نسبیت گرایان ادعا میکنند که تئوریشان با ریاضیات قوی ای پشتیبانی میشود. بیایید با هم نگاهی به ریاضی عجیب و غریبی که نسبیت گرایان به آن افتخار میکنند بیاندازیم.
افزایش سرعت نسبیتی:
دو چارچوب مرجع A و B را تصور کنید.همچنین چارچوب B (ناظر B) را تصور کنید که در حال دور شدن با سرعت V با توجه به چارچوب A (ناظر A) است.
حال اگر یک جسم در چارچوب B با سرعت u در همان جهت حرکت کند، سرعت (U) جسم با توجه به ناظر در چارچوب A چه خواهد بود؟
میدانم که کمی پیچیده به نظر میرسد چرا که زبان نسبیت به این شکل است. آن ها با توجه به این موضوع ژست افراد باهوش را گرفته و خوانندگان و مخاطبان خود را گیج میکنند.
بگذارید ساده تر بگوییم:
یک قطار در حال حرکت با سرعت v نسبت به یک ناظر ایستاده بر روی یک سکو را تصور کنید. اگر یک مسافر در داخل قطار در جهت حرکت قطار با سرعت u بدود، سرعت (U) این مسافر با توجه به ناظر ایستاده بر روی سکو چه خواهد بود؟
عقل به ما میگوید که سرعت مسافر با توجه به ناظر بر روی سکو باید با ′v+u برابر باشد.
یا به عبارتی :
′u = v+ u
اما ظاهرا که با توجه به نسبیت درست نیست. در اینجا یک فرمول برای افزودن سرعت:
ممکن است تعجب کنید که C2 از کجا می آید؟
با توجه به نسبیت، c سرعت نور در خلا است (m/sec ۱۰۸×۳).
تمام هدف این فرمول این است که اثبات کند که سرعت نور برای هر ناظر، یکسان است. حال تصور کنید یک کاوشگر فضایی درحال حرکت به سمت یک سیاره دور با سرعت (v) 0.5c با توجه به ما می باشد.
اگر یک پرتو نور از سمت کاوشگر فضایی به سمت همان سیاره با سرعت
c’ (u′)‘
حرکت کند، عقل سلیم به ما میگوید که پرتو نور باید با توجه به ما که بر روی زمین ایستاده ایم در 1.5c حرکت کند.
اما اگر ما از فرمول افزودن سرعت در بالا استفاده کنیم، شگفت زده خواهیم شد چرا که سرعت نور حتی با توجه به ما بر روی زمین c باقی مانده!
این دیوانه کننده است چرا که فرمول بالا با توجه به فرض سرعت ثابت نور ساخته شده است بنابراین بدیهی است که ما همان مقدار c را برای سرعت نور حتی برای ناظرانی که با سرعت های متفاوتی حرکت میکنند، بدست می آوریم.
اتساع زمان: نسبیت ادعا میکند که اجسام /ساعت های در حال حرکت اتساع زمان را تجربه میکنند که توسط فرمول زیر داده شده است:
- ’t زمان چارچوب در حال حرکت
- t زمان درحال سپری شدن در چارچوب ثابت است
- V سرعت ساعت در حال حرکت با توجه به ساعت ثابت
- C سرعت نور در خلاء است
انقباض طول: همان تئوری انقباض طول اجسام درحال حرکت را پیش بینی میکند که توسط فرمول زیر بیان میشود:
که در آن:
- l’ طول یک شی اندازه گیری شده توسط یک ناظر در حال حرکت است
- l طول همان جسم با توجه به اندازه گیری یک ناظر ثابت است
فرضیات جاهلانه را می توان با ریاضیات غیر عقلانی پشتیبانی کرد.
مدل غیرعقلانی اول
ما میتوانیم فرض کنیم مجموع هر دو عدد طبیعی برابر با ۱ است. برای اثبات موضوع بالا، من میتوانم ریاضیات عجیب و غریبی سرهم کنم. به عنوان مثال اجازه دهید ما اعداد X و y را اضافه کنیم:
x+y/x+y= 1
ما میدانیم که افزودن این اعداد عجیب و غیر منطقی است، و خب افزودن سرعت در نسبیت نیز به همین گونه است.
مدل غیرعقلانی دوم
ما با توجه به عقل و تجربیاتمان میدانیم که 3*2=8 در ریاضیات صحیح نیست اما ما می توانیم آن را با فرضیات عجیب و غریب مانند 4=3 یا 8-6 درست کنیم اما این فرضیات اشتباه هستند، از این رو هر مدل ساخته شده بر اساس آنها نیز اشتباه است (حتی اگر برخی آزمایشات ظاهرا از مدل حمایت کنند) همان چیزی که به ریاضیات نسبیت که بر فرض غیر منطقی و عجیب و غریب از سرعت ثابت نور ساخته شده است اعمال میشود.
مدل غیرعقلانی سوم
ممکن است فرض کنید ارزش واقعی اعداد با بالا رفتن کاهش پیدا میکند یا به عبارت دیگر:
1 >10>100> 1000
یک تئوری بر پایه این فرضیات عجیب و غریب، بدیهی است که پیش بینی های دور از عقل و منطق دارد.
این مدل ممکن است درست و منطقی به نظر برسد و برخی چیز هارا توضیح دهد به عنوان مثال این مدل ممکن است توضیح دهد که چرا افراد مسن با وجود سن بیشتر سریعتر میمیرند در حالی که افراد جوان با سال های کمتر بهتر زنده می مانند.
همچنین ممکن است بتواند توضیح دهد که چرا گیاهانی با ارتفاعی در حدود 5mm ۵ بیشتر در مقابل باد نسبت به گیاهانی با ارتفاع 100mm مقاومت میکنند.
اما فقط به خاطر اینکه این مدل به درستی برخی مشاهدات در جهان طبیعی ما را توضیح میدهد، نمیتوانیم آن را که بر اساس فرضیات اشتباه و مضحک ساخته شده است به عنوان اصل مسلم و حقیقت مطلق قبول کرده و عقل و منطق خود را دور بریزیم (بطور مشابه میتوانیم این را بگوییم که ممکن است نسبیت از نظر برخی فیزیکدانان، برخی پدیده هارا در مدل سراسر تناقض خورشید مرکزی توضیح دهد اما این دلیل نمیشود تا مدل خورشید مرکزی را قبول کرده و تمام عقل و منطق خود را دور بریزیم).
مدل غیرعقلانی چهارم
تئوری مرکزیت X: فرض کنیم که آقای X در سکون مطلق در این جهان است و هر چیز دیگری در این جهان با توجه به او حرکت می کند. مغز ریاضی فیزیک دانان مدرن، میتواند برای حمایت از این باور پوچ یک مدل ریاضی مضحک و دور از منطق اما قوی بسازد.
مشاهده اینکه شخصی به مغازه قهوه فروشی نمیرود تا قهوه بنوشد اما قهوه خودش بر روی میز آن شخص میرود تا آن شخص آن را بنوشد.
ممکن است که بتوان این را به عنوان یک استدلال و مدرک برای نظریه مرکزیت X استفاده کرد.
همچنین این واقعیت که آن شخص از خانه و محل زندگی اش بیرون نمیرود تا با مردم دیدار کند و مردم خود به خانه او می آیند تا او را ببینند می تواند به عنوان اثبات دیگری برای این نظریه استفاده شود. اگر آقای ایکس از خانه و محل زندگی اش خارج شود و مردم در محیط بیرون او را ببینند، این میتواند به عنوان دلیلی که نظریه را نقض میکند، استفاده شود.
اما ما میتوانیم بیرون رفتن آقای ایکس را تنها یک توهم ناشی از ناظران بدانیم و به راحتی استدلال کنیم: این درواقع آقای ایکس نبوده که به خارج از محل زندگی اش رفته بلکه این فضا زمان بوده که در اطراف او حرکت میکرده و این تصویر و توهم را ایجاد کرده که گویا آقای ایکس درحال نقل مکان از جایی به جای دیگر است. اما چرا ما باید چیزی را که میبینیم کنار گذاشته و چیزی را که هرگز مشاهده نکرده ایم به عنوان دلیل درست موضوع تصور کنیم؟
خب این چیزی است که نظریه مرکزیت X (که با ریاضیات قوی و مشاهدات اثبات میشود) پیش بینی میکند و آن را قبول دارد. ما میتوانیم به راحتی استدلال کنیم:
هرگونه حرکتی از آقای ایکس به سادگی توسط این نظریه ممنوع اعلام شده است. این دقیقا نشان میدهد که نسبیت چقدر غیر عقلانی بوده و نسبیت گرایان استدلالات و اثبات های دور از عقل برای فرضیات خود دارند.
مدل غیرعقلانی پنجم
حلزون نسبیت: فرض میکنیم که یک حلزون سریعترین موجود در جهان است.
میتوانیم بگوییم S نشان دهنده حد سرعت در جهان است. همچنین ممکن است بگوییم سرعت حلزون نسبت به همه ناظران صرف نظر از حرکت آنها ثابت است. برای کسانی که پشتیبانی ریاضی این نظریه را میخواهند همان ریاضیات نسبیت کافی است (فقط نیاز است که S را به جای C استفاده کنند).
اگر توجه کرده باشید، حلزون تنها با سرعت 1mm در هر ثانیه حرکت میکند درحالی که موشک با سرعت 1000mm با همان زمان (زمان یکسان) حرکت میکند. شما باید استنباط کنید که راکت ، اتساع زمان و انقباض فضا را تجربه کرده است. همچنان که سرعت موشک به سرعت حلزون نزدیک تر میشود، زمان اتساع فوقالعاده ای پیدا میکند.
بنابراین، در چارچوب مرجع موشک، تنها کمتر از 1mm در هر ثانیه حرکت کرده است.
شما کسی نیستید تا ادعایی بر خلاف احساس و تجربه موشک کنید. چارچوب مرجع شما بسیار متفاوت با موشک است و از این رو شما نمیتوانید از عقل و منطق خود استفاده کنید. تنها ریاضیات می تواند پیش بینی کند که در چارچوب مرجع موشک چه اتفاقی رخ میدهد. این نتیجه گیری و استدلال را یک نظریه پرداز دور از منطق (مانند نسبیت گرایان) مطرح میکنند. اما قبل از اینکه ما عقل و منطق را از خود دور کنیم، دو معیار باید مورد قبول واقع شود:
- فرض جدیدی باتوجه به آنچه تئوری بر اساس آن ساخته شده (به عنوان مثال سرعت ثابت نور) که هرچند در ابتدا عجیب به نظر میرسد، باید با استنتاج منطقی وارد شود.
- این فرض عجیب باید بدون شک توسط داده های تجربی ثابت شده باشد و هیچ توضیح بهتر و جایگزینی نباید برای داده های مشاهده شده که به نظر میرسد مؤید این فرضیه عجیب و غریب هستند وجود داشته باشد.
نسبیت در هر دو معیار با شکست مواجه است.
