Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №37 (сентябрь) 2016
Разделы: Физика
Размещена 15.09.2016. Последняя правка: 14.09.2016.

О логических противоречиях в «сверхсветовой» СТО. Эйнштейновский сборник о тахионах

Путенихин Петр Васильевич

-

исследователь

инженер

Аннотация:
Рассмотрены статьи, опубликованные в "Эйнштейновском сборнике", посвященном тахионам. Утверждается, что сверхсветовые связь, движение и тахион несовместимы со специальной теорией относительности. Инструменты, обосновывающие сверхсветовую применимость СТО – тахионная механика, принцип реинтерпретации или принцип переключения являются ненаучными, поскольку обосновывают события, никогда не имевшие места, приводят к сверхсветовым парадоксам, парадоксам причинности.


Abstract:
Superluminal communication, movement and tachyon incompatible with the special theory of relativity. Introduction to the special theory of relativity superluminal signals leads to the movement in the past, time loops and violation of causality.


Ключевые слова:
сверхсветовой; тахион; квантино; нарушение причинности; синхронизация часов; преобразования Лоренца; специальная теория относительности.

Keywords:
superluminal; tachyon; qantino; violation of causality; clock synchronization; the Lorentz transformation; special theory of relativity.


УДК 539.12.01; 53.01; 530.12; 530.16
 
Введение
 
Статья является логическим продолжением, второй частью работы "О логических противоречиях, возникающих в СТО при исследовании сверхсветовых сигналов и тахионов", опубликованной в Электронном периодическом рецензируемом научном журнале «SCI - ARTICLE.RU», No35 (июль) 2016, c.73 [URL: http://sci-article.ru/stat.php?i=1467653398].
Актуальность работы состоит в критике устоявшихся представлений о нелокальности, о принципе реинтерпретации, имеющих заметную мистическую окраску. Цели и задачи работы состоят в раскрытии необоснованности применения формализма СТО к сверхсветовым частицам – тахионам, приводящего к парадоксальным результатам. Научная новизна заключена в критических доводах, до настоящего времени не встречающихся в литературе. В частности, подвергнуты анализу и критике выкладки, приведенные в "Эйнштейновском сборнике" статей о тахионах.
 
Эйнштейновский сборник статей о тахионах
 
В 1973 году в печати вышел "Эйнштейновский сборник", посвященный актуальным проблемам теории относительности. Во вводной статье Киржница и Сазонова "Сверхсветовые движения и специальная теория относительности" [1] объявляется ошибочным убеждение, что специальная теория относительности отрицает возможность таких движений, утверждается, что сама по себе она сверхсветовых движений не запрещает. Рассмотрим подробнее и покажем ошибочность этих утверждений.
 
Вводная статья
 
Авторы вводной статьи, в частности, приводят слова Эйнштейна, указавшего, что в случае движения со сверхсветовой скоростью:
"...мы вынуждены считать возможным механизм передачи сигнала, при использовании которого достигаемое действие предшествует причине. Хотя этот результат с чисто логической точки зрения и не содержит, по-моему, в себе никаких противоречий, он все же настолько противоречит характеру всего нашего опыта, что невозможность предположения w > с представляется в достаточной степени доказанной". [1]
Аргументация достаточно мягкая но, по существу, подвергает сомнению принципы причинности. Эту ошибочную мысль косвенно подхватывают и авторы вводной статьи:
"Вопросы, связанные с причинностью, весьма глубоки, но разработаны относительно слабо. По этой, а также по некоторым другим причинам в проблеме сверхсветовых движений еще нет полной ясности". [1]
Если здесь и говорить о слабости, то это относится к философской трактовке проблемы. Существует лишь одно предельно сильное ее решение: никаких нарушений причинности научная теория допустить не может. Сомнения в этом тождественны сомнениям в справедливости самой теории. То, что Эйнштейн не увидел логических противоречий в движениях со сверхсветовыми скоростями, имеет математические, но не физические причины. Действительно, возникающие в специальной относительности при анализе тахиона мнимые параметры – это нормальный процесс, для которого неизбежное нарушение причинности не имеет никакого математического значения.
Любые рассуждения о сверхсветовых сигналах, в конечном счете, явно или скрыто упираются в проблему регистрации таких сигналов. В этом случае любая, даже потенциальная возможность передачи сверхсветового сигнала между любыми ИСО приводит с неизбежностью к крушению специальной теории относительности. Уточним, что это относится только к специальной теории относительности. Для классической физики Ньютона сверхсветовые сигналы не представляют никакой теоретической проблемы.
При рассмотрении перечня возражений против сверхсветовых движений наиболее интересным являются замечания о невозможности связать с тахионом систему отсчета, поскольку в этом случае система должна быть оснащена макроскопическими масштабами и часами, состоящими из обычных частиц. Это, очевидно, подразумевало бы возможность их взаимодействия с тахионом.
Однако, выше мы видели мнение Барашенкова со ссылками на других авторов о возможности привязки к тахиону системы отсчета. Поскольку возникли разногласия, рассмотрим этот вопрос еще раз, подробнее. Легко убедиться, что все без исключения теоретические исследования тахионов используют преобразования Лоренца. В частности, первое из них, ставшее фигурально главным и первым источником всех тахионных проблем, наделив тахион мнимой массой, имеет вид:
E=где
Е — энергия объекта,
v— его скорость и
с — скорость света.
т – масса покоя объекта, тахиона
 
Как видим, величина под корнем отрицательная, поэтому энергия тахиона оказывается мнимой величиной. Поскольку, как считается, мнимая величина энергии не имеет физического смысла, оказалось необходимым вынужденно принять, что мнимой должна быть масса покоя тахиона. Вновь отметим, что все эти "мнимые манипуляции" являются исключительно следствием релятивистских операций над тахионом.
Уравнение, как и следовало ожидать, "притянуло" за собой и другие мнимые величины: собственную длину тахиона и его собственное время жизни, которые было рекомендовано постулировать и считать недоступными для измерения.
Утверждается, что применение к тахиону лоренц-инвариантности формально исключает вопросы о нарушении причинности. Кроме этого, в некоторых работах можно встретить мысль, что сверхсветовая скорость тахиона – едва ли не условность, что она не позволяет передавать информацию быстрее света, следовательно, не нарушает постулатов СТО, что и приводит к сохранению причинности. Другими словами, поскольку тахион не передает информации со сверхсветовой скоростью, он не нарушает постулатов СТО и причинности. Однако, есть и противоположный подход к передаче информации, от противного. Тахион потому не может передавать информацию со сверхсветовой скоростью, что будет нарушена причинность.
Известно мнение Мандельштама о том, что опровергнуть теорию относительности можно только процессами сигнального характера, более быстрыми, чем свет. Однако, вероятно, он просто не знал о существовании явления запутанности, нелокальности. Можно показать, что даже отсутствие регистрируемых сверхсветовых сигналов, одна только сверхсветовая корреляция опровергает релятивистские эффекты замедления времени и позволяет произвести синхронизацию часов. С последним утверждением не соглашается Фейнберг, считая такую точку зрения обманчивой [2]. Но это ошибочный вывод.
Очевидно, что преобразования Лоренца появились в СТО как следствие инвариантности скорости света. Если есть инвариантная скорость, то она автоматически становится предельной скоростью передачи информации и наоборот. В таком случае невозможны скорости, превышающие инвариантную. Отсюда следует, что признание сверхсветовой скорости тахиона требует, как заметил Фейнберг, замены инварианта скорости света на инвариант скорости тахиона. Хотя сразу же отвергает такую возможность. Но все-таки проанализируем эту возможность более тщательно. Для этого рассмотрим одно из уравнений Лоренца "поэлементно":
L=
Обратим самое пристальное внимание на подкоренное выражение. Опишем входящие в него величины полным, развернутым текстом:
с - это скорость света, инвариантной величины; значение этой скорости неизменно, из какой бы системы отсчета мы ее ни фиксировали;
v - это скорость инерциальной системы отсчета, длину которой мы вычисляем в этом уравнении, и которая движется относительно нашей условно неподвижной системы; инерциальная система отсчета представляет собой, условно говоря, некоторую тележку, с которой связана система координат и на которой установлены часы.
Сразу же с далеко идущими последствиями становится видна весьма сомнительная трактовка этого выражения в отношении тахиона. Действительно, мы считаем, что в этом выражении v - это скорость тахиона. Тогда в соответствии с канонами специальной теории относительности мы фактически утверждаем, что с тахионом связана инерциальная система отсчета, тележка с часами и осями координат. Действительно, v – это скорость ИСО, как бы она ни выглядела. Нет у этой величины иного названия и назначения. Если мы подставляем в качестве скорости ИСО скорость тахиона, мы тем самым заявляем, что сам тахион является инерциальной системой отсчета.
Из этого сразу же следует, что Фейнберг допустил неточность, поскольку место инварианта – в знаменателе. Если хотя бы предполагается использовать скорость тахиона в качестве инварианта, то она должна быть подставлена в строго определенное место - вместо скорости света. Но во всех без исключения исследованиях скорость тахиона всегда подставляется в то место уравнений Лоренца, которое соответствует скорости системы отсчета. Соответственно, это предполагает наличие этой самой системы отсчета наподобие "тележки", с которой связаны оси координат и часы. Но в этом случае в специальной теории относительности неизбежно возникает парадокс, и даже абсурд.
Представим себе две системы отсчета, связанные с тахионами, движущимся с относительной скоростью, равной скорости света. Фотон в более быстрой системе будет виден из медленной неподвижным. Другой пример. Фотон, попутный в тахионной ИСО, будет двигаться мимо внешнего наблюдателя в обычной ИСО явно со сверхсветовой скоростью. То есть, в случае тахионной инерциальной системы отсчета скорость света в принципе не может быть инвариантом.
С другой стороны, и постоянство скорости тахиона отвергается именно его якобы лоренц-инвариантностью, что следует из релятивистского уравнения для энергии тахиона. Поскольку, мол, энергия тахиона изменяется, то скорость его не может быть одинаковой для всех ИСО. Но ведь изменчивость энергии тахиона возникает вследствие того, что мы это сами и постулировали, применив к нему лоренц-инвариантность. Как можно требовать постоянства энергии и инварианта скорости, если тахиону постулятивно "назначены" непостоянная энергия и непостоянная скорость?
Тахион не является релятивистским объектом, к нему неприменима теория относительности. Значит, и положение о релятивистской зависимости его энергии от скорости тоже неверно. Считается, что возражения против сверхсветовых движений лежат вне формализма СТО и носят нерелятивистский общефизический характер, связанный, в частности, с причинными парадоксами. Но это неверно. Даже при прямом "подавлении" очевидных причинных парадоксов, их игнорировании, сверхсветовые коммуникации приводят к парадоксам иного рода, являющимися исключительно свойствами самой СТО. Сверхсветовые коммуникации позволяют прямо показать, что эффекты Лоренца нарушаются, что движущиеся относительно друг друга часы идут синхронно. В СТО формулируются взаимоисключающие предсказания, например, наличие сверхсветового сеанса связи с точки зрения одного наблюдателя и его отсутствие с точки зрения другого. Синхронизация часов возможна даже в том случае, если непосредственно невозможно зарегистрировать сверхсветовые частицы – посредством нелокальной связи. С помощью, например, описанных в литературе квантовых нелокальных кубиков. Более того, нарушение причинности при сверхсветовой коммуникации, как отмечено, возникает только в рамках формализма СТО, это является исключительно ее свойством. Сама по себе причинность не имеет конфликтов со сверхсветовыми коммуникациями.
Рассуждения об опережающей или запаздывающей причинности порождены, видимо, именно специальной относительностью. Все философские рассуждения на тему, является ли обязательным требование "будущее не влияет на прошлое", вызваны тщетными попытками втиснуть в релятивизм тахионы. Нарушение причинности – это не "непривычная ситуация". Это совершенно недопустимая ситуация, имеющая строго вскрытые, описанные логические противоречия, парадоксы, абсурды. Иначе чем абсурдными нельзя рассматривать заявления о том, что при определенных условиях "причинно-следственная связь вовсе не оказывается разорванной, просто она может предстать перед нами обращенной во времени". Более того, проблема состоит не только в разрыве связи, доказать которую еще никому не удалось, а и в ее обращении, что, по сути, неотделимо от ее разрыва. Любые комбинации такого рода неизбежно приводят к парадоксу в его высшей форме – абсурду.
Введение принципа реинтерпретации не может решить парадокса причинности по простой причине: он сам вносит в проблему дополнительные противоречия. Но их невозможно скрыть, они видны даже при простом, беглом анализе ситуации. Вкратце их можно сформулировать как "решение проблемы путем введение в рассмотрение физически невозможных ситуаций, ситуаций, фактически не имевших место". Такое "решение" проблем научным не является.
 
Световой барьер
 
Авторы статьи "Частицы за световым барьером" Биланюк и Сударшан [3] рассматривают три класса частиц – тардионы (обычные частицы), люксоны (фотоны) и тахионы. Для последних они считают необходимым постулировать описание мнимыми величинами их собственных массы покоя, длины и времени жизни. Сознавая, что такие величины, очевидно, недоступны измерению, они вынуждены одновременно постулировать, что это не должно служить источником беспокойства.
Более серьезным возражением против возможности существования тахионов они считают то, что для некоторого наблюдателя эти частицы должны иметь отрицательную энергию. И в их рассуждениях мы вновь сталкиваемся все с тем же принципом реинтерпретации. Авторы называют его весьма замечательным обстоятельством. Для такого наблюдателя частица с "отрицательной энергией" будет казаться поглощенной и испущенной в обратной последовательности, явление, которому, как считается, они первыми дали название "принцип реинтерпретации". Авторы считают нормальной ситуацией процесс с участием двух частиц с отрицательной энергией, являющейся, вообще-то, сомнительным понятием, которые движутся в обратном направлении во времени. Однако, это определенно логически противоречивая ситуация. Частицы "с отрицательной энергией", сначала поглощенные, а затем испущенные, ни в коей мере не могут рассматриваться как частицы с положительной энергией, испущенные и поглощенные в обратном порядке. Просто нужно задаться вопросом: кем они рассматриваются? Для любой точки времени процесс испускания не может быть для находящегося рядом наблюдателя быть тождественным процессу поглощения. Ни при каких условиях. При этом всегда как-то небрежно забывается, что "противоположный" процесс в большинстве случаев строго, однозначно предопределен процессом, который только еще должен произойти в будущем.
Предлагаемые разными авторами все мысленные эксперименты прямо и однозначно содержат эту же ошибку, подмену понятий. В их рассуждениях тахион имеет довольно размытый, неопределенный характер, исключающий какую бы то ни было возможность его идентификации. Прибор, предназначенный для испускания, как оказывается, блестяще справляется с функцией детектора, поглотителя и наоборот. Такая теория не может быть правильной.
Признавая, что проблема причинности довольно хорошо обоснована, вариант классической версии "парадокса дедушки" авторы "решают" с помощью все того же принципа реинтерпретации. При рассмотрении этого решения, как они утверждают, якобы не принимается во внимание относительное изменение последовательности событий, сопровождающее распространение сверхсветовых сигналов. И при этом, говорят они, "не существует более обмена сигналами". Поэтому в каждом случае наблюдатель уверен в том, что это именно он посылает оба сигнала.
Как видим, ранее изложенные противоречия остаются в силе, логика нарушена. Допустим в качестве примера, что наблюдатель A выстрелил красное сверхсветовое ядро наблюдателю B. В ответ наблюдатель B выстрелил уже свое, зеленое сверхсветовое ядро наблюдателю A. Это зеленое ядро наблюдатель A получит до того, как выстрелит свое красное ядро. Принцип реинтерпретации предлагает нам рассматривать, что, наоборот, в недалеком прошлом именно наблюдатель A выстрелил анти-зеленое ядро. И только после этого через некоторое время после этого выстрелил еще и красное. Соответственно, и наблюдатель B тоже выстрелил оба ядра – сначала анти-красное, затем зеленое ядро. Но такая последовательность событий выглядит как серьезные провалы в памяти у наблюдателей.
Конечно, авторы рассматривают не ядра, а тахионы. Похоже, именно поэтому и не удается отчетливо увидеть абсурдность реинтерпретации. С ядрами это видно куда как нагляднее. И вывод все тот же: принцип реинтерпретации не может быть правильным механизмом, поскольку вводит в рассмотрение как реальные события, которых на самом деле не было.
Не вдаваясь в детали упомянутой авторами "антипараллельной" интерпретации Штюкельберга – Фейнмана о позитронах и электронах, известной также как принцип переключения, просто заметим ее крайнее сходство с принципом реинтерпретации, и неизбежность такого же заключения в отношении нее, как механизма, который не может быть правильным.
 
Существуют ли тахионы?
 
В статье Дж. Фейнберга "О возможности существования частиц, движущихся быстрее света" в сборнике [2] мы встречаем знакомые рассуждения о том, что возражения, обычно выдвигаемые против существования сверхсветовых частиц, недостаточно убедительны теперь уже с точки зрения релятивистской квантовой механики. Квантовая механика, конечно, это проверенная временем и надежная теория. Но приставка "релятивистская" сразу же должна нас насторожить. И действительно, квантовая механика здесь играет роль лишь сопутствующего аргумента в пользу возможности рождения тахионов, минуя этап разгона от досветовых скоростей, то есть, без перехода через световой барьер. Собственно, мы можем отнести эти замечания к риторическим. Следует определенно заявить, что возможность существования тахионов не оспаривается.
Фейнберг прямо заявляет, что появление у сверхсветовых частиц состояний с отрицательными энергиями не имеют физического смысла. И для решения проблемы тоже предлагает некое подобие принципа реинтерпретации: "решения с отрицательной энергией для сверхсветовых частиц могут трактоваться совершенно так же, как для обычной частицы, т. е. в квантовой теории поля этим решениям ставятся в соответствие операторы рождения, а не уничтожения". [2]
Приведенные Фейнбергом выкладки, которые он противопоставляет аргументам, опровергающим гипотезу о существовании сверхсветовых частиц, имеют двойственный характер. С одной стороны, как отмечено выше, эту гипотезу следует считать бесспорной, то есть, можно с Фейнбергом согласиться в том, что тахионы имеют полное право на существование. Но есть и другая сторона. Он обосновывает возможность существования тахионов в формализме специальной теории относительности. А это уже неверно. Сверхсветовые частицы имеют полное право на существование, но только не в формализме СТО. И вновь мы встречаем принцип реинтерпретации, в формулировке Фейнберга:
"Ясно, что в одной точке пространства нет различия между поглощением частицы с положительной энергией и излучением частицы с отрицательной энергией. Такое различие может возникнуть только в зависимости от того, будет ли частица снова обнаружена в будущие моменты времени или она уже зарегистрирована в прошлом". [2]
По большому счету это неверно. Конечно, визуально такого различия, может быть, и нет. Но из чисто физических соображений, не связанных с теорией относительности, это два абсолютно разных процесса – поглощение и испускание, независимо от знака энергии частицы. Устройство для испускания частицы с положительной энергией не тождественно устройству для поглощения частицы с отрицательной энергией. Это два разных устройства, не способных подменить друг друга. Кроме этого активность излучателя зависит от наблюдателя. То есть, будет испускание или нет, зависит от наблюдателя. Поглощение, чаще всего, от него не зависит. Что пришло – то пришло. Опять же, для циклического процесса, то есть, процесса с взаимным обменом частицами между двумя наблюдателями, мы неизбежно получаем ситуацию с "провалами в памяти". Наблюдатель, инициирующий обмен тахионами излучает свой тахион позже, чем получает ответный антитахион. Излучая тахион, он ничего "не помнит" о том, что когда-то в прошлом уже получил антитахион. Но, излучив свой тахион, он вдруг вспоминает об этом событии прошлого. Этот абсурд – прямое и неизбежное следствие принципа реинтерпретации.
Второй анти-аргумент Фейнберга связан с критикой возможности синхронизации часов с помощью сверхсветовых частиц. Однако, в литературе можно найти описание такой синхронизации с помощью вообще неуловимых ныне сверхсветовых частиц. Такими частицами можно условно считать некие загадочные носители квантовой информации, которой обмениваются запутанные частицы. Обнаружить этот носитель пока не удалось. Но в корректном мысленном эксперименте он позволяет, во-первых, показать, что движущиеся часы идут синхронно, а, во-вторых, строго корректно синхронизировать календари и часы двух движущихся систем. То есть, две системы, находящиеся на расстоянии, например, в половину видимой Вселенной, имея пары запутанных частиц и заранее согласованный протокол измерений, могут с уверенностью синхронизировать собственное летоисчисление и показания часов. Другими словами, здесь сверхсветовые частицы полностью разрушают формализм СТО.
При этом говорить о новом инварианте – тахионе нет никакой возможности и оснований. Согласно теореме об изохронном тахионе, описанной в литературе, СТО неизбежно предсказывает мгновенную скорость любому тахиону, даже такому, который в некоторой ИСО имеет скорость, превышающую скорость света на любую самую малую величину.
Такими же нелогичными следует считать и рассуждения Фейнберга о невозможности передачи сигнала в прошлое. Квантовый криптографический ключ – это реально существующий сигнал, который явно передается в прошлое в случае движущихся ИСО. Квантовая криптография – активно развивающаяся область современной квантовой механики. Проблема состоит в том, что согласно СТО такая передача должна сопровождаться причинно-следственными парадоксами. И, действительно, в ней такие парадоксы возникают. Но вне ее, в квантовой механике и физике Ньютона никаких парадоксов нет. Конечно, в указанных процессах явно тахион не обнаруживается, о нем можно говорит лишь как о проявлении в виде квантовых нелокальных корреляций, имеющих сверхсветовую скорость распространения. Поэтому вопрос, в определенной степени, переходит в философскую и логическую плоскости. Можем ли мы допустить обмен какой-либо информации без носителя? Конечно же, нет. Если передается информация, даже явно нам не видимая, то неизбежен и ее носитель. Таким носителем мы имеем полное право считать тахион.
Итак, резюме Фейнберга о том, что возражения против существования сверхсветовых частиц не вполне обоснованы и что последовательное описание сверхсветовых частиц может быть построено в рамках специальной теории относительности, неприемлемо. Здесь подразумевается возможность существования и описание тахионов именно в специальной теории относительности. Это неверно, СТО несовместима ни с какими сверхсветовыми сигналами. Всегда существует возможность возникновения замкнутых петель времени и появления причинно-следственных аномалий. Принцип реинтерпретации при решении этих парадоксов производит подмену реально существующей взаимной сигнализации на кажущееся нескоррелированное спонтанное излучение. Но это абсолютно разные вещи, никак не связанные друг с другом. Такая подмена не может рассматриваться как научный метод.
 
О нарушении причинности тахионами
 
Исследуя доводы в статье Чонки "Причинность и сверхсветовые частицы", мы не будем особо выделять "запаздывающую причинность", рассматривая в ее качестве лишь единственный вариант – причинно-следственные отношения, а "опережающую причинность" просто отнесем к беспричинности, случайности, стохастическим процессам [4].
Автор статьи приводит два собственных возражения против принципа переключения, который, как полагают, разрешает все трудности, связанные с запаздывающей причинностью. К сожалению, его возражения сами оказываются нелогичными.
Сначала он рассматривает мысленный эксперимент с обменом лишь одним тахионом, когда наступление следствия происходит в результате получения тахиона от причины.
Казалось бы, мы могли бы привести следующие рассуждения. В рассмотренной ситуации можно сразу же отбросить все приведенные автором доводы и возражения как излишние. Два описываемых события, инициируемые путем обмена единственным тахионом, имеющим мгновенную скорость, по определению становятся одновременными. Если же тахион имеет конечную, но в принципе определяемую скорость, то, рассматривая его из лабораторной ИСО, мы сразу же обнаружим, что тахион имеет вполне определенные время излучения и поглощения, то есть причина определяется однозначно. Понятно, что показания часов причины и следствия использоваться не должны. Кроме этого истинную причину всегда можно найти, вообще не прибегая к формализму теории относительности, поскольку причиной должен быть источник тахиона, излучатель. Таким образом, в рассмотренном случае все рассуждения о причинно-следственных отношениях, казалось бы, теряют всякий смысл.
Однако, и в этом случае у СТО возникают серьезные, неустранимые проблемы со сверхсветовыми сигналами. Легко показать, что в этом случае часы обоих наблюдателей идут синхронно и показывают одно и то же время, если до начала удаления друг от друга они были синхронизированы. Поэтому каждый наблюдатель будет иметь ошибочные представления, опираясь на предсказания СТО. Наблюдатель A, инициатор тахиона будет уверен, что наблюдатель B получил его "в прошлом". Но, во-первых, для наблюдателя B получение тахиона является, естественно, событием его настоящего. Никаких, взявшихся неизвестно откуда "воспоминаний" о полученном в прошлом тахионе, у него не возникнет. Во-вторых, показания его часов в этот момент будут в точности равны показаниям часов A. Другими словами, если на тахионе записать показания часов A, то B может их сравнить с показаниями своих часов, и они будут равны. С другой стороны, согласно СТО наблюдатель B будет считать, что получил тахион из "прошлого" системы A, поскольку, по его мнению, в A часы показывают меньшее время. Получив тахион с показаниями часов A, он будет удивлен. Это "мягкое" нарушение причинности, поскольку парадокса, петель времени и нарушения причинности как таковых не возникает.
Вместе с тем, действительно очевидное нарушение причинности с возникновением замкнутых петель времени возникает только при взаимно-обусловленном обмене тахионами. В этом случае не существует никакой, даже теоретической возможности избежать причинных парадоксов. Такой двухчастичный эксперимент выше мы уже анализировали. Чонка рассматривает его, отмечая использование принципа переключения (реинтерпретации) и следствие из рассмотренных аргументов о невозможности взаимодействия тахиона с нетахионами, и затем обсуждает свои возражения.
Можно согласиться с автором в его оценке, что принятие принципа переключения приводит к необходимости интерпретировать в рамках СТО замкнутые причинные циклы не как взаимную сигнализацию, а скорее как некоррелированное спонтанное излучение. Это не является решением внутренних противоречий, поскольку имеющаяся корреляция между событиями не может быть устранена переходом к другой интерпретации. Это правильный вывод. Решение причинного парадокса этого мысленного эксперимента в общем случае невозможно. К сожалению, далее автор приводит рассуждения автора о запаздывающей и опережающей причинности, которую он явно допускает. Это ошибка.
 
Частицы, движущиеся быстрее света
 
Фейнберг, рассматривая тахионы в статье "Частицы, движущиеся быстрее света" [5], приходит к выводу, имеющему заметную философскую подоплеку. Он предположил, что объекты, обладающие мнимой энергией, что характерно для тахионов, очевидно, не в состоянии обмениваться энергией с обычными материальными объектами, имеющими реальную энергию, поэтому не могут на них воздействовать. Фактически это означает, что подобные тахионные объекты невозможно обнаружить с помощью обычных, вещественных приборов. Следовательно, о таких объектах вполне можно говорить, как об объектах, которые не существуют.
Из этого он делает вполне закономерный и разумный вывод: вариант, когда тахионы существуют, но совсем не взаимодействуют с обычными частицами, не должен нас интересовать. То, что мы не можем обнаружить в принципе, означает для нас то же самое, что это вообще не существует.
К такому выводу он пришел, основывая свои рассуждения на положениях специальной теорией относительности, считая их справедливыми и в отношении частиц, движущихся быстрее света. Возникшее противоречие он традиционно пытается решить, используя все тот же рассмотренный выше принцип реинтерпретации. Описывая его, он аккуратно обходит логические проблемы этого принципа, связанные с тем, что при решении парадоксов причинности используются события, в реальности не происходившие. Вместо процесса испускания наблюдателю приписывается процесс поглощения. Такая подмена не может рассматриваться как научный метод.
 
Заключение, выводы
 
Приведенные выкладки строго логически, на основе имеющегося формализма и результатов экспериментов с полной определенностью показывают, что специальная теория относительности неприменима к сверхсветовым сигналам.
Внесение в формализм специальной теории относительности сверхсветовых сигналов вынуждают ее делать противоречивые, взаимоисключающие предсказания. Все выкладки и теории, использующие сверхсветовую применимость специальной теории относительности, следует признать ненаучными. Любое расширение специальной теории относительности на основе введения в нее сверхсветового формализма, например, тахионная механика или принцип реинтерпретации, не является научным.
Парадоксы причинности и движения в прошлое вследствие сверхсветовой коммуникации являются исключительными свойствами, особенностью именно специальной теории относительности. Любая другая теория, не содержащая в себе постулатов об инвариантности скорости света (физика ньютона, например), свободна от сверхсветовых парадоксов причинности.
Любой мысленный эксперимент с участием тахионов, сверхсветовых сигналов неизбежно приводит в СТО к движению в прошлое. Маскировка таких движений невозможна даже специальным искажением начальных условий.
Любое движение в прошлое на основе сверхсветового формализма СТО определенно является движением в "чужое прошлое". Никакими формулировками и ухищрениями невозможно отправить прямой сигнал или прямо переместиться в собственное прошлое, то есть, встретить в прошлом себя самого. Параллельные миры сверхсветовым формализмом специальной теории относительности не предусмотрены и не рассматриваются.
Принцип реинтерпретации или принцип переключения, являются ненаучными принципами, поскольку вводят в решение задач события, не имевшие места в реальности. Механизм реинтерпретации – это искусственный механизм, который, строго говоря, не следует из формализма специальной теории относительности, а базируется на так называемых общефизических принципах. Непосредственно из формализма СТО в этом случае следует возможность реализации вечного двигателя как строго научного механизма (зацикливание во времени).
Существует только одно толкование причинности без каких либо "опережающих" или "запаздывающих" формулировок – это причинно-следственные отношения; их нарушение является ненаучным.
Любые парадоксы времени подразумевают нарушения в логике теории.
Вместе с тем, не следует считать вредными исследования тахионов с позиции СТО разных авторов. Допущенные ими логические ошибки привлекают повышенное внимание к СТО, требуя четко очертить границы ее применимости.

Библиографический список:

1. Киржниц Д.А., Сазонов В.Н., Сверхсветовые движения и специальная теория относительности (вводная статья). В книге "Эйнштейновский сборник. 1973", М., Наука, 1974, стр. 84-111.
2. Фейнберг Дж., О возможности существования частиц, движущихся быстрее света (Перевод Волкова Е.И.). В книге "Эйнштейновский сборник. 1973", М., Наука, 1974, стр. 134-177.
3. Биланюк О., Сударшан Е., Частицы за световым барьером (Перевод Урнова А.М.). В книге "Эйнштейновский сборник. 1973", М., Наука, 1974, стр. 112-133.
4. Чонка П.Л., Причинность и сверхсветовые частицы (Перевод Волкова Е.И.). В книге "Эйнштейновский сборник. 1973", М., Наука, 1974, стр. 178-189.
5. Фейнберг Дж., Частицы, движущиеся быстрее света. В сборнике "Над чем думают физики", вып. 9. Элементарные частицы. Под ред. Суханова А.В., пер. с англ. В.П. Павлов, А.А. Славнов. – М.: Наука, 1973, URL: http://www.bankreferatov.ru/referats/893380D98DC24552C3256F2D0021696C/Тахионы.doc.html
6. Путенихин П.В., Специальная теория относительности неприменима к сверхсветовым сигналам // Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/9157 (дата обращения: 03.09.2016).
7. Путенихин П.В., Нарушение причинности в СТО. Теорема об изохронном тахионе // Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/9635 (дата обращения: 03.09.2016).




Рецензии:

15.09.2016, 17:09 Ивлев Виктор Иванович
Рецензия: 1. Положение об инвариантности скорости света - основной постулат СТО. Следовательно, рассмотрение сверхсветовых скоростей в рамках этой теории не имеет смысла - оно означает автоматический переход к другой теории. 2. Использование формализма (т. е. математического аппарата) СТО в других моделях не запрещено, но с соответствующими оговорками. 3. В утверждении "нарушение причинно-следственных отношений является ненаучным" следовало бы заменить слова "является ненаучным" на "не соответствует действительности, т. е. противоречит экспериментальным данным". Анализировать последствия предполагаемого (!) нарушения причинно-следственных отношений не запрещено. 4. Вывод автора статьи, сделанный им в последнем абзаце, абсолютно справедлив.

02.10.2016 20:20 Ответ на рецензию автора Путенихин Петр Васильевич:
Уважаемый Виктор Иванович! Благодарю за подробный анализ и положительную оценку моей работы!



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх