О преподавании физики
В наше время преподаватели хотя бы честно указывали студентам на ограниченность применимости СТО и поясняли, что преподают ее лишь потому, что законченной теории, основанной на современных представлениях, не существует. Что касается ОТО, то на нее уже с конца 60-х годов принято в научных кругах смотреть как на нечто шизофреническое.
Постараюсь вкратце пояснить, о чем идет речь. Прежде всего, СТО является одной из интерпретаций так называемых преобразований Лоренца. Эта интерпретация основана на странном предположении, что ограничения, происходящие из характера человеческого наблюдения физических процессов (через посредство электромагнитного поля) являются объективными. Возникающие при таком подходе парадоксы столь оригинальны, что их изложение в популярной литературе сделало СТО крайне модной среди неспециалистов. Специалисты же после небольшого увлечения в 20-е--30-е годы всегда предпочитали использовать другие интерпретации преобразований Лоренца, дающие более адекватные и прагматически ценные результаты. После окончательного развенчания Бриллюэном в 60-е годы в популярной книжке СТО окончательно осталась уделом школьников, а в России 90-х - также и студентов вузов.
Еще до Бриллюэна неадекватность теории относительности физической реальности доказали Эйнштейн, Подольский и Розен, сформулировав так называемый "парадокс Эйнштена-Подольского-Розена", из которого следует, что в квантованном мире не могут выполняться выводы ТО. Эйнштейн, формулируя этот парадокс, ставил целью опровергнуть квантовые представления. Но поскольку к 60-м годам квантованность пространства и времени перестала вызывать сомнения у психически здоровых людей, имеющих отношение к физике, существование парадокса ЭПР стало очевидным свидетельством неадекватности ТО в реальном мире.
Как известно, героические многолетние попытки позднего Эйнштейна сформулировать общую теорию поля, исходя из релятивистских представлений закончились не просто провалом, а совершенным конфузом. Любые достижения в этой области после начала 70-х годов связаны с иными интерпретациями преобразований Лоренца.
Что касается ОТО, то с самого начала все эти чисто математические построения типа многомерного пространства со странными метриками, геометродинамики и сингулярностей с выходом в новые вселенные вызывали здоровый скептицизм. Как известно, только три эксперимента подтверждают предсказания ОТО, но все они гораздо проще интерпретируются с другой точки зрения, исходя из чисто квантовых представлений. Это тоже ясно показал еще Бриллюэн. Согласитесь, три спорных эксперимента для верификации столь гигантского математического построения несколько маловато.
[Spoiler (click to open)]
В теоретическом плане ОТО также крайне сомнительна. Прежде всего, принцип эквивалентности сформулирован для бесконечно малой области, то есть дифференциален. Но реальное пространство квантовано, и следовательно принцип эквивалентности в нем может выполняться лишь приблизительно. Соответственно, тождества Бианки в реальном мире не выполняются, или что тоже самое, выполняются приблизительно. Поскольку на них опирается весь монстроподобный аппарат геометродинамики, она рассыпается. Дивергенция тензора энергии-импульса в ОТО также предполагается строго равной нулю, но в квантовом мире, как известно, существует неопределенность, пропорциональная постоянной Планка, которая, как известно, отлична от нуля. А допущение отличия от нуля этой дивергенции влечет уже такие интересные следствия, которые не оставляют от ОТО камня на камне, но зато весьма плодотворны в рамках современных исследований по теории поля.
Весьма комичным порождением ОТО являются и расхожие теории "Черных дыр" и связанные с ними шизофренические построения Хоукинга. Все они основаны на предположении о том, что плотность может возрастать бесконечно. Вот у него и получаются при достижении этой бесконечной величины всякие прорывы в параллельные миры и прочие милые фанатам science fiction "эффекты". На самом деле, конечно, если в физической теории появляется сингулярность, это означает лишь выход за границы применимости данной теории.
Современные научные представления в области фундаментальной структуры материи, теории поля, пространства и времени крайне далеки от эйнштейновских. Но законченной теории поля сегодня не существует в силу ограниченности математического аппарата, основанного на ньютоновских представлениях о бесконечной делимости материи и, соответственно, дифференциальном и интегральном исчислении. В рамках этого математического аппарата для формулировки даже элементарных квантовых представлений приходится прибегать к диким извращениям, как это вынуждены были делать в 30-е годы Шредингер, Дирак и Гейзенберг (результаты их потуг, кстати, приводятся в вузовских курсов физики по инерции и сегодня).
Поскольку студентам надо давать логически законченную теорию, а таковой в современной физике нет, никто и не делает особых потуг для реформы школьной программы физики. Поэтому там и излагаются все эти бывшие модными в начале прошлого века эйнштейновы изыски.