Владимир Секерин: Теория относительности — мистификация ХХ века

Чтобы получить ответ, надо понять смысл картины в целом. На полотне Глазунова запечатлены наиболее выдающиеся мистификации столетия, образующие общую мистерию, обманное театральное представление мирового масштаба на подмостках жизни. На разбираемом фрагменте нашли свое место несколько мистификаций. Понимать их, на наш взгляд, следует так.

Изобразительное искусство ценно художественностью, информативностью, утверждением реалистического миропонимания. Все это в «избытке» присутствует в картине К. Малевича «Черный квадрат», именуемой в некоторых кругах «Манифестом абстракционизма». Ровно столько же здравомыслия и в формуле «2 x 2 = 5». Разгадка же портрета заложена в результатах деятельности Эйнштейна, в его основном труде — специальной и общей теории относительности.

В современном мире самым доступным и в то же время, пожалуй, наименее изученным объектом физических исследований является свет. Тем более, что в ХХ столетии он оказался в центре весьма драматических событий — рождения и развития физических и философских концепций, связанных с теорией относительности [1].

В 1905 году А. Эйнштейн опубликовал статью «К электродинамике движущихся тел» с изложением теории, в дальнейшем получившей название специальной теории относительности (СТО). В статье сформулировано основополагающее для этой теории, но краткое, поэтому неопределенное положение: «…свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью v, не зависящей от движения излучающего тела» [2, с. 8, т.1]. Впоследствии оно было дополнено, расшифровано, стало именоваться постулатом постоянства скорости света, и приобрело особое значение не только в физике, но и в науке в целом.

Современное символическое обозначение постулата — с = const , а полная формулировка — «скорость света в вакууме не зависит от скорости источника, во всех инерциальных системах одинакова и равна с = 3·10 8м/с, т. е. скорость света не зависит ни от движения источника, ни от движения наблюдателя (приемника)» [3, с. 305].

Анализируя постулат постоянства скорости света, находим, что в нем содержится два основных утверждения: первое — скорость света обладает определенной величиной, которая всегда одна и та же; второе — скорость света не подчиняется классическому закону сложения скоростей.

Первое свойство постулата не содержит в себе ничего необычного, тогда как второе требует особого пояснения.

Скорость — мера движения объектов материального мира, величина относительная. В зависимости от системы отсчета или тела отсчета, тела, относительно которого проводится измерение, скорость одного и того же объекта будет различной. Например, в одно и то же время пассажир, сидя в кресле движущегося поезда, имеет нулевую скорость относительно вагона и перемещается со скоростью поезда относительно Земли. Без указания системы или тела отсчета, по отношению к которым происходит движение, определение скорости теряет смысл.

Постоянной называется скорость, при которой тело равные отрезки пути проходит за равные интервалы времени. Равноценно определение скорости протяженного тела, движущегося мимо наблюдателя. Так, в равномерно движущемся мимо станции поезде, состоящем из одинаковых вагонов, каждый вагон проходит мимо наблюдателя за равные интервалы времени. Но если второй наблюдатель в это время будет двигаться по перрону, то скорость вагонов относительно него будет иной, чем в первом случае. Это есть проявление классического закона сложения скоростей, согласно которому одно и то же тело (вагон) в зависимости от тела отсчета (в первом случае станция с неподвижным наблюдателем, во втором — наблюдатель движется относительно станции) движется с разными скоростями. Закон сложения скоростей распространяется и на другие явления природы. Скорость звуковых волн примерно 330 м/сек относительно воздуха, но относительно движущегося в воздухе приемника скорость звука уже иная. Результирующая скорость при сложении скоростей находится по правилу векторного сложения.

Для света же сделано исключение. В постулате, сформулированном А. Эйнштейном в более поздней работе, сказано, что «…один и тот же световой луч распространяется в пустоте со скоростью «с» не только в системе отсчета К, но и в каждой другой системе отсчета К', движущейся равномерно и прямолинейно относительно К» [2, с. 387].