Закон Alice и Теория Относительности
Раздел 3
Принципы зрения и восприятия в электромагнитном взаимодействии
ПРИЗРАК И ИСТОЧНИК
Han Erim
29 апреля 2011
Какие эффекты мы будем наблюдать в относительности, можно увидеть, изучая результаты математики (c+v)(c-v). Однако, прежде чем перейти к результатам, я хочу сделать здесь отступление и затронуть тему «зрения и восприятия в электромагнитном взаимодействии». Эта тема действительно чрезвычайно важна, потому что если пренебречь ею и пытаться изучать относительность, получаемое знание уменьшится вдвое. Хотя я уже давно работаю над Законом Alice, важность этой темы я смог полностью осознать лишь спустя годы. С добавлением этой главы Закон Alice действительно сделал большой скачок, и недостающие детали в теории относительности стали яснее.
Спектр электромагнитных волн чрезвычайно широк. Человеческий глаз воспринимает лишь крайне узкий диапазон этого спектра. Мы называем его видимым светом. Поскольку в этой главе речь пойдёт о зрении, я буду использовать именно видимый свет. Но это не является ограничением: принципы, которые я изложу, без исключений справедливы для всех электромагнитных волн, независимо от длины волны.
Принципы зрения и восприятия в электромагнитном взаимодействии
Чтобы мы могли сказать, что событие произошло, информация о событии должна дойти до нас от места его возникновения. Вестник, который доставляет нам информацию о происходящем вокруг нас, — это прежде всего свет, то есть электромагнитное взаимодействие. В природе каждое тело постоянно излучает вокруг себя электромагнитные волны. Наши глаза, чувствительные к электромагнитному взаимодействию, воспринимают эти волны, возникающие в результате излучения, и благодаря этому мы видим окружающий мир.
Зрение напрямую связано с относительностью. В предыдущих главах мы увидели, что механизм электромагнитного взаимодействия подчиняется правилам математики (c+v)(c-v). Следовательно, механизм зрения также определяется правилами этой математики. Однако при рассмотрении зрения есть дополнительные детали, на которые необходимо обратить внимание. Эти детали касаются того, где и как будут видны изображения объектов. Математика (c+v)(c-v) даёт нам эту информацию, но делает это скрыто. Поэтому при невнимательном подходе эта важная деталь может быть упущена.
При изучении относительности обязательно следует учитывать следующие три принципа.
1) Положение изображения движущегося объекта и реальное положение объекта находятся в разных местах.
2) На изображении движущегося объекта всегда присутствует деформация.
3) Электромагнитные волны обладают пакетным свойством.
Под движущимся объектом я подразумеваю объект, движущийся относительно нас; я не имею в виду наше собственное движение.
Положение изображения движущегося объекта и реальное положение объекта находятся в разных местах:
Сигнал, приходящий к нашим глазам от движущегося объекта, должен пройти
расстояние между точкой отправления и глазом, и на это требуется
определённое время. Пока сигнал движется к месту назначения, объект,
отправивший сигнал, продолжает движение. Поэтому в момент наблюдения
изображение объекта и его реальное положение всегда находятся в разных
координатах. Ниже вы найдёте эту тему подробнее под заголовком ПРИЗРАК И ИСТОЧНИК.
На изображении движущегося объекта всегда присутствует деформация:
Относительность в целом — это деформации, возникающие в
электромагнитном взаимодействии. Если электромагнитные волны, несущие к
нам изображения, деформированы, то деформируется и переносимое ими
изображение, и в момент наблюдения объект выглядит деформированным.
Электромагнитные волны, излучаемые движущимися объектами, неизбежно
подвергаются деформации, а значит, деформируются и переносимые ими
изображения. Самый простой пример деформации электромагнитных волн —
изменение длины волны. В качестве примеров можно привести красное или
синее смещение длины волны света, приходящего к нам от звёзд, а также
то, что скорость хода часов на спутнике, измеренная с Земли,
оказывается иной.
Электромагнитные волны обладают пакетным свойством:
Зрение
— это также синтез. Вокруг нас много объектов: одни находятся далеко,
другие близко. Сигналы, приходящие от объектов на разных расстояниях и
в разных местах, всегда достигают глаза в виде пакета. В одном и том же
пакете может находиться сигнал, отправленный годы назад, и сигнал,
отправленный всего несколько наносекунд назад. Например, когда мы
смотрим на звёзды из-под дерева, мы видим и звёзды, и ветви дерева. В
любом временном срезе процесса зрения есть сигналы и от дерева, и от
звёзд. В следующих главах мы увидим, что причина возникновения
деформации пространства и длины связана именно с этим пакетным
свойством электромагнитных волн.
ПРИЗРАК И ИСТОЧНИК
В Законе Alice источники электромагнитных волн называются Источник, а образные изображения объектов — Призрак. Видимое положение (Призрак) движущегося тела и реальное положение тела (Источник) всегда находятся в разных координатах. Призрак и Источник являются чрезвычайно важными понятиями в относительности, поскольку визуальные эффекты относительности всегда проявляются именно на образных изображениях тел, то есть на призраках.
Не стоит недооценивать значение призраков в относительности. Достаточно посмотреть на ночное небо, чтобы увидеть их. Ни одна из звёзд, которые мы видим, на самом деле не находится в тех местах, где мы их видим в данный момент. Некоторые из них исчезли миллионы лет назад. Тем не менее мы продолжаем видеть их так, словно они всё ещё там. Всё, что мы видим на небе, — это лишь образные изображения звёзд, то есть их призраки.
Образные изображения не следует загонять в жёсткие мысленные рамки. Измерение сигнала со спутника, отслеживание сигнала на радаре, наблюдение за звёздами через телескоп, просмотр футбольного матча, телевидение, радиосвязь или вождение автомобиля в конечном итоге основаны на одном и том же принципе — интерпретации приходящих электромагнитных волн. Независимо от того, наблюдаем мы или измеряем, мы можем взаимодействовать лишь с теми электромагнитными волнами, которые доходят до нас. Если мы взаимодействуем с деформированными электромагнитными волнами, эта деформация неизбежно приводит к различиям в нашем восприятии, интерпретации и измерениях.
ПРИЗРАК И ИСТОЧНИК
В этой части я рассмотрю, где наблюдаются образные изображения. То, как возникают деформации, будет рассмотрено в последующих разделах.
ПРИЗРАК И ИСТОЧНИК – Пример 1:
Прежде всего давайте чётко увидим Призрак и Источник. Рассмотрим шар, движущийся относительно наблюдателя, и по пунктам запишем, как происходит акт зрения в соответствии с Законом Alice. (Анимация, Рисунок 1)
- Шар находится в движении. Мы рассматриваем момент, когда шар излучает свет, находясь в точке (x1,y1,z1). Для наблюдателя точкой выхода сигнала является координата (x1,y1,z1).
- Сигнал, направляющийся к наблюдателю, распространяется в поле наблюдателя.
- За время, пока сигнал достигает наблюдателя, шар продолжает своё движение.
- Сигнал достигает наблюдателя. Время распространения сигнала определяется следующим образом:
время = расстояние между точкой выхода сигнала (x1,y1,z1) и наблюдателем / постоянная скорости света (c)
Расстояние, пройденное шаром за то же время: расстояние = скорость шара × время - Когда сигнал достигает наблюдателя, наблюдатель видит изображение шара в координате (x1,y1,z1).
- В момент, когда наблюдатель видит изображение шара, сам шар находится в координате (x2,y2,z2).
- В момент наблюдения, когда изображение шара (Призрак) находится в координате (x1,y1,z1), сам шар (Источник) находится в координате (x2,y2,z2).
В результате, если присутствует движение, Призрак и Источник всегда находятся в разных координатах. То, что мы видим, всегда является Призраком, а Источник тела (даже если тело покоится) никогда непосредственно не наблюдается.
Flash 1
Выбор системы отсчёта
В повседневной жизни мы наблюдаем события вокруг нас из нашей собственной системы отсчёта. Мы описываем и интерпретируем события относительно самих себя. Это система отсчёта с центром в «Я». Можно сказать, что приведённый выше пример также относится к этому классу, поскольку система отсчёта наблюдателя и наша система отсчёта были неподвижны относительно друг друга. Однако в физике иногда необходимо понять, как выглядит событие, если смотреть на него из другой системы отсчёта. В этом случае нам нужно изменить систему отсчёта и мыслить соответствующим образом. Смотреть на события из иной системы отсчёта непривычно, поэтому это может быть трудно. Но это необходимо делать, и особенно в относительности такие исследования чрезвычайно важны.
ПРИЗРАК И ИСТОЧНИК – Пример 2:
Теперь перевернём наш предыдущий пример. Рассмотрим ситуацию, когда наблюдатель движется, а шар неподвижен, и определим, где наблюдатель увидит шар. Акт зрения снова запишем по пунктам. (Анимация, Рисунок 2)
- Наблюдатель находится в движении. Для наблюдателя мы рассматриваем момент, когда шар излучает свет, находясь в точке (x1,y1,z1). Для наблюдателя точкой выхода сигнала является координата (x1,y1,z1).
- Сигнал, направляющийся к наблюдателю, распространяется в поле наблюдателя.
- Поскольку наблюдатель движется, он перемещает своё поле в направлении движения. Следовательно, сигнал, распространяющийся внутри поля наблюдателя, переносится этим полем в направлении движения.
- Сигнал достигает наблюдателя. Время распространения определяется следующим образом:
время = расстояние между точкой выхода сигнала (x1,y1,z1) и наблюдателем / постоянная скорости света (c)
Расстояние, пройденное наблюдателем за то же время: расстояние = скорость наблюдателя относительно шара × время - Когда сигнал достигает наблюдателя, наблюдатель видит изображение шара в координате (x1,y1,z1).
- В момент, когда наблюдатель видит изображение шара, шар относительно наблюдателя находится в координате (x2,y2,z2).
- Таким образом, когда изображение шара (Призрак) находится в координате (x1,y1,z1), сам шар (Источник) находится в координате (x2,y2,z2).
Обратим внимание, что точка (x1,y1,z1) определена в системе отсчёта наблюдателя (в его поле). Движение наблюдателя не изменяет положение этой точки, определённой относительно него. Эта точка, в которую сигнал входит в поле наблюдателя, одновременно является и точкой, где наблюдатель увидит изображение шара.
Этим примером я хотел показать, насколько важно использовать понятие поля в относительности и насколько это упрощает задачу. Без обращения к понятию поля действительно трудно определить, где именно наблюдатель увидит изображение шара.
Flash 2
Краткое резюме раздела
Рассмотрим два тела A и B, движущихся относительно друг друга. Предположим, что мы находимся на одном из этих тел — пусть это будет A. Можем ли мы назвать скорость тела A, на котором находимся? Нет, конечно, не можем; не пользуясь другой системой отсчёта, мы не можем определить, движемся ли мы. В приведённом примере, поскольку имеется только тело B, мы можем назвать нашу скорость относительно B. С другой стороны, мы можем также принять себя за неподвижных; то есть сказать, что A покоится, а B движется. Аналогичную логику можно построить и для B: можно сказать, что B покоится, а A движется.
В нашем первом примере наблюдатель был неподвижен, а шар находился в движении. В другом примере наблюдатель движется, а шар неподвижен. В обоих случаях наблюдатель видит Призрак шара в одной и той же точке (x1,y1,z1). Оба события полностью тождественны. Неважно, движется ли наблюдатель, шар или оба одновременно. Важно лишь то, что две системы отсчёта движутся относительно друг друга. (Анимация, Рисунок 3)
Пример справа ясно показывает, как работает механизм (c+v)(c-v). Хотя это не сразу очевидно, в примере слева также присутствует та же математика (c+v)(c-v). Различие в видимости связано с тем, из какой системы отсчёта мы наблюдаем событие. Поведение света в обоих случаях определяется одной и той же математикой (c+v)(c-v).
Flash 3
Два важных физических постулата, на которых основан Закон Alice
Из-за их огромной важности я хочу сейчас упомянуть здесь два физических постулата Альберта Эйнштейна.
Теоретическая основа Закона Alice опирается на те же два физических постулата, которые Альберт Эйнштейн использовал при построении своей теории специальной относительности. Эти постулаты сформулированы следующим образом:
ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ:
Для всех систем отсчёта действуют одни и те же законы электродинамики и оптики таким образом, чтобы они включали все уравнения механики.
УНИВЕРСАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ СВЕТА:
Свет распространяется со скоростью c в пустом пространстве, независимо от скорости источника, из которого он излучается.
Вам может показаться, что постулат универсальной скорости света противоречит Закону Alice. Однако это не так. Как видно, Альберт Эйнштейн, определяя скорость света, использовал выражение пустое пространство. Закон Alice показывает, что у каждого тела есть своё собственное пространство. Эти особые пространства, как мы видели ранее, являются ПОЛЯМИ. В интерпретации Закона Alice этот постулат звучит так: «Свет распространяется со скоростью c внутри поля, независимо от скорости источника, из которого он излучается». Следовательно, для Закона Alice этот постулат не является неверным или внутренне противоречивым.
Кроме того, в постулате универсальной скорости света содержатся чрезвычайно важные предположения, жизненно необходимые для Закона Alice. Прежде всего в постулате принимается, что скорость света (c) является универсальной постоянной. Очевидно, что математика (c+v)(c-v) напрямую зависит от постоянной скорости света. Без определения постоянной c невозможно говорить о математике вида (c+v)(c-v). Во-вторых, подчёркивается, что скорость света должна быть независима от скорости источника, из которого она излучается — и в Законе Alice это именно так (в этом разделе мы уже это видим). Следовательно, постулат универсальной скорости света Альберта Эйнштейна содержит важные предположения, необходимые Закону Alice. Принцип относительности, в свою очередь, является для Закона Alice фундаментальным допущением, связывающим его с классической механикой. Закон Alice безусловно принимает, что на каждом этапе он должен быть совместим с Принципом Относительности.
Без этих двух постулатов Закон Alice, возможно, можно построить математически, но невозможно построить его теорию. Хочу обратить ваше внимание: теоретическое объяснение REFERANS FIGÜRÜ, который я использовал в первой части этой серии, как и тогда, так и сейчас возможно только с помощью этих двух постулатов. То, что эти постулаты позволяют строить Закон Alice, делает Закон Alice теорией с очень прочным фундаментом с самого начала. В моей публикации First Paper (Oct/23/2000), которая является началом Закона Alice, и во всех программах Закона Alice вы можете увидеть, с какой тщательностью эти постулаты соблюдаются.
Current publications on Aliceinphysics.com related to this chapter:
link