«Инженер» №3. 2016
ЭКСПЕРИМЕНТ МАЙКЕЛЬСОНА-МОРЛИ
И НЬЮТОНОВСКАЯ МЕХАНИКА
Результат знаменитого эксперимента Майкельсона-Морли, проведенного в 1887 году, в современной физике считается экспериментальной основой теории относительности. Несуществование эфира, установленное, как считается, в этом эксперименте, послужило подтверждением справедливости специальной теории относительности (СТО), разработанной А. Эйнштейном. Согласно учебнику физики: «Был сделан целый ряд попыток объяснения отрицательного результата опыта Майкельсона и аналогичных ему в рамках ньютоновской механики. Однако все они оказались в конечном счёте неудовлетворительными. Кардинальное решение этой проблемы было дано лишь в теории относительности Эйнштейна» [1, стр. 228].
Несмотря на эти общепринятые в физике догмы рассмотрим, насколько кардинальными являются объяснения результата эксперимента Майкельсона-Морли, данные в теории относительности, и неудовлетворительными – объяснения с позиций ньютоновской механики.
Главная цель эксперимента Майкельсона-Морли заключалась в экспериментальном подтверждении существования эфира. Для уловления «эфирного ветра» предполагалось использовать эффект сноса света эфиром. Существование этого эффекта следовало из принятой в то время гипотезы о природе света как волнах, распространяющихся в «светоносной среде» – эфире, по аналогии с распространением звука в воздушной среде. Положительный результат эксперимента должен был ознаменовать экспериментальное подтверждение существования эфира. Поэтому полученный в эксперименте отрицательный результат многими воспринимался и воспринимается до сих пор как доказательство несуществования эфира.
Однако, учитывая лучевое распространение света, отличающееся от сферического характера распространения звуковых колебаний, естественным объяснением результата эксперимента являлся и является вывод об ошибочности принятой гипотезы о природе света, как колебаниях эфирной среды, и правильности ньютоновской гипотезы о корпускулярной природе света. Частица – носитель света (фотон) не сносится эфиром при их относительном движении с постоянной скоростью, как не сносятся любые другие элементарные частицы и тела. Соответственно, по результату опыта следовало признать материальность (наличие массы) частиц – носителей света и несуществование сноса света эфиром.
Таким образом, с точки зрения ньютоновской механики эксперимент Майкельсона-Морли и его последующие значительно более точные повторения [2, с. 29] показали отсутствие сноса света эфиром при движении света и эфира с постоянной скоростью друг относительно друга. Вот и всё простое, как дважды два, объяснение результата эксперимента Майкельсона-Морли с позиций ньютоновской механики, не отвергающее существования эфира и ставящее фотоны в один ряд с другими элементарными частицами и всей материей по общему для них свойству – отсутствию сноса эфиром при движении относительно эфира с постоянной скоростью! Планеты не подвержены сносу эфиром, вращаясь миллиарды лет вокруг звёзд, «эфирный ветер» не сдувает атмосферы планет и т. д. Множество явлений свидетельствует о том, что тела и элементарные частицы не сносятся эфиром при их движении относительно эфира с постоянной скоростью и, как показал эксперимент Майкельсона-Морли, фотоны не являются исключением из общего правила.
Однако вместо этого физика пошла вслед за Эйнштейном, отвергнувшим эфир, и теперь в учебниках утверждается о некоем «разрушительном действии», произведенным результатом эксперимента Майкельсона-Морли в физике [2, с. 29]. Возникшую проблему с объяснением его результата удалось разрешить, как теперь утверждается в учебниках физики, только в теории относительности. Каково же объяснение, данное автором этой теории А. Эйнштейном? Оказывается, Эйнштейн вовсе не давал объяснения результату опыта Майкельсона-Морли! За него это сделали его последователи и популяризаторы:
«В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал статью, посвящённую электродинамике движущихся тел. В этой работе он постулировал более общий принцип относительности, применимый в равной мере к законам электромагнетизма и механике. Одно из следствий этого принципа заключалось в том, что абсолютное движение невозможно обнаружить в эксперименте. Согласно этому принципу, мы можем рассматривать установку Майкельсона и Землю как покоящиеся. При повороте интерферометра на 900 не должно происходить сдвига дифракционной картины, так как все направления в пространстве равноправны. Следовательно, отрицательный результат опыта Майкельсона-Морли не является неожиданным. Следует отметить, что Эйнштейн не ставил своей целью объяснить результаты эксперимента Майкельсона-Морли. Его теория возникла из размышлений о теории электричества и магнетизма и о необычной способности электромагнитных волн распространятся в пустоте. …спустя много лет Эйнштейн уже не мог вспомнить, знал ли он обо всех подробностях эксперимента Майкельсона-Морли до того, как опубликовал свою статью» [2, стр. 30].
Если же обратиться к самой статье А. Эйнштейна, то в ней мы прочитаем совсем иное, а именно: «Примеры подобного рода, как и неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно «светоносной среды», ведут к предположению, что не только в механике, но и в электродинамике никакие свойства явлений не соответствуют понятию абсолютного покоя…» [3, с. 7]. То есть Эйнштейн категорически отвергал возможность установления абсолютного покоя, что вполне естественно для автора теории относительности. Теперь же физики умудряются объяснять результат эксперимента возможностью представлять Землю абсолютно покоящейся, ссылаясь при этом на самого Эйнштейна! Это даже не казуистика, а настоящий обман, тиражируемый «лучшим зарубежным учебником» [2].
Напомним, что впервые [2, с. 60] Лоренц и Фитцджеральд объяснили результат опыта Майкельсона тем, что снос света эфиром компенсируется лоренцевым сокращением продольного плеча интерферометра. Обратим внимание на то, что существование сноса света эфиром объяснением Лоренца и Фитцджеральда не отрицается, а предполагается. Добавим к этому цитату из лекции Р. Фейнмана: «Хотя гипотеза о сокращении успешно объясняла отрицательный результат опыта, существовало мнение, что она была придумана специально для объяснения затруднения. Она была слишком искусственной» [4, с. 227] и отметим, что искусственность лоренцева сокращения и преобразования Лоренца автоматически следует из сделанного выше вывода об отсутствии сноса света эфиром.
Существование лоренцева сокращения длины при несуществовании эфира или при отсутствии сноса света эфиром должно было бы дать смещение интерференционных полос точно такое же, какое ожидалось в опыте за счёт сносящего действия на свет эфирного ветра, раз одно явление компенсирует другое. Но опыт дал отрицательный результат – отсутствие смещения, следовательно, если не существует эфира или сноса света эфиром, то не существует и лоренцева сокращения! Поэтому результат эксперимента Майкельсона-Морли является экспериментальным доказательством ошибочности и неприемлемости в физике преобразования Лоренца. Эйнштейн отверг существование эфира и в то же время за основу СТО принял преобразование Лоренца вместе с лоренцевым сокращением, войдя тем самым в противоречие с результатом эксперимента Майкельсона-Морли.
Именно для того, чтобы преодолеть данное противоречие, последователи Эйнштейна не нашли ничего лучшего, как заявить о возможности представления Земли абсолютно неподвижной. В этом случае лоренцево сокращение равно нулю и потому не вызывает смещения интерференционных полос при повороте интерферометра. «Кардинальное решение» проблемы объяснения результата опыта Майкельсона-Морли, даваемое теорией относительности А. Эйнштейна, заключается не только в представлении абсолютно неподвижной самой Земли, но и её поверхности. Согласно СТО Землю следует считать невращающейся вокруг собственной оси, так как в наиболее точных повторениях опыта, до 15 м/с [2, с. 29], также не было обнаружено смещения интерференционных полос, несмотря на то, что скорость поверхности вращающейся Земли на экваторе достигает 460 м/с, а в средних широтах немногим меньше.
Таким образом, существующее объяснение результата эксперимента Майкельсона-Морли с позиций теории относительности противоречит фундаментальным положениям этой теории и справедливо только для невращающегося и неподвижного объекта, расположенного в центре Вселенной. Насколько невозможно допустить Землю на роль такого объекта, настолько невозможно считать теорию относительности теорией, адекватно отражающей физическую реальность.
Простота и непротиворечивость объяснения результата эксперимента Майкельсона-Морли с позиций ньютоновской механики, логики и здравого смысла не идёт ни в какое сравнение с абсурдным по своей сути объяснением с позиций теории относительности. Ни о каком «кардинальном решении», даваемом теорией относительности, не может быть и речи, а приведенная выше цитата из учебника физики [1] является примером «идеологического штампа» сторонников теории относительности, за которым отсутствует физика как наука.
Трудно поверить, что Эйнштейн не пытался или не ставил целью дать объяснение знаменитому эксперименту, считающемуся ныне, согласно «лучшему зарубежному учебнику», «экспериментальной основой теории относительности» [2, с. 15]. Просто это невозможно сделать с позиций теории относительности, не породив при этом вопиющих и неразрешимых противоречий. Поэтому Эйнштейн предусмотрительно не стал давать объяснений результата эксперимента Майкельсона-Морли. За него это сделали его последователи, следуя традиции релятивизма – не смущаться возникающими противоречиями и абсурдами, ведь теория относительности лежит вне границ здравого смысла и логики – вчерашнего дня физики! Так результат эксперимента Майкельсона-Морли, по факту опровергающий теорию относительности, в современной физике стал считаться его «экспериментальной основой».
Становится понятным, почему физики не любят возвращаться к знаменитому эксперименту – возникает слишком много неудобных вопросов, на которые нет ответов в рамках теории относительности, разумных и непротиворечивых. Однако вернуться к этому эксперименту просто необходимо, чтобы заново осмыслить и понять тот теоретический тупик, в который направила физику теория относительности.
Литература
- Иродов И. Е. Механика. Основные законы / И. Е. Иродов – 6-е изд., испр. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2003. – 312 с.: ил.
- Типлер П. А., Лауэллин Р. А. Современная физика: В 2-х т. Т. 1: Пер. с англ. – М.: Мир, 2007 г. – 496 с., ил.
- Эйнштейн А. К электродинамике движущихся тел. Собрание научных трудов, т. I. Издательство «Наука». М.: 1965.
- Фейнман Р. Дюжина лекций: шесть попроще и шесть посложнее / Р. Фейнман; пер. с англ. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 – 318 с.: ил.
