Барыкин В.Н. Электродинамика Максвелла без относительности Эйнштейна

Оглавление

Предисловие

Эксперимент Демельта, позволивший установить, что точечный размер электрона равен 10–22 м, ставит перед физикой новые задачи. Квантовый объект, имеющий, согласно Дираку и Бройлю, волновые свойства, имеет свойства классической частицы, как это предсказывали Томсон и Лорентц.

Снова на повестку дня выдвинулся вопрос Ньютона: "Не являются ли лучи света очень малыми телами, испускаемыми светящимися веществами?".

Ответ на него важен потому, что эксперименты уже давно показали взаимное превращение "тел в свет и света в тела", по терминологии Ньютона. Действительно, электрон совместно со своей античастицей-позитроном, рождается при столкновении двух @-квантов высоких энергий, имеет место также обратное превращение. Это означает, что ненулевая масса покоя и электрический заряд способны стать нулевыми в форме @-квантов и снова появиться из них. Тайной является, как это происходит? Можно ли в этом разобраться, чтобы управлять процессами? Эти вопросы были в физике известны давно, назрела потребность в получении достоверных и практически полезных ответов на них.

Сделать это нелегко по ряду причин. Одной из них является ограничение на скорость света, предложенное Эйнштейном. Рассмотрение света как потока составных частиц вступает в противоречие со специальной теорией относительности, согласно которой не имеет содержания и смысла собственный размер частицы, движущейся со скоростью света в вакууме. Движение внутри такой частицы, которое интуитивно представляется как сверхсветовое, запрещено принципом постоянства скорости света. В силу этих обстоятельств кванты света – фотоны – являются квазичастицами: они имеют энергию, импульс, частоту, длину волны, проявляют корпускулярные свойства в фотоэффекте и в эффекте Комптона, но теория не в состоянии задать их пространственно-временную модель. Возможно, для этого нужны принципиально новые подходы и алгоритмы. В чем тогда их суть? То, что построение модели фотона актуально, подтверждается словами Эйнштейна: "Пятьдесят лет бесконечных размышлений ни на йоту не приблизили меня к ответу на вопрос: что такое кванты света? В наши дни любой мальчишка воображает, что это ему известно. Но он глубоко ошибается". Юристы знают, что, когда дело запуталось, бывает полезно вернуться к его истокам.

Следуя Ньютону и Эйнштейну, обоснуем точку зрения, что свет есть ансамбль движущихся частиц, имеющих составные части, пространственно-временную структуру. Используя квантово-механический опыт, будем считать такие частицы атомами и молекулами света. Назовем их нотонами, сохраняя морфологическую связь с названием квазичастиц света. Чтобы превратить эти слова в рабочую гипотезу и довести до стадии первой пространственно-временной модели, был сделан ряд шагов, составляющих содержание предлагаемой книги.

1. В рамках электродинамики Максвелла предложена динамическая модель инерции электромагнитного поля. Именно проблема инерции привела Эйнштейна к идее, что нужно принять ограничение на скорость и, как следствие, отказаться от ньютоновской модели пространства-времени, кинематически описывая инерциальное различие параметров поля. Новый подход к проблеме инерции возвращает абсолютное пространство-время в физику и обходится без ограничения на скорость.

2. Динамическая модель инерции электромагнитного поля позволила описать всю совокупность экспериментальных данных без специальной теории относительности, без ограничения на скорость. Она позволила "восстановить в правах" модель пространства-времени Ньютона. Предсказан ряд новых физических эффектов, в частности, возможность движения тел ненулевой массы покоя со скоростью света в вакууме. Открыт динамический механизм преобразования скорости источника излучения в частоту \mbox{поля}.

3. Найдена группа @(4), используя которую удалось в единой форме G-модуля записать базовые физические законы: Ньютона-Эйлера, Максвелла, Дирака, Шредингера. Доказано, что они содержат, по самой своей сути, как досветовую метрику Минковского, так и сверхсветовые метрики, не предполагая ограничения на скорость.

4. Рассмотрены грани и стороны инерции электромагнитного поля. Анализ показал, что для описания динамики несобственной инерции достаточно ввести новую физическую величину, скалярный функционал, названный показателем отношения. Он нелинейно управляет изменением параметров поля при взаимодействии со средой, позволяя описывать динамику частоты и скорости поля, в частности, при взаимодействии с измерительным устройством. Установлены границы применимости специальной теории относительности в электродинамике Максвелла.

5. Предложена динамическая теория относительности. Введен класс когомологически активных преобразований координат и времени, которые "динамизируют" группу Лорентца.

6. Показано, что в физических явлениях реализуется соединение двух пространств: пространства-времени состояний SS, в качестве которого, с точки зрения физического эксперимента, удобно использовать модель Ньютона и пространства-времени событий SE, частный случай которого задает модель Минковского. Их отождествление возможно, но в общем случае необходимо и достаточно рассматривать SS и SE дополнительно друг другу.