В настоящей книге в развлекательной форме элементарными средствами классической физики сымитированы релятивистское время и релятивистские эффекты специальной теории относительности Эйнштейна --- лоренцевское сокращение, замедление времени, релятивистские эффекты Доплера, эффект Скобельцына---Белла, релятивистское сложение скоростей. Выведены преобразования Лоренца. Показаны пути имитации четырехмерного пространства-времени.
Книга адресована широкому кругу читателей --- от неравнодушных к физике школьников до специалистов, занимающихся или интересующихся моделированием и интерпретацией кинематических эффектов специальной теории относительности.
О книге
Специальной теории относительности Эйнштейна и ее приложениям посвящено большое количество книг, брошюр и статей самого разного уровня -- от строгих, предельно математизированных и предназначенных для специалистов узкого профиля до научно-популярных. Значительная часть популярных книг по специальной теории относительности написана в развлекательной форме на примерах эйнштейновских поездов или ракет, мчащихся относительно друг друга с субсветовыми скоростями и населенных юркими наблюдателями. Такая форма оказывается возможной благодаря тому, что при всей сложности самой специальной теории относительности и ее приложений, ее первичные основы и принципы чрезвычайно просты и наглядны. Простота и наглядность основ специальной теории относительности стала причиной того, что к обсуждению реально существующих в специальной теории относительности проблем, которые, как правило, имеют интерпретационный и терминологический характер, подключились неспециалисты. И если специалистами, например, вопрос о справедливости преобразований Лоренца вообще не ставится -- преобразования Лоренца на практике подтвердили свою справедливость не только в теоретической физике, но и в инженерных расчетах, -- то среди неспециалистов попадается немало людей, готовых подвергнуть сомнению справедливость и преобразований Лоренца, и следующих из них положений о лоренцевском сокращении и замедлении времени. Последнее не заслуживало бы упоминания (в демократическом обществе каждый вправе выбирать себе объект веры), если бы скептицизм в рассмотрении релятивистской кинематики не проник в методические материалы, претендующие на серьезность. Примером тому могут служить "Рекомендации по изложению СТО с учетом требований Стандарта", размещенные в Интернете на сайте "Физика" учебно-методической газеты издательского дома "Первое сентября". В рекомендациях сначала отмечается, что "вопрос об измерении длины движущегося тела -- непростой", затем упоминается обнаруженный "через 50 лет после смерти Эйнштейна" эффект визуальной сохранности формы шара в разных системах отсчета и наконец с учетом этого эффекта делается вывод, что "единственно правильным, на наш взгляд, решением в такой ситуации является отказ от изложения этого вопроса и от всех связанных с ним задач". Далее делается замечание: "Надо заметить, что нам неизвестно ни одно прямое приложение формулы [формула] на практике".
Вместе с тем никакого противоречия эффекта визуальной сохранности формы шара лоренцевскому сокращению нет. Этот эффект хорошо знаком специалистам и известен как эффект Террела--Пенроуза. Мало того, визуальная сохранность формы шара теоретически предсказана (экспериментально эффект не наблюдался) с учетом метрологического лоренцевского сокращения, т.е. С учетом эффекта, следующего из преобразований Лоренца.
В этой связи книга В.Н.Матвеева и О.В.Матвеева весьма своевременна. Будучи развлекательной по жанру, она отличается от многих книг подобного рода тем, что в ней рассматриваются не сами кинематические эффекты СТО, а сходные с ними эффекты, смоделированные авторами на примере групп барж, которые покоятся и движутся по поверхности воды с привычными для нас "земными" скоростями. В силу ее развлекательного характера книга предназначена в первую очередь для тех, кто, почерпнув знания из популярной литературы, воспринял релятивистские явления как чуть ли не таинственные и выходящие за рамки наших земных представлений о материальном мире. Брошюра, если можно так выразиться, опускает любителей фантазий с небес на грешную землю. Излагая материал, авторы отказались от использования приема с наблюдателями, заменив последних приборами (техническими средствами). Такой прием позволил снизить налет субъективности, присутствующий в публикациях с использованием наблюдателей. Этот же прием позволил сымитировать релятивистское время, в масштабах которого работают приборы имитации и принципиально не могут работать наблюдатели.
Книга будет интересна широкому кругу читателей. Показанную в книге возможность имитации основных кинематических явлений релятивистской механики в среде не следует соотносить с существованием мировой среды. Во-первых, такая возможность согласуется с известной специалистам формальной тождественностью лоренцевской и эйнштейновской картин мира, а во-вторых, описанная в настоящей книге имитация охватывает лишь малую толику явлений, рассматриваемых в специальной теории относительности, и не распространяется, например, на динамику и электродинамику.
Доктор физико-математических наук, профессор
А.А.Рухадзе,
лауреат Государственных премий
и Ломоносовской премии 1-й степени,
заслуженный деятель науки России
Издание: обложка.
Параметры: формат: 60x90/16, 114 стр.
