Есть такое суждение: наука не отвечает на вопрос «почему», наука отвечает на вопрос «как». Это не совсем так. Когда можно, когда явления или процессы достаточно очевидны, объективны, то наука отвечает на вопросы и «как», и «почему». Например, круговорот воды в природе, замерзание или кипение воды. Сложнее с теми явлениями, когда нет полной ясности и определённости. Например, явления электромагнетизма или гравитации.
Меня почти постоянно упрекают в том, что, говоря о вопросах физики, я не пользуюсь языком математики, языком формул и уравнений, а лишь одни общие рассуждения («говорильня, трёп, бла-бла-бла…» и прочее). Увы, это так. С самого начала занятий темами физики я встал на опасную и скользкую дорожку, взялся за неблагодарное дело, а именно, искать ответы на вопрос «почему». Как правило, «почему» лишь косвенно связано с языком математики, потому что «почему» – это не количественная сторона явления, а качественная. Здесь имеет значение создание понятных, ясных образов явлений и процессов, или нахождение тех подлинных физических причин, которые и обусловливают изменения. Мы живём в мире энергии, энергии движения. И всякие изменения в ходе явлений и процессов есть, как правило, энергетические изменения, изменяется энергия движения. Но природа энергий движения бывает разная: термодинамическая энергия движения атомов и молекул, электромагнитная энергия движения частиц и полей, квантовая энергия движения элементов среды физического вакуума. И всё это энергия! Разумеется, между всеми этими формами энергии движения есть связь.
Почему мы любим сказки? В сказках совершаются чудеса, чудеса, вопреки законам физики, логики, разума. Там мир живёт по другим законам. В реальной природе чудес не бывает. Если есть какие-то изменения, то они происходят как следствия каких-то причин; если в физике, то причин энергетического порядка. Релятивизм в образе Специальной теории относительности Пуанкаре-Эйнштейна говорит нам о том, что в любой движущейся системе отсчёта интервалы пространства и времени изменяются, и чем быстрее движется система – тем больше подобные изменения. Похоже на сказочное чудо! Чуда, конечно же, нет. Чтобы система двигалась быстрее – нужно тратить энергию, и немалую, иначе, изменять её скорость. Изменение скорости системы и есть изменение отношения пространства ко времени. Это справедливо как для ускорения системы, так и для замедления. Чтобы остановить разогнанный автомобиль – нужны большие затраты энергии. Относительность интервалов пространства и времени, точнее, отношений пространства ко времени, есть относительность скоростей всяких движений. Энергия, как известно, не возникает из ничего и не исчезает бесследно.
Вопреки этому давнему открытию учёных, Общая теория относительности (теория гравитации) совершает чудо – она постулирует существование ускоренной системы отсчёта, не раскрывая тайны происхождения энергии ускорения движения тел. Есть – и всё! Свободно падающее тело в гравитационном поле Земли движется с ускорением. Откуда берётся энергия на ускорение тела – неведомо. Однако энергия есть, и очень большая; она находится в самой среде физического вакуума, в её энергии давления. Массивное тело всей суммой волновых полей всех своих частиц лишь изменяет вокруг себя энергию давления и плотность среды, создаёт их градиент, разность. Свободно падающее тело, двигаясь в этом градиенте давлений, и ускоряется, прибавляет в скорости, потому что, приближаясь к поверхности Земли, плотность и давление среды физического вакуума делаются всё меньше и меньше, что эквивалентно приращению энергии. Так что чуда никакого нет!
Когда два параллельных провода, по которым текут токи, взаимодействуют, то причину, опять же, надо искать в энергетике явления. Специальная теория относительности вообще отвергает магнетизм, как причину силы Ампера при взаимодействии двух проводников с токами. Сила Ампера тут сводится к релятивистскому эффекту движения и взаимодействия зарядов, к кулоновскому взаимодействию. Для описания силы Ампера в рамках СТО проводник описывают прямой с некоторой линейной плотностью положительных зарядов и прямой с подвижными зарядами. Заряд инвариантен, его величина не зависит от скорости, поэтому эффект Лоренцова сокращения длины создаёт разницу между плотностью положительных и отрицательных зарядов в изначально нейтральном металлическом проводе. Отсюда и появление силы притяжения или отталкивания между двумя проводниками с током. Но так ли это на самом деле?!
На самом деле происходит вот что. Если относительность (релятивизм) здесь и имеет место, то как относительность винтов закрутки орбитальных моментов атомных частиц проводников, относительность правого и левого винтов закрутки. Чрезвычайно важный момент! В постоянных магнитах именно орбитальные моменты атомных частиц, ориентируясь однонаправлено (например, левым винтом), и создают единое магнитное поле тела. Поэтому магнит имеет два полюса – полюс левого и полюс правого винта. Это касается и электромагнита, где магнитное поле создаётся течением в проводе постоянного тока. Взаимодействие полюсов двух постоянных магнитов и взаимодействие двух параллельных проводников с токами абсолютно тождественны! Магниты будут «притягиваться» полюсами или «отталкиваться» в зависимости от направления закрутки вихревого магнитного поля полюса. Если винты закрутки совпадают, то при интерференции вихревых волн, в месте наложения, происходит увеличение динамики среды физического вакуума, при этом здесь падают плотность и давление среды. Внешняя, более плотная среда, и сдавливает тела магнитов, магниты, якобы, «притягиваются». Хотя, конечно, дело не в притяжении, а в изменении энергии среды физического вакуума, энергии давления. Если вихри закрутки полюсов противоположны, то при взаимодействии, при интерференции вихревых волн, плотность и давление среды здесь возрастают, полюса как бы расталкиваются, стремясь встать однонаправлено.
Если вместо двух параллельных проводов с токами взять два мягких провода с большим запасом длины, то мы увидим, как провода с параллельными токами не только притягиваются друг к другу, а переплетаются один вокруг другого, как бы стараясь стать одним целым. Этот опыт не лишний раз показывает и доказывает вихревую, вращательную природу магнитных полей, как вращение полей изменяет плотность и давление среды физического вакуума в месте их наложения (интерференция), в сущности, изменяет энергию среды. Похожий опыт можно провести с участием мягкого провода с током и с запасом длины и постоянным магнитом. Провод с током будет накручиваться на полюс магнита. Измени направление тока в проводе, и накрутка провода на полюс магнита будет противоположной.
Если и можно согласиться с тем, что магнетизм – релятивистский эффект, то как относительность левого и правого винта закрутки орбитальных и спиновых моментов частиц и квазичастиц. Соответственно, толкуя положительный и отрицательный заряд, как вихревую динамику правого и левого винта, тут непротиворечиво рисуется картина взаимодействия «зарядов», их притяжения или отталкивания. Без участия среды физического вакуума, без изменения её энергии, явление невозможно, участие среды ключевое! Но это-то как раз и исключает парадигма Специальной теории относительности. Статья А. Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» (1905 г.) именно и начинается с темы взаимодействия магнита и проводника. Автор увидел здесь асимметрию. Якобы, «наблюдаемое явление (электромагнитная индукция; прим. Б. Г.) зависит здесь только от относительного движения проводника и магнита». Мол, «если движется магнит, а проводник покоится, то вокруг магнита возникает электрическое поле, обладающее некоторым количеством энергии, которое в тех местах, где находятся части проводника, порождает ток. Если же магнит находится в покое, а движется проводник, то вокруг магнита не возникает никакого электрического поля; зато в проводнике возникает электродвижущая сила, которой самой по себе не соответствует никакая энергия, но которая вызывает электрические токи той же величины и того же направления, что и электрическое поле в первом случае».
Дело здесь вовсе не в относительном движении проводника и магнита, а в изменении магнитного поля! Имея вихревую природу, магнитное поле своим изменением может влиять только на то, что также имеет вихревую природу, а именно, на вихревые поля орбитальных и спиновых моментов частиц и квазичастиц в теле проводника. Даже если магнит движется поступательно, без перемены мест полюсами, никакого электрического поля не возникает. Но если же быстро вращать постоянный магнит (диполь) так, чтобы полюса менялись местами, то в плоскости вращения станут генерироваться так называемые электромагнитные волны, точнее, переменные магнитные волны. В проводнике, движущемся поперёк магнитного поля, возникает реакция на изменение магнитного поля. Реагируют как раз вихревые поля орбитальных и спиновых моментов частиц и квазичастиц проводника, что заставляет частицы изменять ориентацию и колебаться. При колебании орбитальных моментов валентных, слабо связанных, протонов атомов металла и генерируются симметрично заряды плюса и минуса, движение которых и есть ток. Никакой асимметрии, о которой говорит Эйнштейн, тут нет! Постоянный электрический ток создаёт вокруг проводника магнитное поле. Если вернуться к опыту с постоянным магнитом и гибким, длинным проводом с током, то их взаимодействие обусловлено именно взаимодействием магнитных вихревых полей магнита и проводника. Относительность, релятивизм здесь именно в разности ориентаций вихрей (правый винт, левый винт).
Частицы и квазичастицы, как локальные колебательные и вращательные возбуждения в среде физического вакуума, никогда не взаимодействуют контактом, прямым соударением, а лишь посредством своих вихревых полей. Подобная летящая частица или квазичастица, попав в вихревое магнитное поле, неизбежно будет взаимодействовать своим вихревым полем с вихревым полем магнита. И частица устремится по сужающейся винтовой траектории к тому полюсу магнита, у которого винт поля совпадают по направлению с винтом поля частицы. И здесь участвует давление среды, потому что плотность в скручиваемой области среды заметно падает. Если винт закрутки поля частицы противоположен, то она пойдёт по сужающейся винтовой к другому полюсу магнита. Это и есть сила Лоренца, изгибающая траекторию частицы в магнитном поле. Различие винтов закрутки полей частиц как раз и определяет условное разделение электрических зарядов на положительные и отрицательные. Частица нейтрон, как принято полагать, электрического заряда не имеет, и потому в магнитном поле движется по прямой, без заметного взаимодействия. Если считать, что частица нейтрон есть динамическая связь протона и электрона, то их вихри закрутки взаимно скомпенсированы, уравновешены. Вне атомного ядра нейтрон распадается через 15 минут на протон, электрон и электронное антинейтрино.
Если массивное тело создаёт вокруг себя в среде физического вакуума градиент плотностей и давлений среды за счёт простого суммирования волновых полей всех протонов тела (гравитационное поле), то в магнетизме градиент плотностей и давлений среды физического вакуума вокруг и внутри магнита и проводников с током создаётся за счёт полей кручения частиц. Поля кручения так же изменяют энергию среды физического вакуума, как и массивные тела, но природа полей кручения более сложная. Надо обязательно отметить, что и гравитация, и электромагнетизм – явления квантового порядка, где участвуют энергии квантовых колебаний, энергии квантовых динамик элементов среды физического вакуума. Среда физического вакуума имеет колоссальную плотность и величину давления. А давление – всегда энергия движения. Непонимание этого, нежелание принимать подобные простые вещи и не дают нам понять до конца природу явлений магнетизма и гравитации.