Маленькая реформа или крах физического идеализма?
Формула E = mc^2 (Е равно эм цэ квадрат) является самой известной формулой в мире, а рост массы тела при увеличении его скорости принадлежит к числу наиболее знакомых закономерностей современной физики. Так было. Однако, с 90-ых годов начался пересмотр, казалось бы, незыблемых истин. Сейчас масса тела перестала зависеть от его скорости, а формула E = mc^2 объявлена ошибочной и даже безобразной. Так ли уж безобразна формула E = mc^2? Об этом речь в статье.
В 1994-ом году был издана книга А.С. Сонина «Физический идеализм. История одной идеологической кампании». (М., Издательская фирма «Физико-математическая литература»). Как сказано в предисловии, «Книга А.С. Сонина возвращает читателя к тем периодам нашей истории, когда догматизированный и вульгаризированный «диамат» вел активное наступление на науку, включая и самую развитую часть естествознания – физику». Считая борьбу с физическим идеализмом следствием идеологизации науки, а книгу В.И. Ленина «Материализм и эмпириокритицизм» книгой, написанной «в интересах политической борьбы» (стр. 13), А.С. Сонин пишет: «Начатая Лениным борьба с физическим идеализмом продолжается на протяжении всей истории советской философии и, увы, физики».
Действительно, в СССР борьба с физическим идеализмом и с релятивизмом как его главной первопричиной велась более активно, чем во многих других странах.
В давние 60-е годы, когда мы писали формулу E=mc^2 (Е равно эм цэ квадрат) и связанную с ней, пожалуй, вторую по известности формулу для массы, растущей с увеличением скорости и входящей в формулу E=mc^2, мы узнавали от преподавателей и из литературы, что обнаруженный в ускорителях рост массы движущихся частиц является блестящим экспериментальным подтверждением положений релятивистской физики, долгое время оспариваемых ретроградами – противниками релятивизма. Противники релятивизма не верили в то, что количественное содержание свойства объекта вообще и масса тела в частности, будучи принадлежностью объекта, может зависеть от места и условий определения этого количественного содержания свойства. Они не допускали даже мысли о том, что массу тела можно изменить, не оказывая физического воздействия на это тело, а перенося приборы или наблюдателя в другую систему отсчета. В философских дискуссиях об относительных величинах критики релятивизма в Советском Союзе опирались чуть ли не на святые в те времена положения диалектического материализма, не оставляющие в объективном материальном мире места релятивизму. Однако это им не помогло – критики были признаны потерпевшими поражение, а релятивисты забрались на пьедестал победителей. Ведь существование релятивистских величин – релятивистской длины, релятивистской массы, релятивистского времени – стало рассматриваться как общепризнанный факт, которому не способна была противостоять даже единственно-верная, как тогда говорилось марксистско-ленинская философия.
Занятно, что в то время, как А.С. Сонин писал об «одной идеологической кампании» в Советском Союзе, в России и в других странах уже завершалась другая кампания. В рамках этой кампании «на самую развитую часть естествознания» – физику снова велось активное наступление, но уже не со стороны «догматизированного и вульгаризированного диамата», а со стороны самой релятивистской физики. Авторитетнейшие физики, не замеченные в связи с диаматом, объявили несостоятельными «самую известную в мире формулу E=mc^2», содержащую релятивистскую массу m, и само понятие релятивистской массы. Тем самым по стержню физического идеализма, которым является физический релятивизм, был нанесен сокрушительный удар. Причем нанесен он, как это ни парадоксально звучит, самими релятивистами. В Советском Союзе и в нынешней России главным инициатором и идеологом снятия с пьедестала самых известных в народе физических формул являлся Л.Б. Окунь.
Анализируя в статье, опубликованной в 1989 году в УФН (том 159, вып. 3, стр. 512-529), понятие релятивистской массы, Л.Б. Окунь отмечал, что вопреки школьной истине об относительности массы, масса от скорости не зависит, а понятие релятивистской массы не выдерживает критики. Там же Л.Б. Окунь писал: «Ежегодно миллионами экземпляров тиражируются книги, которые вбивают в головы подрастающих поколений ложные представления о теории относительности. Этот процесс необходимо остановить». Формулу E= mc^2 из-за вхождения в нее релятивистской массы m в этой статье Л.Б. Окунь называл безобразной.
Ложные представления – это указано Л.Б. Окунем – распространяли Борн, Фейнман, Паули. Распространял ложные представления и Ландау, который в популярной книжке, написанной им совместно с Ю. Румером, рассказывал о ней школьникам (книга называется "Что такое теория относительности", и была издана на более чем на 20 языках народов мира). Т.е. сторонниками «ложного» тезиса об относительности массы были практически все физики, создававшие и развивавшие специальную теорию относительности.
Сегодня значительной частью физиков-теоретиков не только в России, но и за рубежом положение о росте массы тела с увеличением его скорости и формула E= mc^2 , содержащая релятивистскую массу m, считаются ошибочными. Массу в рамках осовремененных представлений предлагается считать инвариантной, т.е. не зависящей от скорости величиной, а если называть вещи своими именами, абсолютной.
С 2006-го года в России в школах и ВУЗах изъято понятие релятивистской массы, как устаревшее, а формула E= mc^2 изначальном (релятивистском!) толковании объявлена ошибочной и заменена формулой Eo =mc^2. Понятие относительной релятивистской массы заменено на понятие инвариантной (абсолютной) массы.
Обратите внимание на то, что происходит в релятивистской физике. Из нее медленно, но уверенно вытесняется релятивизм. Завершается процесс вытеснения релятивистской массы из формулы E= mc^2 . Как сообщает А.В. Берков в «Рекомендациях по изложению СТО с учетом требований Стандарта» (см. http://fiz.1september.ru/articlef.php?ID=200602305), «наконец в государственной программе по физике 2006 г. этот вопрос снят». Правда, что значит «снят» и куда он подвешен, остается неясным.
Затрагивается у Л.В. Беркова и еще один вопрос. Это вопрос о длине движущегося тела. О релятивистской (!) длине! Считая этот вопрос слишком сложным для школы, А.В. Берков положительно относится к тому, что «в солидном учебнике для школ с углублённым изучением физики под ред. А.А.Пинского вопрос о сокращении длины даже не упоминается». Тут же А.В. Берков пишет, что нам не известно ни одно прямое приложение формулы сокращении длины на практике.
Интересное замечание, особенно если вспомнить, что зависимость массы от скорости не спас даже тот факт, что о ней говорилось как об экспериментальном факте. Выстоит ли релятивистская длина перед натиском «уточненных» представлений или релятивистская длина очередная «жертва» антирелятивистской (как бы парадоксально это не звучало) кампании физиков-релятивистов?
Низвергнув одно из главных понятий специальной теории относительности, физики делают вид, что ничего не произошло. Инициаторы кампании низвержения релятивистской массы, неважно правы они в вопросе о массе или нет, забыли, что вопрос релятивистской массы – это не только физический вопрос. Напрасно они считают, что смогут без всяких последствий скрыть свое непонимание азбучных вопросов в прошлом либо в настоящем. А либо в прошлом Эйнштейн, Борн, Паули, Эддингтон, Бергман, Планк, Толмен, Мёллер, Фейнман и многие другие не понимали азов физического релятивизма, либо сегодня их не понимают критики релятивистской массы и массы покоя. Третьего не дано.
И напрасно некоторые говорят, что это дело произвольного определения, и в принципе можно определять массу и так, и иначе, хотя определение инвариантной массы лучше. Во многих работах инициаторов отказа от релятивистской массы нет места и массе покоя. Они отрицают свободу определения, при котором сохраняются масса покоя и релятивистская масса.
«Не очень точное определение» понятия массы было использовано как тяжелое орудие в политических и философских схватках. А в наши дни «неточное» определение превратилось в бомбу, подложенную и под авторитет физики как точной и безгрешной науки, и под методику преподавания физики в школе и в ВУЗах. Энергию этой бомбы еще никто не оценил, но, судя по всему, в ней (в этой бомбе) формула «E равно эм цэ квадрат» непременно сработает.
На тему формулы E= mc^2 и релятивистской массы в YouTube мною помещен ролик, в котором довольно подробно освещается описанная в данной заметке проблема. См. https://youtu.be/JtKgG-me1eE .