Последняя тайна бога (И. Мисюченко). И. Мисюченко Последняя тайна
 Скачать 6.4 Mb.
|
|
Глава 6. Электрические свойства мировой среды § 6.1. Краткая история пустоты В самом начале зарождения натурфилософии философы уже отделяли вещественные тела (предметы) от того, в чем эти тела находятся, т.е. сред. Вода и воздух были теми основными средами, в которых человек обнаруживал те или иные предметы. Идея пустоты как некоей особой среды – идея довольно поздняя, поскольку практика древних философов, по всей видимости, вполне удовлетворялась естественными средами: жидкостями, газами, плазмой (в форме пламени) или сыпучими средами, вроде песка (земли). Тем не менее уже у Аристотеля мы находим не просто понятие пустоты, но и философскую дискуссию о её реальности или нереальности. Это говорит о том, что понятие уже как минимум было для его современников не новым. В четвёртой книге «Физики» Аристотеля находим: «Что не существует пустоты как чего-то отдельного, как утверждают некоторые, об этом мы поговорим снова» [3, с. 9]. И далее Аристотель логически убеждает читателя в том, что в абсолютной пустоте невозможно никакое движение (точнее – оно необнаружимо), а следовательно, такой пустоты быть не может. И тут же мы находим рассуждения о крайне разреженных (бестелесных) средах, которые могут заполнять всё мировое пространство. Без сомнения такая среда – прообраз более позднего понятия эфира, или пленума (все заполняющего греч.). Поскольку для древних было очевидно, что самая «бестелесная среда» есть воздух, то эфир (пленум) мыслился как что-то подобное сильно разреженному (как на горных вершинах) воздуху. Демокрит пытался построить атомистическую модель Вселенной (и, конечно, традиционных сред или стихий). Он пришёл к идее существования мельчайших, неделимых частиц материи атомов, пребывающих в вечном движении в пустоте. Таким образом, у греков-атомистов пустота оказалась существенным элементом мироздания. А все среды и тела объяснялись при помощи абсолютно бестелесной пустоты и её абсолютного антагониста – атома. Следовательно, и эфир, мировая среда мыслилась как редкие атомы, носящиеся в пустоте. (Кстати говоря, это представление неплохо соответствует нашим сегодняшним знаниям о межпланетной и межзвёздной среде). Архимед, изучая поведение и вес тел, погруженных в жидкости, пришёл к выводу о том, что более плотная среда стремится занять место менее плотной. Возможно, отсюда пошло убеждение философов в том, что «природа не терпит пустоты». Вплоть до позднего средневековья представления древних ученых, в частности всё того же Аристотеля, довлели в философии и практически не претерпели существенных изменений. Идея мировой среды, конечно же, была известна, но эта среда выполняла так мало функций в картине мира того времени, что интересовались ею, по- видимому, единицы. Она была почти не нужна. Н. Коперник и Г. Галилей в значительной мере пошатнули средневековые представления о строении Солнечной системы и Вселенной в целом, заставив многих мыслителей задуматься о причинах, порождающих движения небесных тел и о закономерностях этого движения. В частности, об идее относительности движения. Почти в это же время Гюйгенс исследовал свойства света и законы его распространения, чем позволил астрономические явления научно связать с небесными телами и их движениями. По картине, созданной световыми лучами, оказывается, можно с высокой степенью достоверности судить о том, что же именно создало эту картину. Возникло представление о светоносном эфире как мировой среде, передающей свет. Всё это явилось предпосылками для И. Ньютона, выведшего законы движения как небесных тел, так и земных, и заложившего основы современной физической науки. Но даже И. Ньютон мало употреблял понятие о мировой среде, ограничиваясь установлением закономерностей движения небесных тел. Больше внимания этому вопросу уделял Р. Декарт, полагавший, что тяготение тел может быть И. Мисюченко Последняя тайна Бога 140 объяснено только с привлечением мировой среды, эфира. Он выдвинул гипотезу вихревого движения эфира вблизи тяготеющих тел и предположил, что именно это движение и вызывает «захватывание», притяжение более мелких тел, попадающих в эфирный вихрь. Однако эта гениальная догадка базировалась на «древнегреческих» представлениях об эфире как о механической среде. И, конечно же, в такой парадигме оставалось непонятным, почему планеты не тормозятся такой средой и не падают на источник тяготения, в конце концов. Если сила эфирного вихря вблизи Солнца достаточна, чтобы повернуть планеты (весьма тяжёлые тела, как оценил уже сам И. Ньютон и окончательно определил Г. Кавендиш) и направить их по кругу, то почему мы не ощущаем этот «эфирный ветер»? Может быть, атмосфера останавливает его действие подобно тому, как стены дома останавливают действие наружного ветра на его обитателей? Но тогда сравнительно лёгкую атмосферу должно было бы сносить в сторону, и это было бы заметно по наблюдениям за атмосферами других планет (Венеры, например). Астрономические наблюдения не подтверждали таких эффектов. Однако и само распространение света, сама природа света являла собой для того времени загадку, разрешить которую пытались также при помощи эфира. Гук считал что свет – это волновые колебания в светоносном эфире, и у него было немало аргументов в пользу этого утверждения. Ньютона же обвиняли в том, что у него свет материален, то есть являет собой поток материальных частиц, корпускул. Впрочем, Ньютон не настаивал на единственно возможной трактовке. Эфир у него выполнял особую роль – его хаотические движения были причиной тепла. С тех времён и на долгий срок представления о волновой природе света стали противопоставляться представлениям о его корпускулярной природе, пока этот спор не утомил учёных настолько, что была создана современная парадигма корпускулярно- волнового дуализма. Волновая теория света требовала наличия мировой среды, эфира. Корпускулярная теория, конечно, прекрасно обходилась без него. К концу XVII века началось интенсивное изучение учёными электрических и магнитных явлений, и, разумеется, эфир и здесь был привлечён для объяснения наблюдаемых явлений. Ещё Гильберт (1540-1603) незадолго до Декарта систематизировал и обогатил средневековые знания о магнетизме, открыв, что Земля являет собой намагниченное тело. Декарт пытался и магнитные явления объяснить при помощи эфирных вихрей, считая, что особый, магнитный вихрь выходит из одного полюса магнита и входит в другой. Как видите, у Декарта магнетизм от гравитации отличался лишь особенностями вихревого движения эфира. Явления электрические в то время были менее изучены, и наука об электричестве ещё не была выделена в самостоятельный раздел. Именно благодаря Гильберту появились представления об электричестве и электрической материи. Гильберт пытался ассоциировать электричество с некоей «атмосферой», как бы окутывающей наэлектризованные тела. Не такое уж странное представление! Нелишне вспомнить, например, что свет, после смерти Ньютона, включали в перечень химических элементов. Только в последней четверти XVIII века благодаря работам Лавуазье был сформулирован принцип сохранения суммарной массы веществ в химических реакциях. Примечательно и то, что если бы Лавуазье смог бы ещё на пару порядков увеличить точность своих химических экспериментов, то мог бы обнаружить явление дефекта масс при химических превращениях. Но в итоге свет был исключён из списка химических элементов. Похожая история случилась и с теплом. Вначале боролись два представления: о тепле как о хаотическом движении мельчайших частиц тела и тепле как самостоятельном виде материи. Вариантом первой гипотезы было эфирное происхождение тепла как хаотического движения эфирных вихрей. К началу XIX века практически победили концепции самостоятельного «теплового вещества». Примерно такая же история произошла с «электрическими жидкостями», которых сразу же обнаружилось две – янтарная и смоляная. После изобретения в 1745 году Лейденской банки представления об И. Мисюченко Последняя тайна Бога 141 электрической жидкости, или «эфирном электричестве», получили новый толчок к развитию. Довольно быстро было установлено (Б. Франклин), что «эфирное электричество» присутствует во всех телах и может быть перемещено от тела к телу. Наблюдения быстро привели к тому, что был сформулирован закон сохранения количества электричества. Вообще, рубеж XVIII–XIX вв. богат на всевозможные «законы сохранения», что, видимо, отражает определённый этап становления научного мышления. В конце XVIII века Г. Кавендиш, опережая своё время, сформулировал понятия заряда, электрической емкости, диэлектрической проницаемости и даже потенциала. Однако не все эти открытия были им опубликованы. В это же время интенсифицировались исследования магнетизма, развивались представления о «магнитных жидкостях», например северной и южной. В конце концов, и в теории электричества победила двухжидкостная теория Ш. О. Кулона. Выяснилось, что электрические жидкости можно разделить, а магнитные – не удаётся. Эта история имеет продолжение и по сей день, когда некоторые учёные пытаются искать так называемые магнитные монополи Дирака. Пуассон придал учению об электричестве математическую форму, подобно тому, как Лагранж сделал это для теории тяготения Ньютона. Выяснилась близость уравнений, справедливых как для тяготеющих тел, так и для тел электризованных. Более того, тот же Пуассон построил математическую теорию для явлений магнетизма. Его работы продолжил Грин. Оставалось буквально несколько лет до формулировки М. Фарадеем понятия «поле». Параллельно трудами А. Вольта и Д. Гальвани было установлено, что электрические явления тесно связаны с химическими. По сути, химическое сродство есть электрическое явление! После установления законов индукции выяснилось, что магнитные и электрические явления также связаны между собой. Таким образом, к середине XIX века сложилась следующая картина: отрыты практически все основные законы электричества, магнетизма, установлена связь химических и электрических явлений, изучена электромагнитная индукция, оценена скорость распространения электрических явлений и скорость света. Предсказано существование «электромагнитных волн», и высказана гипотеза об электрической природе света. И вот тут-то эфир как светоносная среда и эфир как основа магнитных и электрических явлений, а также эфир как переносчик тяготения стали постепенно формировать в головах исследователей единую сущность – мировой эфир. Усилия учёных были направлены на то, чтобы сформировать такие представления об эфире, которые позволили бы свести воедино все разнородные «эфирные» модели, существующие в разных разделах физики. И вот тут начался период «эфиростроительства», продолжавшийся вплоть до начала XX века, да и в XX веке немало было попыток продолжить эту старинную забаву. Поскольку к этому времени наиболее развитым и формализованным разделом физики была механика, то и представления об эфире развивались на механической, а точнее, механистической основе. Пытались все разнообразнейший явления, в которых, по мнению учёных, принимал участие вездесущий эфир, объяснить либо механическими свойствами, либо механическими движениями эфира. Одной из сравнительно заметных моделей была модель эфира как чрезвычайно упругого кристаллического тела. Коши, Нейман, Грин, Мак-Кулаг отдали дань этой модели эфира. Одним из вариантов развития этой модели явился вращательно упругий эфир, развитый, например, У. Томсоном (лордом Кельвином). Существовала даже модель сжимающегося (неустойчивого) эфира. К моменту, когда Максвелл взялся создавать свою систему уравнений электродинамики, представления об упругом эфире были развиты уже до очень высокого уровня. Ф. Нейман и М. О’Брайен разрабатывали уравнения движения эфира. Так что представления Максвелла об эфире базировались уже на весьма обширной традиции. Настоящим достижением того времени являлась идея о том, что эфир как внутри тел так и снаружи обладает одними и теми же свойствами, участвует в движении и взаимодействует с материей (веществом). Нейман и Вебер к середине XIX века, по сути, И. Мисюченко Последняя тайна Бога 142 подготовили математические формулировки практически всех электрических и магнитных явлений. Этот период был вообще ознаменован расцветом математических теорий электричества, тяготения и эфира. Люди, совершившие это, принадлежали к довольно узкому кругу и неплохо знали друг друга, либо учились вместе в молодые годы. Стокс, Гельмгольц, Фурье, Кирхгоф, Кольрауш, Ом - имена эти хорошо известны и сегодня. Но, разумеется, имя Дж. К. Максвелла стоит особняком. Потому что именно он взялся ответить на вопрос, как именно передаются электромагнитные взаимодействия через пространство (а оно мыслилось заполненным эфиром!). Он отчасти ответил на этот вопрос, он создал систему уравнений, описывающую, как меняются параметры электромагнитного поля при передаче электромагнитных взаимодействий через пространство. Но он так и не объяснил как именно, в результате каких таких явлений, и каков конкретный механизм передачи электромагнитных взаимодействий! В 1855 году он сам писал о том, что он пытается создать математическое описание электротонических явлений (так это тогда называли), «внимательно изучая законы упругих тел и вязких жидкостей». Позднее, в 1861 году, он заявил о создании «механической концепции электромагнитного поля»! Магнитное поле было представлено вихрями, а электрическое – смещениями мировой среды, эфира. Вот так создавались уравнения Максвелла, которым ныне часто придаётся чуть ли не мистический характер абсолютной непогрешимости. Однако Максвелл, изучая работы Фарадея и создавая свою систему уравнений, не заметил, что электрическое поле, порождаемое зарядами, и электрическое поле, порождаемое переменными токами, ведут себя как разные поля. Он обозначил их одной буквой и не отличал одного от другого, в то время как уже во времена Фарадея было известно, что электростатическое поле можно совершенно экранировать, а электродинамическое поле, порождаемое движущимся магнитом - невозможно полностью экранировать. Впрочем, идеи Максвелла и без этих тонкостей были трудны для понимания современниками. Он, в частности, считал, что все токи замкнуты. Токи проводимости, например, замыкаются токами смещения. Большинство современников Максвелла полагали, что токи, текущие через конденсатор, заканчиваются на обкладках конденсатора. Это же так очевидно! Другой характеристической чертой теории Максвелла является концепция (которой, как мы видели, он обязан, главным образом, Фарадею и Томсону) о том, что магнитная энергия — это кинетическая энергия среды, занимающей все пространство, а электрическая энергия — это энергия натяжения этой же самой среды. Эта концепция привела электромагнитную теорию в такую близкую параллель с теориями эфира как упругого твердого тела, что она должна была вылиться в электромагнитную теорию света. Когда выяснилось трудами Герца и других, что электромагнитные взаимодействия распространяются со скоростью света, когда стали реальностью «электромагнитные волны», предсказанные теорией, то Максвелла принялись наконец-то всерьёз изучать. А изучая – интерпретировать. Электромагнитные явления – это волны в мировом эфире. Ну а как же иначе, раз все электрические, магнитные, гравитационные взаимодействия так или иначе связаны с эфиром? А эфир чаще всего понимался либо как газовая, либо как специфическая упругая среда. Возмущения в таких средах, конечно же, волны. А волны должны иметь характерную скорость распространения. И уравнения Максвелла идеально вписывались в эту систему представлений, а работы Герца, казалось бы, полностью подтверждают справедливость уравнений. Но теория Максвелла предсказывала наличие у электромагнитных волн механического импульса, а это уже лило воду на мельницу сторонников корпускулярной теории света. Значительно позднее П. Лебедев блестящими экспериментами подтвердил наличие давления света и, следовательно, наличие импульса у электромагнитных «волн». К тому времени уже было известно о давлении звуковых волн в средах и о том, что звуковая волна способна–таки переносить импульс. К тому времени, когда Максвелл выводил свои уравнения, уже вовсю использовался проводной телеграф. Уже существовали наблюдения за поведением тока и напряжения в длинных линиях, и даже телеграфные уравнения были выведены в И. Мисюченко Последняя тайна Бога 143 ранней своей форме. Телеграфные уравнения оказались вполне волновыми. И неудивительно, как мы теперь понимаем, поскольку в проводниках как раз-то и распространяется настоящая волна - волна плотности электронов. Есть физическая среда (металл), физический носитель (электроны, которые тогда считали «электрической жидкостью»), потенциальная энергия (в областях скопления электронов) превращается в кинетическую энергию их движения (в областях разряжения), и всё так похоже на механику, что слёзы умиления наворачиваются на глаза. Неудивительно, что учёным хотелось видеть колебания и волны в самом мировом эфире, который разным научным школам казался то ли газом, то ли упругим телом, но, во всяком случае, полным подобием некоей механической среды. Торжество идей Максвелла привело к тому, что весьма многие учёные обратили свою энергию на построение таких моделей эфира, которые бы согласовывались с его уравнениями и предсказывали бы существование волн. Поскольку волны Герца оказались как бы поперечными. Мы говорим «как бы», поскольку в отличие от механических волн, электромагнитные волны с самого начала были несколько «особыми», ибо изменения параметров среды (напряжённостей магнитного и электрического полей) были синфазны, а не сдвинуты на 90 градусов, как во всех механических волнах, изученных доселе. Сразу же всё многообразие моделей эфира разделилось на две основные группы: одна полагала магнитное поле вихревым движением (Томсон), а электрическое - линейным сдвигом, другая, наоборот, считала электрическое поле вихревым явлениям, а магнитное - линейным (Гельмгольц). К концу XIX века эти модели приобрели потрясающую изощрённость, поскольку развивали их недюжинные умы и честно старались вместить в них всё многообразие известных на тот момент оптических, электрических и гравитационных явлений. А вопрос-то был не в том, какой род движений эфира представляют магнитное и электрическое поля, а в том, что телега была поставлена впереди лошади. Механические явления следовало бы объяснять электрической природой материи, а не наоборот. Но такая постановка задачи, по-видимому, была решительно невозможна для физиков того времени. Отказать в реальности существования магнитному полю они тоже не могли. Просто потому, что не было достаточных знаний о внутренней структуре вещества, трудно было не то чтобы ясно понять, а даже смутно догадаться, что сила постоянного магнита связана с бешеным движением астрономического количества мельчайших зарядов. Ведь ни заряды эти, ни их движение никак не были видны исследователям. Каких только моделей не напридумывали на тот момент! И пульсирующие вращающиеся сферы, и вихревые кольца в идеальной жидкости (кольца Гельмгольца), сохраняющие индивидуальность. И «вихревая губка» У. Томсона и «спиральный эфир» Фитцджеральда (сейчас бы сказали «торсионный эфир»). Ни одна из моделей не удовлетворила исследователей даже того времени, не говоря уж о более поздних периодах развития науки. Ближе к концу девятнадцатого века, главным образом, под влиянием Лармора, все признали, что эфир — «среда нематериальная , sui generis, и не состоит из опознаваемых элементов, имеющих определенное положение в абсолютном пространстве, структуру». Лармор говорил, что «мы не должны поддаваться соблазну объяснить простые группы отношений, которые были найдены для определения активности эфира, рассматривая их как механические следствия скрытой в этой среде структуры; нам скорее следует удовлетвориться получением их точного динамического соотношения, так же, как геометрия исследует или соотносит описательные и метрические свойства пространства, не объясняя их». Это была вспышка ясного осознания, которая хотя и осветила так сказать, «мировую тьму», но и таила в себе немалую опасность, являясь зародышем будущей «геометризации физики». Незнание никогда не должно возводиться в фундаментальный принцип, в том числе наше незнание эфира. Но незнание следует признавать, и понимать, где именно оно проявляется, чтобы опоры знания не проваливались бы при попытке нагрузить их теми или иными теориями. Благодаря Лармору, некоторые исследователи И. Мисюченко Последняя тайна Бога 144 сосредоточились не на подгонке тех или иных механистических моделей эфира к опытным результатам, а на выяснении свойств электромагнитного поля, которое постепенно стало обретать черты реальности в сознании учёных. Так, Пойнтинг, рассмотрев бесконечный прямой провод с непрерывным током, показал, что, в случае изменения тока, перпендикулярно проводу должна течь энергия. Энергия всегда течёт там, где есть её материальный носитель. Поистине, он стоял на пороге создания теории движения поля! В [4, с. 373] читаем «...Пойнтинг, принимая представления Фарадея о физической реальности силовых линий, допустил, что эти силовые линии попадают на свои места, двигаясь наружу от провода; так что магнитное поле растет, благодаря постоянному испусканию проводом силовых линий, которые расширяются и распространяются, подобно тому, как от брошенного в стоячую воду камня на ее поверхности расходятся круги». Если бы он заменил слово «силовые линии», по поводу реальности которых всегда были споры, словом «поле» - возможно, всё развитие науки пошло бы иначе... Подобные же рассуждения применялись и к электрическому полю. Дж. Дж. Томсон, например, вообще мало значения придавал магнитным силовым трубкам и склонялся к тому, что электрические явления объяснимы при помощи движений электрических силовых линий. И здесь снова физика XIX века стояла на пороге озарения! В [4, с. 374] читаем «...Томсон решил рассматривать магнетизм как вторичное действие и объяснять магнитные поля не присутствием магнитных трубок, а движением электрических трубок». Более того, с этой точки зрения луч света можно рассматривать просто как группу силовых трубок, которые движутся со скоростью света перпендикулярно своей собственной длине. Такая концепция почти эквивалентна возвращению к корпускулярной теории; но поскольку трубки имеют определенные направления, перпендикулярные направлению распространения, объяснить поляризацию теперь не составит труда. Томсон считал, что энергия, сопутствующая всем электрическим и магнитным явлениям, — это, в конечном счете кинетическая энергия эфира; причем ее электрическая часть представлена вращением эфира внутри трубок и вокруг них, а магнитная часть энергией дополнительного возмущения, возникшего в эфире при движении трубок. Дальнейшие исследования пондеромоторных сил показали, что либо эфир способен к движению, либо он только передаёт механические силы (причём мгновенно и без потерь), либо он сам есть носитель механического импульса, имманентно присущего ему. Но, увы, концепция подвижного эфира «...не согласуется с теорией эфира, которая была, в целом, получена в конце века...» [4]. Поэтому она и не была рассмотрена всерьёз. Хотя Гельмгольц, например, придерживался именно этой концепции. Герц также очень близко подобрался к правильному пониманию природы электрических явлений, в частности, подобно Амперу, создавшему знаменитую гипотезу Ампера о молекулярных токах в постоянных магнитах, предложил "...принцип «единства магнитной силы» дополнить утверждением о том, что электрическая сила, созданная переменным магнитным полем, по своей природе идентична электрической силе, созданной электростатическими зарядами". Здесь Герц стоит в одном шаге от объяснения природы элементарных зарядов, даже не будучи уверен в существовании этих самых зарядов. После многочисленных неудач в теоретических попытках доказать правильность теории Максвелла он практическим изучением электромагнитных явлений немало подвигнул научный мир к этой цели. Как заметил Лармор, «открытия Герца не оставили места для сомнений в том, что физическая схема Максвелла …. представляет собой истинную формулировку единства, лежащего в основе физической динамики». Выяснилось, что вектора H r и E r перпендикулярны направлению распространения «волны» и за поляризацию отвечает именно вектор E r . Затем последовала новая волна модификации представлений об эфире: стали различать эфир вне вещества и внутри вещества. Пытались говорить, что первый эфир неподвижен, а второй увлекается телами. Стали выяснять, полностью или частично он увлекается. Надеюсь, читатель уже чувствует некоторую занудную повторяемость событий, заключающуюся в том, что как только физики более-менее приходят к какой-то системе представлений об И. Мисюченко Последняя тайна Бога 145 эфире, следует каскад открытий, заставляющих пересмотреть все эти представления. На сей раз, после объединения электрических и магнитных (и отчасти механических, тепловых и оптических) явлений в одну систему представлений, на горизонте физики замаячила новая концепция - концепция «электромагнитного поля». Пока что оно считалось всего лишь возмущениями в механическом (и даже скорее механистическом!) эфире. Перейдя к описанию электрических явлений для случаев движущихся тел, сред и систем отсчёта, физики немедленно столкнулись с трудностями. По крайней мере, им так показалось. Различные опыты в лаборатории (например, опыты Физо) вроде бы доказывали частичное увлечение эфира движущимися средами. Сейчас мы бы сказали, что не эфира, а света. Чувствуете разницу? Но тогда разницы не чувствовали. Опыты Физо, казалось бы, противоречили астрономическим наблюдениям, в частности, аберрации звёзд. Опыты Майкельсона и Морли, призванные разрешить вопрос об увлечении эфира, показали, что эфир не движется относительно Земли. И снова, мы бы сказали – «свет увлекается», а не «эфир не движется». Пришло бы Вам в голову выяснять, движется камень, лежащий на поверхности, относительно Земли или нет? Стали бы вы делать это, бросая камень по и против движения планеты? Вряд ли. Ибо ответ очевиден. Но вот со светом так поступили! Хотя уже знали (по крайней мере, подозревали), что свет переносит механический импульс, следовательно, в механическом плане не отличается принципиально от камня. В этот же период был открыт носитель электрического заряда электрон, и Лоренц построил свою теорию эфира, в котором вечный и неподвижный эфир являлся скорее особого рода пространством, чем материальной средой. Все электрические опыты подтверждали теорию Лоренца, но она противоречила проклятым опытам Майкельсона! И тут Лоренц выдвигает гипотезу о продольном сокращении длин в движущихся телах. Поскольку при движении должны сокращаться все длины, в т.ч. и измерительных инструментов, то сокращение Лоренца оказалось непроверяемым. Взгляните: неподвижный, лишённый материальности эфир обрёл ещё и непроверяемое свойство сокращать длины тел при их движении. Отсюда буквально полшага до идеи Эйнштейна о том, что никакого эфира нет вообще, а его роль выполняет пространство и это пространство можно изучать чисто математически! Уставший от многовековых попыток понять природу эфира разум отказался от борьбы, уходя в сторону чистого теоретизирования. В начале XX века работами Лоренца, Эйнштейна, Пуанкаре и других была создана теория относительности, в которой был провозглашен отказ от эфира, а его функции были переложены на «пространство – время». В электродинамике же окончательно сформировалась концепция «электромагнитного поля», распространяющегося «само в себе», так сказать, в соответствии с уравнениями Максвелла и по законам теории относительности. Эфир, казалось бы, умер! Увы, как мы видели уже многократно, как только «умер эфир» почти тотчас же обилие новых опытных фактов привело к созданию квантовой механики и квантовой же электродинамики в первой трети XX века, в которой эфир de facto вновь возрождается, то в виде «моря Дирака», то в виде «квантовых осцилляций пространства». Позднее его место занимают многообразные концепции «физического вакуума». Сегодня модны теории струн и суперструн. Теории «мира на бране» и дробномерного мира. Так что «пустота», которой, конечно же, нет, как и доказывал Аристотель, которая суть эфир, мировая среда или пленум, продолжает играть важнейшую роль в познании мира и в современных физических теориях. Нам не удалось обнаружить среди теорий эфира прошлого времени чисто электрический эфир, не сводящийся к механическим структурам, но и не скатывающийся в чистую умозрительную геометрию, оторванную от практики. Ну что же, возможно именно на этом пути, на пути электрического эфира, будет-таки, после длительной стагнации, достигнут подлинный прогресс в понимании мироустройства. И. Мисюченко Последняя тайна Бога 146 § 6.2. Мировая среда и психологическая инерция Как видно из исторического обзора, данного в предыдущем параграфе, мировая среда почти всегда мыслилась неподвижной. Почему? Возможно, идея Бога в той или иной форме оказывалась настолько перекликающейся с идеей всезаполняющей мировой среды, что подсознательно хотелось приписать ей некие божественные атрибуты. Величественная неподвижность вездесущего эфира – в этом что-то есть. Если бы во времена Аристотеля творил Эйнштейн, он наверняка одарил бы «древних греков» идеей, что эфир неподвижен даже относительно движущихся тел. Мировая среда, кроме неподвижности, почти всегда мыслилась с весьма малой, но ненулевой плотностью. Это было так естественно, ведь всё, чего касался человек за долгие века развития науки, имело хоть какую-то плотность. То есть всё имело вес и инерцию движения. Ведь именно это означают слова «ненулевая плотность». Если эфир неподвижен, то инерция никак не проявится, и можно говорить только о его гравитационных свойствах, т.е. весомости. Скажите, разве учёные знали, что такое масса, тем более масса гравитационная, чтобы приписывать её эфиру и рассуждать о его плотности? Наука и по сей день не может дать вразумительного ответа на вопрос, что же такое масса. Значит, массовую плотность эфиру приписывали просто по инерции, по инерции мышления. Но, согласитесь, неподвижность эфира как-то плохо вяжется с представлениями о его ненулевой плотности. Ведь плотное вещество всегда имеет структуру, и ему, хотя бы внутренне, присуще движение, хотя бы микроскопическое. Чтобы согласовать интуитивные представления друг с другом, пришлось заявить, что эфир очень упругий. Лёгкий, неподвижный, но упругий. То есть немножко движущийся. Чуть-чуть. Странная среда, согласитесь, которая может двигаться в малом, но не может двигаться в более крупном масштабе. А что ей мешает? Непонятно. По мере изучения электрических и магнитных явлений выяснилось, что эфир свободно проницают магнитные и электрические «поля». То есть пустота, вакуум, эфир не препятствуют электрическим и магнитным взаимодействиям. Хотя препятствуют, например, передаче тепла и звука. Были определены диэлектрическая и магнитная проницаемости вакуума. Казалось бы – учёные наконец-то начали изучать эфир. Получили целых две характеристики! Затем от электрического и магнитного полей отказались в пользу единого электромагнитного поля, а электрические и магнитные свойства вакуума так и остались электрическими и магнитными. По логике вещей, объединив два поля в одно и установив, что характеристикой вакуума (эфира) по отношению к нему является скорость распространения возмущений (скорость света), надо было бы отказаться от двух предыдущих характеристик в пользу одной новой. Ан нет, ограничились тем, что установили связь скорости света с диэлектрической и магнитной проницаемостями. Так вот, оказывается, что! Учёные-то думали, что твёрдо установлены аж целых три электрических характеристики вакуума, а на поверку-то оказалось, что всего одна. Мы считаем, что всего одна – диэлектрическая проницаемость. Магнитная проницаемость не физическая величина, а всего лишь размерный коэффициент. Тогда скорость света – это просто некоторое математическое преобразование диэлектрической проницаемости. Неплохой вывод! Он требует, чтобы мы хотя бы поискали, как скорость света определяется диэлектрическими свойствами эфира (вакуума). Эйнштейн, создав Общую теорию относительности, позволил пространству (т.е. эфиру, мировой среде) искривляться. Но, кажется, нигде не высказал идею о том, что пространство может двигаться. Простите великодушно, но нам непонятно, как можно искривиться, не двигаясь? А разве более поздняя идея расширяющегося пространства не из той же серии? Как можно расшириться, не двигаясь?! Почему учёные умы, даже выдвигая столь революционные идеи, не посмели в явном виде позволить пространству (эфиру, вакууму, пленуму) двигаться?! Возможно, мешали какие-то очень глубокие свойства человеческого И. Мисюченко Последняя тайна Бога 147 разума. А может быть, в геометризованной физике позволить пространству двигаться затруднительно, ибо непонятно, как ответить на вопрос, в чём именно оно двигается. В другом пространстве? А что! Идея вложенных пространств, в которых каждое пространство движется внутри другого…. Так сказать, апофеоз релятивистских концепций. Мы просим прощения у читателя за сарказм, но не проще ли пространство оставить пространством, а движение приписать мировой среде? Итак, мы выяснили, что не надо делать с эфиром, поскольку это ни к чему хорошему не привело: не надо запрещать ему двигаться, не надо считать его чем-то известным, вроде газа или кристалла, не надо подменять его математическими понятиями. Но в плане того, что же мы в итоге имеем, каковы наши твёрдо установленные знания, наш улов оказался весьма небогат. § 6.3. Твёрдо установленные свойства вакуума Здесь и далее мы будем говорить именно о свойствах эфира (вакуума, пленума), а не сверхразреженного газа, именуемого «межзвёздной средой». Выходит так, что твёрдо установленных свойств вакуума (мировой среды, эфира, пленума) крайне мало. Перечислим: • Диэлектрическая проницаемость ] / [ 10 85 8 12 0 м Ф − ⋅ = ε (способность приходить в возмущение вблизи зарядов и передавать воздействие одного заряда на другой). • Нулевая массовая плотность там, где напряжённость электрического поля отсутствует, равна нулю (именно напряжённость, а не поле вообще, как таковое!). • Неограниченная подвижность. • Практически безграничная делимость. • Отсутствие магнитных свойств (нет эффекта Фарадея, т.е. вращения плоскости поляризации света в магнитном поле, магнитная проницаемость содержит π ). • Отсутствие сколь-нибудь заметного механического трения. • Отсутствие теплопроводности. • Высочайшая прозрачность для всех типов излучений. Увы, увы… Учитывая, что это весь улов за почти три тысячелетия (по крайней мере, так считает официальная историческая наука) – фантастически мало. Исследуя явления индукции и самоиндукции на основе представлений о движении поля, мы пришли к выводу, что эфиру можно было бы приписать ещё одно твёрдо установленное свойство. Дело в том, что когда в эфире ускоренно (подчёркиваем, не равномерно и прямолинейно, а ускоренно!) движется заряд конечных размеров, то эфир оказывает ему сопротивление. Сила этого сопротивления прямо пропорциональна ускорению, квадрату величины заряда и обратно пропорциональна линейному размеру заряда, умноженному на постоянный коэффициент. Поскольку заряд – это электрическое поле, а поле есть возмущение в эфире, то возмущения эфира движутся в эфире равномерно и прямолинейно до тех пор, пока внешняя сила не окажет на них воздействие. Коэффициент, о котором мы говорим, равен в СИ: • Коэффициент сопротивления ускорению зарядов ] / [ 10 4 7 0 м Гн − = = π μ ψ Это число уже не содержит π (поскольку «пи» содержалось в определении «магнитной проницаемости вакуума») и, возможно (мы пока даже не настаиваем), является настоящей физической величиной. И. Мисюченко Последняя тайна Бога 148 § 6.4. Возможные свойства вакуума. Места для закрытий Забегая вперёд, скажем, что кроме немногочисленных твёрдо установленных свойств вакуума (эфира) существуют свойства, обнаруженные пока лишь «на кончике пера» и являющиеся пока всего лишь предметом размышлений и дискуссий, а не опытной проверки. Речь идёт о двух свойствах, которые многое бы объяснили, но весьма трудны для обнаружения. Это крайне слабая, но ненулевая поляризуемость эфира (зависимость диэлектрической проницаемости от напряжённости электрического поля) и крайне слабая, но ненулевая частотная дисперсия диэлектрической проницаемости. Первая величина позволяет невероятно красиво и последовательно объяснить явления гравитации. Вторая, возможно, проливает свет на так называемое красное смещение удалённых галактик. Обе они относятся к вариабельности твёрдо установленной характеристики эфира 0 ε . Нами будет установлено в главе 7, что • Поляризуемость эфира 64 10 647 1 − ⋅ = η [м/В]. В первом случае вариабельность диэлектрической проницаемости вакуума заключается в зависимости от напряжённости электрического поля, во втором – от его частоты. Если эти величины, характеризующие эфир как диэлектрик, не равны нулю, то тогда придётся закрыть «гравитационное поле», как ненужную более сущность, возможно, отказаться от «разбегания галактик» и, соответственно, моделей эволюции Вселенной, основанных на Общей теории относительности Эйнштейна. Раз нет разбегания (а его существование базируется всего на одном единственном явлении смещения спектральных линий удалённых астрономических объектов), то нет причин спекулировать на тему эволюции Вселенной. Возможно, у диэлектрической проницаемости эфира есть ещё и ничтожно малая мнимая часть, отвечающая за поглощение энергии излучения. Ну, тогда и «фотометрический парадокс» благополучно разрешится. (Фотометрическим парадоксом именуют противоречие между реально наблюдаемым чёрным ночным небом и серым небом, которое предсказывается моделью безграничной и абсолютно прозрачной Вселенной). Далее мы будем говорить об этих вопросах более подробно и доказательно. Пока же отметим, что объявление эфира диэлектриком оказалось весьма и весьма плодотворным гносеологически, поскольку даже просто по аналогии позволяет предположить наличие явлений, характерных для всех известных диэлектриков: втягивания по градиенту, поляризации, частотной дисперсии, поглощения и т.д. и т.п. Литература 1. Т.И.Трофимова. Курс физики. 9-е издание. – М.: Издательский центр «Академия», 2004 г. 2. Б. М. Яворский, Ю. А. Селезнев. Справочное руководство по физике. Для поступающих в вузы и для самообразования. М.: «Наука», 1989 г. 3. Голин Г. М. Хрестоматия по истории физики. Классическая физика. Мн.: Выш. школа, 1979. 4. Э. Уиттакер. История теории эфира и электричества. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». 2001. Перевод с англ. 5. Ред. И. И. Боргман, Новые идеи в физике. Непериодич. изд. Сборник второй. Эфир и материя. Из-во «Образование», СПб, 1911 г. |