Игорь Смородин - Земля в беде

Для того чтобы правильно понять смысл этого постулата и доказать его истинность или ложность, нужно обратиться к истории его возникновения. Принцип относительности был введен в научный оборот Галилео Галилеем в его знаменитой работе "Диалог о двух главнейших системах мира - птолемеевой и коперниковой" [13], опубликованной в 1632 году. В этой работе Галилей обосновывал новую для того времени гелиоцентрическую систему мира, опровергая аргументы сторонников геоцентрической системы (напомним, что система Аристотеля - Птолемея ставила в центр Вселенной неподвижную Землю, вокруг которой в порядке удаленности обращались Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, 1022 видимых звезды). Среди прочих сторонники геоцентрической системы выдвигали, например, такой аргумент: "Если бы Земля двигалась по орбите и вращалась бы вокруг своей оси, то мы бы заметили это, так как вращение Земли сбрасывало с нее все предметы, а облака и птицы отставали бы от ее движения." В ответ на это Галилей приводил пример с кораблем, равномерно и прямолинейно движущимся по глади моря. Он писал: "Заставьте теперь корабль двигаться с любой скоростью и тогда (если только движение будет равномерным и без качки в ту и другую сторону) во всех названных явлениях вы не обнаружите ни малейшего изменения и ни по одному из них не сможете установить, движется ли корабль или стоит неподвижно… Бросая какую-нибудь вещь товарищу, вы не должны будете бросать ее с большей силой, когда он будет находиться на носу, а вы на корме, чем когда ваше взаимное положение будет обратным; капли, как и ранее, будут падать в нижний сосуд, и ни одна не упадет ближе к корме, хотя, пока капля находится в воздухе, корабль пройдет много пядей" [13, 147].

В общем виде Галилей сформулировал принцип относительности так: "В каюте корабля, движущегося равномерно и без качки, вы не обнаружите ни по одному из окружающих явлений, ни по чему-либо, что станет происходить с вами самими, движется ли корабль или стоит неподвижно" [13].

В современных учебниках физики принцип относительности Галилея формулируется обычно следующим образом: "Механические явления происходят одинаково в любых двух изолированных материальных системах, движущихся равномерно и прямолинейно одна относительно другой." Из принципа относительности Галилея следует один любопытный вывод: поскольку механические процессы в двух инерциальных (движущихся равномерно и прямолинейно) системах протекают одинаково, то мы можем "привязать" систему отсчета к любому из движущихся тел, выбрав его по собственному произволу. Например, в случае галилеевского корабля и Земли мы можем связать систему отсчета с Землей, и тогда корабль будет двигаться относительно Земли, но мы можем связать систему отсчета и с кораблем, и тогда Земля будет двигаться относительно корабля. Несмотря на столь явную передержку (из двух высказываний: "корабль движется относительно Земли" и "Земля движется относительно корабля" - только первое истинно), последующие поколения физиков некритически восприняли принцип относительности, и с течением времени он превратился в догму.

Однако в середине XIX века вместе с развитием электродинамики выяснилось, что применительно к электромагнитным явлениям принцип относительности не соблюдается. Скажем, если электрический заряд покоится относительно нас, то он создает вокруг себя только электрическое поле и не создает магнитное. Если же этот электрический заряд движется относительно нас равномерно и прямолинейно, то он создает также и магнитное поле.

Другой пример. Представим, что два одинаковых электрических заряда движутся параллельно друг другу с одинаковыми скоростями. Получается, что относительно друг друга эти заряды неподвижны, и благодаря своему электрическому взаимодействию они должны отталкиваться друг от друга. Но для неподвижного наблюдателя эти два заряда будут выглядеть как два параллельных электрических тока, которые силой магнитного взаимодействия будут не отталкиваться, а притягиваться. Получается, что для электромагнитных взаимодействий состояние покоя и состояние равномерного и прямолинейного движения отнюдь не идентичны.

Если какой-нибудь научный принцип перестает соответствовать вновь открытым экспериментальным фактам, то он должен быть либо упразднен, либо ограничен той областью явлений, где первоначально он обнаружил свою справедливость. Но если научный принцип превратился в догму, не терпящую критики, то у многих ученых возникает непреодолимое желание "согласовать" неудобные факты с этим принципом, направив тем самым науку по ложному пути. К величайшему сожалению, именно это произошло с физикой в начале XX века. Эйнштейн в своей работе "К электродинамике движущихся тел", столетие которой ооновские чиновники попытались отметить как "год физики", обобщил принцип относительности, распространив его с механических на электромагнитные и оптические явления. В этой работе "постулат относительности" Эйнштейна формулируется так: "…для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, справедливы те же самые электродинамические и оптические законы."

В дальнейшем Эйнштейн и его последователи-релятивисты распространили принцип относительности на все вообще физические явления. В учебном пособии В.Акосты, К.Кована, Б.Грэма "Основы современной физики" [2] общий принцип относительности сформулирован следующим образом: "Все законы природы должны быть одинаковыми для всех наблюдателей, движущихся друг относительно друга с постоянной скоростью."[2,30] Здесь обращает на себя внимание категория долженствования: законы физики должны быть такими, какими их хотят лицезреть господа релятивисты. Не больше и не меньше. Из-за этого определение больше походит на заклинание: "Мы не знаем, как все происходит на самом деле, но мы заклинаем именем всемогущего и всеведущего Эйнштейна, чтобы законы природы подчинялись изобретенному им всесовершенному постулату относительности!"

Но даже размноженное в миллионах экземпляров и переведенное на все языки мира, это заклинание не смогло заставить природу подчиниться постулату относительности Эйнштейна. В самом деле, когда Галилей писал - "заставьте теперь корабль двигаться с любой скоростью" - он не мог предполагать, что во второй половине XX века появятся летающие корабли, способные разгоняться до первой космической скорости (7,9 км/с) и выводить на околоземную орбиту искусственные спутники Земли (ИСЗ). Подобным ИСЗ сегодня, например, является обитаемая Международная космическая станция (МКС). Она движется вокруг Земли на высоте 350 км с первой космической скоростью. Подобно галилееву кораблю, который движется вокруг Земли по водной глади океана, МКС может рассматриваться как инерциальная система отсчета (ИСО).