Карпенко Владимир Никитович


ФИЗИКА 21 ВЕКА. НОВАЯ ПАРАДИГМА.

Карпенко В.Н.

Днепропетровск, Украина, E-Mail: VNKarpenko@list.ru

Доклад на международной научной конференции

«Пространство, время, тяготение»

(7-11 августа 2006 г., С-Петербург, Россия).

 

В работе, исходя из кризисного состояния фундаментальной физики и на основании опубликованных ранее работ автора, выдвигается новая парадигма физики 21-го века. Именно следуя ей можно вывести эту науку из глубокого кризиса. Основу парадигмы составляют следующие положения:

1.      Полный отказ от теории относительности (СТО и ОТО) А.Эйнштейна.

2.      Возрождение былой роли физических моделей, как средства приближения к объективной реальности в процессе познания.

3.      Утверждение корпускулярной концепции строения света (электромагнитного излучения), как альтернативы волновой. При этом постоянная. Планка автоматически выпадает из ряда универсальных физических констант.

4.      Четкое определение роли математики в физике, как инструмента и средства выражения физических закономерностей и процессов.

5.      Пересмотр всей фундаментальной физики, а где необходимо и прикладной, с учетом требований пунктов 1-4.

Из истории науки известно, что во второй половине 19 века в физике разразился кризис. Рассмотрим эту ситуацию подробнее. Как выразился один из ученых, физика того времени была очень близка к построению единой физической картины мира. А мешали этому всего два маленьких «облачка» на научном небосклоне: отрицательный результат опыта Майкельсона 1881 г. (ОМ) и «ультрафиолетовая катастрофа» (УФ).

Напомним, что оба эти экспериментальные факты не вписывались в господствующую тогда волновую теорию электромагнитного излучения. Вместе с тем они прекрасно вписывались в альтернативную концепцию – корпускулярную. Если учесть, что молодая теория электромагнетизма Максвелла только начала тогда сдавать первые экзамены на адекватность физической реальности, то ничего необычного в этих несоответствиях не было. Просто надо было совершенствовать теорию Максвелла. Но вся неординарность ситуации заключалась в том, что совершенствование теории лежало в плоскости смены волновой ее концепции излучения на корпускулярную!

Именно в попытке сохранить статус-кво и состоит главная причина переноса центра тяжести кризиса из частной, еще не развитой теории Максвелла, во всю физику. За дело взялись именитые ученые [1]. В результате, из первого «облачка» возникла теория относительности Эйнштейна – специальная(СТО), затем и общая (ОТО). А из второго «облачка» – квантовая (читай – все та же волновая) механика. Сам же кризис был надолго загнан вглубь.

Обе теории были по сути доктриной официальной науки под именем «новая физика», в отличие от старой, именуемой теперь, классической. Десятилетиями на страницах научных и научно-популярных изданий создавался миф о непревзойденном совершенстве этих теорий и т.п. А это могло стать возможным только в условиях отсутствия их научной критики. Ибо проникнуть на страницы академических научных изданий инакомыслящим и сейчас весьма проблематично.

Какой же результат такой научной политики? А вот какой: теперь уже не два облачка на научном небосклоне, а сотни и тысячи их, давно слившихся в грозную тучу. Теперь это уже не мифический кризис 19-го века, как это показано выше, а полномасштабный кризис физической науки.

К настоящему времени имеется немало работ с критикой теории Эйнштейна. Но самым знаменательным событием в этом отношении является «Обращение ІІ Международной конференции «Проблемы пространства и времени в естествознании» к ученым и работникам просвещения» (сентябрь 16-21,1991, Ленинград, СССР). Обращение подтверждено на последующих подобных, вплоть до VIII, Международных конференциях. В нем сделан главный вывод: СТО и ОТО несостоятельны. И аргументация этого была продолжена на всех последующих упомянутых конференциях. Обращение будет подтверждено, уверен, и на настоящей конференции. Автор в своих работах [1,2,3] показал несостоятельность СТО и ОТО, как в физическом, так и в математическом аспектах. Более того, им показано, что в псевдопространствах Эйнштейна и Минковского дифференциальное и интегральное исчисления не имеют места [2]. А, так называемый, тензорный аппарат теории, навязываемый читателю в тексте последней, имеет только подобие такового. Сказанное означает, что СТО и ОТО – это теории без математического аппарата, одна видимость его, да и то в псевдопространстве! Напомним в этой связи еще один важный момент, ОТО основана на гипотезе (среди многих ей подобных по неадекватности реальности) о том, что псевдопространство Минковского реально существует в достаточно малых областях пространства. Вместе с тем, в ней не содержится механизма перехода к более крупным областям, таким, как звездные системы, а тем более – Вселенной. Тогда на каком основании появилось утверждение о глобальности ОТО? И тут, как говорят, нестыковка.

Таким образом, полный отказ от теории Эйнштейна давно назрел, что и отражено вп.1 новой парадигмы.

О физических моделях, их роли. Известно, что классическая физика успешно развивается, благодаря использованию физических моделей, в той или иной мере приближенных к реальности. Игнорирование или непонимание этого условия рано или поздно ведет к краху любой теории. Вспомним теорию Максвелла, в которой сознательно, для иллюстрации математической ее модели, была использована физически противоречивая модель эфира. Результаты не заставили себя долго ждать. Это известные всем ОМ и УФ, о которых говорилось выше.

Неудивительно поэтому, что отрицание Эйнштейном существования эфира практически не отразилось на теории электромагнетизма. Другое дело, что она превратилась в методику расчета, основанную на использовании экспериментально открытых законах электромагнетизма и обобщенных Максвеллом. Ведь она была лишена даже видимости физической теории, которую и обеспечивал ей эфир Максвелла. А введение в математическую модель гипотезы о токах смещения (всего из условий симметрии последней), лишенной физической основы, и привело к неадекватной теории электромагнитного излучения. В частности, к такому казусу, как волны в пустоте. В целом же теория Максвелла оказалась надолго законсервированной в своем развитии.

В новой же физике подмена физических моделей математическими стала уже нормой. Тут вам и четырехмерное псевдопространство и корпускулярно-волновой дуализм, волновая функция и т.д. Более того, абстрактным математическим образам придается роль физических, например, кривизна пространства и т.п.

Вместе с тем обнаружилась парадоксальная ситуация. Новой физике просто не нужны физические модели! Ведь богатый экспериментальный материал, накопленный за годы ее господства давал огромные возможности для построения таких моделей. А они-то и могли показать несостоятельность новой физики.

Приведем простой пример. В классической физике существует строгая иерархия физических моделей, начиная со Вселенной. В этой цепи рассмотрим строение атома в представлении новой физики. Некуда деться от того экспериментального факта, что он в конечном итоге состоит из элементарных частиц – протонов, электронов и т.д. А что дальше? Ясно, чтобы построить физическую модель атома нужно иметь физические модели его составляющих. Однако таковых в новой физике нет.

Вместе с тем исследования автора свидетельствуют о том, что имеющийся экспериментальный материал достаточен для построения подобных моделей [4] и др. Но ничего эффективного в этом направлении не делается официальной наукой. В результате мы имеем модель атома (некий гибрид), где вокруг положительно заряженного ядра из протонов и нейтронов слоями, в соответствии с периодическим законом Менделеева (экспериментальный факт), расположены движущиеся электроны по «разрешенным» Бором орбитах. С пронумерованными квантовыми состояниями, в том числе, в соответствии с «принципом» Паули. А где же физика, определяющая такое положение дел в атоме? О траектории и месте расположения любого из электронов в квантовой теории говорить не принято – мешает принцип неопределенности. Мешает – очень уместное слово, ибо об этом известно давно. Как и то, что для ионизации атома необходимо, чтобы элементарная частица попала и выбила электрон, локализованный в данный момент в определенной точке атомного пространства. Так же, как для отражения фотона при рассеянии на электроне необходимо, чтобы фотон при столкновении остановился опять же в определенной точке атомного пространства. Это явное противоречие с постулатом СТО о постоянстве скорости света. Другими словами, новая физика рушится под давлением не только экспериментальных фактов, но и повседневного опыта. Ибо она неадекватна физической реальности и никак не приближает нас к построению единой картины мира.

Далее, об утверждении в физике корпускулярной концепции электромагнитного излучения (без всякого дуализма). Начнем с того, что если свет это поток квантов, а не волн в эфире (физическом вакууме), то их скорость зависит от движения источника. Это и подтвердил ОМ. Кроме того, в случае корпускулярной концепции уместно говорить уже не о дифракции излучения, а о его рассеянии на периодических структурах. Соответственно, дифракционные полосы уже не определяют длины волн, а всего лишь ширину этих полос.

Как известно, Планк разрешил проблему УФ с позиций корпускулярной концепции, введя понятие излучения частиц – квантов с энергией

новая парадигма физики 21-го века

где новая парадигма физики 21-го века– частота, h – постоянная Планка .

В рамках новой физики эта формула и вошла в науку. На самом деле это абсурдная с точки зрения корпускулярной концепции (и не только!) формула и является «миной замедленного действия» для энергетики и физики в целом. Это источник всевозможных энергетических парадоксов, вплоть до «нарушения» закона сохранения энергии.

Что же такое частота для отдельно взятой частицы кванта? Абсолютно не присущая ей величина в рамках любой адекватной механики частиц. Но Планк захотел остаться в рамках неадекватной волновой концепции. Приняв дифракционную полосу (ее ширину) за длину волны, он и высчитал при этом «частоту» кванта из этой ложной посылки. Так появилась в новой физике частота фотона

новая парадигма физики 21-го века

где C  – скорость света в пустоте,   – длина волны (ширина полосы).

Но на практике-то измеряется ширина полосы, хоть и именуемая длиной волны излучения! Если быть последовательным хотя бы здесь, то формула для энергии кванта должна быть

новая парадигма физики 21-го века

где новая парадигма физики 21-го века = 1,9864684 Дж∙м – новая постоянная.

В работе [5] она названа постоянной Планка-Карпенко.

 

Что же в конечном итоге получил Планк? А получил он две (не сомневаемся, что им рассматривалась формула (3)) совершенно неадекватные формулы (1) и (3) в узком диапазоне излучения (абсолютно черного тела). Но они так же неадекватны к волновой концепции, как и корпускулярной, ибо за ними не стоит конкретная физическая модель. В этом смысле коэффициенты идентичны и уже поэтому не могут быть константами, тем более универсальными.

Предпочтение все же было отдано величине h из (1), ибо размерность ее Дж∙с, схожая с размерностью действия в механике, в отличие от [ h' ] Квант действия – так было названо h , в надежде, в будущем раскрыть его физический смысл. В рамках новой физики этого так и не произошло, несмотря на огромные усилия ученых. Наконец, в [5], автор настоящей работы показал, что говорить о его физическом смысле не приходится, равно как и об универсальной константе. Речь может идти лишь об ограниченном диапазоне частот, где h  является коэффициентом пропорциональности в неадекватной формуле (1). То же можно сказать и об h'  из (3), добавив, что даже ее размерность Дж∙м красноречиво говорит о ее физической неадекватности.

Таким образом, положение о выводе постоянной Планка из числа физических констант, включенное в п.3 новой парадигмы, можно считать обоснованным.

Роль математики определилась в процессе развития физики, как науки. Это прежде всего инструмент расчета и средства выражения в математической форме физических процессов и закономерностей. И каких-то проблем в этом плане в классической физике не было. А появились они именно в новой физике, где многие физические модели полностью подменены математическими. Именно это обстоятельство и стало одним из главных причин кризиса современной физики. Потоком хлынувшая в физику математическая терминология образовала некую среду (месиво физики и математики абстрактной) на ниве которой и взросли современная квантовая теория, хромодинамика, и т.п.. Возник своеобразный физико-математический жаргон, с помощью которого делаются безуспешные попытки описания физической реальности.

Что может дать, например, применение математических операторов к физическим процессам рождения и превращения частиц? Формально введенные в теорию операторы рождения и уничтожения частиц, кроме констатации соответственных физических событий ничего не дают, создавая видимость теоретического обобщения. Вместе с тем физическая природа отмеченных процессов остается нераскрытой, ввиду отсутствия их физических моделей. Из подобных эпизодов и строятся бесплодные теории новой физики.

Примечательно и то, что подобные теории строятся по типу математических на основе всевозможных постулатов и принципов (постулаты Бора, принцип Паули и т.п. в квантовой теории, постулат постоянства скорости света и принцип относительности Эйнштейна в его теории и т.п.). Примеры можно продолжать и продолжать. Но тут ясно одно, то что уместно в математике оказалось контр-продуктивным в физике. Ведь физические законы не постулируются, а открываются в многочисленных, часто очень тонких экспериментах. И в этом, в игнорировании этого положения, и заключается еще одна из гланвных причин, приведших новую физику к кризису.

Изложенного выше, видимо, достаточно, чтобы понять своевременность и необходимость принятия новой парадигмы для физики 21-го века – пострелятивизма. И безотлагательно привести в соответствие с ней всю фундаментальную, а там, где это необходимо – прикладную физику. Только так можно вывести физику из охватившего ее затяжного кризиса.

 

Литература.

  1. Карпенко В.Н. Теория относительности А. Эйнштейнв, как несостоявшаяся гипотеза или заблуждение века. Сб. Проблемы естествознания на рубеже столетий, С-Пб., Политехника, 1999,с. 140-155.
  2. Карпенко В.Н. Несостоятельность теории относительности А.Эйнштейна. Математический аспект. Сб. Пространство, время, тяготение. С-Пб., ТЕССА, 2005, с. 119-127.
  3. Карпенко В.Н. О чистоте релятивистского физического эксперимента. Там же, с. 128-137.
  4. Карпенко В.Н. Структура и механизм образования фотона. Сб. Актуальные проблемы естествознания начала века. С-Пб., Анатолия, 2001, с. 103-109.
  5. Карпенко В.Н. Подтверждение корпускулярной концепции строения света в физике 19-20-го веков. Физический смысл постоянной Планка. Там же.
  6. Карпенко В.Н., Варин М.П. Пострелятивизм – веление времени. Калининград, Золотое сечение, 2006, 108 с.
  7. Эйнштейн А. Собрание научных трудов, т. 1-2, М., Наука, 1965, 1966.
  8. Карпенко В.Н. Физика 21-го века. Новая парадигма. Доклад на международной научной конференции "Пространство, время, тяготение" (7-11 августа 2006 г., С-Петербург, Россия)



1 декабря 2005  
г. Днепропетровск


Вернуться к списку статей