Эквиваленты физических законов - еще не физика

Владимир Ерохин

vev.50@mail.ru

     «В XIX веке физики разобрались, что теплорода нет. Но в работах по теории теплопереноса используется уравнение теплопроводности, взятое из представлений о переносе теплорода. Мы перестали говорить слово «теплород», но уравнением пользуемся. Не является ли это наглядной иллюстрацией тому, что математическая формула успешно служит различным физическим формам теории, а значит и «доказательства» ссылкой на формулу есть просто фокусничество» (Л.Федулаев).

     Опора на уравнения без понимания их физической сути иллюзорна. Физическая сущность – одно, формула же нередко отражает ее только косвенно, одна и та же формула может интерпретироваться по-разному. «Физика начинается после того, как найден фактический механизм того или иного физического явления. До этого момента любые интеллектуальные построения можно охарактеризовать как заблуждения и фантазерство» (Евгений Орлов).


Но современная физика даже не пытается искать какие-либо механизмы, удовлетворяясь формальным описанием, и считая его самодостаточным, тогда как теория, не способная объяснить механизмы явлений, безусловно является заблуждением. Подобные псевдотеории (тот же теплород) являются почти неизбежным этапом развития, и мы вынуждены мириться с ними до тех пор, пока заблуждения, заложенные в их основу, не будут исправлены.

Беда в том, что практически всегда отсутствует понимание ошибочности, временного характера существующих взглядов. Поэтому когда какой-нибудь одиночка, шагающий не в ногу со временем, эти заблуждения находит и предлагает их исправить, он встречает неприятие и бурное сопротивление. Высмеивали, например, Лавуазье, не понимавшего всем известного факта, что стихия воды враждебна стихии огня, и утверждавшего, будто получил воду сжиганием водорода в кислороде. Жидкость – из газов. Отвергали Максвелла, предсказавшего несуществующие в природе электромагнитные волны, и т.д. Проще перечислить тех первооткрывателей, кто избежал неприятия, такое случается, когда проблема уже назрела, и идеи витают в воздухе.

Можно ли объяснить причины архимедовых сил, исходя из закона Архимеда в его классической формулировке? Причины этих сил известны давно, поэтому никто не записывал закон Архимеда в форме F=gρV (сила = весу вытесненной жидкости...), и никто не пытался из этой формулы выяснить причины архимедовых сил. Спичка плавает вовсе не потому, что своим объемом повысила уровень мирового океана, поэтому закон Архимеда – не физический закон, а удачно угаданный численный эквивалент реального закона, удобная инженерная формула. Причина архимедовых сил не в вытесненной жидкости, а в градиенте давления этой жидкости.

В более сложных случаях подмена реальных причин на их численный эквивалент не осознается, и подобные инженерные формулы, численные эквиваленты физических законов, считаются реальными законами. Многие безуспешно пытаются понять причины явлений, исходя из этих искажений, но вскоре такие попытки прекращаются за полной безнадежностью, с непониманием смиряются, а затем приходит убеждение, что знание количественных зависимостей это и есть физика. В результате физика наводнена псевдозаконами.
Один из наглядных примеров - правило потока в электродинамике, когда изменение магнитного потока в одном месте (сквозь площадь контура) приводит к появлению ЭДС совсем в другом месте (в самом контуре).
Мистика того же типа, что и в примере с законом Архимеда.
А где физика?

Система мира Птолемея давала отличные численные результаты, но была не способна объяснить движение планет по бесчисленным эпициклам орбит и нежелание Солнца двигаться столь замысловатым образом. Система Коперника с ее круговыми орбитами гораздо хуже справлялась с практическими задачами, однако она расставила все на свои места, сделала мир простым и понятным, открыла дорогу Кеплеру и Ньютону. Ясность и простота – более надежный критерий истины, чем численный результат. (Хотя по критериям современной физики справедливой была бы признана Птолемеевская система - поскольку она давала лучшие результаты. А понимание причин давно уже стало считаться излишним – физика теперь изучает не реальный мир, а математические модели, лишенные физического смысла и сколь угодно далекие от реальности).

Отличить «инженерные» законы от физических просто:
     – физический закон построен на реальных причинах (возможными приближениями пренебрегаем), поэтому описывает явление не только количественно, но и качественно, вскрывает механизм описываемого им физического эффекта или явления.
     – «инженерный» закон может давать численный результат, но совершенно беспомощен в качественном плане.
Физика по большей части состоит из подобных количественных эквивалентов, неадекватно отражающих реальность, и потому не позволяющих понять причины физических явлений.

В основе эмпирически угаданных «инженерных» формул и уравнений всегда лежат искажения (если же теория адекватно описывает реальность, то она непременно даст внятное описание причин и механизмов явлений, т.е. является причинной, а не эмпирической). Никакая математическая обработка следствий не может устранить причины искажений, если они имеются в основе. Математика лишь инструмент, перемалывающий то, что заложено «на входе», лопата, позволяющая копать эффективнее, чем голыми руками. Мария Брановская по этому поводу сказала: «Сложить и вычесть – это математика. Что сложить, и что вычесть – это уже не математика». Это уже должна решать физика.

Эмпирическая электродинамика, как и закон Архимеда, только удачный численный эквивалент реальности, очень хорошее приближение. Как и всякая эмпирическая теория, это пример «временной», «промежуточной» теории, используемой за неимением лучшего. Нетрудно показать границы, вне которых уравнения Максвелла начинают безбожно врать, и столь же нетрудно убедиться в этом на опыте. Эмпирические уравнения – первый, начальный этап развития почти любой теории, но рано или поздно появляется физическая формулировка, и уравнения будут уточнены, исправлены. Уравнения Максвелла – это еще не физика, но только количественный эквивалент реальных зависимостей. Поэтому так тщетны многочисленные попытки «подправить» уравнения Максвелла, чтобы избавить электродинамику от внутренних противоречий и привести ее в согласие с реальностью.
Лечить нужно причины, а не следствия.

Электродинамика не способна ответить на простейшие вопросы качественного характера, и очевидно, что корректная теория не может быть столь беспомощной. По этой причине нельзя поверить в ее справедливость, и однажды я поставил перед собой задачу найти реальный механизм магнитных взаимодействий. Без вольных фантазий типа эфирных вихрей или монополей, а исходя из очевидного: магнитное поле порождается движением зарядов, значит, и следовать должно из уравнений поля движущегося заряда. Принципиальное решение нашлось довольно быстро: интегральное электрическое поле зарядов тока в точности обеспечивало все электромагнитные эффекты и явления. Но при этом вскрылся ряд просчетов и искажений в основах электродинамики, истоки которых оказалось не так уж просто выявить, хотя теперь уже, «задним числом», они представляются самоочевидными.

Исправление ошибок в теории сразу расставило все на свои места, электродинамика значительно упростилась, стали ясны механизмы электромагнитных явлений и эффектов, исчезли внутренние противоречия, нашли естественное объяснение экспериментальные факты, которым эмпирическая теория явно противоречила. Кроме того, уточнились количественные результаты. Проблемы любой теории не беспричинны, но следуют из ошибок и заблуждений, заложенных в их основу. Поэтому попытки решения частных проблем той или иной теории, как правило, не имеют смысла, латание дыр приводит только к нагромождению новых ошибок. Исправление же заблуждений в основах теории (а без них откуда взяться проблемам?) решает все проблемы «оптом», поскольку устраняются сами причины проблем. Корректная теория проблем иметь не может по определению, она может иметь только ограниченную область применения. Можно еще добавить, что следствия ошибок и заблуждений, заложенных в основу электродинамики, выходят далеко за ее рамки: всё в этом мире состоит из зарядов, поэтому почти вся физика прямо или косвенно опирается на электродинамику.

- - - - - - - - - -

   Наверх

Назад