Остання таємниця бога
Ігор Місюченко
Книга «Остання таємниця бога» адресована читачам, які цікавляться найгострішими проблемами сучасного природознавства, зокрема фізики.
Цілком несподіваним, часом навіть шокуючим чином висвітлюються такі проблеми, як інерція та інерційна маса тіл, тяжіння та гравітаційна маса, польова матерія, електромагнетизм та властивості фізичного вакууму. Порушено деякі аспекти спеціальної та загальної теорій відносності, будову елементарних частинок та атомів.
Книга розбита на 12 розділів, що охоплюють основні розділи сучасної фізики: механічний рух, електричне поле та електрика, магнітне поле та магнетизм, електромагнітна індукція та самоіндукція, інерція як прояв електромагнітної індукції, електричні властивості світового середовища, гравітація як електричне явище, електромагнітна хвиля заряди, неелементарні частинки та ядра, будова атома, деякі питання радіотехніки.
Передмова
Усі ми навчалися у школі. Багато хто навчався у різних вузах. Чимало людей закінчили аспірантури та інші освітні інституції. Кількість отриманих у своїй знань величезна. Можливо, воно настільки величезне, що критичність учнів постійно прагне нуля. І це не вина людей, а, швидше за все, біда. Ну немає в навчальній програмі часу на ретельне, критичне осмислення знань, що викладаються! Процес навчання молодого вченого отже займає близько 20 років і більше. Якщо він при цьому ще й думати буде, та ще, боронь господь, критично - він же все 40 років витратить. А там і пенсія не за горами.
З цієї причини знання, що особливо відносяться до категорії «фундаментальних», засвоюються найчастіше схоластично і без належного осмислення. Це призводить до неможливості побачити численні нестиковки, натяжки, нечіткі і просто помилки, якими рясніє сучасна наукова парадигма взагалі, і парадигма фізичної науки зокрема.
Очевидно, часи, коли простий палітурник Майкл Фарадей міг кинути своє поважне ремесло і присвятити подальше життярозвитку фізики (та якого розвитку!), безповоротно пройшли.
А до XXI століття наука, особливо наука фундаментальна, остаточно набула характеру кастовості і навіть деякого відтінку інквізиційності.
Справді, простому розсудливій людині навіть не спаде на думку втручатися в суперечку вчених чоловіків про те, чи 11 з половиною вимірів у нашому Всесвіті, чи 13 з чвертю. Ця суперечка вже десь за межею. Приблизно там, де суперечка середньовічних схоластів про кількість ангелів, що розміщуються на вістря голки. У той же час, оскільки сучасна людина виразно усвідомлює тісний і, головне, швидкий зв'язок досягнень науки з його повсякденним життямВін справедливо хоче хоч якось контролювати розвиток цієї самої науки. Хоче, та не може.
І жодної надії розібратися.
Реакцією на цю нездорову, на наш погляд, ситуацію є зокрема бурхливий розвиток усіляких «паранаук», «псевдонаук» та «метанаук». Як гриби після дощу ростуть різноманітні теорії «торсіонних полів». Спектр їх великий, ми не будемо тут ні перераховувати, ні критикувати їх авторів. Тим більше що, на наш погляд, ці автори нічим не гірші за офіційно визнані корифеї науки, анітрохи не соромлячись несуть з амвонів ще більшу ахінею.
У тому, що кажуть «альтернативники», є одна безперечна правда – існуюча офіційна фізична наука вже давно забрела в глухий кут і просто доїдає той багаж ідей, який був закладений з початку XVII до початку XX століття.
А побачити цей факт у всій його непривабливості можуть дуже і дуже небагато - завдяки машині освіти, що гуркотить машині, не залишає ні часу, ні сил для усвідомлення.
Виведена з-підігню широкої критики, що майже припинила природний розвиток, сьогоднішня наука все більше набуває функцій та ознак релігії.
Якщо в XIX столітті наука ще інтенсивно боролася з релігією за право впливати на уми, то в наш час усі основні світові релігії змирилися з наукою і спокійно розділили з нею сфери впливу.
Чи випадково? Зрозуміло, ні!
Перші кроки до примирення було зроблено після появи квантової механіки та теорії відносності. У науці у першій половині XX століття відбувся поворот від здорового фізичного сенсу у бік так званої «геометризації», абстрактизації та безконтрольного множення сутностей. Постулат, цей «милиця науки», тепер замінив їй ноги. Коли кількість елементарних частинок перевалила за три сотні, стало якось незручно вимовляти слово «елементарні». З'явилися навіть дуже популярні в широких колах праці, які намагаються відверто і неприховано запрягти в один віз фізику та релігію.
І. Місюченко
Остання таємниця
(Електричний ефір)
Санкт-Петербург
Анотація
Книга адресована читачам, які цікавляться найгострішими проблемами сучасного природознавства, і зокрема фізики. Цілком несподіваним, часом навіть шокуючим чином висвітлюються такі проблеми, як інерція та інерційна маса тіл, тяжіння та гравітаційна маса, польова матерія, електромагнетизм та властивості фізичного вакууму. Порушено деякі аспекти спеціальної та загальної теорій відносності, будову елементарних частинок та атомів.
Книга розбита на 12 розділів, що охоплюють основні розділи сучасної фізики: механічний рух, електричне поле та електрика, магнітне поле та магнетизм, електромагнітна індукція та самоіндукція, інерція як прояв електромагнітної індукції, електричні властивості світового середовища, гравітація як електричне явище, електромагнітна хвиля заряди, неелементарні частинки та ядра, будова атома, деякі питання радіотехніки.
Виклад розрахований в основному на базові знання шкільного курсу 10 - 11-го класів загальноосвітніх шкіл. Більш складний матеріал, що зустрічається іноді, розрахований на рівень підготовки студентів перших-других курсів технічних вузів.
Книга буде корисна для вчених-дослідників, винахідників, викладачів, студентів та всіх, кому цікаво послідовно розібратися у сучасних та класичних парадоксах та проблемах сьогоднішньої фізичної науки та, можливо, зазирнути у науку дня завтрашнього.
Подяки
Автор висловлює подяку. Не подяка комусь конкретному, а подяка взагалі. Подяка цьому чудовому та таємничому світу, в якому ми всі так ненадовго. Подяка Богові, якщо завгодно, який не надто глибоко сховав від людського розуму свої таємниці.
Звичайно, ця робота з'явилася ще й завдяки багатьом іншим людям. Окрім автора. Вони ставили питання, вони вичитували дивовижно непрямі рукописи, вони терпіли це тихе божевілля роками, давали рятівні поради і діставали потрібні книги. Перевіряли розрахунки та критикували за допущені дурниці. І навіть ті, хто відмовляли від цієї діяльності, теж, насправді, дуже і дуже допомогли. Величезне спасибі В. Ю. Ганкіну, низький уклін А. А. Солуніну, А. М. Чорногубовському, А. В. Смирнову, А. В. Пуляєву, М. В. Іванову, Е. К. Мерінову. І, звичайно ж, безмежна подяка моїй дружині, О. Д. Купріянової за нелюдське довготерпіння та неоціненну допомогу у підготовці рукопису.
про автора
Автор книги, Місюченко Ігоріс, народився 1965 р. у м. Вільнюсі. Закінчив середню школуз фізико-математичним ухилом. Працював у Вільнюському НДІ радіовимірювальних приладів. Закінчив у 1992 р. Радіофізичний факультет Санкт-Петербурзького державного технічного університету. Є за освітою інженером-оптиком-дослідником. Захоплювався прикладною математикою та програмуванням. Співпрацював із Фізико-технічним інститутом імені Іоффе в галузі автоматизації фізичного експерименту. Розробляв автоматичні системи пожежної та охоронної сигналізації, створював системи цифрового голосового інтернет-зв'язку. Більше 10 років працював у НДІ Арктики та Антарктики у Санкт-Петербурзі у відділі фізики льоду та океану, лабораторії акустики та оптики. Займався розробкою вимірювальної та дослідницької техніки. Кілька років співпрацював із Камчатським гідрофізичним інститутом, розробляв програмне та апаратне забезпечення гідроакустичних комплексів. Розробляв також апаратуру та програмне забезпечення радіолокаційних станцій. Створював медичні пристрої з урахуванням мікропроцесорної техніки. Вивчав теорію вирішення винахідницьких завдань (ТРВЗ), співпрацював із Міжнародною Асоціацією ТРВЗ. Останніми рокамипрацює як винахідник у широкому спектрі предметних областей. Має безліч публікацій, патентних заявок та виданих патентів у різних країнах.
Як фізик-теоретик, раніше не публікувався.
В.1 Методологічні основи та класична фізика. Як ми це робимо, В.2 Метафізичні підстави. У що нам доводиться вірити
Глава 1. Механічне рух та пленум
1.1 Основи механіки Ньютона та рух. Тіло. Сила. Маса. Енергія
1.2 Застосування механіки до поняття поля. Тонке тіло механіки
1.3 Механічне рух поля. Два сорти рухів
1.4 Механічні рухи зарядів та магнітів. Прискорений рух зарядів
1.5 Вічне падіння порожнечі. Світове середовище, гравітація та рух
1.6 Ефекти спеціальної теорії відносності та їх пояснення
1.7 Ефекти загальної теорії відносності та їх пояснення
Глава 2. Електричне поле та електрика
2.1 Концепція електричного поля. Незнищеність польової матерії
2.2 Електричні заряди та поле. Неусвідомлена тавтологія
2.3 Рух зарядів та рух полів. Електричні струми
2.4 Діелектрики та їх основні властивості. Найкращий у світі діелектрик
2.5 Провідники та їх властивості. Найменший провідник
2.6 Прості та дивовижні досліди з електрикою
Розділ 3. Магнітне поле та магнетизм
3.1 Магнітне поле як результат руху електричного поля
3.2 Відносність та абсолютність рухів
3.3 Магнітні властивості струмів
3.4 Магнітні властивості речовини. Найнемагнітніша речовина. Сенсμ 0
3.5 Парадокси магнітного поля (шнурування пучка та абсолютний рух)
Глава 4. Електромагнітна індукція та самоіндукція
4.1 Закон електромагнітної індукції Фарадея та його містичність
4.2 Індуктивність та самоіндукція.
4.3 Явище індукції та самоіндукції прямолінійного відрізка дроту.
4.4 Демістифікація закону електромагнітної індукції Фарадея
4.5 Окремий випадок взаємоіндукції прямого нескінченного дроту та рамки
4.6 Прості та дивовижні досліди з індукцією
Глава 5. Інерція як вияв електромагнітної індукції. Маса тіл
5.1 Основні поняття та категорії
5.2 Модель елементарного заряду
5.3 Індуктивність та ємність елементарного заряду
5.4 Висновок виразу для маси електрона з енергетичних міркувань
5.5 ЕРС самоіндукції змінного конвекційного струму та інерційна маса
5.6 Незримий учасник чи відродження принципу Маха
5.7 Ще одне скорочення сутностей
5.8 Енергія зарядженого конденсатора, «електростатична» маса та E = mc 2
5.9 Електромагнітна маса в класичній електродинаміці А. Зоммерфельда та Р. Фейнмана
5.10 Власна індуктивність електрона як кінетична індуктивність
5.11 Про масу протона і ще раз про інерцію мислення
5.12 А чи провідник?
5.13 Наскільки важливою є форма?
5.14 Взаємо- та самоіндукція частинок як основа будь-якої взаємо- та самоіндукції взагалі
Глава 6. Електричні властивості світового середовища
6.1 коротка історіяпорожнечі
6.2 Світове середовище та психологічна інерція
6.3 Твердо встановлені властивості вакууму
6.4 Можливі властивості вакууму. Місця для закриття Глава 7. Гравітація як електричне явище
7.1 Введення у проблему
7.2 Падіння тіла нескінченно малої маси на джерело тяжіння
7.3 Взаємодія сферичного заряду з прискорено падаючим ефіром
7.4 Механізм прискореного руху ефіру поблизу зарядів та мас
7.5 Деякі чисельні співвідношення
7.6 Висновок принципу еквівалентності та закону тяжіння Ньютона
7.7 Яке відношення викладена теорія має ОТО Глава 8. Електромагнітні хвилі
8.1 Коливання та хвилі. Резонанс. Загальні відомості
8.2 Структура та основні властивості електромагнітної хвилі
8.3 Парадокси електромагнітної хвилі
8.4 Літаючі паркани та сиві професори
8.5 Отже, це не хвиля. Ахвиля де?
8.6 Випромінювання не хвиль.
Розділ 9. Елементарні заряди. Електрон та протон
9.1 Електромагнітна маса та заряд. Питання про сутність заряду
9.2 Дивні струми та дивні хвилі. Плоский електрон
9.3 Закон Кулона як наслідок закону індукції Фарадея
9.4 Чому всі елементарні заряди дорівнюють за величиною?
9.5 М'який та в'язкий. Випромінювання при прискоренні
9.6 Число «пі» або властивості електрона, про які забули подумати
9.7 «Релятивістська» маса електрона та інших заряджених частинок. Пояснення дослідів Кауфмана із природи зарядів
Розділ 10. Неелементарні частки. нейтрон. Дефект мас
10.1 Взаємоіндукція елементарних зарядів та дефект мас
10.2 Античастинки
10.3 Найпростіша модель нейтрону
10.4 Загадка ядерних сил Розділ 11. Атом водню та будова речовини
11.1 Найпростіша модель атома водню. Чи все вивчено?
11.2 Постулати Бора, квантова механіка та здоровий глузд
11.3 Індукційна поправка до енергії зв'язку
11.4 Альфа та дивні збіги
11.5 Загадковий гідрид-іон та шість відсотків Розділ 12. Деякі питання радіотехніки
12.1 Зосереджені та відокремлені реактивності
12.2 Звичайний резонанс і нічого більше. Робота простих антен
12.3 Прийомних антен немає. Надпровідність у приймачі
12.4 Правильне скорочення веде до потовщення
12.4 Про неіснуюче та непотрібне. EZ, EH та банки Коробейникова
12.5 Прості досліди Програми
П1. Конвекційні струми П2. Інерція електрона як самоіндукція Фарадея
П3. Червоне усунення при прискоренні. Експеримент П4 «Поперечний» зсув частот в оптиці та акустиці П5 Поле, що рухається. Прилад та експеримент П6. Гравітація? Це дуже просто!
Повний списоквикористаної літератури
Максвелл
Закони класичної електродинаміки-це закони Максвелла. Математичні рівняння Максвелла ґрунтуються на механістичній моделі і в принципі не можуть нічого передбачити. Згідно Е. Уіттекеру (Уіттекер Е., Історія теорії ефіру та електрики, Іжевськ, НДЦ РХД, 2001, стор 294 -296) в 1955 Максвелл висловив намір механічну модель електродинамічних дій. "Уважно вивчаючи, - писав він, - закони пружних твердих тіл і руху в'язких рідин, я сподіваюся знайти метод створення механічної концепції цього електротонічного стану, який підійшов би для загального міркування". Відповідь це питання було дано в 1861-1862 рр., коли Максвелл виконав свою обіцянку створити механічну концепцію електромагнітного поля. «Перенесення електролітів у постійних напрямках під дією електричного струму, обертання поляризованого світла в постійних напрямках під впливом магнітної сили, - писав він, - це факти, вивчивши які, став розглядати магнетизм як явище обертального характеру, а струми - як явища поступального характеру».
Погодимося з І.Місюченком (І.Місюченко, Остання таємниця бога), що широке використання рівнянь Максвелла обумовлено відповідно до надмірної кількості коефіцієнтів у рівняннях Максвелла. Кількість коефіцієнтів перевищує кількість рівнянь, що дає можливість припасування експериментальних даних під теоретичний розрахунок.
Велика таємниця всесвітнього тяжіння
Теоретично є й інші труднощі. Наприклад, вона призводить до парадоксального висновку про те, що дуже масивні тіла під дією власної сили тяжіння повинні нестримно стискатися і "сплескуватися" - практично зникати з навколишнього простору. Теорія каже, що така доля чекає на всі важкі зірки після того, як вичерпається ядерне пальне і енергії безперервного ядерного вибуху, що відбувається всередині них, стане недостатньо для підтримки рівноваги. Так само можуть стискатися цілі світи. І, навпаки, як показав радянський фізик А. А. Фрідман, за певних умов з точки (з нуля!) може розвинутися новий всесвіт із міріадами зірок та галактик. У нещодавно виданій російською книзі "Гравітація" американські фізики називають "схлопування в крапку" найбільшою кризою фізики. Цю думку поділяють багато вчених - фізики та філософи
Окунь Л.Б. ПОНЯТТЯ МАСИ (Маса, енергія, відносність) Успіхи фізичних наук, 1989, т.158, вип.3, стор 520-521.
Не треба недооцінювати Пуанкаре. У нього є не тільки недолік наших знань, але в нього немає також наших помилок з багатьох питань, не тільки в СТО!" Пуанкаре взагалі ніхто не оцінював. Він математик, і до фізики має опосередковане відношення. У багатьох країнах Європи у футболі криза настала, а у нас немає, але у нас немає футболу, тому й кризи немає.
З електромагнітною природою маси у електрона також згоден Фейнман (дане посилання - 20), проти цього я не читав ні в кого." Позиція Фейнмана викладена в його лекціях. А лекції писалися давно. для такої особистості як Річард Фейнман, не побачити, що з самого початку маса вводилася в СТО як якийсь постійний параметр, НЕЗАЛЕЖНИЙ від кінематичних величин, тобто від швидкостей руху тіла. таку забудькуватість можна лише через звернення до соціокультурних феноменів, але до фізики вони мають дуже мале відношення.
"Але якщо у електрона природа інерційної маси електромагнітна...
Природа маси – питання N1 сучасної фізики. За останні десятиліття відбувся великий прогрес у розумінні властивостей елементарних частинок. Було побудовано квантову електродинаміку - теорію взаємодії електронів з фотонами, закладено основи квантової хромодинаміки - теорію взаємодії кварків з глюонами та теорію електрослабкої взаємодії. У всіх цих теоріях частинками-переносниками взаємодії є так звані векторні бозони - частинки, що мають спин, що дорівнює одиниці: фотон, глюони, W-і Z-бозони.
Але ми зовсім нічого не знаємо про те, чим обумовлені маси шести лептонів (електрона, нейтрино і ще чотирьох аналогічних їм частинок) і шести кварків (з яких три перші суттєво легші за протон, четвертий - трохи, а п'ятий у п'ять разів важчий за протон, а шостий настільки масивний, що його поки що
не вдалося створити та виявити).
Пройшло понад 80 років після перемоги квантової революції на V Сольвіївському конгресі (1927) у Брюсселі. За допомогою квантової механіки пояснено всі атомні явища, природу хімічного зв'язку, періодичну таблицю Менделєєва, будову металів і кристалів. Проте треба сказати, що пояснення даються без тлумачення фізичної сутності явища.
"Любу спробу застосувати математичні методи щодо хімічних питань слід розглядати як абсолютно нерозумну і суперечить духу хімії... Якщо будь-який математичний аналіз займе у хімії чільне місце - що, на щастя, майже неможливо - це призвело б до швидкого і повного виродження цієї науки "(Огюст Конт, 1830 р.).
Нашою метою є не числа (на відміну від математики), а насамперед причинно-наслідкові зв'язки. Має рацію Станіслав Лец: «у кожному столітті буває своє середньовіччя». Неможливість кількісної оцінки при яких енергіях чи ділиться заряд, може бути виправдана широко відомим висловлюванням: ми вкотре зробили крок уперед від хибного знання до справжнього незнання. Ми продовжуємо йти дорогою коректність, якою доведена усією історією науки.
Можливо, настав час вирішувати наукові суперечки в суді? Тим більше що аналогічні преценденти вже з'явилися? Наприклад, позови до тютюнових компаній. Щоправда, частина позовів відхиляється, т.к. досі не доведено механізму негативного впливу продуктів горіння тютюну на здоров'я людей. Вирішення наукових спорів у суді присяжних ідентично звичайним судовим справам та у низці питань вже стало практично звичайною справою (у медицині та фармації). В першу чергу, в судовому порядкумає вирішуватись питання про відхилення статті від публікації.
Фотоефект може бути обумовлений коливанням електронів у металі - перехід із одного мінімуму в інший. Перевірили частоти переходів розрахунком і порівняли з частотою світла - близькі і там, і там 1015-1016, але і частота обертання електрона навколо ядра (водню) того ж порядку. Однозначної відповіді поки немає, хоча є два пояснення: резонанс із ізомеризацією або з обертанням електрона.
До Сократа звернувся один із його учнів:
- надумав я одружитися. Що ти мені порадиш?
Філософ відповів:
- Дивись не сподобайся рибам, які, потрапивши в невід, прагнуть вирватися на волю, а перебуваючи на волі, прагнуть неводи. Як би ти не вчинив, все одно потім шкодуватимеш.
Заняття наукою - розгадка таємниць природи передбачає, відповідь може бути невизначений. Наприклад, завдання трьох тіл у механіці немає однозначного рішення. У науці, якщо тобі вдасться зрозуміти і пояснити основні парадоксальні співвідношення, ти будеш найщасливішою людиною, а якщо ти не досягнеш бажаного, то станеш філософом.
Як говорив Фейнман: "Квантову механіку не розуміє ніхто". Нас цікавлять метафізичні питання: чи кінцевий Всесвіт, чи був у нього початок за часом, чи існують принципово неподільні частинки, якою є будова електрона і т.д. і т.п. Наше бажане розуміння явищ грунтується на нашому попередньому досвіді. Ми звикли, що все має свій початок і кінець у часі та у просторі, тому ми не можемо зрозуміти у звичному для нас значенні слова «зрозуміти» такі відповіді, як нескінченність Всесвіту за часом і у просторі, або нескінченність поділу матерії. Навіть тоді, коли ми думаємо, що ми це розуміємо, ми в душі не віримо в це і чекаємо на прихід Месії, який доведе нам протилежне. Ці очікування є одним із суттєвих і навіть визначальних факторів щодо швидкого прийняття науковою спільнотою СТО, ОТО та Теорії Великого Вибуху, в яких на основі високої наукипропонувалися початку та кінці Всесвіту у часі та у просторі.
Гіпотези бувають різного рівня вагомості. На найнижчому рівні перебувають ті, які пропонують пояснення однієї експериментальної залежності. На верхньому рівні перебувають феноменологічні гіпотези, які пояснюють однаково безліч парадоксальних залежностей. Феноменологічні гіпотези стають теоріями, і всім відомих експериментів без запровадження нових сутностей чи додаткових припущень пропонується єдиний причинно-наслідковий механізм, званий фізичної сутністю цих залежностей.
Властивості електрона, насамперед, наявність спину та магнітного моменту, а також неможливість існування точкового зарядуі відсутність заборони нескінченне розподіл доводять складну структуру електрона.
Страх – це не керівництво до дії.
Викладення наших ідей як продовження роботи з з'ясування природи фізичних законів (зокрема, нові експериментальні факти дозволили зрозуміти фізичний зміст законів Ньютона) призводило до зацікавленості слухачів до запропонованих пояснень. Надалі нам задавалися питання: наскільки наш напрямок оригінальний, хто наші попередники і якщо такі були, то чому вони не досягли визнання своїх ідей?
Нас цікавили ці питання. З одного боку, не згадування попередників є порушенням наукової етики, з іншого боку, відповіді на ці питання прискорюють завершальну стадію розробки нових ідей – стадію їх впровадження у суспільну наукову свідомість . Проблема впровадження ідеї є серйозним завданням, оскільки тільки після цього етапу вона стає реальною силою подальшого розвитку науки.
Некоректність чи сумніви щодо коректності будь-якого пояснення що неспроможні ставити під сумнів і що неспроможні бути аргументами у підтвердженні коректності попередніх пояснень.
Природа маси – питання N1 сучасної фізики. За останні десятиліття відбувся великий прогрес у розумінні властивостей елементарних частинок. Було побудовано квантову електродинаміку - теорію взаємодії електронів з фотонами, закладено основи квантової хромодинаміки - теорію взаємодії кварків з глюонами та теорію електрослабкої взаємодії. У всіх цих теоріях частинками-переносниками взаємодії є так звані векторні бозони - частинки, що мають спин, що дорівнює одиниці: фотон, глюони, W-і Z-бозони.
Що стосується мас частинок, то тут досягнення набагато скромніші. На рубежі XIX і XX століть існувала віра, що маса може мати суто електромагнітне походження, принаймні для електрона. Сьогодні ми знаємо, що електромагнітна частка маси електрона становить малу частку його повної маси.
Ми знаємо, що основний внесок у маси протонів та нейтронів дають сильні взаємодії, зумовлені глюонами, а не маси кварків, що входять до складу протонів та нейтронів.
Але ми зовсім нічого не знаємо про те, чим обумовлені маси шести лептонів (електрона, нейтрино і ще чотирьох аналогічних їм частинок) і шести кварків (з яких три перші суттєво легші за протон, четвертий - трохи, а п'ятий у п'ять разів важчий за протон, а шостий настільки масивний, що його поки що не вдалося створити і виявити).
Існують теоретичні здогади, що у створенні мас лептонів та кварків, а також W- та Z-бозонів вирішальну роль відіграють гіпотетичні частки зі спином, рівним нулю. Пошуки цих чатиць - одне з основних завдань фізики високих енергій.
Окунь Л.Б., Поняття маси (маса, енергія, відносність),
Успіхи фізичних наук, 1989, т.158, вип.3, стор 511-530
Принцип «бритви оккама»
"Non sunt entia multiplicanda praeter necessitatem", Що означає: «Не потрібно множити сутність без необхідності».
Як би не був геніальним вчений, він так чи інакше повинен виходити із знань, накопичених його попередниками, та знань сучасників. При виборі об'єктів дослідження та виведення законів, що пов'язують явища, вчений виходить із раніше встановлених законів та теорій, що існують у цю епоху.
Важливий аспект наступного розвитку науки полягає в тому, що завжди необхідно поширювати справжні ідеї за межі того, на чому вони випробувані. Підкреслюючи це, великий американський фізик-теоретик Р. Фейнман писав: " Ми просто зобов'язані, ми змушені поширювати все те, що ми вже знаємо, якомога ширші області, за межі вже збагненого... Це єдиний шлях прогресу. Хоча цей шлях незрозумілий, тільки на ньому наука виявляється плідною.(Фейнман Р. Характер фізичних законів. - М., 1987. с. 150).
У книзі "Математика пошук істини" (М. Клайн), опублікованій російською мовою в 1988р. і досі не втратила актуальності, професор Нью-Йоркського університету Моріс Клайн так описує стан сучасної фізичної науки. Зробивши побіжний огляд за основними її розділами, від макрофізики Всесвіту до фізики елементарних частинок, автор дійшов висновку у тому, що поступово, фізика, дедалі більше перетворюється на суто математичну дисципліну, описує математичні закономірності поведінки тих чи інших явищ природи, але з дає уявлення про суть самих цих явищ. Фізика оперує поняттями: маси, гравітації, простору, часу тощо, але ці поняття ніяк не пояснюються фізично.
Ось характерна витримка з книги Клайна, де він розмірковує про електромагнітні взаємодії: « Отже, ми можемо стверджувати, що не маємо ніякого фізичного пояснення дії електричного і магнітного полів, так само як і знання електромагнітних хвиль як хвиль. Тільки вводячи в електромагнітні поля провідники, наприклад, приймальні радіоантени, ми переконуємося, що ці хвилі дійсно існують. Тим не менш, за допомогою радіохвиль ми передаємо на гігантські відстані складні повідомлення. Але яка саме субстанція поширюється у просторі, нам так і не відомо»(Математика пошук істини, М.Клайн, М. Світ, 1998, гл 4, стор 163).
Назва: Остання таємниця бога. Електричний ефір
Анотація: Книга адресована читачам, які цікавляться найбільш гострими проблемами сучасного природознавства, зокрема фізики. Цілком несподіваним, часом навіть шокуючим чином висвітлюються такі проблеми, як інерція та інерційна маса тіл, тяжіння та гравітаційна маса, польова матерія, електромагнетизм та властивості фізичного вакууму. Порушено деякі аспекти спеціальної та загальної теорій відносності, будову елементарних частинок та атомів. Книга розбита на 12 розділів, що охоплюють основні розділи сучасної фізики: механічний рух, електричне поле та електрика, магнітне поле та магнетизм, електромагнітна індукція та самоіндукція, інерція як прояв електромагнітної індукції, електричні властивості світового середовища, гравітація як електричне явище, електромагнітна хвиля заряди, неелементарні частинки та ядра, будова атома, деякі питання радіотехніки. Виклад розрахований переважно на базові знання шкільного курсу 10 - 11-го класів загальноосвітніх шкіл. Більш складний матеріал, що зустрічається іноді, розрахований на рівень підготовки студентів перших-других курсів технічних вузів. Книга буде корисна для вчених-дослідників, винахідників, викладачів, студентів та всіх, кому цікаво послідовно розібратися у сучасних та класичних парадоксах та проблемах сьогоднішньої фізичної науки та, можливо, зазирнути у науку дня завтрашнього.
Подібні записи: Назва: Електромагнітні поля в біосфері Автор: Красногорська Н.Б. Анотація: Книга розглядає деякі аспекти сонячно-біосферних зв'язків. Значну увагу приділено процесам формування електромагнітних полів як
Назва: Таємниця великих пірамід та сфінкса розкрита Автор: Вселенський Є.М. Анотація: Ця Книга Посвят, вона акумулює в собі енергії Вищих Багатовимірних Просторів Ця Книга
Назва: Дослідження електромагнітних процесів в експериментах Тесла
Назва: т.1-2_Давня таємниця квітки життя Автор: Друнвало Мельхиседек Анотація: Задовго до існування Шумерії, до побудови Єгиптом Саккари, до розквіту Долини Інду, Дух вже жив у
І. Місюченко Остання таємниця Бога (електричний ефір) Санкт-Петербург 2009 р. І. Місюченко Остання таємниця Бога Анотація Книга адресована читачам, які цікавляться найбільш гострими проблемами сучасного природознавства, і зокрема фізики. Цілком несподіваним, часом навіть шокуючим чином висвітлюються такі проблеми, як інерція та інерційна маса тіл, тяжіння та гравітаційна маса, польова матерія, електромагнетизм та властивості фізичного вакууму. Порушено деякі аспекти спеціальної та загальної теорій відносності, будову елементарних частинок та атомів. Книга розбита на 12 розділів, що охоплюють основні розділи сучасної фізики: механічний рух, електричне поле та електрика, магнітне поле та магнетизм, електромагнітна індукція та самоіндукція, інерція як прояв електромагнітної індукції, електричні властивості світового середовища, гравітація як електричне явище, електромагнітна хвиля заряди, неелементарні частинки та ядра, будова атома, деякі питання радіотехніки. Виклад розрахований переважно на базові знання шкільного курсу 10 - 11-го класів загальноосвітніх шкіл. Більш складний матеріал, що зустрічається іноді, розрахований на рівень підготовки студентів перших-других курсів технічних вузів. Книга буде корисна для вчених-дослідників, винахідників, викладачів, студентів та всіх, кому цікаво послідовно розібратися у сучасних та класичних парадоксах та проблемах сьогоднішньої фізичної науки та, можливо, зазирнути у науку дня завтрашнього. 2 І. Місюченко Остання таємниця Бога Подяки Автор висловлює подяку. Не подяка комусь конкретному, а подяка взагалі. Подяка цьому чудовому та таємничому світу, в якому ми всі так ненадовго. Подяка Богові, якщо завгодно, який не надто глибоко сховав від людського розуму свої таємниці. Звичайно, ця робота з'явилася ще й завдяки багатьом іншим людям. Окрім автора. Вони ставили питання, вони вичитували дивовижно непрямі рукописи, вони терпіли це тихе божевілля роками, давали рятівні поради і діставали потрібні книги. Перевіряли розрахунки та критикували за допущені дурниці. І навіть ті, хто відмовляли від цієї діяльності, теж, насправді, дуже і дуже допомогли. Величезне спасибі В. Ю. Ганкіну, низький уклін А. А. Солуніну, А. М. Чорногубовському, А. В. Смирнову, А. В. Пуляєву, М. В. Іванову, Е. К. Мерінову. І, звичайно ж, безмежна вдячність моїй дружині, О.Д. Купріянової за нелюдське довготерпіння та неоціненну допомогу у підготовці рукопису. 3 І. Місюченко Остання таємниця Бога Про автора Автор книги, Місюченко Ігоріс, народився 1965 р. у м. Вільнюсі. Закінчив середню школу із фізико-математичним ухилом. Працював у Вільнюському НДІ радіовимірювальних приладів. Закінчив 1992 р. Радіофізичний факультет Санкт-Петербурзького державного технічного університету. Є за освітою інженером-оптиком-дослідником. Захоплювався прикладною математикою та програмуванням. Співпрацював із Фізико-технічним інститутом імені Іоффе в галузі автоматизації фізичного експерименту. Розробляв автоматичні системи пожежної та охоронної сигналізації, створював системи цифрового голосового інтернет-зв'язку. Більше 10 років працював у НДІ Арктики та Антарктики у Санкт-Петербурзі у відділі фізики льоду та океану, лабораторії акустики та оптики. Займався розробкою вимірювальної та дослідницької техніки. Кілька років співпрацював із Камчатським гідрофізичним інститутом, розробляв програмне та апаратне забезпечення гідроакустичних комплексів. Розробляв також апаратуру та програмне забезпечення радіолокаційних станцій. Створював медичні пристрої з урахуванням мікропроцесорної техніки. Вивчав теорію вирішення винахідницьких завдань (ТРВЗ), співпрацював із Міжнародною Асоціацією ТРВЗ. Останні роки працює як винахідник у широкому спектрі предметних галузей. Має безліч публікацій, патентних заявок та виданих патентів у різних країнах. Як фізик-теоретик, раніше не публікувався. 4 І. Мисюченко Остання таємниця Бога Зміст Анотація Подяки Про автора Зміст Передмова Вступ В.1 Методологічні основи та класична фізика. Як ми це робимо, В.2 Метафізичні підстави. У що нам доводиться вірити Розділ 1. Механічне рух та пленум 1.1 Основи механіки Ньютона та рух. Тіло. Сила. Маса. Енергія 1.2. Застосування механіки до поняття поля. Тонке тіло механіки 1.3 Механічне рух поля. Два сорти рухів 1.4 Механічні рухи зарядів та магнітів. Прискорений рух зарядів 1.5 Вічне падіння порожнечі. Світове середовище, гравітація та рух 1.6 Ефекти спеціальної теорії відносності та їх пояснення 1.7 Ефекти загальної теорії відносності та їх пояснення Розділ 2. Електричне поле та електрика 2.1 Поняття про електричне поле. Незнищність польової матерії 2.2 Електричні заряди та поле. Неусвідомлена тавтологія 2.3 Рух зарядів та рух полів. Електричні струми 2.4 Діелектрики та його основні властивості. Найкращий у світі діелектрик 2.5 Провідники та їх властивості. Найменший провідник 2.6 Прості та дивовижні досліди з електрикою Розділ 3. Магнітне поле та магнетизм 3.1 Магнітне поле як результат руху електричного поля 3.2 Відносність та абсолютність рухів 3.3 Магнітні властивості струмів 3.4 Магнітні властивості речовини. Найнемагнітніша речовина. Сенс μ 0 3.5 Парадокси магнітного поля (шнурування пучка та абсолютний рух) Розділ 4. Електромагнітна індукція та самоіндукція 4.1 Закон електромагнітної індукції Фарадея та його містичність 4.2 Індуктивність та самоіндукція. 4.3 Явище індукції та самоіндукції прямолінійного відрізка дроту. 4.4 Демістифікація закону електромагнітної індукції Фарадея 4.5 Частковий випадок взаємоіндукції прямого нескінченного дроту та рамки 4.6 Прості та дивовижні досліди з індукцією Розділ 5. Інерція як прояв електромагнітної індукції. Маса тіл 5.1 Основні поняття та категорії 5.2 Модель елементарного заряду 5.3 Індуктивність і ємність елементарного заряду 5.4 Висновок виразу для маси електрона з енергетичних міркувань 5.5 ЕРС самоіндукції змінного конвекційного струму та інерційна маса 5 . конденсатора, «електростатична» маса та E = mc 2 5.9 Електромагнітна маса в класичній електродинаміці А. Зоммерфельда та Р. Фейнмана 5.10 Власна індуктивність електрона як кінетична індуктивність 5.11 Про масу протона і ще раз про інерцію мислення5. чи провідник? 5.13 Наскільки важливою є форма? 5.14 Взаємо- та самоіндукція частинок як основа будь-якої взаємо- та самоіндукції взагалі Розділ 6. Електричні властивості світового середовища 6.1 Коротка історія порожнечі 6.2 Світове середовище та психологічна інерція 6.3 Твердо встановлені властивості вакууму 6.4 Можливі властивості вакууму. Розділ 7. Гравітація як електричне явище 7.1 Введення в проблему 7.2 Падіння тіла нескінченно малої маси на джерело тяжіння 7.3 Взаємодія сферичного заряду з прискорено падаючим ефіром 7.4 Механізм прискореного руху ефіру поблизу зарядів і мас 7.5 Деякі чисельності . тяжіння Ньютона 7.7 Яке відношення викладена теорія має до ОТО Розділ 8. Електромагнітні хвилі 8.1 Коливання та хвилі. Резонанс. Загальні відомості 8.2 Структура та основні властивості електромагнітної хвилі 8. 3 Парадокси електромагнітної хвилі 8.4 Паркани, що літають, і сиві професори 8.5 Отже, це не хвиля…. А хвиля де? 8.6 Випромінення нехвиль. Розділ 9. Елементарні заряди. Електрон та протон 9.1 Електромагнітна маса та заряд. Питання про сутність заряду 9.2 Дивні струми та дивні хвилі. Плоский электрон 9.3 Закон Кулону як наслідок закону індукції Фарадея 9.4 Чому всі елементарні заряди рівні за величиною? 9.5 М'який та в'язкий. Випромінювання при прискоренні 9.6 Число «пі» або властивості електрона, про які забули подумати 9.7 «Релятивістська» маса електрона та інших заряджених частинок. Пояснення дослідів Кауфмана із природи зарядів Розділ 10. Неелементарні частки. нейтрон. Дефект мас 10.1 Взаємоіндукція елементарних зарядів і дефект мас 10.2 Античастинки 10.3 Найпростіша модель нейтрона 10.4 Загадка ядерних сил Розділ 11. Атом водню та будова речовини 11.1 Найпростіша модель атома водню. Чи все вивчено? 11.2 Постулати Бору, квантова механіка та здоровий глузд 11.3 Індукційна поправка до енергії зв'язку 11.4 Альфа та дивні збіги 11.5 Загадковий гідрид-іон та шість відсотків Розділ 12. Деякі питання радіотехніки 12.1 Зосереджені та індивідуальні2. Робота простих антен 12.3 Прийомних антен немає. Надпровідність у приймачі 12.4 Правильне скорочення веде до потовщення 12.4 Про неіснуюче та непотрібне. EZ, EH та банки Коробейникова 12.5 Прості досліди Додатки 6 І. Місюченко Остання таємниця Бога П1. Конвекційні струми П2. Інерція електрона як самоіндукція Фарадея П3. Червоне усунення при прискоренні. Експеримент П4 «Поперечний» зсув частот в оптиці та акустиці П5 Поле, що рухається. Прилад та експеримент П6. Гравітація? Це дуже просто! Повний список використаної літератури Післямова 7 І. Мисюченко Остання таємниця Бога Передмова Усі ми навчалися у школі. Багато хто навчався у різних вузах. Чимало людей закінчили аспірантури та інші освітні інституції. Кількість отриманих у своїй знань величезна. Можливо, воно настільки величезне, що критичність учнів постійно прагне нуля. І це не вина людей, а, швидше за все, біда. Ну немає в навчальній програмі часу на ретельне, критичне осмислення знань, що викладаються! Процес навчання молодого вченого отже займає близько 20 років і більше. Якщо він при цьому ще й думати буде, та ще, боронь господь, критично - він же все 40 років витратить. А там і пенсія не за горами. З цієї причини знання, що особливо відносяться до категорії «фундаментальних», засвоюються найчастіше схоластично і без належного осмислення. Це призводить до неможливості побачити численні нестиковки, натяжки, нечіткі і просто помилки, якими рясніє сучасна наукова парадигма взагалі, і парадигма фізичної науки зокрема. Очевидно, часи, коли простий палітурник Майкл Фарадей міг кинути своє поважне ремесло і присвятити подальше життя розвитку фізики (та якого розвитку!), безповоротно минули. А до XXI століття наука, особливо наука фундаментальна, остаточно набула характеру кастовості і навіть деякого відтінку інквізиційності. Справді, простому розсудливій людині навіть не спаде на думку втручатися в суперечку вчених чоловіків про те, чи 11 з половиною вимірів у нашому Всесвіті, чи 13 з чвертю. Ця суперечка вже десь за межею. Приблизно там, де суперечка середньовічних схоластів про кількість ангелів, що розміщуються на вістря голки. У той же час, оскільки сучасна людина виразно усвідомлює тісний і, головне, швидкий зв'язок досягнень науки з його повсякденним життям, він справедливо хоче хоч якось контролювати розвиток цієї науки. Хоче, та не може. І жодної надії розібратися. Реакцією на цю нездорову, на наш погляд, ситуацію є зокрема бурхливий розвиток усіляких «паранаук», «псевдонаук» та «метанаук». Як гриби після дощу ростуть різноманітні теорії «торсіонних полів». Спектр їх великий, ми не будемо тут ні перераховувати, ні критикувати їх авторів. Тим більше що, на наш погляд, ці автори нічим не гірші за офіційно визнані корифеї науки, анітрохи не соромлячись несуть з амвонів ще більшу ахінею. У тому, що кажуть «альтернативники», є одна безперечна правда – існуюча офіційна фізична наука вже давно забрела в глухий кут і просто доїдає той багаж ідей, який був закладений з початку XVII до початку XX століття. А побачити цей факт у всій його непривабливості можуть дуже і дуже небагато - завдяки машині освіти, що гуркотить машині, не залишає ні часу, ні сил для усвідомлення. Виведена з-під вогню широкої критики, що майже припинила природний розвиток, сьогоднішня наука все більше набуває функцій та ознак релігії. Якщо в XIX столітті наука ще інтенсивно боролася з релігією за право впливати на уми, то в наш час усі основні світові релігії змирилися з наукою і спокійно розділили з нею сфери впливу. Чи випадково? Зрозуміло, ні! Перші кроки до примирення було зроблено після появи квантової механіки та теорії відносності. У науці у першій половині XX століття відбувся поворот від здорового фізичного сенсу у бік так званої «геометризації», абстрактизації та безконтрольного множення сутностей. Постулат, цей «милиця науки», тепер замінив їй ноги. Коли кількість елементарних частинок перевалила за три сотні, стало незручно вимовляти слово «елементарні». З'явилися навіть дуже популярні в широких колах праці, які намагаються відверто і неприховано запрягти в один віз фізику та релігію. 8 І. Місюченко Остання таємниця Бога То що ж робити? Очевидно, що заперечувати, руйнувати та принижувати всі досягнення фізичної науки за сотні років, як роблять деякі «альтернативники», як мінімум, непродуктивно. Намагатися зсередини сучасних надабстрактних фізичних концепцій «вирулити» назад на магістраль здорового глузду та ясної суті, як хотілося б деяким чесним, але наївним вченим, неможливо. Аж надто все запущено. Але, з погляду, вихід є: повернутися до тієї точці у розвитку фізики, де стався головний поворот убік, і спробувати продовжити рух прямо. Важко? Так. Дуже. Природа людська така, що він не любить ні озиратися, ні тим більше повертатися назад. Але, на щастя, основній масі людства повертатися і не доведеться. Справа в тому, що шкільна фізична освіта в основному закінчується саме там, куди нам треба повернутися. Нетривалі екскурси вбік (у бік квантової механіки та спеціальної теорії відносності), як показує практика, не справляють надто глибокого враження на школярів старших класів. Саме тому, що значною мірою вимагають відмови від природного здорового глузду. І тому основна маса учнів просто ігнорується. Ми визначили точку повороту фізики як початок XX століття. Саме тоді низка вчених проголосили ідею «геометризації» фізики. Взагалі, не слід забувати, що над усією тодішньою Європою витав певний революційний дух, і загальний настрій не міг не позначитися на умах вчених, особливо вчених молодих. В той же час, що насувається світова війнавимагала від науки і техніки швидкого прогресу в оборонно значущих і суміжних галузях. Наука отримала серйозну державну підтримку, з одного боку, з другого – вона отримала серйозний державний тиск. Якщо в початку XIXстоліття навіть під час наполеонівських війн вчені різних країн могли вільно подорожувати, в тому числі і по ворожій території, то на початку XX століття така розкіш була вже неприпустимою. Технічні галузі, що розвиваються, вимагали все більше кваліфікованих фахівців. Не видатних вчених, але добре освічених у цій галузі молодих людей. Їх почали готувати у таких установах, як, наприклад, Санкт-Петербурзький політехнічний інститут, Технологічний інститут тощо. Замість вузького кола людей, обтяжених певними моральними уявленнями про свою роль і роль науки взагалі, з'явилося досить широке науково-технічне співтовариство, головними перевагами всередині якого стали успішна кар'єра, популярність, забезпеченість. Тобто. цінності іншого порядку. Дозволимо собі згадати Г. Кавендіша (1731-1810), який значну частину своїх відкриттів описав, але не опублікував, а залишив у сімейному архіві, щоб майбутнім поколінням залишити нагоду проявити себе. Чи мислимо така поведінка для молодого вченого початку XX століття? А ХХІ? Ні звичайно. Хороша оплата праці вчених (у розвинених країнах) викликає жорстку конкуренцію, і вже не до добродушності. Сукупність цих чинників і викликала до життя на той момент аномально велику кількість незрілих і просто тупикових ідей. Підміна фізики математикою одна з них. Куди легше стало знайти хорошого ремісника від математики, який вирішить систему рівнянь, ніж розумітися на суті, сенсі та фізичних механізмах явища. Пізніше комп'ютеризація лише посилила справу. А довкола якого розділу фізики стався цей горезвісний поворот убік? Без сумніву, навколо стику механіки та електродинаміки. Порівняно молода наука електродинаміка доросла до постановки серйозних експериментів, і з лабораторій негайно посипався шквал приголомшливих результатів. Особливо несумісними здавалися ці результати зі старою, століттями перевіреною механікою Ньютона. Справа посилилася відкриттям електрона, а пізніше й інших елементарних частинок, чиї властивості, здавалося б, суперечили всьому, відомому досі. Ефір, який не викликав раніше жодних сумнівів у своєму існуванні, був атакований, а потім і засуджений до небуття. І 9 І. Місюченко Остання таємниця Бога майже відразу ж відроджена під дещо кокетливою назвою «фізичний вакуум». Згорнувши в цій каші вбік, втративши ясні орієнтири класичної фізики і вперше зіткнувшись з мікросвітом, вчені (під найсильнішим пресингом своїх урядів!) змушені були розробити якийсь швидкорозчинний інструмент замість старої повільної наукової методології. І якщо на початку XX століття метушня з елементарними частинками та атомами сприймалася ще як ігри, то в 30-х роках більша частина цих грайливих хлопців вже працювали в шарашках по обидва боки океану. Квантова механіка і квантова фізика взагалі, як ідея – важка спадщина жорстоких перегонів за володіння ядерною зброєю. Гуркіт перших атомних вибухів вдрукував у мізки нехитру ідею - квантова фізика вірна, оскільки ось же, бомба вибухнула! З такою точкою зору слід визнати, що алхімія вірна, бо Бертольд Шварц все-таки винайшов з її допомогою порох. Потім була холодна війна. Гонка озброєнь. Розпад СРСР та повна перебудова світової економіки. Локальні війни. Тероризм. Побудова інформаційного суспільства. І, як апофеоз, Великий Адронний Колайдер. Ну і коли був час на перегляд пройденого наукою шляху? Та ніколи. Його й зараз немає. Сотні тисяч і мільйони сучасних вчених, інженерів та викладачів працюють добре. Голови у них світлі. Зарплати – різні. Цілі та ідеали – відповідають моменту. Одна біда – до розвитку науки вони мало стосуються. Принаймні – до розвитку справжнього, фундаментального. Наука і зараз, як сотні років тому, відбувається одиницями, які настільки шалені, щоб присвятити цьому життя, а не кар'єру. У цій книзі ми спробували повернутися до тієї самої точки повороту, про яку говорили вище, і, повернувшись, вирішити проблеми, які на той час були просто кинуті невирішеними. Вирішити та пройти далі. Тобто – почати прокладати іншу колію фізики, яка веде, як нам здається, назад на магістральний шлях розвитку. Оскільки така робота з неминучістю веде до певної десакралізації науки, то багато хто, для кого наука замінила зруйновані у XX столітті релігійні основи, сприймуть нас різко негативно. Нехай так. Але, можливо, ця відчайдушна спроба надихне когось із вас, які читають ці рядки, і спонукає на власні зусилля та роздуми. Можливо, хтось надихне надію повернути людському розуму позиції, що похитнулися. Тоді все не дарма. Напевно, деякі запитають – а навіщо це я витрачатиму час на читання вашої марення? Де гарантія, що це не чергова торсіонна ахінея? Геть всі полки забиті різними ефірними теоріями і «новими фізиками». Ага, забиті. І буде ще веселіше – невдоволення людей росте. Біда в тому, що незадоволені – не так незадоволені наукою як такою, як тим, що їм не знайшлося в ній гідного місця. Кар'єри, посади, звання не знайшлося. Слави та уваги не знайшлося. Ми ж – виразно розуміємо, що жодної слави, окрім рідкісних плювків, не отримаємо. Жодної кар'єри не знайдемо, хіба що можемо втратити. Щодо книги, то справа це спочатку збиткова, тож одні витрати. І за все це ми даруємо вам просте та гарне розкриття кількох так званих таємниць світобудови. Перелічимо коротко: таємниця маси, або що таке маса тіл; таємниця інерції, або який механізм інерції; таємниця гравітації, або як і чому насправді тіла притягуються; таємниця заряду або що таке елементарний заряд і як він влаштований; таємниця поля, або що таке електричне поле і чому немає інших полів. А попутно видамо і безліч дрібніших таємниць, на кшталт того, що таке нейтрон і як він влаштований, або чому електромагнітна хвиля ну ніяк хвилею бути не може. І як виглядає справжня електромагнітна хвиля. Тобто, ми обіцяємо вам кілька гучних закриттів. Так-так, саме закрить. Ми збираємося разом з вами закрити безліч непотрібних науці сутностей, під оплески Оккама, зрозуміло. Відкривати ж взагалі нічого не будемо. Будемо – переосмислювати. В результаті ви побачите, що те, що ми вам розкриємо про останні таємниці Бога, ви й самі могли б з'ясувати, якби вам не так активно заважали. 10 І. Місюченко Остання таємниця Бога Не переконав? Ну тоді не витрачайте свій час і покладіть книгу назад. Цікаво? Тоді відкривайте її й уперед. Попереджаю – доведеться думати. У самому замерзлому і поганому значенні цього слова. Можливі короткочасні головні болі та нерозуміння з боку близьких, колег та начальства. Нагородою обов'язково буде радість. Радість від того, що світ влаштований мудро та просто. Що ні, і не може бути жодної перешкоди між вами та ясним розумінням світоустрою. Що ні в кого немає монополії на істину, незважаючи ні на які регалії. Радість від того, що ви відкриєте для себе останню таємницю Бога: він нічого ні від кого не ховав! Все прямо перед вами. 11 І. Місюченко Остання таємниця Бога Вступ Якщо ми подивимося, які теорії справді воліли через їхню простоту, то знайдемо, що вирішальною підставою для визнання тієї чи іншої теорії було не економічне і не естетичне, а скоріше те, що часто називалося динамічним. Це означає, що воліла та теорія, яка робила науку більш динамічною, тобто більш придатною для експансії в область невідомого. Це можна усвідомити за допомогою прикладу, до якого ми часто зверталися у цій книзі: боротьба між коперниківською та птолемеївською системами. У період між Коперником і Ньютоном багато підстав приводилося на користь як однієї, так і іншої системи. Врешті-решт Ньютон висунув теорію руху, яка блискуче пояснювала всі рухи небесних тіл (наприклад, комет), тоді як Коперник, так само як і Птолемей, пояснював лише рухи в нашій планетній системі... Проте закони Ньютона ґрунтувалися на узагальненні коперниківської теорії, і ми навряд чи можемо уявити, як вони могли б бути сформульовані, якби він виходив із птолемеївської системи. У цьому, як і в багатьох інших відносинах, теорія Коперника була «динамічнішою», тобто мала більше евристичного значення. Можна сказати, що теорія Коперника була математично «простішою» і динамічнішою, ніж теорія Птолемея Філіп Франк Філософія науки § В1. Методологічні основи та класична фізика. Як ми це робимо Спочатку було, як відомо, слово. І слово було – річ. Ми маємо на увазі не конкретний матеріальний предмет, а науку фізики. Тобто все те, чим займається фізика як наука. Спробуйте сформулювати самі чи спробуйте згадати, чого вас навчали з цього питання. Складно виходить? Заплутано? Чи перекривається з предметами інших наук? Все правильно. У цьому питанні досі немає жодної одностайності вчених, ні якогось іншого способу домовитися. А тоді простіше питання – який предмет науки математики? Подумайте хвилинку. Подумали? Теж не дуже чітко і ясно. А тим часом справа дуже проста і конкретно. Проведемо подумки жорстокий і прямий експеримент: візьмемо уявного математика і відокремимо його голову від тіла і помістимо на кшталт голови професора Доуеля у темну звуконепроникну кімнату. Якщо він зможе продовжувати займатися математикою - нехай блимне. Ага, блимнув! Отже предмет його науки знаходиться там же, де і носій прямо в голові. Отже предметом науки математики є частина мислення математика. Тобто математика – це одна з наук про людське мислення. Число чи рівняння не існують ніде у Всесвіті, окрім як у головах людей. Будь ласка, позначте цей факт. Згодом він допоможе нам розібратися у багатьох заплутаних речах та дивних парадоксах. Можемо те саме, що ми зробили з математиком, зробити і з фізиком. Ні, не блимає фізик. Чому здогадалися? Жодної можливості робити досліди. І навіть гірше за те – ніяких зовнішніх відчуттів. Навіть просто спостерігати нема за чим, у темній кімнаті нічого не відбувається. Отже – предметом фізики є дії та відчуття фізика. Ось ми й підійшли до другого слова – методу. Фізику мало міркувань, йому потрібні чуттєві дані, щоб хоча б проводити спостереження. Систематичні спостереження у фізиці називаються наглядовим експериментом і зазвичай стоять на початку розвитку будь-якого розділу фізичних знань. Але спостереження лише перший етап, за ними обов'язково йдуть спроби щось активно змінити, втрутитися у хід природних процесів та проаналізувати результат. Це називається активним експериментом чи просто експериментом. Але вчений тим і відрізняється від дієвого нероби, що він не просто впливає на навколишнє та отримує нові відчуття. Він аналізує та систематизує як дії, так і відчуття, виявляючи зв'язки між ними. Таким чином, методом фізики є експеримент та аналіз. Аналіз спонукає до 12 І. Місюченка Остання таємниця Бога постановці нових експериментів, і ті, у свою чергу, дають їжу новому витку аналізу. Найважливішим результатом цього є так звана фізична картина світу. Оскільки світ таки надто складний для однієї науки, то фізика зазвичай обмежує себе у спрямованості своїх досліджень і не займається, наприклад, питаннями розвитку живої матерії чи соціальними процесами. Хоча взаємопроникнення можливі, інколи ж і плідні. Отже, предмет фізики – відчуття фізика, а методи – експеримент та аналіз. Неважко побачити, що вже однорічна дитина «займається» фізикою. Від вченого він відрізняється тим, що його фізична картина дуже фрагментарна та обмежена. У міру дорослішання дитина приходить до ідеї існування зовнішнього світу. Це означає, що він відокремлює себе, як спостерігача та експериментатора, від решти. І приймає фундаментальну ідею про те, що його відчуття пов'язані не лише з його власними внутрішніми процесами, а й із чимось зовні. Ось цю «зовні» прийнято називати світобудовою. У фізиці прийнято цікавитися не всією світобудовою, а лише тією його частиною, що називається матерією. Це не такий складний хід, як розписують філософи. Насправді, виділення ідеї матерії відбувається досить рано. Вже в ранньому дитинстві майбутній фізик здогадується, що слова, ідеї та емоції, скажімо, розсердженого батька – це одне, а шкідливі властивості його ременя – щось інше. Таким чином, фізика цікавиться матеріальним світом як тією сутністю, що стоїть за його відчуттями та породжує їх. Ми хочемо сказати, що предметом фізики насправді є саме відчуття, але залучення ідеї зовнішнього по відношенню до людини матеріального світу зміщує погляд фізика з відчуттів на причини, що їх породжують. Згодом ми часто апелюватимемо безпосередньо до відчуттів читача. Саме відчуття роблять будь-яку творчість, у тому числі й фізичну, незабутньою насолодою. У міру накопичення дослідного матеріалу у дослідника виникають узагальнення. Насамперед виникає поняття явища. У філософії під явищем часто розуміють зовнішні вирази якогось предмета, вираз форми його існування. Нас більше влаштовує інше (теж поширене) визначення: явищем ми називаємо стійкі, відтворювані відносини між об'єктами, що виникають за певних умов. Потім слідує поняття причини. Причина (лат. causa), явище, що безпосередньо зумовлює, що породжує інше явище слідство. Безпосередньою причиною того чи іншого явища завжди є інше явище. Так, в механіці причиною зміни руху тіл служить вплив іншого тіла, що рухається. Природні причини завжди утворюють довгий (а можливо, і нескінченно довгий) ряд, так що відшукання першопричини є справою, як мінімум, вкрай складною. Однак ще складніше і незручно описувати тисячі явищ мільйонами причин, погодьтеся. Тому спроба розкласифікувати приватні (або, як заведено говорити в науці, «підлеглі») причини і звести їх до обмеженого набору якихось «фундаментальних» причин була ще Аристотелем і Платоном. Фізична неспостереження причин створює першу методологічну проблему - ми не можемо до нескінченності проводити досліди, відшукуючи першопричину по ланцюжку, а значить, повинні її отримати іншим шляхом. За історію науки таких шляхів знайшлося лише два, як здається: сформулювати фундаментальну причину шляхом індукції, тобто. узагальнення обмеженої кількості фактів. Індукція відбувається не аби як, а за допомогою логіки. Логіка - це наука у тому, як людина робить висновки у процесі мислення. Виокремлення логіки дозволило уніфікувати деякі способи роздумів настільки, що отримані при такому «упорядкованому» мисленні результати мають загальнолюдську цінність і можуть бути незалежно перевірені будь-якою людиною (або навіть комп'ютером). Тобто причини, вичленовані у вигляді індукції, підлягають перевірці логікою. Другий шлях пошуку причин - тим чи іншим способом призначити причину, ввівши в науковий побут аксіому. Призначення 13 І. Місюченка Остання таємниця Бога причин була б абсолютно безглуздою грою, якби людина не мала, окрім логіки, ще й інтуїції. Саме інтуїція дозволяє вченим іноді успішно вводити той чи інший аксіоматичний апарат, здавалося б, ніяк не пов'язаний з досвідом і раціональним мисленням. Оскільки введення аксіом є актом довільним, а самі аксіоми безпосередньої перевірки не підлягають, то введення їх є справа небезпечна і ризикована і як будь-яка ризикована справа обкладена різними обмеженнями, традиціями та вказівками. Так, широко відомий принцип Оккама, який проголошує, що в жодному разі не можна вводити в науку нових аксіом (і взагалі нових сутностей) доти, доки повністю і зовсім не вичерпані можливості раніше введених. Аксіоми, що вводяться, не повинні суперечити вже прийнятим раніше, вони повинні узгоджуватися з відомими науці фактами. Ми дотримуємося ще більш екстремістського підходу – не тільки не введи нових сутностей, але по можливості виведи якомога більше старих, якщо вони не є абсолютно необхідними. Вся справа в тому, що за час Ньютона час принцип Оккама занадто часто порушувався. Це призвело до такої гнітючою плутанини сутностей у фізиці, що те саме явище, описане мовою сусідніх розділів, стає невпізнанним. Вкрай багато шкоди науковим методам, особливо у фізиці, з погляду, завдала безконтрольна математизація науки. Пам'ятаєте? "У будь-якій науці стільки істини, скільки в ній математики" (Іммануїл Кант). Вона призвела до того, що можливість розрахувати, обчислити почала цінуватися вище можливості пояснити. І всі благополучно забули, що ще близько ста років після появи (і навіть визнання) геліоцентричної системи світу астрономічні обчислення все ще велися за таблицями Птолемея. Тому що вони були точнішими! Точність розрахунків, можливо, говорить лише про якість припасування моделей до результатів спостережень, і не більше того. Хіба це наука? Ми не проти математики взагалі та математики в науці зокрема. Ми проти заміни наук математикою. У сучасній науці проголошено ще й так званий «принцип спадкоємності», який каже, що нові фізичні теорії повинні містити в собі старі як граничний випадок. Помилуйте, та з чого це? Хіба геліоцентрична система світу Коперника включає граничний випадок геоцентричної системи Птолемея?! Хіба молекулярно-кінетична теорія включає як граничний випадок теорію теплорода?! Ні, ясна річ. То навіщо тоді зводити наступність теорій, явище начебто необов'язкове історія науки, в ранг методологічного принципу?! А це легко пояснити. Самі посудіть, якщо якась нова теорія містить у собі стару як граничний випадок, то якою б маячною не була ця нова теорія за змістом, нею можна буде користуватися при розрахунках! А якщо теорія дає правильний результат, то вона має право на життя. Розумієте? Автоматично, з побудови! Ну а якщо вона іноді дасть якийсь результат і за межами старої теорії, ну тут вже все, чи не абсолютна істина відкрилася! Завдяки такому прийому побудови теорій виникає порочне коло: нова теорія в передбачуваному сенсі ніколи не гірша за стару. А буде потрібно включити нове коло явищ, то завжди можна додати пару нелінійних членів до рівнянь. Хай простить нас читач, але це шарлатанство, а не наука! Якщо вже говорити про критерії для теорій, то ми впевнені, що хороша теорія - це та, яка успішно розвивається тривалий час. Та, яка здатна вбирати в себе нові факти та явища, не жертвуючи основними принципами побудови та своєю структурою. А для того, щоб застосувати цей критерій, треба намагатися розвинути теорію, що тестується. Тобто щоб критерій спрацював, потрібно попрацювати. Такого погляду дотримуються сьогодні вже багато дослідників . Отже, ми у своїй методології намагаємося дотримуватись класичних принципів і відмовляємось від бездумної «математизації». 14 І. Місюченко Остання таємниця Бога шкідливого принципу спадкоємності, саме як від принципу. Якщо наступність виникає сама по собі, на здоров'я. А насаджувати її спеціально ми не станемо. Ми максимально посилюємо принцип економії сутностей Оккама. Крім того, ми вважаємо, що опора на здоровий глузд не тільки не заборонена, а й фактично має бути обов'язковою. § В 2. Метафізичні основи. У що нам доводиться вірити Багаторазово встановлено дослідниками історії науки, що за всякою фізикою стоїть та чи інша метафізика. Метафізика є система дуже загальних, скоріш філософських, ніж конкретно-фізичних уявлень про світ. Метафізика не має прямого зв'язку з досвідом і не може бути безпосередньо підтверджена або спростована досвідченим шляхом. Очевидно, метафізика є невід'ємною частиною будь-якої фізичної картини світу, хоч би якої думки з цього питання дотримувалися самі автори картини. Метафізичні поняття мають ряд атрибутів, які роблять їх добре впізнаваними. По-перше, метафізичних елементів небагато. Насправді їх зазвичай не більше, ніж може утримати в полі уваги середня людина. Десяток – це вже забагато. По-друге, метафізичним поняттям властива деяка "розпливчастість", "нечіткість", "широта". По-третє, метафізичні елементи завжди мають певний попередник або аналог із галузі побутового досвіду людини. І не один. Візьмемо, наприклад, метафізичне поняття простору. Зрозуміло, що людина стикається з різними просторами – простором повсякденного проживання, простором географічним, простором якихось конкретних місць. У всіх цих просторах немає нічого метафізичного. Але «простір як такий» - це вже, безперечно, метафізика. Те саме можна сказати і про час. Ми розрізняємо час астрономічний, час внутрішній, суб'єктивний, математичний час. Але «час як такий» - це вже дуже високий рівеньабстракції. Або візьмемо рух. Немає числа різних рухів: від рухів душі до хімічних, механічних, молекулярних та електричних. "Рух як такий" теж метафізика. У класичній фізиці час, простір та рух – невід'ємні метафізичні категорії. Ввівши ще один метафізичний елемент, матеріальну точку можна побудувати вже практично всю класичну механіку. У фізичній літературі часто стверджується, що матеріальна точка - це найпростіша фізична модель тіла. Наважимося не погодитись. З тієї простої причини, що матеріальна точка має нескінченно малі розміри, тобто не займає простору. Щоразу, коли у визначенні звучить слово «нескінченний», ми впевнено можемо говорити про його метафізичність. Нескінченність (як нескінченна дещиця або нескінченна великість чогось, неважливо) є справжнісінька метафізика. Нескінченностей ми не спостерігаємо, ми ніколи не тримали її в руках і жодного разу не вважали. Ми нічого не можемо зробити з нескінченністю. Ми можемо її лише мислити. Хоча в неї, звичайно ж, є побутові аналоги та поняття-попередники. Кількість піщин, наприклад, у пустелі настільки велика за людськими мірками, що є непоганим наближенням до нескінченності. Моделью фізичного тіла (або скорочено тілом) ми назвали б швидше систему матеріальних тіл (кульок, «шматочків», «пісчинок»), що замінює в механіці реальне тіло. Ця модель вже не настільки метафізична і трохи реалістичніша. Є ще один важливий метафізичний елемент – ступеня волі. Метафізичний він тому, що безпосередньо відноситься до часу та простору. Наприклад, матеріальна точка у тривимірному просторі може змінювати своє становище у часі. Оскільки вона може рухатися вздовж будь-якого виміру або вздовж усіх відразу, то кажуть, що вона має в цій ситуації три ступені свободи. 15 І. Місюченко Остання таємниця Бога А ось на поверхні кулі вона мала б лише два ступені свободи. Хоча як і раніше, переміщалася б у всіх трьох координатах. Але, як би це сказати, "не цілком вільно". А ось система з двох (і більше) матеріальних точок мала б ще й обертальні ступені свободи. Ну, важко не відчути тут щось на кшталт «правил для ангелів на вістря голки». Ступінь свободи – приклад складного метафізичного поняття, яке саме оперує з фундаментальнішими поняттями. Крім метафізичних елементів, які ми перерахували вище, будь-яка жива фізична теорія містить ще абстракції. Абстракція є абсолютизація, доведення до межі якогось одного знайомого з досвіду якості матеріальних об'єктів. Наприклад, абсолютно тверде тіло. Це уявний, теж частково метафізичний об'єкт, механічна твердість якого доведена до абсолюту. До можливого максимуму. Тверше не буває. Або, наприклад, «абсолютно пружна взаємодія». Це така взаємодія, при якій тіла поводяться як абсолютно пружні, тобто деформуються, але без найменших втрат енергії. Метафізичний каркас теорії настільки важливий, що найчастіше навіть найменші зміни у трактуванні чи використанні елементів здатні повністю змінити її вигляд. Заміна двох категорій «час» і «простір» однією «простір-час», наприклад, призводить до фантастичним змін у механіці. Це, безперечно, факт. Інша річ, наскільки виправдана така дія і в чому її метафізичний зміст? Адже всі ми багато переміщуємось у просторі. І що далі розвивається цивілізація, то більше й частіше ми переміщуємося. Переміщення займають час, звичайно. А час може бути використаний для переміщень. В результаті у повсякденному досвіді формується інтуїтивний зв'язок між часом та простором. П'ять хвилин до метро. Прислухайтесь! Чи не п'ятсот метрів, а п'ять хвилин! Ми так почали говорити. І ми так думали. Тому й удалося А. Ейнштейну замінити звичні раніше простір і час на нову метафізичну сутність простір-час. У XVII столітті його просто ніхто не слухав би. Ідея не знайшла б жодного відгуку в умах. А у XX-му вже у багатьох знайшла. Чи є ця нова категорія кращою за старі? Малоймовірно. Хоча б тому, що при поєднанні простору та часу використовується ще й третя категорія – рух. А властивості Ейнштейнівського простору-часу багато в чому визначаються саме особливостями руху світла, який навіщось без явної необхідності абсолютизовано. Якщо завтра люди відкриють якийсь швидший рух, то доведеться переробляти всю категорію. Не дивно, що саме в обох теорій відносності і досі так багато противників, навіть серед ортодоксальних вчених. Хиткість самої базової метафізичної категорії – справжня причина незадоволеності. Таким чином, метафізичний зміст Ейнштейнівської спеціальної теорії відносності – це обмеження, апріорно накладені на старі метафізичні категорії часу, простору та руху. Думаю, читач і сам усвідомлює, що будь-які апріорні обмеження – справа вкрай ризикована. Щоразу, коли люди проголошували, наприклад, що недосяжна та чи інша швидкість, то незабаром вона була досягнута та подолана. А творці подібних обмежень бували, відповідно, осоромлені та змушені викручуватися. То яким же метафізичним каркасом ми самі збираємося користуватися? Зрозуміло, ми прийняли за основу старі, добрі категорії часу, простору та руху. Поняття заряду також використовується нами у метафізичному значенні. Це поняття використовується і в сучасній фізиці, і теж як метафізичне, оскільки немає жодних пояснень, що ж таке «заряд як такий». Щоправда, наше розуміння заряду дозволяє зрозуміти пристрій про елементарних зарядів. Ми відмовилися від категорії «матеріальної точки» (так само як і від «точкового заряду»), замінюючи її там, де не обійтися без дроблення на нескінченно малі величини просто математичною категорією нескінченно малого. Для нас дроблення на нескінченно малі 16 І. Місюченко Остання таємниця Бога – лише допоміжний аналітичний прийом, а не базовий принцип. Різниця в тому, що матеріальна точка, будучи нескінченно малою (не займаючи простору), у класичній фізиці могла мати кінцеву масу чи заряд. В нас ви такого не зустрінете. Наші нескінченно малі елементи мають нескінченно малі та інші характеристики. Крім того, ми запровадили (скоріше повернули, змістовно переосмисливши) категорію ефіру, часто називаючи його вакуумом, світовим середовищем чи пленумом. Робимо ми це тому, що всі ці слова в різні часи були значною мірою дискредитовані, а нового, більш вдалого терміну ми просто не змогли знайти. Ефір є старою категорією, тож принцип Оккама не порушений. Ефір і досі існує у фізиці під назвою, наприклад, «фізичний вакуум», «море Дірака» тощо. Але оскільки формулювання та зміст цієї категорії нами суттєво переосмислені, то потрібні детальніші пояснення. Отже, ми вважаємо, що весь Всесвіт на всіх масштабах розгляду заповнений специфічним середовищем, ефіром, пленумом. Ми гадки не маємо, яка мікроскопічна структура цього середовища. І визнаємо, що у нас недостатньо ні апріорної інформації, ні технічних засобів для з'ясування цього питання. На знак визнання цього факту ми відмовляємося нав'язувати ефіру будь-який внутрішній мікроскопічний пристрій. Ми не приписуємо йому жодного агрегатного стану, на зразок газоподібного, рідкого чи кристалічного. Відмовляємося фантазувати на тему його масової щільності, пружності, в'язкості та інших механічних характеристик. Все, що дозволяємо ефіру робити – це бути діелектриком і рухатися. Тобто визначуваний нами ефір має пряме відношення до категорій заряду та руху. Легко бачити, що такий певний ефір є ефіром електричним, а не тим механічним ефіром, незліченні теорії якого із завидною регулярністю народжуються і помирають уже сотні років, досягаючи майже містичного ступеня розвитку, наприклад, у Ацюковського. Відповідно до вищесказаного, в нашій метафізиці це середовище в собі містить два пов'язані континууми: континуум позитивних зарядів і континуум негативних зарядів. Так улаштований будь-який діелектрик на макроскопічному рівні розгляду. Все середовище в цілому, як і кожен з її континуумів, має здатність до руху. Ефір «в собі», не обурений, швидше за все, взагалі невиявлений. Тобто недоступний спостереженню. Саме в цьому сенсі ефір як такий є метафізична категорія. Однак цей метафізичний «ефір у собі» ніде у Всесвіті не реалізується, бо в кожній точці Всесвіту він хоч малою мірою, але обурений. Обурення ефіру - це, власне, локальне зміна однієї й іншої зарядового континууму. У цьому мають виникати локальні зміни «щільності» зарядових континуумів. Це можна уявити як дві складені разом прозорі кольорові плівки: жовту і синю. Спостерігачеві вони здадуться суцільною зеленою плівкою. Якщо щільність жовтої або синьої плівок десь зміниться, спостерігач зафіксує зміну кольору системи. А якщо щільність жовтої та синьої змінювати однаковою мірою, то спостерігач побачить не зміну кольору (він залишиться зеленим), а зміну його насиченості, щільності. Ми поки що можемо уявити лише два роду зміни локальної щільності континуумів – узгоджені і неузгоджені. У першому випадку узгоджено змінюється «зарядова щільність» обох континуумів, тому зберігається локальна електронейтральність ефіру. Відбувається лише зміна зарядової щільності (кожного континууму) в одній області, щодо його щільності в інших областях. У другому випадку електронейтральність локально порушується. Відбувається локальне усунення одного континууму щодо іншого. Виникає розподіл зарядів. Такий «розподіл» зарядових континуумів сприймається спостерігачем як електричне поле. Зауважимо, що якщо «чистий ефір» не має атрибута руху, оскільки немає нічого, за що можна було б зачепитися, визначаючи рух, то «реальний ефір», ефір 17 І. Місюченко Остання таємниця Бога обурена, вже має рух. Саме в цьому сенсі ми говоримо, що ефір як такий нерухомий, а його обурення рухаються. Ось, власне, і все. Всесвіт у такому разі є рухомими у просторі обурення ефіру. Аналізуючи введений нами електричний ефір, ми дійшли висновку, що обурений стан такого ефіру саме собою породжує простір і час. Справді, незбурений ефір не тільки нерухомий, але його області нічим не відрізняються один від одного. Відповідно, немає ніякого способу відрізнити праве від лівого, верх від низу тощо. Але якщо ми внесли до нього обурення, то така можливість негайно з'являється. І відразу з'являється можливість розмірковувати про рухи одних обурень щодо інших. Регулярні рухи збурень ефіру дозволяють говорити про час та налагодити способи його виміру. Таким чином, рухаючись від понять час, простір, заряд і рух, ми дійшли такого розуміння ефіру, яке саме здатне породжувати поняття заряду, часу, простору та руху. Уважний читач міг помітити, що ми ніде у метафізиці не використовували поняття «матерії». Це було зроблено свідомо, тому що щойно введений ефір повністю покриває у філософському, метафізичному сенсі все, що називається зазвичай матерією, включаючи поняття поле та речовина. Крім того, він показує можливість існування ще однієї дивної субстанції, яку важко було б назвати матерією в звичному розумінні слова. Йдеться про те, що узгоджені зміни зарядової щільності пов'язаних зарядових континуумів утворюють і не поле, і не речовина, а щось важке, але, можливо, реально існуюче: флуктуації діелектричної проникності ефіру. Оскільки флуктуації такого роду не є електричним полем, то, як буде показано в розділі 5, вони не мають інертності. Тобто можуть рухатися з будь-якими прискореннями та швидкостями. Якщо речовина, як ми покажемо далі, це поле, рух і поля, і речовини обмежена швидкістю світла (і пояснимо, чому саме). Тоді взаємодії, що здійснюються за допомогою рухів поля, повинні підкорятися принципу близькодії. Тобто передаватися послідовно від точки до точки з певною швидкістю. Для флуктуацій проникності такого обмеження, мабуть, немає. Флуктуації проникності не несуть енергії, немає маси, отже, можуть, по крайнього заходу теоретично, бути основою принципу дальнодействия. Таким чином, у нашій метафізиці обидва непримиренні стародавні принципи мирно співіснують, що досі викликає подив у нас самих. Деякі сучасні дослідники час від часу приходять до більш ясного розуміння окремих питань, наприклад, усвідомлюють, що між речовиною та полем немає ніякого природного кордону, і на цій підставі зводять усю різноманітність матерії до поля. Сама собою здорова думка, що веде до скорочення сутностей. Проте перегляду вимагають не просто окремі частини фізичної картини світу, а вся вона загалом, як ми вже зазначали. Такий перегляд вимагає величезної внутрішньої роботи, і, зазвичай, дослідникам бракує часу, сил, рішучості, зрештою. У результаті виникає досить дивна картина: явне просвітлення розуму автора в окремих питаннях ретельно поєднується з яким-небудь квантово-механічним мракобісся, і пекельна суміш, що вийшла, подається приголомшеному читачеві. Але це вже є позитивний процес, що дозволяє говорити про те, що фізика готується вийти з застою. Надалі, у міру викладу, читач зможе на конкретних прикладах відчути сенс, який ми вкладаємо в ті чи інші метафізичні категорії, як і ті методологічні прийоми і принципи, якими користуємося. Сенс абстрактних понять остаточно розкривається лише через практику застосування. "Зрозуміти" їх багато в чому означає: звикнути і навчитися користуватися. Література 18 І. Місюченко Остання таємниця Бога 1. П.А.Жилін. Реальність та механіка. Праці XXIII школи-семінару. Аналіз та синтез нелінійних механічних коливальних систем. Інститут проблем машинознавства. Санкт-Петербург, 1996. 2. В. Захаров. Тяжіння від Аристотеля до Ейнштейна. Біном. Серія "Лабораторія знань". М.: 2003. 3. Т.І.Трофімова. Курс фізики 9-те видання. - М.: Видавничий центр «Академія», 2004. 4. Голін Г.М. Хрестоматія з історії фізики. Класична фізика. Мн.: Вище. школа, 1979. 5. Ацюковський В. Загальна ефіродинаміка. М.: Вища школа, 2003. 6. Репченко О.М. Польова фізика чи як влаштований світ? http://www.fieldphysics.ru/ 7. В.І. Ганкін, Ю.В. Ганкін. Як утворюється хімічний зв'язок та як протікають хімічні реакції. ІТХ. Інститут теоретичної хімії. Бостон. 1998 19 І. Місюченко Остання таємниця Бога Глава 1. Механічне рух і пленум Картину світу можна створити лише один раз. І це вже зробив І. Ньютон. Ж. Л. Лагранж § 1.1. Основи механіки Ньютона та рух. Тіло. Сила. Маса. Енергія У цьому параграфі ми збираємося нагадати читачеві базис класичної механіки Галілея-Ньютона і вказати на деякі моменти, над якими варто було б задуматися. Тут і далі ми використовуватимемо систему одиниць СІ. У тих випадках, коли нам знадобиться, наприклад, порівняти наші висновки з висновками попередників, які працювали в інших системах одиниць, ми це відзначатимемо особливо. Формулювання основних понять класичної механіки наводиться в основному. Значною мірою сказане вище відноситься і до інших розділів цієї книги. Отже, «механіка - частина фізики, яка вивчає закономірності механічного руху та причини, що викликають цей рух. Механічне рух – це зміна з часом взаємного розташуваннятіл або їх частин». Тут не вказується, що слід розуміти під поняттям «тіло», певне, визначення спирається інтуїтивне уявлення читача. Це саме собою нормально. Складнощі виникають тоді, коли ми намагаємося застосовувати визначення у не зовсім побутовій ситуації. Наприклад, ви перебуваєте серед товщі Світового океану. Навколо вас лише вода. Чи можемо вважати воду тілом? Нам відомо, що вода рухається щодо води: теплі та холодні течії, більш солоні та менш солоні води, прозорі та каламутні, всі ці «частини тіла» рухаються одні щодо інших. Отже, вода має вважатися тілом. Але як виділити ці частини? Кожен дослідник довільно проводить кордон між теплою та холодною водою наприклад. Значить, частини тіла є умовними! То може умовний і рух? Крім того, перебуваючи серед океану, нам складно говорити про рух океанської води як цілого, якщо ми не прив'язуємося до рельєфу дна, наприклад, або до зірок на небі. Бачачи лише воду і досліджуючи лише її, ми взагалі можемо встановити факт руху води як цілого. Проблеми виникають із нашим власним рухом. Якщо ви активно пливете, то факт руху начебто в наявності. Виникає безліч явищ, які говорять про те, що ви рухаєтеся у воді. А от якщо ви дрейфуєте всередині великої океанічної течії, на кшталт Гольфстріму? Жодних ознак руху. Але ж ми точно знаємо, що течія рухається і захоплює вас разом з нею! Саме в таку непросту ситуацію потрапляє штурман підводного човна, який перебуває у тривалому автономному плаванні. І як він викручується? Зрозуміло, що можна спливти та зорієнтуватися за зірками. По берегових радіомаяків. По супутникам, зрештою. Але спливти означає порушити скритність. Тоді можна прозондувати рельєф сонаром дна і порівняти його з картами. Якщо дно не надто далеко. Але вмикати сонар також означає демаскувати човен. Та й рельєф дна може виявитися неінформативним. Рівний пісок нічого не скаже про місцезнаходження підводного судна. Насправді орієнтування човна здійснюється з допомогою геофізичних полів, що фактично використовуються як тіла. Штурман використовує показання компаса (магнітне поле Землі), гравітометра (гравітаційне поле Землі) та лага (відносна швидкість човна). Разом з магнітним компасом часто використовується гірокомпас, заснований на роботі гіроскопа. Штурман визначає місце розташування човна, обчислюючи його з показань приладів та передісторії руху судна. На якийсь час це допомагає. Але за такого методу помилка обчислень 20 І. Місюченко Остання таємниця Бога поступово наростає і, зрештою, стає неприйнятною. Доводиться застосовувати додаткові способи прив'язки. Всі вони пов'язані з опорою на об'єкти («тіла»), що знаходяться поза океаном і відрізняються від нього. Ми сподіваємося, що ви вже вловили: поняття «тіло» добре працює тільки, коли тіл кілька, і між ними можна провести точні межі. Щоб спростити і уточнити роботу зі складним і неуніверсальним терміном «тіло», у фізиці вводиться матеріальна точка – тіло, що має масу, розмірами якого в даній задачі можна знехтувати (вважати їх нескінченно малими). Це модель, і як кожна модель вона має межі застосування. Про це слід пам'ятати. p align="justify"> У матеріальної точки вже немає частин, як випливає з визначення, тому вона може рухатися тільки як ціле. У механіці вважається, що кожне реальне тіло можна розбити подумки на безліч дрібних частин, кожну з яких вважати матеріальною точкою. Тобто будь-яке тіло можна як систему матеріальних точок. Якщо при взаємодії тіл матеріальні точкисистеми, що представляє одне з тіл, змінюють взаємне становище, таке явище називається деформацією. Абсолютно твердим називають тіло, яке за жодних умов не може деформуватися. Зрозуміло, це теж абстракція і застосовується далеко не завжди. Будь-який рух матеріального тіла можна як комбінацію поступального і обертального рухів. При поступальному русі будь-яка пряма, що з тілом, залишається паралельної своєму початковому положенню. При обертальному русі всі точки тіла рухаються по колам, центри яких лежать однією прямої, званої віссю обертання. Рух тіл відбувається у просторі та часі, тому описом руху тіла є інформація про те, в яких місцях простору у певні моменти часу знаходилися точки тіла. Прийнято визначати положення матеріальних точок щодо деякого тіла, що довільно обирається, іменованого тілом відліку. З ним пов'язується система відліку – сукупність системи координат та годинника. Найчастіше у фізичній літературі під системою відліку мають на увазі сукупність системи координат, годинника і тіла відліку. Система відліку містить як реальні фізичні об'єкти (наприклад, тіло відліку), і математичні ідеї (система координат). Крім того, вона містить складну технічну систему - Годинник. Запам'ятаємо цю комплексну, що залежить як від фізичної реальності, так і від розвитку техніки і мислення, природу систем відліку. Далі ми всюди будемо використовувати Декартову систему координат, крім тих випадків, які обговорюватимемо особливо. У Декартовій системі використовується поняття радіус-вектора r. Це вектор, проведений із початку координат (тіла відліку) до поточного стану матеріальної точки. Розділ механіки, що вивчає закономірності руху як такого (поза зв'язком з конкретними фізичними особливостями тіла, що рухається) називається кінематикою. До кінематики у нас немає істотних претензій, так що ми поки що просто нагадаємо те, що потім нерідко використовуватимемо. По суті, кінематика досі має невичерпаний потенціал і могла б вирішити низку проблем, які традиційно пов'язують з електродинамікою, спеціальною (СТО) та загальною (ОТО) теоріями відносності, як ми покажемо надалі. У кінематиці рух матеріальної точки у вибраній системі координат описується трьома скалярними рівняннями: (1.1) x = x (t), y = y (t), z = z (t). Ця система скалярних рівнянь еквівалентна векторному рівнянню: r r (1.2) r = r (t). 21 І. Місюченко Остання таємниця Бога Рівняння (1.1) та (1.2) називаються кінематичними рівняннями руху матеріальної точки. Як ми розуміємо, рівняння – це практично чистої води математика. У фізиці прийнято за кожною формулою чи рівнянням бачити фізичне значення. Фізичний зміст кінематичних рівнянь у цьому, що вони описують зміну становища матеріальної точки (а чи не математичної точки!) у просторі згодом. Число незалежних величин, що повністю визначають положення тіла в просторі, називається числом ступенів свободи. Виключаючи змінну часу t із рівнянь (1.1) і (1.2), отримаємо рівняння, що описує траєкторію матеріальної точки. Траєкторія - уявна лінія, що описується точкою, що рухається в просторі. Залежно від форми траєкторія може бути прямолінійною та криволінійною. Зазначимо, що траєкторія – поняття скоріше математичне, ніж фізичне. Воно відбиває властивість інерційності людського сприйняття, наявність «зорової пам'яті». Довжина ділянки траєкторії між двома послідовними положеннями тіла називається довжиною шляху і позначається Δs. Довжина шляху є скалярною функцією rrrr інтервалу часу. Вектор Δr = r1 − r2 , проведений з початкового положення точки, що рухається, в положення її в даний момент часу (прирощення радіус-вектора точки за розглянутий інтервал часу), називається переміщенням. При прямолінійному русі модуль вектора переміщення збігається з довжиною шляху будь-який інтервал часу. Це співвідношення можна використовувати як індикатор прямолінійності руху. Для характеристики руху матеріальної точки вводиться векторна величина – швидкість, що визначає швидкість руху та її напрямок. Вектор середньої r r швидкості< v >називається відношення збільшення радіус-вектора< Δr >до проміжку часу Δt , за який це збільшення сталося: r r< Δr > (1.3) < v >=. Δt При необмеженому зменшенні інтервалу Δt середня швидкість граничного значення, яке називається миттєвою швидкістю: прагне r s r (1.4)< v >= lim< Δr >= dr. Δt → 0 dt Δt Можна показати, що модуль миттєвої швидкості дорівнює першій похідній шляху за часом: r Δs ds . (1.5) v = v = lim = Δt →0 Δt dt При нерівномірному русі модуль миттєвої швидкості з часом змінюється. У такому разі користуються скалярною величиною< v >середньою швидкістю нерівномірного руху: (1.6) v = Δs. Δt Довжина шляху, пройденого точкою за інтервал часу, загалом визначається інтегралом: 22 І. Місюченко (1.7) s = Остання таємниця Бога t + Δt ∫ vdt . t У разі рівномірного руху швидкість не залежить від часу, отже шлях: t + Δt (1.8) s = v ∫ dt = vΔt . t У разі нерівномірного руху важливо знати, як швидко змінюється швидкість з часом. Фізичною величиною, що характеризує швидкість зміни швидкості за модулем і напрямом, називається прискорення. Повне прискорення тіла є похідною швидкістю за часом і є сумою тангенціальної та нормальної складових: r r dv r r (1.9) a = = aT + a n . dt Тангенційна складова прискорення характеризує швидкість зміни модуля швидкості та спрямована по дотичній до траєкторії, а нормальна складова – швидкість зміни напрямку швидкості та спрямована по головній нормалі до центру кривизни траєкторії. Тангенціальна aT та нормальна a n складові взаємно перпендикулярні. Вони визначаються виразами: (1.10) aT = dv, dt (1.11) an = v2. r Для рівноперемінного руху швидкість залежить від часу як: (1.12) v = v0 + at. У цьому випадку шлях, пройдений точкою за час t становить: t t 2 (1.13) s = ∫ vdt = ∫ (v0 + at) dt = v 0 t + at . 2 0 0 При обертальний рухвикористовується низка специфічних понять. Кутом повороту Δϕ твердого тіланазивається кут між двома радіус-векторами (до і після повороту), проведеними з точки на осі обертання до певної матеріальної точки. r Ці кути прийнято зображати векторами. Модуль вектора повороту Δϕ дорівнює куту повороту, яке напрям збігається з напрямом поступального руху вістря гвинта, головка якого обертається у напрямку руху точки по колу, тобто. підпорядковується правилу правого гвинта. Такі вектори, пов'язані з напрямом обертання, називаються псевдовекторами, або аксіальними векторами. Ці вектори не мають певної точки застосування. Вони можуть відкладатися від будь-якої точки на осі 23 І. Місюченка Остання таємниця Бога обертання. Кутовою швидкістю називається векторна величина, що визначається першою похідною кутового збільшення за часом: r dϕ (1.14) ω = . dt r Розмірність кутовий швидкості- Зворотні секунди, а величина вимірюється в радіанах в r r секунду. Вектор ω спрямований так само, як збільшення кута. Радіус-вектором R називається вектор, проведений від осі обертання до цієї точки, чисельно дорівнює відстані від осі до точки. Лінійна швидкістьматеріальна точка пов'язана з кутовою швидкістю як: (1.15) v = ωR . У векторному вигляді записують так: rr r (1.16) v = R . r Якщо ω не залежить від часу, то обертання є рівномірним і його можна охарактеризувати періодом обертання T – часом, за який точка здійснює один повний оберт: (1.17) T = 2π ω . Число повних оборотів в одиницю часу в цьому випадку називається частотою обертання: (1.18) f = 1 ω = T 2π звідки: (1.19) ω = 2πf . Кутовим прискореннямназивається векторна величина, що визначається першою похідною кутової швидкості за часом: r r dω (1.20) ε = . dt Він направлений вектору елементарного збільшення кутової швидкості. При прискореному r русі він сонаправлен вектору ω , а при уповільненому протиспрямований йому. Тангенційна складова прискорення: (1.21) aT = d(ωR) dω =R = Rε. dt dt Нормальна складова прискорення: 24 І. Місюченко (1.22) a n = Остання таємниця Бога v2 ω 2R2 = = ω2R . R R Зв'язок між лінійними та кутовими величинами задається співвідношеннями: (1.23) s = Rϕ , v = Rω , aT = Rε , a n = ω 2 R . Коли йдеться про особливості та причини руху матеріальних тіл, тобто. тіл, які мають масою, то відповідний розділ фізики називається динамікою і найчастіше вважається основним розділом механіки. В основі класичної динаміки лежать три закони Ньютона. Ці закони, як ми вже зазначали у Введенні, є узагальненням величезної кількості досвідчених даних. Тобто вони є феноменологічними. Це означає, що використовувані в них сутності є метафізичними, а математичне формулювання є результатом геніальної припущення та математичної «підгонки» коефіцієнтів. Таке становище є прямий наслідок використаного у класичній механіці методологічного підходу. Добре це чи погано? Нам здається, що це просто вимушені дії. Ньютон та його послідовники не мали достатніх знань, щоб розкрити справжні причини механічних явищ, і їм мимоволі довелося обмежитись феноменологічними законами та метафізичними формулюваннями. Рішення, безумовно, геніальне, оскільки дозволило всьому людству зробити грандіозний стрибок уперед. Навіть сучасна космонавтика цілком задовольняється законами Ньютона, адже минуло понад триста років! А з іншого боку, на триста років відкладено вивчення дійсних причин механічного руху. Парадокс! Перший закон Ньютона: всяка матеріальна точка (тіло) зберігає стан спокою чи рівномірного прямолінійного руху до того часу, поки вплив із боку інших тіл не змусить його змінити цей стан. Прагнення тіла зберігати стан спокою чи рівномірного прямолінійного руху називається інертністю. Тому перший закон ще називають законом інерції. Перший закон виконується не скрізь, лише у про інерційних системах отсчёта. Цей закон, власне, і затверджує існування таких систем. Щоб охарактеризувати міру інертності тіл, запроваджується особлива сутність – маса. Маса тіла є фізична величина , що є однією з основних характеристик матерії, що визначає її інерційні (інертна маса) та гравітаційні (гравітаційна маса) властивості. Абсолютно метафізична характеристика, яка не зводиться до будь-яких інших. Тут констатується безсилля дослідника розкрити причини інерції і, тим більше, гравітації. Щоб описувати впливи, згадані у першому законі, запроваджується поняття сили. Сила - це векторна величина, що є мірою механічної дії на тіло з боку інших тіл або полів, під дією яких тіла набувають прискорення або змінюють свої розміри (форму). З одного боку, сила добре асоціюється з м'язовим зусиллям, яке знайоме людині за відчуттями. А з іншого боку, вона вже абстрагована настільки, що змикається з метафізикою. Сили, згідно з першим законом, пов'язані з рухом. А саме є причиною зміни руху. Однак, як ми покажемо трохи пізніше, повна сума сил завжди дорівнює нулю, хоч би як рухалося тіло. Це і той випадок, коли метафізика поняття «сила» проривається крізь його чуттєву конкретику. Нагадаємо, що термін «сили» вперше було введено у рамках релігії. У Біблії сили – це сутності, які невідворотно виконують волю Божу. Другий закон Ньютона: відповідає питанням, як змінюється механічне рух матеріальної точки (тіла) під впливом докладених щодо нього сил. При одному 25 І. Місюченку Остання таємниця Бога і тому ж прикладеному зусиллі невеликий порожній візок, наприклад, і великий завантажений віз рухатимуться по-різному. Вони відрізняються масами та рухаються з різними прискореннями. Зрозуміти, що міра інерції та міра «тяжкості» тіла - це суть те саме, безумовно, було геніальною здогадкою. А з'ясувати, що саме прискорення і те, що відрізняє рух важких і легких тіл під впливом однієї й тієї ж сили (зусилля) – це узагальнення численних досвідчених даних. І теж частково здогад. Формулюється закон так: прискорення, придбане матеріальної точкою (тілом), що пропорційно викликає це прискорення силі, збігається з нею за напрямом і обернено пропорційно масі матеріальної точки (тіла). Цей закон записується як: r r F (1.24) a = . m або r r r r dv dp = . (1.25) F = ma = m dt dt r Де векторна величина dp називається імпульсом (кількістю руху) матеріальної точки. Імпульс – нова сутність, введена, здається, без потреби. Насправді, користь від цієї сутності з'являється тільки після того, як встановлюється закон збереження імпульсу. Цей закон дозволяє розраховувати деякі результати, не замислюючись про причинно-наслідкові зв'язки. Вираз (1.25), що використовує імпульс, називається ще й рівнянням руху матеріальної точки. Називається воно так тому, що шляхом дворазового інтегрування прискорення можна отримати координати тіла (матеріальної точки) за відомого початкового положення, сил і маси. Принцип незалежності сил свідчить, що й на тіло діють одночасно кілька сил, кожна з них повідомляє тілу прискорення відповідно до другого закону Ньютона, ніби інших сил був. Це знову ж таки емпіричний принцип, причина того, що він виконується, абсолютно незрозуміла в рамках механіки. Але він дозволяє сильно спрощувати вирішення завдань. Зокрема, з нього випливає, що сили та прискорення можна розкладати на складові так, як зручно досліднику. Наприклад, силу, що діє на тіло, що криволінійно нерівномірно рухається, можна розкласти на нормальну і тангенціальну складові: (1.26) FT = maT = m dv . dt (1.27) Fn = ma n = m v2 = mω 2 R . R Третій закон Ньютона свідчить: будь-яка дія матеріальних точок (тіл) одна на одну носить характер взаємодії; сили, з якими тіла діють один на одного, завжди рівні за модулем, протилежні за напрямом і діють вздовж прямої точки, що з'єднує ці точки. Прийнято записувати як: (1.28) F12 = − F21 . 26 І. Місюченко Остання таємниця Бога Де F12 сила, що діє з боку першої точки на другу, а F21 з боку другої точки на першу. Ці сили прикладені до різних тіл, завжди діють парами та є силами однієї природи. Цей закон є умоглядним, і висловлює скоріше віру у те, що немає дії без протидії, ніж конкретне знання. Наскільки нам відомо з літератури, Ньютон ніколи не перевіряв цей закон прямим експериментом. Але закон дозволяє перейти від парних взаємодій до взаємодій у системі тіл, розкладаючи їх у парні. Як і перші два закони, він справедливий лише в інерційних системах відліку. По суті, у системі двох і більше тіл повна сума сил (з урахуванням сил інерції) відповідно до цього закону дорівнює нулю. Таким чином, згідно з Ньютоном, неможливо змінити рух системи тіл як цілого зсередини самої цієї системи. Розширюючи систему до розмірів Всесвіту, ми дійдемо висновку, що рух Всесвіту як цілого неможливий. Отже, Всесвіт загалом нерухомий і, отже, вічний. Ну, справді, якщо немає руху, то немає і змін. А якщо немає жодних змін, то все залишиться таким, як є, назавжди. Саме такий Всесвіт був закладений у метафізику Ньютона. І саме такою її завжди зображатиме і фізика Ньютона. Сукупність матеріальних точок, що розглядається як єдине ціле, називається механічною системою. Сили взаємодії між матеріальними точками механічної системи називаються внутрішніми, відповідно сили взаємодії із зовнішніми тілами називаються зовнішніми. Система, яку не діють зовнішні сили, називається замкненою. У цьому випадку механічний імпульс системи n тел: (1.29) r n r dp d = ∑ (mi v i) = 0 , dt i = 1 dt тобто: n r r (1.30) p = ∑ mi vi = const . i =1 Останній вираз називається законом збереження імпульсу: імпульс замкнутої системи не змінюється з часом. Сучасна фізика вбачає збереження імпульсу й у мікрочастинок, вважаючи закон збереження імпульсу фундаментальним законом природи. Закон збереження імпульсу є наслідком певної якості простору – його однорідності. Однорідність простору, як пам'ятаєте, закладалася в метафізичний каркас механіки Ньютона. Таким чином, немає нічого дивного в тому, що ця однорідність виявилася у вигляді закону збереження імпульсу. Імпульс не настільки співвідноситься безпосередньо з чуттєвим досвідом, як сила, і тому є більшою мірою ідеєю, ніж фізичною характеристикою матерії. Центром мас (або центром інерції) системи матеріальних точок називається уявна точка C, положення якої характеризує розподіл маси цієї системи. Її радіус-вектор дорівнює: n (1.31) rC = r ∑m r i =1 n i i ∑m i =1 , i 27 І. Місюченко Остання таємниця Бога r де mi і ri відповідно маса та радіус-вектор i-ї матеріальноїточки; n – кількість матеріальних точок системи. Сума в знаменнику називається масою системи та позначається m. Швидкість руху центру мас: r dri mi ∑ dt i = 1 n n (1.32) vC = drC = dt n ∑m i =1 = r ∑m v i i i =1 m . i Тоді імпульс системи можна записати як: r r (1.33) pC = mvC, тобто. імпульс системи дорівнює добутку маси системи швидкість її центру мас. Звідси випливає, що центр мас замкнутої системи або рухається поступово і прямолінійно, або залишається нерухомим. А що буде, якщо маса, що входить у наведені вище рівняння, буде змінюватися в часі? За фактом це означає, що змінюється речовий склад системи. Тобто якісь матеріальні точки йдуть із системи чи приходять до системи. Таку систему вже не можна вважати замкненою. Тим не менш, і для таких систем порівняно легко встановити особливості руху. Ця ситуація реалізується, наприклад, у разі реактивного руху (ракети, реактивні літаки, УРС тощо). r Нехай u – швидкість витікання речовини (маси) із системи. Тоді збільшення імпульсу визначатиметься виразом: r r r (1.34) dp = mdv + udm . r r Якщо систему діє зовнішні сили, її імпульс змінюється згідно із законом dp = Fdt , r r r тому Fdt = mdv + u dm , чи: r r dv r dm (1.35) F = m . +u dt dt r Другий доданок у правій частині (1.35) називається реактивною силою Fр. Якщо швидкість руху маси, що відкидається, протилежна швидкості руху системи, то система прискорюється. Якщо навпаки, то сповільнюється. Таким чином, одержуємо рівняння руху тіла змінної маси: r r r (1.36) ma = F + F p . У той самий час, якщо ми розглядатимемо витікає із системи речовина, як уже належить систему, тоді слід врахувати його, обчислюючи імпульс і центр мас системи, і ми негайно побачимо, що у системі нічого не змінилося. Тобто в механіці встановлюється, що єдиний спосіб змінити рух системи, це змінити склад системи. По суті те саме стосується і будь-яких зовнішніх впливів. Якщо тіло, що впливає на систему, вважати частиною системи – то повна система продовжує рухатися за інерцією, а якщо не рахувати, то рух системи змінюється. Виходить, що здійсненність закону збереження імпульсу, наприклад, залежить від вибору, що вважати, а що не вважати, що входить до системи, що вивчається. Ми просимо 28 І. Місюченка Остання таємниця Бога запам'ятати це міркування. Як ми вже зазначали вище, імпульс є ідеєю і, як бачимо тепер, демонструє відповідну поведінку, опиняючись залежною від вибору дослідника. Швидкість, звичайно, теж ідея, рівно з тих же причин. Але швидкість, не співвіднесена з конкретним тілом, є ідея навіть не фізична, а суто математична. Окрім ідеї імпульсу, другою знаменитою ідеєю механіки є ідея енергії. Цитуємо за: «Енергія – універсальна міра різних форм руху та взаємодії. З різними формами руху матерії пов'язують різні форми енергії: механічну, теплову, електромагнітну, ядерну та ін. Надалі ми покажемо, що всі види енергії, що розглядаються у фізиці, зводяться до одного виду. Кожне тіло має певну кількість енергії. Передбачається, що у процесі взаємодії тіл відбувається обмін енергією. Щоб кількісно охарактеризувати процес обміну енергією, у механіці вводиться поняття роботи сили. Якщо тіло рухається прямолінійно та на нього діє постійна сила F , яка становить деякий кут α з напрямком переміщення, робота цієї сили дорівнює добутку проекції сили Fs на напрям переміщення (Fs = F cos α), помноженої на переміщення точки докладання сили: (1.37) A = Fs s = Fs cos α . Сила може змінюватися як за модулем, так і за напрямом, тому в загальному випадку формулою (1.37) не можна користуватися. Якщо, проте, розглянути мале переміщення, силу під час цього переміщення вважатимуться постійної, а рух точки прямолінійним. Для таких малих переміщень справедливий вираз (1.37). Щоб визначити повну роботуна ділянці шляху слід проінтегрувати всі елементарні роботи на елементарних ділянках шляху: 2 2 1 1 (1.38) A = ∫ Fs ds = ∫ Fds cos α . Одиниця роботи – джоуль. Джоуль є робота, що здійснюється силою в 1 [Н] на шляху 1 [м]. Робота може відбуватися з різною швидкістю. Щоб охарактеризувати швидкість виконання роботи, вводиться поняття потужності: r r rr dA Fdr (1.39) N = = Fv . dt dt Одиниця потужності – ват. 1 [Вт]=1 [Дж/с]. Кінетичною енергією T механічної системи називається енергія механічного руху цієї системи. Сила F , діючи на тіло масою m і розганяючи його до швидкості v , здійснює роботу з розгону тіла, збільшуючи його енергію. Використовуючи другий закон Ньютона та вираз роботи (1.38), можемо записати: v 2 (1.40) A = T = ∫ mvdv = mv . 2 0 Бачимо, що кінетична енергія залежить тільки від маси та швидкості тіла і не залежить від того, яким шляхом тіло набуло цієї швидкості. Оскільки швидкість залежить від вибору системи відліку, то кінетична енергія залежить від вибору системи відліку. Тобто – 29 І. Місюченко Остання таємниця Бога поводиться як ідея. Кінетична енергія системи тіл дорівнює простій арифметичній сумі кінетичних енергій її тіл (матеріальних точок). Потенційна енергія U – механічна енергія системи тіл, яка визначається характером взаємного розташування та сил взаємодії між ними. Насправді, потенційна енергія може бути виражена через кінетичну енергію матеріальних точок (тіл) системи, яку вони придбають, якщо дозволити їм вільно рухатися під дією вищезгаданих сил взаємодії. Повною енергією системи у механіці прийнято називати суму її кінетичної та потенційної енергій: (1.41) E = T + U . Для енергії також має місце закон збереження: у системі тіл, між якими діють лише консервативні сили (тобто такі сили, які не збільшують теплову енергію тіл), повна механічна енергія не змінюється з часом (зберігається). Закон збереження механічної енергії пов'язаний із властивістю такої метафізичної сутності, як час. А саме з його однорідністю. Однорідність часу виявляється в тому, що все фізичні закониінваріантні (не змінюють свій вигляд) щодо вибору початку відліку часу. Однорідність часу також була закладена Ньютоном в основи механіки. Крім зримого, макроскопічного руху тіл, існують ще рухи незримі, мікроскопічні. Рух молекул та атомів – структурних одиницьречовини. Такі незримі рухи прийнято характеризувати деякою середньою за обсягом енергією, що називається тепловою. Теплова енергія є міра кінетичної енергії мікроскопічного руху структурних одиниць речовини. Оскільки рух великого ансамблю частинок завжди вважається тією чи іншою мірою хаотичним, теплова енергія вважається особливим видом енергії (і спеціально вивчається в рамках окремої дисципліни – термодинаміки). Вважається, що перехід енергії з кінетичної, наприклад, теплову форму незворотний. Тут у ранг фізичного закону насправді зведений лише технічний факт: ми поки що не вміємо повністю перетворювати тепловий рух на поступальний. Не означає, що таке перетворення принципово неможливо. Неможливість цього лише виведена у межах термодинаміки з її вихідних положень. Одним із вихідних положень є статистичний характер термодинамічних рухів. Тобто вважається, що такі рухи містять принципову невизначеність, випадковість. Вибачте, але колись і рух наночастинок був некерованим для людини і вважався принципово стохастичним. Сьогодні ми вже збираємо конструкції з наночастинок із найвищою точністю. Цілком можливо, що і стохастичність руху молекул є лише технічною, а не принципово-фізичною. Вивчаючи різні види енергії, фізика сформулювала загальніший закон збереження енергії: енергія ніколи не зникає і не з'являється знову, вона лише перетворюється з одного виду на інший. Прийнято вважати, що це закон є наслідок незнищеності матерії та її руху. Якщо поглянути ще глибше, цей закон є наслідок вічності метафізичної Всесвіту Ньютона. Постулюючи "смертні" Всесвіт, як це робиться в ряді космологічних моделей, учений повинен допустити і порушення закону збереження енергії. § 1.2. Застосування механіки до поняття поля. Тоне тіло механіки 30 І. Місюченко Остання таємниця Бога Досі, коли йшлося про матеріальні об'єкти, ми припускали, що вони складаються з тієї чи іншої речовини. Зі шкільної лави всі ми знаємо, що речовина це матерія, яка перебуває в одному з відомих нам агрегатних станів: твердому, рідкому, газоподібному та плазмовому. Проте поняття матерія не вичерпується поняттям речовини. Сучасна фізика не могла б існувати, якби обмежувала свою сферу діяльності лише речовиною. Не менш, а може бути важливішими для фізики є фізичні поля. У 1830 р. великий М. Фарадей вперше увів у науку поняття «поле». З того часу слова «матерія» і «речовина», які раніше були просто синонімами, почали розходитися за змістом. Матерія стала узагальнюючою, філософською категорією для двох субстанцій: речовини та поля. Більш ніж за 170 років історія зробила коло, і зараз межі між речовиною та полем почали активно розмиватися у свідомості дослідників. Так що ж є «речовина», а що є «поле»? Звернемося, спочатку, до літературних джерел, зокрема БСЕ (Великої радянської енциклопедії). Речовина, вид матерії, яка, на відміну від поля фізичного, має масу спокою (див. Маса). В кінцевому рахунку Ст складається з елементарних частинок, маса спокою яких не дорівнює нулю (в основному з електронів, протонів, нейтронів). У класичній фізиці Ст і поле фізичне абсолютно протиставлялися один одному як два види матерії, у першого з яких структура дискретна, а у другого безперервна. Квантова фізика, яка впровадила ідею двоїстої корпускулярно-хвильової природи будь-якого мікрооб'єкта (див. Квантова механіка), призвела до нівелювання цього протиставлення. Виявлення тісного взаємозв'язку Ст і поля призвело до поглиблення уявлень про структуру матерії. На цій основі були суворо відмежовані категорії Ст і матерії, які протягом багатьох століть ототожнювалися у філософії та науці, причому філософське значення залишилося за категорією матерії, а поняття Ст зберегло науковий зміст у фізиці та хімії. Ст у земних умовах зустрічається в чотирьох станах: гази, рідини, тверді тіла, плазма. Висловлюється припущення, що Ст може існувати також в особливому, надщільному стані (наприклад, нейтронному стані; див. Нейтронні зірки). Вавилов С. І., Розвиток ідеї речовини, Зібр. тв., т. 3, М., 1956, с. 41-62; Структура та форми матерії, М., 1967. І. С. Алексєєв. Поки що досить дивно. Визначення речовини, по-перше, негативно (просто "відрізняється від поля"), по-друге, відсилає нас до іншого визначення - маси, причому деякого особливого виду, "маси спокою". Запам'ятаємо та продовжимо. З'ясуємо, що прийнято розуміти під словом "поле". Поля фізичні; особлива форма матерії; фізична система, що має нескінченно велику кількість ступенів свободи. Прикладами П. ф. можуть служити електромагнітне та гравітаційне поля, поле ядерних сил, а також хвильові (квантовані) поля, що відповідають різним частинкам. Вперше (30-ті рр. 19 ст) поняття поля (електричного та магнітного) було введено М. Фарадеєм. Концепція поля була прийнята ним як альтернатива теорії далекодії, тобто взаємодії частинок на відстані без будь-якого проміжного агента (так інтерпретувалася, наприклад, електростатична взаємодія заряджених частинок за законом Кулона або гравітаційна взаємодія тіл згідно із законом всесвітнього тяжіння Ньютона). Концепція поля стала відродженням теорії близькодії, основоположником якої був Р. Декарт (1-а половина 17 в.). У 60-х роках. 19 ст. Дж. К. Максвелл розвинув ідею Фарадея про електромагнітне поле і сформулював математично його закони (див. Максвелла рівняння). Хм... Тут наведена лише одна фізична характеристика поля, що відрізняє його від решти. Мабуть, доведеться з'ясувати, що йшлося під словами «ступеня свободи». Але спочатку з'ясуємо визначення понять «електричне поле» та «магнітне поле», якщо вони були історично введені першими. Електричне поле, 31 І. Мисюченко Остання таємниця Бога приватна форма прояву (поряд з магнітним полем) електромагнітного поля, що визначає дію на електричний зарядсили, яка залежить від швидкості його руху. Уявлення про Е. п. було введено в науку М. Фарадеєм у 30-х роках. 19 ст. Згідно Фарадею, кожен заряд, що покоїться, створює в навколишньому просторі Е. п. Поле одного заряду діє на інший заряд, і навпаки; так здійснюється взаємодія набоїв (концепція близькодії). Основна кількісна характеристика Е. п. Напруженість електричного поля Е, яка визначається як відношення сили F, що діє на заряд, до величини заряду q, Е = F/q. Е. п. в середовищі поряд з напруженістю характеризується вектором електричної індукції (див. електрична і магнітна Індукція). Розподіл Е. п. у просторі наочно зображується за допомогою силових ліній напруженості Е. п. Силові лініїпотенційного Е. п., що породжується електричними зарядами, починаються на позитивних зарядах і закінчуються негативними. Силові лінії вихрового Е. п., що породжується змінним магнітним полем, замкнуті. Напруженість Е. п. задовольняє принцип суперпозиції, згідно з яким в цій точці простору напруженість поля Е, створюваного декількома зарядами, дорівнює сумі напруженостей полів (E1, E2, E2, ...) окремих зарядів: Е = E1 + E2 + E3 +. .. Суперпозиція полів випливає з лінійності Максвелла рівнянь. Тамм І. Е., Основи теорії електрики, 9 видавництва, М., 1976, гол. 1, 6; Калашніков С. Р., Електрика, 4 видавництва, М., 1977 (Загальний курс фізики), гол. 2, 13. Г. Я. Мякішев. Як вже очікувалося, знову відсилання до іншого визначення. Цього разу "електромагнітного поля". До того ж електричне поле згадується разом із магнітним полем. Магнітне поле, силове поле, що діє на електричні заряди, що рухаються, і на тіла, що володіють магнітним моментом, незалежно від стану їх руху. М. п. характеризується вектором магнітної індукції, В, який визначає: силу, що діє в даній точці поля на електричний заряд, що рухається (див. Лоренца сила); дія М. п. на тіла, що мають магнітний момент, а також інші властивості М. п. Вперше термін «М. п.» ввів у 1845 М. Фарадей, який вважав, що як електричні, так і магнітні взаємодії здійснюються за допомогою єдиного матеріального поля. Класична теорія електромагнітного поля була створена Дж. Максвеллом (1873), квантова теоріяу 20-х роках 20 століття (див. Квантова теорія поля). Джерелами макроскопічного М. п. є намагнічені тіла, провідники зі струмом і електрично заряджені тіла, що рухаються. Природа цих джерел єдина: М. п. виникає внаслідок руху заряджених мікрочастинок (електронів, протонів, іонів), а також завдяки наявності у мікрочастинок власного (спинового) магнітного моменту (див. Магнетизм). Знову згадка про деяку єдину сутність, за допомогою якої здійснюються як електричні, так і магнітні взаємодії. То що за сутність? Електромагнітне поле, особлива форма матерії, з якої здійснюється взаємодія між електрично зарядженими частинками (див. Поля фізичні). Е. п. у вакуумі характеризується вектором напруженості електричного поля Е і магнітною індукцією, які визначають сили, що діють з боку поля на нерухомі і заряджені, що рухаються, частинки. Поряд з векторами Е та В, що вимірюються безпосередньо, Е. п. може характеризуватись скалярним j та векторним А потенціалами, які визначаються неоднозначно, з точністю до градієнтного перетворення (див. Потенціали електромагнітного поля). У середовищі Е. п. характеризується додатково двома допоміжними величинами: напруженістю магнітного поля Н та електричною індукцією D (див. електрична і магнітна Індукція). Поведінка Е. п. вивчає класична електродинаміка, у довільному середовищі воно описується Максвелла рівняннями, що дозволяють визначити поля залежно від розподілу зарядів та струмів. Мікроскопічні Е. п., створені отд. елементарними частинками, що характеризуються напруженнями мікроскопічних полів: електричного поля E та магнітного H. Їх середні значення пов'язані з макроскопічними характеристиками Е. п. наступним чином:<> . Мікроскопічні поля задовольняють Лоренца – Максвелла рівнянням. Е. п. нерухомих або рівномірно рухомих заряджених частинок нерозривно пов'язано з цими частинками; при прискореному русі частинок Е. п. відривається від них і існує незалежно у формі електромагнітних хвиль. 32 І. Місюченко Остання таємниця Бога Породження Е. п. змінним магнітним полем та магнітного поля змінним електричним призводить до того, що електричні та магнітні поля не існують відокремлено, незалежно один від одного. Компоненти векторів, що характеризують Е. п., утворюють, відповідно до теорії, єдину фіз. величину тензор Е. п., компоненти якого перетворюються при переході від однієї інерційної системи відліку до іншої відповідно до Лоренца перетвореннями. При великих частотах Е. п. стають суттєвими квантові (дискретні) властивості. У цьому випадку класична електродинаміка непридатна і Е. п. описується квантовою електродинамікою. Тамм І. Е., Основи теорії електрики, 9 видавництва, М., 1976; Калашніков С. Р., Електрика, 4 видавництва, М., 1977 (Загальний курс фізики, т. 2); Фейнман Р., Лейтон Р., Сендс М., Фейнманівські лекції з фізики, ст. 5-7, М., 1966-67; Ландау Л. Д., Ліфшиц Е. М., Теорія поля, 6 видавництво, М., 1973 (Теоретична фізика, т. 2); їх же, Електродинаміка суцільних середовищ, М., 1959. Р. Я. Мякішев. Зовсім стає дивно. Електричні та магнітні поля, виявляється, не існують окремо. Хіба? Ви не тримали в руках електрично нейтрального магніту? Він не має жодного помітного електричного поля, яке можна було б виявити. А хіба ви не бачили зарядженої мідної сфери у фізичному кабінеті школи? Ніякого хоч помітного магнітного поля навколо неї немає. Щоб з'явилося це магнітне поле, заряджену сферу треба рухати. Зупиніть заряджену сферу – магнітне поле знову зникне. А як не заряджену сферу рухати, а самому рухатися? Ніякої різниці. Рушите - є магнітне поле. Зупиніться – немає його. Отже, з Вашої волі воно може з'являтися та зникати. Але ж ми віримо в принцип об'єктивності матеріального світу! (Інакше треба б не займатися фізикою, а вивчати більше, скажімо, «рослини сили»). Ну не може, ніяк не може та чи інша субстанція, об'єктивно існуюча, з'являтися і зникати з нашої волі... А до речі, куди нас цього разу відіслали? Цього разу до «заряджених частинок». Стоп. Першим відсиланням у нашому пошуку була «маса». Пригальмуємо. Запам'ятаємо, що досліджуючи такі поняття, як речовина та поле, ми по ланцюжку приходимо до понять маса та заряд. Як не дивно, у електронної версії БСЕ не знайшлося визначення слова «маса»! Статті, яка визначає термін «маса спокою», також не знайшлося. Кумедно? А ось, що кажуть інші шановні наукові словники та енциклопедії. Маса (Брокгаузен Ефрон) Маса, механ., величина, якою визначається інертність тіла, тобто прагнення його зберігати величину та напрямок швидкості абсолютного руху. Кількість матерії називають М. тіла. М. дорівнює відношенню між рушійною силою (f) і виробленим нею прискоренням (a), або М.: a, тобто М. прямо пропорційна силі і обернено пропорційна прискоренню. Порівняння різних М. між собою проводиться у вигляді важелів. М. величина, одиниця якої лягла в основу абсолютної системи одиниць - сантиметр - грам - секунда (С. G. S). Цілком зрозуміло. Маса визначається через прискорення та силу, які суть легко вимірювані фізичні величини. Ми б тільки додали для спільності, що джерело сили для вимірювання нерухоме щодо тіла, чию масу ми хочемо виміряти. Маса - скалярна фізична величина, що визначає інерційні та гравітаційні властивості матерії. Розрізняють: - інертну масу, що входить у вираз другого закону Ньютона; і - гравітаційну масу, що входить у вираз закону всесвітнього тяжіння. При відповідному виборі постійної гравітаційної інертна і гравітаційна маси збігаються. У СІ маса вимірюється кг. 33 І. Місюченко Остання таємниця Бога Майже так само ясно і зрозуміло, з тією різницею, що у Ньютонової інерційної маси з'явилася сестра-близнючка «гравітаційна маса». Тут також все можна виміряти, в тому числі силу притягнення тіл. Застереження щодо нерухомості при вимірі також дуже було б до речі. Маса спокою. (Глоссарий.ru) Маса спокою - маса частки/тіла в системі відліку, в якій ця частка/тіло спочиває. Стислість сестра таланту. Але нам все ж таки вдалося дещо з'ясувати. Отже, поле – немає маси спокою. Це наводить на думку, що якусь іншу масу воно таки має. Отже, немає такої системи, в якій би поле спочивало. Так? Сподіваємося, йшлося лише про інерційні системи відліку... З визначення, до речі, це неочевидно. Тоді, наприклад, поле точкового заряду, що покоїться, не буде тим, що покоїться в системі цього заряду! Таке можливе лише в одному випадку – полю іманентно властиво рух, причому не аби який, а такий, який принципово незнищується вибором інерційної системи відліку. Що б це могло бути? Ну, наприклад, обертальний рух. .. чи не так? Тобто – заряд нерухомий, а ось його поле перебуває в якомусь безперервному, наприклад, обертальному русі. Можливі інші варіанти непереборного вибором системи відліку руху. Згодом ми покажемо, що це майже метафізичний висновок неодноразово підтверджується щодо різних питань фізики. Коли ми вивчатимемо, що ж таке заряд, цей висновок дуже стане нам у нагоді. Крім того, ми з'ясували, що поле має безліч ступенів свободи. Давайте тепер подивимося визначення кількості ступенів свободи, оскільки саме ця фізична характеристика, як з'ясувалося, відрізняє речовина від поля. Ступенів свободи число Ступенів свободи число в механіці, кількість незалежних між собою можливих переміщень механічної системи. С. с. ч. залежить від числа матеріальних частинок, що утворюють систему, і числа та характеру накладених на систему механічних зв'язків. Для вільної частки С. с. ч. дорівнює 3, для вільного твердого тіла - 6, для тіла, що має нерухому вісь обертання, С. с. ч. дорівнює 1 і т.д. Для будь-якої голономної системи (системи з геометричними зв'язками) С. с. ч. дорівнює числу s незалежних між собою координат, що визначають положення системи, і дається рівністю 5 = 3n - до де n - число частинок системи, k - число геометричних зв'язків. Для нелономної системи С. с. ч. менше числа координат, що визначають положення системи, на число кінематичних зв'язків, що не зводяться до геометричних (не інтегруються). Від С. с. ч. залежить кількість рівнянь руху та умов рівноваги механічної системи. Ось так! Поле, що володіє нескінченним числом ступенів свободи, повинно мати можливість нескінченного числа незалежних механічних переміщень. Тобто будь-яка, скільки завгодно мала частина поля також повинна мати ту саму свободу переміщень. Фактично тут утверджується абсолютна безструктурність поля. Іншими словами – речовина має мікроструктуру, поле – ні. Ми у Введенні постулювали безструктурність для світового середовища (ефіру, вакууму, пленуму). Якщо на секунду припустити, що та сутність, що називається фізичними полями, являє собою обурені стани світового середовища, то все стає зрозумілим. Безструктурність полів просто успадкована від тієї сутності, проявами якої є. Спробуємо підсумувати результати нашого екскурсу: поле не є речовиною, у тому сенсі, що поле не має маси спокою, бо поле перебуває в безперервному неінерційному русі, щодо якого поле безструктурне, тобто 34 І. Мисюченко Остання таємниця Бога будь-яка його скільки завгодно мала частина може рухатися незалежно від інших частин. Відповідно, речовина не є полем, у тому сенсі що речовина має масу спокою, бо можна знайти таку інерційну систему, в якій речовина спочиває, причому речовина структурована, в тому сенсі, що існує така мала його частина, що подальше розподіл неможливе. Ми навряд чи маємо сумнів у тому, що будь-якій речовині притаманний механічний рух. Деякі види рухів можна "усунути" вибором системи відліку. Полю ж, згідно з щойно розглянутими визначеннями, має бути також іманентно притаманний механічний рух, причому принципово неусувне вибором інерційної системи відліку. Механічні рухи речових тіл широко та глибоко вивчені сучасною фізикою. Кінематика, динаміка, у т.ч. релятивістська... Механічні ж рухи полів не існують. Тобто коли фізики говорять про поле, його рухи становлять як би особливий, немеханічний клас. Електродинаміка лише досить несміливо говорить про єдину цілком механічну характеристику електромагнітного поля – швидкість поширення електромагнітної хвилі. Саме хвилі як конкретної особливої форми поля. За хвилею також визнається наявність механічного імпульсу. Швидкість та імпульс магнітного та електричного поля поза конкретним випадком електромагнітної хвилі, як правило, не використовуються. А коли таки використовуються (наприклад, у Р. Фейнмана), то часто призводять до явних безглуздостей. І водночас нам добре відомо, що у мікрорівні механічне взаємодія речових тіл здійснюється саме через поля. Чи не суперечність? Хіба ви чули щодо, скажімо, статичних полів слова "прискорення поля", "імпульс поля", "момент імпульсу поля"? Піднесіть до магніту інший магніт. Об'єкт, що спочив досі, прийде в рух і спрямується або до, або від того магніту, який у вашій руці. Хіба можна сумніватися, що магніт, що прийшов в рух, придбав механічний імпульс, кінетичну енергію, прискорення? Через що ж отримав він ці механічні характеристики , як не через магнітне поле? Отже, поле очевидно здатне як мінімум передавати механічні характеристики. У той самий час сучасна фізика міцно стоїть концепції близькодії і, отже, обмеженої швидкості поширення будь-яких взаємодій. Отже, щоб передати деякі механічні характеристики від одного предмета до іншого через простір, поле має хоч на коротку мить зберегти ці характеристики. Це з очевидністю означає, що поле може і повинно мати звичайні, класичні, механічні характеристики. Згадаймо, що і на практиці поля часто використовуються як тіла, наприклад, як тіла відліку. Ну, отож воно – «тонке тіло» механіки! Це поле. І, як ми з'ясували, для нього повинні бути сформульовані ті самі класичні механічні характеристики, що і для речовини. І маса у нього має бути, і щільність, і інша, і інша, і інша…. І рух йому притаманний навіть більшою мірою, ніж речовини, так що має бути сформульована і кінематика поля, і динаміка. На рахунок статики тільки ми не впевнені. Зрозуміло, поле, як особлива, безструктурна матерія, що має нескінченне число ступенів свободи, може поводитися відмінно від речовини. Більшість цих питань не тільки не були продумані у фізиці, але навіть не були поставлені. Можливо, саме тому на початку XX століття фізикам здалося, що електродинаміка суперечить класичній механіці? 35 І. Місюченко Остання таємниця Бога Пам'ятайте, у Введенні ми говорили, що однією з головних ознак хорошої фізичної теорії є її здатність до розвитку. Чомусь вчені у ХІХ столітті вирішили, що класична механіка повністю завершена. І замість того, щоб розвинути її, розширивши і включивши до неї недавно відкрите поле, вони, ні кроку не зробивши для розвитку механіки, просто оголосили, що вона суперечить електродинаміці. Так давайте спробуємо все-таки розвинути класичну механіку, яка служила людям триста років, поширивши її на поле. Досвідчений читач може помітити, що подібних спроб поширити механіку на поля в наш час вироблялося вже безліч [Ацюковський та ін.]. Більшість цих спроб були спробами уявити електричні (а іноді і гравітаційні) явища як суто механічні (аеродинамічні, гідродинамічні) рухи ефіру. При цьому сам ефір розглядався як газ або рідина особливого роду. Ще раз повторимо: ми повністю відмовляємося від такого підходу. Останнім часом з'явилися роботи деяких дослідників, котрі намагаються механічні явища пояснити електричними. Цей підхід видається нам перспективнішим. Але, на наш погляд, і цей шлях – не найкращий. Ми вважаємо, що об'єднання електродинаміки та механіки має відбуватися з двох сторін, при цьому і механіка та електродинаміка мають бути значною мірою переосмислені. У механіці дуже добре вивчено рух як такий. Рух майже відірваний від того, що саме рухається. Саме цю частину механіки (кінематику) ми, спершу, спробуємо застосувати до поля, щоб визначити особливості його руху. § 1.3. Механічне рух поля. Два сорти рухів. Швидкість руху поля Зараз ми змушені будемо трохи забігти вперед, в область електрики та магнетизму, оскільки вивчатимемо, як рухаються поля. Для цього потрібні такі конкретні поля, якими ми вміли б керувати. А такі поля мають електричну природу. Ми сподіваємося, що основні, загальноприйняті уявлення про електрику і магнетизм у читача вже є, в іншому випадку можна звернутися до розділів 2 і 3. просторі разом із самим магнітом. Це представляється тривіаль