Ученые придумали много гипотез, теорий и формул для описания различных явлений. Создается впечатление о непостижимости законов природы. Каждый новый факт требует нового уравнения, новой гипотезы. Ученые ломают голову над вписыванием очередных открытий в многократно проверенное представление о мире. Тенденцией двадцатого века стало создание математических абстракций, не привязанных к реальности. К таким абстракциям можно отнести электромагнитную волну, описываемую уравнением, но не имеющую объяснения физического механизма ее действия.
По современным представлениям в мире элементарных частиц присутствует неопределенность, в макромире все строго определено: скорость тел, их положение и т.д. Непосвященный обязательно запутается в формулах и решит не разбираться в законах природы. Но в них нет ничего сложного. Уже долгое время ученые находятся в поисках общего закона. Придерживаясь мнения, что все законы являются частными случаями единого закона природы, следовало бы искать его признаки в природных явлениях. Если этот закон существует, то различные процессы должны иметь сходные черты. Кроме того, объяснение любого закона должно основываться на механизме взаимодействия материи, а не на математических абстракциях. Во внимание стоит принять и принцип «Бритва Оккама», на мой взгляд, являющийся самым верным критерием в решении любого спора.
С момента открытия электрического заряда физика обрела много новых знаний о природе электричества и магнетизма. Люди умеют пользоваться электрическим током, но никто до сих пор не знает, как устроен механизм действия зарядов.
Существование единого закона должно было проявиться в подобии электрического взаимодействия с привычными для нас явлениями. В школьных учебниках для простого объяснения силы тока, напряжения и сопротивления приводится аналогия с течением жидкости по трубе. Но при расчетах все равно используют формулы, не объясняющие сущность явления. Изучение электромагнитных сил на основе наглядных экспериментов с применением классической физики Ньютона позволило Тесле понять электрический ток лучше, чем ученым с использованием формул.
Ученые XIX века пользовались гипотезой эфира при изучении электромагнитных явлений, включая свет. Учитывал эфир и гений в своей области Никола Тесла. Даже Эйнштейн поддерживал эту точку зрения, разрабатывая свою теорию, якобы подтвержденную опытом Майкельсона-Морли. В общем, все началось еще до них.
Гюйгенс разрабатывал волновую гипотезу света. И когда она стала подтверждаться фактами и экспериментами, было логично принять ее в качестве основной и переименовать в теорию. Но на этом путь волновой гипотезы не закончился. По аналогии с известными волнами, электромагнитная волна должна иметь среду для распространения. А так как она распространялась и в вакууме, было сделано предположение о существовании некой невидимой среды, в которой эта волна и распространяется. Так на свет появилась гипотеза эфира.
Физика наделяет все частицы двумя силовыми свойствами: массой и зарядом. Масса определяет гравитационное, инерционное и баллистическое взаимодействие, заряд - электрическое и магнитное. По представлениям современной науки гравитационное, электрическое и магнитное взаимодействия осуществляются благодаря соответствующим полям. Эти поля обладают потенциалом, являющимся математическим выражением их воздействия на частицу, но не объясняющим сущности явления. Второй закон Ньютона описывает инерцию, но не дает нам наглядного ее механизма. Баллистическое взаимодействие, обнаруживаемое человеком с помощью органов чувств, интуитивно понятно. Если мы можем объяснить механизм действия единственного взаимодействия, почему бы не предположить, что оно только и существует. А все остальные виды основаны на нем. Гравитация, электромагнетизм и инерция - проявления на макроуровне баллистического взаимодействия на микроуровне.
Теория, основанная на баллистическом взаимодействии, в начале двадцатого века была предложена швейцарским физиком Ритцем. Она была несправедливо забыта, но последователи пытаются распространить это учение. Подробную информацию о БТР (Баллистическая теория Ритца) можно почерпнуть в Интернет. Ритц развил представления Ньютона о корпускулярной природе электромагнетизма. Его теория привлекла меня тем, что она упрощает мир, чего и требует принцип «Бритва Оккама». По ней частицы избавляются от зарядов и сохраняют только массу.
Электрический заряд и массу частицы нельзя найти прямым способом, а только через взаимодействие материи. Не существует и формул, связывающих заряд с массой. Но, как ни парадоксально, в физике заряд определяется через массу. Единица заряда равняется единице силы тока прошедшего через сечение проводника за единицу времени. Единица силы тока равна единице силы взаимодействия двух проводников с током, расположенных на единичном расстоянии друг от друга. Единица силы равна произведению единиц массы и ускорения. Для определения массы у человечества имеется эталон. Для заряда такого эталона нет. Вот такая зависимость между двумя неизвестными величинами. И к тому же электромагнитные волны, как и гравитационные, распространяются со скоростью света.
Самоиндукция в проводниках и инерция тела имеют некоторое сходство. А это является поводом для попыток объяснить их с помощью одной единственной теории. Все выше изложенное наталкивает меня на мысль существования всего одного вида материи с единственным свойством - массой. А различные процессы взаимодействия массы на микроуровне создают разнообразие явлений на макроуровне.
Представьте обычную волну на поверхности воды. Механические колебания не могут существовать без среды. Частицы воды, периодически перемещаясь, создают волнистую поверхность, подтверждая физические законы. Но в отношении электромагнитной волны все законы природы изменяются. Не зря физики называют электромагнитное поле особым видом материи. Для распространения электромагнитной волне не нужна среда. Она состоит из колеблющихся векторов напряженности магнитного и электрического полей. Математической абстракции не нужна среда для распространения. Но электромагнитное взаимодействие реально существует. Значит, есть и физическое объяснение этого явления.
Тесла утверждал, что если механическим колебаниям нужна среда, то она необходима и электромагнитным волнам. И в этом он был, скорее всего, прав, потому что все в природе должно быть одинаково устроено. Как ни назови: эфир, реоны, черная материя - среда для распространения электромагнитного взаимодействия.
В современном представлении свет является волной и потоком частиц одновременно. Но начиналось все с двух противоположных точек зрения. Гюйгенс считал, что свет является механическими колебаниями эфира. Ньютон - потоком частиц, испускаемым источником. Спустя некоторое время была открыта электромагнитная природа света. А так как магнетизм был признан волновым явлением, то и свет посчитали волной.
Явления интерференции и дифракции подтверждают волновую природу света. Дифракция электронов на двух щелях выявила волновые свойства у потока частиц. А открытие фотона говорило о том, что свет это все же поток частиц. Так возник корпускулярно-волновой дуализм. Превращение частицы в волну и наоборот выглядит неправдоподобно. Волна это колебание среды, а частица - элемент среды. Волна - действие объекта, частица - объект. Они не могут быть тождественны.
Длину волны на поверхности воды мы можем непосредственно замерить с помощью линейки, но с электромагнитной волной так поступить невозможно. Поэтому приходиться прибегать к различным хитростям и измерять косвенные параметры. Например, радиус колец Ньютона, который ставиться в соответствие длине волны. Скорость волны представляется в виде произведения длины волны и частоты ее колебаний. Но этой волны никто не видел, а вот скорость ее распространения измерить можно. Таким образом, с помощью колец Ньютона возможно найти скорость распространения света, остальные параметры являются математической выдумкой. А значит, дисперсию следовало бы объяснить разностью скоростей носителей электромагнитного взаимодействия.
Интерференция электромагнитных волн наблюдается не в пространстве, как говориться в определении этого явления, а в контакте с веществом. Мы можем наблюдать интерференцию только в определенном сечении, а не во всем объеме. При чем сечение это находиться не в пространстве, а на материальной поверхности. Для наблюдения интерференции необходимо взаимодействие электромагнитной волны с веществом. Так может, интерференционные картины вызваны не волновой природой света, а его корпускулами, ударяющими по поверхности экрана, вызывая волны на нем с последующим их наложением. А отраженный свет от поверхности экрана воспроизводит эти колебания.
Решение о том, что свет состоит из частиц и волн одновременно, было принято после обнаружения поглощения и излучения его порциями. Но эти порции опять же дают знать о себе только во взаимодействии с веществом. А значит, в нем и надо их искать.
Сам процесс излучения электромагнитных волн заряженной частицей наводит на мысль о том, что это не волны, а поток частиц. Частица излучает сотни миллионов раз в секунду цуги волн - отдельные части синусоид. После излучения каждого цуга частица замирает. Если бы это была волна, почему бы ей не излучаться постоянно. Дискретность излучения наводит на мысль о корпускулярной природе электромагнетизма.
Четкая геометрическая зависимость между падающим и отраженным лучами напоминают зависимость упругого удара материальной точки о плоскую поверхность преграды. И что бы не говорилось в учебниках физики, свет не огибает препятствия подобно волнам на поверхности воды. Иначе бы не видеть нам теней. Свет лишь заворачивает за препятствие на определенный угол и не более того.
Действие одного тела на другое может осуществляться только двумя способами. Первый: посредством переноса вещества от источника к приемнику. Второй: изменение состояния среды между телами без переноса вещества. Первый является баллистическим, второй - волновым. Принципиальное различие между этими двумя способами заключается в том, что первый обеспечивает перемещение вещества, а второй только его колебание. Поэтому электромагнитная волна должна, судя по всему, заставлять колебаться заряженную частицу, а не перемещать ее. А раз частица перемещается, значит, действует баллистический способ воздействия.
Необходимо понять, что волновая теория пригодна только для расчетов и не способна объяснить сущность явлений, в отличие от корпускулярной. В этом, как мне кажется, и состоит корпускулярно-волновой дуализм в электромагнитных явлениях.
Литературный альманах «Край городов», том 54 Издательство «Век Искусств» Санкт-Петербург, январь 2010. Под ред. Александра Титова.
[01.01.2010]