Пучков Аркадий Владимирович
Дыры в физике

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Links
Кожевенное мастерство: сумки, ремни своими руками
 Ваша оценка:

 ДЫРЫ В ФИЗИКЕ
 
 ЧТО ПОНИМАТЬ ПОД ДЫРАМИ В ФИЗИКЕ?
 
  Как и любая быстро развивающаяся наука, Физика имеет множество пробелов, пропусков, необъясненных и необъяснимых мест. Большое количество не объясненных и непонятых мест, которые и можно назвать дырами проистекают из поспешности. Просто человек, что-либо открывший очень спешит использовать полученные результаты и не задумывается над глубинной сущностью процессов им же и обнаруженных. Постепенно и он и все другие привыкают к такому положению вещей и уже совсем не задумываются над этим. Часть дыр происходит из органических свойств человека. Когда большинство людей что-либо по привычке считают правильным и, вообще, никогда не задумываются над этим, элементарно проходя по привычке мимо и дальше. Часть дыр происходит по соображениям коньюнктурным, когда кто-то спешит опубликоваться ранее своего соперника, а остальное уже не принимается во внимание и с течением времени для всех становится привычным и на это уже никто не обращает внимание.
  Если сравнить Физику со зданием, то окажется, что и в стенах и в фундаменте оного здания самые настоящие дырки и в большом количестве. Если эти дыры не заделать, то все время, растущее здание Физики, может когда-нибудь просто рухнуть. То же самое можно смело сказать и о любой другой науке. Любую науку необходимо время от времени перетряхивать на предмет обнаружения дыр и их заделывания.
  Мне в некотором смысле просто повезло - я часто замечаю то, мимо чего по привычке проходят мимо практически все. И в обыденной жизни и в науке. Кроме того, когда я разрабатывал свои собственные теории о происхождении жизни и происхождении человека, я наткнулся на целый пласт неосмысленного в имеющейся, привычной всем Физике, и прилично в нем покопался. Это и заставило меня взяться за написание данной работы.
 
  Для того, чтобы не очень шокировать публику, особенно математиков высокого полета, начинаю не с первой, замеченной дыры, а со второй, которую может осмыслить и ученик средней школы, если он не зубрилка, а пытается что-либо понять.
 
  Мне попался в электронном виде вполне приличный учебник по физике для высшей школы - Т.И Трофимова - Курс физики. Поэтому 'цитаты' как оно есть сейчас будут в основном оттуда. Ну а комментарии конечно мои.
 
  Всем, кто заинтересуется ДЫРАМИ в ФИЗИКЕ и не только в ней, сообщаю, что и они могут довольно легко обнаружить новые ДЫРЫ, но только в том случае если они умеют и очень хорошо:
 1. Варить суп и варенье,
 2. Стоять в очередях, не унывая и не злясь,
 3. Пропалывать сорняки и окучивать картошку,
 4. Стирать пеленки на троих младенцев,
 5. Строить шалашики,
 6. Красить пол в присутствии 4 человек,
 7. Знают и умеют в жизни применять диалектику,
 8. Вставлять стёкла,
 9. Чувствуют, что диалектика это хорошее приближение к жизни, но требует дальнейшего развития, как минимум в триалектику,
 10. Делать все это одновременно и не ругаться!
 
 Желаю Вам успехов в понимании обнаруженных мною ДЫР и в поисках новых ДЫР - уже Ваших собственных.
 Глава 1. О соотношении физики и математики
 
 Во время работы инженером. Во время создания новых теорий о происхождении жизни и происхождении человека, о летающих тарелках и вымирании динозавров. И, особенно, за время преподавания физики и электротехники в колледже, когда было необходимо простейшим способом объяснять явления природы студентам, обнаружил огромные дыры в физике и неверный подход к объяснению физических явлений через математические формулы.
 Поэтому считаю необходимым написание этой небольшой главы о соотношении физики и математики.
 Для начала рассуждений привожу цитату из учебника Л.П. Стойлова, А. М. Пышкало 'Основы начального курса математики':
 
 Математика, как и многие другие науки, изучает окружающий нас мир, природные и общественные явления, но изучает лишь их особые стороны. Например, в геометрии изучают форму и размеры предметов, не принимая во внимание другие их свойства: цвет, массу, твердость и т.д. От всего этого отвлекаются, абстрагируются. Поэтому в геометрии вместо слова 'предмет' говорят: 'геометрическая фигура'. Отрезок, луч, прямая, угол, окружность, квадрат - геометрические фигуры.
 Результатом абстрагирования являются и такие важнейшие математические понятия, как 'число' и 'величина'.
 Вообще любые математические объекты - это результат выделения из предметов и явлений окружающего мира количественных и пространственных свойств и отношений и абстрагирование их от всех остальных свойств. Следовательно, математические объекты реально не существуют, нет в окружающем нас мире геометрических фигур, чисел и т.д. Все они созданы человеческим умом в процессе исторического развития общества и существуют лишь в мышлении человека и тех знаках и символах, которые образуют математический язык.
 Более того, при образовании математических объектов происходит не только абстрагирование от многих свойств соответствующих предметов, но и приписывание им таких свойств, которыми никакие реальные предметы не обладают. Например, в таком математическом предмете, как прямая, отражено не только свойство протяженности реальных предметов, но, как известно, свойство неограниченной протяженности в обоих направлениях, хотя никакой из реально существующих предметов таким свойством не обладает.
  Конец цитаты.
 Добавлю дополнительно всем известные из курса школьной геометрии положения, что линия не имеет толщины, а точка не имеет размеров, вообще не имеет. То есть математика действительно оперирует только тем, чего в природе не существует.
  И настоящие математики об этом не забывают. Но таких мало. В основном, большинство из математиков верят, что математические объекты реально существуют. Типа - я же могу нарисовать треугольник - вот он и будет существовать, начисто забывая о том, что, на самом деле, не треугольник он рисует, а всего лишь определенным образом размазывает по бумаге миллиарды миллиардов молекул чернил или графита.
 В то же время, раз математика родилась из наблюдений за окружающим миром, то она частично приложима и для описания каких то свойств окружающего нас мира.
 Частично, потому что по мере развития самой математики, на первоначальном и понятном абстрагировании действительности, строились новые абстракции, уже более далекие от реальности. Затем, уже на этих абстракциях строились еще более далекие от действительности абстракции и т.д. и т.п. В результате часть математики настолько далеко оторвалась от реальности, что более к реальности стала не применима.
 Приведу пример математики еще применимой к реальности, но уже с огромными ограничениями, о чем почти все, кто это применяет, благополучно забывают. Очевидно по привычности таких действий.
 В реальной природе какое-либо событие либо происходит, либо не происходит. Например, лежит камень на крыше, причем в явно не очень устойчивом состоянии. Он может упасть с крыши. А может и не упасть.
 Ни физика, ни математика не могут, просто так посмотрев на эту крышу и этот камень, сказать, когда он упадет и упадет ли, вообще.
 Физику надо разобраться со свойствами камня и крыши, чтобы он мог с определенностью что-то сказать. При этом он и крышу разломает и камень поцарапает, чтобы узнать их твердость и размеры. Но при этом исчезает сам первоначальный объект разбирательства, и какие бы выводы физик не сделал, они к нему - первоначальному объекту никакого отношения уже не имеет - и крыша не та и камень не тот. Физик не виноват - физика наука опытная, а не гадания на кофейной гуще.
 Математика в таких случаях использует теорию вероятности. То есть, сначала, наблюдая за многим количеством таких крыш с камнями, математики набирают статистические данные, обрабатывают их. Потом выводят вероятность того, что этот камень упадет с крыши в такое-то время. Вероятность то определена, но конкретному камню на конкретной крыше она не только неизвестна, но и вообще его не касается. Камень упадет тогда, когда упадет. Вот вам и ограниченность математики в объяснении физики. В квантовой теории оперируют даже не самой вероятностью, а плотностью вероятности. То есть физики отступили еще дальше от реальности, используя еще более абстрактную математику. Какого то практического результата в расчетах они этим добились. Но объяснять физическую сущность процессов, ссылаясь на математические формулы уже опасно. Можно дообъясняться до того, что полностью утратиться связь с реальностью.
 Физику можно и нужно объяснять сначала словами на основе опытов и имеющихся знаний о природе и только потом использовать математический аппарат для расчетов и то с известной долей осторожности и скепсиса.
  []
 
  Для большей наглядности и понятности изложенного, привожу рисунок, на котором есть множества всей известной нам физики и математики. На заштрихованной косыми линиями общей части можно почти все явления физики описать понятным математическим языком - не объяснить, а именно описать. Заштрихованные прямыми линиями области математики, вообще, не приложимы к заштрихованным прямыми линиями областям физики. Остальная часть множества математики покрыта мраком тайны. То ли можно оттуда что-либо использовать, то ли нельзя. И к этой части математики физикам следует относиться с особо большой осторожностью.
 
  Одна из очень больших дыр в физике образовалась сама по себе. Никто конкретно в ней не виноват. Просто у человека организм так устроен, что без того, что в дыре получилось, нормально не может двигаться. Вот и первая дыра. О ней есть отдельная работа, но и здесь она не помешает. Тем более, что сейчас есть огромная специализация в разных областях физики, а это дыра проходит насквозь все здание физики и помещение этой работы здесь поможет всем физикам кое о чем задуматься не только по своей специализации.
 
 Глава 2. ДЫРА ПЕРВАЯ
 
 Время не существует.
 
  Мы все привыкли ко времени. Очень привыкли. И не представляем без него жизни. Человек, особенно современный человек и, особенно, человек связанный с физикой, настолько привык пользоваться понятием времени, что считает время реально существующим. Неким физическим агентом, явлением. Наподобие того, как существуют материальные тела, частицы или поля. Теория относительности Эйнштейна к этой привычке постепенно добавила привычку считать время изменяющимся в зависимости от обстоятельств (скорости, тяготения).
  Несмотря на привычку ко времени, до сих пор никак не удается даже определить, что же такое время - ни на физическом уровне, ни на философском уровне. И так продолжается не одну сотню лет. Это наталкивает на мысль о том, что поиски природы времени лежат не в том месте и не в том направлении, где лежит правильный ответ на вопрос о том, что же это такое - время.
  Вашему вниманию предлагается новый подход к осмыслению времени. Он носит комплексный характер и базируется на материале давно известном физикам и новой теории происхождения жизни.
 
  Как известно, наличие, какого бы то ни было реально существующего явления природы (явление природы, или просто явление), можно определить только в том случае если данное явление оказывает силовое воздействия на окружающую природу.
 Волны и ветер, (кстати, нами невидимый), молния, падение метеорита, забивание гвоздя в стенку, рассматривание микробов под микроскопом, обнаружение следов частиц в камере Вильсона - все это результат силового воздействия одних реально существующих физических явлений на другие реально существующие физические явления.
 Если нет силового воздействия, то либо нет реально существующего явления, либо в данном месте его величина равна нулю.
 За 6000 лет писаной истории Земля в пространстве пролетела примерно 40 триллионов километров разных по качеству участков пространства, но никто и нигде, ни в каком виде, не сумел зафиксировать за это время силовое воздействие именно времени.
 Кроме того, реально существующее явление природы (будь то звезда или кирпич, или микрочастица, или поле, совершенно безразлично) всегда характеризуется своим положением в пространстве относительно других реально существующих явлений природы. Иногда мы, по разным причинам, точное местоположение какого-либо явления не можем определить точно. Звезды и галактики очень далеко, а разные микрочастицы слишком малы и т.п. Но мы всегда знаем, или на основе знаний и опыта чувствуем интуитивно, что любое тело или явление занимает свое определенное место в пространстве. Смешной пример - на дороге есть автобус, а в вашей комнате его нет. Разного рода поля, которые нами не видимы, так же занимают определенное место в пространстве, и мы всегда можем определить характеристики полей в любой точке пространства. Всегда можно определить и источник поля.
 Любое изменение взаимного положения тел в пространстве сопровождается либо выделением энергии, либо поглощением энергии. Изменения характеристик полей в пространстве так же сопровождается либо выделением энергии, либо поглощением энергии. Вся наша техника использует для работы именно эти свойства тел и полей.
 Человек всегда может про любое тело или поле, или неведомое еще явление природы определить или сказать где оно и сколько его там, где оно есть. Всегда можно каким-либо образом определить и разницу в количестве чего-либо в разных местах.
 Только про время невозможно сказать ничего подобного. У времени, оказывается, нет никакой привязки к пространству. Никто не скажет, что у него на северном полюсе хранится лишняя тысяча лет. Приходите и забирайте кому сколько нужно.
 Нет и никаких признаков того, что время хоть как-то изменяет свои характеристики. Ни физики, ни химики, ни рядовые люди за сотни и сотни лет наблюдений и опытов не наблюдали такого выделения или поглощения энергии, которое, хоть самым косвенным образом, можно бы было приписать к изменениям времени. Всегда находится иная причина выделения или поглощения энергии.
 Не обнаружено так же, что в разных местах время течет по-разному. А ведь любое реальное явление природы в разных местах проявляет себя хоть чуть-чуть по-разному из-за влияния разных окружающих его тел и полей.
 Попытки ученых и фантастов сконструировать воображаемый мир, в котором время обладает хоть какими то физическими свойствами, всегда приводят к полнейшей бессмыслице. Особенно ярко эта бессмыслица проявляется в рассуждениях о путешествиях по времени в прошлое. Как ни маскируй разными словами эту идею, в конце концов, получается, что путешествие по времени меняет то прошлое, которое привело к путешествию во времени и делает само путешествие невозможным, не состоявшимся, ибо путешествие есть следствие пропавшего (куда?) прошлого.
 Это наводит на мысль о том, что время, если оно реально существует, как какое то физическое явление, обладает совершенно невероятными, немыслимыми, непредставимыми свойствами. Абсолютно не похожую ни на какую известную нам форму проявления материи. ... Либо не существует вовсе. И является только способом человеческого осмысления природы.
 Если время все же материально, то когда-нибудь доберутся и до его сущности, во что я не верю, так как не зря считаю время способом человеческого осмысления природы.
 Если время только способ человеческого осмысления природы, то ему можно и нужно приписывать любые, необходимые для этого свойства, лишь бы от этого была польза, не забывая при этом, что на самом деле его не существует.
 Чтобы понять, что же такое время придется вернуться в прошлое на несколько миллиардов лет назад, когда только-только зародившаяся жизнь, одноклеточная и примитивная, стала учиться двигаться самостоятельно.
 Сразу встала задача - куда, как и зачем двигаться.
 Какими были в то время живые организмы? Одиночная клетка с оболочкой, небольшим кусочком ДНК, белков еще не было, а память и вся работа клетки строились на разных замкнутых микроскопических потоках внутриклеточной жидкости с включенными в потоки разными молекулами. Об этом периоде развития жизни написано в 'Происхождение жизни физическим путем'.
 Какими бы простыми ни были клетки в то время, но уже произошло разделение их. На клетки пассивно питающиеся, подвернувшимися молекулами, и более активных, которые эти молекулы ловили и съедали, а так же постепенно учились съедать и пассивные клетки. То есть уже произошло разделение клеток на хищников и не хищников. Следовательно, автоматически начали решаться задачи: куда и зачем - найти место, где больше питания, удрать от хищника, а хищнику догнать свою жертву. Какие то датчики-рецепторы у клеток уже были, и куда и зачем двигаться они клетке сообщали. Задача как это сделать, оказалась во много раз труднее.
 Дело в том, что в те времена клетки двигались при помощи изменения формы своей оболочки. Еще не успели они обзавестись, какими бы то ни было специальными приспособлениями для движения.
 Поэтому клетки вынуждены были поступать в процессе 'мышления' о движении создавая клеточно-молекулярные образования для самого движения. В некотором смысле 'мысль' о движении и являлась самим движением. Клеточно-молекулярные образования создаваемые клеткой - не что иное, как массивная группа крупных ионов, способная своими электрическими полями повлиять на не менее крупную группу ионов, составляющих оболочку клетки.
 Здесь приходится несколько повременить с собственно процессами движения и немного поговорить о сопутствующем и направляющим движение процессам 'мышления'.
 О СПОСОБАХ МЫШЛЕНИЯ
  Примерно 2 миллиарда лет назад на Земле появилась жизнь. Первые одноклеточные живые существа поначалу не умели самостоятельно двигаться. Они были еще очень не развиты. Их просто носило разными потоками воды неподалеку от берега морей и океанов. Постепенно живые существа научились двигаться самостоятельно. Естественно, что их движения были МЕДЛЕННЫМИ. Но все равно, сразу же для всех двигающихся существ появилась проблема - КУДА двигаться. То есть надо было научиться хоть как-нибудь думать, соображать ... 'Мыслить' одним словом.
  Жизнь основана на упорядоченном движении разных молекул внутри клетки. Все эти молекулы находятся в водном растворе. Следовательно, из-за электролитической диссоциации все эти молекулы ионизированы. То есть внутри клетки происходит упорядоченное движение разных ионов. Они то сходятся в более крупные образования, то вновь рассыпаются на отдельные ионы. Поэтому внутри клетки все время меняется рисунок электрических полей. Естественно, что клетке для мышления пришлось использовать то, что имеется - движение ионов, их группирование и рассыпание, в результате чего в определенном участке клетки изменялось электрическое поле и заставляло другие ионы двигаться так, чтобы движение клетки приобрело определенное направление.
  Поначалу движение клетки было почти произвольным. Но сразу вступил в действие естественный отбор. Те клетки, которые двигались не туда, куда в данной обстановке необходимо, погибали. Либо от недостатка питания, либо съедались теми клетками, которые в данной ситуации двигались в правильном для них направлении. В результате остались существовать те клетки, которые на основе имеющихся данных для мышления принимали правильное решение. Сложился способ мышления, дающий почти всегда правильный результат. Почти всегда правильный результат - из-за того, что движение множества ионов сбивается с 'нужной' траектории тепловым, хаотическим движением более мелких ионов воды. То есть из правильных исходных данных для мышления иногда получался неверный результат. Это не приводило к массовой гибели клеток из-за редкости таких событий. Такой ионный способ мышления стал как бы 'эталоном', причем единственным для клетки.
  Так как скорости движения 'мыслительных' ионов практически не отличались от скоростей остальных ионов в клетке, то процесс мышления был таким же медленным, как движение всей клетки. Быстрее он и не мог быть.
  С течением времени клетки были вынуждены научиться двигаться гораздо быстрее. Ведь кто-то из них не успевал удрать от хищной клетки, а хищная клетка не успевала догнать удирающую от нее добычу. Кто как-то ухитрялся двигаться быстрее, тот и выживал.
 
  Чтобы быстрее 'мыслить' и быстрее двигаться, клетки сначала пошли по пути отбора меньших по размерам ионов, которые двигаются быстрее крупных. И это произошло самопроизвольно, так как в клетке разных ионов достаточно. Однако быстрее выстроив цепочку из более мелких ионов, клетка начинала двигаться медленнее, так как массы и заряда группировки из мелких ионов было недостаточно, чтобы привести в действие большую массу ионов оболочки. Приходилось по сделанной цепочке из мелких ионов выстраивать все же группировку крупных ионов, чтобы привести в действие оболочку. Произошло автоматическое разделение мыслительных и двигательных процессов. И все это немедленно записывалось в наследственности. Так были тогдашние клетки устроены.
  Промежуток от реакции на, то, что надо двигаться до начала движения резко увеличился. Ведь сначала надо было сделать цепочку из мелких ионов, а затем уже создавать группировку крупных ионов. Результат получался явно не тот, который нужен клетке.
 Клетки стали подбирать для 'мышления' еще более мелкие ионы, но результат не мог измениться. Более мелкие ионы строились в цепочки еще быстрее, а масса и заряд их были еще меньше и 'двигательная' группировка ионов образовывалась еще медленнее. То есть, какой бы ни был результат 'мышления' на самых мелких ионах он заведомо клетку не устраивал. Заведомо причислялся к числу неверных действий. Но ведь все это уже успело записаться в наследственности и самопроизвольно лезло работать. Ничего другого клетке не оставалось, как выделить внутри себя местечко, где все эти процессы будут происходить в холостом режиме, но на общую деятельность клетки не будут сказываться. В тогдашних клетках 'пустого' места еще было весьма много, и отправить ненужное клетке в пустое место было легче, чем разбирать все эти сложные ионные цепочки на составные части. Поскольку все это клетке не мешает и записано в наследственности, то и сейчас может непроизвольно сработать. Особенно когда контроль ослаблен во сне. Вот и будут сниться кошмары один страшнее другого, ведь правильного результата на этих цепочках клетке не удалось добиться.
  Думать медленнее, чем двигаешься? Надо ли это? Тебя съедят раньше, чем ты додумаешься куда удирать. Или от тебя удерут раньше, чем ты додумаешься, где ловить добычу. Мыслительные процессы стали отставать от двигательных, и это грозило гибелью всем двигающимся клеткам. Появилась необходимость из того, что есть в клетке создать более быструю мыслительную систему.
  А такая возможность в клетке есть. Надо использовать не движение ионов, а переброску электронов от иона к иону. Электроны в тысячи раз легче ионов и весь процесс мышления многократно ускоряется.
  Собственно говоря, ранее клетке приходилось с таким процессом бороться, а не использовать. Ведь при этом не приходят в движение все необходимые для жизни ионы, а только первые и последние ионы в некоторой цепочке ионов и нужные молекулы просто не получаются. То есть в клетке все есть и всегда было для быстрого мышления, но это было клетке вредно и не использовалось. Ну а теперь, с необходимостью увеличения скорости движения, это стало необходимо, и было немедленно использовано.
  Ионы не только в тысячи раз массивнее электронов, но и имеют разные электрические заряды, и используются разные по массе и другим свойствам. Электроны легкие и все одинаковые и имеют один заряд. То есть в результате переброски электронов по всем статьям и электрическим параметрам конечный результат получается противоположным тому, что получается при медленном движении ионов.
  Мыслительный процесс получается быстрым, но всегда неверным!!! Это недопустимо.
  Результат быстрого мышления нужно вывернуть наизнанку (проинвертировать) и только потом использовать.
 Так как ранее клетке приходилось бороться с перекидыванием электронов, то в ней уже был готовый аппарат и для инвертирования быстрого мыслительного процесса.
 Все весьма просто получилось. Естественный отбор все это закрепил в наследственности и сейчас все двигающиеся живые существа имеют несколько систем мышления.
 
 
  Поэтому у всех двигающихся живых существ не менее 4 разных способов обработки информации. Все они пытаются работать одновременно. При этом большинство способов обработки информации дают заведомо ложный результат, который как минимум надо вывернуть наизнанку. В любой голове всегда такая каша и винегрет, что мама не горюй! Надо учиться думать - другого выхода нет. И соотносить свои мысли с действительностью!
 На этом о способах мышления не кончаем, но снова возвращаемся к процессам движения. Когда подойдет время, способы мышления автоматически станут присутствовать и объясняться.
 Как двигаться куда надо?
 Ведь это же главный вопрос движения живого существа. Двигаться то можно куда попало, а совсем не туда куда надо. И движение куда попало, просто само - собой получается, а вот движение куда надо - нужно же сначала определить куда надо (это подскажут рецепторы), а затем организовать весь процесс движения, хотя бы примерно в нужную сторону.
 На рисунке 'А' ясно видно, что при относительно медленном, строго синхронизированном втягивании части оболочки внутрь клетки в освободившееся место натекает окружающая вода и при этом клетка остается почти неподвижной относительно своего центра масс. При строго синхронизированном восстановлении формы части оболочки клетка отбрасывает воду и получает реактивный импульс движения. Вся клетка целиком двигается в одну сторону, что и показано на рисунке 'А' стрелкой.
  []
 
 
  При произвольном, не синхронном втягивании частей оболочки внутрь клетки получается произвольная форма втянутого участка, как показано на рисунке 'Б'. При принятии первоначальной формы, причем опять не согласовано с разными участками выпрямляющейся оболочки, реактивный импульс отдачи никогда не пройдет через центр масс клетки. И клетка начнет бессмысленно крутиться вокруг своего центра масс, как показано на рисунке 'Б', жирной стрелкой М и скоростью вращения ω.
  Для движения в нужном направлении клетке необходим свой внутренний, все организующий синхронизатор, управляющий процессом движения. И естественный отбор не поможет в создании такого управляющегося устройства внутри клетки, ведь он только убирает неприспособленных особей, а не распоряжается процессами внутри клетки, которой надо вопрос с движением решать здесь и сейчас.
  Обратимся к внутреннему устройству клетки в те далекие времена.
  Как было показано, в клетке было еще много 'пустого' места, где сами по себе, примерно по кругу, вращались с разными скоростями и с разным содержимым потоки внутриклеточной жидкости с включенными в потоки ионами разных молекул. Таких, еще не используемых или не ликвидированных за ненадобностью потоков были сотни, если не тысячи. Механизмы, как-то упорядочивающие потоки внутри клетки уже были, и они были гораздо сильнее каждого потока по отдельности - иначе клетки не могли бы питаться и размножаться. Оставалось подобрать подходящие для синхронизации процессов движения потоки и включить их в полезную для клетки работу. Сделать это было с одной стороны просто из-за упорядочивающих деятельность клетки механизмов, которые и сами были аналогичными, но более мощными потоками, а с другой стороны какими свойствами потоков руководствоваться и как их, вообще, определить.
  Среди множества потоков в клетке были и потоки, где в центре потока, в состоянии относительного покоя, находилась какая-нибудь крупная молекула. Естественно, что она, как и все остальные молекулы была ионизирована. Таких потоков было очень много. Ибо, ни что не мешает крупной молекуле или сцепке более мелких молекул занять место в середине потока. Размеры таких замкнутых потоков, бесполезных на данный момент времени для остальной жизнедеятельности клетки, были очень мелкими, гораздо меньше микрона в диаметре. Иначе они стали бы мешать своим присутствием более крупным рабочим потокам, и были бы просто ими размыты. Скорость же движения жидкости в таких потоках была существенно больше, чем в крупных рабочих потоках, просто потому, что как раз рабочие потоки эту мелочь время от времени просто подталкивали своим движением. Хотя диаметр потока был очень мал, но количество разных ионизированных молекул в потоке исчислялось многими тысячами, вплоть до миллионов, так как размеры самих молекул, по сравнению с размерами потока совершенно ничтожны. И сортов разных молекул в потоке было очень много. Для молекулы поток очень и очень велик и разные сорта молекул друг на друга не влияли, так как находились достаточно далеко друг от друга. Такой поток - это очередной клеточно-молекулярный механизм, который временно существовал сам по себе. И так как в то время все процессы в клетке еще автоматически записывались в наследственности, то эти мелкие потоки создавались клеткой при делении специально, поскольку есть запись в наследственности, и точно так же никак не использовались.
 Рассмотрим действие такого потока подробнее и установим, какую связь такого рода потоки имели между собой и с другими потоками.
 На рисунке 'А' схематично изображен такой поток целиком. Внутри потока, слева и справа от центра потока влияние центральной большой ионизированной молекулы на молекулы потока практически отсутствует - поскольку суммарный заряд центральной молекулы равен нулю и от нее до молекул потока достаточно далеко.
 'Вверху' потока суммарные действия '+' и '-' зарядов центральной молекулы не равны нулю и образуется сила электрического воздействия на заряженные молекулы потока. Молекулы потока сами ионизированы и, в зависимости от сорта молекулы, либо проворачиваются вокруг своего центра масс, либо начинают двигаться к внешнему краю потока, как показано на рисунке 'Б'. Скорость их движения мала, так как центральная молекула хоть и большая, но она одна и большую силу дать не может. Поэтому, начавшая движение молекула потока, быстро прекращает его из-за сил трения о воду, в основном и составляющую поток. Но новую позицию в потоке, несколько ближе к краю, она успевает занять и далее двигается уже в этой позиции.
 'Внизу' ' потока суммарные действия '+' и '-' зарядов центральной молекулы так же не равны нулю и образуется сила электрического воздействия на заряженные молекулы потока. Эта сила в точности равна по величине 'верхней', но уже направлена внутрь потока. Она возвращает молекулы потока в прежнее положение, которые они занимали до прохода по 'верху' потока. На рисунке 'В' это и показано.
 Получается, что 'справа' в потоке молекулы располагаются относительно равномерно и взаимно компенсируют между собой положительный и отрицательный электрические заряды, не образуя в пространстве рядом с краем потока никаких, сколько бы то ни было существенных для клетки электрических полей. Для клетки 'правой' части потока, как бы и не существует в электрическом смысле. То есть, какой либо более сильный поток действует на поток рассматриваемый чисто механически, а не электрически.
  []
 
  На ниже следующем рисунке (Б) в утрированном виде показано, что из нейтрального состояния 'а' молекулы перемещаются в состояние 'г'. И расставляются электрическим полем центральной молекулы в определенном порядке в зависимости от сорта молекулы и ее заряда. Определенным образом расставленные разные молекулы образуют устойчивый электростатический 'узор'. Электрические потенциалы этого узора образуют несколько эквипотенциальных поверхностей, одна из которых очень сильно напоминает кривоватое зубчатое колесо, которое на рисунке и показано изломанной линией. И оно имеет разную 'высоту' и 'ширину' своих 'зубьев'.
  На рядом расположенном рисунке 'В' ясно видно, что 'внизу' потока электрические силы центральной молекулы возвращают молекулы из 'зубчатого колеса' электрических потенциалов в исходное нейтральное состояние. Этим почти полностью компенсируется энергия, потраченная на получение 'зубчатого колеса' и не будь слабеньких сил трения в потоке, он в таком виде мог бы вращаться вечно.
  []
 
 
 
  Эти разные по высоте и ширине выступы и впадины 'зубчатого колеса' - не что иное, как процесс записывания в электрическом виде какой-то информации. Вообще-то говоря, информации бессмысленной, и до поры до времени никакой структуре в клетке не нужный. А затем и стирания этой информации 'внизу' потока. То есть эти мелкие потоки практически никак не влияли на процессы, происходившие в клетке.
  Обратите внимание на то, что запись информации происходит не в двоичном коде и не в десятичной системе исчисления, привычной для нас со школьных времен. Сортов молекул в потоке не один, а десятки или даже сотни. При записи каждый сорт молекул ведет себя не однозначно, а в зависимости от того, какого сорта молекулы в потоке у него в соседях и как они влияют на данную молекулу. Запись идет в каком-нибудь тристодвадцатеричном коде. То есть плотность записи в миллионы раз выше, чем у любого современного компьютера. На рассматриваемых потоках можно записать чуть ли не всю вселенную и еще места свободного много останется.
  Потоки вращаются с небольшой скоростью. Порядка десятых долей миллиметра в секунду. (При бОльших скоростях движения потоки размыкаются из-за трения об окружающую их жидкость, разваливаются и далее нас, что с ними может происходить, не интересует.) Но ведь молекулы имеют размеры порядка одной миллионной доли миллиметра. Значит, за одну секунду в процессе записи будут участвовать сотни тысяч молекул. Следовательно, скорость записи очень велика. Во много раз больше, чем привычное для клетки строительство ионных цепочек. То есть в клетке уже есть клеточно-молекулярный механизм способный к очень быстрой работе, по сравнению с другими клеточно-молекулярными механизмами и процессами в клетке.
  Теперь рассмотрим, что будет происходить в таких потоках при их разном сближении до небольшого расстояния друг от друга, когда их электрические 'зубчатые колеса' смогут влиять друг на друга.
  []
 
  Ясно видно из рисунка 'А', что при сближении потоков 'зубчатой' и гладкой стороной на гладкой стороне молекулы будут подтягиваться или удаляться от соответствующих электрических потенциалов 'зубчатой' стороны и повторят ее весьма точно. А затем потоки станут отталкиваться друг от друга так как 'зубчатые' стороны имеют одинаковую полярность. То есть сначала по каким-то причинам потоки сойдутся, произойдет перепись информации с одного потока на другой, а затем они разойдутся и будут готовы снова к повторению перезаписи информации.
  На рисунке 'Б' показано схождение под углом трех потоков. Причем два потока сближаются 'зубчатыми' сторонами, а третий гладкой стороной. Одновременное действие разных 'зубьев' от разных потоков при этом складывается на гладкой стороне третьего потока. На ней получается математическая сумма информации от двух потоков.
  Третий поток, на котором записалась суммарная информация - это не что иное, как процессор компьютера, который тоже может только очень быстро складывать числа в двоичной системе - остальное делается программным обеспечением.
  []
 
 На следующем рисунке показано, что может сложиться ситуация, когда более сильные потоки подводят два потока из состава водно-молекулярного компьютера 'зубчатыми' сторонами друг к другу. Тогда на обоих потоках, точно так же получится суммарная информация, как и в предыдущем случае. Поскольку нам заранее неизвестно, что какие клетки выбирали в качестве сумматора, то приводятся оба варианта, чтобы еще яснее стало, что клетка внутри себя может очень многое сделать. Сделать по-разному, но для получения одинакового результата.
  Таким образом, изначально в клетках был рассеянный по всему пространству клетки водно-молекулярный компьютер, который клеткой не использовался за полной его ненадобностью.
  Зато, как только клетке понадобилось быстро реагировать правильным движением на окружающую обстановку, все для этого было уже почти готово. Водно-молекулярный компьютер мог быстро рассчитать положение и количество ионов, которые нужны для правильного движения, а способ 'мышления' при помощи переброски электронов мог быстро привести в движение нужные для него клеточные молекулярные механизмы, которые были уже наготове и только ждали соответствующего сигнала.
  Вот здесь и вступил в полную силу естественный отбор. Дело в том, что все ранее описанные действия на потоках с крупной центральной молекулой были случайными и происходили эпизодически, а не тогда когда надо клетке. Вот естественный отбор и оставил в живых только те клетки, которые смогли случайные совпадения от совместного действия водно-молекулярного компьютера, переброски электронов, и действия разных клеточно-молекулярных механизмов перевести на постоянную основу и поэтому двигались правильно, а не как попало. Поскольку в те времена все, что происходило в клетке, автоматически записывалось в наследственности, то перейти почти всем клеткам к упорядоченному, а не хаотическому движению было трудно, но не невозможно.
  И здесь в полную силу заявили о себе разные размеры и разные скорости движения потоков, образующих водно-молекулярный компьютер.
  Разные размеры и скорости не позволяли всегда однозначно переписывать и обрабатывать информацию. Переписывались и обрабатывались куски информации произвольного размера, например, на одном из потоков, который вращается быстрее, его гладкая сторона уже пошла пол оборота, а на более медленном потоке 'зубчатая' сторона прошла только четверть оборота. Ясно, что окажется переписанной только половина информации и результат будет совсем не тот, который клетке нужен. То же самое касается и размеров потоков.
 Вообще-то говоря, поскольку клетка живет и работает на разных потоках жидкости, привести в нужное состояние потоки образующие водно-молекулярный компьютер особой сложности для клетки не представляло. Например, можно на ДНК поставить метку, чтобы она делала много одинаковых по размеру потоков, а не много разных. Есть у клетки и другие способы выровнять размеры потоков и подобрать наилучший состав молекул в потоке. Есть даже возможность производить потоки с одинаковыми скоростями вращения. Либо изначально делая потоки с одинаковой скоростью, либо подталкивая или тормозя потоки образующие водно-молекулярный компьютер другими более крупными потоками. НО. Есть такая штука - силы трения. И в разных местах клетки они разные, из-за разного молекулярного состава разных рабочих и холостых потоков. Да и в междупотоковом пространстве нет равномерного распределения разных молекул. В результате каждый поток из потоков, образующие водно-молекулярный компьютер тормозится по-разному, и, теоретически, равенства скоростей этих потоков клетке добиться невозможно, используя только внутренние свойства клетки.
 Даже если представить себе, немыслимую в реальности ситуацию, что клетка выбрала один из потоков за эталон, и таскает его внутри клетки от потока к потоку, подравнивая скорости под эталон. Но не забывайте, что клетка это водный раствор и воздействует своим трением на перемещаемый поток, сильно меняя его собственную скорость и конфигурацию и заведомо портя сам эталон. Внутри клетки нет возможности заставить все потоки образующие водно-молекулярный компьютер вращаться с одинаковой скоростью. Вернее, возможность то есть, только она никогда не может быть реализована, если использовать только свойства самой клетки.
  В то же время вне клетки столько всего разного имеется, и клетка успешно во всем этом живет, что автоматически начались поиски чего-нибудь и вне клетки для придания одинаковой скорости потокам, образующим водно-молекулярный компьютер. А ведь поиски для синхронизации потоков шли одновременно и внутри и снаружи клетки. Просто все описываемое, после первых успешных попыток использования потоков образующих водно-молекулярный компьютер, шло разом, одновременно, как почти всегда в природе и бывает.
  Здесь нам надо найти фактор, который одновременно действует и на всю среду, окружающую клетку и на внутренние процессы в самой клетке. Ясно, что это не химические процессы в окружающей клетку среде. От их влияния клетка достаточно надежно защищена своей оболочкой. Значит это какой то физический процесс, который воздействует на клетку.
  Этот физический процесс должен быть повсеместно распространен и должен всегда однозначно и очень 'мягко' влиять на клетку. При сильном воздействии клетка и погибнуть может и, поэтому, никакие сильно действующие физические процессы даже не рассматриваем. Этот физический процесс не должен быть постоянным во времени, ибо к постоянному процессу можно приспособиться и не обращать на него внимания. Да и 'зацепиться' при постоянстве процесса, вообще-то говоря, практически не к чему - он все время одинаков. То есть это какой-то простенький, везде имеющийся и довольно слабый процесс. На роль такого процесса автоматически напрашивается изменение освещенности днем и ночью. Днем в воде, где жили клетки, становилось не только светлее, но и несколько теплее, а ночью не только темнее, но и холоднее. К тому же разогрев воды происходит не мгновенно, как только взойдет солнце, а с приличным запаздыванием. А ночью вода охлаждается тоже с запаздыванием. Уже стало темно, а вода еще некоторое время не успевает остыть. В результате имеется достаточно большое число разных повторяющихся меток, которые клетка может очень легко приспособить для того, чтобы все потоки водного компьютера имели одинаковую скорость вращения и всегда получать правильный результат его работы.
  []
 
 На рисунке ясно видно, что свет (освещенность сплошная линия) и температура воды (пунктирная линия) имеют вместе не менее 6 перегибов и, что весьма существенно, все это повторяется каждый день. Конечно, это график сильно упрощенный и не учитывающий бури, ураганы и просто сильную облачность. Но все же четко понятно, что клетка может подправлять скорость вращения потоков водного компьютера не менее 6 раз за сутки. Поэтому, практически их скорости почти не меняются, и водный компьютер всегда работает без сбоев и ошибок, что клетке и нужно.
 Для нас не существенно, что именно и как клетка использовала для коррекции скоростей вращения потоков водного компьютера. Важно то, что все это автоматически записалось в наследственности и затем новые поколения клеток все это использовали и постепенно очень хорошо отработали. То есть стали двигаться туда, куда им надо и с нужной им скоростью движения.
 Вроде все для клетки стало хорошо. Но мы забыли про погоду. Весьма часто устанавливается на несколько дней, а иногда и более месяца, очень хмурая, облачная, туманная погода. В это время клеткам просто не по чему производить ежедневно по несколько раз коррекцию скоростей вращения потоков водного компьютера. После нескольких дней плохой погоды, клетки снова начинали двигаться, как попало. Что для них было уже не только опасно, а просто недопустимо, поскольку есть очень солидная запись в наследственности о периодической коррекции водного компьютера и эту запись из наследственности почти невозможно удалить. Клетке было во много раз легче что-либо сделать дополнительно, чем начинать все сначала, все переделывать и убирать старую запись из наследственности, и заменять ее новой записью.
 Поскольку все это время клетка работала с потоками водного компьютера, то ей было проще всего взять во время хорошей погоды какой-нибудь из рядом расположенных холостых потоков, вытянуть из него 'неправильные' молекулы, и затем заменить их 'правильными' молекулами. Скорее всего, в этот поток были введены молекулы шести разных сортов и в количестве кратном шести, поскольку коррекция скоростей потоков за сутки проводилась шесть раз, как только что было показано на графике. Получился своего рода эталон, шаблон, линейка для скоростей потоков. Клетка получила возможность в плохую погоду корректировать потоки водного компьютера по этой линейке. Неважно, что с течением времени у этой линейки изменялась и собственная скорость вращения и даже форма, по ней можно всегда одинаково выставлять скорости потокам водного компьютера. А когда погода будет хорошей, можно и нужно подкорректировать и этот поток - линейку, чтобы она всегда находилась в рабочем состоянии. При этом клетка всегда, независимо от погодных условий будет двигаться правильным образом. При длительной непогоде, немного уменьшая скорость движения, но в нужном клетке направлении. Все это так же немедленно записалось в наследственности и потом стало повторяться автоматически из поколения в поколение живых организмов.
 
 Вот все это описанное, мы люди - многоклеточные существа - и называем временем. На самом деле, как видите, никакого отдельного физического явления за этим словом нет! Время не существует! Но термином время мы всегда будем пользоваться, поскольку иначе не умеем от нашей биологической природы, только всегда надо помнить, что время это не некая самостоятельное физическое явление, а наша природная особенность двигающихся живых существ.
 
 Когда клетки научились прилично двигаться, их подстерегала еще одна неприятность, связанная с тем, чего нет в природе, со временем.
 Клетки же поделились на хищных и не хищных. Одни догоняют, а другие удирают. И если клетки неправильно рассчитают траекторию движения, то, как бы хорошо они не умели собственно двигаться, обязательно кто-то будет догнан и съеден или погибнет с голоду, не сумев никого поймать. Представьте себе, что не хищные клетки чуть хуже хищных, определяют параметры необходимые для успешного убегания и спасения своей жизни. Их всех съедят хищные клетки. Потом они дружно вымрут от голода и жизни на земле не останется. Поскольку это не так, то клетки дополнительно должны были научиться очень многому в определении параметров движения. И выбрать все, что есть в клетке для этого. Тогда шансы на спасение у не хищных клеток будут такими же, как у хищных клеток на их поимку. Жизнь сохраняется.
 Рассмотрим, что обязаны были дополнительно сделать все клетки к собственно умению хорошо двигаться. Как должны были распоряжаться тем, чего нет - временем.
 Для этого рассмотрим ситуацию, когда хищная клетка (амеба) ловит не хищную клетку (инфузорию).
  []
 
 На рисунке 'А' показано, что и амеба и инфузория практически одновременно - ведь их рецепторы имеют одинаковую природу, замечают присутствие друг друга, определяют расстояние между собой, скорость сближения и направление друг на друга (R1, V1, угол а1) и начинают принимать меры. Амеба по сближению с инфузорией, а инфузория по убеганию от амебы. То есть начинают движение и каждая по своему расчету.
 Через некоторое время амеба и инфузория оказываются в положении 'Б', где уже совершенно другие параметры (R2, V2, угол а2). То есть либо весь расчет движения проводить заново, либо вносить поправки в параметры движения. Весь расчет движения проводить заново уже просто некогда, а вот поправки в параметры движения внести проще и быстрее, поскольку для определения поправок можно оперировать не всей информацией, а только той частью, которая от движения образовалась. Поскольку так быстрее, то так и делается. В первоначальный расчет и амеба, и инфузория вносят поправки и двигаются по откорректированной траектории.
 Через некоторое время амеба и инфузория оказываются в положении 'В', где уже совершенно другие параметры (R3, V3, угол а3). Рассчитав очередную поправку, инфузория, заодно определяет, что ее вот-вот догонят и начнут есть. Чтобы не быть пойманной, инфузории нужно либо резко увеличить скорость движения, что практически невозможно, так как она и так спешит изо всех сил, либо сильно поменять направление движения, что сделать просто легче. Это отражено на рисунке 'Г'.
 Поскольку амеба не знает, что там рассчитывает инфузория, то она продолжает некоторое время двигаться по траектории, рассчитанной ранее, и проскакивает по инерции намеченную амебой точку встречи с инфузорией. Инфузория спаслась, а амебе надо начинать все сначала.
 То есть расчет движений всегда сопровождается многими поправками к первоначальному расчету, а не каждый раз расчетом заново. Заодно это дает возможность клеткам двигаться не рывками от одной рассчитанной позиции до другой, а плавно, постепенно меняя свое движение нужным образом.
 Процесс погони и убегания длится считанные секунды. Длительно гоняться друг за другом клетки не могут, так как они маленькие и запас энергии в них мал. Но за это время им приходится не один десяток раз рассчитывать поправки к движению. Поэтому клеткам пришлось дополнительно разделить временную линейку на весьма малые отрезки. Порядка долей секунды.
 Причем по прошествии одного отрезка надо было бросить старые расчеты поправок и срочно рассчитывать новую поправку, да еще учитывая инерционные свойства самих клеток. Иначе либо промах, либо тебя съедят.
 Была еще одна проблема - заведомая неточность в исполнении движений.
 Дело в том, что во всех процессах в клетке участвуют сотни тысяч и миллионы разных молекул. При сближении их в работоспособную структуру они начинают своими электрическими полями расталкивать друг друга. Начинают мешать друг другу, создать рассчитанную запланированную структуру. Поэтому нужные структуры, которые клетка создает, всегда имеют ошибки и не могут идеально работать. Всегда результат действия клетки будет отличаться от желаемого ею.
 Что и показано на следующем рисунке.
  []
 
  В результате этого несоответствия расчетного и действительного положения клетки приходилось считать не только поправки к движению, но и считать совсем мелкие поправки для учета действительного положения, иначе можно оказаться совсем не там, где надо. Пришлось, мелкие отрезки времени на эталонной линейке, поделить на еще более мелкие части. Порядка десятых или даже сотых долей секунды. Только непрерывно все время, рассчитывая траекторию, и вводя в нее нужные поправки, и учитывая собственное несовершенство движений можно добиться правильного результата движения.
  В многоклеточном организме ошибки движения отдельных клеток складываются достаточно сложным образом. Противоположные ошибки, совершенные рядом расположенными клетками, конечно, только частично компенсируют друг друга. Они же разные по величине. Все остальные ошибки отдельных клеток организма складываются. В результате многоклеточные организмы двигаются заведомо не так точно, как одиночные клетки. Чтобы эту неточность компенсировать у многоклеточных организмов (за исключением самых мелких и простых) появилась обособленная группа клеток, которая следит за общим движением организма и как бы дирижирует, управляет движениями отдельных частей организма. У млекопитающих эти клетки в основном сгруппированы в мозжечке. У человека тоже.
  Так как линейка времени в организме откалибрована на десятые или даже сотые части секунды, то такое крупное создание, как человек, не в состоянии оценить самые мелкие деления временной линейки - слишком он для этого велик. Ведь человек не может
 даже заметить, как себя чувствует и ведет одна отдельная клетка его собственного организма, а тут нужен уровень внутриклеточный, совершенно несоизмеримый с размерами человека. Поэтому человеку кажется, что время непрерывно и существует везде, куда он не бросит свой взор. Именно поэтому наше представление о времени так сильно и отличается от реальных физических процессов, о и чем говорилось в начале этой главы.
  Если бы время существовало как какое-то реальное физическое явление, то все описанные процессы расчета движения опирались бы на него, а не на кое-как сделанную клеткой линейку с метками от природных периодических процессов. Все расчеты всеми живыми организмами осуществлялись бы одинаково и одинаково точно. И тогда наши маленькие дети не тыкали бы ложкой в щеку, размазывая кашу по всему личику, а с самого начала правильно направляли бы ее в рот.
 Таким образом, любое движение живых организмов состоит из многих составных частей. Сначала оценка собственного положения в пространстве, затем выбор направления и скорости движения, затем предварительный расчет движения на несколько меток вперед на линейке времени, затем собственно начало движения, затем на каждой метке линейки времени введение поправок в расчет движение и введение поправок на неточность действия организма. После достижения положения в пространстве, примерно соответствующему предварительному расчету все начинается сначала.
 При наличии времени, как реально существующего физического явления, в безопасной обстановке живому существу достаточно один первый раз как следует произвести оценку собственного положения в пространстве и заранее рассчитать поправки, исходя из их среднего значения, а потом отключить рецепторы, оценивающие обстановку и животное попадет куда ему надо с минимальной погрешностью.
 Поэтому предлагаю простой и всем доступный опыт для определения есть ли время или его нет. Придите в школу во время уроков или учреждение во время обеда, когда по длинным коридорам никто не ходит, и не будет мешать эксперименту. Встаньте в начале коридора и внимательно все рассмотрите. Постарайтесь учесть все, что видите. (Можете даже учесть то, что без ориентиров на плоской поверхности - степь, пустыня, тундра -человек не двигается по прямой, а описывает круги диаметром четыре километра).
 После этого закройте глаза и попробуйте дойти до конца коридора. Если время существует, то это сделать удастся. Если времени не существует, то на двадцатом - тридцатом шаге врежетесь в стенку коридора. И как бы кто ни старался - дойти до конца коридора с закрытыми глазами он не сможет. Чем больше стараний, тем ближе стенка.
 Значит, времени, как физического явления, не существует. Время - всего лишь способ живых двигающихся существ, двигаться правильно.
 Человек использует время не только для своего движения, но и для множества других целей. В том числе и как одну из основных величин в науке и технике. Не задумываясь, существует ли оно на самом деле.
 В результате имеем теорию относительности Эйнштейна, в которой время изменяется в зависимости от скорости. Как может изменяться то, чего нет? Не задумываясь о природе времени, физика влезла в очередной тупик и еще долго там будет торчать, разглагольствуя о правоте Эйнштейна и поленившись пройтись по длинному коридору с закрытыми глазами.
 Одновременно становится понятным, что у вселенной нет начала и не будет конца, за отсутствием времени и модная сейчас теория 'большого взрыва' в лучшем случае описывает мелкое происшествие в нашей части вселенной. Ну и надо почти все теории, где время присутствует, как будто оно реально существует должны быть пересмотрены.
 Время не существует!
 
 Ну а сейчас повествование о том, как физики обманулись на сотни лет на простой математической операции - делении.
 
 Глава 3. ДЫРА ТРЕТЬЯ
 
 По определению:
 Кинематика - раздел физики, который изучает движение тел, не рассматривая причины, которые это движение обусловливают.
 Следовательно, кинематика - всего лишь 'азбука', вводная часть физики из которой, вообще-то говоря, ничего не следует в собственно самой физике. Но как раз в кинематике скрывается огромная дыра из неправильно понятых и неправильно интерпретированных, совершенно правильных действий.
 Вот большая цитата из учебника:
 
 Ускорение и его составляющие
 В случае неравномерного движения важно знать, как быстро изменяется скорость с
 течением времени. Физической величиной, характеризующей быстроту изменения скорости
  по модулю и направлению, является ускорение.
 Рассмотрим плоское движение, т.е. движение, при котором все участки траектории точки
 лежат в одной плоскости. Пусть вектор v задает скорость точки А в момент времени t. За
 время 'дельта' t движущаяся точка перешла в положение В и приобрела скорость, отличную от v как
 по модулю, так и направлению и равную
  []
 
 Перенесем вектор v1 в точку А и найдем
  []
 
  []
 
 
 Средним ускорением неравномерного движения в интервале от t до
  []
 
 называется векторная величина, равная отношению изменения скорости
  []
 
  []
 
 Мгновенным ускорением а (ускорением) материальной точки в момент време?ни t будет предел среднего ускорения:
  []
 
 Таким образом, ускорение a есть векторная величина, равная первой производной скорости по времени.
 Разложим вектор
  []
 
 на две составляющие. Для этого из точки А (рис. 4) по направлению скорости v отложим вектор , по модулю равный v1. Очевидно, что вектор , равный
  []
 
 , определяет изменение скорости за время
  []
 
 по модулю:
  []
 
 Вторая же составляющая
  []
 
 вектора
  []
 
 Характеризует изменение скорости за время
  []
 
 по направлению.
 
 Тангенциальная составляющая ускорения
  []
 
 т. е. равна первой производной по времени от модуля скорости, определяя тем самым быстроту изменения скорости по модулю.
 Найдем вторую составляющую ускорения. Допустим, что точка В достаточно близка к точке А, поэтому
  []
 
 можно считать дугой окружности некоторого радиуса r, мало отличающейся от хорды АВ. Тогда из подобия треугольников АОВ и EAD следует
  []
 
  []
 
 В пределе при
  []
 
 Поскольку , угол EAD стремится к нулю, а так как треугольник EAD равнобедренный, то угол ADE между v и
  []
 
 стремится к прямому. Следовательно, при
  []
 
 Векторы
  []
 
 и v оказываются взаимно перпендикулярными. Tax как вектор скорости направлен по касательной к траектории, то вектор
  []
 
 перпендикулярный вектору скорости, направлен к центру ее кривизны. Вторая составляющая ускорения, равная
  []
 
 называется нормальной составляющей ускорения и направлена по нормали к траектории к центру ее кривизны (поэтому ее называют также центростремительным ускорением).
 Полное ускорение тела есть геометрическая сумма тангенциальной и нормальной составляющих:
  []
 
 Итак, тангенциальная составляющая ускорения характеризует быстроту изменения скорости по модулю (направлена по касательной к траектории), а нормальная составляющая ускорения - быстроту изменения скорости по направлению (направлена к центру кривизны траектории).
 В зависимости от тангенциальной и нормальной составляющих ускорения, движение можно классифицировать следующим образом:
 1) []
 
 - прямолинейное равномерное движение;
 2) []
 
  - прямолинейное равнопеременное движение. При таком виде движения
  []
 
 
 Если начальный момент времени t1=0, а начальная скорость v1=v0, то, обозначив t2=t и v2=v получим
  []
 
 , откуда
  []
 
 Проинтегрировав эту формулу в пределах от нуля до произвольного момента времени t, найдем, что длина пути, пройденного точкой, в случае равнопеременного движения
  []
 
 3) []
 
 - прямолинейное движение с переменным ускорением;
 4) []
 
 скорость по модулю не изменяется, а изменяется по направлению. Из формулы
  []
 
 следует, что радиус кривизны должен быть постоянным. Следовательно, движение по окружности является равномерным;
 5) []
 
 равномерное криволинейное движение;
 6) []
 
 - криволинейное равнопеременное движение;
 7) []
 
 - криволинейное движение с переменным ускорением.
 Конец цитаты.
 
  Чисто формально все верно. А по существу?
 Ускорение характеризует движение, следовательно, при наличии центростремительного ускорения должен меняться радиус кривизны!
 п. 4) []
 
 имеем движение по спирали, а вовсе не по окружности!
 При []
 
 будет спираль с постоянно увеличивающемся радиусом кривизны, как показано на рисунке.
  []
 
  Движение точки происходит от центра наружу.
  []
 
 будет спираль с постоянно уменьшающимся радиусом кривизны, как и показано на рисунке.
  []
 
 Движение точки происходит снаружи к центру.
 
 Только при аn = 0 не будет изменения радиуса и точка будет двигаться по окружности с постоянным радиусом.
  []
 
 
 Следовательно, движение по окружности с постоянной скоростью - это движение по инерции, без центростремительного ускорения, как в первом законе Ньютона движение без ускорения по прямой линии.
 Что же тогда означает привычная всем формула аn = v2/r ? и которой пользуются с успехом уже не одну сотню лет.
 Эта формула всего лишь характеризует величину постоянно изменяющейся по направлению силы, которую надо все время прикладывать к материальной точке, чтобы она двигалась по окружности. То есть при равномерном движении по окружности мы должны использовать не центростремительное ускорение - аn = v2/r, а центростремительную силу - Fn. Рассчитывая её прямо по второму закону Ньютона F = ma, где а - мнимая расчетная величина - аn = v2/r.
 Тогда получится:
  Fn = m v2/r
 
 Вот это и есть то, что есть на самом деле! (правда чаще всего это мало кому надо)
  []
 
 
  На вышеприведенном рисунке и изображено то, как должна двигаться материальная точка при разных центростремительных ускорениях.
  На следующем рисунке для наглядности и большей понятности изображено движение материальной точки при:
  []
 
 
 а) - an = const и отрицательно, - имеем движение по спирали к её центру с постоянно
 уменьшающимся расстоянием между витками спирали,
 б) - an- отрицательно и постоянно уменьшается по величине - можно получить спираль
 с одинаковым расстоянием между витками спирали,
 в) - an - положительно и постоянно уменьшается по величине, - можно получить спираль с
  одинаковым расстоянием между витками спирали,
 г) - an= const и положительно имеем движение по спирали от центра с постоянно
 увеличивающимся расстоянием между витками спирали.
 д) - an = 0 - имеем честную окружность!
 Следовательно, движение по окружности с постоянной скоростью - это движение по инерции, без центростремительного ускорения, как в первом законе Ньютона движение без ускорения по прямой линии.
 Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние
 Первый закон Ньютона - должен быть несколько расширен с добавлением в него движения по окружности с постоянной скоростью и должен быть сформулирован так:
 Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, или вращения с постоянной угловой скоростью до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние.
 Опытным подтверждением сказанного может быть простой умственный и реальный в условиях открытого космоса, где нет трения, эксперимент. Берем тарелку, закручиваем ее и оставляем в космосе на орбите. Сколько бы времени не прошло с начала эксперимента - тарелка будет вращаться все с той же начальной скоростью.
 При движении тела без добавочных внешних сил по овальной или эллиптической замкнутой траектории центростремительное ускорение есть всегда и оно всегда разное по направлению и величине. Но при замыкании траектории оказывается, что геометрическая сумма всех центростремительных ускорений равна нулю. Поэтому и движение по замкнутому эллипсу тоже является движением по инерции. Просто кинетическая и потенциальная энергия тела все время переходят друг в друга. И это положение тоже надо бы включить в первый закон Ньютона, Но я этого не делаю специально из-за переменности центростремительных ускорений.
 Когда инженеры, в основном, и ученые имеют дело с обычной механикой, где им
 приходится иметь дело с расчетом сил, действующих в механизмах, чтобы выбрать размеры и материалы деталей, то ни о чем, не задумываясь, они используют эту самую формулу -
 Fn = m v2/r
 и этим самым элементарным образом обходят мимо продемонстрированной дыры в физике, не обращая никакого внимания на сам факт наличия чего-то неправильного в рассуждениях о центростремительном ускорении. Да и в других аналогичных случаях происходит то же самое и с тем же самым результатом. В результате их эта проблема ничуть не затрагивает и о ней никто не думает.
 Совсем другой результат получается при переходе в область электричества и атомной физики. И здесь придется констатировать факт, что третья дыра потащила за собой и следующие дыры! Одна образовалась сама по себе, другие есть прямое следствие из только что рассмотренной дыры.
 Сначала о той дыре, которая образовалась сама по себе, из-за специализации физиков, которые привыкли (снова свойство человека) доверять другим физикам, да еще имеющих большую известность и авторитет в науке.
 Выяснено, что при движении электрического заряда с ускорением образуются электромагнитные волны.
 Заряд е, движущийся с постоянным собственным ускорением а, излучает электромагнитные волны с мощностью Р = 2е2а2/3с3 (в гауссовой системе). При этом радиационное трение отсутствует. С - скорость света.
 (Радиационное трение - реакция излучения - сила, действующая на ускоренно движущуюся заряженную частицу со стороны создаваемого ею электромагнитного поля излучения и приводящая к торможению частицы; работа этой силы равна энергии, уносимой излучением.)
 Сформулировано очень плохо, так как ускорение во второй степени и по формуле любое ускорение заряда вызывает излучение, а так практически замечено излучение только при торможении заряда, но не при его ускоренном движении. То есть, сформулировано без учета чего бы, то ни было.
 То есть получается, что это именно сам по себе электрический заряд при движении с ускорением испускает электромагнитные волны.
 ....но ведь этого не может быть!
  Если излучает сам заряд, то и энергию на излучение он черпает из самого себя и с течением времени он сам себя всего и излучит и исчезнет, как материальное тело! А сколько таких случаев движения зарядов с ускорением в природе, особенно в недрах звезд. То есть во вселенной, вообще не должно быть электрических зарядов? А они есть!
  Кстати, сам по себе заряд с ускорением двигаться не может. Его обязаны ускорять какие то силы, находящиеся вне самого заряда. Но с этой дырой мы не будем разбираться по той причине, что нас это не особо касается.
  Вернемся, однако, к той дыре, где обнаружили, что движение с постоянной скоростью по окружности имеет нулевое ускорение и к последствиям для развития науки.
  Незадолго до своей смерти, известный ученый Лобачевский Н. И. (1792 - 1856 г.г.) разработал планетарную модель ядра. В центре положительно заряженное ядро, а вокруг него по своим орбитам вращаются электроны. И не стал ее публиковать. Ибо по привычке 'знал', что при вращении электроны испытывают центростремительное ускорение, следовательно, излучают электромагнитные волны и теряют энергию. Поэтому скорость движения электронов уменьшается, и они все должны упасть на ядро атома. Обнаружена эта работа была только после его смерти.
 Цитата из учебника:
 На основании своих исследований поведения альфа частиц Резерфорд в 1911 г. предложил ядерную (планетарную) модель атома. Согласно этой модели, вокруг положительного ядра, имеющего заряд Zе (Z - порядковый номер элемента в системе Менделеева, е - элементарный заряд), размер 10-15-10-14 м и массу, практически равную массе атома, в области с линейными размерами порядка 10-10 м по замкнутым орбитам движутся электроны, образуя электронную оболочку атома. Так как атомы нейтральны, то заряд ядра равен суммарному заряду электронов, т. е. вокруг ядра должно вращаться Z электронов. (То есть через 60 с лишним лет после Лобачевского!)
 Для простоты предположим, что электрон движется вокруг ядра по круговой орбите радиуса r. При этом кулоновская сила взаимодействия между ядром и электро?ном сообщает электрону центростремительное ускорение. Второй закон Ньютона для электрона, движущегося по окружности под действием кулоновской силы, имеет вид
  []
 
 где тe, и v - масса и скорость электрона на орбите радиуса r,
  []
 
 - электрическая постоянная.
 Уравнение (208.1) содержит два неизвестных: r и v. Следовательно, существует бесчисленное множество значений радиуса и соответствующих ему значений скорости (а значит, и энергии), удовлетворяющих этому уравнению. Поэтому величины r, v (следовательно, и Е) могут меняться непрерывно, т. е. может испускаться любая, а не вполне определенная порция энергии. Тогда спектры атомов должны быть сплошными. В действительности же опыт показывает, что атомы имеют линейчатый спектр. (Почему то, физики при этом, начисто, 'забыли', что в реальности мы всегда имеем дело не с одиночным атомом, а с миллиардами их. И линейчатый спектр только показывает результат взаимодействия этих миллиардов атомов и их электронов). Из выражения (208.1) следует, что при r10-10 м скорость движения электронов v = 106 м/с, а ускорение v2/r =1022 м/с2. Согласно классической электродинамике, уско?ренно движущиеся электроны должны излучать электромагнитные волны и вследствие этого непрерывно терять энергию. В результате электроны будут приближаться к ядру и в конце концов упадут на него. Таким образом, атом Резерфорда оказывается неустойчивой системой, что опять-таки противоречит действительности. (Ну, в точности, как и у Лобачевского).
 
 Попытки построить модель атома в рамках классической физики не привели к успеху: модель Томсона была опровергнута опытами Резерфорда, ядерная же модель оказалась неустойчивой электродинамически и противоречила опытным данным. Пре?одоление возникших трудностей потребовало создания качественно новой - кванто?вой - теории атома.
  (И никто не подумал о том, что при движении по окружности с постоянной скоростью центростремительное ускорение равно нулю - инерция мышления ни к чему хорошему привести не может. Не стоило, для построения правильной модели ядра, городить дополнительный инструментарий, который и сам не без недостатков.)
 
 Первая попытка построить качественно новую - квантовую - теорию атома была предпринята в 1913 г. датским физиком Нильсом Бором (1885-1962). Он поставил перед собой цель связать в единое целое эмпирические закономерности линейчатых спектров, ядерную модель атома Резерфорда и квантовый характер излучения и погло?щения света. В основу своей теории Бор положил два постулата. (Постулат в физике - заведомый нонсенс, так как принимается просто на веру.)
 Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные (не изменяющиеся со временем) состояния, в которых он не излучает энергии. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны. Движение электронов по стационарным орбитам не сопровождается излучением электромагнитных волн.
  (Собственно Бор негласно заявил, что электроны по орбитам двигаются без ускорения, что мы и разбираем.)
 В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные квантованные значения момента импульса, удовлетворяющие условию
 mevrn = nh (n = 1, 2, 3, ...) (210.1)
 где те - масса электрона, v - его скорость по n-й орбите радиуса
  []
 
  (Это же просто описание результата взаимодействия атомов в кусочке вещества.)
 Второй постулат Бора (правило частот): при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается (поглощается) один фотон с энергией
  []
 
 равной разности энергий соответствующих стационарных состояний (Еn и Em - соот?ветственно энергии стационарных состояний атома до и после излучения (поглощения)). При Еm<Еn происходит излучение фотона (переход атома из состояния с боль?шей энергией в состояние с меньшей энергией, т. е. переход электрона с более удален?ной от ядра орбиты на более близлежащую), при Еm>Еn - его поглощение (переход атома в состояние с большей энергией, т. е. переход электрона на более удаленную от ядра орбиту). Набор возможных дискретных частот
  []
 
 квантовых переходов и определяет линейчатый спектр атомов.Кстати, не столь давно, были получены сплошные спектры для атомов в свободном космосе, на краях туманностей, где на отдельные атомы почти ничего не воздействует. Это хорошо подтверждает все выше сказанное.
 Конец цитаты.
  Насчет фотонов далее будет отдельный разговор. А пока видно, что бездумное применение математики в физике это очень не хорошо. Если бы физики раньше поняли, что движение по окружности с постоянной скоростью, это движение по инерции, то после Лобачевского за 100 лет развития ядерной физики успели бы понять, что атомную бомбу делать нельзя - уж очень она вредоносна. Кстати, не столь давно, были получены сплошные спектры для атомов в свободном космосе, на краях туманностей, где на отдельные атомы почти ничего не воздействует. Это хорошо подтверждает все выше сказанное
 
 
 Глава 4. ДЫРА ЧЕТВЕРТАЯ
 
  В этой главе мы возвращаемся к самым начальным моментам в физике. К определению положения тел (материальных точек) в пространстве. К системам координат и следствиям из этого для нашей вселенной.
  Когда в школе проходили на уроках математики системы координат - мне они были безразличны. Выучил и все. Когда эти же самые системы координат проходили на уроках физики, то одного упоминания о том, что каждая система координат связана с телом отсчета, то до меня дошло, что системы координат связаны и со мной лично! Мне стало интересно, а как же именно они связаны со мной и другими людьми? Стал наблюдать за собой и за окружающими. Что при этом выяснил - чуть позже. Пока просто приведу в качестве примера три системы координат, для того, чтобы читатель вспомнил, о чем речь идет.
 
 Декартовы координаты
  []
 
 
 Расположение точки 'А' в пространстве определяется 3 координатами:
 расстояние от точки 'А' до плоскости yz с учетом знака
 расстояние от точки 'А' до плоскости xz с учетом знака
 расстояние от точки 'А' до плоскости xy с учетом знака
 
 Полярные координаты (на плоскости)
  []
 
 Двухмерная система координат, в которой каждая точка на плоскости определяется двумя числами - полярным углом и полярным радиусом. Полярная система координат особенно полезна в случаях, когда отношения между точками проще изобразить в виде радиусов и углов; в более распространенной декартовой (или прямоугольной системе координат), такие отношения можно установить только путем применения тригонометрических уравнений.
 
 Сферическая система координат (пространственная система координат)
  []
 
 Сферическими координатами называют систему координат для отображения геометрических свойств фигуры в трех измерениях посредством задания трех координат, где r - кратчайшее расстояние до начала координат, а
  []
 
 - зенитный и азимутальный углы соответственно.
 
  Поскольку системы координат абстрактное математическое понятие, то их в природе не существует! Именно поэтому в физике введено понятие тела отсчета. Мы для определения положения точки в пространстве берем какое-то тело и от него все начинаем измерять. И, как водится, в обыденной жизни начинаем с себя, как тела отсчета!
  Наблюдая за собой и окружающими, выяснил постепенно, что если человек сидит, стоит или двигается с небольшой скоростью, там, где мало препятствий для движения, то он использует полярную систему координат. Центром координат является середина между глазами, а осью является направление, в котором человек только что смотрел и, затем перевел взгляд, куда то в другое место. Если окружающих предметов много, то все равно используется плоская полярная система координат, постоянно замещаемая такой же системой, подвернутой на некоторый угол. И так многократно. Сферическая система координат при этом совершенно не используется.
  При работе в помещении или на улице, застроенной домами, или на поле с одиноким деревом человек использует одновременно сразу две системы координат. Плоскую полярную и Декартову прямоугольную - наверно потому, что уж больно удобно от разных углов мысленно достраивать оси прямоугольной системы координат. При этом начало декартовой системы произвольно прыгает в пространстве по не замечаемому желанию самого человека. То на угол комнаты, то на одинокое дерево, то на приметное здание. В это время тоже не используется сферическая система координат.
  Тут вопрос стоит так, что, скорее всего, двигающиеся живые существа для определения местоположения в пространстве взяли из множества систем координат, то, что попроще, а затем по мере развития 'доводили до ума', то, что уже имелось. Главное им (и нам людям) этого для жизни хватает с запасом.
  В школьные годы я на этом и успокоился, а когда моей второй специальностью стало преподавание физики, то все это не только пригодилось для объяснения студентам. Но и навело на мысль, что не все так просто в объяснении пространства нашей вселенной.
  Дело в том, что для положения ДВУХ точек пространства существует инвариантность (неизменность, безразличность) относительно систем координат, какие бы они не были. Придется самому рисовать, поскольку подходящих картинок не нашел, зато все будет ясно.
  На рисунке 'А' слева внизу изображена обычная, прямоугольная декартова система координат, как наиболее всем привычная и понятная. Можно было взять любую другую систему координат, но это бы привело к запутыванию многих людей, чего делать не стоит. В этой системе координат имеются две материальные точки 'а' и 'б' и есть привычные для всех длина 'х1', ширина 'у1', высота 'z1', а также углы
  []
 
 По величине и знаку которых мы и судим о положении точки 'а' в пространстве, относительно данной системы координат. Абсолютно то же самое относится и к точке 'б'.
  В данном случае для нас важно только одно - все эти координаты, независимо от их конкретных величин в данной системе координат, однозначно определяют векторы r1 и r2, соединяющие начало координат с точками 'а' и 'б', соответственно.
  Положение же точек 'а' и 'б' однозначно определяется вектором аб, который является разностью векторов r1 и r2.
 . []
 
  На рисунке 'А' справа вверху изображена совершенно произвольная, какая-то кривая система координат wgs. Нам нет нужды знать ее свойства. Ибо, какими бы они не были и в этой системе координат, положение тех же точек 'а' и 'б' однозначно определяется вектором аб, который является разностью векторов r1 и r2 в этой системе.
  Вектор этот один единственный в реальности. Системы координат - это наш абстрактный способ определения положения тел в пространстве. Сами же координаты существуют лишь в нашем воображении - в природе их нет.
 Уберем воображаемые нами системы координат. Останется рисунок 'Б'.
 Есть две точки в пространстве 'а' и 'б'. Есть расстояние между ними - Д и угол направления от точки на точку - Н. Все - в природе больше ничего нет. Остальное - наши выдумки, для собственного удобства.
 Посмотрим, что же реально можно ИЗМЕРИТЬ в пространстве между точками 'а' и 'б'.
  Расстояние Д между точками и угол Н направления от точки на точку. ВСЕ. Больше измерять нечего.
  Следовательно,
  наша объемная вселенная имеет только два измерения!
 
  Почему же этого никто раньше не заметил? Причин две, как обычно.
  Первая причина уже немного понятна - скорее всего, первые двигающиеся живые существа для определения местоположения в пространстве взяли из множества систем координат, то, что попроще, а затем по мере развития 'доводили до ума', то, что уже имелось. Главное им (и нам людям) этого для жизни хватает с запасом.
 Вторая причина привычка и огромные трудности в определении угла Н - направления.
  []
 
 На рисунке, как сумел, изобразил сферу. Центр ее - 0. От центра до точки 'а' провел радиус-вектор 0а. Через центр сферы провел произвольную линию, от которой будем отсчитывать угол направления - Н. Вот они два измеряемых однозначно параметра, определяющие место точки в пространстве.
  Однако современная математика так поступать не умеет. Чтобы определить угол Н ей надо сначала определить углы
  []
 
 Вместо одного измерения делается два, которые потом дают угол Н. В результате кажется, что измерений три, а не два. Отсюда и идут разговоры о трех мерности пространства. Некоторые физики теоретики добавляют в размерность пространства и время. А, как было показано, времени то не существует. С многомерными пространствами надо обращаться осторожно и только учитывая, что реально существует два измерения пространства, а время не существует. Иначе математические игры с многомерными пространствами окончательно станут игрушкой математиков и к реальности не будут, вообще, никак относиться.
 наша объемная вселенная имеет только два измерения!
 
 Глава 5. ДЫРА ПЯТАЯ -
 - МАГНИТНОЕ ПОЛЕ НЕ СУЩЕСТВУЕТ Как люди пришли к понятию о магнитном поле? Когда на переломе древнего мира и средних веков, люди научились получать и обрабатывать железо, выяснилось постепенно, что некоторые железные руды притягиваются или отталкиваются друг от друга на расстоянии. Назвали такие руды магнитными. Когда этим явлением занялись физики, то, не мудрствуя, по аналогии с электрическим полем, о котором уже кое-что знали, назвали это явление магнитным полем и стали изучать. Сам термин - магнитное поле - оказался очень удобным и благополучно существует, и будет существовать всегда, несмотря на то, что магнитное поле на самом то деле не существует. Термин магнитное поле будет постоянно присутствовать и в этой работе - уж очень он удобен. В этой главе мы не будем придерживаться порядка во времени открытия того или иного магнитного эффекта исключительно для удобства понимания самих процессов. Начнем с точек Кюри. Цитата. Магнитной упорядоченности ферромагнетиков противостоит тепловое движение атомов. Чем выше температура - тем сильнее тепловое движение. Если постоянный магнит нагревать, то при определенной температуре ферромагнетик перейдет в парамагнетик, т.е. остаточная намагниченность исчезнет. Такая температура называется точкой Кюри. Если мы охладим образец, он снова станет ферромагнитным, но потерянная намагниченность не восстановится - для этого нужно наложить внешнее магнитное поле. Конец цитаты. Хотя это открытие и относится к концу 19 - началу 20 века, когда уже все знали закон Ломоносова-Лавуазье, а именно, что ничто не возникает ниоткуда и не исчезает в никуда, но почему-то никто не задумался, куда делось из нагреваемого магнита магнитное поле и где оно теперь находится. Как и почему оно пропало - разобрались. А где оно сейчас есть или во что оно сейчас превратилось, никто не задумался. Так может и вправду магнитного поля не существует, и мы этим термином называем что-то другое? Теперь немного из векторной алгебры в приложении к физике. Иначе дальше и читать не стоит. Пусть некоторая точка движется по окружности радиуса R (рис. 1). Ее положение через промежуток времени dt зададим углом dW. Элементарные (бесконечно малые) повороты можно рассматривать как векторы. Модуль вектора равен углу поворота, а его направление совпадает с направлением поступательного движения острия винта, головка которого вращается в направлении движения точки по окружности, т.е. подчиняется правилу правого винта (рис.1). Векторы, направления которых связываются с направлением вращения, называются псевдовекторами или аксиальными векторами. Эти векторы не имеют определенных точек приложения: они могут откладываться из любой точки оси вращения. Угловой скоростью называется векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени: w = dW/dt Вектор w направлен вдоль оси вращения по правилу правого винта, т.е. так же, как и вектор w (рис.2) На рисунке 3 изображено то же самое. Только вместо вращения радиуса вектора R показано, что материальная точка обегает траекторию по элементарно малым отрезкам dS. [] Из рисунков видно, что простое плоское вращение радиуса R заменяется на вектор, перпендикулярный плоскости вращения этого радиуса - на вектор w. В векторном виде формулу для линейной скорости v можно написать как векторное произведение v = wR. При этом модуль векторного произведения, по определению, равен wRsin(wR), а направление совпадает с направлением поступательного движения правого винта при его вращении от w к R. И вся эта математическая замена плоского вращения на вектор, перпендикулярный плоскости вращения прекрасно работает на практике. Проверено не одной сотней лет. Значит, вращение вектора V в плоскости оказывает и реальное действие по направлению вектора w. Запомним это как следует. Это нам очень пригодится в дальнейшем. (Моя вставка - обратите внимание, что, как только, по любым причинам, вектор R прекратит свое вращение, так и вектор W прекратит свое существование и станет равным нулю. Точно так же, если по любым причинам, величина вектора R станет равной нулю, то так же и вектор W прекратит свое существование и станет равным нулю.) Цитата. Опыт показывает, что, подобно тому, как в пространстве, окружающем электрические заряды, возникает электростатическое поле, так и в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает силовое поле, называемое магнитным. Наличие магнитного поля обнаруживается по силовому действию на внесенные в него провод?ники с током или постоянные магниты. Название 'магнитное поле' связывают с ориен?тацией магнитной стрелки под действием поля, создаваемого током (это явление впервые обнаружено датским физиком X. Эрстедом (1777-1851)). Конец цитаты. При чем тут электричество, да еще только в виде электрических токов? Начнем с того, что в природе магнитные заряды (как аналог электрических зарядов) просто не обнаружены и практически нет даже намеков на их возможное обнаружение. То есть магнитные поля создаются не магнитными зарядами, а электрическим током. И только им. Кроме того, физики теоретически определили, что если бы существовал магнитный заряд (они его назвали магнитным монополем), то он с расстояния 1,5 км притянул бы к себе все, что может намагнититься, и обнаружение его было бы чрезвычайно легким. Но магнитный монополь в природе не найден. Значит, чисто магнитного источника магнитного поля в природе нет. Дополнительно нужно продемонстрировать, что в любой точке пространства существует электрическое поле. Для этого нужно познакомиться с электрическим полем диполя. Цитата. Электрический диполь - система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов (+Q, -Q), расстояние L между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля. Вектор, направленный по оси диполя, (прямой, проходящей через оба заряда от отрицательного заряда к положи?тельному) и равный расстоянию между ними, называется плечом диполя L. Вектор p = QL, (заряд Q берется по модулю, то есть по абсолютной величине) совпадающий по направлению с плечом диполя и равный произведению модуля заряда на плечо, называется электрическим моментом диполя или дипольным моментом. [] Согласно принципу суперпозиции, напряженность Е поля диполя в произвольной точке Е = Е+ + Е- где Е+ и Е- - напряженности полей, создаваемых соответственно положительным и отрицательным зарядами. Воспользовавшись этой формулой, рассчитаем напряжен ность поля в произвольной точке на продолжении оси диполя и на перпендикуляре к середине его оси. 1. Напряженность поля на продолжении оси диполя в точке А [] Как видно из рисунка, напряженность поля диполя в точке А направлена по оси диполя и по модулю равна ЕА = Е+ - Е- Обозначив расстояние от точки А до середины оси диполя через r, на основании формулы для вакуума можно записать [] Согласно определению диполя, l/2< 2. Напряженность поля на перпендикуляре, восставленном к оси из его середины, в точке В. Точка В равноудалена от зарядов, поэтому [] где r' - расстояние от точки В до середины плеча диполя. Из подобия равнобедренных треугольников, опирающихся на плечо диполя и вектор ЕB, получим [] откуда [] Окончательно, получим [] Вектор ЕB имеет направление, противоположное вектору электрического момента диполя (вектор р направлен от отрицательного заряда к положительному). Конец цитаты. Посмотрим, как дела с напряженностью электрического поля обстоят в любых других точках пространства. Для этого достаточно посмотреть на следующий рисунок. [] Так как нигде в формулах не присутствует ноль в числителе, да и никогда не получается в числителе ноль (да и из рисунка это ясно видно), то нигде по всем направлениям напряженность электрического поля не равно нулю! Хотя вселенная и бесконечна, но от любой точки пространства до любой другой, как угодно далекой точки пространства всегда конкретное расстояние, а не математическая бесконечность. Поэтому от одного диполя во всей вселенной имеется электрическое поле, нигде не равное нулю. При этом заряды могут быть как угодно близки, что на некотором расстоянии от диполя позволяет говорить, что заряда то и нет. Плюсовой и минусовый заряды как бы полностью взаимно погашают друг друга. И, несмотря на это, поле любого диполя существует и существует в любой точке вселенной. Одиночному электрическому заряду не мешает довесок противоположного знака, как это имеет место в диполе. Поэтому и в этом случае по всем направлениям напряженность электрического поля не равно нулю! И так же распространяется на всю вселенную. Конечно, на больших расстояниях это поле очень-очень маленькое и направления векторов напряженности всегда самые разные. В бесконечной и неподвижной вселенной, скорее всего сумма бесконечно малых и разнонаправленных векторов напряженности была бы равна нулю. Но в том то и дело, что вселенная находится в непрерывном движении! Поэтому практически нигде и никогда эта сумма бесконечно малых и разнонаправленных векторов напряженности не равна нулю. Она мала, но она есть всегда. Конечно, при движении галактик и других объектов вселенной может на краткий миг возникнуть линия, или поверхность с нулевой напряженностью поля, которая в следующее мгновение исчезнет из-за продолжающегося движения во вселенной. Таким образом, Везде и всегда есть небольшое и хаотически меняющееся вселенское электрическое поле! Кстати, именно оно позволяет нам видеть звезды, так как вселенское электрическое поле является средой, в которой распространяются электромагнитные волны, в том числе и световые. Без наличия же среды никакие волны не распространяются. В Сахаре водяных волн не бывает - там песок, а не вода. Существуют способы экранирования от внешнего электрического поля. Например, металлический полый шар или полая коробка из железа. Эти устройства, наверное, создают и экранировку от внешнего по отношению к ним вселенского поля. Однако поскольку их внутренняя поверхность имеет не абсолютно идеальную геометрическую форму, и как бы мы ее не полировали, всегда будут микро впадины и выступы на внутренней поверхности, которые состоят из атомов, то есть из электрических зарядов и диполей. Поэтому внутри защищаемого объема само собой образуется свое собственное микро вселенское электрическое поле. То есть электрическое поле есть везде и всегда. Можно, весьма приблизительно, рассматривать вселенское электрическое поле, как громадную очень мелкую лужу под порывами ветра. Где-то в ней поглубже (вселенское электрическое поле имеет большую величину), где-то помельче (вселенское электрическое поле имеет меньшую величину). Где-то течение в луже в одну сторону (вселенское электрическое поле имеет одно направление), а где-то в другую (вселенское электрическое поле имеет другое направление). Где-то, вообще дно показалось на короткое мгновение. Это вполне хорошая аналогия вселенского электрического поля. Сразу делается понятным, почему мы не можем точно измерить скорость света (электромагнитных волн) - постоянная в данной среде скорость волн складывается с течениями по эффекту Доплера и сегодня в одном месте вселенной она такая, а, измеряя ее завтра, и в другой части вселенной обязательно получим другую величину - Земля-то в пространстве перемещается! Да плюс не идеальность самих приборов измерения. Всегда будут разные результаты, которые каждый может интерпретировать, как Бог на душу положит, и всегда, в конечном итоге, с нулевым практическим результатом. Несомненно, что точно так же существует и вселенское гравитационное поле (поле тяготения),но поскольку кроме закона Ньютона для двух тяготеющих масс, про тяготение мы больше ничего точно не знаем и с отдельными элементарными частицами обращаться не умеем, то кроме того, что существует вселенское поле тяготения существует, сказать большее пока не представляется возможным. Теперь же нам надо разобраться в том, что происходит в пространстве, если двигается одиночный электрический заряд, конкретно электрон, и как ведут себя электроны в проводниках. Сначала, конечно, рассмотрим, одиночный электрон, двигающийся в пространстве прямолинейно и равномерно, как наиболее простой вариант движения, потом перейдем и к более сложным вещам. (При этом сначала, для простоты изложения, будем игнорировать вселенское электрическое поле, а затем добавим к рассуждениям его постоянное присутствие.) [] Обратите внимание на то, что на рис.4-1 кривая линия, которая соединяет концы векторов Е01, Е1, Е2 и т.д. не окружность, а скорее, незамкнутый овал. Напряженность электрического поля в незамкнутом промежутке от действия электрона равна нулю! Ну, незамкнутость этого овала происходит от того, что в природе не существуют бесконечные расстояния и электрон начинает и заканчивает движения в конкретных точках пространства. По идее, тот вектор W, который получается при замкнутой окружности, должен в точке А быть сначала равным нулю, затем постепенно увеличиваться до максимума (Е2), затем постепенно уменьшаться и снова становиться равным нулю в точке А. То есть он и по величине не постоянный да и пропадающий на некоторое время. Теперь вспоминаем про существование вселенского электрического поля. Оно то у точки А всегда есть! Следовательно, этот овал оказывается замкнутым. Поскольку поле электрона упорядоченно действует на этот промежуток, то вселенское поле в промежутке приобретает инерцию изменения из-за движения электрона и замыкает овал по тому же направлению, которое есть при движении электрона. Овал не просто замкнулся, а замкнулся по тем же правилам, как и образовывался. Следовательно, вектор W никогда не равен нулю, хотя то увеличивается, то уменьшается. Если смотреть по линии хода (или против) электрона, то увидим следующую картину. [] В плоскости, перпендикулярной траектории электрона, на расстоянии (радиусе) точка А - траектория электрона, образуется окружность в каждой точке которой (Б, С ...) образуется при движении электрона точно такой же вектор W, как и в точке А. То есть образуется круговое поле вектора W. Его то мы и считаем самостоятельным полем - магнитным полем - хотя это только довольно хитрое вращение вектора электрической напряженности. Вот и получается, что собственно само по себе магнитное поле не существует. К тому же величина его постоянно меняется, если в создании магнитного поля участвует одиночный заряд. В природе такого идеального варианта движения с постоянной скоростью по прямой одиночного электрона скорее всего и не существует. В образовании электрических токов, да и просто в любом мельчайшем кусочке вещества, всегда имеется невероятно много и отрицательных и положительных зарядов. Это сильно изменяет картину образования магнитного поля. К чему сейчас и переходим. Естественно, учитывая, что положительный заряд дает такую же картину, только вращение вектора W будет происходить в противоположную сторону. То есть, если рядом в одну сторону будут двигаться отрицательный заряд и положительный заряд, то получится, как на следующем рисунке. [] Такое однонаправленное движение положительных и отрицательных зарядов происходит, если у нас есть ионизированные молекулы в газах или растворах. То есть в таком случае магнитное поле получается и более сложной формы и более сильное. А так как прохождение одних и тех же точек траектории зарядов происходит в разное время, то магнитное поле меньше меняет свою величину. Но это нас мало интересует в нашем исследовании. В природе полным-полно разных магнитных полей. Мы не будем рассматривать и их самих и возможные причины их появления именно в связи с их множественностью и недостаточной изученностью мира, в котором мы живем, а будем рассматривать только то, что нам легко доступно. То есть, то, что мы уже умеем массово делать своими руками или то, что легко можем проверить опытным путем. Теперь будем рассматривать электрический ток, то есть движение электронов в проводах. Рассматривать будем несколько подробнее и в более 'укрупненном', чем это обычно делается в разного рода учебниках физики. Цитата (слегка сокращенная от расчетов и формул) Существование свободных электронов в металлах можно объяснить следующим образом: при образовании кристаллической решетки металла (в результате сближения изолированных атомов) валентные электроны, сравнительно слабо связанные с атом?ными ядрами, отрываются от атомов металла, становятся 'свободными' и могут перемещаться по всему объему. Таким образом, в узлах кристаллической решетки располагаются ионы металла, а между ними хаотически движутся свободные электро?ны, образуя своеобразный электронный газ, обладающий, согласно электронной те?ории металлов, свойствами идеального газа. Электроны проводимости при своем движении сталкиваются с ионами решетки, в результате чего устанавливается термодинамическое равновесие между электронным газом и решеткой. По теории Друде-Лоренца, электроны обладают такой же энергией теплового движения, как и молекулы одноатомного газа. Поэтому, применяя выводы молекулярно-кинетической теории, можно найти среднюю скорость теплового движения электронов которая для комнатной температуре 110 км/с. Тепловое движение электронов, являясь хаотическим, не может привести к возникновению тока. При наложении внешнего электрического поля на металлический проводник кроме теплового движения электронов возникает их упорядоченное движение, т. е. возникает электрический ток. Среднюю скорость упорядоченного движения электронов мож?но оценить по согласно допустимой плотности тока, когда провод начинает плавиться из-за прохождения большого тока. Например для медных проводов, получим, что средняя скорость упорядоченного движения электронов равна 0,78мм/с. Следовательно, даже при очень боль?ших плотностях тока средняя скорость упорядоченного движения электронов, обуслов?ливающего электрический ток, значительно меньше их скорости теплового движения. Конец цитаты. И практически несопоставима со скоростью вращения электронов по орбитам вокруг атома. Для начала вспомним, что любой провод имеет конечную длину и толщину, которая нам необходима. И то, что провода состоят из мириадов атомов, причем довольно тяжелых - примерно из середины таблицы Менделеева. То есть, вокруг ядер атомов вращаются довольно много электронов. Например, у меди это 32 штуки. Естественно, что их вращение происходит не в плоскости, а вокруг всего объема, занимаемого атомом. Примерно, как на рисунке. Вполне привычно и узнаваемо со школьных времен. [] На этом рисунке изображено только 4 электрона. Поскольку в металлах их больше, то получается почти сплошная сфера из орбит электронов. Скорость теплового движения электрона приблизительно 100 км. в с. Скорость движения по орбите около 2000 км/сек. Частота около 10 в 15 степени оборотов в сек., т.е. более миллиарда миллионов раз в сек. Собственно, получается, что для свободных тепловых и прочих медленно двигающихся электронов, вокруг атома существует сплошное, примерно сферической формы, сильно заряженное отрицательным зарядом непроходимое и непробиваемое облако, которое с легкостью отбрасывает электроны, находящиеся вне его, отбрасывает их назад в междуатомное пространство, наподобие абсолютно твердого тела. Поэтому провод можно рассматривать, как великое множество отрицательно заряженных сфер, крепко притиснутых друг к другу, как это изображено на рисунке. [] Поскольку в природе нет ничего идеального, да и примеси в материале проводов имеются, то между отрицательно заряженных сфер промежутки получаются самой разной величины и формы. Некоторые промежутки соединены между собой. Из-за теплового движения атомов, которые непрерывно колеблются, постоянно изменяется и конфигурация промежутков между отрицательно заряженных сфер. Вот в этой, постоянно изменяющейся конфигурации промежутков между отрицательно заряженных сфер и происходит хаотическое движение свободных электронов. Поскольку размеры отрицательно заряженных сфер во много раз больше размеров электронов, то, в основном, почти все электроны просто хаотично мечутся в промежутках между отрицательно заряженных сфер, и лишь очень немногим из них удается проскочить из одного промежутка в другой. Как только мы накладываем на провод электрическое поле, то все свободные электроны получают строго направленную по направлению поля добавку к собственной скорости. Все они стремятся двинуться по полю, но отрицательно заряженные сферы им просто не дают этого сделать. Только ничтожно малое количество из числа свободных электронов успевает проскочить между сферами, но зато примерно в одну сторону. И, хотя их мало, по сравнению со всеми свободными электронами, но число их на самом деле измеряется многими миллиардами. Их хватает на создание огромных токов. Не буду загромождать следующий рисунок наличием сфер, просто покажу примерные пути движения электронов тока. С учетом того, что рано или поздно любой из них наткнется на отрицательно заряженную сферу какого либо атома и отскочит от него в обратную сторону, а затем снова будет пытаться двигаться по электрическому полю. [] На рисунке 4-1 ясно видно, что 'магнитное' поле, при движении одиночного электрона по прямой линии меняется по величине от какого-то минимального значения до максимума (на наикратчайшем расстоянии до точки А), а затем убывает до минимума. Когда же мы имеем дело с токами, даже ничтожной величины, в движении по совершенно произвольным направлениям, но примерно в одну сторону, участвуют мириады электронов. Каждый из них добавляет в точке А свое, изменяющееся по величине, 'магнитное' поле. В результате в точке А 'магнитное' поле и резко увеличивается по величине, и становится почти по величине постоянным. По крайней мере, на настоящий момент времени, не существует приборов, которые могут уловить при постоянном токе колебания величины 'магнитного' поля из-за того, что пара-другая электронов в текущую секунду движется не так, как в предыдущую. Поэтому можно смело, как в любом учебнике, говорить о том, что постоянный электрический ток создает вокруг себя постоянное по величине магнитное поле. Но помнить о том, что оно не совсем постоянное необходимо. Пригодится для чего-нибудь. В общем, то мы разобрались в том, что самостоятельно существующего магнитного поля не существует, под термином магнитное поле надо понимать очень сложно закрученное электрическое поле, образующееся только при движении электрических зарядов. На этом можно было бы и кончить, если бы не электромагнитные волны и закон Фарадея. Поэтому продолжим про них. [] Перед вами рисунок электромагнитной волны такой, какой она существует в природе. Люди научились искусственно делать и модулировать (изменять форму) электромагнитной волны по своему произволу. На этом основано радио, телевидение, мобильная связь, интернет, радиолокация и много других технических средств, которые необходимы специалистам в работе. Конечно, звезды и недра планет тоже по своему модулируют испускаемые ими электромагнитные волны, но в чистом виде, в идеале электромагнитная волна выглядит именно так, как изображено на рисунке и все свойства электромагнитной волны здесь полностью присутствуют. X, Y, Z - трехмерные координаты; V - скорость и направление распространения волны; H - напряженность магнитного поля в волне; E - напряженность электрического поля в волне. Как и положено, магнитное поле перпендикулярно электрическому полю. А теперь вспоминаем закон Фарадея ε = - dФ / dt. Где dФ / dt не что иное, как производная от изменения магнитного поля. На рисунке, в месте пересечения волны с осью Х как раз максимальная производная для магнитного поля. И если бы магнитное поля существовало самостоятельно, то в этих точках к электрическому полю полагалась бы существенная добавка, направленная в ту сторону, куда электрическое поле уменьшается. Поэтому, если бы в природе действительно существовало самостоятельное природное явление - магнетизм, то естественная, природная электромагнитная волна выглядела бы примерно, как на этом рисунке. Вся из себя кривая и непонятная. Чего на самом деле не наблюдается. [] В чем же здесь дело? А дело в том, что в законе Фарадея магнитное поле делается нами самими в сторонке на разных приспособлениях! То есть магнитное поле опять же само по себе в природе не существует. То, что магнитное поле не существует, в дальнейшем может очень пригодится, когда всерьез займутся приведением физики в порядок. Заодно, кто-нибудь и до практического применения додумается. Кстати, многие теоретики считают, что электрон состоит из стоячих электрических и магнитных волн. Вот то им радости будет, когда до них дойдет, что магнитное поле не существует и все их теории всего лишь хорошо изготовленный математический бред. Глава 6 Свет и ...... Человек примерно 80 процентов информации об окружающем мире получает при помощи глаз, то есть, используя свет. Естественно, что и интерес к световым явлениям (например, радуга) всегда был очень большим. В разное время ученые по-разному осмысливали, что такое свет. То свет частица, то волна, то еще что-нибудь. В результате, сейчас со светом много заученной, но не осмысленной неразберихи. Попробуем все это разложить по полочкам. Для начала вспомним, что свет имеет место быть, только если есть источник света. Вот от источников света и начнем наши рассуждения. А то обычно рассматривают действия света и со светом и забывают, с чего все начинается. Свет же такая субстанция, что от источника света полностью зависят его разные качества. Например, будет желтый свет или голубой, а то и инфракрасный полностью зависит от источника света, а вот источник света не зависит от того, какой свет источник света испускает или не испускает. Любой источник света, будь то солнце, костер, лампочка, современный светодиод или старинная свечка - это просто разной величины куски разной же материи. Даже самый маленький источник света содержит огромное количество все время взаимодействующих между собой атомов. В каждом моле вещества 6,022 умноженных на 10 в 23 степени атомов или молекул данного вещества (закон Авогадро). Возьмем, например, вольфрам, из которого делают нити накаливания в обычных электролампах. Один моль вольфрама весит 183,24 грамма - это очень тяжелый и плотный металл. В лампе этого вольфрама, наверное, и десятой доли грамма не наберется, такая нить накаливания тонкая. А в этой десятой доле грамма целых 3, 28 умноженных на 10 в 20 степени атомов. То есть 3,28 умноженное на 100 триллионов и еще раз умноженных на триллион атомов. И каждую секунду все они неисчислимое количество раз как-то между собой взаимодействуют. Мы этого и не замечаем, поскольку для нас эти 0,1 грамма почти и не заметны. А включишь электричество, и будет лампа светиться. Значит, исследуя свет надо помнить не только о наличии источника света, но и помнить о том, что сам источник состоит из огромного числа атомов. Кроме этого мы будем рассматривать только видимый глазом человека свет, поскольку инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение, гамма излучения - это всего лишь проявление рассматриваемых эффектов, но только в более слабой или более сильной форме. Не будем касаться и рукотворных светодиодов, так как там идут те же процессы, но только за счет использования электрических полей в полупроводниковом переходе. Свет испускают только сильно нагретые тела. Звезды, солнце, свечка, керосиновая лампа, лампа накаливания, варящаяся сталь и многое другое. Общее для всех них - очень сильный нагрев. То есть атомы или молекулы двигаются много быстрее, чем при нормальной температуре и сталкиваются между собой много чаще и сильнее, чем обычно. При этом никакого прямого контакта ядер атомов или электронов или их соударения не происходит. Это же не ядерная реакция, которая все взрывает. Значит надо пристальнее рассмотреть процесс столкновения атомов в сильно нагретом теле. Возьмем тот же вольфрам из нити накаливания электролампы. Вокруг ядра вращаются электроны. Их много - 74 штуки. То есть, вокруг ядер атомов вращаются довольно много электронов. Естественно, что их вращение происходит не в плоскости, а вокруг всего объема, занимаемого атомом. Примерно, как на рисунке. Вполне привычно и узнаваемо со школьных времен. [] На этом рисунке изображено только 4 электрона. (Больше не получилось нарисовать.) Поскольку в металлах их больше, то получается почти сплошная сфера из орбит электронов. Скорость теплового движения электрона приблизительно 100 км. в с. Скорость движения по орбите около 2000 км/сек. Частота около 10 в 15 степени оборотов в сек., т.е. более миллиарда миллионов раз в сек. Собственно, получается, что для свободных тепловых и прочих медленно двигающихся электронов, вокруг атома существует сплошное, примерно сферической формы, сильно заряженное отрицательным зарядом непроходимое и непробиваемое облако, которое с легкостью отбрасывает электроны, находящиеся вне его, отбрасывает их назад в междуатомное пространство, наподобие абсолютно твердого тела. То есть для простоты атом того же вольфрама можно считать очень твердым шариком. Шарики то сближаются, то удаляются друг от друга, но никогда не соприкасаются между собой, а взаимодействуют на расстоянии. При сильном нагреве, скорость этих шариков такова, что их электронные оболочки почти соприкасаются и могут своим электрическим полем перевести друг у друга некоторые электроны на более высокую орбиту, примерно так, как показано на рисунке. [] Поскольку в каждом кусочке вещества орбиты каждого электрона существуют не просто так, а являются результатом взаимодействия всех электронов и всех ядер атомов, то все эти орбиты не случайны и довольно строго фиксированы. Выбивание электрона на более высокую орбиту сразу наталкивается на противодействие всех сложившихся электрических полей, которые стремятся вернуть его на его законное место. Своего рода инерционность имеющихся электрических полей, которая заставляет электрон возвратиться, как бы упасть, на прежнюю орбиту. Скорость колебаний атомов того же вольфрама в нити накаливания составляет 400 - 500 метров в секунду. То есть, около 0,5 км в секунду, что во много раз меньше, чем скорости тепловых электронов (около 100 км. В с.) и во много раз меньше, чем скорость движения электронов по орбите (около 2000 км. В с.). То есть на более высокую орбиту электрон поднимается медленно и плавно по сравнению со скоростью собственного движения по орбите. Окружающие его по близости электрические поля изменяются так же медленно и плавно. Как только атомы, выбившие электрон на более высокую орбиту расходятся, то на электрон сразу же начинают действовать все поля этого кусочка материи, которые стремятся опустить электрон на прежнюю орбиту. И он возвращается на нее с той скоростью, которую имеет в данный момент времени, то есть со скоростью в 2000 км. в секунду. Поскольку ничего другого в этот момент времени у электрона и нет. Конечно 2000 км/с много меньше скорости распространения электрических волн в 300000 км/с, но и это очень большая скорость для размеров атома. Поэтому электрон падает на прежнюю орбиту практически отвесно и при этом очень быстро меняет близко имеющееся электрическое поле. Поскольку электрон сам по себе имеет, какой то собственный размер, то на короткий промежуток времени, пока он падает, по границам равного потенциала этого электрона возникает что-то вроде цилиндра, за пределами которого параметры электрических полей не успевают измениться, а успевают меняться только внутри этого цилиндрика. Примерно как показано на следующем рисунке. [] В результате получается уплотнение электрического поля на участке 2 -3 и исчезновение электрического поля на участке 1 - 2. Практически полная аналогия с трубой, наполненной воздухом, в которой с большой скоростью двигается поршень. Перед собой он воздух уплотняет, позади - разряжает. Когда поршень остановится, получится хлопок - это звуковая волна. Так и в случае падения электрона с высокой орбиты на низкую, получается электрическая волна усиления и разряжения электрического поля. Эта волна представляет собой небольшой длины ЦИЛИНДРИК, который перемещается в пространстве со скоростью распространения электрических волн в электрическом поле, то есть со скоростью света. Примерно, как на следующем рисунке. [] В зависимости от материала источника, степени его нагретости и разнообразности форм столкновений атомов, при одних и тех же температурных условиях, цилиндрики с уплотнениями и разряжениями электрического поля могут получаться самые разнообразные и по амплитуде уплотнений и по тому, сколько уплотнений и разряжений поля будет в цилиндрике, что частично рисунок и демонстрирует. Поскольку, если нарисовать еще и магнитную составляющую, которая есть следствие изменений электрического поля, то рисунок станет сильно непонятным. Потому, если Вам хочется, то можете мысленно пририсовать магнитную составляющую цилиндрика - волны. Вот эти цилиндрики, по диаметру примерно с электрон, с изменяющимся внутри его электрическим полем и есть свет. Поскольку скорость света во много раз больше, чем даже скорость вращения электронов по орбитам, то для этих цилиндриков, двигающихся со скоростью света, кусочек вещества представляет практически пустое место, где кое-где неподвижно расположены ядра атомов и электроны, имеющие крайне малые размеры. Поэтому световые цилиндрики покидают источник света по любым направлениям и не только с поверхности источника света, но и из любой точки внутри источника света. Так как в любом кусочке вещества очень много атомов, то распространение света можно представить так как изображено на следующем рисунке. [] То есть во все стороны летят цилиндрики света и их так много, что в любой точке пространства можно найти окружность с одинаковой фазой света и искренне считать свет круговыми волнами. Или поставить преграду с отверстием и считать свет лучом. Можно обозвать цилиндрики света квантами или фотонами, поскольку часто цилиндрик прямо сталкивается с чем-либо - электронами или ядрами атомов и, естественно как-то с ними реагирует один раз, поскольку цилиндрик то один, и считать свет волной-частицей. Искусственный и с горя придуманный образ. Все же свойства света и все уже открытые законы света полностью объясняются тем, что свет - неисчислимое количество цилиндриков с уплотнениями и разряжениями электрического поля. Не будем разбирать все известные законы для света. Покажем только, как происходит преломление и отражение света. Вернее - почему они, вообще, существуют в природе. На рисунке изображено, как цилиндрик света реагирует с электроном. Конечно все это не в масштабе. Если электрон и цилиндрик света достаточно далеко друг от друга, то практически никакого взаимодействия не получается из-за ничтожности действующих сил. Если цилиндрик света и электрон находятся поближе друг к другу, то и взаимодействие их будет сильнее, чем на рисунке, так как и силы действуют несколько болщие. [] Скорость движения электрона, по сравнению со скоростью света настолько мала, что можно считать электрон неподвижным. На цилиндрик света 1 действуют электростатические силы со стороны электрона - это векторы - е1, е2, е3, е4. Они разные и по величине и по направлению, так как 'части' цилиндрика света находятся на разных расстояниях от электрона. И они изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния. То есть е1, например в 2 раза меньше по величине, чем е4. Естественно, и действие этих сил будет разное. Возьмем и все рассмотрим на примере вектора е3 (рисунок в). К имеющемуся в цилиндрике вектору Е прибавляем вектор е3. Раскладываем для ясности е3 на вектора 'а' и 'в'. И тут оказывается, что, несмотря на то, что у вектора е3 есть составляющая 'в' - она на вектор Е не оказывает влияния. По идее она должна увеличить скорость 'Е', но скорость его равна скорости света и она не увеличивается, что с ней не делай, поскольку скорость изменений электрического поля и есть скорость света. Поэтому действует только составляющая 'а'. Составляющая 'а' просто сдвигает 'Е' чуть ниже, чуть ближе к электрону. Больше она ничего сделать не может. Векторы е1, е2, е3, е4 разные по величине составляющей 'а', поэтому каждый из них сдвигает 'свой' вектор 'Е' чуть по-разному. Поэтому цилиндрик света не только чуть приближается к электрону, и немного искривляется сам, но и начинает двигаться по несколько другой траектории, как бы плавно огибая электрон. . Если цилиндрик света достаточно близко пролетает от положительно заряженного ядра атома, то все происходит точно так же, но в противоположную сторону. Цилиндрик света не огибает ядро, а отталкивается от него. Если все упростить, то получится примерно такая картинка [] То есть, цилиндрик света по разному отклоняется от прямолинейного пути в зависимости от того, какой заряд рядом с его траекторией, и на каком расстоянии от заряда он находится. Чем ближе цилиндрик света к заряду, тем сильнее он отклоняется. На больших, по атомным меркам, расстояниях цилиндрик света продолжает двигаться прямолинейно. Дальнейшее движение цилиндрика света в веществе полностью зависит от устройства каждого конкретного вещества, с которым цилиндрик света реагирует, так как заряды в природе сами по себе не существуют, а обязательно являются частью какого-либо вещества - электрона, протона пребывающего в стекле, бумаге, кирпиче и т.д. Вот из этого отклонения цилиндрика света электрическим зарядом и вытекают все известные нам законы, связанные со светом. При прямом столкновении цилиндрика света с электроном или ядром атома вся или часть энергии, заключенной в изменениях электрического поля внутри цилиндрика, передается соответственно электрону или ядру. Этот приток энергии заставляет несколько по-другому двигаться электрон или ядро атома, что выражается в переизлучении света или изменением температуры - нагревом вещества. Цитата: Все многообразие изученных свойств и законов распрост?ранения света, его взаимодействия с веществом показывает, что свет имеет сложную природу. Он представляет собой единство противоположных видов движения - корпускулярного (квантового) и волнового (электромагнитного). Длительный путь развития привел к современным представлениям о двойственной корпускулярно-волновой природе света. Выражения (170.3) и (170.4) связывают корпускулярные характеристики излучения - массу и энергию кванта - с волновыми - частотой колебаний и длиной волны. Таким образом, свет представляет собой единство дискретности и непрерывности. Конец цитаты. Здесь смешано в одну кучу все, что известно о свете. В том числе приписано двойственно корпускулярно-волновой природе его. То есть получается, что в одних случаях свет имеет массу, а в других, что массы у него нет. Но такого волшебства в природе не может быть. Либо что-то имеет массу, либо не имеет. Представление света в виде цилиндрика, в котором происходит то уплотнение, то разряжение электрического поля, снимает все противоречия, приписываемые свету. Только уж очень долго и муторно разбираться в каждом отдельном случае. Надеюсь, что это сделает кто-нибудь другой у кого найдется больше времени и терпения, чем у меня. Ну а цилиндрик света - это ни что иное, как фотон - по привычной уже всем терминологии. Глава 7 Можно ли получить твердый гелий? Все газообразные вещества при охлаждении сначала становятся жидкими, а затем, при дальнейшем охлаждении, становятся твердыми. Исключение из этого правила - только одно - пока, ни при каком охлаждении не удается получить твердый гелий. Зато жидкий гелий получает то, что нет ни у какой другой жидкой субстанции - сверхтекучесть. То есть при определенной температуре вязкость жидкого гелия становится равной нулю. Исчезает внутреннее трение между слоями гелия и скорость его течения не замедляется, в отличие от всех известных жидкостей, которые постепенно останавливаются, если их ничего не принуждает к движению. Почему же сверхтекучесть присуща только жидкому гелию, и нельзя ли попробовать сделать его твердым? Чтобы понять это - нужно обратиться к электрической 'форме' разных веществ. Начнем с самого простого - атома водорода. Нарисуем распределение электрического потенциала для атома водорода на не большом расстоянии от ядра. [] Из рисунка ясно видно, что по отношению к оси вращения получается явно не симметричная электрическая 'форма' атомарного водорода. То есть он не только может двигаться вдоль какой то линии, но и при столкновении с любым другим атомом очень сильно ударит по нему сбоку. Это одна из причин того, что атомарный водород очень химически активен. Вдобавок, при столкновении с любым другим атомом или молекулой, он может просто слипнуться с ней и образовать более массивное тело и более легко сцепляющееся с другими телами. То есть, имеется ярко выраженная тенденция к образованию большого твердого тела. Именно тенденция при условиях, которые считаются нормальными. При этих условиях линейные скорости движения атомов столь велики, что атомы скорее разлетятся в разные стороны, чем образуют нечто твердое. Теперь рассмотрим электрическую 'форму' молекулы водорода, состоящую их двух ковалентно связанных атомов. Это нужно, так как у гелия тоже два протона, как и в молекуле водорода. Пока еще никому не удалось иметь дело с одной молекулой водорода и снять с нее фотографию, хоть в каком-либо диапазоне электромагнитных волн. Поэтому существует множество теоретических моделей устройства молекулы водорода. На следующем рисунке представлены две из наиболее распространенных моделей. [] Как видно из рисунка, в первом случае получается что-то вроде произвольно вращающегося креста, а во втором случае нечто еще более неправильной формы, и, вдобавок, вращающееся сразу вокруг, как минимум двух осей. То есть молекуле водорода гораздо легче, чем атомарному водороду, стать твердым телом - есть чем зацепиться за что угодно. В веществах, у которых более двух протонов в ядре, получаются еще более сложные электрические 'формы' и им еще легче становиться твердыми телами. Теперь только и начнем рассматривать гелий. Для простоты возьмем гелий 4, состоящий из двух протонов, двух нейтронов и двух электронов. [] Сначала рассмотрим рис. Б. Так как нейтроны не имеют электрического заряда, а электрически заряженные протоны отталкиваются друг от друга, то расположение протонов и нейтронов в ядре гелия может быть только таким, как на рис. Б. Электрон, помещенный на линии, соединяющей центры нейтронов, не может на этом месте удержаться, так как малейшее отклонение от математической (не имеющей толщины) линии приводит к неравенству электрических сил Е, действующих на электрон и он обязательно 'скатится' на линию, соединяющую протоны. То есть атом гелия может быть только таким, как изображено на рис. А. Соответственно, пунктиром обозначена потенциальная поверхность на выбранном нами ранее расстоянии. Однако на чуть большем расстоянии картинка меняется. Поскольку в ядре вдвое больше положительного заряда, чем в одиночном электроне, то происходит как бы поглощение отрицательного потенциала электрона большим по величине положительным потенциалом обеих протонов. Электрическая 'форма' атома гелия становится такой, как изображено на следующем рисунке. [] Таким образом, атом гелия, на определенном расстоянии от него, имеет совершенно симметричную электрическую 'форму'. Вращение электронов также симметрично относительно линии, соединяющей центры нейтронов. Атом гелия единственный из всех атомов имеет симметричную электрическую 'форму'. Чтобы упростить дальнейшие рассуждения и рисунки будем изображать симметричную электрическую 'форму' атома гелия чуть упростив ее, как на следующем рисунке. [] Вот теперь можно переходить к рассмотрению взаимодействия атомов гелия в жидком состоянии и попробовать догадаться, как получить твердый гелий. Начнем с газообразного, постепенно охлаждаемого гелия. Как и во всех газах, линейные движения атомов гелия хаотичны и имеют довольно большие скорости, порядка сотен метров в секунду. При охлаждении до почти жидкого состояния скорости атомов гелия сильно уменьшаются, но их линейные движения продолжают оставаться хаотическими. В момент перехода в жидкую стадию скорости атомов еще уменьшаются, но атомы еще продолжают, по-прежнему, двигаться почти хаотически, почти совсем неупорядоченно. Они зацепляются друг о друга, как попало и могли бы сразу отвердеть, но их скорости еще хватает, чтобы после столкновения разлететься в разные стороны. Гелий становится жидким, но еще сохраняет внутреннюю вязкость, так как атомы цепляются друг за друга и мешают сами себе двигаться более упорядоченно. При дальнейшем охлаждении скорости линейных движений еще несколько уменьшаются. И атомы гелия вынуждены становиться относительно друг друга при движении в соответствии со своей электрической 'формой', так как линейных скоростей отдельному атому уже не хватает, чтобы двигаться, как угодно. Окружающие атомы мешают и заставляют принимать согласованное с ними положение в пространстве. При этом они могут располагаться только двумя способами, которые практически равнозначны. Вынужденное расположение атомов гелия показано на следующем рисунке. [] Как видно из рисунка атомы гелия вынуждены располагаться слоями. В случае 'А' электрические заряды атомов практически полностью взаимно компенсируются. Взаимодействие слоев идет по пунктирной линии. При этом, в условиях гравитации (а куда мы от нее денемся?) атомы то чуть приподнимаются, то настолько же и опускаются. Баланс потенциальной энергии на приподнимание атомов и их опускание равен нулю, так как все атомы одинаковы и подъем равен спуску. В результате получаем сверхтекучесть гелия - вязкость гелия становится равной нулю, так как на взаимное скольжение слоев жидкого гелия более не требуется энергии. В случае 'Б' в слоях жидкого гелия электрические заряды не компенсируются, а взаимно уравновешивают друг друга. Взаимодействие слоев идет по прямой пунктирной линии. При этом энергия не движение слоев вообще не расходуется - просто не на что ей расходоваться. В результате вновь получаем сверхтекучесть гелия - вязкость гелия становится равной нулю, так как на взаимное скольжение слоев жидкого гелия более не требуется энергии. Из рисунка видно, что атомам гелия просто нет возможности как-то зацепиться друг за друга и начать превращаться в твердое тело. Поэтому твердый гелий при простом охлаждении никогда не будет получен. Но можно придумать, как сделать твердый гелий. Надо каким - либо образом искусственно заставить часть атомов гелия в сверхтекучем состоянии встать поперек слоев, тогда может начаться процесс отвердения гелия. Лезть в гелий в сверхтекучей фазе, каким бы то ни было инструментом нельзя, потому что этим мы вносим какое-то количество энергии, которая чуть подогревает гелий и просто переводит его в обычную жидкую форму. Но если гелия в сверхтекучей фазе много и он находится в открытом сосуде, то в связи с множеством всяких внутренних процессов и огромного числа атомов - он будет элементарно испаряться, тем более, что все что касается жидкого гелия происходит в вакууме. Таким образом, вырисовывается установка, которая использует испарение гелия и гравитацию. Над сосудом с открытым жидким гелием, находящемся в стадии сверхтекучести, то есть максимально охлажденным, на некоторой высоте, которая подбирается и расчетным и экспериментальным путем располагается кольцевая ловушка для испаряющихся атомов гелия. Какая то часть атомов разлетится куда попало. Но некоторая часть попадет и в ловушку. При этом достаточно серьезно уменьшив свою скорость. [] Первые попавшие в ловушку атомы гелия образуют один слой, скорее всего по типу 'А' предыдущего рисунка, тем более, что они будут ложиться на горизонтальное дно ловушки. Зато следующие атомы будут падать на этот слой, как попало. И с разными скоростями, и под разными углами. Получится что-то вроде того, что изображено на следующем рисунке. [] То есть нечто уже способное к отвердеванию. Но гелия нужно много, чтобы испарение было достаточно интенсивным, иначе ничего не получится. Просто материала не хватит. Гарантий, что получим именно желаемый твердый гелий, нет, но попробовать надо. В любом случае, скорости атомов гелия попадающих в ловушку, еще меньше, чем у гелия в сверхтекучем состоянии. То есть, получаем еще одну ступеньку в процессе охлаждения гелия. И как себя будет вести еще более охлажденный гелий пока никому неизвестно, и это очень интересно. Можно использовать и несколько ловушек, расположив их на разной высоте. Тогда в каждой более высоко расположенной ловушке температура гелия будет ниже, чем в предыдущей ловушке. Это тоже может для чего-нибудь пригодиться. Тому, кто возьмется все это проверить экспериментально желаю успехов и заслуженной Нобелевской премии. Глава 8 Атомные неурядицы. Во вселенной материя разбросана очень неравномерно. Есть галактики и газовые туманности, которые находятся на огромных, в сотни и тысячи световых лет, расстояниях друг от друга. Есть звезды разной величины, которые находятся уже на расстоянии единиц световых лет друг от друга. Вокруг звезд вращаются планеты, расстояния между которыми уже всего лишь десятки или сотни миллионов километров. На планетах, звездах атомы находятся на расстоянии миллионных и миллиардных долей сантиметра друг от друга, а в межзвездном пространстве попадаются одиночные атомы на расстояниях километров друг от друга. За исключением недр звезд, где гигантские давления и температура приводят к разнообразным ядерным реакциям, с образованием новых атомов и кучи осколков атомов, вступивших в ядерную реакцию (то, что мы воспроизводим на ускорителях заряженных частиц), во всей остальной вселенной атомы в ядерные реакции не вступают и существуют бесконечно. За исключением трансурановых элементов, конечно. При этом никогда электроны, вращающиеся вокруг атомных ядер, не падают на атомное ядро! А ведь силы взаимного электрического притяжения ядер и электронов весьма велики. Значит, нам надо разобраться в этом вопросе, привлекая все возможные формы существования и организации материи на электронно-ядерном уровне. При этом нас не интересуют так называемые элементарные частицы. Ведь они продукт ядерных реакций. То есть из-за прямого столкновения атомных ядер между собой или с нейтронами получаются эти разные элементарные частицы, а вот чтобы при столкновении их получилось новенькое атомное ядро, что-то такого никто и никогда не наблюдал. Кроме того, элементарные частицы живут очень не долго. У каждой есть период полураспада от ничтожных долей секунды до долей микросекунды. То есть они за доли секунды как бы растворяются в пространстве и от них ничего, кроме электромагнитных волн и не остается. В отличие от элементарных частиц протоны, электроны, позитроны существуют вечно. Особняком стоит нейтрон. Свободный нейтрон распадается на протон, электрон и электромагнитное излучение за время от 13,6 до 16 минут! Опытным путем (1910-1914) американский физик Р. Милликен (1868-1953) пока?зал, что электрический заряд дискретен, т. е. заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда е (е = 1,6 умножить на 10 в минус 19 степени Кл). Электрон (me = 9,11 умножить на 10 в минус 31 степени кг) и протон (тp = 1,6726 умножить на 10 в минус 27 степени кг) являются соответственно носителями элементарных отрицательного и положительного зарядов. Масса протона в 1836 раз больше массы электрона. Масса электрически нейтрального нейтрона тп = 1,6749 умножить на 10 в минус 27 степени кг. Масса нейтрона приблизительно в 1839 больше массы электрона. Обратим внимание на то, что силы электрического происхождения и силы гравитационного происхождения действуют независимо друг от друга. Мы умеем создавать напряжения до 15 миллионов вольт, и при этом не замечено, что хоть как-то изменилась сила притяжения земли в данном месте. И, вообще, если бы электрические и гравитационные силы хоть как-то влияли друг на друга, то мы их и не в состоянии были бы отделить, различить друг от друга. Для нас бы существовала бы какая-то сложно организованная сила неизвестного происхождения, которая каждый раз ведет себя непредсказуемо. Непредсказуемо, так как мы никак не сможем представить себе, какая ее часть идет от электричества, а какая от гравитации, и вообще не было бы понятия о разных силах - электрических и гравитационных. А было бы понятие о некоей всеобщей силе, которая имеется у материальных тел, и рассчитывать ее мы не можем. В то же время нет электрических зарядов самих по себе, без массы. То есть у любого электрического заряда есть и гравитационная составляющая. Которая действует независимо от электрического заряда, сама по себе. Получается, что хотя электрические и гравитационные заряды действуют независимо друг от друга, но электрический заряд самостоятельно существовать не может и каким то образом всегда 'приделан' к заряду гравитационному! Диалектика, однако! Все макроскопические тела имеют твердость (у газов почти нулевую), упругость, мягкость, гибкость и прочие свойства. Поскольку все состоит из атомов, а атомы в свою очередь состоят их нейтронов, протонов, электронов, позитронов, то мы должны сказать, что именно их свойства и обеспечивают и твердость, и упругость и прочие свойства макроскопических тел. Соответственно и сами нейтроны, протоны, электроны, позитроны обладают похожими свойствами. Мы пока понятия не имеем, как это все устроено в них, но учитывать эти свойства просто обязаны, иначе будем иметь идеальную модель абсолютно твердого тела, которых в природе не существует, а существует у нас в головах для удобства разных размышлений. Вот, опираясь на твердость, упругость, мягкость, гибкость нейтронов, протонов, электронов, позитронов и рассмотрим несколько возможных вариантов их устройства. [] На рисунке 'А' представлено равномерное распределение электрического заряда и гравитационного заряда. Это самая простая модель устройства любого электрического заряда. Удобна для математических расчетов. Однако при этой модели в случае атомной реакции, должно получаться бесконечное разнообразие элементарных частиц. В том числе и с бесконечно малыми электрическими зарядами и бесконечно малыми массами, чего в природе и на ускорителях не наблюдается. То есть эта модель не верна! На рисунках 'Б' и 'В' электрический или гравитационный заряд равномерно окружает гравитационный или электрический заряд. Рассматривая эти рисунки с точки зрения чистой геометрии можно придти к выводу об устойчивости такого пространственного их сочетания. Так как все силы взаимно компенсируются. Однако в природе не существует ничего идеального. Кроме того, имеется влияние всех остальных удаленных электрических или гравитационных зарядов. Поэтому в обязательном порядке, где нибудь будет, пусть и самое малое, утоньшение поверхностного слоя наружного заряда. Это приведет к возникновению неуравновешенных сил и еще более утоньшит наружный заряд, который быстро разорвется в месте, где произошло утоньшение. И весь наружный заряд соберется в одном месте, как показано на рисунках 'Г', 'Д', 'Е'. Как он точно там расположится не очень важно, да и проверить пока нет возможности. Поэтому будем пока считать, что гравитационный и электрический заряд располагаются относительно друг друга, как на рисунке 'Д'. Это и есть относительно правильная модель пространственного устройства одиночного электрического заряда. Отсюда следует, что центр масс и центр электрического заряда электронов, протонов и позитронов не совпадают и находятся на некотором расстоянии друг от друга. Для объяснения, почему существуют устойчивые ядра атомов, привлечения одних электрических и гравитационных сил оказалось недостаточно. Поэтому физики ввели дополнительные силы - 'слабое взаимодействие' и ' сильное взаимодействие', которые действуют на очень малых расстояниях и за пределами собственно ядра практически не распространяются. Но ведь, если электрон пролетает совсем близко от протона, то они должны и на него, хоть и слабо действовать. То есть кроме сил электрических и гравитационных, которые притягивают электрон к протону, действуют и дополнительные силы слабого взаимодействия и сильного взаимодействия, которые так же притягивают электрон к протону. То есть электрон просто обязан упасть на ядро атома, а он не падает. Поэтому нам придется решить одну задачу, про ядро гелия, двумя путями. Один путь старый, когда нейтроны и протоны считаются абсолютно твердыми шариками, у которых совпадают центры масс и электрических зарядов и второй путь новый, который считает, что центры масс и электрических зарядов не совпадают между собой. Рассматривать будем ядро гелия 3, как наиболее простой комбинации из протонов и нейтрона. Мы просто сравним электрические и гравитационные силы, которые действуют в ядре гелия 3. А уж что из этого получится, будет видно. [] Из элементарного расчета и сравнения гравитационных сил, стягивающих протоны и нейтрон в одно целое, и электрических сил, стремящихся разорвать ядро, следует, что гравитационные силы в первом случае составляют миллиардные доли от сил электрических и не могут связать ядро в единое целое. Отсюда и взялись мысли о 'сильном взаимодействии'. Во втором случае расстояние между электрическими зарядами в 1,5 больше, чем в первом и электрические силы, разрывающие ядро в 2,25 раз меньше, чем в первом варианте. Но все равно гравитационные силы составляют все те же миллиардные доли от сил электрических и, точно так же, не могут связать ядро в единое целое. Соответственно, все, что касается 'сильного взаимодействия' должно быть пересмотрено, так как на самом деле все, что 'сильного взаимодействия' касается в два с лишним раза слабее, чем сейчас принято считать. Кроме того, поневоле, придется считать поверхность нейтронов и протонов липкими. В противном случае даже при не быстром столкновении нейтронов и протонов просто не успеет 'сильное взаимодействие' сработать и соединить их в ядро, как они разлетятся в разные стороны. А вот если протоны и нейтроны липкие, то они на короткое время задержатся вместе при соударении, а затем уже будет время для срабатывания 'сильного взаимодействия' и получится ядро атома. Для нас же все это означает, что раз 'сильное взаимодействие' действует в пределах атомного ядра, да и на самом деле вдвое меньше того, как принято сейчас считать, то при рассмотрении вопроса - почему электрон не падает на ядро - 'сильное взаимодействие' и прочее мы можем совсем не учитывать! Нейтроны - они - странные и разные! В самом деле, протоны (они же ядра водорода) существуют вечно. Электроны мало того, что существуют вечно, так и носятся, где попало, например, по проводам, почти без ограничений. 'Элементарные' частицы почти мгновенно, за доли микросекунд, распадаются и превращаются в электромагнитное излучение. Нейтрон же в составе ядер существует вечно, а когда его оттуда что-либо выбивает и он остается один - сам по себе, то он распадается на протон, электрон и электромагнитное излучение за время от 13,6 до 16 минут! Разница в 3,6 минуты для микромира невообразимо огромна. И это не привычный нам для элементарных частиц период полураспада, а полный распад. Кроме того, как бы из ниоткуда, появляются два электрических заряда - отрицательный электрон и положительный протон, да еще и разной массы. Конечно, при этом формально срабатывает закон сохранения заряда - был ноль заряда и остался ноль заряда. Но ведь из ничего (ноль заряда) ничего и не может получиться, ведь нейтрон не господь бог, который в любой момент может сотворить все, что ему угодно. Откуда же берутся электрические заряды? Есть еще странность - у нейтрона нет электрического заряда, но есть ничтожный по величине электрический дипольный момент, который без зарядов противоположного знака, находящихся на некотором расстоянии друг от друга не может существовать. Для того, чтобы во всем этом разобраться, нужно посмотреть, что происходит в недрах звезд, где и производятся ядра всех элементов с участием всех стабильных частиц. При этом надо все время помнить, что нейтрон имеет определенную твердость, упругость и они могут быть велики, но не бесконечны. Достаточно часто в недрах звезд складывается ситуация, когда рядом с нейтроном, с противоположных сторон одновременно оказываются электрон и позитрон. Посмотрим, что при этом происходит, учитывая при этом, что электрон и позитрон взаимно являются античастицами. То есть, если заряд электрона отрицательный, то у позитрона - положительный. Так же и с гравитационной составляющей. Считая массу электрона отрицательной (а так оно и есть, что будет видно из дальнейшего) будем массу позитрона считать положительной. Кроме уже имеющихся скоростей электрон и позитрон, как разноименные заряды, притягиваются друг к другу и еще больше увеличивают скорости сближения с нейтроном. В результате, сталкиваются они с нейтроном с большой силой и начинают вдавливаться в него. Ну и естественно, что они ударяются о нейтрон своей заряженной стороной. [] Гравитационная составляющая на этом и последующих рисунках затемнена для большей понятности изображения. При соударении заряды и гравитационная составляющая сплющиваются сами и сдавливают с большой силой нейтрон (средний рисунок). Еще более сблизившись заряды притягиваются друг к другу с еще большей силой и становятся еще ближе. И сближаются и расплющиваются до тех пор, пока сила притяжения зарядов не уравновесится упругостью, твердостью нейтрона. В результате, в месте сужения нейтрона, получается своеобразный плоский конденсатор, электрическое поле которого почти полностью сосредотачивается между зарядами электрона и позитрона и наружу практически не распространяется, за исключением незначительных краевых эффектов. То есть отрицательный и положительный заряды полностью компенсируют друг друга, никуда не исчезая. Создается полное впечатление, что нейтрон не имеет никакого электрического заряда. В то же время краевые эффекты дают ничтожный электрический дипольный момент. Так как все эти процессы происходят не мгновенно, а плотность разных элементарных частиц в недрах звезд огромна, то к рассматриваемому нами нейтрону, успевают приблизится какие-нибудь протоны или нейтроны и буквально закупоривают сплюснутый нейтрон, не давая возможности хоть как то нейтрону, позитрону и электрону избавиться [] друг от друга, как показано на рисунке. А в результате получается какое-то новое атомное ядро, которое уже, как единое целое участвует в дальнейших процессах, происходящих в недрах звезд. Когда по природным или рукотворным обстоятельствам сдавленный электроном и позитроном нейтрон оказывается один и далеко от ядер разных элементов, то он начинает расправляться до исходной формы и выталкивать из себя и позитрон и электрон. Поскольку у электрона масса отрицательная, то есть ничтожная гравитационная сила отталкивания электрона от нейтрона. И наоборот, поскольку у позитрона масса положительная, то он с такой же силой, как электрон отталкивается от нейтрона, к нейтрону притягивается. То есть электрон выталкивается из нейтрона чуть-чуть быстрее, чем позитрон. Поскольку на восстановление формы нейтрона затрачивается та самая энергия, которую потратили электрон и позитрон на деформацию его, то электрон вылетает из нейтрона с очень большой скоростью. В результате этой скорости и дополнительного восстановления формы самого электрона образуется электромагнитное излучение, а электрон удаляется по своим делам. Позитрон же выталкивается из нейтрона чуть медленнее электрона, и когда электрон уже куда-то удалился, позитрон еще находится внутри нейтрона, очень близко к его краю. Электрические силы электрона на позитрон более не действуют, а положительная масса позитрона притягивается к нейтрону. В результате позитрон остается прилепленным к поверхности нейтрона и вместе с нейтроном образует устойчивую частицу - протон! Учитывая, что в природе нет идеальных процессов, как раз и получаем, что время распада нейтрона на электрон и протон должно быть разным. По этой разнице времени распада нейтрона можно о многом понять в устройстве атомов и самого нейтрона, но мы этим заниматься не будем. Пусть и другие голову приложат к существу нейтрона и не только его. А мы, зная теперь, что электрон имеет отрицательную массу, попробуем понять, почему электроны не падают на ядро атома. К сожалению, рисунок на котором все изображено, слишком мал по размерам и не удалось изобразить все, чтобы даже без объяснений было ясно и понятно. Так, что придется достаточно много чего написать, чтобы все стало ясным. Представим, что у нас есть сосуд, в котором находится обыкновенный газ - водород. Начинаем его нагревать до 4-10 тысяч градусов, чтобы получить плазму. Сначала молекулы водорода распадутся на отдельные атомы, затем и атомы распадутся на ядра - протоны и свободные электроны. Скорости движения протонов много меньше скоростей движения электронов, поскольку электроны в 1840 раз легче протонов. Также и протоны, и электроны из-за множества разных соударений обязательно вращаются вокруг всех осей координат, а не только двигаются по разным траекториям. Из-за огромных скоростей движения протоны и электроны пролетают мимо друг друга, несмотря на значительные электрические силы, если они оказываются достаточно близко друг к другу. [] Теперь начинаем постепенно охлаждать плазму. И протоны, и электроны постепенно уменьшают свою скорость и электрические силы, если они оказываются достаточно близко друг к другу, начинают оказывать свое действие на близко пролетающие друг от друга протоны и электроны. Для простоты и большей наглядности представим себе, что и протон и электрон двигаются в одну сторону. Тогда мы можем считать, что протон стоит на одном месте и только вращается. Ну и плоскость вращения будем считать параллельной движению электрона, опять же для большей наглядности. В позиции 1. Электрическая сила притяжения разноименных зарядов электрона и протона не только приближает их друг к другу, но и добавляет к линейной скорости V1 добавочную скорость Vд. В результате электрон приближается к протону, но с большей скоростью, которая, в принципе, достаточна для того, чтобы электрон пролетел мимо протона. Однако, как видно из рисунка, приближение электрона к протону больше и электрон уже не может выскочить за сферу действия протона. К тому же действуют силы гравитационного притяжения электрона к позитрону и отталкивания от нейтрона, которые и образуют протон. Эти силы никак не обозначены, а просто изображены более тонкими стрелками (так как иначе рисунок просто не получался). Они приложены к центру масс электрона, а не к геометрическому центру электрона, и не уравновешивают друг друга и по направлению и по величине. В результате электрон начинает вращаться и в зависимости от своего положения в пространстве, то сильнее, то слабее притягивается к протону. Равномерного движения не получается, а получается, какая то кривая, по которой неравномерным образом электрон и приближается к протону. То есть возникает центробежная сила Fцб, которая тоже препятствует электрону приближаться к протону. В результате электрон все же приближается к протону из-за того, что электрическая сила все перевешивает. Но приближается по сложной кривой, отмеченной на рисунке пунктирной линией. В позиции 2. Протон успел чуть повернуться, а электрон чуть приблизился к протону. В результате скорость движения параллельно движению протона уменьшилась, а скорость движения к протону увеличилась. Сила электрического притяжения изменила направления и стала несколько больше, чем раньше. То есть траектория движения еще сильнее искривилась и резко выросла центробежная сила, которая препятствует сближению электрона и протона. В позиции 3. Протон еще немного повернулся, а электрон еще приблизился к протону. Направление и величина всех сил еще более изменились, но они еще находятся примерно в той же плоскости, что и в начальной позиции. В позиции 4. Протон повернулся так сильно, что позитрон, прилепившийся к нейтрону, стал находиться с обратной по отношению к нам стороне. Это привело не только к изменению всех сил, приложенных к электрону, но и резкому повороту его в пространстве - он начал поворот, приводящий его на другую сторону протона. Центробежная сила при этом возросла настолько, что откинула электрон почти в позицию 1, но с другой стороны протона. Поскольку часть энергии движения электрона ушла на приближение к протону, то в новой позиции скорость электрона значительно меньше начальной. И направлена в противоположную сторону, да еще и под углом, так как при прохождении с противоположной стороны протона действуют практически те же силы, что представлены на рисунке, только в зеркальном отражении. В результате электрон снова резко поворачивается и практически полностью повторяет движение, представленное на рисунке, но уже несколько ближе к протону. То есть, во первых, электрон приближается к протону по сложной спиралевидной траектории и постепенно начинает кружиться вокруг протона. Во вторых, как только центробежная сила сравняется с геометрической суммой всех остальных сил, а это обязательно произойдет на каком либо витке спирали, то электрон прекратит приближаться к протону и начнет круговое (или эллиптическое, что собственно одно и то же) движение по инерции и никогда не сможет упасть на протон! Внешние воздействия могут заставлять электрон или чуть приближаться или чуть отдаляться от протона. Могут оторвать его от вращения вокруг протона и заставить улететь куда-то вдаль. Внешние воздействия не могут быть столь прицельными и так изменяющимися во времени, чтобы сравнительно долгое время точно и устойчиво движение электрона было все время направлено точно на позитрон, прилепленный к нейтрону. Если кто-то сможет организовать такое прицельное движение, то тогда электрон столкнется с протоном. И сразу же электрон и позитрон взаимно аннигилируются. Электрического заряда не станет. Останется несколько полегчавший нейтрон, который можно называть 'чистым нейтроном' так как ни 'запечатанных' внутри него позитрона и электрона, соответственно и дипольного момента уже не будет. Но такого в природе и делах рукотворных просто не наблюдается. Окончательно приходим к выводу, что электрон никогда не упадет на протон. Мне кажется, что если организовать встречные очень плотные и медленные потоки протонов и электронов, то можно получить какое-то небольшое количество "чистых" нейтронов и тогда можно будет не только исследовать их свойства, но и более точно понять почему масса инерционная и масса тяготеющая совпадают. Точно так же электрон никогда не упадет ни на какое либо ядро атома, потому что атомы состоят из тех же протонов с добавкой нейтронов. Просто приближение электрона к ядру атома происходит по несколько более сложной траектории, поскольку в ядре атома не один протон. Окончательно приходим к выводу, что электрон никогда не упадет и на ядро любого из атомов. Заключение. В физике еще много дыр, но одному мне с ними уже не справиться. Возраст и болезни уже не дают возможности сколь нибудь надолго серьезно сосредоточиться. Упомяну только о том, что кроме вселенского электрического поля существует и вселенское гравитационное поле. Оно не очень сильно отличается по форме от электрического вселенского поля, так как его образуют те же самые тела, которые образуют и вселенское электрическое поле. Однако и величины и направления действия вселенского гравитационного поля не такие, как у электрического вселенского поля уже по той причине, что гравитационные силы несколько меньше электрических и направлены не к электрическим, а к гравитационным зарядам. Поэтому просто прошу всех заинтересованных лиц заняться нахождением дыр в физике и их ликвидацией.
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"