Анализ классической электродинамики и теории относительности

Виктор Кулигин

Полная версия статьи
«Анализ классической электродинамики и теории относительности» (PDF, 1774 кб).

Реферат

Все прогрессивные учёные осознают противоречивость теории относительности А. Эйнштейна. Как справедливо утверждается, СТО была «рождена» электродинамикой Максвелла. Это обстоятельство и побудило нас проанализировать основы классической электродинамики и теории относительности. Был опубликован ряд статей, в которых анализировались математические, физические и философские вопросы этих теорий. Нам пришлось не только исправлять существующие некорректные объяснения явлений, но критически пересматривать собственные взгляды, исправляя свои ошибки и заблуждения. Итогом работы явилась эта книга.

Традиционные альтернативные подходы обычно опираются на представление о мировом эфире; есть работы, где предлагается замена преобразования Лоренца другим, причём скорость света может зависеть от выбора инерциальной системы отсчёта; существуют статьи, в которых вводится абсолютная система отсчёта с сохранением всех других атрибутов СТО и т.д.

Наша работа отличается тем, что в ней нет гипотез, и её выводы опираются на строгий анализ. Этот анализ позволил выявить и устранить не только ошибочные интерпретации физических явлений, но и математические ошибки, имеющие место в стандартных учебниках.

Перечислим некоторые наиболее важные результаты анализа.

1. Уравнения Максвелла в калибровке Лоренца сводятся к волновым уравнениям. Решение этих уравнений единственно, если заданы не только граничные, но и начальные условия. Показано, что при решении физических задач, описываемых волновыми уравнениями, в решениях появляются не только традиционные «запаздывающие» потенциалы, но и мгновенно действующие потенциалы («вырожденные решения»).
2. Анализ показал, что именно эти «вырожденные решения» позволяют дать правильное решение проблемы электромагнитной массы и объяснить магнитные явления. Иными словами, вырожденные решения превосходно объясняют квазистатические явления электродинамики.
3. Мгновенное дальнодействие не в чести у современной физики. Но в физике существуют взаимодействия контактного типа, например, когда тела сталкиваются (биллиардные шары). Здесь при соударении возникает «точечный» контакт. Если с этой точки рассматривать взаимодействие заряженных частиц, его тоже можно охарактеризовать как контактное. Только в отличие от шаров, здесь имеет место «объёмный» контакт через взаимодействие полей обеих частиц.
4. В работе дано доказательство обобщённого закона сохранения энергии-импульса для электромагнитной волны. Оказалось, что энергия и импульс волны поля скалярного потенциала имеют отрицательный знак. В силу этого предельный переход от волновых явлений к квазистатическим принципиально невозможен.
5. В силу последнего обстоятельства поля зарядов и поля электромагнитных волн суть различные виды материи, обладающие своими характеристиками. Например, волна не имеет инерциальных свойств, а поля заряда их имеют и т.д. Отсюда можно сделать вывод, что преобразование Лоренца применимо только к волнам, а преобразование Галилея применимо только к материальным телам и их квазистатическим полям.
6. Показано, что СТО опирается на три постулата. Третий постулат – интерпретация пространственно-временных отношений – есть источник внутренних противоречий СТО. Анализ показал, что волновое уравнение инвариантно относительно широкого класса преобразований; что эти преобразования могут иметь непротиворечивую интерпретацию, если имеет место общее для всех инерциальных систем евклидово пространство и единое время.
7. Рассмотрение взаимодействия волн с материальными объектами показало, что такие взаимодействия носят диссипативный характер. Последнее обстоятельство не позволяет надеяться, что «эфирные» теории позволят когда-либо дать непротиворечивое объяснение квазистатическим явлениям электродинамики.

Итак, показана противоречивость современной интерпретации явлений электродинамики и некорректность постулатов теории относительности. Показано также, что в рамках уравнений Максвелла существует альтернативный вариант объяснения физических явлений, позволяющий дать им логически корректное объяснение, не противоречащее классической механике Ньютона.

Оглавление полной PDF-версии

Введение

Глава 1. Многообразие решений уравнений Максвелла

Глава 2. Причинность и физические взаимодействия

Глава 3. Электромагнитная масса

Глава 4. Лагранжиан взаимодействия двух зарядов

Глава 5. Вариационные основы квазистатических явлений

Глава 6. Объяснение магнитных явлений

Глава 7. Тензор энергии-импульса электромагнитной волны

Глава 8. Безынерциальные заряды и токи

Глава 9. Новый вид электромагнитного излучения?

Глава 10. Анализ пространственно-временных отношений СТО

Глава 11. Наблюдаемые и реальные характеристики

Глава 12. «Вариационный» принцип релятивистских теорий

Глава 13. Эфирные теории и баллистическая гипотеза Ритца

Глава 14. Волновой вариант теории Ритца

Глава 15. Волны и функции Бесселя

Заключение

Введение

Эта книга посвящена анализу проблем классической электродинамики и основ специальной теории относительности. Целью исследований явилось желание дать логически последовательное изложение, избавив эти теории от ошибок и внутренних противоречий. В книге все результаты математически обоснованы и снабжены доказательствами. Изложение не опирается на какие-либо гипотезы. Однако там, где это необходимо, мы указываем возможные направления исследований. Условно содержание книги можно разделить на пять частей.

Первая часть (главы 1 и 15) посвящена математическим вопросам электродинамики. Узловой является Глава 1, в которой показано, что решение волнового уравнения не всегда выражается через функции запаздывающих и опережающих потенциалов. Решение волнового уравнения (в зависимости от начальных условий) может содержать члены мгновенно действующего характера. 

Вторая часть (главы 2, 3, 4, 5, 6) посвящена анализу квазистатических явлений. Дано строгое решение проблемы электромагнитной массы, рассмотрены вариационные основы взаимодействия зарядов и токов, сформулированы законы сохранения для квазистатических полей, дано последовательное объяснение ряда проблем квазистатической электродинамики и объяснение магнитных явлений.

Третья часть (главы 7, 8, 9) содержит анализ уравнений волновой электродинамики. Дан вывод тензора энергии-импульса электромагнитного поля, приводится доказательство обобщённого закона сохранения энергии-импульса. Показано, что уравнения квазистатической электродинамики не могут быть следствиями предельного перехода от уравнений волновой электродинамики. Рассмотрены вопросы, связанные с безынерциальными зарядами и токами, которые не анализировались в современной литературе, а также вопросы волновой электродинамики, которые в настоящее время не нашли объяснения в рамках уравнений Максвелла.

В четвёртой части (главы 10, 11, 12) обсуждаются проблемы теории относительности с физических и философских позиций. Показано, что в этой теории имеются три, а не два, постулата, что волновые уравнения инвариантны относительно большого класса преобразований. Доказано, что релятивистский вариационный принцип математически некорректен и принцип наименьшего действия не реализуется в релятивистских теориях. Анализ проблем позволяет сделать заключение, что преобразование Лоренца (как и другие преобразования) применимы только для электромагнитных волн и не применимы для материальных тел.

Пятая часть (главы 13, 14) посвящена анализу взаимодействия волновых полей и токов, на основании которого устанавливается, что такое взаимодействие имеет диссипативный характер. Это позволяет отклонить «эфирные» гипотезы и баллистическую теорию Ритца. Однако если рассматривать электромагнитную волну как самостоятельный вид материи, то возникает волновой вариант теории Ритца, который сохраняет неизменной форму волнового уравнения и обеспечивает постоянство скорости света в любых инерциальных системах отсчёта.

Дата публикации:

5 ноября 2008 года