Ошибся ли президент России? Загадка безапелляционной физики

Или «Инвариантная масса как белый флаг капитуляции релятивизма»

Данная статья была помещена на сайте http://www.inauka.ru/ . Так как сайт исчез, то я помещаю статью в Гайдпарке.
Вот статья:

Посетив в 2009 году родную школу, президент России Дмитрий Медведев написал на доске самую известную в мире физическую формулу. Президент не знал, что в наши дни эту формулу физики считают «безобразной». Президент не знал, что безапелляционные и повсеместные заявления авторитетных физиков об относительном характере входящей в эту формулу массы сменились на не менее безапелляционные и повсеместные заявления об ее абсолютности.
Ошибка президента, если это вообще ошибка, разумеется, не имеет никакого отношения к президенту. Показанный по телевидению случай с президентом скорее свидетельствует о непонимании физиками азов релятивистской физики, спорными положениями которой они морочат голову населению планеты вот уже более ста лет.

В конце мая этого года, находясь в Москве, я увидел по телевизору, как президент России Дмитрий Медведев, посетив школу, в которой он учился, написал на доске формулу .
Мы, в бытность нашу студентами, в давние 60-е годы тоже писали формулу, написанную Д. Медведевым, и связанную с ней, пожалуй, вторую по известности формулу для массы , растущей с увеличением скорости и входящей в формулу . Тогда же от преподавателей и из литературы мы узнавали, что обнаруженный в ускорителях рост массы движущихся частиц и обнаруженное увеличение времени жизни образующихся в верхних слоях атмосферы движущихся мезонов являются блестящими экспериментальными подтверждениями положений релятивистской физики, долгое время оспариваемых злобными и невежественными ретроградами – антирелятивистами.
Ретрограды-антирелятивисты не верили в то, что количественное содержание свойства (размер физической величины) объекта вообще и масса тела в частности, будучи принадлежностью объекта, может зависеть от места и условий определения этого количественного содержания свойства. Антирелятивисты не допускали и мысли о том, что количественное содержание свойства тела можно изменить, не оказывая физического воздействия на это тело, а перенося приборы или наблюдателя в другую систему отсчета. В философских дискуссиях об относительных физических величинах антирелятивисты Советского Союза опирались, чуть ли не на святые в те времена, положения диалектического материализма, не оставляющие в объективном материальном мире места релятивизму. Однако это антирелятивистам не помогло – они потерпели сокрушительное поражение от релятивистов, поскольку существование релятивистских величин – релятивистской длины, релятивистской массы, релятивистского времени – стало рассматриваться как общепризнанный факт, которому не способна была противостоять даже «единственно-верная» марксистско-ленинская философия.
Незнание вышеупомянутых мною двух формул или их антирелятивистская трактовка во времена нашего студенчества рассматривались как основание для «неуда» и приглашения к переэкзаменовке. Тех, кто сомневался в триумфе релятивизма на экзаменах по физике, постигала такая же кара, как и тех, кто на экзамене по диалектическому материализму рискнул бы стать на защиту релятивизма. Чтобы студенты не свихнулись от вопиющего противоречия между характеристиками, которые давались релятивизму в диамате и в физике, релятивизм разделили на хороший физический и плохой философский.
С тех пор утекло много воды, и отношение физиков к самым известным формулам изменилось. Незаметно для многих учителей и преподавателей, не говоря уж о президентах и премьер-министрах, хороший релятивизм поплошел, а формулы и авторитетнейшие физики объявили ошибочными. В то время как в школах и в технических вузах сегодня все еще можно схлопотать неуд от отставших от жизни преподавателей и учителей за незнание этих формул, на физических факультетах неуд уже можно заработать как раз за их знание.
В Советском Союзе и в нынешней России главным инициатором и идеологом снятия с пьедестала самых известных в народе физических формул является Л.Б. Окунь. Ведя борьбу с популярными формулами, Л.Б. Окунь – один из ведущих и авторитетнейших в России и за рубежом физиков – пропагандирует «уточненные» представления о массе, сформированные за последние десятилетия в мировой физике. Я взял слово «уточненные» в кавычки, поскольку, говоря об уточнении, нужно подразумевать полное переосмысление.
Л.Б. Окунь опубликовал много реформаторских статей и заметок, посвященных этому вопросу. Сегодня большей частью физиков-теоретиков не только в России, но и за рубежом положение о росте массы тела с увеличением его скорости (формула ) и формула , содержащая релятивистскую массу , считаются ошибочными, а не нужно забывать, что одно слово физика-теоретика стоит целой монографии «какого-нибудь» физика-прикладника. Массу в рамках осовремененных представлений предлагается считать инвариантной, т.е. не зависящей от скорости величиной, а если называть вещи своими именами, абсолютной. Медленно, но в заданном физическими реформаторами направлении меняются школьные и вузовские программы в части известных формул.
Победа реформаторам дается нелегко. В школах введению новой и неожиданной для многих трактовке общеизвестных истин было оказано и оказывается серьезное сопротивление.
На днях мне в руки попал российский школьный задачник прошлого года выпуска по физике с ответами (эти задачи, может быть, и в ЕГЭ фигурируют?). В одной из задач рассматривается масса тела, движущегося со скоростью v. В ответе используется формула . Сегодня в Москве во всех канцелярских магазинах продают тетрадку для школьных работ по физике, на обложке которой среди набора основных формул по физике красуется формула . Эта же формула и формула встречаются и в недавно изданном издательством МГТУ им. Н.Э. Баумана учебнике по квантовой механике (авторы: Л.К. Мартинсон и Е.В. Смирнов). В то же время во многих вузах России и за ее пределами студентов уже гонят с экзаменов за растущую со скоростью массу. Правда, в других вузах или даже в тех же самых вузах, но на других кафедрах, их пока еще гонят за обратное.
Чтобы читатель не подумал, что автор сих строк осуждает реформаторов или Л.Б. Окуня, замечу, что цель, которую я преследую в данной заметке, состоит не в том, чтобы выискивать правых и виноватых в баталиях вокруг «главных» физических формул, и не в том, чтобы дать решение проблемы, а только в том, чтобы показать, что проблема существует, и эта проблема, если не в физическом, то в мировоззренческом, философском плане чрезвычайно серьезная! Мало того, сам я принадлежу к сторонникам инвариантной массы, хотя и не в трактовке ее реформаторами. Л.Б. Окуня я, будучи во многом несогласным с ним, я считаю одним из самых честных физиков крупного масштаба. Он один из немногих, кто не побоялся вынести сор из избы.
Анализируя в статье, опубликованной в 1989 году в УФН (том 159, вып. 3, стр. 512-529), понятие релятивистской массы, Л.Б. Окунь отмечает, что вопреки школьной истине об относительности массы, масса от скорости не зависит, а понятие релятивистской массы не выдерживает критики. Там же Л.Б. Окунь пишет: «Ежегодно миллионами экземпляров тиражируются книги, которые вбивают в головы подрастающих поколений ложные представления о теории относительности. Этот процесс необходимо остановить». Формулу из-за вхождения в нее релятивистской массы в этой статье Л.Б. Окунь называет безобразной.
Кто же распространял или распространяет ложные представления о релятивистской массе?
Ложные представления – это указано Л.Б. Окунем – распространяли Борн, Фейнман, Паули. Распространял ложные представления и Ландау, который релятивистской массой в специальной и учебной литературе не пользовался, но 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). Л.Б. Окунь не упомянул еще очень многих распространителей ложных представлений – тех же Бергмана, Мёллера, Эддингтона. Т.е. сторонниками ложного тезиса об относительности массы были практически все физики, создававшие и развивавшие специальную теорию относительности. К Эйнштейну у Л.Б. Окуня вначале не было претензий. В своих ранних статьях Л.Б. Окунь в неправильности понимания формулы Эйнштейна не винил. А вот в последней статье досталось уже и Эйнштейну. Заметил Л.Б. Окунь и у него ложное представление. Правда, отражено это весьма своеобразно.
В журналах УФН (2008 г., т.178, №6) и в журнале «Квант» (2008 г., №5) опубликована одна и та же статья Л.Б. Окуня «Теория относительности и теорема Пифагора». В статье есть подраздел «Знаменитая формула», в которой Л.Б. Окунь пишет об ошибочности рассмотрения массы m, входящей в формулу , как массы тела, эквивалентной его полной энергии E. В УФН для специалистов написано: «Такое, на первый взгляд невинное, упрощение, к которому, к сожалению, нередко прибегал и сам Эйнштейн, приводит к недопустимой путанице в понимании основ физики».
А вот, та же цитата для детишек-школьников: «Такое, на первый взгляд невинное, упрощение приводит к недопустимой путанице в понимании основ физики».
То ли Л.Б. Окунь, то ли, скорее, редколлегия «Кванта» в варианте для впечатлительной молодежи убрали часть предложения: «к которому, к сожалению, нередко прибегал и сам Эйнштейн». Зачем убрали? Чего боятся популяризаторы «уточненных» истин? Выставить Эйнштейна в невыгодном свете? Но если Эйнштейн не прав, то шила в мешке не утаишь. Кстати, говоря об упрощении, «к которому, к сожалению, нередко прибегал и сам Эйнштейн», Л.Б. Окунь чего-то недоговаривает. Вряд ли он не знает, что в известной книге Питера Бергмана с предисловием Эйнштейна, прорецензированной и одобренной самим Эйнштейном, используются формулы и . Так что говорить здесь нужно не о каком-то эйнштейновском упрощении, а о позиции Эйнштейна, нравится это реформаторам или нет.
Кому же после всего этого должны верить школьники, студенты, учителя, методисты, инженеры и, наконец, президенты (а вся эта свистопляска с массой показывает, что веры в спорах о массе больше, чем объективных аргументов)? Окуню и Уилеру, наложившим вето на самые известные формулы, или Борну, Эддингтону, Бергману, Фейнману? Почему стало «не модным» верить Паули, который не только использовал формулу , но и отмечал, что этот результат, полученный первоначально Лоренцем, впоследствии был использован Планком и «позже подчеркнут, в частности Толменом» (В. Паули. Теория относительности. М., Наука, 1983г., стр. 122)? Слово «мода» по отношению к характеру массы, рядящейся то в релятивистское, то в инвариантное облачения, подходит не меньше, чем слово «вера». Как следует понимать реформаторов релятивистской физики? Готовы ли они признать, что основатели и проводники физического релятивизма не понимали ключевых моментов релятивистской физики, и их рассуждения об относительной массе оказались несостоятельными? Обратите внимание на то, что происходит в релятивистской физике. Из нее медленно, но уверенно вытесняется релятивизм. Завершается процесс вытеснения релятивистской массы из формулы . 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: «Надо заметить, что нам не известно ни одно прямое приложение формулы на практике».
Интересное замечание, особенно если вспомнить, что зависимость массы от скорости не спас даже тот факт, что, в рамках борновской дефиниции, она экспериментально наблюдается на практике – в ускорителях элементарных частиц. Выстоит ли релятивистская длина перед натиском «уточненных» представлений или это очередная «жертва» антирелятивистской (как бы парадоксально это не звучало) кампании физиков-релятивистов?

На сайте «Путеводитель В МИРЕ НАУКИ для школьников» отмечается, что утверждение об эквивалентности энергии и массы, следующей из формулы , «приводит лишь к путанице (а в прежние времена вело даже к ожесточенным идеологическим спорам)».
Вот, вот! «К ожесточенным идеологическим спорам»! Осталось только во всеуслышание объявить победителей в этих идеологических спорах и воздать им должное, хотя бы посмертно. А победителями следовало бы признать критиков релятивизма как составной части физического идеализма. Но пока их – многих посмертно – только обливают грязью (см. А.С. Сонин. «Физический идеализм». История одной идеологической кампании. М., «Физико-математическая литература», 1994 г. Здесь свыше 200 страниц помоев на критиков физического идеализма).
Корректировки 2006-го года государственной программы по физике, дискуссионные статьи последних десятилетий о самых, вроде бы, безоговорочных физических положениях показывают, что в релятивистской физике есть спорные вопросы, и в этой связи совершенно непонятной становится яростная пропаганда того, чего нет в физике, – абсолютной ясности и завершенности.
К столетию публикации статьи А. Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» в мае 2005 года в разделе «Наука» сайта «Учительской газеты» была опубликована заметка рязанского учителя В.Б. Дроздова под названием «Политическая физика» (см. http://fiz.1september.ru/articlef.php?ID=200500903 ) Не знаю, о чем думали представители российской педагогики, помещая на педагогическом сайте юбилейную статью с таким названием. Не понимают педагоги, разместившие к столетию выхода в свет известной работы Эйнштейна на своем сайте эту статью, того, что ее название плохо стыкуется с юбилейной датой.
Подзаголовок заметки извещает читателя о том пугающем автора факте, что «В России до сих пор отрицают теорию относительности Эйнштейна». Подзаголовок, по задумке автора, должен повергнуть в шок всех, кто устремился в цивилизованный мир, где, по мнению автора, нет места отрицанию теории относительности. При этом под отрицанием теории относительности рязанский учитель понимает любое отклонение в суждениях физиков всех рангов от стерильных истин, которые преподносят сегодня учителя ученикам в школе.
Чтобы заранее отмести возражения несогласных с ним, В.Б. Дроздов начинает статью с напоминания, что «после 1919 года признание специальной теории относительности (СТО) и общей теории относительности (ОТО) в цивилизованном мире стало всеобщим». После такого напоминания защитник физических теорий цивилизованного мира принимается за старую песню, в которой подвергаются поруганию многократно поруганные советские физики, ставшие в первой половине прошлого века участниками естественных при становлении любого революционного учения дискуссий. По первое число прописывает В.Б. Дроздов и физикам, которые уже в более поздние времена пусть и не опровергали теории относительности, но что-то трактовали не так, как этого хотелось бы В.Б. Дроздову.
Сообщая о недопустимом в цивилизованном мире отрицании (в его понимании!) теории относительности и громя многократно громимых до него критиков теории относительности, В.Б. Дроздов не упоминает неоднозначности отношения к теории относительности в те годы и в других странах. Не упоминает он и того, что идеологические спекуляции сражающихся в Советском Союзе друг с другом физиков использовались с обеих сторон. Возвращаясь в прошлый век, В.Б. Дроздов забывает, что в наши дни к главнейшим принципам, которые, если и не выполняются, то провозглашаются в мире демократии, принадлежит право граждан иметь и выражать свое собственно мнение. Причем данное право провозглашается во всех областях общественной и научной жизни, включая физические теории, и, разумеется, теорию относительности. Увы, о существовании иной, нежели школьная, точке зрения В.Б. Дроздов просто не слышал. Впрочем, в этом он не одинок. «Мое удивление еще больше возросло, когда обнаружилось, что большинство членов комиссии – педагоги и методисты – вообще не слышали о том, что существует какая-то иная точка зрения», - писал Л.Б. Окунь в заметке о понятии массы (УФН, том. 158, вып. 3, стр. 528).
Так что, запугивая читателей «Учительской газеты» вольнодумием российских граждан в области безапелляционной физики, В.Б. Дроздов отстал от текущего момента не на один десяток лет.
«Физики партийцы», «физическое невежество Тимирязева», Миткевич - «бездарный физик, оказавшийся политическим провокатором и придумавший иезуитский вопрос про два магнита», «беглый физик Максимов», - вот такими терминами украшает свою юбилейную статью В.Б. Дроздов. Способность преподавателя физики, подхватывающего занафталиненные характеристики участников баталий прошлого столетия, назвать вопрос «про два магнита» иезуитским наводит на грустные размышления.
Бедная российская школа, если ее лучшие преподаватели (а Дроздова в его родной Рязани относят к таким) учат школьников не думать, искать и сомневаться, а выискивать иезуитство в неудобных вопросах!
Помянув добрым словом, принятое в шестидесятых годах прошлого века решение президиума АН СССР об исключении из рассмотрения опровержений теории относительности, В.Б. Дроздов сокрушается, что в Советском Союзе продолжало оставаться, как он пишет, «хорошим советским тоном делать поучения великим физикам Запада с позиций «вечно живого» учения – марксистско-ленинского диамата».
Воздав должное «великим физикам Запада», В.Б. Дроздов обрушился на К. Путилова и В. Фабриканта – авторов учебника физики, возражавших против названия «общая теория относительности» и на Я. Терлецкого, считавшего название «теория относительности» неверным. В.Б. Дроздова крайне возмущает, что в России находятся люди, имеющие собственный взгляд на название теории.
При этом В.Б. Дроздов, по-видимому, не знает, что название «теория относительности» не нравилось многим специалистам по теории относительности. Неточным название «общая теория относительности» считал Фок, которого В.Б. Дроздов, наверное по оплошности, занес в список прогрессивных физиков. О неточности названия «общая теория относительности» писал Я.А. Смородинский. Названием «принцип относительности» был не доволен создатель концепции четырехмерного мира Г. Минковский. Мало того, Г Минковский предлагал переименовать принцип относительности в принцип абсолютного мира.
И тишина. Никакой реакции на всю эту сомнительную политико-физическую мешанину В.Б Дроздова. Правда, на страничке http://fiz.1september.ru/2005/20/cont20.htm было приглашение к обсуждению заметки А.В. Беркова, Н.Д. Козловой, И.Д. Вороновой, С.Я. Ковалевой, В.М. Чаругина «По поводу "Политической физики" В.Б. Дроздова». Однако саму заметку и обсуждение куда-то стыдливо спрятали. Как у Ильфа и Петрова: "Переводчик кланялся и благодарил, приглашал в гости, но адреса почему-то не оставил".
Замечу, что при всем критическом отношении к позиции В.Б. Дроздова, я не считаю ее чем-то из ряда вон выходящим. Когда я был помоложе, то рассуждал немногим менее радикально (если вообще менее радикально), чем В.Б. Дроздов. Так что «сражаясь» здесь с Д В.Б. Дроздовым, я сражаюсь и с самим собой образца шестидесятых-семидесятых годов. Позиция В.Б. Дроздова (как и та моя прежних лет!) выросла на давным-давно подготовленной почве релятивизма. А почва эта унавожена, но не плодородна. Берущее начало еще в Советском Союзе и продолжающееся в России физическое политпросвещение, построенное на противопоставлении «невежественных» советских «физиков-партийцев» прогрессивным «великим физикам Запада», принесло плоды, которые и критикам «физиков-партийцев» оказались не по вкусу, и российской физике вредны.
Критики «физиков-партийцев», отвергавших эйнштейновский релятивизм, желают они того или нет, должны признать, что, по крайней мере, в вопросе о массе позицию противников релятивизма нельзя безоговорочно считать ошибочной. Понятие релятивистской массы через сто лет после ее введения повсеместно признается несостоятельным и вытесняется понятием инвариантной (абсолютной!) массы.
Вред, нанесенный российской физике, состоит в том, что у многих молодых российских физиков, наслушавшихся страшилок о дурном влиянии антирелятивистского «вечно живого учения – марксистско-ленинского диамата» на науку, выработалось враждебное отношение и к диалектическому материализму («диамату»), и к философии вообще. «Физика без философии!» – вот девиз многих российских физиков. Надо сказать, этот девиз, вполне отвечал бы задаче научной школы, если бы такой задачей являлась подготовка научных кадров, нужных «цивилизованному Западу». Цивилизованному Западу от нецивилизованных стран в первую очередь нужны специалисты, знающие физику-ремесло, способные выполнять большие объемы самой сложной и рутинной работы, но не претендующие на ведущие роли в формировании научного мировоззрения. Сами же западные ученые знали и знают цену философии, содержащейся в физической теории. Еще Макс Лауэ писал: "Мало того, экспериментально было бы невозможно произвести выбор между этой теорией (теорией Лорентца) и эйнштейновской теорией относительности, и если, тем не менее, теория Лорентца отошла на задний план, - хотя она еще имеет сторонников среди физиков, - то это произошло, без сомнения, в силу оснований философского характера" (М. Лауэ, Принцип относительности. Новые идеи в математике, сборн. N 5. Спб. Издательство "Образование", 1914, стр. 34).
Философия играла огромную роль в становлении теории относительности и играет ее в наши дни. Выбор между релятивистской массой и массой инвариантной также не может быть произведен экспериментально, и то, что релятивистская масса в последние полтора-два десятилетия отошла на задний план также «произошло, без сомнения, в силу оснований философского характера».
Презренную мировоззренческую работу цивилизованный Запад готов и способен взять на себя. Но заинтересована ли Россия в подготовке физиков с атрофированным философским мышлением?
История с самыми известными в мире физическими формулами лишний раз показала, что в релятивистской физике все не так просто и не так однозначно, как это представляют защитники единственно верных мнений в физике. Физики-релятивисты не смогли одержать победу над философами-антирелятивистами.
Так всё же! Повторил ли президент России Медведев ошибку авторитетнейших физиков 20-го столетия, написав «устаревшую» формулу?

В.Н. Матвеев
29.07.09

P.S. Недавно, находясь в Майами, я листал книгу Георгия Гамова. В предисловии говорится, что Г. Гамов был физиком уровня Эйнштейна, а в самой книге Гамова используется «неверная» формула для релятивистской массы. Каких либо комментариев по поводу того, что эта формула устарела, в книге нет.
Рядом с книгой Гамов на книжной полке стояла книга “Why does ?” (Изд. “Da Capo Press”, 2009 г. Авторы B. Cox и J. Forshaw). В этой книге молодые физики, отдавая дань моде, уже не используют формулу и обходят проблему релятивистской массы тем, что под массой в формуле понимают не релятивистскую, как это понималось ранее, а инвариантную массу, которая называлась массой покоя и обозначалась значком . Формула у Б. Кокса и Дж. Форшоу остается, а смысл меняется. Такой подменой физического смысла понятия, скрывающегося за значком , без труда можно затушевать факт существования в течение многих десятилетий «ложных представлений» о релятивистской массе. А если при этом расправиться с остальными релятивистскими величинами (а сделать это на дефиниционном уровне не составляет труда), то, переименовав принцип относительности Галилея-Эйнштейна в принцип абсолютного мира Минковского, можно будет еще столетия рассказывать народу о триумфе физики абсолютного мира Эйнштейна-Минковского, которая по чисто историческим причинам, почти в шутку, называлась релятивистской и подвергалась нападкам со стороны не понимавших шуток антирелятивистов.
Впрочем, этого не будет. Физики споткнутся об абсолютный мир Минковского так же, как они споткнулись об эйнштейновский релятивизм. Они споткнутся, так как смешали физику с философией, философов от решения мировоззренческих вопросов, возникающих в этом физико-философском конгломерате, оттолкнули, а сами ни одного философского вопроса должным образом решить не смогли.
Если проследить за ходом спора о релятивистской массе и о формуле , то физиков можно заподозрить в непонимании азбучных истин. Ведь релятивистская масса и формула - это начала начал релятивистской физики, а ясности этих начал как не было, так и нет. Смену моды на массу – с релятивистской на инвариантную – вряд ли можно назвать достижением ясности.

Вадим Матвеев,
Вильнюс,
http://www.theoryrelativity.com/