<<<

 

Самоорганизующиеся системы классической физики

 

А.А.Шляпников

 

Инженерно-технические исследования предметов природы, представленных в виде самоорганизующихся электромагнитных систем.

 

Предназначается для технически грамотных людей - специалистов в области электротехники, радиотехники, электроники, связи, автоматики, как и тех, кто имеет достаточные знания в области электромагнетизма.

 

 

Предисловие

 

Сегодня никому не нужно доказывать, что природа и все ее предметы – это самоорганизующиеся системы, и нет в ней ничего принципиально иного. Всякий макроскопический предмет состоит из элементарных частиц материи, образующих те и иные структуры самопроизвольно. Аналогичны атомы, молекулы  и иные образования в микромире. И вряд ли возможно глубоко понять явления природы, не имея представления о простейших системах такого рода и принципах их самоорганизации.

 

Однако такие системы не есть предмет современной физики – науки о природе. Сегодня они изучаются технической наукой о системах автоматического управления и регулирования (САУ) как один из видов этих систем и как объект технический. С этой наукой в той или иной мере знакомы инженеры всего множества профессий, имеющих дело с обратными связями. Абстрактных САУ не существует, обычно они строятся как объект комплексный, из устройств механических, электрических, пневматических, электронных и т.д. Микромир, представленный в виде самоорганизующихся электромагнитных систем, становится объектом множества технических профессий и наук, что позволяет инженеру понимать микромир как объект его профессии, минуя «заумные» теории современной физики и не меняя того образа мыслей.

 

Фундаментальной основой технических наук, профессий, массовых технологий и образования служат теории, разработанные классической научной школой физики. Физики в те прежние времена мало отличались от инженеров-практиков, имели такой же образ мыслей, частью служили инженерами. Они разрабатывали фундаментальные теории в той же общепонятной системе понятий (парадигме), свойственной инженерному мышлению, и ставили целью передачу добытых ими новых знаний всему обществу, чем послужили массовому техническому творчеству. И только массовое творчество сотен тысяч людей различных профессий породило тот небывалый технический прогресс, который начался в середине 19-го века и продолжается.

 

Классическая научная школа, немногочисленная и скромная, была источником прогресса в фундаментальных основах технических наук и наших профессий. В 1911 году Резерфорд открыл структуры физических тел и атомов – простейшие самоорганизующиеся системы. Объяснения этих открытий известными тогда законами природы вело классическую школу в мир самоорганизующихся систем природы. Но она была побеждена новой научной школой и разрушена научной революцией в 1910-х годах, сразу же после этих открытий, не успев ничего объяснить. Так, на пороге микромира, почти век назад закончился прогресс в фундаменте наших профессий, технических наук, массового творчества и множества технологий. На том же пороге и по той же причине заканчивается область компетенции технических профессий и наук.

 

Казалось бы ясно каждому, что работа классической школы в ее прежнем направлении всегда оставалась крайне нужной и не должна бы останавливаться. Специалистам, наукам, массовому творчеству, существующим технологиям нужны знания о микромире, нужно развитие прежних общепонятных классических теорий в область микромира. Но прошел уже век с тех времен, когда физика работала для всех, была общим учителем, открывала вновь добытые знания всем желающим и строила свои теории для всех.

 

Пришедшая ей на смену революционная физика, ставшая современной академической физикой, совершенно иная, во многом прямо противоположная. Это уже не физика для инженера и не источник массового творчества. Сменилась, как говорят, научная парадигма физики: вся ее методология, натурфилософия - образ мыслей, система критериев, приоритетов, правил и т.д., т.е. вся технология самой науки, а также ее смысл, цели и назначение.

 

Конечно же, массовому творчеству и техническому прогрессу служат сегодня изделия новой физики тоже, особенно полупроводниковая техника - продукт физики экспериментальной. Но физика теоретическая несет ему в течение века только урон. Именно от нее исходят научные заключения, что классическая физика не пригодна для микромира и космоса, в чем она убедила общество и чем обосновала свою победу в революции. Она по прежнему остаётся антагонистом классической парадигмы, продолжая, теперь уже от лица Академии, ниспровергать наш образ мыслей, весь наш интеллектуальный инструмент: «так называемый здравый смысл», нашу «бытовую» логику, «наивные» образные представления, объявляет не пригодными для микромира все классические теории, весь наш опыт и способности наших «обычных» умов.

 

Таким образом, сегодня теоретическая физика откровенно не намерена вырабатывать знания для инженеров, для массового творчества, для понимания микромира широкими слоями общества. Все знания, которые она добыла и добудет, останутся внутри нее в недоступном для нас виде и не станут достоянием общества и источником массового творчества. Значит это должна делать другая физика, предназначенная для всех, которая уже показала своё умение передавать знания людям – физика классическая. Ее перспектива, открытая в 1911 году, так и остаётся открытой.

 

Мешала ли обществу классическая научная школа - маленький научный коллектив, который делал открытия и отдавал их всему обществу практически бесплатно? За неполные двадцать лет – четыре великих открытия, не считая прочего. Кто и для чего ее ниспровергнул?

 

 

Две научные парадигмы физики

 

Само собой разумеется, авторитет академической физики и вековая научная пропаганда формировали Ваши мнения по поводу старой и новой физики. Однако попытайтесь быть объективным и сравните две парадигмы физики - две различные технологии науки, на основании как высказываний самих физиков, так и исторических фактов – научных успехов той и другой и их роли в прогрессе.

 

Парадигма современной академической физики построена на философии позитивизма Эрнста Маха, которую некогда называли субъективным идеализмом. Вот что пишут о ней сами физики: «Согласно этому учению, в природе не существует другой реальности, кроме наших собственных ощущений, и всякое изучение природы является в конечном счете только экономным приспособлением наших мыслей к нашим ощущениям, к которому мы приходим под влиянием борьбы за существование. Разница между физическим и психическим - чисто практическая и условная; единственные элементы мира, это - наши ощущения….» (Луи де Бройль).

 

Оцените это сами со своей точки зрения.

 

«…системе Маха совершенно чужд самый важный признак всякого естественнонаучного исследования: стремление найти постоянную, не зависящую от смены времен и народов картину мира…» (Макс Планк).

 

Со сменой научной парадигмы между современной теоретической физикой и остальным человечеством, включая всемирный инженерный корпус, образовалась пропасть взаимного непонимания. Мышления инженера и физика лежат как бы в разных плоскостях. Теории, построенные в новой парадигме, не могут быть переведены, будто на другой язык, в классическую систему понятий, вставлены в рамки ее парадигмы и сделаны знаниями для всех. Для понимания этих теорий нужно иметь соответствующее им мировоззрение, и именно для такого круга единомышленников они и предназначены. Изменилась цель науки, ее назначение, теперь это физика для физиков, замкнутая сама на себя.

 

О гигантских успехах современной теоретической физики много было сказано самой этой физикой. Как и о несостоятельности классической. Но оцените теперь исторические факты.

 

Факты таковы. Научная революция стала концом того периода (половина 19-го и начало 20-го веков), который называют теперь веком великих научных открытий, т.е. по глобальным объективным данным оказалась регрессивной. Революционная школа физики, сменившая школу классическую, стала настоящей индустрией науки, превзошла классическую в сотни раз по числу ученых, институтов, публикаций, по оснащению и финансированию. Но по результатам деятельности, по числу и значимости открытий, по влиянию на технологии и уровень жизни так и не смогла  догнать классическую - маленькую и бедную. Век великих открытий она не повторила. Не стала она и новым фундаментом массовых технологий, не повела технолога в понятный ему микромир, за свои сто лет она создала и ведет сравнительно малое число новых технологий. Атомная энергетика, полупроводниковая и лазерная техника – это не великие открытия и слишком малая для столетия доля в общей картине прогресса.

 

Даже самый ценный и массовый вклад современной физики в нашу жизнь – транзистор, положивший начало полупроводниковой технике, - можно оценить двояко. Когда еще не было радиостанций, первые радиолюбители слушали «музыку эфира», используя в качестве детектора кристалл пирита и иголку - точечный полупроводниковый диод. От диода до триода прошла половина XX века - две мировые войны, революции, сменились поколения. И это – гигантский успех? Но и первый триод не был заслугой физики теоретической, теория разрабатывалась позже и объясняла уже готовый прибор. А его изобретатели, как и Прохоров – открыватель лазера, вернулись с фронтов живыми – случайность. Но и это – заслуги уже давно прошедшего, за последние полвека заслуги гораздо скромнее.

 

Классическая парадигма шлифовалась веками и стала, наконец, технологией великих научных открытий и величайшей ценностью, когда-либо принадлежавшей человечеству. Век великих открытий: законы электромагнетизма, термодинамики, электрон, атомное ядро, кванты излучения, структура физических тел и т.д. и т.п. – это всего лишь закономерный продукт этой технологии. Как и дальнейшие следствия: все виды транспорта, мировая энергетика, радио и связь, всё множество приборов, машин и механизмов. Сама же технология всегда более ценна, чем ее продукт, в том числе ценнее ее великих открытий. Накопленное умение изучать природу и делать открытия передавалось в рамках научной школы от поколения к поколению, но было отброшено революцией и утеряно. Классическая школа за свои последние 20 лет сделала по меньшей мере четыре великих открытия: электрон, квант излучений, атомное ядро, строение тел и атомов. Современная индустрия науки должна бы радовать нас целой россыпью еще более великих открытий. Но где они за последние полвека? Наблюдаемый сегодня результат - столь же закономерное следствие потери технологии науки. В таком положении оказалась бы промышленность, вдруг утратив свои технологии - умение что-либо делать.

 

В нашем мире технологический прогресс идет по законам естественного отбора: новые технологии вытесняют старые и приживаются, только доказав своё преимущество своими результатами. В физике же новая парадигма вытеснила парадигму великих открытий, еще не сделав ни одного открытия, оперируя лишь словами. Зато она привлекала физиков тем, что избавляла от самой трудной работы: отыскивать и объяснять причины явлений. Всё то, что трудно объяснить, теперь можно объявить фундаментальным свойством материи и сделать постулатом новой теории. И открыла для творчества теоретиков небывалый простор, уже не ограниченный рамками даже логики и здравого смысла.

 

Техническому специалисту полагается по роду работы следовать классической парадигме, здравому смыслу и логике. И мы в состоянии на основании классической теории, своих знаний и умений составить по меньшей мере одну небольшую главу классической физики, параллельную физике современной, и ответить себе на те интересующие нас «как?», «почему?» и «в каком смысле?», на которые современная физика отказывается отвечать в принципе. Этим и займемся.

 

Будем относиться к предметам природы как к ее изделиям и изучать их, не выходя за рамки профессий, так, будто изучаем незнакомые аппараты, определяя принципы их построения и свойства и сравнивая их с изделиями своего ума и рук. Сложные расчеты для этого не нужны. Будем использовать только теории классической физики и строго по правилам ее парадигмы. Она самодостаточна, постулаты, гипотезы и элементы современных теорий не нужны и здесь не допускаются.

 

 

Твёрдое тело как самоорганизующаяся электромагнитная система

 

В 1911 году Резерфорд  выяснил, что размеры тел определяются расстояниями между атомными ядрами, которые очень малы, сравнительно далеки друг от друга, взаимосвязаны через поля и составляют пространственную решетку. Объяснить такую связь атомов можно было только одним: электромагнитными волновыми полями, источниками которых должны бы служить сами атомы или, скорее, их ядра. Иных полей, пригодных для объяснения и моделирования твердого тела, физика не знала.

 

Такого рода упругая связь возникает между «точечными» источниками электромагнитных волн, например, между переменными электрическими диполями - вибраторами Герца (1888г.), к тому времени вполне изученными. Если вибраторы расположены на умеренных расстояниях друг от друга и колеблются согласованно – синхронно и синфазно, то взаимодействуют через волновые поля, которые сами же излучают. Волны, бегущие навстречу друг другу, образуют поле стоячих волн с обычными для таких полей узлами и пучностями. Под действием  электромагнитных сил (когда они достаточно велики) вибраторы поворачиваются вдоль силовых линий электрического поля, движутся к максимумам его синфазной составляющей, где и занимают устойчивые положения (динамические потенциальные ямы) на расстояниях порядка одной, полутора, двух и т.д. длин волн, самопроизвольно образуя упругую решетчатую структуру, в какой-то степени упорядоченную. Как скажем сегодня, происходит самоорганизация пространственной решетчатой структуры. Сама же структура есть простейшая самоорганизующаяся система.

 

Объяснение межатомных связей какими-либо полями иной природы или особыми законами микромира принципиально противоречило бы классической парадигме, тем более, когда возможно объяснение полями известными и в рамках существующей теории. Это ведет, конечно, как всегда, к новым вопросам и трудностям, но не требует вводить в теорию новые физические сущности и новые законы природы. Таким образом, классическая теория, не выходя за рамки своей парадигмы, могла давать о твердых телах лишь это единственное представление.

 

А из него вытекает, что элементы микромира способны к электромагнитным колебаниям, излучающим волновые поля, или способны содержать в себе такие колебания, подобно техническим колебательным системам, резонаторам радиотехники, да и вообще в какой-то мере всем предметам. Именно это важнейшее свойство делает элементы микромира элементами самоорганизующихся систем. Особо обратите внимание на то, что это не гипотеза, не предположение, а единственно возможное следствие, которое исходит из теории и факта, не выводит классическую физику за рамки допустимого и не противоречит каким-либо другим фактам или  экспериментам.

 

Способность элементов микромира становиться осцилляторами - это далеко не новость науки, и доказывать ее не нужно. В «Курсе общей химии» Б.В. Некрасова можно прочесть о так называемых дисперсных химических связях, которые объединяют атомы в молекулы и тела. Такие связи вездесущи, возникают между атомами и молекулами как полярными, так и неполярными, и объясняются колебаниями, которые кратковременно и согласованно деформируют молекулы и атомы, превращая их в электрические диполи переменной полярности. В этой книге они не названы осцилляторами, и речь в ней не идёт об излучениях и длинах волн, а лишь об электрических полях, создающих химические связи. Однако переменные диполи и есть осцилляторы, они всегда излучают поля, поля движутся с конечной скоростью, становясь при этом волнами и превращая микромир в самоорганизующуюся волновую систему. И в данном случае нам безразлично: что именно в атоме становится осциллятором. Судя по межатомным расстояниям и длинам волн, это не вращения и колебания электронов на внешних орбитах, а более быстрые колебания - в самих элементах, которые составляют атом.

 

Такую же решетку можно построить из реальных автоколебательных устройств как изделие техники, которое становится для классической физики макромоделью твердого тела, причем моделью физической, материальной, хотя лишь первичной и еще далеко не полной. В классической физике модели физические рассматривались как неоспоримый вещественный аргумент и имели  приоритет перед любыми теоретическими построениями. Мы же можем  рассматривать такую модель как устройство техническое - либо как электромагнитную систему, либо как систему самоорганизующуюся.

 

Так мы получаем в своё распоряжение как бы изделие на стадии проектирования - искусственное упругое тело. Мы могли бы даже построить его в реальности, хотя этого не требуется, поскольку все его свойства и поведение в любых условиях мы можем рассмотреть со всех сторон и выяснить заранее. Изделие – это тоже предмет и тоже имеет размеры, к которым неизбежно относится и постулат об их постоянстве. Ну, а уж определить свойства размеров своего изделия: почему, при каких условиях и по каким причинам они постоянны и непостоянны, – не слишком сложная задача.

 

Самоорганизующиеся системы в технике – это  предмет науки о системах автоматического управления и регулирования (САУ). Но исследовать такие системы будем здесь в основном как системы электромагнитные и пользоваться теорией электромагнетизма, не САУ, однако имея в виду в виду те представления, которые даёт нам наука о САУ. Пассивный электромагнитный осциллятор, не содержащий колебаний, попадая в волновое поле, действует в нем как элементарный автомат, управляемый этим полем: приобретает индуцированные колебания, движется определенным образом, отыскивает своё устойчивое положение в поле и управляет через своё поле другими подобными автоматами. Так в системе осцилляторов создаются многочисленные контуры обратной связи, которые и составляют систему. Система природных осцилляторов есть в этом смысле тоже автоматическая система, более сложный природный автомат. А всякий автомат, в том числе элементарный, характеризуется не свойствами, заданными раз и навсегда, а гибким поведением, зависящим от его состояния и внешних условий.

 

Любой объёмный предмет при отсутствии в нем внутренних потерь энергии, как это свойственно микромиру, стал бы осциллятором электромагнитным и звуковым. Колебания электромагнитных осцилляторов столь же разнообразны, как и звуковых – струн, полых объёмов и пр., способных колебаться и звучать на множестве обертонов. При этом поведение электромагнитного осциллятора в полях его соседей и излучаемые им сигналы (поля) зависят от той комбинации «обертонов», которые «звучат» в данный момент. Оно может быть разнообразным чрезвычайно, и обозримо лишь в простейших случаях, какие и будем изучать.

 

Очевидный недостаток первичной классической модели в том, что она излучает энергию в виде волновых полей. Все реальные тела тоже постоянно излучают волновые поля в виде излучений тепловых, но это никогда не приводит к полной потере ими тепловой энергии и падению температуры до нуля. Сохраняется энергетическое равновесие, для чего достаточно, чтобы излучение не было слишком велико и имел бы место механизм пополнения излучаемой энергии. Как увидим далее, наши системы содержат такой механизм и имеют тенденцию к наименьшему излучению ими энергии. А свойства их размеров, как и ряд иных свойств, вообще не зависят от излучений.

 

С подобных структур могло бы еще во времена Резерфорда начаться новое направление  классической физики - физики самоорганизующихся систем природы. Микромир, представленный в виде самоорганизующихся и электромагнитных систем, не требует от инженера освоения нового образа мыслей и новых для него теорий. Он был бы ему понятен без дополнительной подготовки и доступен для деятельности, а это значит, что начиная с еще тех времен в микромир бы проникала та самая «сумма технологии». Но случилась научная революция.

 

Физике и теперь больше нечего изучать, кроме таких систем. Однако она пошла другим путем, почти уже век не обращая внимания даже на эти простейшие системы: они не описаны в научной литературе, они не были ни отвергнуты, ни признаны современной физикой, они, казалось бы, очевидны, но как бы неизвестны, и остаются вне науки. Можно бы думать, что это случайное упущение. Но именно оно решило исход научной революции, как бы изъяв из науки о самоорганизующихся системах природы разделы, посвященные таким системам, и отдав победу физике субъективизма. Так мировой инженерный корпус лишился начальных знаний о микромире и своего передового звена – классической научной школы.

 

Дальше мы будем изучать такие системы и сопоставлять их с предметами природы по конструкциям, свойствам и проявлениям.

 

 

Простейшие самоорганизующиеся системы

 

Самоорганизующиеся технические системы будут нам служить как предметом исследований, так и инструментом для исследований. А прежде их нужно создать, начиная с простейшего, и сделать по возможности более полным аналогом естественных физических тел, с чего и начнем.

 

Пусть в волновое электромагнитное поле излучения, зависящее от координат и времени как sin(t-x) (коэффициенты будем упускать), помещен параллельно векторам электрического поля электрический осциллятор - короткий проводник с переменным электрическим током, зависящим от времени как sin(t) (той же частоты), как показано на рисунке.

 

 

 

На проводник будет действовать сила, пропорциональная произведению sin(t-x) на sin(t), что равно cos(x)/2 + cos(2t-x)/2. Второе слагаемое - быстропеременная сила, в среднем за период равная нулю и никуда проводник не движущая. Первое же слагаемое - постоянно действующая сила, движущая проводник вдоль оси Х, пока cos(x) не станет равным нулю. Она всегда стремится сместить проводник в одну из тех точек, где cos(x)=0, двигая его в ту или другую сторону. На другом языке: осциллятор имеет дискретный ряд устойчивых положений в синхронном с ним волновом поле.

 

На концах проводника образуются заряды, которые меняются как cos(t) совместно с пробегающими волнами поля и оказываются всякий раз максимально смещёнными в очередной волне в своё нижнее энергетическое состояние, т.е. диполь находится в динамической потенциальной яме.  Ориентация диполя также имеет устойчивый характер, ибо при его повороте относительно поля возникают силы, возвращающие диполь к прежней ориентации – вдоль силовых линий.

 

 

 

То же получится, если один диполь находится в поле излучения другого диполя. Если диполи колеблются строго одновременно, т.е. синхронны и синфазны, то оба занимают устойчивые положения и ориентации в волновых полях друг друга и составляют упруго связанную пару. При этом расстояние между диполями может быть примерно равным одной, полутора, двум и т.д. длинам волн их излучения. К двум диполям можно добавить третий, четвертый и т.д., и получить упругую конструкцию любой дискретной формы. Размеры ее будут пропорциональны длине волн, излучаемых диполями.

 

Аналогичные конструкции получатся и из магнитных вибраторов – из катушек-соленоидов, обтекаемых быстропеременным током. Если они находятся под действием только электромагнитных сил и начально расположены так, чтобы отталкивались друг от друга, то разойдутся лишь на некоторые расстояния и будут удерживаться на этих расстояниях электромагнитными силами, как пружинами. Поскольку магнитное поле - волновое, то, отталкиваясь и далее, соленоиды попали бы в поле сил противоположного направления, и силы отталкивания изменились бы на силы притяжения. Поэтому они остановятся в некоторых устойчивых положениях - там, где эти силы меняют направление и равны нулю. При отклонении от этих устойчивых положений они попадут в область действия сил, возвращающих их обратно. Если вибраторы находятся под действием только этих сил (например, свободно плавают в невесомости, в жидкости или на ее поверхности), то образуется некое упругое тело, в какой-то степени упорядоченное по своей структуре.

 

Построенная таким образом материальная модель твердого тела при современном уровне техники будет весьма и весьма непрочной, способной существовать, лишь плавая в невесомости, в жидкости или на ее поверхности. У нас нет возможностей создавать достаточно плотные поля вокруг своих устройств, этому мешают потери в них энергии. Однако прочность не имеет здесь принципиального значения. И надо иметь в виду, что в элементах микромира потерь энергии нет и поля очень плотные. Будем далее полагать, что прочность всегда достаточна.

 

 

Осциллятор в потенциальной яме и кванты излучения

 

Для того, чтобы осциллятор находился в системе в устойчивом положении – в динамической потенциальной яме, или двигался вместе с ней, частота его собственных колебаний должна быть равной частоте динамических полей f, образующих эту яму. Для него как бы имеется устойчивое место в системе. Яма же может быть образована комбинацией полей, например статического поля и динамического, волнового.

 

Когда в такую яму попадает тот же осциллятор, но имеющий относительно ямы скорость V, то частота его собственных колебаний снижена в г раз движением относительно ямы («замедление времени» по Лоренцу) , где г = 1/(1 – v²/c²)^1/2, а его собственная энергия-масса во столько же раз увеличена за счет его кинетической энергии – в соответствии с преобразованиями Лоренца. Причины такого замедления и увеличения массы рассмотрим ниже в других главах. Частоты осциллятора и ямы при этом не совпадают, возникают биения частот и колебания осциллятора в яме на частоте биений, а это создаёт излучение, пока избыточная кинетическая энергия не излучится. Излучается квант, равный избыточной энергии осциллятора. Начальная частота биений и излучений оказывается пропорциональной начальной кинетической энергии осциллятора и его собственной частоте.

 

Фактически квант излучения из микромира имеет постоянную частоту на всем протяжении его излучения. Будет ли в нашем случае меняться эта частота по мере излучения энергии? - вопрос оставим без ответа, он слишком сложен для первичного обозрения.

 

Величина v²/c² при не слишком большой скорости мала, и г можно вычислять приближенно – как 1 + v²/2c². Тогда частота биений df равна f*v²/2c², а кинетическая энергия Е = mv²/2. Отношение кинетической энергии осциллятора mv²/2 к частоте биений df равно (mv²/2)/( f*v²/2c²) = m*c²/f, величине постоянной, зависящей от конструкции осциллятора. Однако mc² – это полная энергия массы осциллятора.

 

В современной физике аналогичная постоянная для всех частиц микромира считается равной постоянной Планка h (=6,6*10^-34 дж*сек), а сами частицы понимаются не как осцилляторы, а как частицы-волны. Если же рассматривать электрон как осциллятор с этой собственной частотой, то получится, что электрон, падая в потенциальную яму с избыточной для нее энергией E, излучает квант энергии E = h*df, т.е. точно по закону Планка. Таким образом, полагая, что электроны в их устойчивых состояниях находятся в динамических волновых потенциальных ямах как осцилляторы, мы объясняем квантовость излучений из микромира и закон Планка, за исключением постоянства частоты кванта, объяснить которую пока не можем. Это еще одно подтверждение, что микромир устроен как классическая электромагнитная система, где ее элементы занимают потенциальные ямы в ее волновых полях.

 

 Хотя в каждом учебнике физики можно найти утверждение, что классическая теория не может объяснить квантовость в принципе, всё-таки уже понятно, что в как раз принципе-то объяснение получено, а дальнейшее изучение раньше или позже приведет к полному ответу, включая ответ и на вопрос о постоянстве частоты кванта.

 

 

Самоорганизация систем во времени

 

Понятно, что осцилляторы, играющие в модели роль атомов или их ядер, должны быть автономны, потому что природа не связывает атомы проводами и не подключает их к общему источнику тока единой частоты. Но упругие связи между осцилляторами возможны лишь тогда, когда они синхронны. А для этого нужны причина и какой-то механизм синхронизации автономных колебаний, связанных только общим излучением. И в системе осцилляторов такой механизм есть.

 

Пусть самоорганизующаяся система снова состоит из множества одинаковых катушек-соленоидов, обтекаемых быстропеременными токами, но пусть теперь каждая катушка будет частью автономного генератора синусоидальных электрических колебаний, каждый из которых состоит из колебательного LC-контура (конденсатора и этой катушки), усилителя, источника тока и цепи обратной связи. Пусть катушки служат излучателями и электромагнитами, а прочие части генераторов полей не излучают. Получится автоколебательный осциллятор - магнитный диполь.

 

Одинаковые генераторы, будучи разрозненными, вырабатывают колебания немного неравных частот и в произвольных фазах. Но, находясь на умеренных расстояниях друг от друга, они взаимосвязаны через свои излучения и влияют друг на друга. Каждая катушка излучает энергию в виде электромагнитных волн и принимает энергию излучений других катушек, преобразуя ее в энергию электрических колебаний. Так колебательный процесс от каждого генератора распространяется на все другие генераторы. Генераторы всех простейших конструкций, находясь на некоторых расстояниях (равных устойчивым или несколько меньших), способны самопроизвольно «входить в синхронизм». Их колебания становятся синхронными, излучения - когерентными, а процессы колебаний и излучений сливаются в единый объемный процесс, действующий на единой частоте в едином ритме. Другими словами: происходит самоорганизация локальных колебательных процессов во времени - по частотам и фазам колебаний, сливающая волновые и колебательные процессы в единый объемный когерентный процесс. Синхронные осцилляторы способны к самоорганизации в пространстве. Получается система, самоорганизующаяся по всем степеням свободы - и в пространстве, и во времени.

 

Излучающие соленоиды составляют подвижную индуктивную систему, которая, согласно одному из правил Ленца, движется к максимуму ее индуктивности, т.е. каждая катушка стремится занять такое положение, чтобы ее собственный магнитный поток складывался внутри нее с магнитным потоком сторонним, приходящим от соседей, и был бы максимальным. При этом сторонний магнитный поток создаёт в катушке добавочную ЭДС индуктивного характера. Увеличение индуктивности снижает частоту колебаний в организованной группе осцилляторов. Осцилляторы, не вошедшие в группу, имеют частоту немного выше. Они попадают в поле группы в потенциальные ямы, но удержаться в них надолго могут лишь за счет эффекта Доплера, если движутся в сторону группы. Так растет организованная структура, и так можно, при желании, объяснить некоторые поверхностные эффекты.

 

Систему из автоколебательных устройств можно рассматривать, как обычно в физике, придавая основное значение уровню ее энергии. Естественно, и наша система стремится к ее нижнему энергетическому уровню, причем все ее элементы не только занимают потенциальные ямы, образованные суммой волновых и статических полей, но еще и сами создают эти ямы своими волновыми полями, зависящими от фаз колебаний. Амплитуды колебаний будем полагать примерно постоянными, но фазы их подвижны, и они движутся так, чтобы потенциальные ямы, образованные суммарным полем излучения элементов, были наиболее глубоки и наилучшим образом совпадали с положениями элементов. А это возможно только при наличии синхронизма и согласованности колебаний по фазам. При потере синхронизма потенциальные ямы разрушаются, и энергетический уровень системы повышается, т.е. согласование колебаний по частотам и фазам – это  движение системы к нижнему энергетическому уровню, к ее устойчивому состоянию.

 

Синхронизм есть результат обмена энергией между осцилляторами. Обмен будет эффективнее, если катушки немного сблизить, уменьшив расстояния (но менее, чем на четверть волны) и время хода волн. Тогда фазы внешних магнитных потоков тоже сдвинутся несколько вперед на ту же часть периода, потому создаваемые ими индуктивные ЭДС приобретут отчасти активный характер, что увеличит передачу энергии от катушки к катушке. Будем полагать, что через катушки протекают еще и постоянные токи, которые придают им постоянные дипольные моменты противоположных направлений и умеренные силы взаимного притяжения, что и сближает катушки. Силы притяжения уравновешиваются силами отталкивания элементов через их волновые поля, которые можно трактовать как силы давления волновой энергии. Это еще раз подтверждает, что элементы, излучая волновую энергию, также и принимают ее друг от друга, как бы помогая колебаниям друг друга. При этом волновая энергия концентрируется внутри системы, а давление волн на ее границы уравновешивается силами притяжения. Это приводит к уменьшению излучения из системы в целом. Когда элементов очень много и они расположены на расстояниях, меньших длины волны, то разность хода волн их излучений в пространство во всех направлениях такова, что суммарная мощность излучения невелика.

 

 

Явление взаимной синхронизации автоколебаний хорошо известно радиоинженерам, и для них ничего объяснять не нужно. Те же, кто с этим явлением не знаком, могут обратиться к математическому уравнению, которое нетрудно составить для показанной на рисунке схемы генератора, схемы не рациональной, но простой для расчета. К контуру можно подключить электрический диполь в виде двух шариков, как показано, а катушку экранировать, и получится вибратор Герца. 

 

Попытаться понять это без математики можно из нижеследующих дополнительных пояснений.

 

Всякая из простейших схем генераторов колебаний содержит какое-либо усилительное устройство, нелинейное в принципе, иначе колебания, раз начавшись, возрастали бы до бесконечности. С нарастанием амплитуды колебаний уменьшаются средние за период коэффициенты усиления, для чего всегда находятся причины: либо усилитель входит в режим насыщения, либо становится недостаточно напряжения или мощности источника энергии и т.д. С ростом амплитуды в любом случае падает усиление, что приводит к уменьшению амплитуды, а с уменьшением амплитуды оно повышается, потому амплитуда остаётся более-менее постоянной. Однако фаза колебаний в отдельно взятом генераторе свободна и может меняться под действием внешних факторов.

 

Колебания в системе при благоприятных расстояниях развиваются до максимальных амплитуд, а коэффициенты усиления снижаются до такой величины, при которой были бы уже невозможны автоколебания отдельного генератора, действующего без энергетической помощи соседей. А она возможна лишь при синхронизме. В группе же каждый генератор действует лишь как усилитель тех колебаний, которые принимаются им от соседей, и лишь вместе они составляют систему, генерирующую только согласованные колебания. Для генерации иных колебаний, не синхронных с колебаниями группы, просто недостаёт усиления, они затухнут, даже если начнутся.

 

То же самое можно понять и с еще одной стороны, следующим образом. В системе осцилляторов, колебания в которых не связаны между собой, возможны любые комбинации фаз элементарных колебаний, которые излучают различные формы полей. Такие комбинации будем называть колебательно-волновыми модами. Если же колебания идут в одной системе и связаны, то моды находятся в конкурентных отношениях, т.к. каждая мода, возрастая по амплитуде, снижает коэффициенты усиления в элементах, подавляя колебания прочих мод. В результате такой конкуренции в системе выживает та мода, которая способна существовать при наименьших коэффициентах усиления, т.е. фактически при наименьшем притоке к ней энергии через усилительные устройства от источников. А это та мода, которая при прочих равных условиях создаёт наименьший отток энергии на излучение вовне и на внутренние ее потери. Колебания не синхронные или согласованные по фазам при этом уже невозможны, ибо для них недостаточно усиления.

 

Подобное явление имеет место в активных средах лазеров. В лазерах роль осцилляторов, несущих элементарные колебания и запас энергии, играют атомы в возбужденном состоянии. Это явление изучено математически и описано в литературе по физике как «конкуренция мод». Это то же самое явление самоорганизации элементарных колебаний. И им объясняется та причина, по которой лазер - кристалл или трубка с газом, закрытые зеркалами лишь с двух концов, не излучает во все стороны. В них тоже остаются лишь те моды, которые излучают меньше прочих. Таким образом, это явление повсеместно, и не зависит от типов и конструкций осцилляторов. Сами же лазеры – неоспоримое вещественное свидетельство тому, что открытые колебательно-волновые системы могут излучать достаточно мало энергии или не излучать ее вовсе и имеют к этому естественную тенденцию.

 

Такая конкуренция есть вообще-то свойство не конструкций или осцилляторов, а принципа автогенерации, т.е. по-русски, самовоспроизводства. Ведь генераторы воспроизводят энергию колебаний в тех фазах и комбинациях, которые имеются в системе, а не тех, которые из нее излучились. Когда энергия каждой моды воспроизводится в равной степени, то преимущество получает та мода, которая наилучшим образом сохраняет энергию. В живой природе это тоже имеет место и приводит к естественному отбору, который, оказывается, начинается на еще самых нижних, примитивных уровнях самоорганизации, какую мы здесь и рассматриваем.

 

Чтобы представить себе формы полей, какие получаются в результате такой самоорганизации, особенно при расстояниях порядка десятка длин волн и в среде с небольшими потерями энергии, достаточно простой логики. Естественно, поле окажется сосредоточенным в пределах системы, потенциальные ямы (максимумы общего поля) расположатся вокруг элементов, а другие сгущения полей будут минимальны, ибо ведут к излишним потерям энергии. Потенциальные ямы создаются излучениями как ближайших элементов, так и отдалённых – в равной мере, поскольку поля излучений затухают с расстоянием R как 1/R, а количество элементов на расстоянии R пропорционально квадрату R, потому доля излучений отдалённых элементов в формировании потенциальных ям достаточно велика.

 

Если бы любую не слишком большую часть такой системы отрезать и удалить, но не позволить оставшейся части реорганизацию, то она продолжала бы формировать потенциальные ямы там, где раньше находились элементы. Потому фотография этого поля была бы подробной фотографией отрезанной и удалённой части системы, на которой прошлое положение каждого элемента отмечено сгущением полей, т.е. система создаёт как бы свой голографический автопортрет из ею же излучаемых полей, точно наложенный на оригинал. И по фотографии  было бы видно как происходит обмен волновой энергией между частями системы.

 

Отступив от темы, заметим, что такого рода фотографии получали при исследовании «биополей» - электромагнитных полей вокруг живых листьев растений. Они были впервые сделаны кандидатом наук, физиком Виктором Адаменко и публиковались в научно-популярных журналах более тридцати лет назад. Например, в «Технике-молодёжи» №10 за 1974 год в статье Л.Виленской «Светящиеся фантомы». Однако научного объяснения не получили, академики  выражали только сомнения и недоверие. Мы же теперь можем сказать, что никаких чудес в подобных формах поля нет, и нет оснований проявлять недоверие.

 

Для образования «биополя» достаточно, чтобы в клетках живой ткани действовали и излучали одинаковые осцилляторы, и тогда поле такого рода появится само собой как результат самоорганизации. Нет ничего чудесного и в том, что клетки содержат  какие-то электромагнитные колебательные элементы, которые самопроизвольно образуют систему и, наверное, не одну, а множество на разных частотах. Скорее это естественно: природа использует одно и то же средство для создания самых разных явлений. Такие системы могли бы играть в живой ткани роль беспроводной энергосистемы, использоваться для организации коллективной работы клеток и многого другого. И вряд ли мудрая природа оставила без применения столь полезный инструмент.

 

Теми же свойствами подобных систем можно объяснить, по меньше мере предварительно и приближенно, все результаты исследований биополя, описанные как в этой статье, так и в других публикациях. Причем без гипотез, постулатов и прочих придумок, а на основании лишь классической теории электромагнетизма, проверенной практикой полутора веков, несомненной и безупречной - основы наших профессий. Преимущества классической теории тут несомненны.

 

Академическая физика, изгнав классическую школу, оказалась неспособной к объяснению этих новооткрытых явлений. Но в то время они вызвали небывалый общественный интерес, и от Академии ждали объяснений. Чтобы не терять лица, она была вынуждена не признавать открытия и тормозить исследования, оставив новые находки колдунам и мистикам, которые множились тогда как сорняки на вспаханном поле, а это привело к вмешательству идеологического отдела ЦК КПСС. Под его давлением Академия создала лабораторию во главе с известными борцами против лженауки академиком Гуляевым и доктором Годиком для борьбы якобы против мистики. Общественный интерес был, наконец-то, успешно погашен, исследования прекращены, а тут и перестройка наступила.

 

 

Энергетика простейших самоорганизующихся систем

 

Если мы теперь заявим, что твердые тела построены по тому же принципу, что и наша классическая модель, что в них действует то же самое явление, как и в лазерах, потому излучение энергии на частотах, связывающих элементы, настолько мало, что теряется на фоне излучений тепловых, то вряд ли найдется достойное возражение. Обнаружить «рабочие» частоты модели (а их может быть не одна, а множество) по их излучениям весьма непросто, ибо попытки их обнаружить потребуют отбора энергии, а это вызовет новое движение колебательных фаз и перестройку мод колебаний так, чтобы эту энергию не отдавать.

 

Кроме того, классические модели содержат механизм пополнения энергии колебаний за счет тепловых движений. Элементы модели находятся в устойчивых положениях по сем координатам, потому любое воздействие на элемент выводит его из этого положения, действуя против сил устойчивости и передавая при этом свою энергию полям и колебаниям, которые образуют эту потенциальную яму. Происходит электромеханическое преобразование энергии, подобное параметрической генерации электрических колебаний, и пополнение энергии именно тех полей и колебаний, которые эту яму образуют. Это тоже процесс автогенерации, тоже самовоспроизводство, при котором выживают только моды, излучающие минимально. Таким образом получается, что модель имеет тенденцию к минимальному излучению энергии организованных колебаний, и эта энергия пополняется за счет энергии хаотичной, тепловой и приходящей извне. Можно назвать это самоорганизацией энергии. И этого достаточно для приближенного и начального объяснения энергетической устойчивости аналогичных систем в микромире, где нет внутренних потерь энергии. 

 

 Конечно, это еще не доказывает энергетическую устойчивость физической модели тел полностью, но и возражения в еще большей мере требуют доказательств. Но саму энергетическую устойчивость систем микромира как факт можно считать доказательством, что его элементы имеют способность к колебаниям весьма разнообразным, и что этого разнообразия всегда бывает достаточно для того, чтобы складывались моды, излучающие мало или вовсе не излучающие.

 

Тепловые движения в телах тоже имеют в какой-то степени электромагнитный характер, иначе они не приводили бы к излучениям, и потому тоже взаимосвязаны, согласно тем же законам природы. Они непременно образуют системы коллективных движений, пусть временные и непрочные, энергия их тоже преобразуется электромеханическим путем, среди них тоже действует «конкуренция мод», оставляющая только формы, излучающие минимально. Возможно, излучения вовне происходят лишь при разрушении или возникновении устойчивых колебательно-волновых форм.

 

Энергетическая устойчивость малой группы простейших осцилляторов невозможна. Из малого числа простых излучателей невозможно сложить систему, излучающую достаточно мало. Для образования неизлучающих и мало излучающих колебательных процессов нужно достаточное число степеней свободы колебаний одной и той же частоты. Тогда в системе могут под действием различных причин возникать различные колебательные моды (комбинации элементарных колебаний), излучающие вовне самым различным образом. И такой причиной могут становиться излучения из самой системы или излучения внешние. Если система длительно излучает вовне каким-либо определенным образом, и в ней может возникнуть колебательная мода, излучающая точно по той же диаграмме направленности, то эта мода непременно будет развиваться, излучая поле противоположной полярности. Такое ее излучение, будучи как угодно слабым, будет отчасти гасить излучение системы по всем направлениям, уменьшая его мощность, а значит отбирая энергию этого излучения в себя, за счет чего и будет развиваться до тех пор, пока не погасит его полностью.

 

Излучение из системы всегда может служить источником энергии колебаний той моды, которая хоть отчасти способна эту энергию принимать, лишь бы такая мода была возможна в системе. Если эта новая мода гасит излучение системы не полностью, то за счет энергии остающегося излучения разовьется еще одна мода, и т.д. Такой процесс закончится, когда будут исчерпаны все степени свободы, от количества которых и может зависеть остаточное излучение. При малом числе простых осцилляторов их недостаточно. Значит природные системы из малого числа элементов всё таки содержат достаточно степеней свободы. Видимо, элементы в них не слишком-то просты.

 

 

О самоорганизации колебаний в атомах и молекулах

 

В природе малые группы атомов, связанные, например в молекулы, энергетически устойчивы, их энергия не иссякает. Не излучают отдельные ионы и атомы во всех своих устойчивых состояниях, хотя содержат движущиеся заряды, которые излучают. И мы не можем заявлять по примеру современной физики, что якобы электроны или иные частицы микромира, имея заряд и двигаясь с ускорением, не излучают - вопреки классической теории. В нашей парадигме это недопустимо. Сама же эта теория даёт другое решение: все такие системы состоят из элементов излучающих. Не излучают лишь системы в целом, значит сумма излучений элементов за пределами системы равна нулю или близка к нулю - по тем же уже рассмотренным нами причинам. А это значит, что элементы микромира, из которых состоит атом, ион или молекула, - это сложные колебательные системы с большим числом степеней свободы колебаний, с большим разнообразием колебательно-волновых мод, и этого разнообразия достаточно для самоорганизации систем энергетически устойчивых, слабо излучающих за свои пределы или вовсе не излучающих.

 

Мы здесь обязаны всё объяснять физикой классической. Она не ограничивала колебательные свойства элементов микромира. Напротив, в ее системе понятий предметы микро- и макромира отличаются лишь количественно, но не принципиально. Поэтому нам следует привлекать к микромиру все те колебательные свойства, которые свойственны предметами макромира.

 

Природа не создаёт простых одномерных колебательных систем, подобных контуру из катушки и конденсатора. Ее предметы конструктивно более просты, как, например, капля воды. Но капля способна к разнообразнейшим колебаниям вокруг своей устойчивой формы, хотя они и быстро затухают. В микромире нет внутренних потерь энергии, которые гасили бы колебания в элементарных каплях материи. Капля материи, становясь частицей микромира, тоже приобретает какую-то устойчивую форму, какое-то устойчивое состояние, колебания вокруг которого неизбежны и обычны, как колебания воды. Но в микромире они не могут затухнуть, не излучив свою энергию. А значит они, как и всякие излучающие процессы, способны к приёму энергии излучений и могут поддерживаться внешними излучениями. Капля при этом становится осциллятором и приобретает способность быть элементом самоорганизующейся системы со всеми выше найденными свойствами.

 

Капля ферромагнитной жидкости без внутренних потерь энергии, попавшая в электромагнитное поле, стала бы электромеханической колебательной системой, поскольку все ее внутренние деформации и волны на поверхности связаны с пересечением жидкостью силовых линий поля, что порождает новые динамические поля и излучения. Так капля материи становится объёмным электромеханическим резонатором – сложнейшей колебательной системой с гигантским разнообразием резонансных частот – «обертонов», и множеством колебательных мод на каждой из этих частот, кроме самых нижних. Составить для себя представление о том, каково разнообразие возможных электромагнитных колебаний в резонаторе, можно, например, на основании литературы по технической электродинамике или разделов о колебаниях замкнутых объёмов в справочниках по математике, обратив особое внимание на резонансы с высокими номерами. Не нужно их изучать, а просто посмотрите на номера резонансов и на рисунки, если они есть. Электромеханические резонансы в объёмных телах еще более разнообразны, это всяческие стоячие продольные и поперечные электромеханические волны, скорости которых близки к скорости звука, т.е. волны замедленные в сравнении со светом на многие порядки.

 

Некоторое представление о классическом атоме могла бы дать, например, система, в которой на месте ядра находится электромеханическая капля, вокруг которой движутся заряды. Вокруг капли бегут, сопровождая каждый заряд, сильно замедленные волны, приходящие из объёма капли и уходящие туда же, отражаясь от поверхности. Таков один из видов (из мод) объёмного электромагнитного и электромеханического резонансов. Фронты таких волн внутри капли имеют форму спиралей, приходящих к поверхности с одинаковой скоростью, но под разными углами, потому порождают поверхностные волны с разными угловыми скоростями. Профиль волны может иметь произвольную форму. Поверхностные волны вокруг подобных резонаторов всегда имеют дискретные ряды частот и угловых скоростей, чем и будет определяться дискретный ряд устойчивых «электронных» орбит. А излучение бегущей по кругу волны произвольной формы способно  полностью погасить излучение заряда при любых его периодических движениях, как угодно сложных, когда волна формируется как результат той самой конкуренции колебательно-волновых мод.

 

Бегущий вокруг ядра электрон создаёт излучение, которое становится источником энергии для тех колебательных мод в ядре, которые способны его ослабить и отобрать в себя часть энергии излучения или всю энергию. Для того, чтобы атом не излучал и оставался энергетически устойчивым во всем дискретном множестве состояний и уровней энергии, нужно всего лишь достаточное число колебательных мод в его ядре. Электрон при этом движется в потенциальной яме и вместе с ней, потому внешние воздействия на него с вероятностью 5/6 пополняют энергию системы в случае ее недостатка. Целенаправленный отбор энергии приводит, как было сказано выше, к перестройке движений и колебаний, направленной на сохранение энергии.

 

Для научного построения таких моделей атомов нужно, наверное, быть математиком, но для их первичного понимания достаточно технических знаний в области объёмных резонаторов и теории поля. Правда, большинству инженеров такие знания в работе не нужны и потому соответствующие разделы теории мало известны. Но здесь нам тоже не нужно математически доказывать устойчивость классического атома, нужно лишь обосновать представления о микромире как состоящем из элементов, способных становиться разнообразными осцилляторами, элементарными природными автоматами, и образовывать стабильные самоорганизующиеся системы, аналогичные реально существующим в микромире. Будем полагать, что  теперь они достаточно обоснованы в рамках классической теории, поскольку объясняют некоторое множество фактов, которые без такого представления не объясняются, и не противоречат при этом ни самой этой теории, ни каким-либо фактам или экспериментам.

 

Почти в каждом учебнике современной физики можно прочесть о том, что классическая теория электромагнетизма принципиально не способна объяснить энергетическую устойчивость атомов в их классическом представлении, поскольку, мол, электроны в нем излучают, теряют энергию и падают на ядро. Но учебники писаны антагонистами классической физики. И в них не упоминают даже о том, что сумма  излучений электронов и ядра за пределами атома может быть  равной нулю, как равны нулю их поля статические. Хотя именно это и только это вытекает из тех азов классической теории – из правил сложения полей, которые преподают даже в ПТУ будущим электрикам.

 

Можно бы подумать, что эти авторы всего лишь что-то позабыли, упустили или не догадались, ведь не могут же академики не знать азов теории. Но не в этом случае. Именно эта ошибка была необходима для победы научной революции и уничтожения классической школы. Она же определила направление академической физики. Ошибка почти век переписывается из учебника в учебник и вводит в заблуждения всё новые и новые поколения студентов. Классический атом представляется в них в виде системы заряженных шариков, не способных к внутренним колебаниям и к самоорганизации. И речь в них не ведут о поисках причин стабильности атомов. Но именно из этой слишком упрощенной картинки делают революционные выводы о непригодности классических теорий к микромиру, сенсационно разоблачавшие в своё время классическую школу как научно несостоятельную. Поскольку в природе кроме самоорганизующихся систем нет ничего иного, наука о природе, из которой изъяты разделы, посвященные самоорганизации, становится и вправду беспомощной.

 

Таких разделов в современной физике тоже нет. Фактически она только эти системы и изучает, ибо изучать ей больше нечего, но изучает окольными путями, упорно игнорируя сами системы. Это и привело ее к «заумным» теориям, посвященным по большей части статистике гибкого поведения элементарных природных автоматов, но никак не принципам их действия. Исследования без знания принципов действия позволяют лишь констатировать факты без причин, представляя их в виде фундаментальных постулатов, правил и запретов, какие заполнили современную физику, начиная от постулатов  Эйнштейна и Бора.

 

Однако будем теперь полагать, что технические системы из осцилляторов, которые нам понадобятся в дальнейшем, в достаточной мере и глубине моделируют тела естественные, соответствуют им по принципам самоорганизации и ряду свойств.

 

 

Движение самоорганизующихся систем и их реорганизация

 

При первой же попытке представить себе как движутся наши самоорганизующиеся структуры, обнаруживается проблема. Дело в том, что потенциальные ямы, в которых располагаются ее элементы, образованы полями, излученными другими элементами из других мест чуть раньше и прошедшими некоторый путь. Поля движутся с конечной скоростью, поэтому, если такое тело привести в движение (например, все его элементы сразу), потенциальные ямы начнут двигаться с некоторым запаздыванием и будут отставать от элементов. Потенциальные ямы размываются, теряют прежнюю глубину и образуются там, где элементы были в момент излучения поля и откуда уже ушли. Элементы попадают "на склоны ям", и появляются силы, останавливающие движение. Свободного движения по инерции не получается. Это те же силы устойчивости, которые создают целостность структуры. Какой бы природы ни были поля или сигналы, силы и элементы, эта проблема остаётся как неизбежное следствие самой целостности структуры и ограниченности скорости полей и сигналов.

 

Когда самоорганизующаяся система построена из макроскопических элементов при макроскопических расстояниях между ними, то при погружении ее в жидкую электромагнитную среду среда заполнит промежутки между элементами (электромагнитной будем здесь называть такую среду, в которой скорость движения электромагнитных волн, служащих для связи элементов, существенно меньше, чем в пустоте.) Движение среды относительно системы будет сносить волны и вместе с ними потенциальные ямы в сторону своего движения, что также приведет к появлению сил, движущих систему вслед за средой и противодействующих их относительному движению, потому движение сквозь среду по инерции тоже не получится.

 

Действие этих сил не прекратится, пока что-то не изменится, а элементы не будут двигаться в "ямах" и согласно с ними. Иначе тело будет двигаться лишь до тех пор, пока его движут внешние силы. Поля будут всегда отставать от элементов, и будут действовать силы, движущие их назад к устойчивым положениям. Чтобы эти силы не возникали вовсе, нужно, чтобы потенциальные ямы заранее, еще до начала движения, излучались туда, где окажутся элементы, когда поля дойдут от своих источников до "ям". Что же должно измениться, как и почему?

 

Проще понять это на следующем примере. Пусть два автоматических подвижных объекта поддерживают расстояние между собой следующим способом. Действуя каждый по своим часам, они одновременно излучают периодические импульсы звука и, находясь на заданном (устойчивом) расстоянии, принимают их друг от друга точно в тот момент, когда излучают очередной импульс. Запаздывание сигнала к этому моменту означает, что расстояние велико, и объект движется, сокращая расстояние. При опережении - увеличивает расстояние.

 

Если эту пару привести в совместное движение, то задний в движении объект будет принимать сигналы с опережением, т.к. движется навстречу звуку, и будет тормозить, пытаясь увеличить расстояние. Передний же объект будет получать сигналы с запаздыванием и тоже тормозить, пытаясь сократить расстояние. Объекты остановятся. Система не может двигаться по инерции. Система иная, но явление то же и та же причина: конечная скорость сигналов и целостность системы.

 

Чтобы эта пара двигалась, нужно сдвинуть часы переднего объекта назад или заднего - вперед на некоторый временной интервал, так, чтобы компенсировать разность во времени хода сигналов вперед и назад при данной скорости. Точнее: сдвинуть во времени текущие в объектах процессы (приема-передачи и обработки сигналов). Тогда объекты будут поддерживать эту скорость и препятствовать ее изменению.

 

Расстояние же между ними уменьшится так, чтобы сигналы снова проходили его взад-вперед за тот же период, несмотря на движение. Если скорость звука в воздухе равна "с", скорость объектов относительно воздуха равна "v", то скорость сигнала относительно объектов будет равной в одну сторону c-v, в другую c+v, а средняя скорость сигнала на всем пути окажется равной c(1 - v²/с²), потому расстояние между объектами тоже уменьшится пропорционально величине 1 - v²/с². При движении в направлении, перпендикулярном расстоянию, размеры уменьшатся как корень квадратный из этой величины.

 

Значит нам, чтобы привести свою систему в движение, тоже нужно сдвинуть на некоторый временной интервал процессы в осцилляторах - так, чтобы колебания  каждого переднего в движении отставали во времени от колебаний следующего за ним. А для слежения за интервалами как бы подключим к каждому осциллятору счетчик числа и долей колебаний с выводом результатов счета на часовые табло. Получатся электронные часы обычной конструкции. 

 

В нашем случае временные интервалы – разности фаз колебаний – при движении образуются сами собой. Ведь осцилляторы синхронизируются сами, взаимодействуя через поля, и входят в синхронизм не друг с другом непосредственно, а с приходящими к ним полями как сигналами синхронизации. При движении же те поля, которые движутся вдогон за системой, будут приходить с запаздыванием против прежнего,  потому и колебания передних осцилляторов будут отставать по фазе от следующих за ними. А двигаясь от передних к задним, поля проходят расстояние быстрее прежнего, потому задние в движении опережают во времени (по фазам) передних. То же самое произойдет и в случае, если система погружена в жидкую среду. В результате часы, подключенные к осцилляторам, будут показывать не одинаково, а так, как на этом рисунке.

 

 

Расстояния между элементами уменьшатся по той же причине и в той же пропорции к скорости сигналов, в данном случае к скорости электромагнитных волн, т.е. пропорционально величине 1 - v²/с² вдоль направления движения, где «с» - теперь скорость электромагнитных волн в среде или скорость света в ней, а в направлениях, перпендикулярных движению – как корень из этой величины.

 

Систему из осцилляторов в устойчивых положениях, которые образованы полями волновыми и статическими, можно понимать как стянутый статическими силами стоячий волновой пакет, в который «вморожены» осцилляторы. Естественно, размеры этого пакета зависят от скорости среды точно так, как длины стоячих волн и как размеры рассмотренной выше пары объектов. Если у читателя остаются в этом сомнения, то ему лучше всего обратиться к книге «Ритмодинамика» Ю.Н. Иванова, где этот вопрос рассмотрен в главе «Сжимание стоячих волн» со всеми подробностями. В ней же и тоже подробно рассмотрено множество волновых явлений вообще, о которых в этом изложении будет сказано кратко и в применении только к волнам электромагнитным.

 

В результате такой реорганизации потенциальные ямы образуются точно там, где движутся элементы. Те поля, которым предстоит двигаться к ямам вдогон за системой, излучаются несколько раньше, а которым встречно – позже, в результате чего поля приходят к ямам столь же согласованно, как приходили без движения, ямы не размываются, и элементы остаются точно в них. А саму эту реорганизацию можно понимать как движение системы к нижнему энергетическому уровню в изменившихся условиях или как самопроизвольное приспособление гибкой самоорганизующейся системы к новым условиям существования.

 

Таким образом, скорость движения системы по инерции определяется системой временных интервалов между колебаниями ее элементов, как и скорость пары объектов в предыдущем примере. Раньше это не было известно, поскольку подобные структуры вообще не изучались. А интервалы зависят от скорости и к ней подстраиваются. Но мы можем построить систему осцилляторов с управляемыми временными интервалами и получить некий космический движитель, скорость которого управляется через эти интервалы. Мы можем организовать в ней определенную систему временных интервалов – сдвигов фаз колебаний так, чтобы потенциальные ямы образовывались чуть в стороне от элементов, тогда элементы будут смещаться в ямы, и тело придет в движение. Но лучше бы, конечно, научиться управлять ходом процессов и временными интервалами в телах естественных, в их атомах и молекулах, ведь эти тела много прочнее, значит силы устойчивости в них очень велики, они и становились бы движущими силами.

 

Когда к системе прилагается какая-либо сила с одного конца, то это приводит к сжатию или растяжению расстояний между элементами на этом конце системы. Расстояния между связанными осцилляторами в какой-то степени влияют на частоту колебаний, связанных через эти расстояния, ибо прохождение волн через эти расстояния есть часть процесса связанных колебаний. Время  прохода волн в сжатой части системы сокращается, потому частота колебаний в ней повышается, колебания в ней уходят вперед по фазам (во времени) по отношению к фазам несжатой части, появляются разности фаз – временные интервалы, и система приобретает соответствующую им скорость.

 

Если вычислить взаимозависимость величины интервалов от скорости v, то получится: dt = lv/c², где l – расстояние между элементами, dt – величина интервала – разность в показаниях часов, которые к ним подключены, c – скорость электромагнитных волн. Во всех инерциальных движениях эта зависимость точно выполняется. Она может быть нарушена при ускорениях, но самопроизвольно восстанавливается, т.е. носит устойчивый характер.

 

Различие неподвижной и движущейся систем показано на примерах на двух рисунках ниже.

 

 

На рисунке рис.1 показана устойчивая группа из трех излучающих электрических диполей, которые равномерно и совместно вращаются вокруг общей оси (отрицательный заряд вокруг тяжелого положительно заряженного тела), и фрагменты электрических полей, излученных ранее соседними диполями. Чтобы не загромождать рисунок, показаны лишь участки электрического поля, параллельные плоскости рисунка, и лишь вблизи диполей. Диполи занимают в полях друг друга устойчивые положения, т.к. находятся в максимумах электрического поля, как в потенциальных ямах, вращаются вместе с полем, и их подвижные заряды всегда смещены вдоль поля к нижнему энергетическому уровню в нем. Будучи выведены из устойчивых положений, диполи вернутся в них или придут к новым устойчивым положениям.

 

Чтобы привести, например, все три диполя на рисунке 1 в совместное движение вправо или влево, нужно приложить к ним силы, выводящие диполи из устойчивых положений.

 

Тройка диполей, показанная на рис.1, при движении вправо по инерции будет выглядеть, как показано на рис.2.

 

 

Здесь диполь 3 (задний) опережает в своем вращении диполя 2. Его отрицательный заряд уже был вверху некоторое время назад, когда показанный на рисунке фрагмент волны проходил через него. Диполь 1 (передний) отстает в своем вращении. Его отрицательный заряд окажется вверху тогда, когда через него будет проходить волна, излученная диполем 2 и показанная на рисунке. Диполи 1 и 3 и в этом положении параллельны полю и вращаются вместе с потенциальными ямами, которое это поле образует, но оно не параллельно плоскости рисунка и потому не показано. Таким образом, все три диполя движутся, оставаясь в устойчивых положениях. Но при ускорениях они не могут мгновенно повернуться относительно друг друга. Для этого нужно двигать систему некоторое время, преодолевая силы устойчивости.

 

Ели бы все отрицательные заряды были здесь в верхнем положении, то на диполи 1 и 3 действовали бы силы, движущие их назад - в те участки поля, что показаны на рисунке. А их излучения оказались бы слева от диполя 2 - сзади, и на него тоже действовали бы такие силы. Кроме того, действовали бы силы, стремящиеся довернуть диполи в положения, показанные на рисунке 2. До тех пор, пока не сформируются временные интервалы, т.е. пока диполи не повернутся относительно друг друга, силы противодействия не исчезнут, и система не будет двигаться по инерции.

 

Системе диполей на рис.2 сопоставлена система местных часов, стрелки которых вращаются как бы вместе с диполями. Разность хода часов показывает временной интервал - относительное опережение или запаздывание местных процессов вращения и излучения.

 

Кроме того, движение всегда в той или иной мере, в зависимости от конструкции осцилляторов и среды, в которой они движутся, сказывается на частоту их колебаний, замедляет колебания, а потому в той же мере увеличиваются длины излучаемых волн и размеры систем. Если среда пронизывает или омывает в равной мере все поля в осцилляторе и вокруг него, то это замедление достигает величины г, равной  1/(1 – v²/c²)^1/2, где «c» - скорость движения волн в этой среде. Тогда сокращение размеров в направлениях, перпендикулярных движению, точно компенсируется увеличением длин волн, а размеры вдоль движения сокращаются лишь в г раз. Если же часть полей остаётся вне движущейся среды, то замедление меньше, не достигает этой величины, и размеры будут меньше. Причину замедления рассмотрим ниже.

 

Классическая теория не даёт нам иной возможности построить какое-либо целое тело из «точечных» элементов, кроме связи их через электромагнитные поля и при условии, что в этом теле, в системе его элементов образуется единый электромагнитный процесс, синхронный по всему и объёму тела и согласованный по фазам. К этому процессу у нас, по существу, и подключаются часы, что позволяет понимать его как протяженный электромагнитный часовой механизм, измеряющий некое внутреннее единое время этого тела. Другими словами, классическая теория рассматривает физические тела только как содержащие это внутреннее время, т.е. только как объекты пространственно-временные, четырехмерные. По классическим представлениям, в природе не бывает тел сугубо трехмерных, которые не содержали бы своё внутреннее время – единый протяженный процесс, ибо без него никакое тело не может быть целым.

 

 

Квантование движений

 

Есть случаи, когда временные интервалы могут изменяться только скачками. Например, если система имеет форму замкнутого кольца и вращается в своей плоскости вокруг центральной оси, то сумма временных интервалов по периметру кольца может быть равной только целому числу периодов колебаний и не может меняться плавно. Поэтому замкнутое кольцо может иметь лишь дискретный ряд устойчивых скоростей вращения.

 

 

На рисунке показано такое кольцо. Элементы и колебательные процессы в них представлены в виде часов, показывающих текущую фазу колебаний. Каждые передние в движении часы отстают во времени от следующих за ними. Здесь сумма временных интервалов равна одному периоду колебаний T, но при достаточном числе элементов может быть равной двум, трем и т.д., т.е. возможные устойчивые скорости кольца (скорости его движения по инерции) связаны условием: n*lv/c² = kT, где n – число элементов в кольце, k – целое число, l - расстояния.

 

Аналогично квантуется множество движений, связанных волновыми полями. Естественно, при вращении объёмных тел картина гораздо более сложна. Но обычно мы имеем дело с телами, в которых замкнутые контуры волновых связей состоят из настолько большого числа элементов, что квантование их устойчивых скоростей незаметно. А здесь показан лишь наиболее простой и наглядный пример квантования. Самоорганизующийся микромир – эти мир дискретных устойчивых состояний, где переход системы из одного состояния в другое как правило происходит скачком с выделением или поглощением определенной порции энергии. Как при химических реакциях образования и разрушения молекул.

 

В простейших системах число элементов не так велико, и квантование их движений заметно. Это даёт классической теории возможность объяснять этой причиной природу квантования в микромире.

 

Рассмотрим для примера движение такой вот структуры: кольцо из большого числа одинаковых статически заряженных осцилляторов и противоположно заряженное тело в центре. Будем полагать, что кольцо будет устойчивым, когда оно вращается с устойчивой скоростью v, а центробежные силы уравновешены силами статического притяжения q²/е*R², где q - величина обоих зарядов, R радиус кольца, е – диэлектрическая проницаемость пустоты.

 

При этом должны выполняться равенства: n*lv/c² = kT и mv²/R = q²/4р*е*R². Положим для определенности, что расстояния l равны одной длине волн, излучаемых осцилляторами, тогда это расстояние волны проходят за период T, равный l/c, и первое равенство становится таким: n*v/c = k, откуда v = c*k/n. Радиус R зависит от числа элементов как R = 2р*n*l. Подставляя во второе равенство, получим: m*(ck/n)² = 2р*q²/4р*е*n*l, или n = k²(mc²*4р*е*l/2р*q²).

 

Нам здесь неважно: какое число получится в скобках правой части равенства, да и стоящие в них величины нам не интересны. Важна лишь пропорция между n и k². А поскольку это целые числа, то и равенство может то ли выполнятся, а кольцо вращаться в устойчивом состоянии, то ли не выполняться, т.е. устойчивости не получится. Это зависит, кроме прочего, от частоты колебаний и длины волн. Однако, если равенство всё-таки при каких-то условиях выполняется, например, при k = 1 и n = 2, то при тех же условиях будет устойчива вся серия колец, диаметры которых и число элементов в которых пропорциональны 2k², т.е. 8, 18, 32, 50 …. Получаются кольцевые структуры, похожие по диаметрам и числу элементов на электронные оболочки в атоме. А мы изначально полагали, что электроны, как прочие элементы микромира, способны к внутренним колебаниям. Потому не можем считать это случайным совпадением. Это общее свойство подобных систем, и оно, видимо, имеет место и в атомах.

 

Иметь какое-то инженерное представление об атоме, хотя бы первичное и туманное, всё же лучше, чем не иметь никакого. Для того вернемся к системе, в которой на месте ядра находится электромеханическая капля, вокруг которой движутся заряды и сопровождаются медленными круговыми волнами. Теперь пусть заряды принадлежат осцилляторам, связанным в кольцо. Но и волны, которые их связывают, медленные, потому короче, и скорость вращения кольца соответственно ниже.

 

Каждый заряд, двигаясь вокруг капли и влияя на нее, порождает медленную электромеханическую волну, которая движется вместе с зарядом и определяет его скорость. На таком принципе действуют лампы бегущей волны (ЛБВ), которые содержат особые конструкции - замедлители волн. Электроны в ЛБВ движутся в поле медленных волн под действием ускоряющего постоянного электрического поля, но не ускоряются и не обгоняют волну, а тормозятся ею, передают ей свою энергию, усиливают ее и движутся вместе с ней. Структуру из электромеханической капли и бегущих вокруг зарядов можно понимать как подобие ЛБВ, которая свернута в кольцо вокруг замедляющей структуры и работает в генераторном режиме на холостом ходу, потому не нуждается в статическом поле, ускоряющем заряды.

 

Внешних излучений из структуры нет, т.к. волна и заряд излучают точно одинаково, также точно одинаковы диаграммы направленности их излучений,  потому напряженности полей за пределами системы в сумме равны нулю по всем направлениям. Волна и заряд, погашая излучения друг друга, обмениваются энергией, не теряя ее.

 

Стоячие волны, которые связывают осцилляторы в кольцо, тоже образованы медленными волнами. Они круговые, потому не только два осциллятора, но даже один можно понимать как кольцо, в котором осциллятор связан круговыми волнами сам с собой. Число n - не количество элементов в кольце, а число мест для них, ибо отсутствие элементов в кольце не разрывает его, связи остаются. Каждый элемент движется в потенциальной яме, образованной сложением всех полей.

 

Спектр излучения такой структуры тоже подобен спектру излучения атома, поскольку уровни энергии зарядов подобны энергетическим уровням электронов в атоме, а частоты их излучений при входе в потенциальные ямы пропорциональны разности уровней энергии. Частотный спектр излучения единичного осциллятора при переходе с одной орбиты на другую соответствует формуле Ридберга для атома водорода.

 

Всё как будто складывается, но длины одних и тех же круговых волн пропорциональны радиусу, а расстояния во всех кольцах одинаковы. Значит нужны разные типы волн одной частоты, бегущие с разными скоростями - разные колебательные моды в капле. Они возможны.

 

Не будем считать такую систему моделью атома. Хотя она и имеет общие с ним свойства, но объясняет далеко не всё. Например, по данным современной физики, диаметр электронной орбиты в атоме водорода 1,06 ангстрема, а собственная длина волны электрона только 0,024 ангстрема. Конечно, можно полагать, что расстояния между ними определяются длиной не только этих волн, но это уже будет предположением, а их мы себе запретили изначально. Мы не можем заранее исключить какие-либо колебания и волны из своей картины, поскольку все они возможны. Но объяснить ими можно всё, множество разных волн даёт нам необозримые конструктивные возможности и открывают слишком широкий простор для фантазии. Потому закончим это обозрение, сделав вывод лишь о том, что классическая физика вполне способна разобраться в атоме со всеми нужными ей подробностями.

 

Исследовать сложные волновые системы «вручную» в наше время нерационально до нелепости. Для того нужны хорошие компьютеры и специальные программы, способные показывать эти структуры на экране. Процентов 95 всей информации мы получаем через зрение, потому природа приспособила наш разум к обработке именно зрительных образов, и мы это делаем так же хорошо и быстро, как компьютер вычисления и рисунки. Можно себе представить, как много знаний мы теряем, не обращаясь к таким системам и такому способу.

 

 

Реорганизация систем и преобразования Лоренца

 

Классическая теория электромагнетизма, в том числе ее основные уравнения – уравнения Максвелла – была построена в предположении, что электромагнитные волны в пространстве движутся сквозь некую светоносную среду - эфир, которая заполняет всё пространство, пронизывает всю материю, в котором располагаются поля и относительно которого они движутся. Эта среда идеальна, не создаёт трения, и служит некой абсолютной системой отсчета (АСО), относительно которой скорость электромагнитных волн равна во все стороны и постоянна. Диэлектрическая и магнитная проницаемости пустоты Э и м, которыми определяется скорость света, тоже считаются принадлежащими этой среде. Представления о светоносном эфире позволили создать теорию, которая остаётся безупречной до наших дней и особенно удобна тем, что позволяет строить зрительные образы полей и ими оперировать, выполнять рисунки, облегчающие понимание.

 

Сам факт существования светоносной среды до сих пор остаётся спорным, потому будем понимать ее как среду гипотетическую, возможно ее не существует вовсе, но не доказано ни то, ни другое. Мы пользуемся той же классической теорией и не можем изъять из теории эту среду, согласны мы с ней или нет. Технические науки, построенные на фундаменте классической теории электромагнетизма, продолжают развиваться в рамках того же прежнего представления о светоносном эфире, поскольку не возникает нужды изменять фундамент теории. Потому будем полагать условно, что эфир есть, что движение наших простейших систем сквозь среды реальные и условную отличаются не принципиально, а лишь величинами скорости полей, и что реорганизация в них имеет те же причины.

 

А вот абсолютная система координат и объекты, на которые она опирается, вполне реальны, и могли быть определены более века назад, что и будет показано ближе к концу изложения. Нам же в пока безразлично: с каким объектом связана АСО, с эфиром, с мировой материей непосредственно или с чем иным, важен лишь сам факт существования некой опоры, относительно которой движется свет и другие электромагнитные поля. Пусть эфир и остаётся такой опорой.

 

Как мы уже выяснили, пространственно-временная структура системы реорганизуется при ускорениях, и структура системы неподвижной отличается от ее структуры при движении. Эти отличия описываются в общей форме широко известными формулами Лоренца, которые имеют вид преобразований одной пространственно-временной системы координат, неподвижной относительно среды, в другую - движущуюся. Формулы т.н. прямого преобразования имеют следующий вид:

 

x’ = г(x – v*t),

t’ = г(t – v*x/c²), где г = 1/(1 – v²/c²)^1/2,

y’ =y, z’ = z.

 

Здесь координаты x, y, z, t принадлежат системе неподвижной, а   x’, y’, z’, t’ – движущейся, причем время t и t’ измеряется по показаниям часов, принадлежащих той и другой системам, и называется местным временем по Лоренцу.

 

Эти формулы выведены одним из последних ученых классической школы Хендриком Антоном Лоренцем из уравнений Максвелла в 1890-м году и приведены к окончательному виду в 1903-м. Будучи выводом из уравнений Максвелла, они относятся ко всем электромагнитным объектам. В нашем случае они описывают конечный результат реорганизации электромагнитной системы, приведенной из состояния покоя в движение сквозь электромагнитные среды, реальные или гипотетический эфир, со скоростью v: изменение ее размеров, изменение фаз процессов и их замедление.

 

Поскольку эфир принизывает все поля и предметы, сокращение размеров в направлении вдоль движения и замедление процессов точно пропорциональны г = 1/(1 – v²/c²)^1/2, а прочие размеры остаются неизменными.

 

Однако эти формулы описывают не истинные изменения в движущейся системе, а наблюдаемые из системы неподвижной, т.е. наблюдаемые неподвижным наблюдателем. Наблюдаемая им картина искажена ошибкой наблюдения, которая вызвана конечной скоростью сигналов наблюдения, движущихся сквозь среду, как бывают ошибочны наблюдения самолетов по звуку. В ряде случаев ошибка зависит от способов наблюдения (измерения, сравнения) и приводит к двоякому результату.

 

При наблюдении движущимся наблюдателем системы неподвижной, и потому не реорганизованной, она в результате только лишь ошибки наблюдения наблюдается тоже как реорганизованная движением. Кажущиеся изменения объекта зависят как от скорости наблюдателя, так и от скорости сигналов наблюдения «c» в данной среде, и описываются формулами т.н. обратных преобразований Лоренца:

 

x = г(x’ + v*t’),

t = г(t’ + v*x’/c²).

 

Из этих формул следует, что объект выглядит так, будто он движется со скоростью –v, т.е. в обратную сторону, и будто реорганизован этим движением.

 

С точки зрения движущегося наблюдателя неподвижные группы предметов и процессов, не составляющих какой-либо системы и потому не подверженных реорганизации вообще, тоже наблюдаются по причине той же ошибки как реорганизованные движением, чего фактически быть не может.

 

Реорганизация систем имеет своей причиной внутренние связи, которые и делают предмет единым целым. По той же причине  подвержены реорганизации также и те протяженные и объёмные процессы, которые составляют единое целое, т.е. элементы и части которых как-либо взаимосвязаны друг с другом по своим фазам, а не представляют собой множество отдельных процессов, фазы которых находятся в случайных отношениях. Ведь для связи процессов в единое целое тоже нужны какие-либо сигналы, все они имеют конечную скорость, которая либо равна скорости света, либо от нее зависит. Это и приводит к их реорганизации в соответствии также с преобразованиями Лоренца.

 

Едины процессы, например, вращения тел и колебаний в них. Если на длинную ось жестко насадить параллельные часовые стрелки и использовать эту конструкцию как протяженные часы, где каждая стрелка показывает местное время, то при быстром движении вдоль оси стрелки перестанут быть параллельными, передние стрелки отстанут в своём вращении от задних, а сама ось окажется скрученной, как тройка диполей на предыдущем рисунке, ибо процесс вращения на переднем конце будет отставать по фазе от вращения заднего. Ведь эту ось мы можем понимать как множество ее плоских сечений, которые связаны между собой полями примерно так, как вращающиеся диполи на рисунках.

 

Наблюдать это явно и безошибочно можно было бы в случае, когда ось согнута в разомкнутое кольцо и движется вокруг нас. Часовые стрелки на концах оси окажутся рядом, а расхождение углов их поворота будет зависеть от скорости и наблюдаться явно. В таких случаях ошибка наблюдения – это лишь запаздывание наблюдаемой картины, но не ее искажения, поскольку все расстояния до наблюдаемого объекта одинаковы и постоянны, и сигналы наблюдения проходят их за одинаковое время.

 

Но если ту же ось со стрелками разрезать на части, то при ее ускорении каждая часть будет скручиваться вокруг своего центра инерции, а стрелки на стыках проворачиваться относительно друг друга и расходиться. 

 

Сокращение размеров тоже наблюдалось бы явно в таком, например, фантастическом случае. Если бы построить гигантскую кольцевую железную дорогу и поставить на нее такой длинный поезд, чтобы локомотив упирался в последний вагон, то с увеличением скорости поезда расстояние между локомотивом и последним вагоном увеличивалось бы с увеличением скорости.

 

Формулы Лоренца как вывод из классической теории верны вне зависимости от траектории движения и ускорений. Естественно, действующие на систему силы ускорения деформируют ее, и это нужно учитывать тоже. 

 

Современная физика относит преобразования Лоренца к числу свойств пространства-времени, с чем мы здесь согласиться не можем. Они явно описывают свойства вещей материальных, образованных как целое электромагнитными полями, и в равной мере относятся к движениям систем сквозь обычные реальные электромагнитные среды, которые не имеют чудесных свойств пространства-времени современной физики. К свойствам среды, пространства или эфира можно отнести лишь скорость этих волн, которая определяется диэлектрической и магнитной проницаемостями среды, эфира или пустого пространства.

 

Современная физика придаёт преобразованиям Лоренца совсем другой смысл, не свойственный инженерным представлениям и классической парадигме, но разъяснять его здесь не будем, ибо он достаточно разъясняется в популярной литературе, хотя и тогда остаётся не вполне понятным. Но заметим, что те же формулы преобразований были выведены Эйнштейном не из уравнений Максвелла, а из принципа относительности, из постулатов и того лишь факта, что скорость электромагнитных сигналов конечна. Из этого следует, что преобразования Лоренца имеют место во всех системах, связанных полями и сигналами той же конечной скорости движения.

 

 

Принцип относительности и его причина

 

Когда электромагнитный объект и наблюдатель движутся совместно, то наблюдаемые изменения объекта, соответствующие формулам прямого преобразования Лоренца, оказываются полностью компенсированы ошибкой наблюдения, которая преобразует наблюдаемую картину согласно формулам обратного преобразования, потому все изменения структуры полностью скрываются за этой ошибкой, и объект наблюдается как неподвижный. Движение объекта относительно среды, независимо от того, какова эта среда, оказывается при этом принципиально ненаблюдаемым. И невозможно определить абсолютную скорость объекта относительно среды, она не наблюдается в принципе, а наблюдаются лишь движения объектов друг относительно друга. Движения относительно реальных сред – жидкостей и газов – можно бы наблюдать другим способом, например, по трению объекта о среду. Но гипотетический эфир считается средой идеальной, движения в нем не создают сил трения и не могут быть наблюдаемы вообще и никак.

 

Наблюдатель – это не обязательно человек, им может быть прибор и вообще любой другой объект, который испытывает на себе какое-либо воздействие со стороны наблюдаемого объекта. Воздействие на неживой объект-наблюдатель тоже содержит, по существу, ту же ошибку наблюдения, хотя называть ее в этом случае ошибкой некорректно. Скажем так: воздействие одного объекта на другой претерпевает изменения, которые описываются преобразованиями Лоренца для ошибки наблюдения. И они компенсируют влияние движения на все взаимодействия объектов, движущихся совместно, потому объекты взаимодействуют как неподвижные, на их взаимодействие влияет лишь их относительная скорость, но не совместная скорость относительно среды. Взаимодействующие объекты никак «не чувствуют» своего абсолютного (относительно среды) движения и никак на него не реагируют. Иначе по их реакции можно было бы судить об абсолютной скорости, т.е. она наблюдалась бы косвенно. По этой причине все физические законы в движущихся электромагнитных системах остаются такими же, как в системах неподвижных. Как и вообще в системах, связанных сигналами конечной скорости, какой бы они ни были природы.

 

В физике эта ненаблюдаемость абсолютных движений, независимость  от нее физических законов и взаимодействий называется принципом относительности, и он всюду имеет место в действительности. Но механизм его действия физика не объясняет, а лишь принимает как факт и относит к числу особых свойств пространства-времени.

 

 

«Замедление времени» и его причины

 

Мы не знаем что такое время, потому не будем говорить и о его замедлении. Время проявляется как ход разнообразных процессов и ими измеряется, потому выражение «замедление времени» будем понимать как замедление процессов, в частности электромагнитных.

 

Формулы Лоренца получены математическим формальным путем, и сами по себе не объясняют замедления электромагнитных процессов и его причин. Но в каждом конкретном случае причины замедления процессов так или иначе объясняются. Для примера рассмотрим замедление процесса электрических колебаний в колебательном контуре из катушки, имеющей индуктивность L, и конденсатора ёмкостью C.

 

Если зарядить конденсатор до напряжения Um и замкнуть его на катушку, то в цепи начнутся колебания. Пусть для простоты рассуждений в цепи нет заметных потерь энергии. Через четверть периода конденсатор разрядится, а по катушке будет течь максимальный ток Im. Энергия заряда конденсатора, равная C*Um²/2, перейдет к катушке в виде энергии ее магнитного поля, равной L*Im²/2. 

 

Теперь пусть катушка быстро движется вкруг конденсатора. Снова зарядим конденсатор и замкнем цепь. Но теперь прежней энергии его заряда будет недостаточно, чтобы максимальный ток в катушке был снова равен Im. Дело в том, что магнитное поле катушки движется вместе с ней, потому к потенциальной энергии магнитного поля, согласно законам электромагнетизма, добавляется кинетическая энергия этого поля. Потому максимальный ток в движущейся катушке при той же энергии поля будет меньше, чем в неподвижной. А при меньшем токе разряд конденсатора (а это четверть периода колебаний) более длителен, как и весь период.

 

Можно сказать и так: кинетическая энергия магнитного поля содержится в динамических полях, которые возникают при движении. Вокруг движущегося магнитного поля возникает поле электрическое, оно тоже движется, потому вокруг него возникает вторичное магнитное поле, которое суммируется с первичным и его увеличивает в г раз. Индуктивность катушки увеличивается. Те же явления приводят к такому же увеличению эффективной ёмкости конденсатора, по причине чего угловая частота колебаний в движущемся LC-контуре, равная корню из величины 1/L*C, снижается пропорционально величине (1 - v²/с²)^½, что и соответствует формулам Лоренца.

 

Если вращать весь контур вокруг другого точно такого же, то частота вращающегося будет по той причине меньше, это можно измерить и измеряли в далеком прошлом. Если поместить контуры в жидкую ферромагнитную среду и привести среду в движение внутри одной из катушек, то индуктивность ее будет увеличиваться с увеличением скорости жидкости, а частота контура снижаться в сравнении с другим по той же формуле в зависимости от скорости поля «c» в этой среде и скорости среды «v».

 

Движение одного контура вокруг другого, как и все движения предметов по замкнутым траекториям, считается абсолютным, а не относительным, поскольку     нельзя сказать, что вселенная вращается относительно этого предмета. Движение сквозь среду аналогично движению относительно эфира, т.е. также движению абсолютному. И в обоих случаях частота колебаний зависит от скорости абсолютной, потому и замедление процессов носит абсолютный характер. Замедление абсолютное не наблюдается в прямолинейных движениях сквозь пустое пространство, оно скрыто за ошибкой наблюдения. Оно наблюдается лишь как следствие относительной скорости и как явление относительное, что также рассмотрим несколько ниже.

 

 

О полях иной природы

 

Кинетическая энергия, которая содержится во вторичных динамических полях, тоже имеет массу, эта масса добавляется к массе первичных полей, увеличивая общую массу движущегося поля, чем и объясняется релятивистское увеличение массы всяких электромагнитных объектов. Этими же явлениями объясняется также механизм инерции массы всяческих электромагнитных полей. При ускорении, например, заряда вокруг него нарастает магнитное поле, а его нарастание (dB/dt) создаёт вокруг заряда поле электрическое, направленное против сил ускорения, появляется сила инерции, чем и объясняется инерция заряда полностью. Но все объяснения относятся только к полям и объектам электромагнитным.

 

Самоорганизующиеся модели тел можно понимать как фрагмент сугубо электромагнитной картины мироздания, какую некогда разрабатывал Лоренц. Его теория не была принята современной физикой, и в современных теориях фигурируют поля и объекты иной, не электромагнитной природы. Внутренние механизмы инерции, замедления процессов, увеличения массы полей и объектов неэлектромагнитной природы физика не объясняет, полагая их свойствами фундаментальными. Но слишком уж они в этом одинаковы с электромагнитными, потому заметим следующее.

 

Современная физика не наделяет элементарную материю колебательными свойствами, потому не изучила самоорганизующихся систем, связанных хорошо известными колебаниями и полями, как и сил, которые в них действуют. Обнаружив в микромире силы, которые невозможно объяснить статическими электромагнитными полями, она отнесла эти силы к действию иных, ранее не известных полей иной природы, не проверив: а не имеют ли эти силы электродинамический характер? Ведь физики и поныне, даже изучив лазеры и явление «конкуренции мод», всё еще полагают, что динамические поля не могут сохраняться в каких либо открытых системах, что они непременно излучатся, потому не могут действовать в микромире. И это их мнение было единственным основанием для введения в теорию полей иной природы, поскольку невозможно наблюдать различия полей и сил непосредственно в микромире. Так современная теория не получила оснований к тому, чтобы «отбрасывать» от микромира динамические электромагнитные поля, и ввела в свои теории поля иной природы без этого необходимого (с нашей точки зрения) обоснования.

 

Классическая парадигма подобных вольностей не допускала категорически, поскольку таким-то способом, без рассмотрения всех возможных альтернатив и без строжайших доказательств, можно ввести в науку фантастику. Классическая парадигма самодостаточна, не нуждается в заимствовании чужеродных находок. А потому нам следует по примеру Лоренца полагать, что поля иной природы - это в действительности поля электромагнитные динамические, вызванные колебаниями элементарной материи, а те не объясняемые современной физикой свойства, что упомянуты выше, говорят об электромагнитной природе всех полей микромира и его объектов. Классическая теория эти свойства объясняет, не нуждаясь в гипотетических полях и объектах иной природы и не допуская их в свои теории.

 

Вряд ли можно доказать, что сил иной природы вовсе не существует в микромире. Наблюдать их можно бы только косвенным путем – в тех явлениях, которые наблюдаются. И во всех этих явлениях они, если и существуют, то настолько мало отличаются от электромагнитных по проявлению, что различие не заметно. И мы при наших профессиях можем просто пренебречь предполагаемым различием и понимать их как электромагнитные, полагать, что все элементы микромира имеют массу, которая образована только электромагнитными полями, а все тела есть конструкции чисто электромагнитные и волновые. Это всё-таки лучше, чем не понимать совсем. И мы всегда получим правильные результаты. Примерно так, как в следующем примере.

 

При вращении тела вокруг его элементов образуются динамические поля, а динамические поля движутся прямолинейно, когда ни к чему не привязаны и ничем не ограничены. Тогда нам придется признать, что вся кинетическая энергия массы тела m – это энергия динамических электромагнитных полей, равная mv²/2, а центробежная сила mv²/R образована этими динамическими полями как давление волн на то, что их удерживает. Проверим: сойдутся ли величины?

 

Давление «p» волновой энергии на стенки, которые ее целиком отражают, было вычислено еще Максвеллом как p = 2u, где u – плотность энергии в прилегающем объёме. Давление волн, бегущих вдоль поверхности, вдвое меньше, p = u. Это те же самые силы, что и силы натяжения магнитных силовых линий, которые окружают провод с током и стягивают его стенки, или силы давления магнитного поля на проводники и плоскости с постоянным током.

 

Если, например, тело имеет форму бесконечно тонкого цилиндра наружным диаметром R, площадью поверхности S и бесконечно малой толщиной dR, то плотность его массы равна m/S*dR. Плотность  кинетической энергии у наружной стенки: (m/S*dR)*V²/2 = (m/S*dR)*щ²R²/2, у внутренней: (m/S*dR)*щ²*(R-dR)²/2, и таково же удельное давление. Разность давления на стенки равна: (m/S*dR)*щ²*(-2R*dR + dR²)/2, где dR² бесконечно мало. Умножив это выражение на площадь стенок S, получим силу величиной m*щ²R = mv²/R

 

Результат сошелся. И так будет всегда. Силы иной природы нам не понадобятся никогда, и здесь их влияние никак не заметно. Мы имеем все основания относиться к этим полям как к той материи из сказки Г.Х. Андерсена, из которой шили платья для голого короля, а к теоретикам – как к его портным.

 

 

Эксперименты Майкельсона

 

В 1882 году А. Майкельсон выполнил свой первый эксперимент, в котором попытался определить скорость поверхности Земли относительно эфира, измеряя среднюю скорость света на пути туда и обратно между двумя горами. Движение светоносной среды должно бы сносить световые волны в сторону своего движения, как ветер сносит звук, а при этом средняя скорость становится меньше. Но оказалось, что измеренная скорость не зависит от скорости в пространстве.

 

Эксперимент был им повторен в 1887 году вместе с Е. Морли, уже по-другому, на интерферометре, с большой точностью. Теперь измерялась средняя скорость света между зеркалами, составлявшими базу интерферометра. Световые волны между зеркалами образуют стоячие волны. Предполагалось, что размер базы интерферометра не зависит от его скорости, а при изменении средней скорости света изменятся только длины стоячих световых волн, тогда их количество между зеркалами будет меняться, а это будет видно на интерферометре. И снова был тот же отрицательный результат.

 

Сегодня же мы, составив классическую модель твердого тела, можем коротко и ясно объяснить этот результат так. Как уже было сказано, систему из осцилляторов в устойчивых положениях, которые образованы полями волновыми и статическими, можно понимать как стянутый статическими силами стоячий волновой пакет, в которым удерживаются осцилляторы. Так же устроены и те тела, которые составляли базу интерферометра. Естественно, размеры этого пакета стоячих волн зависят от скорости среды точно так, как и длины других стоячих волн рядом с ним, т.е. длины стоячих волн луча интерферометра сравнивались в эксперименте с длинами стоячих волн другого волнового пакета – базы, при одинаковых условиях. Конечно же, оказалось, что они изменяются одинаково, иначе и быть не могло.

 

После открытий Резерфорда этот результат становился доказательством правильности представления о твердых телах как пространственных решетках, связанных полями электромагнитными. Но такие решетки остаются вне науки до сих пор, и вот что пишут физики потом через десятки лет (Акоста, Кован, Грэм, «Основы современной физики»,1981г.): «Эксперимент Майкельсона-Морли в истории физики оказался решающим экспериментом потому, что его «отрицательный» результат означал начало революции во всех наших физических взглядах и представлениях». Подчеркнем: революции! и во всех взглядах!

 

Однако дело тут не в результате, а в его трактовке, а она определяется научной парадигмой. Классическая парадигма предписывала открыто рассматривать все альтернативные трактовки, предлагаемые оппонентами,   если они не противоречат ни фактам, ни существующим теориям. Было недопустимо  пропагандировать какое-либо мнение и лишать оппонента возможности возразить. Иначе научный диспут мог превратиться в борьбу за первенство в науке или за власть над ней и принести победу сильной стороне, а не истине. Новая парадигма оказалась прямой противоположностью: позже, когда строение тел было уже известно, была окончательно принята именно та трактовка, которая противоречила существовавшим представлениям и теориям, вела к революции. Парадигма позволяла не принимать во внимание альтернатив, которые не противоречили известному и к революции не вели.

 

Лоренц и ирландский физик Фицджеральд попытались объяснить результат эксперимента простым сокращением длины базы интерферометра. И были, как теперь понятно, правы, но веских аргументов не имели, и их лишь осмеяли. Есть сведения, что группы революционной молодежи – сторонников теории относительности освистывали Лоренца, кричали и топали на его лекциях, не давая говорить. Увы, таковы обычные методы утверждения революционной истины.

 

 

Материальная система координат

 

Некогда во времена классической физики система координат понималась как воображаемые прямые линии во вселенной и единое в ней время, поскольку такое представление даётся людям от природы и объяснять его не нужно. В отличие от нее, релятивистская система координат современной физики сугубо материальна. Ее система координат или система отсчета (СО) была представлена Эйнштейном как репер из трех ортогональных жестких стержней – осей координат, на которые нанесены масштабные деления, и часов, которые расставлены вдоль осей и идут синхронно между собой. Часы синхронны с точки зрения наблюдателя, неподвижного относительно СО.

 

Но в природе не бывает абсолютно жестких стержней, все они состоят из атомов, образующих пространственные решетки путем самоорганизации, т.е. являются упругими телами и самоорганизующимися системами. Потому мы можем построить эти стержни из своих самоорганизующихся технических устройств и простейших осцилляторов. При этом неважно, излучают ли они что-либо или нет, ибо свойства размеров и масштабов от этого не зависят. Подключив к осцилляторам часы – счетчики колебаний и их долей, мы получим систему часов, которые синхронизируются сами собой и восстанавливают свой синхронизм после ускорений и других воздействий на систему. Они идут тоже синхронно с точки рения наблюдателя, неподвижного относительно СО.

 

С точки зрения классической физики обе эти системы -  из стержней естественных и искусственных – тождественны. А с точки зрения самой частной теории относительности (СТО) их тождество может быть формально доказано следующими рассуждениями. Пусть обе системы расположены в космическом пространстве рядом друг с другом, а их масштабные деления и показания часов подстроены друг к другу и точно совпадают с точки зрения наблюдателя, неподвижного относительно них, т.е. с его точки зрения точно равны. Тогда они и с точек зрения других наблюдателей, движущихся с разными скоростями, тоже точно равны. В противном случае нарушался бы сам принцип относительности, ибо наблюдаемые изменения равенства не соответствовали бы преобразованиям Лоренца и позволяли бы вычислить абсолютную скорость наблюдателя. Да и было бы слишком фантастичным полагать, что пролетающий мимо космонавт видит, например, сдвоенные часовые стрелки как расположенные под углом друг к другу или в разных местах.

 

Эти рассуждения вполне достаточны для доказательства. Можно было бы в принципе полагать, что эти две системы по-разному зависят от абсолютной скорости и по разному меняются при ускорениях, но в СТО существуют только скорости относительные, абсолютная скорость отрицается.

 

Самоорганизующаяся СО, двигаясь сквозь классический светоносный эфир в направлении оси x, реорганизуется при ускорениях, как и все подобные системы в средах, и остаётся реорганизованной при движении относительно эфира по инерции. Размеры и масштабы оси x сокращены как (1 – v²/c²)^1/2, во столько же раз замедлены колебания осцилляторов и ход подключенных к ним часов. Масштабы по двум другим осям не меняются, в них лишь замедляется ход часов. Каждые передние в движении часы оси x отстают от следующих за ними на некоторый временной интервал, ибо при любом способе их синхронизации она производится через сигналы, идущие вперед относительно системы медленнее, чем назад, что и приводит к расхождению их показаний.

 

Результат реорганизации оси x можно изобразить в координатах (x,ct) неподвижной системы или в координатах (x,ct’-ct), как показано на этом рисунке, где t – показания часов движущейся системы, а t’ – часов системы движущейся.

 

 

В виде кружков со стрелками представлены положение часов движущейся СО и их показания. В момент времени t = 0 в неподвижной СО каждые часы движущейся СО отстают от движущихся вслед за ними на временной интервал dt’, равный l*v/c² (по часам движущимся, потому замедленным), где l - расстояние между часами при неподвижной системе.

 

Положение этих часов вдоль оси x и их показания можно изобразить в виде точек на плоскости (x,ct’-ct), которые ложатся на ось x”. Расстояния между точками на плоскости пространство-время будем понимать как классический пространственно-временной интервал между часами. Такой интервал между часами «o» и «b» можно вычислить как гипотенузу треугольника aob, с катетами ab = c*lv/c² и ob = l/г = l*(1 – v²/c²)^1/2. Квадрат гипотенузы получается равным: (lv/c)²+ l²*(1 – v²/c²) = l², т.е. длина пространственно-временного интервала при любой скорости остаётся постоянной.

 

Мы не можем распоряжаться тем понятием интервала, которое присуще теории Эйнштейна, но выяснили что интервал в его обычном, классическом понятии не зависит от скорости, несмотря на реорганизацию системы и сокращение расстояний в ней. Таков характер реорганизации, причины которой нам уже известны, потому известна и причина постоянства длины пространственно-временного интервала, ее независимости от скорости. Но сам интервал не постоянен, его изображение на плоскости (x,ct) поворачивается, а его составляющие меняются.

 

Нетрудно понять и те причины, по которым скорость светового сигнала, измеренная масштабами и часами любой движущейся СО, представляется постоянной относительно СО и не зависящей от скорости СО. Масштабы СО сокращены, а часы сдвинуты во времени точно так, что скорость света, фактически постоянная относительно классической АСО (абсолютной системы отсчета), связанной с эфиром или мировой материей, измеряется в этих масштабах и в этой системе часов как постоянная относительно этой СО, а не эфира. Ведь моменты старта сигнала и его финиша определяются по разным часам, временной интервал между которыми создаётся тоже электромагнитным сигналом и так же зависит от скорости. При синхронизации часов СТО считается, что скорость света во все стороны одинакова, именно по этому условию она и выполняется, что и становится причиной ее равенства во всех направлениях.

 

Так классическая теория на свой лад объясняет постулаты о постоянстве длин интервалов и скорости света, на основании которых построена теория Эйнштейна, как и сам принцип относительности, давая всему этому причинные объяснения. Фактическое содержание СТО (но не ее натурфилософия и выводы) может быть изложено совсем по-другому - в классической системе понятий, со всеми причинно-следственными связями, что отчасти здесь и делаем.

 

Если погрузить самоорганизующуюся СО в жидкость, в которой скорость электромагнитных волн меньше, чем в пустоте, то это, с одной стороны, приведет к уменьшению длин волн и всех размеров системы. С другой стороны, если среда  столь же всепроникающая, как эфир, то она точно в той же степени уменьшит частоту осцилляторов, поскольку затечет, например, в катушки и конденсаторы колебательных устройств и скажется как магнитный сердечник в катушке и диэлектрик в конденсаторе, а это приведет к увеличению длин волн и восстановлению прежних размеров. При этом замедлится ход часов. И, если измерять скорость света по этим же часам, то она окажется вовсе не уменьшенной, а такой же, как и вне среды.

 

Таким образом, измеренная в этой СО скорость света не зависит даже от фактической его скорости в среде, ибо таковы свойства самой СО. Она не годится для подобных измерений, для того нужны другие средства. По этой причине скорость света всегда измеряется как величина постоянная в сравнении с размерами тел и ходом часов. Но в физике используется только такая релятивистская СО, и другой сегодня нет.

 

Эти свойства СО в среде можно представить так, будто бы время в этой среде замедлено, а всё остальное остаётся прежним. Имейте это в виду, когда читаете или слышите что-либо о замедлении времени, например, полями тяготения или искривлении хода лучей света. Разный ход времени, а точнее процессов, в разных точках пространства всегда можно истолковать и по-другому: как различие оптической (электромагнитной) плотности эфира в этих точках пространства, т.е. различие величин Э и м эфира, а потому и разные скорости света, разные частоты одних и тех же осцилляторов, иной ход счетчиков-часов. Все «заумные» построения релятивистской физики нам гораздо проще, не ломая головы, понимать профессионально: как движения электромагнитных систем и волн в однородной среде неравномерной плотности.

 

 

Наблюдаемая относительность времени

 

Посмотрите еще раз на эту цепочку часов и подумайте: какими увидит ее часы наблюдатель, если она с большой скоростью пробегает прямо перед ним?

 

 

Даже если часы стоят, они меняются перед наблюдателем как кадры кино, каждые следующие часы сдвинуты вперед во времени, и создают картину, в которой эти часы идут вперед. В движущейся СО этот эффект ускоряет наблюдаемую картину реального хода часов в г² раз, где г = 1/(1 – v²/c²)^1/2. В результате ход системы часов, замедленный ее движением в г раз, наблюдается как в г раз ускоренный.

 

Разумеется, это ошибка наблюдения. Но в теории Эйнштейна ошибка наблюдения не упоминается и не учитывается, а результаты наблюдения принимаются как некая относительная истина. Мы же добиваемся выделения  фактов объективных, не зависящих от наблюдателя и способа наблюдения. В этом и сказывается различие классической парадигмы с ее материалистическим подходом и парадигмы современной, основанной на субъективной философии Маха, для которой не существует объективных истин, но важны субъективно наблюдаемые факты. Да и ее теории должны лишь предсказывать наблюдаемые факты, а не отыскивать их глубинные причины.

 

Потому и на рисунках в учебниках изображают движущуюся ось координат, преобразованную по Лоренцу, не как ось x” на нашем рисунке выше, а как ось x’. Положение оси x’ соответствует преобразованиям Лоренца, которые содержат ошибку наблюдения. Наклон оси x’ показывает, что часы движущейся СО по мере движения уходят вперед во времени, т.е. как бы идут быстрее, хотя сами же релятивисты пишут, что они замедлены. Получается алогизм, расхождение, которое не объясняют, поскольку и СТО, и преобразования Лоренца сугубо формальны, не поясняют физического смысла явлений и не содержат причинно-следственных объяснений, наблюдаемые факты просто принимаются как они есть. Подобные недоразумения и служат по большей части причиной всеобщего непонимания СТО и несогласия с ней.

 

Смысл этой оси можно представить себе по тому же рисунку примерно так. Наблюдатель полагает, что видит на часах общее время  движущейся СО, которое в ней якобы всюду одинаково. Когда перед ним окажутся часы «a», то их показания уже несколько отстанут, поскольку они замедлены, их изображение окажется несколько ниже - в точке «a’». А наблюдатель отнесет их показания ко всему единому времени СО и поставит точку «a”» там, где в данный момент будет находиться начало координат этой СО. Такие точки и составят ось x’.

 

Когда движущийся наблюдатель видит неподвижную цепочку часов, точно такую же, как и его система движущихся часов, то обнаруживает, что чужие часы идут быстрее. Если он не знает какова его скорость относительно среды (эфира), то встаёт перед дилеммой: то ли его часы замедлены, потому что он движется, то ли он видит это самое «кино» из чужих замедленных часов. Точно то же самое видит и наблюдатель неподвижный, и, если не знает, что неподвижен, то встаёт перед той же дилеммой. Наблюдатели ни по отдельности, ни вместе не могут выяснить: кто же из них движется и чьи часы замедлены?

 

Дилемма не решается никак, ни при каких способах наблюдения, ни при каком количестве наблюдателей. Ошибка наблюдения имеет здесь принципиальный характер, она неустранима. Учесть же ее и вычислить можно только при заведомом знании скоростей относительно среды. Во всех экспериментах будет наблюдаться только такое же относительное ускорение и замедление времени движущейся СО и всех неподвижных относительно нее процессов, как и ход часов. СТО обходится без знания абсолютной скорости и полагает «замедление времени» величиной сугубо относительной, не признавая абсолютного времени как понятия.

 

Дилемма не возникает при движениях абсолютных, каковыми считаются, например, движения такой системы часов вокруг центра. Из центра были бы видны все часы и их показания в один и то же момент. Наблюдатель в центре может даже вращаться сам, но и это не изменит наблюдаемой картины. Хотя, конечно, может направить телескоп в одну точку орбиты и наблюдать то же самое «ускоренное кино» из сменяющихся замедленных часов. А поворачивая телескоп с разными скоростями, может наблюдать эту картину как бы глазами того наблюдателя, который движется в его объективе рядом с цепочкой часов, и смеяться над его проблемами.

 

 

Относительность сокращения размеров

 

Эйнштейн первым в своей теории использовал тот факт, что соизмерение длин взаимно движущихся предметов связано с понятием одновременности событий, и это понятие различно для различных наблюдателей. Соизмеряя, например, два стержня или две оси материальной системы координат, нужно сделать две отметки одновременно: начала и конца одного стержня на другом стержне. Но одновременность для этих СО не одинакова, и связанные с ними наблюдатели, ставя эти метки по своим часам, не согласятся друг с другом.

 

Для примера рассмотрим сравнение двух точно одинаковых вращающихся стержней, на каждый из которых жестко насажены на одинаковых расстояниях по две кисточки с краской, и они же есть стрелки часов, показывающих собственное время каждого стержня. Пусть стержни сначала сцеплены и вращаются вместе по инерции и без трения о среду. Затем один стержень разгоняется вдоль его оси и направляется вдоль стержня неподвижного. Когда они окажутся рядом, кисточки оставят метки на соседнем, и по ним можно будет судить о длине одного относительно другого, рассматривая их потом вместе без движения.

 

Поскольку движущийся стержень сокращен движением, то при его остановке, конечно же, выяснится по меткам, что неподвижный был длиннее движущегося, что расстояние между кисточками на двигавшемся было в г раз меньше.

 

Однако при этом окажется и то, что расстояния между метками одинаковы там и там. Дело в том, что передний конец движущего стержня отстаёт в процессе вращения от заднего, потому сначала ставит метку задняя стрелка-кисточка, потом через временной интервал передняя, а за это время стержень уходит вперед, и расстояние между метками оказывается увеличенным.

 

Вращение движущегося стержня (ход местного времени) замедлится в г раз при его ускорении - в связи с тем, что увеличатся в г раз его масса и момент инерции, а момент количества движения сохранится. В той же мере увеличится временной интервал dt’ между показаниями часовых стрелок-кисточек и станет равным (в наших прежних обозначениях) l*v/c² по часам движущимся и замедленным, или dt = г*l*v/c² по часам неподвижным. Расстояние между метками будет больше фактического на величину произведения интервала dt на скорость v, т.е. (г*l*v/c²)*v, и станет равным:

 

l/г + г*l*v²/c² = г*l*[1/г² + v²/c²] = l*г*[(1 – v²/c²) + v²/c²] = г*l, - т.е. тоже больше фактического расстояния l между кисточками в г раз.

 

Дело здесь не в конкретном способе сравнения. Любой способ соизмерения при любых наших ухищрениях даст такой же результат. Выяснить: какой же стержень стал короче и который из них движется в эфире, т.е. движется абсолютно, невозможно в принципе. Абсолютное движение самоорганизующихся систем в идеальной среде обнаружить невозможно, в чем и заключается фактически принцип относительности. Оно принципиально ненаблюдаемо. Наблюдаемы только движения относительные, как наблюдаемо только относительное время.

 

Для нас естественно думать, что если какое-то явление не наблюдается, то это еще не значит, что оно не существует. А для релятивиста именно это и значит. И именно с позиций парадигмы позитивизма исходят утверждения, что ни эфир, ни абсолютное движение не существуют в природе, поскольку не наблюдаются. Релятивист не сможет с нами согласиться, ибо для того ему пришлось бы ломать то мировоззрение, в котором он воспитан, работает и живет. И от нас для согласия с СТО тоже требуется такой же подвиг. Ненаблюдаемость, как и неполная наблюдаемость явлений – это из науки о САУ, это практический опыт инженеров. Но это не категории субъективного идеализма и его физики.

 

 

О свойствах пространства-времени СТО

 

СТО Эйнштейна гораздо легче понимать - хоть критически, хоть позитивно,  зная тот круг явлений, которые стоят за ее постулатами и выводами. Естественно, мы не можем согласиться с тем, что она описывает свойства пространства-времени. Пустому пространству, в отличие от наших систем, не присущи принадлежащие ему процессы, какие могли бы служить его собственными часами и показывать ход его времени. Нет и неразрывного единства пространства и времени, которое составляло бы четырехмерный континуум, как это постулируется в СТО. Причина же этого постулата фактически в следующем.

 

Система координат СТО – ее мера длины и времени,  есть система, самоорганизующаяся целиком, если часы синхронизируются автоматически или самопроизвольно, или тождественная ей система с ручной синхронизацией. Тождественна она и нашей системе из простейших осцилляторов, и в той же мере сама является объектом четырехмерным, пространственно-временным, как и все самоорганизующиеся тела. Такая мера тоже содержит свое внутреннее время, иначе не была бы предметом целым.

 

Измерение - это сравнение с мерой. При измерении, например, космических расстояний, которые не содержат в себе физически никакого времени, т.е. трехмерны, релятивист сравнивает их с этой четырехкомпонентной мерой. Однако объект и мера оказываются при этом неадекватными, несоизмеримыми как метр и литр, если не приписать объекту еще одну излишнюю компоненту: метру, например, – придуманную площадь поперечного сечения, которая придаёт ему объём в литрах, а расстояниям в пространстве – некое собственное время, что и делается в СТО: пространство и время объявляются единым целым.

 

Размеры самоорганизующихся тел, а потому и масштабы СО СТО, зависят от скорости ее движения. СТО же полагает их заведомо постоянными и от скорости не зависящими. Естественно, измеряя космические расстояния, она получает результаты, зависящие от скорости этой гибкой меры. Но, полагая постоянной меру, а не объект, она относит гибкие свойства самоорганизующейся меры к числу свойств измеряемого объекта – расстояний в пространстве. Так и получаются те чудесные свойства пространства-времени, которые шокируют публику вот уже сто лет. Зато они некогда породили сенсацию, разоблачавшую классическую парадигму и сделавшую СТО популярной, да и теперь порождают желание изучить СТО и разобраться в ее странностях.

 

 

Поля тяготения и абсолютная система координат

 

Как уже было сказано, отыскать классическую АСО можно было больше века назад, причем очень просто. Для этого достаточно рассмотреть, например, движение пары взаимосвязанных осцилляторов в равномерном поле тяготения.

 

Пусть два синхронных и синфазных осциллятора - вибратора Герца -занимают в полях друг друга устойчивые положения – динамические потенциальные ямы, находясь друг от друга на расстоянии “l”, чуть меньшем длины волны, и образуют упруго связанную пару. Когда эта пара движется по инерции со скоростью “v”, то колебания в переднем вибраторе отстают от колебаний в заднем на временной интервал dT, равный l*v/c^2, где “с” – скорость света. Когда этого равенства нет, то вибраторы не находятся в потенциальных ямах или движутся не по инерции.

 

Пусть вибраторы оказались в поле земного притяжения один над другим и получили ускорение. При свободном падении на тела как бы не действуют никакие силы, они не подвергаются деформациям, как и при планетарных движениях. Потому будем полагать, что если пара падает свободно, то ее движение остаётся инерциальным, и вибраторы не выводятся из устойчивых положений. Значит, с увеличением скорости этой пары между колебаниями вибраторов появляется нарастающая разность фаз, т.е. разность хода колебательных процессов во времени или нарастающий временной интервал dT, равный dh*v/c², где dh – расстояние между вибраторами по высоте.

 

Нарастание временного интервала означает, что частота колебаний f нижнего вибратора меньше, чем верхнего, на некоторую величину df, т.е. со снижением гравитационного потенциала частота вибраторов уменьшается. Современная физика, точнее общая теория относительности, называет это замедлением времени в полях тяготения.

 

По причине разности частот вибраторов за отрезок времени t накапливается временной интервал, равный t*(df/f), откуда следует: t*(df/f) = dh*v/c^2. Дифференцируя по, t получаем:

 

df/f = dh*g/c², где g = dv/dt – ускорение земного притяжения.

 

Величина относительного замедления колебаний в условиях Земли получается равной df/f = 1,09^-16 [1/m].

 

Если связанная пара вибраторов вращается по орбите спутника Земли, оставаясь один над другим, то не имеет вертикальной скорости, потому временной интервал между колебаниями остаётся равным нулю, а значит частоты колебаний равны. Причина, видимо, в том, что верхний вибратор движется немного быстрее нижнего, потому колебания в нем замедлены движением в большей степени, чем нижнего, что и уравнивает частоты. Проверим.

 

Центростремительное ускорение v²/h, где h – радиус кривизны и высота от центра Земли, равно величине g: h*щ² = g, где щ - угловая частота вращения по орбите, а скорость пары v = щ*h.

 

Коэффициент замедления колебаний скоростью:

 

k = [1 – v²/c²] =[1 – (щ*h/c) ²]^1/2.

 

Разность таких коэффициентов при малой разности высот dh:

 

(dk/dh)*dh = dh*h*(щ/c) ²,

 

откуда, заменяя h*щ ² = g, получаем ту же зависимость: df/f = dh*g/c², т.е. замедление колебаний нижнего вибратора по причине более низкого потенциала гравитации точно компенсировано замедлением колебаний верхнего по причине большей его скорости.

 

В поле тяготения всё происходит так, будто вибраторы находятся в электромагнитной среде, подобной светоносному эфиру, причем в среде с неравномерной плотностью, диэлектрическая и магнитная проницаемости  которой тем больше, чем ниже потенциал гравитации. Если понимать вибраторы как реальные колебательные устройства, содержащие, например, колебательный контур из конденсатора и катушки индуктивности, то замедление колебаний в этом контуре происходит как бы потому, что в катушку и конденсатор затекает всё более плотная электромагнитная среда (т.е. со всё большими диэлектрической и магнитной проницаемостями), увеличивая индуктивность и ёмкость.

 

Такая среда замедляет скорость всех электромагнитных процессов, в том числе движение волн. Всякие электромагнитные объекты, в том числе вибраторы, в неравномерной среде втягиваются электромагнитными силами в более плотные участки среды. Потому движение пары вибраторов происходит согласованно, вибраторы движутся вместе с потенциальными ямами, не выходя из них. Устойчивое расстояние между вибраторами при перемещении его в полях тяготения останется неизменным, замедление колебаний не приведет к увеличению длин волн и устойчивого расстояния, т.к. в той же мере замедляется скорость волн или, что то же самое, замедляется время, а точнее замедляются все процессы, включая прохождение волн от одного вибратора до другого.

 

Сказанное даёт основания связывать эфир с полями тяготения и тяготеющими массами, а  электромагнитную плотность эфира (коэффициент преломления, диэлектрическую и магнитную постоянные) - с отрицательным гравитационным потенциалом, обратно пропорциональным скорости света. 

 

Есть ли эфир в действительности или его нет, но такое представление весьма удобно для понимания явлений, для рисунков и расчетов. Понятием «замедление времени» пользоваться неудобно, приходится ломать голову, что не всегда к месту. Достаточно посмотреть, например, на размерность хотя бы индуктивности той же катушки: в*сек/а. Что проще: со снижением высоты увеличивается индуктивность или удлиняются секунды? Результат-то одинаковый. Если измерять индуктивность катушки через длинные провода, находясь, например, высоко над ней, то измерения покажут увеличенную индуктивность, а не иной ход времени.

 

Допустим, массивный космический объект находится где-то на столь отдалённом краю вселенной, что потенциал гравитации, а потому и скорость света (или, что то же самое, ход времени) вблизи него определяется массой и полем тяготения самого этого объекта, но не другими  массами, слишком уж далёкими. Гравитационный потенциал какой либо тяготеющей массы зависит от расстояния R как 1/R. Суммарный потенциал этой массы среди других масс, окружающих, меняется как 1 + 1/R. И если бы эта масса имела точечный размер, то потенциал вблизи нее приближался бы к нулю, а значит и скорости процессов тоже.

 

В идеальном случае скорость света окажется пропорциональной расстоянию от объекта, т.е. свет будет двигаться вокруг объекта по планетарным траекториям и относительно только этого объекта. Если наша вселенная имеет размеры в каком-то смысле ограниченные, то с удалением от нее скорость света, возрастает до бесконечности, и свет там движется по окружностям и планетарным траекториям вокруг вселенских масс и относительно них.

 

А объект, относительно которого движется свет, и есть начало координат абсолютной системы отсчета. Получается, что АСО - это те же тяготеющие массы, которые создают потенциал гравитации. А это значит, что в наших условиях АСО тоже существует, и формируется она так же, как гравитационный потенциал, - складывается из влияния масс окружающей материи, относительно которой и движется свет. И мы вполне можем для своего удобства понимать суммарное поле тяготения окружающих масс как светоносный эфир, относительно которого скорость света во все стороны одинакова и зависит от его электромагнитной плотности – от гравитационного потенциала, от «густоты пересекающихся силовых линий» полей тяготения всех масс вселенной.

 

Все сведения, на которых построено это рассуждение, в том числе вибраторы Герца, физика имела очень давно, мы не выходили за рамки существовавшей тогда теории, - действовали будто в далеком прошлом, потому и физика прошлого не могла испытывать никаких трудностей в таком же определении АСО и объектов, на которые она опирается. Но мы получаем сведения не прямо из истории, а так или иначе от людей, имеющих свои мнения и цели, которые могут далеко не совпадать с фактами истории.

 

Кстати, частная теория относительности Эйнштейна сама по себе не отрицает эфир, она в нем просто не нуждается. Но эфир упорно отрицают ее сторонники, дабы показать недостаток классической теории, и это помогло им победить в научной революции. Когда же она победила, Эйнштейн снова использовал понятие эфира – уже в общей теории относительности (ОТО). Заметим также, что классическая физика не приписывала полям тяготения собственной энергии и массы. А согласно ОТО они ее имеют, т.е. поля тяготения сами имеют тяготеющую массу и создают тяготение, отчего из уравнений ОТО получаются сферы сингулярности (т.е. по-русски нелепости) и черные дыры во вселенной.

 

 

Классический электромагнетизм без светоносного эфира

 

Согласно классической парадигме, введение в какую-либо теорию новых физических сущностей без строжайшего доказательства, что таковая действительно существует, было недопустимым. Тем более введение такого объекта, как эфир, – ненаблюдаемого, невидимого и неощутимого. Это самый крупный недостаток теории электромагнетизма, но он пришел в физику как неотрывная часть самой этой теории, безусловно подтверждаемой множеством фактов. Для устранения такого недостатка нужна переработка всей теории. В принципе, можно создать теорию, которая не содержала бы такой среды, но это намного усложнит представления о полях и сделает невозможными зрительные образы.

 

В литературе есть сведения, что некая теория единого поля была создана в 1925-м году Оливером Хевисайдом – автором операционного исчисления, гениальным математиком и специалистом в области электромагнетизма, который, кроме прочего, привёл к нынешнему виду уравнения Максвелла, упростив их. Но в то время уже широко пропагандировалась общая теория относительности Эйнштейна, законченная им в 1919-м. Теория Хевисайда составила бы альтернативу ОТО Эйнштейна и, возможно, превосходила ее как более поздняя и созданная гениальным математиком, уже знавшим об ОТО. Но его теория, отправленная в издательство в рукописи, была утеряна, а сам автор умер. Возможно, что некая теория дальнодействия, которая иногда упоминается без указания авторства и критикуется в учебниках как нелепость, была теорией Хевисайда.

 

Нам-то никакие изменения не нужны, существующая теория никогда не подводила специалистов. Это нужно лишь самой классической физике как науке, дабы ее противники лишились аргумента для критики. Однако такая возможность есть и у нас, и она опять покажет нам новые перспективы классической физики. Строить теорию – работа для науки. Но просмотреть ее самое начало будет, пожалуй, интересно, даже забавно, и вполне по силам инженеру, если он не забыл теорию.

 

Инженеру вовсе не обязательно понимать теорию только с одной точки зрения, которая даётся одной наукой. Посмотрим с точки зрения другой – науки о САУ.

 

 Уравнения Максвелла:

 

rot H = е*dE/dt + j,

rot E = -м*dH/dt,

 

очень уж похожи на математическое описание контура обратной связи в разомкнутом состоянии, на передаточные функции (операторы) двух ее ветвей, условно говоря, прямой и обратной. А волновое уравнение, которое из них выводится и описывает движение волн, выводится теми же математическими операциями, что и уравнение этого контура в замкнутом состоянии – как характеристическое уравнение системы обратных связей, и тогда описывает процессы в этом контуре, которые можно понимать как переходные процессы в замкнутой системе обратных связей. Причем эти связи мгновенные, ибо ни в первом уравнении, ни во втором никакого ограничения их скоростей не содержится. Конечна лишь скорость волновых переходных процессов в замкнутом контуре, но не сигналов связи в каждой из ветвей. Не будем путать между собой сигналы и процессы.

 

Получается система обратных связей с распределёнными параметрами. Сигналы связи действуют между всеми точками среды, в которых не равны нулю е и м. Если в некоторой точке А среды происходит изменение, например, напряженности Е и потока электрической индукции еЕ, то во всех точках среды, согласно первому уравнению, мгновенно возникают напряженность магнитного поля Н и магнитный поток мН, который, в свою очередь, изменяясь, порождает напряженность Е во всех точках среды, включая исходную точу А, - согласно второму уравнению. Сигнал из точки А в нее же возвращается, причем с обратным знаком, замыкая контур отрицательной обратной связи.

 

Обратные связи отрицательны, система в целом устойчива. В таких случаях обратные связи действуют всегда одинаково: противодействуют сигналам, действующим на систему. Когда, например, приходит в движение электрический заряд, т.е. появляется ток, то система мгновенно вырабатывает напряженность Е, противодействующую ускорению заряда, и токи смешения е*dE/dt противоположного направления. Напряженность Е либо остановит заряд,  если он вдруг двигался бы без причин, либо создаст токи смещения, которые окружат ускоряемый заряд, мгновенно экранируя собой его действие на отдалённую среду. Возмущенной оказывается лишь среда, прилегающая к заряду, и дальнодействующие сигналы не проходят дальше. Возникает переходный волновой процесс, скорость  распространения которого ограничена. Процесс всегда устроен так и движется так, что суммарное воздействие возмущенной им среды на среду более отдаленную равно нулю и ее не возмущает.

 

Не так давно мы делали, например, электронные узлы деления одного аналогового сигнала на другой, включая микросхему умножения сигналов в цепь отрицательной обратной связи. Отрицательная обратная связь всегда превращается в свою противоположность, как умножение – в деление. Не удивительно, что аналогично действует и дальнодействующая обратная связь - превращает дальнодействие в близкодействие. 

 

Мы всего лишь изменили свою точку зрения, всего лишь способ понимания, ничего не меняя в самой теории. Но уже понятно, что причиной отсутствия дальнодействующих сил может оказаться само дальнодействие или, по меньшей мере сигналы, много более быстрые, чем свет. И тогда мироздание предстаёт как глобальная система достаточно быстрых обратных связей.

 

Специалист, какое-то время поработавший с обратными связями или авторегулированием, обычно перестаёт соглашаться с тем, что какие-либо величины и характеристики объектов могут быть стабильными, а законы движения выполняться сами по себе – без обратных связей. Если все сигналы во вселенной имеют скорость света, то они не могут связывать мироздание воедино, создавать обратные связи и постоянство законов природы. Тогда чем же создаётся единство законов и постоянство физических констант во вселенной, разделенной миллиардами световых лет? Без обратной связи, согласно нашей практике, такого не бывает. Движение, например, заряда происходит под контролем обратной связи со стороны среды. Он не может менять скорость произвольно, т.к. обратные связи со стороны среды мгновенно вырабатывают напряженность Е и противоэлектродвижущую силу, которая этому противодействует. Волновой процесс, вызванный движением заряда под действием каких-либо сил, тоже идет под ее контролем. Окружающая этот процесс отдалённая среда не возмущается лишь постольку, поскольку процесс идет по заданному закону без отклонений. Но она будет возбуждаться в случае отклонений от этого закона и вырабатывать воздействия на процесс, устраняя отклонения. Именно по этой причине выполняется закон природы, записанный в уравнениях Максвелла и, по-видимому, законы природы вообще, – по причине контроля через мгновенные обратные связи. Иных контролеров у природы быть не может.

 

Единственным препятствием для прохождения быстрых сигналов служит тот самый светоносный эфир, в котором возникают токи смещения и экранируют быстрые сигналы. Причем при наличии эфира систему дальнодействующей обратной связи составляет не реальная мировая материя, а точки эфира, среды гипотетической, а материя остается чем-то пассивным. А должно бы быть наоборот. Свойства е и м должны бы принадлежать материи, а не эфиру, и тогда именно материя станет системой обратной связи. Если мы вообразим, что свойства е и м постепенно передаются от эфира к материи, то получим картину вселенной, состоящей как бы из двух различных электромагнитных сред: эфира, в котором е и м убывают, и материи, в которой они возрастают.

 

Нечто похожее в технике встречается. Есть порошковые ферромагнитные материалы, например ферриты и магнетиты, спрессованные из мелких зерен - шариков карбонильного железа. Хотя между зернами есть промежутки, скорость волн в материалах замедлена в десятки раз и определяется средними величинами е и м материала в целом. Если бы зерна сжать до размеров идеальной точки и увеличить промежутки, но так, чтобы сохранились средние е и м, то волны между шариками остались бы столь же медленными. И скорость их не изменится, если при этом убавлять е и м в промежутках, заполненных, допустим, только эфиром, хоть до полного нуля, т.е. если даже совсем убрать эфир из пространства. Так же будут двигаться волны и в космосе, если из него убрать эфир, а электромагнитные свойства отнести к материи.

 

Однако, если е и м пустоты убавить до нуля, то это приведет к изменениям принципиальным: станут невозможными потоки электрической и магнитной индукции еE и мH в пустоте, останутся в ней только поля напряженности E и H. Придется отменить само понятие потоков индукции и их непрерывности, как бы вернуться в те далёкие времена, когда система понятий об электромагнетизме еще не была сформирована, и сформировать ее заново и по-другому. Т.е. построить заново всю теорию, выполнив столько же работы, сколько было сделано наукой за половину 19-го века. Однако уравнения Максвелла остаются, а составить новую систему представлений, которая точно соответствовала бы реальности, - это трудно, но возможно, и это дело науки, не наше.

 

Понятно, что если, сохраняя скорость света неизменной, передать свойства е и м только материи, то величины е и м станут в ней гигантскими, потому скорость волн внутри плотной материи чрезвычайно малой, в связи с чем никаких мгновенных изменений происходить в системе не будет. Обнаружить дальнодействие окажется невозможным. А в самой пустоте скорость процессов будет бесконечной, поэтому поля E и H в ней будут описываться как поля статические, медленно меняющиеся, и подчиняться уравнению Лапласа. Ход волн при этом будет искривляться тоже по уравнению Лапласа, и электромагнитные силы подчиняться ему же. Специальные поля гравитации становятся ненужными, тяготение  возникает как эффект сугубо электромагнитный, и тоже по Лапласу. Т.е. получается некая простейшая теория единого поля на основе только уравнений Максвелла, которые описывают еще и  самоорганизацию в микромире, т.е. всё, кроме полей иной природы, которые, видимо, не существуют.

 

Если вспомнить чем занимался Оливер Хевисайд, то приходит в голову, что примерно такой и должна была быть его утерянная теория единого поля.  Сравните: ОТО Эйнштейна – это десять уравнений, да еще в тензорах, не в частных производных. 

 

А если капли элементарной материи имеют те гигантские величины е и м, какие вытекают из этой теории, то капли становятся идеальными колебательными элементами, каждый из которых способен содержать электромагнитные колебания в виде дискретного спектра очень медленных волновых процессов, и служить элементами рассмотренных выше самоорганизующихся систем, подобных атому. Круг рассуждений замыкается. Причем энергетическая устойчивость этих систем обеспечивается уже одним лишь тем, что энергия может содержаться только в материи, может переходить только от материи к материи, но не излучаться в пустоту, ибо пустота, не имеющая электромагнитных свойств,  не может содержать в себе энергии.

 

Как уже было сказано, понять движение волн и энергии в этом представлении весьма непросто. Наблюдения не покажут нам разницы между движением полей в эфире и в условиях дальнодействия, потому что все наши наблюдения и опыты производятся при помощи материальных предметов, которые сами являются частями системы обратной связи. Но как понять, например, луч света через пустоту, в которой не может находиться поток энергии этого луча? Почему он попадает в мишень не сразу, а через промежуток времени? Для этого нужно вырабатывать совсем уж непривычные образы, причем в полном объёме для всех явлений, а это требует очень большой работы. Да нам и не нужны такие представления, например, о луче света, энергия которого рассеяна в виде процессов по ближней и дальней материи, движется медленно, но в конце собирается на мишени. Пусть этим занимаются ученые, если кому из них захочется. Для нас уж лучше светоносный эфир, в котором всё ясно и просто.

 

Однако, когда будете читать о том, что теория дальнодействия – это нелепость, т.к. дальнодействие в природе не наблюдается, то прежде, чем этому верить, поинтересуйтесь: имел ли автор дело с обратными связями и имеет ли о них  представление? И попросите его ответить на вопросы: в чем причина единства законов природы, почему они выполняются, на каком носителе информации и в какой форме записи хранит их природа, что случится, если предметы не захотят их выполнять? По ответу и поймете степень компетенции такого автора.