наших земних уявлень про матеріальний світ. Брошура, якщо можна так сказати, опускає любителів фантазій з небес на грішну землю. Викладаючи матеріал, автори відмовилися від використання прийому із спостерігачами, замінивши останні прилади (технічні засоби). Такий прийом дозволив знизити наліт суб'єктивності, який був присутній у публікаціях з використанням спостерігачів. Цей прийом дозволив зімітувати релятивістський час, в масштабах якого працюють прилади імітації і принципово не можуть працювати спостерігачі.

Книга буде цікава широкому колу читачів. Показану у книзі можливість імітації основних кінематичних явищ релятивістської механіки у середовищі не слід співвідносити із існуванням світового середовища. По-перше, така можливість узгоджується з відомою фахівцям формальною тотожністю лоренцевської та ейнштейнівської картин світу, а по-друге, описана в цій книзі імітація охоплює лише малу дещицю явищ, що розглядаються у спеціальній теорії відносності, і не поширюється, наприклад, на динаміку та електродинаміку .

Доктор фізико-математичних наук, професор
А.А.Рухадзе,
лауреат Державних премій
та Ломоносівської премії 1-го ступеня,
заслужений діяч науки Росії

Москва, червень 2011

У радянській науковій літературі проблема синхронізації годинника, якщо й згадувалася, то в загальних словах. У популярних статтях, та й у спеціальній літературі цій центральній проблемі всієї спеціальної теорії відносності (СТО) Ейнштейна приділялося дуже мало уваги. Очевидно, через це багато хто в Росії і сьогодні, можливо "за інерцією", або не усвідомлюють важливості питання синхронізації годинника, або взагалі вкрай погано обізнані про його сутність. Більш-менш докладний опис проблеми синхронізації один з нас буквально витяг з купи літератури в 60-70-х роках минулого століття. Це були окремі статті, популярна книжка Мардера "Парадокс годинників" та стаття А.А.Тяпкіна в УФН.

Проблемність синхронізації годинника полягає у використанні в СТО для синхронізації годинника принципу рівності швидкості світла в протилежних напрямках, в той час як експериментально перевірити цю рівність принципово неможливо. Щоб виміряти швидкості світла з точки Ав точку В,а потім з точки Ув точку Аі порівняти ці швидкості, необхідно мати в точках Аі Усинхронно годинник. Однак синхронізувати годинник у точках Аі Уейнштейнівським способом не можна інакше, як припустивши ще до вимірів цих швидкостей, що ці швидкості рівні. Зрозуміло, що після реалізації такого припущення вони стають рівними і за результатами вимірювання.

Не можна виміряти швидкість, і синхронізувавши пару годин у точці А,а потім перенісши одні з них у крапку В,оскільки результат синхронізації та вимірювання швидкостей світла v AB та v BА відповідно з точки Ав точку Уі навпаки виявляється залежним від швидкості, з якої годинник транспортується з однієї точки до іншої. Якщо при синхронізації годинника методом перенесення транспортований годинник у різних випадках переносити з різними швидкостями, то результати вимірювання швидкостей v AB та v BА в різних випадках виявляться різними. Наприклад, після перенесення годин з Ав Узі швидкістю близькою до швидкості світла виміряна згодом швидкість vАВ виявиться як завгодно велика, а швидкість vВА як завгодно близька до c/2. При такій синхронізації світло майже миттєво приходить із крапки. Ав точку В,але назад рухається вдвічі повільніше, ніж зазвичай. При дуже повільному перенесенні швидкості vАВ та vВА будуть рівними один одному.

Тож яка ж швидкість перенесення годинника "правильна"? На це питання не можна відповісти, і, зокрема, з цієї причини синхронізація годинника у різних точках простору здійснюється в СТО світловими сигналами, а не шляхом переміщення їх з однієї точки в іншу. Рівність швидкостей світла в протилежних напрямках представляється сьогодні багатьом очевидним "фактом", а ось для переваги апріорі повільного транспортування годинника швидкому транспортуванню підстав немає.

Слід зазначити, що на практиці проблема швидкості світла в одному напрямку не злободенна, тому що реально вимірювання швидкості світла проводяться за допомогою одного-єдиного годинника і дзеркала. При такому способі цим єдиним годинником вимірюється проміжок часу між відсиланням світлового імпульсу до дзеркала і прийомом імпульсу, що повернувся після відображення від дзеркала у вихідну точку. Швидкість вимірюється подвійною відстані між годинником і дзеркалом і часу проходження світлом шляху туди і назад. Виміряна таким способом швидкість, строго кажучи, є середньою швидкістю на шляху туди і назад - адже швидкість туди може бути рівною швидкості назад. Рівність цієї середньої швидкості постійної cє експериментальним фактом.

Проблеми синхронізації годинника при вимірі середньої швидкості не виникає. Як би ми не синхронізували другий годинник, вимірювана без припущень середня швидкість світла на шляху туди і назад дорівнювала б постійної c. Це очевидно, оскільки результат експерименту не залежить від показань годинника в точці. В,ні від самої наявності їх там.

Нерідко кажуть, що швидкість світла в одному напрямку була виміряна Ремером. Хоч як це дивно, але швидкість Ромера - це теж швидкість, отримана в неявному припущенні рівності швидкостей світла в протилежному напрямку. Справа в тому, що Ромер і Кассіні міркували про рух супутників Юпітера, свідомо припустивши, що простір спостерігачів ізотропний. Те, що Ремер фактично виміряв швидкість світла, неявно зробивши припущення про рівність швидкості світла туди й назад, показав австралійський фізик Карлов.

Припущення про рівність швидкості світла з Aв Bшвидкості з Bв Aрозглядалося Пуанкаре, і це припущення стало головним постулатом роботи Ейнштейна 1905 року , хоч і представлено воно над вигляді постулату, а вигляді " визначення " , попереднього двом ейнштейнівським принципам, які часто називають постулатами. У пізнішій роботі Ейнштейн називав дане "визначення" припущенням, причому зазначав, що воно відноситься не тільки до швидкості світла, а й до швидкості взагалі. У цій роботі Ейнштейн писав: "Але якщо швидкість, зокрема швидкість світла, принципово неможливо виміряти без довільних припущень, то ми маємо право робити довільні припущення і про швидкість світла. Припустимо тепер, що швидкість поширення світла в порожнечі з точки Aв точку Bдорівнює швидкості проходження світла з Bв AПравда, на відміну від Пуанкаре, що дотримувався конвенціоналістської точки зору, Ейнштейн, згадуючи неможливість вимірювання швидкості в одному напрямку без довільних припущень, був схильний розглядати довільне припущення нерівності швидкості світла в протилежних напрямках неприродним і "вкрай малоймовірним".

Часто кажуть, що рівність швидкостей туди і назад очевидна, оскільки простір ізотропний, а нерівність неочевидна. Це не так. Те, що світла для руху з точки Ав точку Употрібно більше часу, ніж для руху з Bв A,також очевидно, якщо, наприклад, точка Азнаходиться в кормі, а крапка Уу носі космічного корабля, що рухається щодо нас, а ми не зсередини, а зовні відстежуємо процес руху світла з Ав Уі назад. Як рівність, і нерівність часів поширення світла з точки Ав точку Уданого корабля і назад у принципі можуть бути виявлені з багатьох інших систем відліку, що рухаються щодо даної системи, навіть якщо годинник цих систем синхронізовано ейнштейнівським способом. То на якій підставі синхронізація годинника в кораблі здійснюється без урахування об'єктивних результатів спостереження за поведінкою світла всередині корабля, отриманих із різних систем відліку поза кораблем?

У 60 - 70-х роках минулого століття в реферативних журналах часто траплялися посилання на закордонні роботи, в яких розглядалися варіанти спеціальної теорії відносності, побудовані на припущенні нерівності швидкостей світла в протилежних напрямках. Ці варіанти називалися е-СТО та несуперечливим способом описували все те, що описується СТО. Щоправда, більшість із них були "важковажнішими" і менш зручними, ніж ейнштейнівський варіант, оскільки в них порушувалася вимога незмінності математичної форми запису законів у різних системах відліку. Більшість робіт цих авторів були спрямовані проти ейнштейнівського варіанта, а показували несуперечність нетрадиційного підходу. Автори цих робіт прагнули, порушивши математичну красу СТО, розкрити її фізичний зміст та розкрити загадку швидкості світла в одному напрямку. Чому природа не дозволяє нам виміряти швидкість світла в одному напрямку без довільних припущень! Це випадковість чи щось глибше? Відповіді це питання розробники альтернативних теорій дали.

На ці запитання спробував дати відповідь один із авторів справжньої брошури. До 2000 року їм була написана книга "У третє тисячоліття без фізичної відносності?", випущена цього ж року видавництвом "ЧеРо". У книзі на принципі рівноправності припущень рівності та нерівності швидкості світла у протилежних напрямках, запропоновано шлях вирішення проблеми синхронізації та пов'язаної з нею проблеми залежності властивих самому тілу розмірів фізичних величин тіла від систем відліку.

Вирішення проблеми релятивістських величин було здійснено шляхом уточнення поняття "об'єкт" і розгляду об'єкта як безлічі подоб'єктів (об'єктів вищого ступеня конкретизації), кожен з яких має не відносні, а абсолютні розміри. Існування таких подобъектов зобов'язане відносності одночасності.

Уточнення поняття "фізичний об'єкт" виявляється достатнім, щоб позбавитися відносності розмірів фізичних величин без залучення виділеної системи відліку чи світового середовища. З цієї причини автор вважав питання (принаймні для себе) вирішеним, а звернення до світового середовища зайвим. І тим паче несподіваним виявилося рішення, якого ми дійшли у процесі нашої спільної роботи з розвитку підходу, описаного у книзі "У третє тисячоліття без фізичної відносності?". Ми виявили можливість моделювання релятивістських ефектів найпростішими методами доейнштейнівської класичної фізики на прикладі руху об'єктів у матеріальному середовищі. При цьому для моделювання нам не знадобився розгляд руху зі швидкостями, порівнянними зі швидкістю світла. У моделі ефекти у явному вигляді виявляються при звичайних "земних" швидкостях, з якими ми маємо справу у нашому повсякденному житті. Можливість моделювання ефектів СТО із залученням середовища та відсутність таких моделей в інших варіантах змушує по-новому поглянути на стару і, здавалося б, раз і назавжди вирішену проблему існування світового середовища.

У брошурі, яку ви тримаєте в руках, описано теоретичну модель СТО, яку ми також називаємо імітацією СТО. Брошура є частиною книги, яку ми припускаємо написати і випустити у світ у найближчому майбутньому. У брошурі на прикладі плаваючих із звичайними швидкостями у водному середовищі барж, човників та човнів зимитовано ейнштейнівську СТО. Для імітації нам не знадобилося нічого, крім найпростіших правил класичної фізики. Сподіваємося, що, прочитавши брошуру, ви побачите, наскільки простим є фундамент теорії, нині званої СТО. Чи не дійдете ви після цього висновку про штучний характер ажурної чотиривимірної математичної надбудови, що прикрашає цей до примітивності простий фундамент? Час покаже.

Ми не показуємо в брошурі всіх наших міркувань, які привели нас до побудови імітації, що розглядається в книзі. Однак хотіли б зауважити, що імітація побудована не на вигадках заради вигадок, а на наших уявленнях про те, як відбуваються взаємодії у матеріальному світі, елементи якого не пов'язані один з одним нічим, окрім взаємодій через "порожнечу".

Брошура включає введення, головну частину, додатки та висновок. Крім того, ми ввели в брошуру главу "Суть імітації коротко", яку помістили перед введенням. Ця глава адресована фахівцям та підготовленим читачам, здатним ухопити суть імітації за її коротким описом. Менш підготовленим читачам слід пропустити цей розділ і звернутися до наступного матеріалу. При першому читанні не можна звертатися до матеріалу додатків. Надалі читач зможе або самостійно перевірити твердження, зроблені у головній частині без докладних пояснень (зробити це нескладно), або звернутися до додатків.

Закінчив Ленінградський електротехнічний інститут у 1965 р. Понад 30 років займався науково-дослідною діяльністю та розробкою принципів фізичної фотографії (електрофотографії). Керував науково-дослідними роботами; брав участь у створенні електрофотографічних апаратів (ксероксів) та систем. Був головним конструктором першого СРСР малоформатного електрофотографічного апарату кольорового копіювання. Є автором низки робіт та більше двох десятків винаходів у галузі електрофотографії.

Олег Вадимович МАТВЄЄВ

Закінчив Вільнюський технічний університет за спеціальністю "електропривід та автоматизація промислових установок та технологічних комплексів" у 1993 р. Один із творців та головний акціонер (до 2011 р. - керівник) компанії "Sinerta LDC", що спеціалізується на переробці та відновленні картриджів для копіювальних апаратів та принтерів.