Главная страница   Поиск    Ссылки    Гостевая книга   Заметки WinWord.zip

Проблемы, стоявшие перед классической физикой начала ХХ века и приведшие к смене научной парадигмы, до сих пор, почти век спустя, остаются во мнении мировой науки принципиально неразрешимыми, хотя никакие проблемы не вечны. По мере прогресса в технических науках и профессиях эти проблемы становились техническими задачами, всё менее сложными. Сегодня они решаются, открывая возможность изучать природу средствами технических наук и профессий, основанных на классических теориях, как мир самоорганизующихся систем, принципиально неотличимых от технических систем автоматического управления и регулирования. Однако технические науки не могут работать вопреки академической физике и в конфронтации с ней. Это требует изменения устоявшихся, но устаревших мнений.

Модель атома Резерфорда с точки зрения инженера-электрика 1910-х годов была рядовой электромагнитной системой, а вопрос об отсутствии из нее излучений имел тривиальное решение в следующем. Электроны, двигаясь в атоме, излучают, но атом в целом - нет, следовательно в атоме есть еще один источник излучения - ядро. За пределами атома эти два излучения, суммируясь, обращаются в нуль. Возражений быть не могло, т.к. сведений о ядре для этого недоставало. Пределы компетенции теории Фарадея-Максвелла распространяются при этом в глубину атома, заканчиваясь вблизи ядра. Для выводов о неприменимости этой теории к микромиру не было оснований, т.к. вопросы о ядре, о том, почему оно излучает именно так, выходят за эти пределы и относятся к другой теории. Конечно же, самоорганизация - природная автоматика, приводящая атом к неизлучающим состояниям, казалась тогда явлением невероятным - интуиция отвергала строгую логику математической теории.

Однако решение этого вопроса могло быть найдено в известных тогда принципах радиоприёма - как отбора мощности из потока излучений в колебательные системы. Далее будем иметь в виду только периодические движения, колебания и излучения.

Для того, чтобы модель атома не излучала при любом числе "электронов", занимающих дискретный ряд орбит, моделью его ядра должна служить открытая колебательная система без внутренних потерь энергии. Необходимо и достаточно, чтобы она имела дискретный ряд резонансных частот, соответствующих орбитам "электронов", и некоторое множество форм (мод) резонансов на каждой из этих частот, - т.е. типичные общие свойства объемных резонаторов. Конкретные же свойства предстояло вычислить, исходя из спектров излучений и устойчивых состояний атомов.

Подобные системы при достаточности степеней свободы колебаний способны самопроизвольно приходить к неизлучающему состоянию. Если модель атома излучает на частотах резонансов, то в колебательной системе ("ядре") возбуждаются колебания, которые тоже излучают. Различные формы (моды) колебаний излучают различно, их амплитуды и фазы подвижны, но развиваются лишь те из них и при таких фазах, которые, излучая, уменьшают общую мощность излучения из модели, т.е. поглощают энергию излучения, за счет которой и развиваются. Прочие колебания затухают, излучив энергию. Пока модель излучает, она питает энергией всё новые и новые колебательные процессы в "ядре". Так продолжается или до исчерпания степеней свободы колебаний, или, при их достаточности, до полного погашения излучений. Тогда "электроны" в модели движутся, не теряя энергию, т.к. излучения их и "ядра" взаимно погашаются. Так модель приходит к устойчивому состоянию. Спектры резонансов "ядра" дискретны - дискретны и устойчивые орбиты "электронов".

Описанное явление можно понимать как явление самоорганизации колебательно-волновых процессов, свойственное колебательным системам, достаточно для этого сложным. То же явление порождает общую тенденцию таких систем к неизлучающим или минимально излучающим состояниям, чем отчасти можно объяснять энергетическую устойчивость электромагнитных динамических систем в микромире вообще.

Принципиальная возможность неизлучающих систем, составленных из элементов и систем излучающих, вытекает из общего решения волнового уравнения для сферических координат, найденного Гамильтоном в 1903 году. К любому локальному источнику излучения найдётся бесконечное множество различных других источников, в том числе отдалённых и локальных, каждый из которых излучает в дальнее пространство точно такое же поле. Это может быть доказано математически. Пара таких источников, излучающих в противофазе, составит систему, в дальнее пространство не излучающую.

Т.к. всё это происходит само собой, такие группы могут быть названы самоорганизующимися системами. С другой стороны - это рядовые объекты теоретической электротехники, электромагнитные автоколебательные системы, движущиеся в пространстве и по фазам к своим устойчивым состояниям.

Здесь также есть тенденция к минимально излучающим состояниям, и в случаях, когда в такой системе присутствуют достаточно сложные резонаторы и нет внутренних потерь энергии, она способна сохранять энергию. Энергия, необходимая для существования модели, может пополняться, поступая в виде внешних воздействий и тепловых движений. Любого рода умеренные воздействия на элементы модели выводят их из устойчивых положений, передавая свою энергию полям и процессам, удерживающим элементы в устойчивых положениях. Это обычное электромеханическое преобразование энергии и автогенерация колебаний здесь выступают как явление самоорганизации энергии с ее упорядочением. То же имеет место и в моделях атомов. Таким образом, энергетика и целостность естественных тел как сложных колебательных систем объясняются до конца, а их модели становятся полными.

Возможно, энергетика моделей будет понятнее физику по аналогии с лазерами - как такого же множества когерентных излучающих осцилляторов с теми же тенденциями к удержанию энергии в виде минимально излучающих мод и с тем же математическим описанием, хотя и с тепловой "накачкой". Можно бы поискать и аналогичное излучение. В отличие от лазера, здесь действует механизм преобразования энергии, общий для всех частот, поэтому конкуренция возможна и между модами разных частот.

Таким образом, микромир предстаёт как мир самоорганизующихся систем природной автоматики, действующих в строгом соответствии с классической теорией Фарадея-Максвелла. О научной несостоятельности этой теории или ее неприменимости к микромиру не может быть и речи. К тому же, теория - лишь инструмент, в неудачах мастера не повинный.

Искусственные тела - группы автоколебательных устройств - объекты технические, что даёт автору основания говорить о них с точки зрения профессии. Однако они имеют определенные устойчивые размеры, способны двигаться, могут быть изготовлены и существовать как объекты физики и ее теорий. Естественно, точки зрения инженера и физика здесь не одинаковы.

Из таких же тел (или моделей) с подключенными к ним часами можно было построить систему координат специальной теории относительности (СТО) и тем же способом (сравнивая в движении сквозь среду размеры самоорганизующихся систем, процессы в них и ход часов) установить, что постулаты СТО и ее фактическое содержание объясняются свойствами ее системы координат как гибкой самоорганизующейся системы, принятой в качестве меры, заведомо постоянной. Так, начиная с 1911 года, СТО можно было рассматривать как первую классическую теорию самоорганизующихся систем природы, лишь с иной точки зрения изложенную. Не было оснований представлять СТО как альтернативу классической физике и направлять на ее ниспровержение, принеся в жертву этот научный потенциал СТО, так и оставшийся непонятым. Не было также оснований для осмеяния Лоренца и Фицджеральда.

Сказанного, наверное, достаточно для вывода о том, что перед классической физикой не было проблем, объективно неразрешимых. Их решения просто не были найдены. Изложенные решения не содержат существенных ошибок, иначе не сложилась бы так легко и просто цельная картина микромира.

Итак, классическое направление физики может быть продолжено в самоорганизующийся микромир, будучи дополнено средствами технических наук, способных изучать самоорганизующиеся системы природы в качестве как систем электродинамических, так и систем автоматических. Физика так или иначе изучает самоорганизующиеся системы, т.к. иного нет в природе, но не имеет теорий и разделов, прямо посвященных самоорганизации. Изложенные сведения могут служить тому началом.

Классическая физика обновляется, но остаётся классической, действенность которой доказана исторически: век великих научных открытий был результатом деятельности классической школы, закончился вместе с нею и не был повторен без нее. Это показывает, что классическая парадигма была вовсе не сводом устаревших догм, а уникальной технологией делания науки, непревзойдённым мастерством великих открытий. Как и другие старые технологии, она накапливалась сотни лет, бережно хранилась научной школой и передавалась от поколения к поколению. Все ее элементы - от исходных истин, критериев и приоритетов до философии и морали - отшлифованы и выверены многими поколениями ученых. Это необычайная ценность. Век великих научных открытий - закономерный результат этой технологии.

Решение проблем физики прошлого возвращает нам и ее парадигму - классическую парадигму великих открытий.