URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Петров Ю.И. Заблуждения и ошибки фундаментальных концепций физики
Id: 164015
 
335 руб.

Заблуждения и ошибки фундаментальных концепций физики

URSS. 2013. 368 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-397-03250-6. Уценка. Состояние: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 5-.
Серия: Relata Refero

 Аннотация

В настоящей книге выявлены и продемонстрированы скрытые или явные ошибки математических конструкций общей и специальной теории относительности, квантовой механики, а также поверхностных напряжений в конденсированных телах. В связи с этим рассмотрен широкий круг вопросов о сущности магнетизма, эффектов относительного движения и корпускулярно-волнового дуализма частиц. Обнаружены ошибки Эйнштейна при выводе преобразований Лоренца и оценке вековой прецессии перигелия планет. Показано, что общая теория относительности принципиально не способна решить проблему смещения перигелия, например, Меркурия. Выявлено, что формализм Лагранжа неприменим к системе зарядов, движущихся в магнитном поле, вследствие чего многие уравнения квантовых теорий Дирака и Ландау, включающих магнитное поле, становятся фиктивными. Простое решение рассматриваемых проблем предлагает модель "мерцающих частиц". Установлено отсутствие сжимающего давления Лапласа в малых частицах. Получено фундаментальное уравнение для скачка химического потенциала на их поверхности, из которого вытекают формулы Кельвина, Томсона и правила Вульфа.


 Оглавление

От издательства
Oтзыв о книге Ю. И. Петрова "Заблуждения и ошибки фундаментальных концепций физики" (И. И. Морозов)
Предисловие автора
Введение
 Литература
Глава 1. Пространство. Силы. Поля
 1.1.Общие представления о пространстве и силах
  1.1.1.Взгляды Генриха Герца на принципы механики
  1.1.2.Становление понятия силы и скрытые жесткие связи механики Герца
  1.1.3.Размерность и метрика пространства
  1.1.4.Понятие о римановой геометрии
  1.1.5.Понятие о тензорах
  1.1.6.О принципе относительности
  1.1.7.Что предлагает общая теория относительности
 1.2.Динамика частиц в потенциальном поле согласно модифицированной механике Герца
 1.3.О применении некоторых операторов векторного анализа
  1.3.1.Потенциальное поле
  1.3.2.Вихревое поле
  1.3.3.Сопоставление потенциального и вихревого полей
 1.4.Гравитационное и кулоновское потенциальные поля
  1.4.1.Поле тяготения
  1.4.2.Электростатическое поле
 1.5.Движение заряженной частицы в магнитном поле
 1.6.Заключение
 Литература
Глава 2. Электродинамика
 2.1.О магнетизме
 2.2.Магнитное поле постоянного тока
 2.3.Формула Ампера
 2.4.Взаимодействие движущихся зарядов
 2.5.Уравнения Максвелла
 2.6.Энергия электромагнитного поля
 2.7.О неприменимости формализма Лагранжа к магнитным явлениям
  2.7.1.Приемлемо ли понятие магнетизма в классической физике?
  2.7.2.Аналитическая механика и магнитные взаимодействия
  2.7.3.Теорема Ван Лёвен
  2.7.4.Неудачность попыток описания движения зарядов в магнитном поле с помощью аналитической механики
 2.8.Крушение теоремы Лармора
  2.8.1.Эффект Зеемана и частота Лармора
  2.8.2.Неудачи различных доказательств теоремы Лармора
  2.8.3.Нереальность ларморовской прецессии
 Литература
Глава 3. Эффекты относительного движения
 3.1.Относительность времени
 3.2.Преобразования Лорентца
 3.3.Модель мерцающих частиц
 3.4.Эффект Доплера
  3.4.1.Относительное движение излучателя и наблюдателя в вакууме
  3.4.2.Изменение частоты и длины волны света при взаимном движении излучателя и наблюдателя в вакууме
  3.4.3.Распространение света в движущейся среде
  3.4.4.Иллюзорный характер преобразований Лорентца
 3.5.Новый взгляд на эффекты относительного движения. Теория относительности -- неосознанное заблуждение
 3.6.Поведение фотонов в силовых полях
  3.6.1.Результаты общей теории относительности
  3.6.2.Что дает модель мерцающих частиц
 3.7.О вековой прецессии перигелия планет
  3.7.1.Подход Общей Теории Относительности
  3.7.2.Ошибки Эйнштейна
  3.7.3.Несостоятельность ОТО в попытках решить данную проблему
  3.7.4.Новое описание прецессии перигелия планет
 3.8.Сопоставление теории с опытными данными
  3.8.1.О тестировании преобразований Лорентца
  3.8.2.Изменение частоты излучения в силовых полях
 Литература
Глава 4. Корпускулярно-волновой дуализм частиц
 4.1.Введение
 4.2.Мерцающие материальные частицы
 4.3.Квантование излучения абсолютно черного тела
 4.4.Волновой аспект радиации
 4.5.Движение электронов в атоме
  4.5.1.Стационарные и нестационарные орбиты
  4.5.2.Атомная модель Бора
  4.5.3.Влияние магнитного поля на орбитальное движение электронов
  4.5.4.Квантовые числа, правила отбора и эффект Зеемана. Спин электрона
  4.5.5.Об угловом моменте фотонов
 4.6.Об основах квантовой механики
  4.6.1.Волновое уравнение Шредингера и принцип неопределенности Гейзенберга
  4.6.2.О гамильтониане для заряда, движущегося в магнитном поле
 4.7.Матричная квантовая механика
  4.7.1.Определение векторов и матриц
  4.7.2.Линейные операторы и представление их матрицами
  4.7.3.Собственные векторы и собственные значения
  4.7.4.Типы операторов
  4.7.5.Физика и операторы
  4.7.6.Коммутации с участием энергии
  4.7.7.Момент количества движения
  4.7.8.Спиновые матрицы
  4.7.9.Собственные значения оператора момента
  4.7.10.Теория Дирака
 Литература
Глава 5. Новый взгляд на поверхностные напряжения
 5.1.Введение
 5.2.Критика механических моделей поверхностного натяжения
 5.3.Статистико-механическая трактовка внутреннего давления в жидкости
 5.4.Термодинамика малых частиц
 Литература

 Oтзыв о книге Ю.И.Петрова "Заблуждения и ошибки фундаментальных концепций физики"

Книга представляет собой совершенно уникальное явление в современной научной литературе. В ней с большим мастерством анализируются фундаментальные основы физики на уровне, доступном студентам младших курсов высших учебных заведений, в то же время сохранен строгий научный подход. Охвачен широкий круг вопросов, включающий классическую механику, электродинамику, общую и специальную теории относительности, квантовую механику, поверхностное давление жидких и твердых тел, а также термодинамику малых частиц. Выявлены противоречия, недоразумения и неувязки в математических конструкциях различных теорий. В частности, установлена иллюзорность преобразований Лорентца (В книге используется двоякое написание фамилии ученого — как в общепринятой редакции, так и в соответствии с изданием: Лорентц Г. А. Теория электронов и ее применение к явлениям света и теплового излучения. (1907). М. ГИТТЛ, 1956) и основанной на них специальной теории относительности. Это сделано оригинально, путем тщательного анализа эффекта Доплера. Показана фиктивность поперечного эффекта Доплера, предсказываемая специальной теорией относительности. Как выяснилось, два основных преобразования Лорентца оказываются зависящими друг от друга фиктивными следствиями эффекта Доплера. Поэтому они лишены физического смысла, в результате чего переплетение пространства и времени в «мире Минковского» выглядит чисто математическим упражнением. Установлено, что вывод преобразований Лорентца Эйнштейном и другими авторами содержит скрытую ошибку, обусловленную подменой координат движущегося тела координатами движущегося фотона. Критически рассмотрены некоторые парадоксы специальной теории относительности.

Представлено по возможности простое обсуждение общей теории относительности, для понимания которой требуются знания основ тензорного анализа и римановой геометрии. Приводится критика этой теории рядом ученых (Рашевский, Дикке и др.). Указывается, что в отличие от Закона всемирного тяготения Ньютона, применимого во всей Вселенной, общая теория относительности действует в локальных четырехмерных областях, используя преобразования Лорентца. Обнаружено ошибочное применение принципа Гюйгенса в расчетах Эйнштейна по отклонению фотонов в гравитационном поле массивного тела, выполненных в рамках общей теории относительности. В действительности эти расчеты должны были бы привести не к притяжению, а к отталкиванию фотонов от массивного тела, что противоречит с астрономическим наблюдениям. Важно подчеркнуть, что хорошее согласие предсказаний общей теории относительности с астрономическими наблюдениями, касающимися вековой прецессии перигелия планет, оказывается фиктивным ввиду ошибок в основополагающей работе Эйнштейна. Показано, что общая теория относительности, в принципе, не может решить эту проблему.

Следует особо отметить глубокий анализ автором книги понятия магнетизма. В соответствии с теорией Ампера показано, что магнетизм не существует самостоятельно, но является просто характеристикой пондеромоторного взаимодействия электрических токов. Показана иллюзорность магнитной энергии, ввиду ее неспособности производить реальную работу, что обусловлено перпендикулярностью силы Лорентца к скорости заряда, движущегося в магнитном поле. Обсуждается также неголономность системы в этом случае и неприменимость к ней, вопреки существующей практике, аналитической динамики Лагранжа. Выявлено, что обычное введение в лагранжиан члена, учитывающего «магнитную энергию», приводит к парадоксальному уничтожению энергии электронов, движущихся в плоскости, перпендикулярной магнитному полю. Как следствие, отсюда вытекает некорректность гамильтониана, используемого в теориях поля и в квантовой механике. Установлена ошибочность широко известной теоремы Лармора о прецессии электронных орбит атома в магнитном поле, поскольку ее различные доказательства основаны на неверном допущении, что магнитное поле может изменять кинетическую энергию орбитальных электронов. Фактически орбиты электронов не прецессируют, а выстраиваются перпендикулярно магнитному полю. В связи с этим пересматривается эффект Зеемана и схема расщепления энергетических уровней под действием магнитного поля.

Показано, что основные уравнения Максвелла получены с помощью теории потенциала, использующей понятие дальнодействия, а не близкодействия, как считается в различных учебниках. При выводе уравнения для электромагнитных волн одновременно применяются операции дивергенции и ротора, что допустимо математически, но исключено с физической точки зрения, так как данные операции отражают различные и несовместимые друг с другом состояния потенциального и вихревого полей.

В 4-й главе книги обсуждаются основы квантовой механики, исходя из идей де Бройля и Шредингера. Согласно этим авторам движение частицы (электрона, нейтрона и др.) описывается сопряженной с ней пси-волной. В сущности, все основные соотношения квантовой механики получаются из выражения для плоской волны, записанного в виде экспоненты с комплексным показателем степени. Выявлена особая роль мнимой единицы при выводе уравнения Шредингера и принципа неопределенностей Гейзенберга. Уравнение Шредингера оказывается просто следствием волнового уравнения, составленного из вторых производных от экспоненты по времени и по пространству. Согласно теории де Бройля пси-волна для частицы, движущейся со скоростью V, должна перемещаться с огромной фазовой скоростью x = c2/V, где c – скорость света. Для нее даже вакуум оказывается преломляющей средой. Именно эта огромная фазовая скорость указывает на отсутствие физического смысла у пси-волны. Кроме того, возникает следующий парадокс. Соотношение между частными производными второго порядка от экспоненты будет волновым уравнением только в том случае, если фазовая скорость будет равна произведению длины волны l на частоту n. Однако произведение значений l и n, в свою очередь зависящих от V, существенно отличается от V. Этот результат вместе с несостоятельностью лорентцевских преобразований, использованных для определения x, к сожалению, обесценивают, рассуждения де Бройля. Что касается принципа неопределенностей Гейзенберга, то убежденность о его всеобщей применимости подвергается в книге сомнению по следующей причине. Этот принцип вытекает из представления частицы волновым пакетом. Но волновой пакет очень быстро расплывается со временем. Он не может характеризовать электрон в стационарном состоянии, например, на атомной орбите. Кроме того, возникают трудности, обусловленные неизвестностью времени отсчета с момента формирования волнового пакета. Сам по себе принцип неопределенностей Гейзенберга становится фиктивным, поскольку частица на самом деле не может размазываться в пространстве. Представлен критический обзор по матричной квантовой механике и полевой теории Дирака. Установлено, что расчеты Дирака являются иллюзорными ввиду неприменимости формализма Лагранжа к системе зарядов, движущихся в магнитном поле.

Большая путаница существует по поводу давления, оказываемого поверхностью на внутренность конденсированного тела. В учебниках и периодической литературе укоренилось представление об избыточном давлении Лапласа, обусловленном поверхностными силами, хотя ряд ученых (Рэлей, Хвольсон и др.) выступали с критикой этого утверждения. В книге анализируется проблема поверхностных и внутренних напряжений в малых жидких и твердых частицах с помощью статистической механики, теории вириала и условий равновесия системы. Показана ошибочность формул Лапласа, Боголюбова, Кирквуда и др., указывающих на наличие поверхностного давления. Твердо установлено принципиальное отсутствие такого давления и получено фундаментальное уравнение для скачка химического потенциала на границе малой конденсированной частицы, из которого естественным образом вытекают известные формулы Кельвина, Томсона и Вульфа. Учет скачка химического потенциала на границе раздела фаз позволил построить непротиворечивую термодинамику малых частиц.

Наряду с критикой ряда теорий в книге приводятся собственные соображения и модели автора. Прежде всего, развиваются идеи Г. Герца о скрытых жестких связях, управляющих перемещениями масс в равномерно и прямолинейно движущейся замкнутой системе. Принимая в качестве таких связей потенциальную энергию, выведены все основные уравнения классической механики для голономной системы с электростатическими или гравитационными взаимодействиями частиц, не прибегая к понятию силы. Далее показано, что заряды, движущиеся в магнитном поле, являют собой пример неголономной системы, для которой аналитическая механика Лагранжа неприменима, вопреки существующей практике. Указывается, что механика Герца более приемлема, чем общая теория относительности, так как эта механика действует в обычном трехмерном пространстве и сводит все взаимодействия к изменению привычной потенциальной энергии, тогда как гравитация в общей теории относительности развивается в математическом мире четырехмерной римановой геометрии. Чрезвычайно занимательны обнаруженные автором принципиальные ошибки в работах Эйнштейна по вековой прецессии перигелия планет и некорректного применения Дираком механики Лагранжа к системе зарядов, движущихся в магнитном поле.

Интересными являются трактовки автором книги понятий принципа относительности и времени. В отличие от общепринятого определения принципа относительности, базирующегося на линейных преобразованиях координат систем, движущихся друг относительно друга с постоянной скоростью, автор предлагает считать принцип относительности характеристикой инерциальных систем в следующей формулировке: «Законы физики одинаково справедливы во всех инерциальных системах, независимо от их относительной скорости и каких-либо преобразований координат». Отклонения от этого определения могут быть выявлены экспериментально по наличию инерционных сил (центробежных или кориолисовых), а также по нарушению законов электродинамики. Согласно специальной теории относительности, наблюдатель одной из систем судит о физических законах другой системы с помощью преобразований Лорентца. Но так как эти преобразования оказываются фиктивными, то он не может ничего сказать о том, какие законы физики действуют в любой другой движущейся системе. Поэтому определение принципа относительности, даваемое автором книги, выглядит более убедительно. Оно позволяет обходиться без туманных принципов теории относительности, приводящих к ряду парадоксов.

Что касается понятия времени, то автор, опираясь на материалы сборника статей французских ученых "Время и современная физика" (М.: Мир, 1970), рассматривал время как характеристику движения. Это позволило ему разработать модель «мерцающих частиц», согласно которой электроны, нейтроны и фотоны представляют собой сгустки (кванты) энергии, непрерывно превращающиеся из одного состояния в другое с частотой n. Такими взаимосвязанными состояниями могут быть масса m0 и заряд e электрона или динамическая масса m d и локальное электрическое поле E фотона. Рассматривая период Т = 1/n превращения кванта энергии из одного состояния в другое как единицу времени идеальных часов, перемещающихся со скоростью V, автор предположил, что этот период есть функция всех движений кванта энергии. Или по-другому: частота nпропорциональна сумме внутренней m0c2 и внешней m0V2/2 энергий рассматриваемого кванта. Допуская, что превращения кванта энергии происходят со скоростью света, основное уравнение модели мерцающих частиц (закон сохранения энергии) записывается в виде (см. книгу)

hn=m0c2+m0V2/2+W

где h – коэффициент пропорциональности, W – потенциальная энергия частицы. В случае фотона производится замена m0 md и V считается скоростью движения излучателя.

Каждая характеристика частицы (масса, заряд, локальное поле) описывается гармоническим осциллятором с частотой n, определяемой данным выше законом сохранения энергии. Движение частицы уподобляется волне, распространяющейся вдоль ее траектории со скоростью частицы.

Простая модель мерцающих частиц позволила автору книги успешно объяснить эффект Доплера, зависимость массы от скорости ее движения, соотношение Эйнштейна Е = mc2, изменение частоты фотона и искривление его траектории в гравитационном поле массивного тела, эффект Зеемана. Удалось также показать, что движение фотонов подчиняется уравнениям Максвелла, получить формулы Планка, де Бройля и уравнение Шредингера, определить угловой и магнитный моменты электрона, которые согласовались с известными данными. Между тем угловой момент фотона оказался в два раза меньше общепринятого значения, что подтверждается результатами измерений эффекта Садовского. Модель дает также возможность простого определения спектроскопических квантовых чисел, не прибегая к сложным расчетам квантовой механики.

Создание модели, позволяющей ясно и просто объяснить большое количество разнообразных физических явлений, а также дать наглядный синтез волновых и корпускулярных свойств атомарных частиц, является, безусловно, большой заслугой автора книги. Сама книга написана увлекательно живым выразительным языком с чувством юмора. Несомненно, она порадует всех, кто интересуется проблемами фундаментальных концепций физики.

Доктор физико-математических наук,
член-корреспондент РАЕН
И. И. Морозов,
27.08.12

 Предисловие автора

В книге представлен анализ фундаментальных концепции физики. Показано, что математические конструкции многих теорий явно или неявно содержат ошибки. Особое внимание уделено двум разделам, касающимся векового смещения перигелия планет и матричной квантовой механике.

До сих пор считалось неоспоримым хорошее согласие предсказаний Общей теории относительности и астрономических данных о вековом смещении перигелия Меркурия. Однако критический анализ выявил ошибки в основополагающей работе Эйнштейна и показал, что расчеты дальнейших вычислений проводились только для полупериода обращения планеты, а затем просто удваивались. Но если бы такие же расчеты были сделаны и для второго полупериода, то обнаружилось бы, что результат имеет противоположный знак. Поэтому суммарный эффект оказывается нулевым, что делает предсказания Общей теории относительности фиктивными.

Матричная квантовая механика, в отличие от волновой, вместо пси-функции вводит операторы и матрицы. Но это не проясняет физической сущности производимых сугубо абстрактных операций. Необходимость операторов в квантовой механике словесно оправдывается лишь формальной аналогией математических операций с операциями физических измерений. Вытекающие из аксиоматических правил для абстрактных операторов коммутационные соотношения матричная квантовая механика провозглашает абсолютными законами природы. Фактически влияние прибора на результаты измерения, кроме некоторой внешней аналогии, не имеет никакого отношения к этим коммутационным соотношениям. Рассмотрен вариант матричной квантовой механики, предложенный Дираком. Касаясь электромагнитного поля, Дирак в своей теории опирался на формализм Лагранжа, хотя последний явно непригоден для системы зарядов, движущихся в магнитном поле. Это объясняется тем, что в магнитном поле система зарядов становится неголономной и неконсервативной, вследствие чего лагранжиан и гамильтониан превращаются в фикции. Более того, вводимая Дираком замена импульсов в гамильтониане на обобщенные импульсы приводит к уничтожению кинетической энергии электронов в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, а это также делает гамиль­тониан нереальным. Следовательно, все выражения теории Дирака, в которых производится указанная замены импульсов, например, в волновом уравнении для электрона, в теории спина и в теории позитронов, лишаются смысла.

Разделы книги, касающиеся вековой прецессии перигелия планет и матричной квантовой механики, несомненно, вызовут повышенный интерес у широкой научной общественности. Вместе с тем и другие разделы, в которых доказывается иллюзорность магнитной энергии и теоремы Лармора, а также несостоятельность преобразований Лорентца могут послужить поводом для дискуссий. Для решения рассматриваемых в книге проблем предлагается простая, но эффективная модель «мерцающих частиц».

Доктор физико-математических наук
Ю. И. Петров

 Об авторе

Юрий Иванович ПЕТРОВ (род. в 1922 г.)

Доктор физико-математических наук (1967). Окончил с отличием физический факультет Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова в 1949 г. С тех пор и по настоящее время работает в Институте химической физики им. Н. Н. Семенова РАН в должности главного научного сотрудника. После окончания средней школы шесть лет служил в Советской армии, участвовал в Великой Отечественной войне. Награжден орденами и медалями.

Основной круг научных интересов Ю. И. Петрова -- физика кластеров и малых частиц металлов, их сплавов и соединений. Он является автором 155 научных работ, в том числе 4 книг, а также 3 изобретений. Монографии "Физика малых частиц" (1982) и "Кластеры и малые частицы" (1986) хорошо известны как у нас в стране, так и за рубежом. За последние годы Ю. И. Петров опубликовал две книги, посвященные критическому анализу основных концепций физики: "Некоторые фундаментальные представления физики: Критика и анализ" (М.: URSS, 2006) и "Парадоксы фундаментальных представлений физики" (М.: URSS, 2009, 2012), в которых обсуждается противоречивость и некорректность ряда укоренившихся представлений, ставящие под сомнение некоторые важные формулы теории поля и квантовой механики.

В предлагаемой читателю монографии "Заблуждения и ошибки фундаментальных концепций физики" развиваются и уточняются вопросы, затронутые в предыдущих книгах, но особое внимание уделяется критике основ общей и специальной теории относительности, а также матричной квантовой механики. Выявлены ошибки Эйнштейна при выводе преобразований Лоренца и вековой прецессии перигелия планетных орбит. Показано, что общая теория относительности в принципе не может решить проблему вращения перигелия, например, Меркурия. Обнаружено некорректное использование формализма Лагранжа в матричной квантовой механике и показана иллюзорность теорий Дирака, касающихся электромагнитных полей. Предлагается разработанная автором модель "мерцающих частиц", позволяющая с единых позиций весьма просто разъяснить эффекты относительного движения и основы квантовой механики.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце