Альберт Эйнштейн иногда довольно смело рассуждал о весьма сложных и скандальных научных проблемах. Где-то он писал (воспроизвожу по памяти): «Все знают, что это делать нельзя, и вдруг находится человек, который этого не знает, и делает открытие». Видимо, он до преклонного возраста увлекался русскими народными сказками про Иванушку-дурачка; ну что ж, гениям можно.
Лет 10 назад на одном из форумов была дискуссия. Топстартёр предложил тему:
«Термодинамика в мышлении Эйнштейна»
М. Дж. Клейн в работе «Термодинамика в мышлении Эйнштейна» (Эйнштейновский сборник 1978-1979. М.: Наука, 1983. 150-172 C) приводит слова Эйнштейна, выражающие его точку зрения на термодинамику: «Теория производит тем большее впечатление, чем проще её предпосылки, чем разнообразнее предметы, которые она связывает, и чем шире область её применения. Отсюда глубокое впечатление, которое произвела на меня классическая термодинамика. Это единственная теория общего содержания, относительно которой я убеждён, что в рамках применимости её основных понятий она никогда не будет опровергнута». Это последнее замечание, добавляет Эйнштейн, приведено «к особому сведению принципиальных скептиков».
…
Термодинамика — не «конструктивная теория», по словам Эйнштейна, она представляет собой «попытку построить картину сложных явлений, исходя из некоторых относительно простых предположений» Она не похожа, например, на кинетическую теорию газов, которая интерпретирует наблюдаемые свойства газов, исходя из предположений, касающихся их фундаментальной структуры.
Однако, весной 1902 г. Эйнштейн обращает своё внимание на статистическую механику. Эта задача не была новой — с ней воевал в последнюю четверть предыдущего столетия Л. Больцман, а трактат Дж. Гиббса на эту тему появился в том же году, что и статья Эйнштейна. Эйнштейн, конечно, не знал о работе Гиббса — в самом деле, спустя несколько лет он заметил, что если бы знал о ней, то вообще бы не стал публиковать свои статьи на эту тему.
Ф. Франк рассказал, вспоминая о своём первом посещении Эйнштейна в Праге. Эйнштейн показал ему вид из окна своего университетского кабинета, выходившего в сад психлечебницы, в котором бродили, ожесточённо споря между собой, её злосчастные пациенты. Эйнштейн прокомментировал это так: «Эта та часть сумасшедших, которые не занимаются квантовой теорией».
…
Побудительным мотивом статьи Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» по его словам были трудности, проистекающие из противоречий между двумя в корне различными и в то же время фундаментальными для физики концептуальными структурами — ньютоновской механикой и максвелловской электродинамикой. Трудностью, которая оказалась ключевой в этой ситуации, явился парадокс, поразивший Эйнштейна, когда ему было 16 лет. Вот как об этом говорится в «Автобиографических заметках» Эйнштейна: «Если бы я стал двигаться вслед за лучом света со скоростью с (скорость света в пустоте), то я должен был бы воспринимать такой луч как покоящееся переменное в пространстве электромагнитное поле. Но ничего подобного не существует; это видно как на основании опыта, так и из уравнений Максвелла. Интуитивно мне казалось ясным с самого начала, что с точки зрения такого наблюдателя все должно совершаться по тем же законам, как и для наблюдателя, неподвижного относительно Земли. В самом деле, как же первый наблюдатель может знать или установить, что он находится в состоянии быстрого равномерного движения?». Механика согласуется с принципом относительности, гласящим, что все наблюдатели, движущиеся равномерно по отношению друг к другу, эквивалентны. С другой стороны, «светоносный эфир» — фундаментальная среда электродинамики — обеспечивал бы уникально предпочтительную систему отсчёта, но [как казалось теоретикам], не обнаружимую согласно знаменитому эксперименту Майкельсона—Морли 1887 г.
Эйнштейну хотелось преодолеть эти трудности прямой атакой путём разработки «единой теории, которая смогла бы заменить существующие, но несовместимые теории.
…
Образцом, который Эйнштейн был готов принять в качестве такого формального принципа, были законы термодинамики. Термодинамика не делает никаких прямых утверждений о строении материи, скорее она даёт систематический ответ на вопрос: «Каковы должны быть законы природы, чтобы нельзя было построить вечный двигатель?». В том же духе Эйнштейн поставил вопрос «Каковы должны быть законы природы, чтобы не существовали особо привилегированные наблюдатели?» Или, другими словами, пусть уравнения Максвелла справедливы. К чему в таком случае приведёт предположение об эквивалентности наблюдателей, находящихся в состоянии равномерного относительного движения? Ответом на этот вопрос явились анализ одновременности, преобразования Лоренца и вся структура специальной теории относительности»
Номер сообщения:#2 Рязанцев В.И. » Вс. янв. 19, 2014 21:39
«Термодинамика не делает никаких прямых утверждений о строении материи, скорее она даёт систематический ответ на вопрос: «Каковы должны быть законы природы, чтобы нельзя было построить вечный двигатель?». В том же духе Эйнштейн поставил вопрос «Каковы должны быть законы природы, чтобы не существовали особо привилегированные наблюдатели?»
Клейн подчёркивает, что по Эйнштейну при сотворении мира Бог всеми силами следовал двум принципам: не допустить создания вечного движения (2-й закон термодинамики) и не допустить возможности определения движения Земли в космическом пространстве (принцип относительности). Согласно Клейну Эйнштейн рад этим усилиям Бога. Ещё больше рады этому последователи Эйнштейна, они тут же объявили его мессией, вторым пришествием Христа. Их радость понятна - всем назойливым критикам теперь можно отвечать: "Так Богу угодно".
Однако, из вычислений общего импульса системы и момента этого импульса, непосредственно участвующих в законах сохранения, совершенно очевидно, что Бог совсем не скрывает от нас, какие объекты вокруг каких движутся, о чем убедительно рассказали нам Коперник, Кеплер и Ньютон. И бездиссипативное ("вечное") движение вовсе не нонсенс, пример - движение электрона в атоме или в сверхпроводящем контуре.
А вот чему природа следует неуклонно, так это принципу единства, который означает, что все явления так или иначе связаны друг с другом и что одинаковые обстоятельства приводят к одинаковым последствиям.
Первую часть этого утверждения исследователь должен принимать в качестве априорного предположения. Это – своего рода предосторожность: каждый раз независимость или слабую зависимость одного события от другого надо доказывать отдельно. Можно привести много примеров, когда теория попадает в тупик из-за пренебрежения этим правилом: это и так называемые "спутанные состояния" и полный пас физики перед объяснением экстрасенсорных явлений и предсказаний, эффективность которых на десятки порядков превосходит простую вероятность.
Вторая часть принципа единства мира - это, собственно, принцип причинности. При формулировании постулатов квантовой механики, казалось бы, этот принцип нарушился, на что Эйнштейн заметил: "Бог не играет в кости".
На самом деле принципу причинности противоречит не сама квантовая механика, а архаичное неделимо-атомистическое представление об элементарных частицах, будто бы лишённых внутренней структуры. Ещё один, связанный с первым архаизм – априорное, ничем не обоснованное представление о невозможности бездиссипативного обратимого квантово-механического движения этой самой внутренней структуры, см. http://viryazancev.narod.ru/re8.htm.
Заметим, что под скоростью света на самом деле подразумевается скорость необратимого его воздействия, и сюда не входят обратимые и подготовительные внутренние движения в фотоне, скорость которых, естественно, превышает скорость света. Если мы говорим, что некая особа вышла замуж 12 января 12 года, то на самом деле это событие было растянуто на несколько месяцев от помолвки и рассылки приглашений на свадьбу до записи в книге бракосочетаний и самой свадьбы. Точно так, при интерференции процессу фиксации фотона в определённом месте предшествуют нефиксируемые современной техникой процессы согласования фаз и редукции волнового пакета. Можно лишь восхищаться и удивляться гениальности и, в какой-то степени, мужеству основателей квантовой механики: Шрёдингера, де Бройля, Дирака и др., которые, несмотря на указанные выше предрассудки, сумели отстоять её принципы в условиях всеобщей убеждённости о недопустимости любых движений, больших скорости света.
Неучет внутренних квантово-механических движений, например, при рассмотрении электрона означает отбрасывание половины максвелловской электродинамики: все силы Ампера! Учитывая сверхсветовые скорости движения квантовых фаз, это, действительно, как говорят в Одессе, бОльшая половина. Удивительно ли после этого, что в теоретических моделях элементарных частиц – сплошные сингулярности?
Слова «неконструктивный характер термодинамики» на русском языке имеют некоторый негативный оттенок, ср. «неконструктивная критика». Выглядит странно, но этот негатив соответствует тем результатам, которые получаются из слепого следования 2-му закону термодинамики: чего стоит одна лишь «тепловая смерть Вселенной»?! Сверхпроводимость и передача тепла сильно гравитирующему телу согласно ОТО также не влазят в рамки классических формулировок 2-го закона. И наконец, та «неконструктивность», т.е., предполагаемая Клейном независимость термодинамики от структуры – это в некотором роде лукавство. На самом деле классическая термодинамика предполагает вполне определённую структуру носителей теплового движения, движение и взаимодействие которых независимо от энергии этих носителей, что как раз и вызывает неприменимость её законов к описанным выше случаям – см. НЕПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8892.html , а также Сверхпроводимость, сдвиг Лэмба и взаимодействие токов по закону Ампера http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog ... 10305.html.»
…
На этот комментарий модератор форума заметил, приводя отрывок из первой предложенной статьи о концентрации, согласно ОТО, энергичных частиц вблизи сильно гравитирующих тел:
«…
«Нетрудно заметить, что явление концентрации энергичных частиц [вблизи сильно гравитирующих тел] опровергает, как минимум, одну из исходных формулировок 2-го закона, гласящую о том, что в изолированной системе тепло, в конечном счёте, всегда передаётся от горячего тела к холодному».
===
Эту идею толкал Константин Эдуардович Циолко́вский... только он был не прав.
...»
Про идею Циолковского я напишу в другой статье, а сейчас несколько дополним сообщение:#2.
Формально восхищаясь термодинамикой, Эйнштейн, вместе с Гильбертом, совсем забыл о ней при составлении исходных уравнений ОТО, см. «Пуанкаре и основания ОТО» https://dzen.ru/a/ZYcJuuEygRpWSZct?share_to=link.
При выводе уравнений ОТО, кроме использования нетранзитивных преобразований при многократном последовательном переходе от одной мгновенной ИСО к другой, затем третьей и т.д., была неадекватно использована классическая лагранжева форма, которая не учитывает диссипативные, непотенциальные и квантовомеханические силы.
Можно, конечно, заявить, что 2-й закон Ньютона тоже не учитывает эти силы, но это будет неправдой, потому что сила в уравнении Ньютона может быть произвольной природы, в том числе — силой трения.
Нетранзитивность и фактическая нековариантность преобразований СТО, перешедшая в ОТО, вообще-то, делает бессмысленным дальнейшее их обсуждение. Неучет релятивистами диссипативных сил при ретроспективном космологическом применении ОТО просто ещё одна кружка дёгтя в бочку, предназначенную под мёд.