Изображение и Источник

Han Erim

7 мая 2012

ИЗОБРАЖЕНИЕ И ИСТОЧНИК

Программа Закон Alice Версия 5, которую я выпустил в 2005 году, стала значительным прорывом в области относительности. Однако в последующие годы, поработав над темой Изображения и Источника и увидев полученные результаты, я с удивлением обнаружил, насколько много пробелов содержит тема относительности. Я с полной уверенностью могу сказать, что не зная тему Изображения и Источника, невозможно понять электромагнитное взаимодействие, относительность, а тем более физику. Теперь я говорю это открыто везде.

Тема Изображения и Источника впервые была включена в Закон Alice в ноябре 2009 года с моей публикацией под названием "Призрак и Источник". С этой темой теория относительности в Законе Alice восполнила свои пробелы, особенно в двух направлениях: замедление времени и деформация длины.

Понятия изображения и источника описывают два состояния объекта. Изображение — это визуальное представление объекта, а источник — сам объект. Все объекты либо отражают свет, падающий на них, либо сами излучают электромагнитные волны. Мы видим объекты благодаря этим электромагнитным волнам. Важно понимать, что когда мы смотрим на объект, мы видим не сам объект, а изображение, которое создается поступающими от него сигналами.

В Законе Alice изображения объектов называются ПРИЗРАКАМИ (англ. GHOST), а сами объекты — ИСТОЧНИКАМИ (англ. SPRING). (В английском, возможно, слово Fountain подошло бы лучше, но здесь используется Spring). Источники — это электромагнитные излучатели, то есть сами объекты, а Призраки — это изображения, которые мы видим как результат излучения источников.

Понятия Призрак (Ghost) и Источник (Spring) особенно важны для относительности, потому что эффекты относительности, такие как замедление времени и деформация длины, проявляются именно в изображениях объектов. В этом контексте теория относительности Закона Alice отличается от современной как по логике, так и по результатам.

Фигура 1 Хотя наша тема — электромагнитное взаимодействие, начать с примера, связанного со звуком, будет уместно.

Представим быстро движущуюся скорую помощь, включившую сирену. Когда звук сирены достигает наблюдателя, тот смотрит в сторону, откуда исходит звук. Если скорая проезжает достаточно далеко и быстро, наблюдатель не увидит её в том направлении, куда смотрит. Потому что между реальным положением скорой и направлением взгляда возникнет существенное расхождение. Возможно, и вы сталкивались с подобной ситуацией. Звук движется со скоростью 340 м/с — это довольно быстро, но в повседневной жизни достаточно медленно, чтобы мы могли наблюдать подобные явления.

Фигура 2 Пример со скорой помощью на предыдущей странице, использующий звук, в равной степени применим и к свету. Если бы свет двигался не со скоростью 300 000 км/с, а со скоростью звука — 340 м/с, в повседневной жизни возникали бы очень схожие ситуации.

В этом примере скорая посылает не звук сирены, а своё собственное изображение. Сигналы, несущие изображение скорой (электромагнитные волны), достигают наблюдателя, и тот смотрит в направлении, откуда пришел сигнал. Однако между светом и звуком есть тонкое различие: в данном случае наблюдатель увидит изображение транспортного средства именно в том направлении, откуда прибыл сигнал. Потому что сигналы пришли из этого направления. С другой стороны, после того как сигнал вышел, транспортное средство продолжило движение, и в момент, когда сигнал достигает наблюдателя, скорая уже будет в другом месте.

Здесь мы можем увидеть определения Изображения и Источника. Согласно терминологии Закона Alice, сама скорая — это ИСТОЧНИК, а то, что видит наблюдатель — это изображение скорой, то есть ПРИЗРАК. Такое специальное название крайне важно для понимания относительности. Когда говорится, что источник объекта находится в одной координате, а призрак — в другой, становится абсолютно ясно, о чем идет речь.

Фигура 3 Конечно, свет движется с невероятной скоростью 300 000 км/с. Поэтому, чтобы действительно наблюдать эффекты Призрака и Источника, необходимы большие расстояния и высокие скорости. Особенно в наблюдениях удалённых небесных тел эти эффекты проявляются очень отчетливо.

Здесь наблюдатель смотрит в сторону планеты Нептун через телескоп. Рассмотрим электромагнитные сигналы, исходящие от планеты в момент, когда она находилась в позиции A. Эти сигналы доставляют изображение планеты до наблюдателя. Пока сигналы движутся к наблюдателю, планета продолжает своё движение по орбите. В момент, когда сигнал доходит до наблюдателя, он видит планету в позиции A, тогда как сама планета находится уже в позиции B.

Следовательно, мы всегда можем говорить о двух понятиях: о том, что мы видим, и о том, что происходит на самом деле. То, что мы видим — это всегда изображения, то есть призраки. Призраки нам видимы, но они не отражают реального положения вещей. В то время как сами объекты — то есть Источники — являются реальностью, но они никогда не видимы.

Лучший пример для объяснения темы Призраков и Источников — это, конечно, небесный свод. То, что мы видим, — это изображение неба, пришедшее к нам из прошлого. Когда мы смотрим на звёзды, мы видим их такими, какими они были миллионы лет назад. Эти изображения проделали путь через космос на протяжении тысяч и миллионов лет, прежде чем достичь нас. Некоторые из звёзд, которые мы видим, давно уже исчезли, но мы по-прежнему воспринимаем их как существующие. Небо — это настоящий рай для призраков.

На самом деле вы уже знаете об этой ситуации с небом. Но тема Призраков и Источников, конечно же, не так проста. Небо показывает нам лишь зацепку. Если мы ухватимся за эту нить и начнём следовать по ней, спрашивая себя, куда она ведёт, мы увидим, как тема становится всё более глубокой.

Фигура 4 В нормальных условиях электромагнитное излучение объектов является непрерывным. Давайте сделаем анимацию, которую мы видели ранее, непрерывной.

Сигналы, исходящие от планеты, достигают наблюдателя. Наблюдатель смотрит в том направлении, откуда пришёл сигнал, и видит изображение планеты, то есть её призрак. Саму планету (Источник) он никогда не увидит.

Чтобы сделать детали события более понятными, мы передаём изображения в разрозненном виде. С помощью ползунка можно уменьшить интервал отправки изображений и ускорить анимацию.

Из представленной информации можно сделать важный вывод: Призрак и Источник движущегося объекта всегда находятся в разных координатах. Чем быстрее движение и чем дальше осуществляется наблюдение, тем больше расстояние между координатами Призрака и Источника.

Фигура 5 Здесь мы рассматриваем принципы. Конечно, мы не можем создавать анимации на скорости света, но это не столь важно. Главное — понять, как ведёт себя свет, и увидеть основные принципы.

В этой анимации фонарик направлен в сторону наблюдателя. Свет от лампы фонаря идёт к наблюдателю. Перемещайте фонарь мышью и наблюдайте, где наблюдатель видит свет фонаря.

В одном световом пучке содержится бесчисленное количество фотонов. В анимации каждый маленький жёлтый прямоугольник представляет один фотон (одну электромагнитную волну). Каждый фотон движется по прямой к своей цели.

Здесь делается ещё один вывод. Электромагнитная волна всегда распространяется по прямой. Но если источник света и цель его попадания движутся относительно друг друга, траектория света становится изогнутой.

Фигура 6 Где виден призрак объекта?

Это действительно замечательный вопрос, потому что, начав искать на него ответ, вы в конечном итоге придёте к математике (c+v)(c−v) и понятию поля. Это один из путей, ведущих к Теории Относительности Закона Alice.

В данном примере наблюдатель неподвижен, а мяч движется. Поэтому ответить на вопрос, где будет виден призрак, достаточно просто. Наблюдатель увидит призрак мяча в той точке, откуда, по его системе отсчёта, вышел сигнал.

Фигура 7 Если наблюдатель движется, а мяч неподвижен, где тогда наблюдатель увидит призрак мяча?

Видите, тема начинает становиться сложной, не так ли? Прежде всего, скажу, что без понимания ПОЛЯ ответить на этот вопрос действительно трудно. Позвольте дать краткий ответ, потому что подобные ситуации будут встречаться нам ещё не раз.

Наблюдатель движется в направлении красной стрелки. Мы рассматриваем сигнал, вышедший из положения [x1,y1,z1] относительно системы отсчёта наблюдателя. Когда сигнал достигает наблюдателя, он увидит мяч (его призрак) в координатах [x1,y1,z1]. Однако в этот момент мяч относительно системы отсчёта наблюдателя будет находиться уже в координатах [x2,y2,z2]. Если вы выберете опцию «Показать поле» в радио-кнопках, вам будет легче интерпретировать происходящее.

flash

Фигура 8 Рассмотрим объекты, находящиеся в относительном движении друг к другу. Допустим, у нас есть устройство телепортации, и мы можем телепортироваться на любой из этих объектов. Мы телепортируемся на один из объектов. Можем ли мы определить его скорость? Нет, не можем, потому что без использования другой системы отсчёта мы не можем узнать, движемся ли мы. Мы можем определить только относительную скорость по отношению к другим объектам. С другой стороны, мы можем считать, что объект, на котором мы находимся, неподвижен. Мы можем сказать: «Я покоен, а другие объекты движутся». Вы поняли это правило? Если вы действительно поняли сказанное здесь, то больше не будете удивляться. На самом деле речь идёт о весьма древнем законе.

Фигура 9 В нашем первом примере наблюдатель был неподвижен, а мяч — в движении. Во втором примере — наоборот: наблюдатель двигался, а мяч оставался неподвижным. Таким образом, оба случая полностью эквивалентны. Не важно, кто движется — наблюдатель, мяч или оба сразу. Важно лишь то, что две системы отсчёта находятся в относительном движении.

Вопрос о том, где наблюдатель видит мяч, легко объясняется, если мы рассматриваем ситуацию с точки зрения системы отсчёта наблюдателя. Движется ли он, в каком направлении или с какой скоростью — это не имеет значения. Даже если наблюдатель движется, мы можем принять его за неподвижного, а мяч — за движущийся, и легко определить, где будет виден призрак.

Фигура 10 Здесь приводится краткое резюме всего, что мы увидели в этом разделе. Главные герои — Alice и Безумный Шляпник.

Сигналы изображения Alice направляются к Шляпнику, а сигналы изображения Шляпника — к Alice. То есть они оба видят друг друга. Перемещайте Alice и Шляпника мышью. Это приведёт к перемещению их призраков.

Предположим, что между Alice и Шляпником проходит ось симметрии. События по обе стороны этой оси происходят одинаково. Если вы перемещаете Alice мышью и у неё возникает определённая ситуация, то точно такая же ситуация возникает и у Шляпника. Не имеет значения, кто из них движется.

О Призраке и Источнике

В этом разделе мы познакомились с понятиями Призрака и Источника. И основной акцент был сделан на их расположении. Конечно же, тема Призрака и Источника не так проста и не ограничивается тем, что мы здесь рассмотрели. Это понятие занимает очень важное место в Теории Относительности, потому что такие эффекты, как замедление времени и сокращение длины, происходят исключительно в визуальных изображениях объектов, то есть в призраках.

Эта тема также имеет жизненно важное значение в Теории Электромагнетизма. Потому что, не зная её, невозможно в полной мере понять электромагнитную теорию.

Отложим в сторону научный аспект. Призрак и Источник — это, по сути, общеобразовательное знание. Потому что это базовые сведения по физике. Их необходимо преподавать и изучать уже на уровне средней школы. Поскольку это знание позволяет нам понять и интерпретировать вселенную, в которой мы живём.