?

Log in

No account? Create an account

О противоречиях или диалектика в физике (2) - a_gorb — LiveJournal

Dec. 28th, 2011

07:24 pm - О противоречиях или диалектика в физике (2)

Previous Entry Share Flag Next Entry

Написано и размещено в сообществе dia_logic.

Дополнение к заметке От абстрактного к конкретному или диалектика в физике. Поводом послужило это обсуждение. В предыдущей заметке обсуждалась статья Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» и основное внимание было уделено соотношению абстрактного и конкретного. Здесь речь пойдет о противоречиях, упомянутых в этой статье (ни в коем случае не о противоречиях самой статьи!). В чем-то придется повториться.



Эйнштейн четко формулирует имеющееся противоречие между механическим и электродинамическим описанием одного и того же явления (цитаты выделены «синим»).
«Известно, что электродинамика Максвелла в современном ее виде приводит в применении к движущимся телам к асимметрии, которая несвойственна, по-видимому, самим явлениям. Вспомним, например, электродинамическое взаимодействие между магнитом и проводником с током. Наблюдаемое явление зависит здесь только от относительного движения проводника и магнита, в то время как, согласно обычному представлению, два случая, в которых движется либо одно, либо другое из этих тел, должны быть строго разграничены. В самом деле, если движется магнит, а проводник покоится, то вокруг магнита возникает электрическое поле, обладающее некоторым количеством энергии, которое в тех местах, где находятся части проводника, порождает ток. Если же магнит находится в покое, а движется проводник, то вокруг магнита не возникает никакого электрического поля; зато в проводнике возникает электродвижущая сила, которой самой по себе не соответствует никакая энергия, но которая — при предполагаемой тождественности относительного движения в обоих интересующих нас случаях — вызывает электрические токи той же величины и того же направления, что и электрическое поле в первом случае.»
Т.е. здесь фиксируется противоречие между полной симметрией механического описания относительного движения тел и асимметрией электродинамического описания их взаимодействия. Тут вновь возникает вопрос о движении и покое. Механика еще со времен Галилея в противоположность Аристотелю утверждает, что нет никакого различия между равномерным движением и покоем (тут подробнее), речь может идти только об относительном движении. А электродинамика как раз утверждает обратное, что «два случая, в которых движется либо одно, либо другое из этих тел, должны быть строго [подчеркнуто мной – a_gorb] разграничены». (Еще один пример я приводил здесь.)

Таким образом, указанное противоречие совершенно четко зафиксировано и не может быть устранено путем различной «игры» с терминами. Причем к противоречию приводит использование с одной стороны законов механики Ньютона и принципа относительности, которые подтверждаются множеством экспериментов, и законов электродинамики, с другой стороны, которые также подтверждаются экспериментальными данными. Более того, совместное использование всех этих законов вполне достаточно для расчета всяких электродвигателей и генераторов. Инженеры в этих целях используют именно эти законы и достигают прекрасных результатов. Но Эйнштейн как раз и обращает внимание на то, что тут механика противоречит электродинамики. Правда этот факт не сильно смущает инженеров. Также интересно отметить, что обычно при преподавании физики это противоречие также замалчивается. Но от замалчивания противоречие никуда не исчезает. Причем замечу, что речь тут идет о вполне обычных явлениях, для описания которых вполне пригодна механика Ньютона и классическая электродинамика. Иначе бы ложность одной из них была бы легко обнаружена. Т.е. от этого противоречия не так-то легко «отделаться»:).

Разумеется, «на простой констатации «противоречия» дело не заканчивается, дальнейшее движение мысли заключается не в устранении зафиксированного противоречия путем чисто лингвистических упражнений с терминами…, а в его рациональном разрешении…» [Ильенков] («противоречием дело не может закончиться» [Гегель]). Отмечу, что это вообще крайне важный момент диалектики. Простая констатация противоречия, как бы она не была важна, есть только половина дела. Т.е. диалектика отнюдь не является стремлением везде и всюду все свести к противоречию, как раз наоборот, противоречие необходимо четко выявить, для того чтобы затем разрешить (снять). Часто это вообще одно движение мысли, которое лишь условно (абстрактно) можно разбить на два этапа.

Для решения противоречия Эйнштейн предлагает подход, опирающийся на две предпосылки.
«…не только в механике, но и в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию абсолютного покоя и даже, более того, … для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, справедливы те же самые электродинамические и оптические законы…»
«… и сделать, кроме того, добавочное допущение, находящееся с первым лишь в кажущемся противоречии, а именно, что свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью V, не зависящей от состояния движения излучающего тела.»
Или в более строгом виде:
«1. 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.
2. Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определенной скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом. »


Эйнштейн сам отмечает, что эти постулаты на первый взгляд выглядят противоречащими друг другу. Действительно, первый постулат совпадает с принципом относительности в механике Ньютона, а второй противоречит используемому в ней правилу сложения скоростей. Однако, опираясь на них, он строит непротиворечивую теорию, получившую название Специальная теория относительности, СТО (хотя я бы назвал бы ее теорией одинаковости:)). Тут дело в некоторой степени похоже на создание неэвклидовой геометрии. Там тоже один из постулатов был заменен на другой, несовместимый с исходным. После чего была показана возможность построения новой геометрии. Отмечу также, что с точки зрения логики, возможность замены одного из постулатов на другой, несовместимый свидетельствует о независимости постулатов друг от друга, т.е. о правильном их выборе.

Но вот эта кажущаяся противоречивость СТО не дает покоя некоторым людям. «Опровержения» СТО как раз основаны на том, что выискивается очередное противоречие в этой теории, на основании чего она объявляется ложной. Однако все эти противоречия являются кажущимися, мнимыми и устраняются путем обнаружения ошибки в рассуждениях. (Масса примеров приведена здесь.) Правда не всегда эту ошибку бывает легко обнаружить. На начальном этапе развития СТО обнаружение таких противоречий, часто в форме парадоксов, вместе с их разрешением способствовало развитию теории. С другой стороны, «опровергатели» СТО совершенно игнорируют то действительное противоречие, которое и привело к возникновению СТО для своего разрешения.