Тема с похожим названием (
Принцип Маха? ) уже встречалась на этом форуме
[url]http://dxdy.ru/viewtopic.php?t=8219&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=
IDList=[/url] , там дело ограничилось вопросом в никуда и двумя ссылками на wikipedia, русскоязычную и англоязычную.
Я предлагаю конкретную
формулировку и
доказательство принципа Маха, что предполагает конкретное и конструктивное обсуждение. Что вы думаете об этом?
Принцип Маха
.
“Принцип Маха”, при всей своей метафизической привлекательности, не имеет четкого физического определения до сих пор. По словам А.Эйнштейна, предложившего этот термин, “название «принцип Маха» выбрано потому, что этот принцип является обобщением требования Маха, что инерция должна сводиться к взаимодействию тел” (А.Эйнштейн, СНТ, т.I, с. 613).
Я предлагаю называть “принципом Маха” его конкретные метафизическую и физическую формулировки:
Метафизический принцип Маха : Все физические объекты находятся во Вселенной, все физические явления происходят во Вселенной, и это обстоятельство следует учитывать (в пределах разумного)
при создании любой физической теории.
Физический принцип Маха : инерция тел определяется гравитационным воздействием совокупного вещества Вселенной. При этом под инерцией тел имеется в виду и сохранение телом прямолинейного и равномерного движения (я называю это “
первой составляющей принципа Маха”) и появление сил инерции при ускорении тела под действием внешних сил (“
вторая составляющая принципа Маха”).
Попытка привести в соответствие с принципом Маха уравнений общей теории относительности (ОТО) была основной движущей силой работ Эйнштейна. Более того, и сама идея релятивистской теории гравитации обязана, по крайней мере идеологически, принципу Маха. Когда же общая теория относительности была построена, оказалось, что она не удовлетворяет принципу Маха. И на протяжении всего двадцатого века различными учёными предпринимались попытки построить физическую теорию на основе принципа Маха. Но эти попытки не увенчались успехом. Создаётся впечатление, что принцип Маха просто не вписывается в современную физику и в настоящее время неизвестно, справедлив или нет принцип Маха. Неясно также, как проверить его экспериментально.
Я полагаю, что неправильна сама методология подхода к проблеме включения принципа Маха в современную физику. Принцип Маха — глобальный, вселенский принцип, тогда как современная физика — принципиально локальная физика, не включающая (пока) в себя принцип Маха. Глобальная физика, претендующая на включение в себя принципа Маха, строится путем неограниченной экстраполяции локальной физики, не содержащей этого принципа. Трудно ожидать успеха на этом пути с точки зрения возможного включения принципа Маха в современную физику.
Например, ОТО — принципиально локальная теория — формулируется в дифференциальной форме, т.е. уравнения ОТО — дифференциальные уравнения, описывающие бесконечно малую окрестность любой точки пространства-времени в также бесконечно малой окрестности пространства-массы. Для “извлечения” любых “глобальных” следствий ОТО нужно проинтегрировать уравнения ОТО в некоторой области пространства-времени с сооответствуюшими начальными и граничными условиями. Если проинтегрировать по всему пространству Вселенной с учетом всех массивных тел во Вселенной (и, возможно, по всему интервалу времени существования Вселенной), — это и будет означать включение принципа Маха в ОТО, — то мы, по-видимому, придем к объяснению и закона инерции, и сил инерции как гравитационных сил, источником которых является совокупное вещество Вселенной. Думаю, что в такой постановке, задача непосильна для современной науки, и прежде всего потому, что неясно, каким образом можно ввести “совокупное вещество Вселенной” в нашу локальную физику
Я предлагаю иной путь решения и проблемы “принципа Маха”, и множества других глобальных проблем — путь “от глобальной физики к локальной”. Подобно тому, как идея о неразрывной связи пространства и времени приводит к понятию пространства-время, идея о неразрывной связи пространства и массы приводит к понятию пространства-масса. Используя идеи пуассоновского подхода к ньютоновской гравитации, в рамках пространства-масса выводится новый (постньютоновский) закон тяготения, одинаково хорошо описывающий и локальную ньютоновскую гравитацию и глобальную гравитацию Вселенной. Глобальная гравитация Вселенной, благодаря возможности введения совокупного вещества Вселенной в закон тяготения, позволяет, в рамках ньютоновской физики (!), без привлечения каких-либо гипотез
ad hoc, объяснить космологическое красное смещение, закон Хаббла, ускоренное расширение Вселенной, природу “темной энергии” и др. Столь же естественно объясняется и принцип Маха, т.е. в рамках постньютоновской гравитации доказывается, что силы инерции, возникающие в ускоренных телах, суть “слегка замаскированные” гравитационные силы, порождаемые совокупным веществом Вселенной, и тем самым устраняется сама
необходимость различения инертной и гравитационной масс.
Кроме того, доказательство справедливости принципа Маха можно рассматривать также и как доказательство принципа эквивалентности Эйнштейна
Приглашаю посетить мой сайт
http://quater1.narod.ru , где вы найдете обоснования всех перечисленных выше утверждений, а также много других интересных идей
См. также:
1.
Натуральная философия. Книга (19 глав + 5 приложений). Здесь есть все, о чем говорилось выше, и не только.
2.
Математические начала современной натуральной философии. Достаточно подробная аннотация книги.
3.
Расширение Вселенной => локальная физика. Статья. В статье обосновывается и частично реализуется программа, сформулированная в названии статьи. См. к утверждению “путь от глобальной физики к локальной”
4.
«Специальные» теории относительности (СТО* — новая редакция, СОТО и Кватерная Вселенная) . Статья. См. раздел “СТО* — новая редакция”, где, среди прочего, утверждается, что совокупное вещество Вселенной порождает эквипотенциальное (с постоянным потенциалом, несиловое) гравитационное поле, являющееся причиной движения тел по инерции и существования инерциальных систем отсчета. Я называю это “
первой составляющей принципа Маха”.
5.
Вселенная. Постньютоновская (классическая) модель. Статья. В статье выводятся, в рамках классической идеологии, космологическое красное смещение, закон Хаббла, ускоренное расширение Вселенной и др. Кроме того, доказывается, что совокупное вещество Вселенной порождает, в системе отсчета ускоренного тела, переменный гравитационный потенциал и, соответственно гравитационные силы, совпадающие с известными силами инерции. Это — "
вторая составляющая принципа Маха".
В целом, «действие» принципа Маха схематически можно описать так : первая составляющая «действует» всегда (1-й закон Ньютона); с появлением внешних сил (2-й закон Ньютона) вторая составляющая накладывается на первую и они «действуют» совместно (силы инерции); по прекращению действия внешних сил вторая составляющая отключается и снова «действует» только первая, уже с новыми постоянными параметрами.
Принцип Маха так же естественно объясняет инерциальное вращение тел с осевой симметрией.
6.
Мог ли Ньютон создать теорию относительности? (Или чем отличается теория относительности от классической физики). Статья. Настоятельно советую познакомиться с этой статьей (имеется на данном форуме). В ней рассматриваются наиболее глубокие корни теории относительности, её отличие от классической физики. Намечаются пути дальнейшего развития идей релятивизма. В частности, вводится в рассмотрение теория пространства-масса, в котором строится постньютоновская теория гравитации, о которой шла речь выше, а также “«Специальная общая» теория относительности” — непосредственная предшественница общей теории относительности.
— скорости света.