Глава 23: Заряды в движении
Если к электрону прибавляется отрицательный* заряд, общая итоговая скалярная скорость заряженной частицы равна нулю. Но поскольку вращение электрона обладает скалярным направлением вовнутрь, а заряд имеет направление наружу, два движения происходят в разных скалярных измерениях. Поэтому физически электрон действует не как частица с нулевым смещением скорости, а как незаряженный электрон и заряд. Следовательно, движущийся заряженный электрон обладает и магнитными свойствами (свойствами движущихся незаряженных электронов) и электростатическими свойствами (свойствами зарядов).
[more]Традиционная точка зрения такова. Электростатические феномены происходят за счет покоящихся зарядов, а магнитные – за счет движущихся зарядов. Но на самом деле заряды в движении обладают точно такими же свойствами, что и покоящиеся заряды. “Одно из самых поразительных свойств электрического заряда – он постоянен при всех скоростях”, - говорит И. Р. Доббс.101 Таким образом, при рассмотрении электромагнетизма недостаточно учитывать само по себе движение зарядов. Чтобы позволить заряженной частице демонстрировать магнитные свойства, пребывая в движении, должен работать какой-то дополнительный процесс. Включает ли он заряд или частицу (“носителя заряда” как она называлась в ранее цитированном высказывании), посредством наблюдения еще не определено. Современная теория просто допускает, что все эффекты происходят за счет зарядов. Но поскольку имеются “носители”, очевидно, они являются движущимися сущностями. Заряды не обладают собственным движением; они переносятся. Следовательно, даже на основании традиционной теории электромагнитные феномены существуют за счет движения носителей, а не движения зарядов. Сейчас развитие электромагнитной теории в главе 21 подтверждает этот вывод и определяет носителей зарядов как “голые” электроны.
Как указывалось в главе 13, поток заряженных электронов в проводнике (временная структура) следует тому же пути движения, что и поток незаряженных электронов. Но заряженные электроны обладают свойством, которым не обладают их незаряженные двойники. Они могут свободно двигаться в гравитационных полях пространства продолжений, создавая электромагнитные феномены, соответствующие влияниям потока тока в проводниках. Это иллюстрируется установкой, показанной на рисунке 25. В центре схемы находится провод, по которому ток движется вовнутрь, как указывает стрелка. (Традиционное “направление потока тока” противоположно реальному движению электронов и является направлением наружу.) Справа имеется еще один проводящий провод. Он расположен так, что отрезок провода является петлей, подвешенной в контейнере, наполненном меркурием. Когда через систему в направлении вниз проходит ток, петля на конце провода притягивается к центральному проводу. Слева на схеме имеется вакуумная трубка, в которой поток электронов тоже движется вниз. Этот поток притягивается к центральному проводу так же, как и петля в контейнере с меркурием.
Рисунок 25
Движение заряженных электронов в пространстве продолжений сильно отличается от движения незаряженных электронов (единиц пространства) в материи. Например, не вовлекается электрическое сопротивление, и движение не подчиняется закону Ома. Но магнитное влияние зависит лишь от нейтрализации одного измерения величины гравитационного движения поступательным движением электронов, и с этой точки зрения побочные свойства движения посторонние. Пока в гравитационном поле происходит движение заряженных электронов, удовлетворяется требование для создания магнитных эффектов.
На основании общих принципов, применяемых к электромагнитным силам, как определено в главе 21, магнитная сила, действующая на заряженную частицу в магнитном поле - это произведение напряженности магнитного поля В и комбинации движения с размерностями s2/t. Мы находим. что комбинация, относящаяся к движению заряженной частицы представляет собой количество электричества q (измеренное как заряд), умноженное на скорость частицы v. Тогда уравнение силы принимает вид F = Bqv с пространственно-временными размерностями t/s2 = 2/s4 x s x s/t. Статическая сила заряда F = qE, размерностями которой являются t/s2 = s x t/s3.
Электростатические силы между зарядами (единицы Q) не зависят от магнитных сил, создающихся за счет движения электронов (единиц q). Тогда, общая сила, действующая на заряженный электрон в магнитном поле, равна F = QE + Bqv. Поскольку Q и q численно равны, потому что каждый электрон принимает одну единицу заряда, выражение силы можно записать как F = q(E + Bv). Объединенная сила известна как сила Лоренца. Лорейн и Корсон высказываются по поводу этой силы так:
“Сила Лоренца уравнения 10-2 интригует. Почему v x B (быстрота x напряженность магнитного поля) должна оказывать то же влияние, что и электрическое поле Е? Из уравнения 10-2 ясно, что частица не может сказать, “видит” ли она термин Е или v x B… Следовательно, v x B так или иначе является напряженностью электрического поля”.102
Затем, авторы продолжают рассуждать, что объяснение предоставляет теория относительности. Но пространственно-временной анализ показывает, что в данной ситуации относительность ни при чем. С физической точки зрения напряженность электрического поля действует на заряженную частицу не как напряженность поля, а как величина t/s3. Аналогично, напряженность магнитного поля, t2/s4, действующая на электрон, движущийся со скоростью s/t, обладает эффектом величины (t2/s4 x s/t), то есть величиной t/s3. Величина физического результата одинакова в обоих случаях.
Это не необычная ситуация. Наоборот, она присуща всем видам физических феноменов. Например, повышение температуры за счет прибавления энергии полностью зависит от величины t/s, которая прибавляется к температурному движению. Не существенно, происходит ли прирост в виде кинетической энергии, химической энергии, электрической энергии или любой другой формы t/s.
Влияние v x B отличается от влияния Е направлением, и, следовательно, выражение для силы Лоренца правомочно лишь в векторной форме. Электрическая сила qE действует в направлении поля, и поскольку поле радиально, заряды, к которым прикладывается сила, “ускоряются, обретая кинетическую энергию”.103 Влияние магнитных сил следует другому паттерну. По причинам, объясненным в главе 21, сила, оказываемая магнитным полем на движущийся электрон, перпендикулярна полю. Как отмечалось в обсуждении электромагнетизма, перпендикулярное направление силы является необъяснимой аномалией в современной физической мысли. “Самый странный аспект магнитной силы, действующей на движущийся заряд, - направление силы”104, - говорит современный учебник. Если происхождение магнитного поля понимается, в таком направлении нет ничего странного. Скалярное измерение движения электрона – это измерение, в котором часть гравитационного движения нейтрализуется одномерным движением электрона, а оставшееся двумерное движение обязательно существует в двух перпендикулярных измерениях.
Силовой аспект остаточного движения тоже перпендикулярен магнитному полю. Если поле магнитостатическое, оно обладает скалярным направлением наружу, в то время как остаточная сила обладает скалярным направлением вовнутрь и, следовательно, должна находиться в другом скалярном измерении. Если поле электромагнитное, силы тоже находятся в разных измерениях, хотя и по другой причине. Как отмечалось раньше, движение незаряженных электронов, составляющее электрический ток, пребывает в скалярном измерении, отличающемся от скалярного измерения системы отсчета. С другой стороны, свободно движущаяся заряженная частица движется в пространстве и, следовательно, в скалярном измерении системы отсчета. Таким образом, ускорение электрона, движущегося в постоянном магнитном поле, перпендикулярно и полю и направлению движения. Такое ускорение не меняет величины скорости; оно просто изменяет направление. Движение с постоянной скоростью и с постоянным ускорением под прямыми углами к вектору скорости – это движение по кругу. Если частица одновременно движется в направлении, перпендикулярном плоскости круга, путь движения – спираль.
Большая часть эмпирического знания, обретенного в связи с природой и свойствами субатомных частиц и космических атомов, выведена из наблюдений за их движением в электрическом и магнитном полях. К сожалению, объем информации, который можно получить таким способом, очень ограничен. Особенно значимое положение: Эксперименты, которые можно проделать над электронами с помощью электрических и магнитных сил, не помогают физикам в подтверждении одного из самых лелеемых допущений - допущения, что электрон является одним из базовых составляющих материи. Наоборот, как указывалось в главе 18, экспериментальное свидетельство из этого источника показывает, что допускаемая ядерная структура атома материи, включающая электрон, физически невозможна.
Теория, постулирующая орбитальное движение отрицательно* заряженных электронов вокруг гипотетического положительно* заряженного ядра, созданная Резерфордом и его коллегами после прославленных экспериментов с альфа частицами, сразу же вступает в противоречие с одним из свойств заряженных электронов. Если заряженный объект ускоряется, он излучает. Поскольку заряд сам по себе является ускоренным движением (по геометрическим причинам), сила, требующаяся для создания данного ускорения заряда меньше, чем сила, требующаяся для создания такого же ускорения вращающейся единицы. Но заряд физически связан с комбинацией вращения и должен поддерживать одинаковую с ней скорость. Следовательно, избыток энергии излучается. Потеря энергии из гипотетически вращающихся электронов вынуждала бы их спиралевидно двигаться к гипотетическому ядру и делала бы стабильную атомную структуру невозможной.
Такое препятствие на пути ядерной гипотезы никогда не преодолевалось. Чтобы построить физически возможную гипотетическую структуру, потребовалось бы (1) определить, почему ускоряющаяся частица излучает, и (2) объяснить, почему этот процесс не работает при условиях, предписываемых гипотезой. Ни одно из этих требований еще не выполнено. Бор просто допустил, что движение электронов квантованное, и может принимать лишь определенные конкретные величины. Тем самым он соорудил сцену для всех последующих полетов фантазии, обсужденных в главе 18. Вопрос, можно ли примирить допущение квантованности с причинами испускания излучения ускоряющимися зарядами, просто игнорировался, поскольку существовала более серьезная проблема рассмотрения допускаемого сосуществования положительных* и отрицательных* зарядов на расстояниях, намного меньших, чем расстояния, на которых, как известно, такие заряды уничтожают друг друга. Не удивительно, что в конце концов Гейзенберг пришел к выводу, что ядерный атом, который он помогал построить, и вовсе не является физической частицей, а просто “символом”, то есть, математическим удобством.
Все предыдущее обсуждение феноменов, включающих заряды в движении, происходило в терминах заряженных электронов. Те же соображения относятся (в некоторых случаях обратно) и к заряженным позитронам. Подобно заряженным электронам, положительно* заряженные частицы способны двигаться в пространстве. И поскольку их движение наружу отличается от движения заряженных электронов лишь скоростью вращения, они создают тот же общий вид магнитного влияния, что и заряженные электроны. В космическом секторе космический электрический ток – это поток незаряженных позитронов в космической материи, а заряженные позитроны, движущиеся в космических гравитационных полях во времени, обладают магнитными свойствами.
Вибрация вращения, составляющая заряд, может относиться и к другим частицам или атомам. Заряд атома или много единичной частицы и единица вращения, его модифицирующая составляют полунезависимый компонент этой сущности. Комбинация заряда и единицы вращения остается составляющей атома или частицы, но вибрирует независимо, так же как комбинация магнитных движений, обсужденная в главе 19. Ввиду того, что эта вибрирующая комбинация имеет тот же состав, что и заряженный электрон или позитрон (единицу вращения, модифицированную единицей вибрации вращения), она обладает теми же электрическими и магнитными свойствами.
Заряды атомов могут быть либо положительными*, либо отрицательными*. Однако как объяснялось в главе 17, отрицательная* ионизация ограничена небольшим числом элементов, потому что для обретения отрицательного* (= положительного) заряда атом должен обладать отрицательным вращением. Действующие отрицательные электрические вращения ограничены почти полностью элементами Деления IV. С другой стороны, положительный* заряд может обретать любой элемент. Если вращение в электрическом измерении атома отрицательное, то есть, к нему не может относиться положительный* заряд, оно может относиться к вращению в одном из магнитных измерений. В материальном секторе магнитное вращение всегда положительное. Из этого следует: Хотя подвижные субатомные частицы преимущественно отрицательные*, то есть являются электронами, свободно движущиеся (газообразные) ионы преимущественно положительные.
Заряженные частицы, с которыми мы имели дело на предыдущих страницах, заряжены электрически. Поскольку имеются и частицы, способные принимать магнитные заряды, возникает вопрос: Почему мы не наблюдаем магнитно заряженные частицы? Объяснение можно найти в требовании, что итоговое смещение вращения материального атома или частицы должно быть положительным. Следовательно, магнитное смещение, являющееся большим компонентом общего, тоже должно быть положительным. Это значит, что к материальным частицам можно применить лишь отрицательные магнитные заряды.
Частицы с магнитным смещением вращения – это нейтроны и нейтрино. Нейтрон не обладает электрическим смещением, он обладает лишь одной единицей магнитного смещения. Следовательно, прибавление противоположно направленной (отрицательной) единицы сводит итоговое смещение к нулю и прерывает существование частицы. Нейтрино обладает электрическими и магнитными компонентами вращения, и, поэтому, может принимать магнитный заряд. Но когда оно пребывает в заряженном состоянии, оно не может двигаться в пространстве по причинам, которые будут объясняться в главе 24. Там же будет детально исследоваться роль заряженных нейтрино в физических процессах.
Эта глава завершает обсуждение магнетизма настолько, насколько он будет раскрыт в данном томе. Прежде чем перейти к следующей теме, будет уместно сделать несколько комментариев о содержании последних пяти глав и их связи с физической ситуацией в целом.
Поскольку теория вселенной движения, детальная разработка которой описывается в этих томах, новая для научного сообщества и конфликтует со многими долговременными идеями и верованиями, представление в нескольких томах этой серии преследует двоякую цель. Оно предназначено не только для того, чтобы рассказать о новых открытиях исследования, основанного на новой теории, но и для того, чтобы предоставить свидетельство, требующееся для подтверждения правомочности открытий. Поэтому следует подчеркнуть, что положения, описанные в обсуждении магнетизма в пяти главах, внесли значительный вклад в объем ныне доступного подтверждения.
Особая важность магнетизма в том, что теория определяет конкретную связь измерений электричества и магнетизма. Из этого следует, что всякий раз, когда теория определяет природу электрического феномена, определение несет с собой допущение существования и соответствующего магнитного феномена, отличающегося лишь тем, что он двумерен, в то время как электрический аналог одномерен.
Из теории мы находим, что имеется одномерная вибрация вращения, определенная как электрический заряд. Он обладает пространственно-временными размерностями t/s и создает разнообразие электростатических феноменов. Согласно теории, отсюда обязательно следует, что должна быть и двумерная вибрация вращения - магнитный заряд. Он обладает пространственно-временными размерностями t2/s2 и создает аналогичное разнообразие магнитостатических феноменов. Наблюдения подтверждают наличие класса феноменов такого вида, и анализ размерностей магнитостатических величин показывает, что на самом деле они связаны с соответствующими электрическими величинами коэффициентом t/s, что и требуется теорией.
Взаимодействие измерений между электричеством и магнетизмом – особо важная демонстрация предсказательной силы теории. Из теории мы находим, что гравитация – это трехмерное скалярное движение, а электрический ток – это одномерный поток единиц в измерениях пространства в трехмерных гравитирующих объектах. Из этого следует, что взаимодействие должно оставлять двумерный скалярный остаток, ориентированный перпендикулярно к потоку тока. Наблюдение показывает, что такой остаток существует, и что процесс, который приводит к его существованию, может определяться как феномен, известный как электромагнетизм. Из тех же допущений следует, что эквивалент двумерного скалярного движения в трехмерном гравитирующем объекте оставляет остаток в виде одномерного скалярного движения. Это взаимодействие может определяться как феномен, известный как электромагнитная индукция, а остаток - как электрический ток.
Основные следствия измерений, которые можно вывести из теоретического отождествления электрического тока, электромагнетизма и гравитации соответственно с одним, двумя и тремя измерениями скалярного движения, определенно совпадают с наблюдаемыми электрическими и магнитными феноменами. Но это лишь основа огромного накопления свидетельства, подтверждающего отношения измерений, выведенные из теории.
Современная наука особо подчеркивает предсказательную силу новых теорий. Возможно, даже слишком, поскольку способность теории к увязыванию существующей информации так же важна, как и способность указывать путь к новой информации. Последнее становиться еще важнее, поскольку “множество разных частей и фрагментов”, сейчас составляющих физическую теорию, продолжает расти. В любом случае следует осознать, что выводы из допущений теории, определяющие до сих пор неизвестные связи между известными явлениями, являются предсказаниями в том же смысле, что и допущения существования до сих пор неизвестных феноменов.
Например, постулат, что движение является единственным составляющим физической вселенной, ведет к следствию, что все физические величины можно выражать в терминах лишь пространства и времени. Это предсказание. Допущения о связи между электрическими и магнитными величинами, обсужденные в предыдущих параграфах, тоже представляют собой предсказания, основанные на тех же допущениях. Тот факт, что развитие следствий постулатов теории вселенной движения на страницах данного и предыдущего томов привело к законченной и согласованной системе пространственно-временных размерностей, применимых к механическим, электрическим и магнитным величинам, является подтверждением предсказаний.
Подтверждение предсказания еще более значимого из-за возможности подхода к любой согласованной системе размерностей, даже с использованием четырех или пяти основных величин, отклоняется большинством физиков.
“Раньше, тема размерностей была крайне противоречивой. Годы безуспешных попыток ушли на обнаружение “элементарных, рациональных величин”, в терминах которых можно выражать все размерные формулы. Сейчас, общепринято, что “абсолютного” набора размерных формул”16 не существует.
Похожее предсказание, касающееся числовых величин физических качеств, тоже подразумевается в постулатах. Поскольку постулировано, что движение существует только в дискретных единицах, из этого следует, что другие физические величины, являющиеся либо движениями, комбинациями движений или отношениями между движениями, тоже существуют лишь в дискретных единицах, связанных с единицами базового движения. Это значит, если физические отношения установлены правильно, они не содержат числовых величин, не определяемых количеством единиц, таким, например, как атомный вес. Так называемые “фундаментальные физические константы” и множество “одноразовых констант”, появляющиеся в соотношениях, таких как уравнения состояния, будут убрираться.
Тот факт, что величины “фундаментальных констант” не обладают физическим значением в контексте теории вселенной движения, резко конфликтует с местом этих констант в современной научной мысли, где они рассматриваются как важные величины, определяющие природу вселенной. Пол Девиес выражает превалирующую точку зрения в следующем утверждении:
“Крупная структура многих известных систем, наблюдаемых в природе, определяется относительно небольшим количеством универсальных констант. Если бы эти константы принимали числовые величины, отличные от наблюдаемых, тогда системы соответственно отличались бы своей структурой. Особенно интересно то, что во многих случаях скромное изменение величин приводило бы к значительной реструктуризации системы”.105
Как мы видели на страницах этого и предыдущего томов, некоторые константы, такие как скорость света, заряд электрона и так далее, являются естественными единицами, то есть, их истинная величина равна единице. Другие константы представляют собой комбинации базовых единиц. Величины, которые они принимают в традиционных системах измерений, возникают за счет спорных величин единиц, в которых выражаются измерения. Единственный способ, на который ссылается Дэвиес, при помощи которого константы могли бы принимать “другие числовые величины”, - это модификация системы измерения. Такое изменение не имело бы физического значения. Таким образом, возможность, которую он предлагает в цитированном утверждении и исследует на страницах своей книги Случайная вселенная, исключается единым характером вселенной. Ни одно из физических соотношений в этой вселенной не является “случайным”. Существование каждого соотношения и связанных с ним величин - необходимые следствия базовых коэффициентов, определяющих вселенную в целом. Нет простора для индивидуальной модификации, кроме степени, в какой выбор среди возможных результатов физических событий может определяться соображениями вероятности.
Прояснение числовых отношений с целью представления их в терминах естественных единиц - гигантская задача. Она еще очень далека до завершения. Но прогресс, особенно в фундаментальных сферах, сделал очевидным, что на пути непрерывного стремления к конечной цели нет никаких препятствий.
Особый вклад магнетизма в подтверждение значимых следствий постулатов, определяющих вселенную движения, в том, что за счет промежуточного положения между одномерными и трехмерными феноменами он связывает воедино все полотно теории скалярного движения. Осознание данного- положения в начале теоретического развития привело к откладыванию рассмотрения магнетизма до тех пор, пока не будут твердо установлены отношения в других основных областях физики. В результате исследование магнитных феноменов, особенно в количественных терминах, продвинулось не так далеко как теоретическое развитие в большинстве других рассмотренных сфер.
Имеется и еще один фактор, ограничивший степень раскрытия, он связан с целью презентации. Данная работа не планировалась как исчерпывающий трактат по физике. Она – рассмотрение результатов, полученных в ходе развития следствий постулатов, определяющих вселенную движения. Мы двигались от общих принципов, выраженных в постулатах, к их детальным применениям. Тем временем научное сообщество шло и продолжает идти в противоположном направлении, проводя наблюдения и эксперименты, и на основе фактических допущений строит общие принципы и отношения. То есть результаты двух видов деятельности движутся навстречу друг другу. Когда развитие теории Обратной Системы в любой сфере достигает точки, где встречается с результатами, полученными из наблюдения и измерения, и имеется значительная согласованность, нет необходимости продолжать. Ничего бы не обреталось дублированием информации, уже доступной в научной литературе.
Очевидно, что правомочность существующей теории в любой конкретной сфере является одним из главных факторов, определяющим как должно выполняться новое развитие в данной сфере. Однако дела обстоят так, что предыдущая работа в области магнетизма и до некоторой степени электричества следовала пути, сильно отличающемуся от пути, определенного нами с помощью концепции вселенной движения. И результаты предварительной работы в большей степени выражены языком, отличным от языка выражения наших открытий. Это затрудняет определение момента, когда мы достигаем положения, выше которого пребываем в согласии с ранее существующей теорией. Будет ли достаточным прояснение электрических и магнитных отношений в конкретных сферах, раскрытое на предыдущих страницах, наряду с переводом современной теории на уместный язык, чтобы поставить электричество и магнетизм на прочную теоретическую основу, еще не определено.
101 Dobbs, E. R., op. cit., p. 54.
102 Lorrain and Corson, op. cit., p. 237.
103 Duffin, W. J., op. cit., p. 60.
104 Concepts in Physics, CRM Books, Del Mar, CA, 1979, p. 266.
16 Stewart, John W., in McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology, Vol. 4, p. 199.
105 Davies, Paul, The Accidental Universe, Cambridge University Press, 1982, p. 60.
Комментарии:
(0) Оценка: 