"Теория поля" Ландау и Лифшица, как отражение кризиса физики

Оценка современного состояния классической электродинамики на основе анализа книги "Теория поля". Причины кризиса физики в 19-20 веках. Принципиальная возможность применения методов классической аналитической механики к проблемам электродинамики.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 22.11.2018
Размер файла 204,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Делается замена потенциалов

. (1.П.1)

Показано, что при такой замене поля Е и Н сохраняются неизменными.

Заменяя в условии калибровки Лоренца не штрихованные величины штрихованными, находят:

. (1.П.2)

Для получения кулоновской калибровки необходимо, чтобы выполнялось соотношение

. (1.П.3)

При замене потенциалов на штрихованные волновые уравнения для скалярного и векторного потенциалов (в калибровке Лоренца) преобразуются в уравнения

(1.П.4).

Так мы получаем кулоновскую калибровку. Кажется, что с формально-математической точки зрения здесь все корректно, и обе калибровки совершенно равноправны. Однако:

«Корректность» действительно существует, но только формально-символьная.

Покажем это.

Введем следующие обозначения: - запаздывающие потенциалы, являющиеся решениями волнового уравнения, - потенциалы соответствующие мгновенному действию на расстоянии.

Повторим выкладки.

1. Замена потенциалов

(1.П.5)

2. Заменяем в условии калибровки Лоренца не штрихованные величины штрихованными:

. (1.П.6)

3. Для получения кулоновской калибровки необходимо, чтобы выполнялось соотношение . (1.П.7)

4. При замене потенциалов на штрихованные волновые уравнения для скалярного и векторного потенциалов (в калибровке Лоренца) преобразуются в уравнения

(1.П.8)

Обратите внимание на уравнение для скалярного потенциала . Во-первых, возникает проблема с начальными условиями в двух калибровках. Во вторых, потенциал должен быть запаздывающим, но он описывается уравнением Пуассона, а не волновым уравнением! Налицо противоречие. Поэтому не случайно В.Г. Левич, как бы, оправдываясь, пишет следующее [9]:

При кулоновской калибровке скалярный потенциал определяется распределением зарядов так, как будто они покоились. Само собой разумеется, напряженности полей Е и Н, найденные из решений с кулоновской калибровкой и калибровкой Лоренца, совпадают.

Выражение: «как будто они покоились», (хотя заряды движутся (!)), как раз и отражает мгновенное действие на расстоянии, поскольку никакого «запаздывания» такие поля при движении точечного инерциального заряда не испытывают. Ошибочным является заключение о совпадении полей Е и Н в разных калибровках. Они функционально по-разному зависят от координат и времени в разных калибровках! Можно заниматься обманом или самообманом, но обмануть математику невозможно. Электрическое поле скалярного потенциала движется синхронно с зарядом, не имеет никакого приписываемого ему «запаздывания»!

Правда есть другой вариант объяснения. Можно предположить, что в уравнении Пуассона для правая часть может быть записана как (виртуальный заряд). Тогда формально потенциал будет казаться запаздывающим. Этот вариант требует специального математического анализа.

Ландау был прав, относясь с подозрением к «калибровочной инвариантности». Недавно нам в руки попалось 8 издание «Теории поля» Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшица. Там с удивлением обнаружили, что редакторы изменили название параграфа 18. Вместо названия «Градиентная инвариантность» там напечатано «Калибровочная инвариантность». Такое «осовременивание» работ классиков науки недопустимо.

Часть 2. «Жесткая связь» потенциалов заряда

Введение

В Части 1 было показано, что:

1. Калибровочной инвариантности не существует.

2. Из условия калибровки Лоренца следуют два важных положения. Первое положение - «градиентная инвариантность» [1], которая позволяет исключить из решений уравнений Максвелла продольные электромагнитные волны и дать описание только поперечных волн векторного потенциала. Второе положение это условие «жесткой связи» скалярного и векторного потенциалов поля. Жесткая связь позволяет решить проблему электромагнитной массы и описать взаимодействие зарядов и их поля.

3. Из условия жесткой связи вытекает, что свойства полей заряда отличаются от свойств полей электромагнитной волны. Полям зарядов отвечает мгновенное действие на расстоянии. Это не противоречит преобразованию Лоренца (Часть 1) . Фактически из этого следует, что электродинамика четко разделяется на две части, описываемые самостоятельными группами уравнений. Сказанное иллюстрируется рис. 2.

Рис. 2

Левая ветвь отвечает запаздывающим полям электромагнитной волны. Правая ветвь открывает путь к описанию полей зарядов и взаимодействия зарядов в рамках уравнений Максвелла в калибровке Лоренца.

Появление мгновенного действия на расстоянии кардинально меняет философию физики. Меняет смысл термин «взаимодействие». Лишаются смысла такие понятия, как «скорость распространения взаимодействий» и некоторые другие (см. Приложение 2.1). Здесь мы хотим подчеркнуть приоритет классической механики и электродинамики по отношению к последующим теориям (СТО, ОТО, КЭД, космология и т.д.). Если меняется электродинамика, автоматически должны быть пересмотрены теории, опирающиеся на нее. На это обращал внимание Р.Фейнман.

В данной статье мы рассмотрим следствия, отвечающие правой ветви на рис. 1. Мы покажем, как из релятивистского принципа наименьшего действия без специальных гипотез вытекают уравнения, описывающие взаимодействие электрических зарядов.

1. Действие для свободного заряда

Не будем повторять то, что уже изложено в учебниках. Здесь мы предложим свой вариант, который позволяет последовательно описать взаимодействие зарядов.

Как известно, действие для релятивистской частицы массой m имеет стандартный вид, предложенный М. Планком:

(2.1.1)

Масса покоящейся заряженной частицы, как доказано в Части 1, равна

, где dV - элемент объема.

Подставляя это выражение в (2.1.1), получим

(2.1.2)

где: - 4-вектор плотности тока; - 4-потенциал заряда. Величины и берутся в системе отсчета, где заряд покоится. В выражении (2.1.2) мы воспользовались тождеством .

Обращаем внимание на то, что формула это условие «жесткой связи» векторного и скалярного потенциалов. Его классическим аналогом является выражение .

Выражение (2.1.2) является исходным для описания взаимодействия зарядов.

2. Действие для двух взаимодействующих зарядов

Пусть наш заряд распадается на две части. Нам не важен знак каждого из зарядов, но важно, чтобы при распаде выполнялся закон сохранения заряда. Нас будет интересовать случай, когда расстояние между зарядами много больше размеров каждого из зарядов. Для удобства мы введем электрический момент заряда. Запишем подынтегральное выражение

(2.2.1)

Величина есть дифференциал плотности электрического момента заряда.

Для удобства мы будем приписывать характеристикам заряда цифровой индекс: 1 или (1) для первого заряда и 2 или (2) для второго заряда. Обратимся к выражению (2.1.2). В нем под знаком интеграла мы будем иметь произведение суммы двух 4-потенциалов, умноженных на сумму двух плотностей электрического момента

(2.2.2)

Физический смысл 4-потенциалов следующий. Потенциал Ai(2) создается вторым движущимся зарядом для первого заряда в точке, где находится заряд 1 в (сопутствующей системе отсчета). Подобным образом определяется 4-потенциал Ai(1). Поскольку результат, который необходимо получить, важен, мы будем проводить подробные выкладки.

(2.2.3)

Теперь проинтегрируем каждый член по объему V, содержащему заряды. Как и прежде имеем для масс «новорожденных» зарядов:

и

Теперь рассмотрим второй член в выражении (2.2.3). Учитывая, что размеры заряда много меньше расстояния между зарядами, можно считать потенциал постоянным для первого заряда.

(2.2.4)

где:

Аналогично можно проинтегрировать четвертый член выражения (2.2.3). Итак, имеем

(2.2.5)

Учитывая, что получим

(2.2.6)

Для удобства вывода уравнения движения выражению (2.2.6) нетрудно придать другие формы, используя равенство

(2.2.7)

(2.2.8)

Здесь имеется особенность релятивистского вариационного принципа. Множитель (-1) в функции Лагранжа играет интересную роль:

Итак, мы записали интеграл действия для двух взаимодействующих зарядов, не используя гипотезы. Напомним, что условие «жесткой связи», использование нами, отражает мгновенное взаимодействие зарядов.

3. Уравнение движения заряда в поле другого заряда

Теперь мы должны получить уравнение движения одного из зарядов при действии на него поля второго заряда. Для этого нам удобно воспользоваться интегралом действия (2.2.7).

Мы будем варьировать 4-координаты первой частицы, считая, что вторая частица «заморожена»:

(2.3.1)

Первые два члена проинтегрируем по частям.

(2.3.2)

Второй член этого равенства равен нулю, так как интеграл варьируется при заданных значениях координат на пределах .

Вариация 4-потенциала и его дифференциал равны

Поэтому

(2.3.3)

Осталось привести члены к стандартной форме:

.

В последнем члене суммы в подынтегральном выражении (2.3.3) мы поменяем местами индексы i и k . Запишем окончательный вариант

(2.3.4)

Отсюда в силу произвольности получаем уравнение движения первого заряда при воздействии на него поля второго заряда.

(2.3.5)

Если убрать индексы 1 и 2, мы получаем стандартное уравнение движения, которое приводится во всех учебниках по электродинамике. Уравнение движения для второй частицы легко вывести тем же путем, используя для удобства выражение (2.2.8). Еще проще это уравнение можно записать, заменив индексы 1 на 2, а 2 на 1.

Здесь мы сталкиваемся с удивительным фактом. Оказывается релятивисты, те самые релятивисты, которые с порога отвергают мгновенное действие, при описании взаимодействие релятивистских зарядов, используют мгновенное действие на расстоянии! Это указывает на их уровень понимания физического смысла и содержания используемого ими математического формализма.

Физический смысл полученных результатов легко и удобно продемонстрировать на примерах нерелятивистского взаимодействия зарядов, когда v значительно меньше с.

4. Нерелятивистский вариант взаимодействия зарядов

Мы, прежде всего, аккуратно получим классический интеграл действия из его релятивистского варианта. Запишем (2.2.6)

(2.4.1)

При малых скоростях мы имеем:

(2.4.2)

Заметим, что скалярное произведение двух 4-векторов скоростей есть истинный скаляр. Это произведение инвариантно относительно выбора инерциальных систем отсчета. Для малых скоростей имеем:

(2.4.3)

где: V12 - относительная скорость зарядов, вычисленная по теореме сложения релятивистских скоростей; v1 - скорость первого заряда; v2 - скорость второго заряда.

Учитывая выражения (2.4.2) и (2.4.3), преобразуем соотношение (2.4.1).

(2.4.4)

Мы при преобразованиях учли равенство .

Заметим, что найденная нами нерелятивистская функция Лагранжа инвариантна относительно преобразования Галилея. Она зависит только от относительных скоростей зарядов и относительных расстояний между ними. Теперь мы можем найти уравнение движения первого или второго заряда стандартными методами.

5. Классическое уравнение движения

Для получения уравнения движения можно использовать уравнение Эйлера-Лагранжа или воспользоваться стандартными методами вариационного исчисления.

(2.5.1)

Получаем стандартное уравнение движения, которое инвариантно относительно преобразования Галилея. Сила, действующая на заряд e1 со стороны e2, не зависит от выбора наблюдателем инерциальной системы отсчета. Помимо этого, всегда выполняется третий принцип Ньютона (действие равно противодействию).

(2.5.2)

где: - векторный потенциал, создаваемый зарядом e2 в точке нахождения заряда e1; - электрическое поле, действующее на заряд e1 со стороны e2; - магнитное поле создаваемое зарядом e2 в точке нахождения заряда e1.

Аналогичным образом можно проанализировать взаимодействие нескольких зарядов, образующих замкнутую систему.

Запишем функцию Гамильтона для двух зарядов. Она находится стандартным путем без необходимости введения некорректного «обобщенного импульса».

(2.5.3)

Иллюстрация. В качестве красивого примера приведем формулы из [2], описывающие взаимодействие двух элементов тока I1dl1 и I2dl2. Они принципиально отличаются от выражений, вытекающих из закона Био-Савара.

(2.7.6)

Обратите внимание на то, что помимо силового взаимодействия элементарных токов возникает взаимодействие через вращающий момент. Вращающий момент стремится изменить ориентацию элементов тока так, чтобы они были параллельны. Мы видим также, что действие всегда равно противодействию. Это следствие инвариантности функции Лагранжа относительно преобразования Галилея. Итак, мы прекрасно обошлись без введения каких-либо гипотез.

6. Замкнутая система зарядов

На рис. 2 мы показали две ветви, на которые распадается электродинамика. Левая ветвь - это независимые уравнения, описывающие поперечные электромагнитные волны. Правая независимая ветвь отвечает за квазистатические явления, т.е. за взаимодействие электрических зарядов. Взаимодействие зарядов не является «запаздывающим» и опирается на мгновенное действие на расстоянии. Система взаимодействующих зарядов является консервативной. Для нее всегда справедливы соотношения аналитической механики.

Это позволяет строго описать квазистатические явления электродинамики и теорию тяготения Ньютона, пользуясь методами классической аналитической механики [5]. Полученные нами результаты позволяют дать правильное объяснение взаимодействию и записать все законы сохранения [2] (теорема Нетер). Более того, «магнитные парадоксы» получают непротиворечивое объяснение [3].

Замкнутая система зарядов не излучает и не поглощает электромагнитных волн. Это было подтверждено экспериментально на основе измерений излучения электронно-лучевых трубок и на основе анализа и измерений в ускорителях [6] (см. Приложение 2.2). Существующее объяснение синхротронного излучения некорректно. Оно «привязано» к ошибочным выводам в работе [1]. Эти некорректные выводы породили проблему «самоускорения» излучающего заряда. (формула (75.8) и последующие комментарии в [1]).

Поясним суть. Если рассматривать равноускоренное движение электрона под действием сил (считая поле заряда запаздывающим), то появляется, так называемая, «тормозящая сила», связанная с излучением электромагнитной волны. Если пытаться найти движение заряда только под ее действием, то получим нелепый результат: скорость заряда под действием «тормозящей силы» экспоненциально возрастает, стремясь к бесконечности. Есть многочисленные попытки «объяснить» явление «самоускорения», но они некорректны, т.к. опираются на разные предположения.

Как мы установили, даже релятивистский заряд (или система зарядов) является замкнутой консервативной системой. Прием или излучение электромагнитных волн замкнутой системой заряженных частиц это диссипативный процесс, который, согласно основам аналитической механики, невозможно непосредственно «вписать» в рамки консервативной системы. Чтобы описать излучение и прием волн замкнутой консервативной системой, нам необходимо в описывающую систему функцию Лагранжа специально ввести диссипативную функцию Релея (см., например, [5]).

И вот здесь открывается новый путь для описания явлений микромира. Если правильно найти (подобрать) диссипативную функцию Релея, есть возможность найти путь к уравнениям, родственным уравнению Шредингера. Это перспективный, логически верный классический путь в область познания микромира. Есть несколько вариантов поиска, но пока много неизвестных. Прежде всего, необходимо разобраться теоретически и экспериментально с физикой «виртуальных» частиц, не обладающих инерцией.

Современный подход, опирающийся на «баланс энергии» не является корректным. Он ведет к ошибкам в объяснении сути излучения при описании процессов излучения и приема волн зарядами (взаимодействие зарядов с волнами). Непонимание этого факта послужило основой парадокса «самоускорения».

7. Ошибки при описании взаимодействия зарядов

Теперь мы покажем источник ошибок современной интерпретации взаимодействия зарядов. Для этого вернемся к интегралу действия

(2.7.1)

Раскроем скобки в выражении (2.7.1)

Кажется, что можно пренебречь «добавками к массам», т.е. и .

Тогда получим:

(2.7.2)

Убирая индексы 1 и 2, запишем интеграл действия для одного заряда.

(2.7.3)

Обычно выражение (2.7.3) в учебниках не выводится, а постулируется. Мы же получили выше строгое выражение (2.4.4) безо всяких гипотез.

Теперь мы остановимся на ошибках.

1. Лагранжиан в интеграле (2.7.3) не инвариантен относительно преобразования Галилея.

2. Как следствие, сила действия одного заряда на другой зависит от субъективного выбора наблюдателем инерциальной системы отсчета. В разных системах отсчета она различна.

3. При описании взаимодействия нарушается третий принцип Ньютона (см., например, парадокс Тамма [7]).

Помимо этого, функция Гамильтона для первого заряда имеет «куцый вид»:

(2.7.3)

Из гамильтониана «исчезла» энергия векторного потенциала. Чтобы «вернуть» ее в гамильтониан искусственно вводят обобщенный импульс Р

или (2.7.4)

Новое выражение гамильтониана приобретает вид (ср. с выражением (2.5.3)):

(2.7.5)

Затем обобщенным импульсом Р пользуются, как обычным импульсом частицы р. Такой «искусственный прием» имеет свое название: «подгонка под нужный результат», т.е. фальсификация.

Научно-методические замечания. При объяснении явлений взаимодействия зарядов в современной физике допускается ряд ошибок в интерпретации явлений, связанных с непониманием или ошибочным истолкованием явлений. Выше мы привели примеры некоторых ошибок. Можно сделать следующие общие замечания научно-методического характера.

1. Физики в исследованиях постоянно пользуются условием «жесткой связи» электромагнитных потенциалов полей зарядов . Ортодоксальные релятивисты даже не подозревают, что условие неразрывно связано с мгновенным действием на расстоянии.

2. Как следствие, запаздывающие потенциалы и поля электромагнитных волн принципиально отличаются от потенциалов и полей зарядов, отвечающих мгновенному действию на расстоянии. Отождествление этих полей - «закостенелый» предрассудок, т.е. грубая гносеологическая ошибка.

3. По этой причине ошибочны некоторые определения физических понятий. Об одном из них сказано в Приложении 2.1. Это, например, термин «скорость распространения взаимодействий», не отвечающий физической реальности. Упомянем еще об одном неточном определении. Речь пойдет об определении напряженности поля.

В зарубежных учебниках можно прочесть [8]: «The electric field intensity is defined as the force per unit positive charge that would be experienced by a stationary point charge, or «test charge», at a given location in the field: ».

В наших учебниках и справочниках дается аналогичное определение: «Напряженность электрического поля это силовая характеристика электромагнитного поля, численно равная силе, действующей на пробный (единичный, положительный, точечный) заряд ». Кажется, что это определение правильно. Однако оно имеет «дефект».

Приведем правильное определение: «Напряженность электрического поля это силовая характеристика электромагнитного поля, численно равная силе, действующей на пробный (единичный, положительный, точечный) заряд, покоящийся в системе отсчета наблюдателя».

Выделенное жирным шрифтом очень важный момент. Если заряд покоится в точке, где мы измеряем поле, мы измеряем правильную величину напряженности. Если же мы измеряем силу, действующую на пробный заряд, когда он проходит данную точку пространства с некоторой скоростью, то мы имеем ошибочное значение напряженности.

Сказанное также непосредственно относится к силам, действующим на заряд со стороны других зарядов. Эти силы (как и лагранжиан) инвариантны относительно выбора наблюдателем системы отсчета. Они зависит только от относительных расстояний между зарядами и от их относительных скоростей. Это положение справедливо для выражения (2.5.2). Есть и другие ошибки.

Заметим, что мгновенное действие на расстоянии не противоречит принципу причинности. Принцип причинности исследован и решен положительно для мгновенного дальнодействия уже давно [9]. Мы рекомендуем ознакомиться с этой работой тем, кто считает, что причинность сводится только к последовательности событий. Добавим также, что мгновенное действие на расстоянии не противоречит преобразованию Лоренца [10].

Приложение 2.1 О мгновенном действии на расстоянии

Правильное определение содержания понятий играет важную роль в науке. Некорректные (ошибочные) определения не позволяют дать правильное объяснение явлениям, приводят к логическим противоречиям, к неоднозначности выводов и т.д. Построение новых моделей, выдвижение гипотез должно опираться не только на эксперименты, но и на понятия, опирающиеся на материалистическое мировоззрение.

За 200 лет в физике прошло несколько «ломок» научного мировоззрения. До середины 19 века в физике господствовало мгновенное действие на расстоянии. Оно прекрасно соответствовало экспериментам того времени (законы Кулона, Ампера, тяготения и др.) и математически было оформлено аналитической механикой.

В середине 19 века Максвелл записал свои уравнения, «потеряв» описание квазистатических явлений. Волновая форма уравнений Максвелла, казалось бы, свидетельствовала о том, что поля зарядов и поля электромагнитных волн неразличимы, хотя физически было ясно, что они различны. Об этом мы уже упоминали в Главе 1..

На границе 19-20 веков в период новых открытий в физике концепция действия на расстоянии была оттеснена концепцией близкодействия. Сейчас возвращается вновь концепция дальнодействия, которая должна сосуществовать совместно с концепцией близкодействия. Запишем стандартные определения и обсудим их.

Дальнодемйствие -- концепция, согласно которой тела действуют друг на друга без материальных посредников, через пустоту, на любом расстоянии. Такое взаимодействие осуществляется с бесконечно большой скоростью (но подчиняется определённым законам).

Близкодействие (или короткодействие) -- концепция, согласно которой взаимодействия передаются с помощью особых материальных посредников и с конечной скоростью.

Начнем с предварительных замечаний.

1. До сих пор никто достоверно экспериментально не дал ответа на вопрос: чем заполнено пространство? Поэтому выражение «через пустоту» в определении дальнодействия излишне и не несет информации. Точно также «через ту же пустоту» перемещаются «особые материальные посредники» в определении близкодействия. Материалистическое мировоззрение отвергает «пустоту». Пустота есть математическая абстракция.

2. Есть в определении близкодействия «нехорошее выражение»: «взаимодействия передаются». Это звучит так, как будто взаимодействия являются материальными объектами и переносятся некими посредниками.

В обоих определениях используется ошибочная трактовка термина «взаимодействие». Авторы путают его с содержанием понятия одностороннее «воздействие». Здесь ученые столкнулись с трудностью в интерпретации понятия «взаимодействие»: одни считают, что «посредник переносит информацию», другие - «энергию» и т.п.

Даже такой теоретик, как Л.Д. Ландау не стал давать определения [1]. Он писал, опираясь на мнение о тождественности полей зарядов и волн:

«Опыт, однако, показывает, что мгновенных взаимодействий в природе не существует. … В действительности, если с одним из взаимодействующих тел происходит какое-нибудь изменение, то на другом теле это отразится лишь по истечении некоторого промежутка времени».

Это не взаимное действие, а одностороннее воздействие одного тела на другое, с использованием для этой цели какого-то материального посредника.

Понятие «взаимодействие». Пора, наконец, навести порядок в этом вопросе. Очевидно, что «взаимодействие» не является ни полем, ни материальным или иным объектом (энергией, информацией и т.д.). На наш взгляд «взаимодействие» это процесс, при котором происходит одновременное изменение параметров и характеристик взаимодействующих объектов. Если меняются параметры одного объекта, а параметры другого неизменны, то между ними нет взаимодействия.

Мы уже говорили о том, что электрические заряды (замкнутая консервативная система) не могут непосредственно взаимодействовать с электромагнитной волной. Они могут иметь взаимодействие с волной только через промежуточное звено, о котором пока нам мало известно (причинная цепочка взаимодействий). Это звено должно описываться диссипативной функцией Релея. Поэтому мы рассмотрим только кулоновское взаимодействие зарядов.

Перечислим важные признаки взаимодействия:

§ Взаимодействовать должны как минимум два объекта. Взаимодействие большого числа объектов сводится к сумме их парных взаимодействий.

§ Оба взаимодействующих объекта равноправны, т.е. мы не можем отдать предпочтение ни одному из объектов. Мы не можем ответить на вопрос: «Какой объект начал взаимодействие первым»? Равноправию объектов отвечает также и третий закон Ньютона: действие равно противодействию. Противодействие - обязательный момент взаимного воздействия (взаимодействия).

§ Взаимодействие есть процесс контактного типа, Например два заряда А и Б взаимодействуют друг с другом посредством сил электрического поля (закон Кулона). Заряд А взаимодействует с полем заряда Б (контакт), а заряд Б - с полем заряда А (контакт). Поскольку поля зарядов А и Б реализуют мгновенное действие на расстоянии, оба контакта происходят одновременно.

§ Итак, мы описали третий признак - одновременность воздействия объектов друг на друга.

§ Взаимодействие приводит к одновременному изменению состояния каждого из взаимодействующих тел.

Понятие «мгновенное» распространение полей зарядов (или полей гравитационных масс) вытекает из законов механики и опирается на условие «жесткой связи» потенциалов полей зарядов в электродинамике (и, очевидно, в теории тяготения).

О мгновенном действии на расстоянии Лаплас писал в своем знаменитом «Изложении системы мира» в 1797 году следующее:

«Скорость распространения гравитации, которую я высчитал, анализируя движение Луны, её так называемые вековые ускорения, не менее чем в 50 миллионов раз превышает скорость света

Пока никто до сих пор не опроверг вычисления Лапласа! И это при современной вычислительной технике! Результаты этих вычислений не устарели, но их релятивисты предпочитают «не замечать»!

Расчеты Лапласа, конечно, противоречат постулату А. Эйнштейна о «конечной скорости распространения взаимодействий». И это неизбежно, поскольку термин «конечная скорость распространения взаимодействий» есть бессмыслица.

§ Контактному характеру взаимодействия тел не нужна никакая скорость распространения. Есть контакт (через поле, например), есть и взаимодействие.

§ Содержание понятия скорость распространения взаимодействия противоречит принципу равноправия объектов и принципу одновременности событий в акте взаимодействия объектов.

В физике нет «абсолютных» или «вечных» истин. Развитие физики это путь исправления ошибок и преодоления закоренелых предрассудков (диалектическая спираль развития науки).

Приложение 2.1 Об излучении ускоренного электрона

Приведем выдержку из работы [11]:

«Ускорение, которое испытывают электроны у катода электронной пушки кинескопа современного телевизора, на два порядка превышают максимальные нормальные ускорения в циклических ускорителях, но излучение в рентгеновском диапазоне вблизи телевизоров не наблюдается…. В циклических ускорителях, по мнению автора, источником синхротронного излучения являются не сами заряженные частицы, но возбуждаемые ими атомы газа (азот N, аргон Ar), часть которых неизбежно остается в камере прибора после его промывки и вакуумирования.

(При разряжении 10-13 мм. рт. ст.в 1 см3 содержится 4000 атомов газа)…. [5]

….. Однако элементарный расчет показывает, что СИ синхротронное излучение) не может являться следствием нормального ускорения частиц, так как последнее на ускорителях различного диаметра варьируется на два порядка и более, что показано в приведенной ниже таблице, тогда как параметры СИ на всех ускорителях достаточно близки…. (см. Табл. 1).

…В таблице s = an/an(дубна) есть отношение нормального ускорения ускорителей к нормальному ускорению ускорителя в Дубне…[5]».

Итак, как видно из таблицы, изменение ускорения в 30 раз (0,03 ? s ? 1) не влияет существенно на характер синхротронного излучения. Излучение действительно определяется ионизацией атомов остаточного газа N и Ar ускоренными электронами.

Добавление. Итак, как было нами теоретически показано в Главе 1 и как экспериментально показано в работе [11], ускоренный электрон не излучает электромагнитную волну, а электромагнитная волна непосредственно не может воздействовать на заряд, вызывая его ускорение. Здесь между электроном и электромагнитной волной должно быть промежуточное звено, через которое возникает взаимная связь волны и электрона. Можно предположить, что таким звеном могут быть виртуальные заряды, описанные в Главе 1. Однако этот вопрос должен быть исследован теоретически и экспериментально.

Добавим, что примеры релятивистов, «объясняющие» сущность понятия «скорость распространения взаимодействий» с точки зрения, приведенной выше, не являются корректными. Строгого определения этого понятия в физике не существует.

Таблица 2.1

Место

установки

W

R

an = v2/R

при v>c,

s

Наблюдае-мое

излучение

эв)

(м)

(м/сек2)

Цикличес-кие

ускорители

Дубна

10

36

2,5 1015

1

Мягкий

рентген

Серпухов

76

236

3,8 1014

0,15

Женева

400

1100

8,1 1013

0,03

Заключение

Наша статья не является специальной «рецензией» на книгу Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшица «Теория поля». Мы выбрали это произведение талантливых авторов, чтобы на основе анализа содержания книги показать застарелые ошибки в современной интерпретации явлений электромагнетизма и причины, вызвавшие эти ошибки. За столетие ошибок в физике накопилось достаточно много.

Центральной ошибкой является «запрет» мгновенному действию на расстоянии быть объективной реальностью. Это закоренелый предрассудок сложился в конце 19 века в период кризиса физики, когда «рушились» основы классической физики. Многое «помогло» утвердиться этому предрассудку: ошибка Максвелла, записавшего некорректно свои уравнения, работы Эйнштейна, который всю физику как огород «застолбил» своими постулатами и т.д. Но самой серьезной ошибкой явился отказ от материалистического мировоззрения. Теперь представим итоги по конкретным результатам.

Мы установили, что поля зарядов и электромагнитные волны в электродинамике различны и должны описываться независимыми группами уравнений

В Части 1 мы установили, что условие «жесткой связи» потенциалов и мгновенное действие на расстоянии взаимообусловлены. Без признания мгновенного действия невозможно решить проблему электромагнитной массы. Также дано строгое доказательство теоремы Пойнтинга для поперечной электромагнитной волны. Если вывод закона Умова для полей заряда был нам известен, то установление условия «жесткой связи» оказалось неожиданным даже для нас.

В Части 2 нам удалось дать непротиворечивое описание релятивистского и классического вариантов взаимодействия зарядов. Здесь неожиданным результатом оказался факт, что релятивистское взаимодействия зарядов носит мгновенно действующий характер. Нам удалось продемонстрировать несколько ошибок в математическом формализме и в объяснении явлений квазистатической электродинамики, которые присущи современной физической литературе.

Специалисты по квантовым теориям утверждают, что классические теории это грубое приближение (следствие) квантовых теорий. Тем самым они отвергают кумулятивный (последовательный) характер развития науки. Проведенный анализ показывает ошибочность такого вывода. Оказывается, возможен иной последовательный путь познания микромира, опирающийся на классические представления и теории.

Например, мы показали, что поля электромагнитных волн и поля зарядов различны и описываются независимыми уравнениями. Взаимодействие зарядов с волнами должно носить диссипативный характер. Поэтому появляется возможность по-новому описать процесс взаимодействия зарядов и электромагнитной волны, а через него открывается новый путь познания и объяснения явлений микромира. Возможно, на этом пути удастся описать этот процесс уравнениями, родственными уравнению Шредингера и т.д.

Подавление в современной физике здравого смысла, подмена объяснения сути явлений нагромождением математического формализма, неумение постичь физическую сущность анализируемых явлений, подгонки и фальсификации в науке сегодня явление не редкое. Сегодня теоретики «паразитируют» на достижениях эмпирических исследований. «Предсказательная сила» теорий, находящихся на «переднем крае» науки, весьма слабая.

В физике не может быть «строго установленных (абсолютных) истин». Развитие физики это путь исправления ошибок и преодоления закоренелых предрассудков. Возвращение мгновенного действия на расстоянии в физику это серьезный шаг, который многое изменяет в миропонимании. Мы не будем описывать перспективы. Область приложения результатов гораздо шире, чем тема статьи. Каждый специалист может сделать это самостоятельно хотя бы для области своих исследований.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Изложение физических основ классической механики, элементы теории относительности. Основы молекулярной физики и термодинамики. Электростатика и электромагнетизм, теория колебаний и волн, основы квантовой физики, физики атомного ядра, элементарных частиц.

    учебное пособие [7,9 M], добавлен 03.04.2010

  • На основе анализа традиционных электродинамических уравнений Максвелла выявлены принципиально новые реалии в их физическом содержании. Модернизация концептуальных представлений классической электродинамики о структуре и свойствах электромагнитного поля.

    реферат [137,0 K], добавлен 01.03.2008

  • Теория мировоззрения на основе классической физики. Шаровая молния, электрический ток и магнитное поле. Температура и второе начало термодинамики. Строение атома и гравитация. Понятие дефекта веса (массы). О движении планет, пространство и время.

    статья [2,2 M], добавлен 23.05.2012

  • Физическое содержание классической микроскопической электродинамики. Основная идея макроскопического описания системы многих частиц. Эргодическая гипотеза. Теорема Лиувилля. Физическая природа магнетизма. Сводка уравнений классической электродинамики.

    контрольная работа [193,6 K], добавлен 20.03.2016

  • Закон полного тока. Единая теория электрических и магнитных полей Максвелла. Пояснения к теории классической электродинамики. Система уравнений Максвелла. Скорость распространения электромагнитного поля. Релятивистская трактовка магнитных явлений.

    презентация [1,0 M], добавлен 14.03.2016

  • Полевая концепция природы электричества является фундаментальной основой классической электродинамики. Поле электромагнитного векторного потенциала как физическая величина. Полевой эквивалент локальных характеристик микрочастицы. Электромагнитные поля.

    реферат [70,5 K], добавлен 17.02.2008

  • Описание свойств электромагнитных полей математическими средствами. Дефект традиционной классической электродинамики. Базовые физические представления современной теории электромагнитного поля, концепция корпускулярно-полевого дуализма микрочастицы.

    статья [225,0 K], добавлен 29.11.2011

  • Изучение научного и жизненного пути Льва Давидовича Ландау - советского физика-теоретика, основателя научной школы и лауреата Нобелевской премии. Личная жизнь и собственная теория счастья. Достижения и награды. Работы в области теоретической физики.

    презентация [743,5 K], добавлен 16.10.2013

  • Квантовая теория поля как теоретическая основа современной фундаментальной физики, предмет и методы ее изучения, существующие несовпадения и вопросы, попытки их разрешения на Бостонской дискуссии. Сущность "Теорий Всего Сущего" ученых Дойча и Шилова.

    контрольная работа [29,6 K], добавлен 23.11.2009

  • Успехи атомной физики, физики полупроводников и химии полимеров. Свойства жидкости с оптической осью. Классификация жидких кристаллов. Изменение направления оси в нематике под действием поля. Действие поля на оптическую ось. Правые и левые молекулы.

    реферат [60,0 K], добавлен 19.04.2012

  • Векторный потенциал в квантовой механике. Физическое понятие диадного тензора. Импульс и энергии Первичного поля; реализация идеи Фарадея и Максвелла об электротоническом состоянии. Магнитный монополь в теории Первичного поля и калибровочных теориях.

    статья [53,0 K], добавлен 29.11.2014

  • Основные закономерности развития физики. Аристотелевская механика. Физические идеи средневековья. Галилей: принципы "земной динамики". Ньютоновская революция. Становление основных отраслей классической физики. Создание общей теории относительности.

    реферат [22,0 K], добавлен 26.10.2007

  • Основные концепции классической механики Ньютона: принципы относительности и инерции, законы всемирного тяготения и сохранения, законы термодинамики. Прикладное значение классической механики: применение в пожарной экспертизе, баллистике и биомеханике.

    контрольная работа [29,8 K], добавлен 16.08.2009

  • Развитие квантовой физики: гипотеза квантов, теория атома, природа света, концепция целостности. Создание нерелятивистской квантовой механики, принципы ее интерпретации. Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена, принцип неопределенности Гейзенберга.

    реферат [94,0 K], добавлен 14.02.2009

  • Предмет и задачи механики – раздела физики, изучающего простейшую форму движения материи. Механическое движение - изменение с течением времени положения тела в пространстве относительно других тел. Основные законы классической механики, открытые Ньютоном.

    презентация [303,7 K], добавлен 08.04.2012

  • Построение системы дифференциальных уравнений Максвелла классической электродинамики на основе первичных соотношений электромагнетизма - закона Кулона и закона сохранения электрического заряда цепочкой последовательных физико-математических рассуждений.

    статья [167,7 K], добавлен 01.01.2011

  • Полевая концепция природы электричества как фундамент классической электродинамики. Доказательство, что уравнения полевой теории стационарных явлений электромагнетизма можно получить гипотетически, ориентируясь на основных эмпирических законах.

    реферат [75,9 K], добавлен 25.01.2008

  • Фундаментальные теории классической физики XIX-XX вв. Становление квантовой механики. Школа Нильса Бора, датского физика-теоретика, лауреата Нобелевской премии, основоположника современного научного мировоззрения. Борьба с нацизмом и атомной угрозой.

    курсовая работа [603,3 K], добавлен 24.03.2016

  • Диэлектрические параметры и поляризация. Теория среднего поля, моделирование молекул. Плотность энергии слабых связей на границе раздела твердых сред в теории Ландау-де Жена. Реализация метода конечных элементов. Время и гидродинамическое моделирование.

    реферат [994,3 K], добавлен 23.12.2013

  • "Теория струн" или "теория всего" как одно из самых динамично развивающихся направлений современной физики. Сущность и специфика данной теории, ее экспериментальная проверка. Союз общей теории относительности и квантовой механики в "теории струн".

    практическая работа [13,4 K], добавлен 28.11.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.