Блог ведет Владимир Цивин

Владимир Цивин Владимир
Цивин

Масса, заряд, поле

12 февраля в 21:46
5.6. Масса, заряд, относительность  

В той мере, в какой математические суждения относятся к реальности, они недостоверны, а в той мере, в какой они достоверны, они не относятся к реальности.
                                                                               А. Эйнштейн
Теория остановилась на том, что поле представляет собой некоторое пространственное распределение величин скалярных или векторных. Это могут даже быть статистические величины – плотность населения, например, но этот случай самым наглядным способом показывает, что распределение величин – это не поле, это только следствие неких иных причин.
                                                                               П.А. Зныкин
 
5.6.1. Масса, заряд, поле  

Электрическая частица уже самим своим существованием порождает изменение состояния пространства в своей непосредственной окрестности (электрическое поле). Пространственное распределение и изменение во времени этого поля подчиняются законам, присущим пространству. В силу этих законов поле, порождаемое частицей е1, доходит до частицы е2 и действует там на нее.
                                                                              М. Фарадей
Теория, которую я предлагаю, может быть названа теорией электромагнитного поля, потому что она имеет дело с пространством, окружающим электрические и магнитные тела, и она может быть названа также динамической теорией, поскольку она допускает, что в этом пространстве имеется среда, находящаяся в движении, посредством которой и производятся наблюдаемые электромагнитные явления.
                                                                                Д. Максвелл
 
В этих высказываниях Фарадея и Максвелла для нас важны первые определения понятия физического поля, связывающие его с пространством, хотя Эйнштейн наоборот стал связывать пространство с полем, что говорит о их диалектической эквивалентности. Ведь так же и развитие электромагнетизма началось с того, что Эрстед обнаружил связь между электричеством и магнетизмом. На основании чего Ампер предположил, что магнит состоит из множества микроскопических электрических токов, поэтому два магнита и взаимодействуют друг с другом, отталкиваясь или притягиваясь в зависимости от упорядоченного направления этих токов, которые противоположны у противоположных полюсов. После этого Фарадей и ввел понятие поля как силу взаимодействия между полюсами, распространяющуюся в пространстве, в том числе, и пустом. А Максвелл создал математическую модель этого поля.
Но, развивая эту мысль, можно предположить, что и гравитационная масса подобным же образом состоит из множества микроскопических инерционных токов. Ведь подобие законов статического взаимодействия между двумя массами Ньютона, зарядами Кулона или токами Ампера, вряд ли случайно. О пропорциональной взаимосвязи заряда и массы, а, следовательно, об эквивалентности этих понятий (подобно эквивалентности массы и энергии), говорит и то, что отношение этих величин для электрона в статике является константой.
Для того чтобы понять общую основу взаимодействия, как тел, так и зарядов, заметим, что при формулировании любого закона физика вынуждена постулировать разделение природных факторов относительно данного закона на существенные (необходимые) и несущественные (случайные). И этот ортофизический принцип является фундаментальным. Так, по словам Д. Бома: «Сведение всего во всей Вселенной полностью и идеально к чисто количественным изменениям нескольких основных видов сущностей (в данномслучае тел и полей или одних полей, согласно точке зрения Эйнштейна), которые сами по себе качественно никогда не изменяются, это, разумеется, более тонкая и тщательно разработанная форма механицизма по сравнению с лапласовской формой, но, становясь все более и более тонкой и тщательно разработанной, она не переставала быть механистической».
Более того, по его словам: «Механистическое предположение о том, что все различные уровни, все качественные изменения и все случайные флуктуации, в конце концов, будут полностью, идеально и безусловно сводиться к действиям некоторой фиксированной и ограниченной схемы чисто количественных законов, не следует и не может следовать из каких-либо конкретных научных достижений. Поэтому это предположение имеет существенно философский характер». К этому высказыванию следует лишь добавить, что данный вывод можно отнести не только к механике, но и ко всей физике.
Так, например, сначала физика рассматривала физические поля как свойства тел, потом наделила их независимостью и материальностью, наравне с телами, а затем уже, на новом уровне, вновь пришла к выводу, что поля и тела являются взаимным дополнением друг друга. Тем не менее, продолжаются попытки сведения тел к полям, или полей к телам, или постулирования их независимости друг от друга.
Между тем, уже Ньютон, введением понятия массы тел, ввел в физику величину, представляющую собой единство тела и поля в пространстве и времени. Но в результате, он объяснил гравитацию постулированием мгновенного взаимодействия масс через пустое пространство (силой тяготения), противопоставив ее инерции, требующей для взаимодействия время, а не пространства. А Эйнштейн объяснил гравитацию постулированием искривленного массами пустого пространства-времени между ними (силовым полем тяготения), приравняв ее к инерции, т.е. сведя пространство ко времени, и наоборот.
При этом в обоих случаях постулируется беспричинное движение масс в пространстве, и, таким образом, все сводится к триаде <инерция, гравитация, сила>, а, значит, ни то, ни другое, одинаково не дает достаточного физического объяснения ни природы инерции, ни природы гравитации масс, не говоря уже о природе пространства и времени. А, между тем, эти понятия отличаются друг от друга так же как время от пространства и движение от взаимодействия. Поэтому, для того чтобы в общем случае достаточно точно определить отличие инерции от гравитации, необходимо постулировать отличие между изменением времени (движения) и изменением пространства (взаимодействия).
Отсюда, кроме того, следует заметить, что, подобно понятиям частоты 1/t и волнового вектора 1/s, являющимися понятиями обратными по отношению к понятиям времени t и пространства s, необходимо, для более полного описания движения (в том числе, волнового), ввести обратное понятие крутизны 1/и для массы, характеризующее любую величину, отнесенную к единице массы. Понятие крутизны, прежде всего, удобно применять при рассмотрении движения во времени (фазовом), например, при волновом и при энтропийном движении, поэтому назовем его фазовым вектором. А также, заметим, что во всех теориях физики, из независимости частицы (массы m) от триады <положение (пространства s), направление (скорости v), момент (времени t)> следует триада законов сохранения <импульса (mv), момента импульса (mvs), энергии (mvv)>, равная триаде <перемещение, вращение, движение>, причем, mvs=(mv)s=(mvv)t, т.е. эти три сохраняемые величины взаимосвязаны.
Очевидно, что можно выразить их связь и через потенцию ms как mvs=(ms)v=(ms)(v/t), а также через величины mt, ma, m/s, m/t, m/v, и т.п. Заметим также, что то, что с ростом скорости релятивистская масса растет, а количество вещества нет, означает нарушение эквивалентности между массой и количеством вещества (телесностью). Отсюда масса, скорее, энергия (поле), чем вещество, а точнее есть их синтез, точно так же как, например, синтез волны и частицы. А если принять, что масса покоя и заряд во всех случаях сохраняются, как и энергия, то можно предположить о взаимосвязи этих понятий как и соответствующей триады <масса, заряд, поле>.
Фарадей и Максвелл утверждали о физичности электрического и магнитного полей, на основе наличия их действия во всех точках пространства вокруг источника этих полей. Иначе говоря, из понятия электрического заряда выводилось понятие электрического поля, изменение которого в результате движения заряда (ток) вызывало магнитное поле, и наоборот, изменение магнитного поля вызывало электрический ток. Но, продолжая эту логику, если есть переменное магнитное поле, то почему же не должно быть и магнитного тока, разве это, по сути, не одно и то же? Ведь если есть следствие, то должна быть и непосредственная причина. Тем более что, кроме того, что магнитный заряд экспериментально не обнаружен, теоретических объяснений его невозможности нет. Наоборот, есть теории о существовании магнитных зарядов (монополей), например, теория Дирака. И ведь, сравнивая диаду <электричество, магнетизм> с диадой <пространство, время>, можно заметить, что, если понятие пространства есть обобщение понятия тела, то понятие времени есть обобщение понятия события, так же как понятие поля есть обобщение понятия заряда и массы. Откуда можно заключить, что не случайно заряда не бывает без массы, а их отношение всегда является конечной величиной. Причем, видимо, не случайно равенство зарядов разных знаков подобно равенству инерционных и гравитационных масс, и соответственно понятию поля и принципу эквивалентности А. Эйнштейна.
Поэтому, если силу Кулона F=ee/ss приравнять силе инерции F=ms/tt, то получим формулы ee=msss/tt=Es=Gmm=msvv=mscc=hc, ee/h=s/t, ee=hc, ms=ee/cc, mm=ee/G, G=ee/mm, s=hh/mee, t=hhh/meeee, связывающие электрический заряд e, в том числе через константы G, c, h, не только с кинематическими, но и с динамическими механическими величинами. Что подтверждает диалектическую эквивалентность не только массы, пространства и времени, но и произведения зарядов произведению масс. А при равенстве взаимодействующих масс и соответственно их зарядов диалектическую эквивалентность квадрата заряда как квадрату массы Gmm=ee, откуда e/m=Gm/e, так и потенции ee=mscc, откуда e/m=ccs/e. Что позволяет определить не только гравитационную постоянную, зная, например, заряд электрона и его массу, но и электронные константы длины s=ee/mcc=hh/mee и времени t=hhh/meeee. И что говорит о связи заряда не только с массой, пространством и временем, но и с гравитацией.
Кроме того, важно отметить, что до сих пор, как в механодинамике Ньютона, так и в электродинамике Максвелла, для появления вокруг заряда (массы) поля считается вовсе не обязательным присутствия другого заряда (массы), взаимодействующего с первым, что явно не соответствует диалектике. В то время как на самом деле, так же как, например, пространство-время не может возникнуть вокруг только одного тела-события, так и поле не может возникнуть вокруг только одного заряда-массы. Иначе говоря, понятия одиночного заряда (массы), так же как и одиночного поля, являются такой же абстракцией, как и понятие пустого пространства и времени, ибо заряд и масса проявляются лишь во взаимодействии. Это можно сравнить с понятием геометрической точки, которая может пониматься и как безразмерная величина и как бесконечно малая, что позволяет понять и дискретность заряда и массы элементарной частицы как нечто безразмерного и несоставного, несмотря на пространственные размеры. Причем, если инерционно-гравитационное взаимодействие масс объяснять не создаваемыми ими полями, а действием сил устойчивости, стремящихся сохранить первоначально заданные извне значения инвариантных параметров, то можно предположить, что то же происходит и при взаимодействии зарядов. Различие лишь в том, какие величины сохраняются (например, вместо <mv, mvs, mvv>, <qv, qvs, qvv>).
Иначе говоря, силы устойчивости в этом смысле являются обобщением как сил инерции и гравитации, так и их аналогов в электродинамике, термодинамики и т.п., что показывает вторичность понятия поля (так же как и указанных сил) по сравнению с понятием устойчивости (сохранения). Это подтверждается, например, тем, что вращение источника поля округлой формы, не нарушающее его устойчивости, не передается пробным телам. Кроме того, можно заметить, что заряд есть триада <положительный, отрицательный, нулевой>, а масса есть триада <инерционная, гравитационная, нулевая> или <отталкивающая, притягивающая, инертная>, т.е. диалектические качества заряда и массы по форме подобны друг другу своими знаками. Одинаковые (тождественные) по знаку заряды отталкиваются, а противоположные притягиваются, значит можно заключить, что при отталкивании масс они имеют одинаковые знаки, а при притягивании противоположные. Нулевые же знаки имеют заряды, в которых положительные и отрицательные знаки компенсируют друг друга, для чего они оба должны стать внутренними как, например, у фотона при свободном движении. Точно также массы имеют нулевой знак, когда в них положительные и отрицательные знаки компенсируют друг друга как, например, при свободном падении. Однако, если противоположности массы совмещены в одном теле, подобно магниту, но без выделенных полюсов, то противоположности зарядов находятся в разных телах, за исключением безмассовых частиц, например, фотона. Откуда в триаде <масса, заряд, тело> заряд в отличие от массы может либо отсутствовать, либо иметь лишь один знак. И это притом, что все эти свойства совмещены в одном теле, являясь его состояниями. Так, по словам Г. Гегеля: «Способность передаваться и факт передачи есть главный момент природы состояния, ибо состояние есть существенно общее определение и зависимость от окружающего». Хотя масса и заряд передаются по-разному.
Следовательно, взаимодействие электрических и магнитных полей до сих пор не доведено до логического конца. Возможно, надо признать, что электрическим и магнитным полям соответствуют эквивалентные заряды, подобно тому как эквивалентны инерционная и гравитационная массы, и подобно тому как эквивалентны электрический ток и ток смещения, введенный Д. Максвеллом. Более того, из отношения в атоме водорода электростатической силы к гравитационной e2/Gmemp=G1836m2e получим e2/m2e=1836G, что говорит о связи отношения квадратов массы и заряда электрона, а значит и их полей, с гравитационной постоянной. А подставив сюда из выражения для постоянной тонкой структуры e2=αhc, получим связь массы электрона так же и с квантовой и релятивистской постоянными Планка и Эйнштейна. Поэтому точно так же можно говорить об эквивалентности массы и заряда, по крайней мере, у электрона. Разумеется, имеется ввиду диалектическая эквивалентность, являющаяся синтезом противоположности и тождественности. Так, например, можно говорить о диалектической эквивалентности тела и поля, ибо всякое тело является полем для своих внутренних тел и телом для внешних полей, т.е. тело есть часть поля, а поле часть тела, откуда следует, что эти понятия относительны, а значит, могут переходить друг в друга. Поэтому заряд и массу можно рассматривать и как проявление соответствующих полей в телах, и как проявление тел в этих полях. Таким образом, можно заключить, что пространство-время в общем случае есть диалектический синтез полей-тел, ибо тела есть пересечения различных полей, а поля есть пересечения различных тел. Но поскольку поля и тела могут существовать и относительно независимо друг от друга, то не случайно в общей теории относительности пространственно-временное поле связывается с энерго-импульсным полем как диалектическая пара наиболее общих характеристик любых полей и тел. Тем более, что энергия и импульс любого потенциально-кинетического поля могут возникнуть только за счет энергии и импульса другого поля, являющегося сторонним относительно первого в пространстве-времени. Иначе говоря, если обобщить понятие заряда, то подобно электромагнитному заряду, масса есть инерционно-гравитационный заряд, а значит, mm, mq и т.п. есть соответствующие потенции. Откуда получаем, что пространство-время порождается массой-зарядом в соответствие с триадой <масса, заряд, пространство-время>. Так, по словам Р. Фейнмана: «Материя есть застывшая энергия. Раскрытие закона образования вещества связывается с константой отношения масс протона и электрона mp/me=1836,152». Тем самым понятия массы и заряда, так же как и понятие смысла, оказываются зависимыми от контекста, в соответствие с триадами <осмысленность, бессмысленность, контекст>, <массовость, безмассовость, контекст> и <заряженность, незаряженность, контекст>. В результате чего, например, фотон, не имея массы и заряда покоя, получает их при движении в виде взаимодействующих электрического и магнитных полей, а так же спина, в соответствие с триадой <контекст, концепт, конспект (контраст, контракт)>, подчеркивающей относительность всех фундаментальных понятийкак абстрактно-конкретное (конкрет).
 
Оставить комментарий
 
Вам нужно войти, чтобы оставлять комментарии



Комментарии (0)

    Пока никто не написал