Критика общепринятой интерпретации релятивистской динамики

Для начала, во избежание ряда недоразумений, необходимо сделать несколько замечаний касательно релятивистской механики. Во-первых, подтверждение с экспериментальной точностью законов движения (конечных наблюдаемых результатов) вовсе не может являться доказательством и оправданием всех методов, с помощью которых можно прийти к этим результатам. В научной теории как конечные результаты, так и исходные положения и промежуточные рассуждения и выкладки должны быть верны сами по себе! Во-вторых, из ошибочности основных положений специальной теории относительности о пространстве и времени вовсе не следует возврат к классической механике со статическими силами для описания реального движения частиц. Это две никак не связанные теории. Классическая механика - это модельная теория; она предполагает: тела абсолютно твердыми; столкновения двух материальных точек (фактически, двух абсолютно твердых упругих шаров, радиусы которых в пределе устремлены к нулю) абсолютно упругими; кинетическая энергия и импульс полностью сосредоточены в движении тела как целого и обмен ими происходит мгновенно. Ни классическая механика, ни теория относительности не изучают процессы внутри сталкивающихся частиц; при больших скоростях появляется лишь дополнительный вопрос об учете конечности скорости передачи взаимодействий.

Естественно, что учет конечности времени передачи и распространения взаимодействий приводит к изменению реально наблюдаемого движения частиц. Появляется дополнительная зависимость величин от скорости, например, для эффективной массы (точнее для эффективной силы). Качественно это можно понять из следующей элементарной механистической модели. Рассматриваем одномерный случай. Пусть источник постоянно и равномерно испускает одинаковые частицы, летящие с некоторой постоянной скоростью $v_1$ вдоль некоторой прямой. В какое бы место этой прямой мы не поместили покоящееся пробное тело, на него будет действовать постоянная сила давления (от налетающих частиц). Если же позволить пробному телу двигаться от источника со скоростью $v$, то число достигающих его частиц в единицу времени уменьшится. Это можно интерпретировать как уменьшение эффективной силы или увеличение эффективной массы. В пределе $v\rightarrow v_1$, когда свободное пробное тело ускорится под действием частиц, эффективная масса стремится к бесконечности (правильнее сказать эффективная сила стремится к нулю).

Разумеется, выводить количественные зависимости из этой классической механистической модели нельзя, так как сами столкновения нельзя считать абсолютно упругими и мгновенными. Напомним только, что существует классическая модель Лоренца (деформируемый шар), которая описывает динамику электрона ($m_{\perp}$ и $m_{\mid\mid}$). Возможно также получение классического уравнения движения частиц на пути нелокальности или нелинейности [14,15,81]. Релятивистские эффекты можно также получать, предположив изменение эффективного заряда. В планы настоящей книги не входит анализ всех возможных альтернативных путей развития механики и выбор между ними.

Перейдем теперь непосредственно к релятивистской динамике. СТО совершенно непоследовательна при рассмотрении ускорений и, вообще, динамики частиц. Преобразования Лоренца, из которых следует вся СТО, не могут накладывать ограничений на ускорения тел и на изучение ускоренных систем. Однако, в этом случае ряд нестыковок СТО с экспериментом стал бы слишком заметным. Поэтому СТО искусственно декларирует, что изучение ускоренных (неинерциальных) систем - это прерогатива ОТО. Но последовательное применение этой декларации оставило бы от СТО только сами преобразования Лоренца и закон сложения скоростей (то есть часть кинематики). Чтобы поднять "значимость" теории, сначала в СТО формально математически вычисляют 4-ускорение, а затем формально "выводятся" уравнения релятивистской динамики. Но как же быть с преобразованием сил? В этом случае вопреки собственной декларации приходится преобразовывать одну ускоренную частицу (при $v\ne 0$) в "другую" ускоренную частицу (при $v=0$). Преобразование электромагнитных полей тоже противоречит заявленным самоограничениям, так как поля, введенные общепринятым образом, отражают только действие электромагнитных сил (силовой подход) и ничего более. Казалось бы "значимость" теории можно поднять, объявив эквивалентность подходов СТО и ОТО. Однако, в ряде задач применение СТО и ОТО приводит к разным количественным результатам. Эти нестыковки приводят к необходимости жертвовать какой-то из релятивистских теорий (вернее обеими).