Пространство и время глазами дилетанта

Как такое представить? Хороший вопрос. Возвращаясь к примеру с наглядным мультиком, где свет от мчащегося локомотива и неподвижного светофора движутся с одинаковой скоростью, эта самая скорость одинакова относительно земли. А если в этом мультике обратить внимание на скорость света относительно локомотива, то ясно видно, что эта скорость будет равна скорости света минус скорость локомотива.

И что делать? Признать, что теория относительности ошибочна? Да боже упаси! Напомним, что наше дело дилетантское, – разбираться с азами, остальное нас не касается. Тем более, не надо забывать, что критика теории относительности запрещена во многих странах. В нашей стране она запрещалась аж трижды. Последний такой запрет это постановление Академии наук СССР от 1964 года. И он до сих пор не снят. Так что ни о какой критике здесь не идёт и речи, сейчас мы всего лишь пытаемся разобраться со странностями объяснения азов теории относительности.

Итак, на данный момент из уст женщины-физика мы пока не услышали ничего, что имеет хоть какое-то отношение к теории относительности. Приведённые ею мысленные эксперименты полностью объясняются положениями классической физики Ньютона. Но! Но впечатление осталось! Осталось впечатление того, что все эти словеса уже объяснили какие-то премудрости теории относительности, причём, все объяснения вполне логичны. Тут и многократно приводимые примеры «относительности» (относительность понятий «право-лево», относительность движения поездов по отношению друг к другу, относительность движения поезда и станции и, конечно, классический школьный пример про идущего по вагону пассажира, скорость которого относительно вагона и относительно земли разная), и «откровение», что «движение абсолютно, скорость относительна», и даже упоминание об «удивительной особенности света». И ещё была мутная, маловразумительная фраза о постоянстве скорости света. Всё.

Но, подчеркнём, до этого момента абсолютно ничего относящегося к теории относительности в объяснениях женщины-физика нет. И хотя многократно, на все лады произносилось слово «относительность», это, прошу прощения за тавтологию, не та относительность, про которую говорит Эйнштейн. Здесь есть принципиальная разница. В приведённых до этого момента примерах все наблюдатели какого-либо события видят одну и ту же картину. Например, когда пассажир идёт по вагону, то другие пассажиры видят, что он идёт относительно вагона со скоростью пять километров в час, а относительно земли шестьдесят пять километров в час. Наблюдатели на платформе видят абсолютно то же самое. А в теории Эйнштейна относительность «другая»: разные наблюдатели, наблюдая одно и то же событие, видят совершенно разное. Именно в этом ключевое отличие понятия «относительность» ньютоновской физики, от этого же понятия в теории относительности. Всё, что женщина-физик до этого момента говорила про относительность, абсолютно правильно, но к теории относительности это никак не «пристёгивается».

И ещё один нюанс, о котором женщина-физик скромно умолчала. Волны, как известно, не существуют как что-то самостоятельное, они распространяются в какой-то среде, и являются, по сути, одной из динамических характеристик данной среды. А в какой среде распространяются световые волны? Это вопрос интересный. Согласно специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна, свет распространяется не в какой-то среде, а сам по себе. А ведь волна это колебания (продольные или поперечные) какой-либо среды. Колебания сами по себе не существуют. Есть маятник и есть его колебания, а если маятник убрать, то о каких-то колебаниях говорить бессмысленно. Точно так же волны на воде могут быть только при наличии воды, а если убрать воду, то ни о каких волнах не может быть и речи. А вот световые волны, согласно теории относительности, существуют и распространяются без всякой среды, сами по себе. Вот по этому поводу и надо бы вышеозначенному пассажиру сказать: «Это действительно странно».

4

Ну ладно, смотрим фильм дальше. А дальше речь заходит об относительности одновременности. Тут вообще какое-то умопомрачение.

По ходу действия эта ужасно умная женщина задаёт вопрос: «Кстати, а что это значит, – “одновременно”?». Пассажиры, как и положено, говорят в том духе, то одновременно это одновременно, всё здесь просто. Но женщина-физик приводит им мысленный эксперимент, суть которого следующая. Двери в вагоне открываются автоматически по световому сигналу. Свет зажигается точно посередине вагона. Какая дверь откроется первой?