Что плохо в электромагнитной теории?
Как известно, всё новое проходит три стадии освоения 1) какая глупость, 2) в этом что-то есть, 3) какой же дурак этого не знает. Так и всё, что изложено в этой статье может быть воспринято бредовыми измышлениями, но я всётаки рассчитываю на то, что найдутся читатели, обнаружившие в ней рациональные мысли и, наконец, надеюсь, что через какое-то количество лет всё написанное достигнет третьей стадии.
Основным предназначением физики является познание сущностей и явлений материального мира путём логических рассуждений и конструирования умозаключений, основанных на математической обработке результатов наблюдений и экспериментов.
Построение цепи логических соображений всегда может содержать и, как правило, содержит некоторое количество заблуждений, допускаемых основоположниками тех или иных физических теорий. Это не было бы большой проблемой, если бы не эффект запечатления (импринтинга), состоящий в закреплении этих заблуждений в памяти студентов в процессе их обучения. Поколения студентов на каждом зачёте или экзамене должны воспроизвести именно то, и только то, что преподносил им преподаватель на лекциях. Любой шаг в сторону собственной мысли карается. И это повторяется много-много лет. Импринтинг, как утверждают психологи, обладает свойством необратимости. В результате знания становятся не предметом, подлежащим критическому анализу, а принимают вид непреложных истин некоего вероучения. Адепты этого вероучения становятся носителями, с их точки зрения, истинного знания, и поэтому не терпят никаких сомнений в святость проповедуемых ими положений. Далеко не каждый способен осознать логические доводы и признать, что его убеждения являются заблуждениями. Ничего не поделаешь: вера – она и есть вера.
Мой собственный опыт свидетельствует о том, что более-менее полное понимание теории электричества появляется совсем не после окончания вуза и не после многих лет практической наладки сетевых и промышленных электроустановках. Оно приходит только после десятилетий преподавательской работы. В результате анализа материала, сопутствующего процессу подготовки и чтения лекций, в теории электричества я обнаружил довольно много противоречий, заблуждений и даже парадоксальных положений. Их можно найти практически во всех институтских (университетских) учебниках вне зависимости от научных регалий их авторов. Далее приведены некоторые из замаскированных ложных положений теории, отличающихся своей живучестью. В планируемых следующих статьях будут изложена суть других заблуждений теории.
Прежде всего, отметим известные противоречия между вербальным описанием электромагнитных волн и их математическим представлением уравнениями Максвелла. Любые волны в любых средах могут существовать только при наличии взаимного преобразования в них одного вида энергии в другой. В случае электромагнитных волн этот процесс реализуется посредством взаимного преобразования энергии электрического поля в энергию магнитного поля. Если «возбудить с помощью зарядов переменное электрическое или магнитное поле, в окружающем пространстве возникнет последовательность взаимных превращений электрического и магнитного полей, распространяющихся от точки к точке. Этот процесс будет периодическим во времени и в пространстве и, следовательно, представляет собой волну» (Савельев, Электричество с. 397).
Удивительно, но через несколько страниц (на рисунке 237) автор приводит решения уравнений Максвелла в виде формул и графического изображения откуда следует, что изменения напряжённостей электрического и магнитного полей происходит синфазно. Это означает, что энергия электрического поля и энергия магнитного поля одновременно проходят через максимум и через ноль, и, следовательно, никакого взаимного преобразования электрических и магнитных полей в пространстве и времени не происходит. Решения уравнений говорят об отсутствии какой-либо последовательности взаимных превращений полей, «распространяющихся от точки к точке».
Весьма многие сторонники электромагнетизма пытаются разрешить противоречие изменением самих уравнений Максвелла, например, путём замены частных производных полными или каким-либо другим способом, многие ищут выход в поиске новых решений уравнений, соответствующих идее взаимного превращения энергий. Однако, все попытки такого рода оказались не состоятельными. Поиск причин этого привёл к важному выводу: логически непротиворечивую картину электромагнитной волны, оставаясь в существующей парадигме, построить невозможно.
Для обоснования столь категоричного вывода необходимо обратиться к основным философским воззрениям с целью конкретизации понимания некоторых понятий.
Материей является всё то, что существует вне нашего разума и не зависит от нас. Электрическое поле существует вне зависимости от разума человека и поэтому является материальным образованием. Одним из основных атрибутов всякого материального образования является способность к движению, т.е. изменению своего положения относительно других материальных объектов. Серьёзной ошибкой, которую совершают адепты электромагнитной теории является отрицание способности поля к движению. Автор учебника «Иродов И. Е. Электромагнетизм. Основные законы» на стр. 226, утверждает, что движение относительно поля «просто не имеет смысла», но далее, на стр.229, стесняясь слова «движение» говорит о «перемещении» поля.
Признание способности электрического поля, как и всякого материального объекта, к движению ведёт к весьма важному вопросу, каким образом можно это движение описать как некий физический феномен? Ответ на этот вопрос состоит в том, что явлением, при помощи которого можно в физическом эксперименте обнаружить движение электрического поля, является появляющееся при этом магнитное поле. Возможность этого подтверждает и традиционная теория, в которой вектор индукции магнитного поля B может быть представлен векторным произведением скорости движения V поля на напряжённость электрического поля E. Соответствующая формула имеет вид B=[VxE]/c^2.
Таким образом, руководствуясь определёнными в философии категориями сущности и явления, следует признать, что электрическое поле как материальное образование является сущностью, в то время как магнитное поле таковой не является. Оно лишь являет нам сущность (электрическое поле), находящуюся в движении. Для понимания вопроса можно привести, например, такие аналоги: воздух – сущность, ветер - явление, свидетельствующее о движении воздуха; медведь - сущность, рык медведя – явление, говорящее нам о наличии зверя на некотором от нас удалении и о том, что пора «делать ноги».
В основу современной теории электричества положено понятие «электромагнитное поле». С учётом того, что было сказано выше это понятие выражает некоторую единую совокупность, порождённую объединением сущности (электрического поля) и явления (магнитного поля). Такое объединение не может быть предметом научного рассмотрения. В механике, например, в качестве объекта исследования не рассматривается «воздушно-ветренная» субстанция, зоологи далеки от мысли, в которой существовал бы предмет изучения в виде «медведе-рыка». Создателей теории электричества совсем не заботили высокие философские размышления. А.-М. Ампер на заседании Парижской академии наук продемонстрировал, что силовое взаимодействие магнитов и токов, так же как взаимодействие магнитов, могут быть сведены к взаимодействию токов. Против такой трактовки выступил академик Ж.-Б. Био, считавший, что взаимодействие осуществляется посредством «магнитных молекул», поэтому оно не может быть представлено взаимодействием токов. Борьба двух академиков закончилась победой Ж.-Б. Био. Так было положено начало учению электромагнетизма, вопреки предлагаемому А.-М. Ампером более простому описанию электромагнитных явлений без привлечения для этого представлений о магнитном поле. Последователи Ж.-Б. Био развивали теорию так, как им предписывал упомянутый импринтинг. Вот и получилась тупиковая ситуация, примером которой является описанное внутреннее противоречие электромагнитной теории.
Выход из тупика состоит в разработке теории электрических явлений, предметом рассмотрения которой была бы единственная материальная сущность в виде электрического поля. По сути, это означает построение теории электрического поля, т.е. в каком-то смысле возврат к взглядам А.-М. Ампера, осуществляемый на базе современных представлений. Основы такой теории, которую будем обозначать аббревиатурой ТЭП-2019, изложены в ряде статей автора и книге «Теория электричества. Преодоление кризиса», которую можно найти по ISBN: 978-613-9-45190-6.