Теоретическое обоснование частных принципов относительности.

 

Как мы выяснили выше, кинематическое описание одного и того же явления или процесса разными наблюдателями, согласно кинематического ПО, может быть разным, т.е. давать разные формулы для описания этого явления, но эти описания дают одинаковый результат расчета для наблюдаемого явления при использовании в расчетах реальных координат тел, а при малых скоростях тел и СО и при использовании видимых координат тел. А вот динамическое описание этого явления или процесса, т.е. с использованием формул, отражающих законы физики, согласно частного динамического ПО Эйнштейна, т.е. ПО для ИСО, должно быть одно и тоже у разных наблюдателей, находящихся в разных ИСО (причем, при любых скоростях и тел и СО) и, естественно, наблюдатели при этом должны получить и одинаковый результат расчета по этим законам, хотя наблюдать они будут эти явления из разных ИСО все же по-разному. И еще. Все частные динамические ПО утверждают, что, находясь внутри своей частично закрытой, т.е. частично изолированной от внешнего мира, ИСО, где мы наблюдаем различные природные явления, мы не можем никакими приборами определить движется ли эта система или покоится. А впервые этот частный динамический ПО (далее я буду писать просто частный ПО, т.к. речь будет идти только о динамических ПО) был сформулирован (если можно так сказать) Галилеем в 1632 году [46 стр. 146, 147], где он рассматривает различные механические эксперименты сначала в каюте покоящегося корабля, а затем движущегося, и делает такой вывод

 

“... Заставьте корабль теперь 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. ... И причина согласованности всех этих явлений заключается в том, что движение корабля общее всем находящимся на нем предметам, так же и воздуху; поэтому-то я и сказал, что вы должны находиться под палубой, так как если бы вы были на ней, т.е. на открытом воздухе, не следующем за бегом корабля, то должны были бы видеть более или менее заметные различия в некоторых из названных явлений: дым, несомненно стал бы отставать вместе с воздухом, мухи и бабочки вследствие сопротивления воздуха равным образом не могли бы следовать за движением корабля в тех случаях, когда они отделились от него на довольно заметное расстояние...”.

 

Это положение, но в несколько иной форме сформулировано у Ньютона [47] (см. Следствие V) так

 

“Относительные движения друг по отношению к другу тел, заключенных в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство, или движется равномерно и прямолинейно без вращения.”

 

А пишу я о том, что этот принцип немного отличается от того, что сформулировал Галилей, потому, что у Галилея мы видим, что он координаты и скорости тел определяет или относительно палубы корабля или относительно стен каюты, т.е. можно сказать, что относительно какой то системы отсчета, а у Ньютона говорится о координатах и скоростях одних тел относительно других тел, движущихся в каком то закрытом пространстве (каюте). Таким образом, мы видим, что ПО в формулировке Ньютона немного отличается от ПО в формулировке Галилея, т.к. у Ньютона нет никаких систем отсчета связанных с другими телами и поэтому координаты и скорости тел определяются относительно друг друга. Хотя, и Галилей тоже в явном виде не говорит ни о каких системах отсчета, поэтому можно сказать, что и он в своих рассуждениях определяет координаты и скорости тел относительно друг друга, если за одно из тел системы принять палубу или каюту корабля. Но в то же время и Галилей и Ньютон говорят именно о закрытом пространстве, т.е. пространстве имеющем границы, а в этом случае можно говорить о том, что они оба определяют координаты тел относительно границ этого пространства, которое можно считать закрытой ИСО, где, находящиеся в ней тела, изолированы от внешнего воздействия. Поэтому в дальнейшем я не буду различать ПО Галилея и ПО Ньютона, а буду использовать для них такое определение: Все явления, т.е. поведение группы тел, протекающие в закрытой, т.е. изолированной от внешних воздействий, ИСО, будут наблюдаться в этой ИСО при тех же скоростях относительно стен закрытой ИСО одинаково при любой скорости этой ИСО (движущейся вместе с группой тел и средой, в которой протекают явления) относительно других ИСО и как следствие будут описываться одними и теми же законами.

 

Но в таком виде этот ПО не несет в себе никакой научной ценности, т.к. то, что наблюдатель, находящейся внутри железной консервной банки, которая движется равномерно и прямолинейно, не заметит никаких изменений в поведение тел, находящихся в банке, при любой скорости этой банки это просто банально, если учесть, что стенки банки экранируют тела внутри нее и от гравитации. Поэтому в современных учебниках, когда говорят о ПО Галилея или Ньютона, то имеют ввиду совсем другой ПО, который формулируют по подобию ПО Эйнштейна (в первой его редакции), но в котором используются преобразования Галилея и учитывается наличие среды. Давайте условимся называть этот ПО из учебников классическим ПО, чтобы четко отличать его от ПО Галилея и Ньютона, которые являются у них не ПО, а принципами эквивалентности (ПЭ) условий проведения эксперимента. Ведь, если мы наблюдаем различные явления природы в разных закрытых ИСО, как это подразумевается в ПО Галилея или Ньютона, то ни преобразования Лоренца, ни преобразования Галилея, нам вообще не нужны, т.к. у нас принципиально не может быть никакой информации о других ИСО вследствие того, что из закрытой ИСО мы их не можем наблюдать (мы даже не можем определить скорость одной ИСО относительно другой ИСО). Но Эйнштейн интерпретировал ПО Галилея-Ньютона совершенно по иному, т.е. в духе своей великой идеи и в 1938 году он сформулировал его так [16 стр. 456].

 

"Если законы механики справедливы в одной системе координат, то они справедливы и в любой другой системе, движущейся прямолинейно и равномерно относительно первой"

 

Вот только из этой формулировки совершенно не понятно наблюдаются ли при этом разные явления в разных ИСО или наблюдается одно и тоже явление из разных ИСО и являются ли эти ИСО открытыми или закрытыми. А в формулировке Ньютона мы видим, что четко указывается на движение тел "заключенных в каком-либо пространстве", т.е. имеется в виду закрытая ИСО, и Галилей рассматривает явления в закрытой ИСО, т.е. в каюте корабля (под палубой). Таким образом, мы видим, что Эйнштейн не очень хочет афишировать то, что у него совершенно другой ПО, и может быть поэтому он в своем предисловии к книге Галилея "Диалог о двух главных системах мира", который он написал в 1953 году, вообще не упоминает о ПО Галилея, что было бы очень разумно написать автору ТО, краеугольным камнем которой является его ПО, если он похож на ПО Галилея. Но, как мы выяснили, и у Галилея и у Ньютона говориться о ПЭ для закрытых ИСО. Например, у Галилея стенками такой закрытой ИСО являлись стены каюты корабля, которые изолировали объекты внутри каюты от воздействия ветра, который значительно влиял на поведение объектов на палубе корабля, а от воздействия гравитационного поля стены каюты не могли изолировать объекты внутри каюты, но, т.к. Галилей рассматривал поведение тел в однородном гравитационном поле, то гравитация и не могла никак повлиять на изменение поведения объектов при разной скорости каюты корабля.

 

А ПО Эйнштейна, который он пытался сформулировать при создании СТО, если понимать его как принцип для открытых ИСО, то он будет принципиально отличается от ПО Галилея-Ньютона. Но из его объяснений не возможно понять говорит ли он об открытых ИСО или о закрытых ИСО. Так в одном примере он рассматривает двух физиков, которые находятся со своими приборами один в поле, а другой в вагоне движущегося поезда, окна которого не пропускают воздух и свет, и по результатам выполненных экспериментов они получают одни и те же физические законы. Здесь мы видим признаки ПЭ, т.е. ПО Галилея-Ньютона, т.к. второй физик явно находится в закрытой ИСО. А в другом примере у него эти же физики наблюдают за вороной, которая летит за пределами вагона, т.е. исследуемый объект находится в одной открытой ИСО, где наблюдается первым физиком, а второй физик наблюдает ее же из вагона, т.е. из другой открытой ИСО. Забегая вперед скажу, что в 1912 году до Эйнштейна наконец-то дошло, что формулировка его ПО для открытых и закрытых ИСО будет разной, но при создание СТО он этого не понимал и поэтому мы и видим большой винегрет из различных принципов в его статьях посвященных СТО (впрочем, тоже самое мы видим и после 1912 года в его ОТО).

 

Здесь же надо добавить и то, что Эйнштейн и ПО объекта наблюдения путает со своим ПО наблюдателя объекта, а ПО одновременности наблюдения он так и не смог четко сформулировать, хотя разговоров об относительности одновременности в его статьях хоть отбавляй (впрочем, последнее не имеет никакого значения, т.к. все разговоры об относительности одновременности так и остались разговорами и в математическое описание СТО не вошли, т.е. ПО одновременности наблюдения в СТО не отражен). А, чтобы читатель не запутался в трех соснах, т.е. в трех ПО (наблюдателя объекта, объекта наблюдения и одновременности наблюдения), читая многочисленные цитаты Эйнштейна, которые я буду приводить ниже, я объясню за Эйнштейна его ПО наблюдателя объекта (в первой редакции), который и положен им в основу его СТО. Так вот, из его понимания этого ПО вытекает, что все явления, протекающие в исходной открытой ИСО, будут наблюдаться и из (или в) этой же ИСО и из любой другой открытой ИСО, движущейся относительно исходной ИСО, так, что, несмотря на получающиеся при этом разные наблюдательные данные, мы получим с их использованием одинаковые физические законы. А от себя я бы еще добавил, что расчеты, сделанные по этим физическим законам, с использованием наблюдаемых из разных ИСО данных, дадут одинаковые результаты, например, времени наступления солнечного затмения или значения наблюдаемого на приемнике эффекта Доплера и поэтому все ИСО равноценны и не существует выделенной ИСО, т.е. АСО. Эйнштейн ни где об этом прямо не пишет, но, например, его формулы эффекта Доплера получены именно такими, чтобы при применении их в разных ИСО получать одно и то же значение наблюдаемого эффекта Доплера. При этом у него наблюдаемые из открытой ИСО, движущейся относительно исходной ИСО, координаты и скорости, а так же время, которому они будут соответствовать, будут определяться согласно их преобразованию из исходной ИСО в движущуюся относительно нее ИСО не по Галилею, а по Лоренцу.

 

А его ПО во второй редакции, т.е. для закрытых ИСО, нам сейчас не интересен, т.к. мы рассматриваем его частный ПО, который применим только для открытых ИСО. Тем более, что он будет полностью идентичен ПО Галилея-Ньютона для закрытых ИСО (с одной оговоркой, что при этом будет отсутствовать среда распространения взаимодействий между телами, если не считать того, что в ОТО у Эйнштейна тоже появляется эфир). Поэтому, если речь в СТО будет идти о второй формулировке его ПО, то я буду иметь ввиду формулировку ПО Галилея-Ньютона, но без среды распространения взаимодействий, т.е. при отсутствии воздуха, воды или эфира, и буду это специально оговаривать, а, в остальных случаях, говоря о ПО Эйнштейна, я буду в дальнейшем всегда иметь ввиду его формулировку именно в первой редакции, т.е. для открытых ИСО, которая использована при создании СТО. А, исходя из приведенного выше пояснения ПО Эйнштейна, мы можем сформулировать и классический ПО, т.е. тоже для открытых ИСО, т.к. мы условились, что ПО Галилея-Ньютона "сформулирован" ими для закрытых ИСО и поэтому, по сути, является ПЭ. А классический ПО для открытых ИСО, т.е. в интерпретации Эйнштейна, должен звучать так.

 

Явления, протекающие в одной (исходной) открытой ИСО, будут наблюдаться из другой открытой ИСО так, что по этим наблюдениям можно получить те же физические законы, что и при наблюдении за этими явлениями в исходной ИСО, а расчеты по этим законам с использованием наблюдаемых данных дадут одинаковые результаты. При этом, наблюдаемые из другой ИСО координаты и скорости тел для конкретного момента времени определяться согласно преобразований Галилея из исходной ИСО в движущуюся относительно нее ИСО.

А вот, если мы прибавим к этому еще и утверждение о том, что скорость света или взаимодействий между телами при наблюдение за ними из другой ИСО будет тоже вычисляться согласно преобразований Галилея и при этом учтем время движения световых сигналов от тел до наблюдателя, то мы получим классическую теориею относительности или сокращенно КТО (кстати, как оказалось, этот термин уже используется автором работ [48, 49]). А из данной мною формулировки классического ПО вытекает тот же вывод, что и из СТО, о том, что нельзя определить абсолютные скорости тел, наблюдая за одним и тем же явлением из различных ИСО, т.к. вычисленный результат наблюдения будет один и тот же. Но у Эйнштейна этот вывод вытекает из условия, что явления у него протекают не в какой то среде, а в математической пустоте, где, естественно, скорости и света и взаимодействий между телами будут изотропны в любой ИСО, и при этом у него используются не истинные движения тел, а видимые из разных ИСО. И при этом у него не учитывается ПО относительности одновременности, т.к. не учитывается время движения света от тел до конкретного наблюдателя, чтобы с учетом времени запаздывания информации поступающей к наблюдателю, вычислить истинные координаты тел.

 

Мы с вами уже неоднократно при рассмотрение кинематического ПО Коперника и динамического ПО Галилея-Ньютона и Эйнштейна использовали определенные термины, например, "система отсчета", поэтому прежде, чем мы приступим к подробному рассмотрению динамических ПО, давайте дадим четкое определение некоторым терминам, т.к. Эйнштейн не обременял себя такими мелочами, как четкие формулировки терминов, используемых им в своих работах. Более того, у Эйнштейна ни где не встречается, например, такой термин как инерциальные системы отсчета (ИСО), а в современной литературе кругом используется именно этот термин и отсюда тоже вытекает неоднозначное восприятие того, о чем писал Эйнштейн. А он кругом использует словосочетание "галилеева система координат", начало которой он всегда связывает с какой то "точкой отсчета" на "твердом теле отсчета", и поэтому правильно надо бы было говорить не об ИСО, а об ИСК, т.е. об инерциальной системе координат. Или вот, например, у Эйнштейна ни где нет определения для такого термина как "время", если не считать того, что у него это то, что показывают часы. Поэтому я сейчас дам несколько своих определений различных терминов, которые нам будут полезны при рассмотрении динамических ПО в работах Эйнштейна.

 

СТ - (система тел) это ограниченное количество элементов объединенных причинно-следственными и функциональными связями, позволяющими функционировать этой СТ определенным образом при рассмотрение ее функционирования в ИСО или неИСО из других ИСО или неИСО, когда координаты и скорости тел этой СТ определяются относительно этих других ИСО или неИСО. При этом, т.к. мы рассматриваем физические системы, то элементами в этих СТ всегда будут материальные тела. А, чтобы не было никаких вопросов по поводу уравнений Максвелла, где нет никаких материальных тел, то сразу замечу, что мы рассматриваем ПО Эйнштейна, а не эти уравнения, хотя и здесь мы должны иметь и материальные источники электромагнитных волн и материальные приемники, чтобы провести эксперименты, которые позволят получить эти уравнения, которые будут одинаково описывать взаимодействие между этими материальными телами в разных ИСО и, следовательно, одинаковое поведение СТ, за которой мы будем наблюдать. Таким образом, поведение СТ отражает конкретные физические явления и подчиняется различным законам природы. При этом, естественно, как частный случай СТ может быть и отдельное тело, т.е. в этом случае СТ состоит из этого одного тела.

 

ИСО - (инерциальная система отсчета) это система координат, в которой мы описываем функционирование нашей СТ. При этом система координат может быть и декартовой и сферической и цилиндрической, но я все время буду использовать только декартову систему координат, начало которой привязано к какой то точке отсчета. И, хотя, как я уже написал, термин ИСО не совсем корректен, но он уже широко используется, поэтому я тоже буду использовать термин ИСО, но подразумевать при этом буду инерциальную систему координат или, как писал Эйнштейн, галилееву систему координат, привязанную к конкретной точке отсчета. При этом, т.к. мы будем рассматривать динамические процессы, т.е. функционирование СТ во времени, то кроме виртуальных линий, т.е. осей координат с масштабными линейками вдоль них, нам потребуется еще и множество одинаковых виртуальных часов расположенных по осям координат, которые тоже будут частью ИСО. При этом, ИСО могут быть как закрытые, т.е. изолированные от внешнего мира, когда никакие внешние тела не могут повлиять на функционирование СТ и эти тела не наблюдаются из другой ИСО, например, рассмотрение СТ в каюте корабля у Галилея, так и открытые, когда внешние тела могут повлиять на функционирование СТ, а сами тела могут наблюдаться из других ИСО. Например, это функционирование СТ на палубе корабля Галилея, когда мы наблюдаем за этой СТ из других ИСО (хотя это не совсем корректный пример, т.к. гравитация от внешних тел влияет на поведение СТ и в каюте корабля и на его палубе).

 

неИСО - (неинерциальная система отсчета) это та же ИСО, но движущаяся с ускорением.

 

Открытые ИСО - системы отсчета в пространстве не ограниченном никакими размерами.

 

Закрытые ИСО - системы отсчета, где движение СТ происходит в пространстве ограниченном какими-то размерами, которые определяют область пространства, которая отгорожена от остального пространства стенками не пропускающими ни свет, ни электромагнитное излучение ни гравитацию, как внутрь этого пространства от тел не входящих в СТ, так и не пропускающих их от СТ за пределы этой ИСО, т.е. это ИСО изолированные от внешнего мира.

 

Точка отсчета - это произвольная точка в пространстве какой то реальной (физической) системы, куда мы помещаем начало нашей системы координат (ИСО или неИСО) и которую мы считаем неподвижной в ограниченной или безграничной области пространства этой реальной системы, где мы рассматриваем функционирование СТ. Например, это может быть угол каюты корабля Галилея или угол вагона у Эйнштейна, где пространство или ограничено стенами каюты или вагона для закрытых ИСО или будет безграничным для открытых ИСО. При этом точка отсчета может быть и не привязана к какому то материальному телу, как, например, в случае, когда мы описываем функционирование Солнечной системы в декартовой системе координат относительно центра масс Солнечной системы. Хотя, чаще всего эта точка выбирается на реальном физическом теле, например, на каком то элементе лабораторной установки с приборами, которая движется вместе с самой ИСО.

 

Наблюдатель - это прибор фиксирующий какой то показатель функционирования СТ, например, координаты тел или их скорости или частоту принимаемых сигналов. Таким образом, здесь у нас наблюдатель это уже не субъект, т.е. человек, который находится в какой то конкретной точке ИСО (как частный случай в точке отсчета) и наблюдает из этой точки за функционированием СТ, а это уже технический наблюдатель. Причем, т.к. мы будем одновременно фиксировать множество показателей функционирования СТ множеством различных приборов, то у нас будет уже комбинированный наблюдатель состоящий из множества приборов. И в каком то смысле таким идеальным комбинированным наблюдателем в СТО является сама ИСО, которая автоматически фиксирует координаты тел и время, когда тела имеют эти координаты. А в том случае, когда отдельные приборы или субъект фиксируют и другие показатели функционирования системы, например, изменение цвета, то они дополняют возможности ИСО из которой наблюдается явление. Вот только в СТО принято, что часы, которые показывают координатное время, находятся неизвестно где, а виртуальные наблюдатели, которые фиксируют координаты тел, там почему то расположены всегда рядом с телами, т.е. получается, что в той ИСО, где функционирует СТ, за которой мы наблюдаем из своей ИСО, а полученную ими информацию в нашу ИСО они отсылают главному наблюдателю по почте (или еще как-то). Поэтому в СТО с наблюдателями и часами большая неопределенность.

 

Время - свойство окружающего нас мира, которое позволяет нам описать последовательность наблюдаемых нами состояний СТ. А количество периодов различных периодических процессов (ударов сердца, восходов Солнца, качаний маятника, импульсов от пульсаров и т.д.) принятых нами за единицу измерения времени, позволяет охарактеризовать количественно эту последовательность наблюдаемых состояний СТ в различных явлениях природы.

 

При этом я не претендую на то, что данная терминология является окончательной, т.к., хотя, например, у Потехина в работе [48] и используются тоже термины кинематический и динамический ПО, но в работе [49] он использует не термины открытые и закрытые ИСО, а термины кинематические и динамические системы отсчета. И в динамических системах отсчета у него наблюдатель находится в закрытых ИСО, где находится и СТ, а в кинематических системах отсчета у него наблюдатель из одной открытой ИСО наблюдает за СТ, находящейся в другой открытой ИСО. Но при этом смысл этих и других определений у него по духу совпадает с теми определениями, которые дал я, и тоже позволяет более четко понять, что такое СТО и что такое ПО Эйнштейна. Да, я считаю свои определения более корректными, но какие определения (мои, его или еще кого то) приживутся покажет время.

 

Таким образом, в моей терминологии примеры, рассматриваемые Эйнштейном, например, физик со своей лабораторией в вагоне движущегося поезда, будут описаны так. Если у нас имеется закрытая ИСО, т.е. вагон поезда, которая равномерно движется относительно поля, и в этой ИСО у нас при изучении физиком эффекта Доплера имеется СТ, т.е. движущиеся источник сигналов и приемник, то мы различными приборами, находящимися в этой ИСО, фиксируем координаты и скорости источника и приемника, а так же частоту передатчика и частоту приема. А, если мы наблюдаем за приемником и источником, которые движутся за окном вагона, то мы имеем открытую ИСО (вагон поезда) и наблюдаем уже из нее за СТ, т.е. в данном случае мы не можем поместить прибор на передатчике или приемнике, чтобы зафиксировать частоту передатчика или принимаемого сигнала, хотя координаты приемника и источника мы можем фиксировать приборами расположенными внутри нашей ИСО, но только визуально по углу наблюдения с учетом расстояния полученного с использованием радара. Таким образом, получается, что здесь мы из своей ИСО наблюдаем за СТ, которая движется в другой ИСО, т.е. в поле, где у нас нет приборов, т.е. наблюдателей, которые все находятся внутри нашей открытой ИСО, т.е. внутри вагона. При этом координаты источника и приемника мы фиксируем, например, в декартовой системе координат, начало которой привязано к какой то произвольной точке вагона, например, к углу вагона. А теперь давайте посмотрим насколько мои определения соответствуют терминологии Эйнштейна, используемой им в различных работах (в основном касающихся СТО). [3 стр. 175] 1911 года, [6 стр. 412] 1915 года и [7 стр. 535, 536 и 537] 1917 года.

 

"До сих пор я говорил о лабораториях. Однако в математической физике явления обычно относят не к какой-то определенной лаборатории, а к некоторой системе координат. При этом существенно следующее: если мы делаем какое-либо высказывание о положении точки, то всегда указываем на совпадение этой точки с точкой некоторой другой системы тел. Например, если в качестве такой материальной точки я возьму самого себя и скажу: "Я нахожусь в этом месте в этом зале", то тем самым мое местоположение совпадает с некоторой определенной точкой этого зала, точнее, я говорю о таком совпадении. В математической физике это делается с помощью трех чисел, так называемых координат, указывающих, с какими точками системы жестко скрепленных тел, которая называется координатной системой, совпадает точка, положение которой рассматривается."

"Там, где в физике играют роль пространственные соотношения, они всегда означают указание положения какого-нибудь предмета по отношению к некоторому твердому телу. Мы описываем положение предмета по отношению к стеклянной трубке, к стенам комнаты, к поверхности Земли и т. д. В теории место этого твердого тела занимает система координат. Она мыслится как воображаемая жесткая система, которую надо заменить реальным твердым телом во всех случаях, когда надо проверить правильность теоретического результата, содержащего высказывание о пространстве. Таким образом, система координат означает для физика некоторое реальное твердое тело, к которому следует относить явления, подлежащие изучению."

"Прежде всего оставим совершенно в стороне неясное слово «пространство», под которым, признаемся, мы ничего определенного не подразумеваем; вместо этого мы рассмотрим «движение в отношении к практически твердому телу отсчета». В предыдущем параграфе мы дали определение понятия места относительно тела отсчета (железнодорожный вагон или поверхность Земли). Заменяя понятие «тело отсчета» понятием «система координат», полезным для математического описания, мы можем сказать: камень описывает прямую линию относительно системы координат, жестко связанной с вагоном, и параболу относительно системы координат, жестко соединенной с поверхностью Земли. Из этого примера следует, что не существует траектории самой по себе; всякая траектория относится к определенному телу отсчета." (здесь имеется в виду траектория камня брошенного вертикально с проезжающего поезда).

"Телами отсчета, к которым в хорошем приближении применим закон инерции, являются, очевидно, неподвижные звезды."

 

"Пусть в воздухе летит ворона, прямолинейно и равномерно, если наблюдать с полотна железной дороги. Тогда с точки зрения наблюдателя, находящегося в движущемся вагоне, скорость этой вороны будет иметь другую величину и направление, но движение также будет прямолинейным и равномерным. ... Если K галилеева система координат, то и всякая другая система координат K ', движущаяся относительно K равномерно и прямолинейно, также является галилеевой системой. В системе K ' также как и в системе K , выполняются законы механики Галилея-Ньютона."

 

Как видим, мои определения соответствуют тому, что писал Эйнштейн, т.е. мы видим и "галилееву систему координат", т.е. движущуюся прямолинейно и равномерно, и "точку отсчета" с которой он связывает начало этой системы координат. И хотя он не говорит напрямую о "точке отсчета", а говорит о "теле отсчета" которое он заменяет при теоретическом рассмотрение функционирования различных СТ "системой координат", которую он жестко привязывает или к вагону или к поверхности Земли, т.е. в нашей терминологии к какой то "точке отсчета" или в вагоне или на поверхности Земли. При этом, хотя Эйнштейн и избегает понятия "пространство", но от этого никуда не уйти и любая точка твердого тела в вагоне или вне вагона может быть жестко связана с вагоном. Поэтому можно говорить, что "точка отсчета" это такая же точка в пространстве, как и на поверхности твердого тела отсчета на чем зачем-то настаивает Эйнштейн.

 

При этом, как мы видим, Эйнштейн ведет наблюдения не за воображаемой ИСО, как многие считают, а за реальными телами, т.е. или за вороной или за камнем, т.е. за СТ. И наблюдателем у него является не конкретный субъект, а физик вооруженный в своей лаборатории различными приборами, т.е. имеются в виду приборы, которые дают физику показатели функционирования СТ. А в том случае, если субъект дополняет показания приборов своими субъективными показаниями, то это тоже будет соответствовать термину комбинированный наблюдатель. И при рассмотрении Эйнштейном его частного ПО мы еще раз убеждаемся в том, что принятые нами определения соответствуют терминологии, используемой им. Смотрите [1 стр. 10] 1905 года, [3 стр. 175] 1911 года, [7 стр. 537 и 552] 1917 года и [14 стр. 660] 1948 года.

 

«Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения состояния относятся.»

 

"Сейчас я постараюсь объяснить, что следует понимать под принципом относительности. Представим себе двух физиков, каждый из которых имеет свою лабораторию, оборудованную всеми необходимыми приборами. Предположим, что лаборатория первого физика расположена где-нибудь в поле, а лаборатория второго — в железнодорожном вагоне, движущемся с постоянной скоростью в одном направлении. Принцип относительности утверждает следующее: если эти два физика, применяя все свои приборы, будут изучать законы природы,— первый в своей неподвижной лаборатории, а второй в лаборатории, движущейся по железной дороге,— то они откроют тождественные законы природы, при условии, что вагон движется равномерно и без тряски. В несколько более, абстрактной форме можно сказать: согласно принципу относительности законы природы не зависят от движения системы отсчета."

 

"Сделаем еще один шаг в сторону обобщения, высказав следующее утверждение. Если K ' - система координат, движущаяся равномерно и без вращения относительно системы K , то явления природы протекают относительно системы K ' по тем же законам, что и относительно системы K . Это положение мы называем "принципом относительности" (в узком смысле)."

 

"Содержание каждого всеобщего закона природы должно быть таково, чтобы он мог сохранить совершенно ту же формулировку, если на место пространственно-временных переменных величин x, y, z, t первоначальной системы координат K вводятся новые пространственно-временные, переменные величины x', y', z', t' системы координат K', причем математическая зависимость между первыми и вторыми величинами дана Лоренцевым преобразованием. Коротко формулируя: всеобщие законы природы ковариантны относительно Лоренцева преобразования."

"С помощью преобразований Лоренца специальный принцип относительности может быть сформулирован следующим образом: законы природы инвариантны относительно преобразований Лоренца (т.е. закон природы не должен измениться, если отнести его к новой инерциальной системе при помощи преобразований Лоренца для x, y, z, t)."

 

Но здесь мы так же видим, что Эйнштейн, формулируя свой частный ПО, т.е. для ИСО, очень смутно представляет себе смысл своего ПО и поэтому старается все свести к голой математике, а в примере с двумя физиками он явно говорит не о своем ПО, а о ПЭ Галилея-Ньютона. Но у них в различных закрытых ИСО наблюдаемые движения тел были совершенно одинаковые, а у Эйнштейна наблюдаемые из разных ИСО движения тел получаются разными, поэтому и Галилей и Ньютон никогда бы не додумались определять законы природы по наблюдаемым из разных ИСО движениям тел. Ведь они утверждали, что наблюдаемые (видимые) из различных ИСО движения тел могут быть кажущимися, т.е. не истинными, и, следовательно, никак не будут отражать именно законы природы. А Эйнштейн приравнял видимые из различных ИСО движения тел в правах с истинными движениями и заявляет, что и по этим кажущимся (видимым) движениям можно получить законы природы, которые будут одинаковыми при использовании видимых из любой ИСО движений.

 

Но ведь, например, видимое изменение размеров движущихся в ИСО тел или тел, покоящихся в исходной ИСО, а наблюдаемое из движущейся ИСО, хотя и будет наблюдаться на самом деле, но будет кажущимся, а не истинным, а Эйнштейн объявляет в своей СТО это изменение размеров истинным, т.к. у него эти изменения являются реальными. При чем, в угоду своим математическим фантазиям он заявляет, что при любых вариантах движения самих тел и наблюдателя размеры тел в продольном направлении будут уменьшаться, хотя, как будет показано далее, даже видимые размеры тел будут в различных вариантах или уменьшаться, или увеличиваться, или оставаться неизменными.

 

А некоторые читатели, уверовав в фантазии Эйнштейна, начинают изобретать всякие парадоксы, считая эти фантазии реальными явлениями. Например, рассматривая диск Эренфеста, удивляются почему он у Эйнштейна не разрушается при вращении, т.к. наружные слои будут сжиматься сильнее чем внутренние. Но у Эйнштейна эти видимые им изменения размеров являются только фокусом, как, например, распиливание факиром человека в ящике на две части, когда никакого реального распиливания человека при этом не происходит, и поэтому никто тут и не удивляется почему человек при этом не погибает. Но, если с фокусом по изменению размеров тел у нас хотя бы имеются реальные предпосылки для этого, т.к. видимые размеры тел действительно могут изменяться, то вот изменения темпа течения времени в движущихся ИСО не будет даже видимого. Поэтому данный вывод СТО является чисто математическим следствием фантазий Эйнштейна, являющимся побочным эффектом применения Лоренцем координатного времени для одинакового пути проходимого светом в разных ИСО (на этом я остановлюсь ниже). И Эйнштейн сам же об этом пишет в 1917 и 1938 годах [7 стр. 549, 16 стр. 474, 512, 475].

 

"Априори ясно, что из уравнений преобразования можно получить некоторые данные о физических свойствах масштабов и часов."

 

"Наш вывод может быть сформулирован иначе: если скорость света одинакова во всех системах, то движущиеся стержни должны изменять свою длину, движущиеся часы должны изменять свой ритм, а законы, управляющие этими изменениями, должны быть так же точно определены."

 

"Специальная теория относительности основывается на двух фундаментальных положениях: физические законы одинаковы во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно относительно друг друга; скорость света всегда имеет одно и тоже значение. Из этих положений, полностью подтвержденных экспериментом, выведены свойства движущихся масштабов и часов, изменения их длины и ритма, зависящие от скорости."

"Время определяется часами, пространственные координаты - масштабами, и результат этих определений может зависеть от поведения этих часов и масштабов, когда они находятся в движении. Нет оснований считать так, что они будут вести себя так, как нам этого хотелось бы. Косвенное наблюдение, а именно: наблюдение электромагнитных явлений показывает, что движущиеся часы изменяют свой ритм, а масштаб - длину, в то время как, основываясь на механических явлениях, мы и не думали, что такое может быть. Мы должны принять понятие относительного времени в каждой системе координат, ибо это наилучший выход из трудностей."

 

Я оставляю на совести Эйнштейна его утверждение в третьей цитате о том, что эксперименты подтверждают его два фундаментальных положения, т.к. я таких экспериментов не знаю. А вот последняя цитата как раз и проливает свет на то, что оказывается это какие то "косвенные наблюдения" доказывают потребность в таких изменениях, а "трудностями" в последней цитате у Эйнштейна является тот факт, что уравнения Максвелла оказываются неинвариантными относительно преобразований Галилея (на этом вопросе я еще остановлюсь ниже). А, исходя из его великой идеи, законы природы должны получиться одинаковыми при наблюдении за явлениями природы из разных ИСО, т.е. быть инвариантными к преобразованию координат и времени. Но законы природы не должны подчиняться фантазиям математиков, т.е. их вели