Диплом / Ацюковский_Сборник_Эфирный_Ветер_2011_all

А.К.Тимирязев, 1927 г.

«Первые опыты были произведены Майкельсонoм в 1923 г. на горе Маунт-Вилсон. При помощи зеркал он заставлял лучи обхо- дить контур в двух противоположных направлениях. Лучи шли на

больших расстояниях через свободный воздух, всегда более или менее неспокойный; вследствие этого можно было ясно наблю- дать интерференционные полосы только в течение получаса до и после захода солнца. Но полосы были даже при лучших условиях на- столько подвижны, они так сильно дрожали, что ни о каких точ- ных измерениях не могло быть и речи. Тогда Майкельсон предпри- нял новую работу, построив систему труб, из которых можно бы- ло выкачать воздух, и внутри которых происходило распростране- ние лучей» (проф. О. Д. Хвольсон. Курс физики. Том дополнитель-

ный. Физика 1914 – 1926. П. Гиз. 1926 г. Стр. 232).

Напомним, что в окончательных опытах Майкельсона длина светового луча была около 2-х километров. В опытах же Дейтона Миллера, где пути лучей длиной в 65 метров идут взад и вперед не- сколько раз, все это укладывается на цементной плите в полтора квадратных метра! И все это покрыто стеклянной покрышкой, а в некоторых случаях и слоем пробки в дюйм толщиной! Следова- тельно, у Дейтона Миллера внешние условия были гораздо более благоприятные. Однако никому в голову не приходит подвергнуть сомнению результаты измерений диаметра звезд, хотя те же тысяч- ные доли градуса могут изменить до неузнаваемости измеряемые величины! Ответ здесь вполне ясен: каков бы ни был диаметр звезд, это не затрагивает теории Эйнштейна, а потому, какой смысл со- мневаться в правильности опытных данных? Другое дело, когда опыт идет в разрез с теорией, которой многие преданы до самозаб- вения. Такой фанатик модной теории всегда рассуждает так: факты против — тем хуже для них! Весь секрет успеха Дейтона Миллера сводится к тому, что каждая отдельная серия измерений произво- дится очень быстро, около 25 секунд, а определение направления, в котором замечается максимум смещения, производится в течение промежутка времени около 10 секунд. Поэтому, принимая во вни- мание большую «тепловую инерцию» прибора, можно с уверенно- стью сказать, что быстрота, с которой производятся измерения, в значительной степени парализует вредное влияние колебаний тем-

пературы. Для дальнейшего устранения этих же влияний, тем- пература в помещении не должна отличаться от температуры наружного воздуха—это особенно подчеркивает Миллер. Вот

130

Гл. 10. По поводу дискуссии об опытах Дейтона Миллера …

почему опыты с эфирным ветром должны производиться в по-

мещениях, куда проникает и обыкновенный ветер!

Утверждение А. Ф. Иоффе, что на вопрос О. Лоджа — не зави- сит ли весь эффект от неравенства температуры неравномерно на- греваемого солнцем здания, в котором помещался прибор, Дейтон Миллер будто бы ответил: «Я вполне уверен» в своих результатах,

— фактически неверно. Вот что Миллер пишет в своем письме, на- печатанном в «Nature» 26 июня 1926 г. в ответ Лоджу.

«Проф. Оливер Лодж ставит вопрос, что получилось бы, если бы результаты были истолкованы на основании предположения, что южная сторона здания была теплее северной или на основании какого-либо иного предположения. Как раз для ответа на этот вопрос и на ряд других, были поставлены опыты, продолжавшие-

ся шесть лет. За это время было проделано несколько тысяч из- мерений. Каждая возмущающая причина, которую только можно было придумать, была исчерпывающим образом исследована. Сре- ди этих причин были следующие: дневные и годичные изменения температуры, лучистое тепло, магнетизм, магнитострикция раз- личия в силе тяжести, гиростатическое действие, влияние источ- ника света, влияние, оказываемое прозрачной или непрозрачной по- крышкой над частями прибора, где проходят лучи света, скорость и направление вращения, недостаточная уравновешенность прибо- ра, положение наблюдателя относительно прибора и т. д. Посте- пенно и последовательно удалось показать, что наблюдаемое явле-

ние не зависит от этих причин».

Есть ли все это голословное утверждение: «Я вполне уверен» предоставляем судить читателям. По поводу обработку наблюдений заметим следующее. Обработка опытного материала происходила с помощью гармонических анализаторов. Знакомые с практикой та- ких исследований знают, что даже при больших т. н. «случайных» отступлениях можно с поразительной точностью выделять и опре- делять периодические 33 составляющие данного явления. Это имен- но и делал Дейтон Миллер, которого хотят изобразить невеждой!

33 Проф. Т. П. Кравец, изучавший явления приливов и отливов на озере Байкале, рассказывал на том же V съезде в неофициальной части дискус- сии, после закрытия заседания, как из кривой колебания уровня в озере при отдельных случайных колебаниях, доходивших до двух метров, гар- монический анализатор выделял с полной несомненностью приливные

131

А.К.Тимирязев, 1927 г.

Заслуживает особенного внимания замечание А. Ф. Иоффе, что, так как, по его мнению, теория относительности так хорошо под- тверждается данными астрономии, то он естественно с самого нача- ла подходил с предубеждением к опытам Дейтона Миллера.

Чтобы не утруждать читателя длинными отступлениями об ас- трономических предсказаниях Эйнштейна, приведем выводы из критического обзора «блестящих оправданий» этих пророчеств, сделанного директором Русского Астрофизического Института проф. В. Г. Фесенковым 34).

Первое предсказание: звезды вблизи диска солнца, во время полного затмения, должны быть по теории Эйнштейна определен- ным образом смещены. К какому выводу приходит проф. Фесенков, обсуждая результаты двух экспедиций 1919 и 1923 г.г.?

«Отсюда видно, что наблюденное смещение звезд около солнца во время затмений представляет из себя чрезвычайно сложное яв- ление и ни в коем случае не может рассматриваться как под-

тверждение теории относительности».

Второе предсказание: смещение спектральных линий в спектре спутника Сириуса. К какому выводу приходит проф. Фесенков, ана- лизируя данные Адамса?

«После необходимых поправок на скорость самого Сириуса в пространстве и на орбитальное движение спутника, оказалось, что спектральные линии последнего действительно смещены и притом даже больше, чем ожидалось согласно теории относи- тельности. Все это бесспорно чрезвычайно интересно, но здесь

несколько подозрительным является то обстоятельство, что эти „аномальные“ звезды всегда оказываются спутниками дру- гих более ярких звезд, и их спектр мало отличается от спектра главного тела. Невольно напрашивается предположение, что

волны с амплитудой всего в пять сантиметров! Соотношение в десятки раз менее благоприятное, чем в опытах Миллера, но никто не делал упрека геофизикам в том, что постановка их опытов не дает возможности изме- рять приливы на озерах, потому что колебания, вызванные другими при- чинами, превосходят то, что подлежит измерению. Опять ответ прост: приливы и отливы никакого отношения не имеют к теории относительно- сти, а опыты Дейтона Миллера!..

34 «Вестник Коммунистической Академии», 13, 1925 г., стр. 200. Ас- трономические доказательства теории относительности.

132

Гл. 10. По поводу дискуссии об опытах Дейтона Миллера …

они в значительной мере светят просто отраженным светом. В этом случае отпадает необходимость приписывать этим звездам необычайно большую плотность, а, следовательно, на- блюдаемое смещение линий, установленное к тому же с неко- торой натяжкой, отнюдь нельзя будет объяснить как эффект

Эйнштейна».

Что же касается смещения линий в спектрах солнца и звезд, то там дело обстоит еще значительно хуже. Вот вывод, к которому приходит проф. Фесенков:

«Прямого доказательства реальности эффекта Эйнштейна здесь, однако, далеко еще нет. Наличие этого эффекта поставлено только в зависимость от характера конвекции в верхних слоях солнца, которая и должна быть тщательно изучена с теоретиче-

ской и практической точек зрения».

Третье предсказание: объяснение неравенства в движении Мер- курия, которое будто бы необъяснимо с точки зрения механики Ньютона (Зелигер давно уже дал это объяснение. А. Т.). А вот вы- вод, к которому приходит проф. Фесенков:

«Первая величина вполне соответствует указанной выше не- вязке, и потому (приверженцы теории относительности сделали поспешное заключение, что, наконец, найдено бесспорное доказа- тельство справедливости взглядов Эйнштейна. Это заключение в корне не логично. Действительно, с одной стороны, движение Меркурия исследуется полностью с учетом притяжения всех пла- нет; при этом находится общее смещение перигелия в 600'' с не- большой невязкой в 42'' в столетие. С другой стороны, применяет- ся теория относительности в предположении, что Меркурий есть единственная планета и что он движется только под влиянием солнечного притяжения. При этом констатируется, что периге- лий орбиты смещается как раз на ту величину, которая нам не- достает в теории Ньютона. Рассуждение, очевидно, неправильно. Если классическая механика не верна, на нее не следует ссылаться совсем, а разобрать все планетные движения исключительно с точки зрения теории относительности. Это до сих пор сделано не было. Наконец, если бы мы могли согласиться с тем, что с периге- лием Меркурия все благополучно, то для других планет нам все рав- но нужно было бы искать другого объяснения, так как, например, для Марса невязка гораздо больше того, что может дать теория относительности. Спрашивается, однако, можно ли назвать на-

133

А.К.Тимирязев, 1927 г.

учным такой подход к объяснению аналогичных явлений природы,

когда для каждого явления придумывается особая причина?».

Вот, следовательно, что получается при внимательном рассмот- рении знаменитых «пророчеств». С точки зрения академика А. Ф. Иоффе этих сомнений, которые высказывает проф. Фесенков (сомнения эти разделяются очень многими иностранными учены- ми), по-видимому, вообще не существует. А. Ф. Иоффе указал да- лее, что в «настоящее время известный физик экспериментатор Милликен заново производит опыты Дейтона Миллера по всем пра- вилам научной техники!». К моменту писания этих строк мы можем сказать: мы этого уже дождались! Каковы же эти опыты, выполнен- ные по всем правилам научной техники? Прежде всего их выполнил не сам Милликен, а Кеннеди, который работал в лаборатории у Милликена и который объявляет Милликену благодарность за его указания. Миллер довел длину световых лучей до 65 метров, у Кен- неди длина световых лучей… всего 4 метра! Следовательно, у Кен- неди объективная чувствительность прибора в 16 раз меньшая, чем у Дейтона Миллера! Максимальный эффект у Миллера выражался смещением полос интерференции эквивалентным 10,5 км/с с точно- стью ±0,6. При той чувствительности, какая была у Кеннеди, он должен был видеть наибольшее смещение так, как Миллер видел смещение в 10,5 км/с, то есть то, чего Миллер не видел! Словом, наибольший эффект Миллера должен был у Кеннеди объективно давать такое смещение какое Миллер уже не мог констатировать!

Для устранения этого Кеннеди перестроил прибор так, чтобы иметь возможность констатировать эти маленькие смещения, какие Миллер наблюдать не мог. Поставив ступенчатые пластинки для интерферометра и развив теорию, опирающуюся на психофизиче- ский закон Вебера – Фехнера и на существующие определения чув- ствительности глаза (!), Кеннеди полагает, что он все-таки в состоя- нии со своим прибором наблюдать эффект в четыре раза меньший, чем максимальная величина, наблюдавшаяся Миллером. Однако он ничего решительно заметить не мог. Справедливость, однако, тре- бует заметить, что он и не делает того вывода, что данные Миллера не подтверждаются. Он только ограничивается одним замечанием, что смещение полос интерференции им не было замечено и что прибор необходимо перестроить с тем, чтобы… повысить его чув- ствительность!

134

Гл. 10. По поводу дискуссии об опытах Дейтона Миллера …

Не так, видно, просто сделать то, что тонкими экспериментато- рами делается в течение многих лет! Для всякого экспериментатора ясно, что мы имеем покушение с негодными средствами; строить расчеты на чувствительности глаза и на законе Вебера – Фехнера, в то время как объективно уменьшаешь чувствительность в 16 раз! Это плохой метод экспериментировать! Но, конечно, один слух об этом опыте доставит немалое удовольствие тем, у кого, по словам Ленина, «материя исчезает, остаются одни лишь уравнения» и не- малый доход немалому количеству издателей дешевеньких книжек с изложением мнимых побед Эйнштейна.

Вот в общих чертах вокруг каких вопросов вращалась дискус- сия об опытах Дейтона Миллера. При этом в настоящем изложении пришлось кое-что прибавить, так как и А. Ф. Иоффе в своей статье упоминал о вопросах, не затронутых им в дискуссии. Товарищи Г. и Е. недоумевают, почему докладчик не включил в свой доклад во- просов о философии теории относительности? А главным образом потому, что теперь весь вопрос заключается в том, доказаны ли те выводы, к которым приходит Дейтон Миллер или нет? В зависимо- сти от этого будет стоять вопрос, вернемся ли мы и в этой области физики к здоровому материализму, к открытию новых форм мате- рии – новых форм движения материи, или будем продолжать барах- таться в махистском море «чистого математического описания».

Спор на этой дискуссии – одна из первых стычек в разверты- вающейся сейчас борьбе. Теория относительности и теория квант привели к новой вспышке махизма. Для значительной части совре- менных теоретиков и особенно русских «философия чистого описа- ния» есть пока что единственная философия науки. Опыты Дейтона Миллера и теория световых квант Дж. Дж. Томсона 35) наносят ре- шительный удар этой философии. Махизм ведь процветает там, где еще мы мало знаем, где мы вынуждены временно ограничиваться формальным описанием. Махизм же эту постановку задачи считает за окончательное решение. В своей статье т.т. Г. и Е. воздают хвалу русским теоретикам за то, что они идут за Шредингером и отказы-

35 Взгляды Томсона развиваются математиком Уиттекером и проф. Н. П. Кастериным у нас. Работы Томсона современные теоретики «квантисты» просто не упоминают. В дополнительном томе проф. О. Д. Хвольсона о них ни единого слова, хотя имеется много ссылок на работы, появившиеся позже томсоновых.

135

А.К.Тимирязев, 1927 г.

ваются принимать формальную теорию Гейзенберга. Но, во-первых, они забывают, что Гейзенберг герой прошлого года – в прошлом году им увлекались и русские теоретики, работы же Шредингера появились летом и осенью минувшего года, а потому он теперь ге- рой дня. Во-вторых, методологически теория Шредингера столь же формальна, как и теория Гейзенберга. Волны, по этой теории не имеющие материального носителя, образуют электроны — мате- рию. Это классическая иллюстрация к словам Ленина «попытка мыслить движение без материи». Все это доказывает только одно: не так-то легко, видно, отличать настоящую науку от махизма, не так-то легко предохранить себя от ослепления блестками «модной» и «новейшей» теории, построенной на старенькой философии «чис- того описания».

«Под знаменем марксизма», 1927 г., № 2–3,

стр. 178–187. http://bit.ly/i5PcEf

136

Глава 11. Усовершенствование эксперимента Майкельсона-Морли

11. Р. Дж. Кеннеди. Усовершенство-

вание эксперимента Майкельсона– Морли (1926)

Рой Дж. Кеннеди, Калифорнийский технологический инсти-

тут, National Research Fellow in Physics

A refinement of the Michelson-Morley experiment Roy J. Kennedy California Institute of Technology

Исследование, которое является предметом настоящей статьи, было предпринято для проверки результатов, представленных не- давно профессором Д. К. Миллером в результате повторения им эксперимента Майкельсона–Морли. Проф. Миллер интерпретиро- вал свои наблюдения как указывающие на движение Солнца сквозь эфир со скоростью не менее, чем 200 км/с в направлении прямого восхождения 262° и склонения 65°. Он полагает, что сокращение размеров аппарата в направлении движения происходит, но отли- чается, однако, от того значения, которое дается формулой Лорен- ца и Фицжеральда, на величину, соответствующую скорости около 10 км/с. Это рассчитано из среднего смещения интерференционной картины при повороте плеча интерферометра через 90° к направле- нию, перпендикулярному или параллельному направлению пред- полагаемого эфирного ветра, если бы скорость аппарата составляла 10 км/с, а сокращение размеров не было бы. В своей статье в Science 30 апреля 1926 г. он пытается восстановить заброшенную идею о том, что означенная скорость зависит от высоты над уров- нем моря, на которой проводятся наблюдения. Такие результаты, как у него, видоизменяющие фундаментальные физические кон- цепции, требуют более полных экспериментальных подтвержде- ний.

В соответствии с классическими гипотезами эфира хорошо из- вестная теория эксперимента предсказывает, что смещение интер- ферометрической картины будет пропорциональным длине путей, проходимых интерферирующими лучами. Для того чтобы сделать наблюдаемыми малые скорости, проф. Миллер применил большой

137

Р.Дж.Кеннеди, 1926 г.

Рис. 11.1. Схема интерферометра Кеннеди в плане

интерферометр, в котором путь света составлял около 65 м. Труд- ность, содержащаяся в необходимости освобождения от влияния воздушных потоков и температурных эффектов с таким крупным инструментом, может быть оценена, если учесть, что смещение, соответствующее скорости в 10 км/с, может быть внесено измене- нием длины оптического пути менее, чем одной частью из 109 (то есть 10−9 длины оптического пути − В.А.). Такой пустяк, как раз- ность в средней плотности воздуха вдоль двух плеч, которую вы- звала бы разность в давлении в 2·10−3 мм рт. ст. или разность тем- ператур в 10−3 °С, вызвал бы такое же изменение наблюдаемой ве- личины.

138

Глава 11. Усовершенствование эксперимента Майкельсона-Морли

В настоящей работе световые пути были уменьшены примерно до 4 м, а требуемая чувствительность получена благодаря способ- ности специального приспособления выделять очень малые смеще- ния интерференционной картины. Вся оптическая система была

заключена в закрытый металлический корпус (выделено мной – В.A.) (sealed metal case), содержащий гелий под атмосферным дав- лением. Благодаря малым размерам аппарат может быть эффектив- но изолирован, и циркуляции и вариации плотности газа в оптиче- ских путях практически исключены. Кроме того, поскольку вели- чина µ−1 для гелия составляет всего примерно одну десятую той же величины для воздуха, можно видеть, что нарушающие эффек- ты изменений плотности газа при атмосферном давлении будут соответственно в десять раз меньше, чем для воздуха. И действи- тельно, было найдено, что дрожание интерференционной картинки было незначительным, и когда устанавливалось температурное равновесие, устойчивое смещение отсутствовало.

Схема аппарата в плане приведена на рис. 11.1. Оптические части смонтированы на мраморной плите квадратной формы со стороной 122 см и толщиной 10,5 см, которая покоилась на кольце- образном поплавке, помещенном в чан с ртутью, имеющий диа- метр в 77 см. Это просто уменьшенная копия первоначальной уста- новки Майкельсона. Зеркала M1, M4, и M5 зафиксированы в опреде- ленном положении; такие приспособления, как компенсационная пластина С и зеркало M2, необходимо установить из положения наблюдателя у телескопа после того, как крышка будет поставлена на свое место. Зеленый свет с длиной волны λ = 5461 от маленькой ртутной дуговой лампы, прикрепленной к плите, выделялся с по- мощью системы линз и призм и пропускался через малое отверстие в экране Z. Лучи света тщательно ограничивались экранами и фо- кусировались с тем, чтобы предотвратить случайное попадание света в глаз и вследствие этого – уменьшение его чувствительно- сти. Корректировки были выполнены так, что четкие линии фор- мировались на поверхности M1 и M2, на которые фокусировался телескоп. Окончательные корректировки осуществлялись поворо- том компенсационной пластины С с помощью точного дифферен- циального винта и помещения малых гирек около угла плиты; при таких условиях вес 5 г изменял положение тяжелой плиты вполне заметно. Регулировочные винты приводились в движение с помо- щью валиков, проходящих через короткие гибкие трубки, обеспе-

139