С.А. Семиков

БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ РИТЦА И КАРТИНА МИРОЗДАНИЯ

Вальтер Ритц (22.02.1878 — 07.07.1909)

ОТ АВТОРА

Посвящается светлой памяти Вальтера Ритца, героя науки, преданного забвению.

Век назад, в 1908–1909 гг., появилась на свет смелая и универсальная научная доктрина, называемая Баллистической Теорией Ритца (БТР). Она включала в себя оригинальные идеи швейцарского физика Вальтера Ритца о природе света и электричества, массы и времени, магнетизма и гравитации, о строении атома и электрона. Эти идеи позволяют легко и наглядно объяснить красное смещение в спектрах галактик и другие загадки космоса, понять структуру атомов, ядер, элементарных частиц и природу их взаимодействий. Но, несмотря на это, а скорее, как раз поэтому, сторонники теории относительности и квантовой механики замалчивают успехи баллистической теории. Ведь БТР, будучи всеобъемлющей классической теорией, камня на камне не оставляет от нынешней абсурдной физики и космологии.

Дабы снять вековой заговор молчания, окружающий БТР, и была издана эта книга, приуроченная к столетнему юбилею рождения баллистической теории и к столетию со дня смерти Вальтера Ритца. Погиб учёный в 1909 г., в возрасте 31-го года, вскоре после издания своей революционной теории. Будем надеяться, что благодаря книге год памяти Ритца надолго запомнится физикам. Книга, по возможности, раскроет истинный смысл теории Ритца, расскажет о его воззрениях на структуру атома, электричества и света, поведает о природе времени и гравитации, об устройстве микромира и космоса, о вечной молодости Вселенной; покажет тесную связь идей Ритца с мыслями других выдающихся учёных: Демокрита, Коперника, Галилея, Ньютона, Ломоносова, Менделеева, Циолковского, Белопольского, Тесла.

О заговоре молчания вокруг баллистической теории говорит уже то, что не только о ней, но и о самом Ритце мало кто слышал, даже среди физиков, и мне, как многим другим сторонникам БТР, пришлось открывать основы баллистической теории самостоятельно. Лишь потом, при подробном анализе литературы, с удивлением обнаружил, что такие идеи выдвигались ещё век назад. Изучив оригинальные работы Ритца, по-настоящему открыл для себя БТР, и был столь очарован глубиной и значимостью этой теории, что подготовил русский перевод основного труда Ритца и популярно изложил его суть, сначала на сайте www.Ritz-BTR.narod.ru, затем в журналах и докладах, а теперь и в книге. Книга содержит и много новых, авторских, идей, которые развивают и укрепляют теорию Ритца уже на фундаменте современных научных данных. С позиций БТР мы единым взором охватим физику, химию, астрономию и космологию. Здесь читателю выпадает редкая возможность ознакомиться со скрытой информацией далёкого прошлого и заглянуть в будущее.

В противовес абстрактной теории относительности и квантовой механике, недоступных пониманию, теория Ритца, опираясь на классические, механические представления, образы и модели, объясняет все явления легко и наглядно. Поэтому книга доступна и школьнику, и студенту. Её можно читать и как захватывающий роман о драме великих идей и судеб, и как учебник по БТР. Освоивший книгу не только многое узнает об устройстве нашего мира, Вселенной, но сможет и сам делать важные выводы или даже открытия, решая проблемные вопросы физики и астрономии, над которыми учёные, не знавшие или не признающие БТР, бьются до настоящего времени. В книге читатель найдёт и много необычного, по-новому взглянет на явления природы.

Теорию относительности и квантовую механику критиковали многие. Но критика эта долгое время носила сумбурный характер: авторы разных концепций не помогали, а скорее мешали друг другу. Хочется надеяться, что БТР, ввиду своей универсальности, позволит объединить их усилия на общей классической основе, внесёт порядок и ясность в царящую здесь пестроту теорий, хаос идей, направит усилия авторов по одному руслу. БТР может послужить своего рода электрошоком для дефибрилляции сердца науки, запустив его заново, устранив беспорядочное сокращение мышц теорий и школ, заставив их работать согласованно, в такт. Подобный метод синхронизации мод колебаний есть и в физике лазеров, где беспорядочно мечущиеся гармоники благодаря согласующему механизму попадают в фазу, выдавая мощный лазерный импульс. Такой же мощный синхронизующий и гармонизующий импульс развития может придать БТР науке.

Книга состоит из пяти частей.

Часть 1 раскрывает основы Баллистической Теории Ритца, суть его электродинамики и оптики.

Часть 2 показывает эффективность применения баллистического принципа и БТР в космосе.

Часть 3 посвящена идеям Ритца о строении микромира, атома, электрона и других частиц.

Часть 4 излагает воззрения Ритца на теорию излучения с приложением его идей к физике твёрдого тела, химии и термодинамике.

Часть 5 открывает перспективы и возможные пути, векторы развития БТР, её практические приложения.

Если первая пара (Часть 1-Часть 2) посвящена критике теории относительности с изложением альтернативной ей концепции Ритца, то вторая пара (Часть 3-Часть 4) критикует квантовую теорию, опять же предлагая альтернативу: ритцеву теорию атома и электрона. Часть 5 даёт квинтэссенцию первых четырёх, помогая объединить и осмыслить их в едином ключе, осознать и применить данную в них информацию, знакомит с методами научного поиска и его спецификой. Во многом эти разделы независимы, и книгу можно читать с любого места, но для полного уяснения концепции Ритца лучше изучать их последовательно.

Приводимые в книге расчёты предельно упрощены, сжаты и не выходят за рамки вузовского курса физики и математики. Все вычисления и формулы книги даны в международной системе единиц СИ. Дело в том, что использование во многих курсах физики системы СГС вносит много путаницы и маскирует пороки электродинамики Максвелла. Векторные величины там, где это существенно, выделены жирным шрифтом. Зачастую вместо знака корня мы будем пользоваться возведением в дробную степень. Так, вместо корня квадратного из a будем писать a1/2, вместо кубического корня — a1/3. Также полезно помнить часто используемое в теории Ритца разложение в степенной ряд функции (1±x)m=1± mx+ m(m-1)x^2/2!± m(m-1)(m-2)x^3/3!+ …, где 2!=1·2; 3!= 1·2·3; 4!= 1·2·3·4, и т. д.

Хочу выразить признательность всем коллегам по защите БТР, особенно В.И. Секерину за его книгу, изданную в 1988 г. и ставшую первой ласточкой весны БТР; профессору В.В. Чешеву за его поддержку, переводы статей Ритца, Фрейндлиха и присланные копии книги Ритца; С.П. Масликову за его заразительный энтузиазм, смелые мысли и сравнения. Велика заслуга и Р.С. Фритциуса как издателя труда Ритца на английском (в том числе на сайте www.ebicom.net) и популяризатора, развившего и активно защищавшего идеи Ритца в США. Благодарю также К.А. Хайдарова, А.В. Бялко и профессоров Радиофизического факультета Нижегородского Госуниверситета им. Н.И. Лобачевского: Н.С. Степанова, М.И. Бакунова, В.Б. Гильденбурга, за обсуждение БТР и конструктивную критику. Большую помощь оказали родные, особенно отец, А.Г. Семиков, предложивший массу идей и фактов полезных в плане научного осмысления символики, наследия предков, русских сказок и, главное, Громового храма — генерального сакрального объекта древних русов, ключа к пониманию многих аспектов мироздания. Огромное спасибо маме, М.В. Семиковой, за её постоянную поддержку и помощь в организационных вопросах, сестре Марии — за помощь в переводе статей и историческое расследование во время поездки в 2009 г. в Гёттинген, где жил, работал и умер Ритц. Отдельную благодарность хочется выразить журналу "Инженер" и его сотрудникам, особенно главному редактору К.М. Емельяновой, за поддержку и быструю публикацию статей [112–121], лёгших в основу данной книги. Наконец, спасибо всем тем, кто стоял на пути БТР и всячески препятствовал исследованиям в этом направлении и продвижению БТР. Лишь они в полной мере позволили понять важность данной темы, осознать существующий негласный запрет на неё, подогревая интерес к ней и подстёгивая работу.

С особой теплотой хочется отметить оперативную, качественную работу директора и сотрудников типографии "Пресс-Контур" С.В. Кравченко, Н.В. Воронцова и В. Кузнецова, которые подготовили исходный оригинал-макет и подарили жизнь первому изданию книги в рекордно короткие сроки, благодаря чему она вышла точно к столетнему юбилею памяти Ритца, 7 июля 2009 г.

Предлагаемое вниманию читателя второе издание книги отличается от первого рядом дополнений и уточнений. В книге исправлены ошибки и опечатки, добавлены и доработаны рисунки, расширены некоторые параграфы. Четыре базовых части книги снабжены перечнями основных идей, подводящих краткий итог содержанию каждой части. Список приложений дополнен двумя новыми таблицами опытов по проверке БТР, а также именным и предметным указателем, для удобства работы с книгой. Кроме того, второе издание снабжено аннотацией и авторским комментарием на английском языке (подготовленными благодаря сестре), что делает содержание книги открытым для всего мира.

Данная книга не является собственностью одного человека или издательства: она и приводимые в ней идеи принадлежат всему Человечеству. Это продукт мысли многих людей, хотя основополагающий вклад Ритца, конечно, наиболее значим. Поэтому автор не стал регистрировать авторские права, ограничивающие распространение информации, и готов всячески содействовать скорейшему изданию книги любыми издательствами. Использование фрагментов, со ссылкой на первоисточник, приветствуется. Бесплатно скачать книгу в электронном виде для некоммерческого использования можно на сайте www.Ritz-BTR.narod.ru. В этом случае рекомендуем её распечатать и читать в твёрдой копии, что по наблюдениям психологов способствует лучшему усвоению информации, позволит делать пометки и быстро находить нужное. Хочется надеяться, что книга станет Вам добрым другом и наставником на долгие годы. Издание книги стоило большого труда и было выполнено на средства автора при участии родных и близких, которым безмерно признателен за их терпение, понимание и поддержку.

Итак, открываем БТР — и в добрый путь!

С. Семиков

ВВЕДЕНИЕ

Наш единственный шанс всё исправить — это вернуться в прошлое, в ту минуту, когда всё это произошло, и возникла эта ужасная альтернативная реальность.

Из фильма "Назад в будущее"

Каждый, кто приобщается к безумным (по выражению самих создателей) идеям теории относительности и квантовой физики, ощущает то же смятение ума, какое постигло в XIII веке Альфонса Мудрого от знакомства с запутанной геоцентрической системой мира Аристотеля-Птолемея. Бесчисленные эпициклы, громоздкие математические расчёты заставили монарха воскликнуть: "Если бы Творец, создавая мир, спросил у меня совета, я бы подсказал ему, как устроить Вселенную попроще". Через триста лет после Альфонса Коперник показал, что мир и впрямь устроен просто.

Подобным образом и сейчас немало людей, которые испытывают замешательство или даже отвращение при изучении современной неклассической физики, эйнштейновской кванторелятивистской модели мироздания, столь же путанной, туманной и противоестественной, как и аристотелева.

Думается, такое подсознательное отвращение к громоздким и запутанным теориям — характерный индикатор их ложности. Ведь и спустя век после создания неклассической физики, когда, казалось бы, уже должна пройти пора сомнений, — многие её критикуют или просто не приемлют и не понимают. В теорию относительности и квантовую механику верят (иного слова не подберёшь) лишь специалисты (причём не все), и не потому, что для них всё стало ясно и убедительно, а потому, что они притерпелись, привыкли к странностям теорий и сдались, дабы не усложнять себе жизнь. Об этом говорят и сами учёные: "Квантовую механику невозможно понять, к ней можно только привыкнуть".

Столь продолжительное неприятие теории относительности и квантовой механики наводит на мысль, что они могут быть так же ошибочны, как геоцентрическая система Птолемея, ставившая в центр мира Землю. Система мира Птолемея просуществовала тысячелетия, но разом рухнула с приходом гелиоцентрической системы Коперника, по заветам предков отдавшего центральное место Солнцу. К этой аналогии с величайшей научной революцией, начатой 500 лет назад, вернёмся не раз, ввиду сходства ситуаций. Подобно системе Птолемея, теория относительности и квантовая механика применялись долгое время, не вызывая сомнений у учёных-"богословов", благосостояние которых напрямую зависело от умения продавать и расхваливать свой сомнительный научный "товар". И как геоцентрическая система держалась на авторитете Аристотеля и Птолемея, так и современная абстрактная физика зиждется на авторитете Эйнштейна и Бора. Возможно, вслед за махинами теорий Птолемея и Аристотеля, в ближайшие годы рухнут и уродливые башни теории относительности и квантовой механики, нагромождённые торговцами от науки. Но для этого должна появиться новая, наглядная и отвечающая природе теория, которая произведёт революцию в науке, перевернув все наши представления о мире.

Очень возможно, что этой теорией станет Баллистическая Теория Ритца (БТР), построенная в 1908 году, памятном также Тунгусским болидом. За сто лет, прошедших с момента создания баллистической теории, накопилась масса данных, необъяснимых с позиций современной физики, но вполне понятных с позиций БТР. Это и результаты лабораторных экспериментов, и загадочные космические феномены. Все они по крупице вносят вклад в копилку теории Ритца. А потому в ближайшие годы можно ожидать, что масса противоречий неклассической науки превысит критическую, и грянет мощный информационный взрыв, который сметёт абстрактную теоретическую физику XX века. Тогда на смену тёмному веку аристотелевой схоластики и мистицизма придёт, наконец, эпоха расцвета, научного возрождения, возврата к классике, к науке предков. И новое стремительное развитие позволит поднять науку на невиданный уровень.

Именно новизной, открывающимися горизонтами, а не одним объяснением уже известных фактов с релятивистскими и квантовыми эффектами, интересна теория Ритца. Чтобы усвоить её суть, нам придётся перенестись в прошлое на век назад, к началу XX века, к той точке перепутья, где в споре между БТР и СТО возникла эта альтернативная реальность и развитие науки пошло по ложному пути теории относительности и квантовой механики, вместо пути БТР. Только вернувшись назад во времени — к месту развилки, можно понять причины выбора абсурдного пути, с тем чтобы выйти из тупика, в который завёл науку морок кванторелятивизма, и исправить историческую несправедливость. Затем, применяя этот ретроспективный взгляд, пересмотрим с позиций БТР все последующие события и открытия.

Часть 1

РИТЦ И ЕГО БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ

Прежде всего, от вещей всевозможных, какие мы видим,

Необходимо должны истекать и лететь, рассыпаясь,

Тéльца, которые бьют по глазам, вызывая в них зренье…

Тонкой подобно плеве, от поверхности тел отделяясь,

В воздухе реют они, летая во всех направленьях…

В точном порядке, всегда сохраняя их облик и форму…

Солнечный свет, как и жар, относятся к этим предметам,

Так как они состоят из мелких начальных частичек …

И, наконец, потому, что их редкая ткань при полёте

Без затрудненья пройти сквозь любые способна преграды…

Так ото всяких вещей непрестанным потоком струятся

Всякие вещи, везде растекаясь, по всем направленьям;

Без остановки идёт и без отдыха это теченье.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Характеризуя состояние современной физики и историю её развития, часто приводят следующее известное стихотворение А. Поупа (1688–1744) и Дж. Сквайра (1884–1958):

Был мир земной кромешной тьмой окутан.

Да будет свет! И вот явился Ньютон!

Но Сатана недолго ждал реванша:

Пришёл Эйнштейн, и стало всё как раньше.

Первые две строчки принадлежат перу Александра Поупа, написавшего эпитафию на смерть Ньютона. Именно Ньютон в своих "Началах" построил почти с нуля новую, неаристотелеву физику. Он же пролил свет на явления оптики и выдвинул корпускулярную гипотезу о том, что свет распространяется в виде потока частиц-корпускул, источаемых светящимися телами. Также Ньютон пытался совместить эту теорию истечения света с волновой природой света.

Баллистическая теория, как отмечает Ритц, во многом является развитием идей Ньютона, в свою очередь восходящих к ещё более древним идеям первых атомистов — Левкиппа, Демокрита, Эпикура и Лукреция. Эти учёные античности открыли не только атомную структуру материи, но и построили атомистическую теорию света, удивительно схожую с баллистической.

Вот уже век как существуют теория относительности Эйнштейна и электродинамика Максвелла, замутившие наши представления о мире, вернувшие науку к тёмной аристотелевой физике и пришедшие на смену наглядным моделям Ньютона, что метко охарактеризовано Джоном Сквайром, дополнившим стих Поупа спустя два века. Эти теории, построенные во многом умозрительно, без достаточных опытных оснований, до недавнего времени казались незыблемыми. Ритц был первым, кто в своё время осмелился подвергнуть эти догмы сомнению. Он видел, что причина кризиса, разразившегося в физике начала XX в. состояла не в классической механике, а в электродинамике Максвелла, естественным следствием которой, по словам Эйнштейна, и была теория относительности. Поэтому СТО сравнительно легко приняли, в отличие от БТР. И только один Ритц бросил открытый вызов всей современной физике и совершил научный подвиг, создав баллистическую теорию. Из-за своих крамольных идей Ритц не находил поддержки в научном сообществе и вскоре погиб. После его смерти никто не осмелился поднять упавшее знамя БТР, — теории, переехавшей дорогу электродинамике Максвелла, но давшей всем явлениям оптики и электродинамики простое, наглядное объяснение в духе классической механики Ньютона. О судьбе и забытых идеях Ритца, этого смелого мыслителя, учёного-универсала, человека удивительных духовных качеств [50], славного своими открытиями не только в области электродинамики, спектроскопии, атомной физики, сопромата, теории волн, но и в математике, экспериментальной спектроскопии ИК-диапазона, мы и расскажем. Именно теория Ритца, думается, прольёт снова свет на многие вопросы физики Вселенной, восстановив в ней порядок. Тогда, быть может, имя Ритца завершит складываемое из века в век межвременное стихотворение.

§ 1.1 Вальтер Ритц, его жизнь и гибель

Способствуя знакомству с научными работами редкой красоты, мы стремимся не только привлечь ещё раз внимание физиков и математиков к труду самого изысканного ума, но и убеждены, что, облегчая распространение новых и смелых идей, благоприятствуем прогрессу Науки.

Из предисловия к посмертному собранию трудов Вальтера Ритца [9]

Рис. 1. Вальтер Ритц (1878–1909).

Как отмечено исследователями, биографические сведения о Ритце (Рис. 1), несмотря на его весомый вклад в науку, крайне скудны. Их приходится по крохам собирать из разных источников. Личность Ритца и его теория словно окружены заговором молчания. Даже среди интересующихся историей науки, редко встретишь людей, знакомых с биографией Вальтера Ритца, а тем более с его работами. Вот те скупые сведения, что приводятся в биографическом справочнике Храмова [156]:

"РИТЦ Вальтер (22.II 1878 — 7.VII 1909) — швейцарский физик-теоретик и математик. Родился в Сьоне. Окончил Цюрихский ун-т (1900). Работал в Гёттингене, Бонне, Париже, Цюрихе, Тюбингене.

Работы по физике посвящены спектроскопии, теории теплового излучения, электродинамике. В 1908 открыл закон, согласно которому волновое число любой спектральной линии равно разности двух термов из множества термов, присущих данному элементу.

Формулу, описывающую любую спектральную линию элемента, дал в 1890 И. Ридберг. Отсюда и название «принцип Ридберга — Ритца», или «комбинационный принцип Ридберга — Ритца». В математике известен «метод Ритца» — метод решения вариационных задач (1908)."

Даже в Большой Советской Энциклопедии, куда внесены все мало-мальски значащие учёные, инженеры и т. п., нельзя найти статьи о Ритце. Есть лишь краткое упоминание о Ритца-Галёркина методе (напомним, Ритц был и прекрасным математиком). Столь упорное нежелание говорить о Ритце кажется тем более странным, что именно ему принадлежит открытие важнейшего закона атомной физики и спектроскопии — комбинационного принципа, а также его математические работы: разработанный им вариационный метод решения краевых задач (метод Ритца) широко используется до сих пор. Не зря Г. Лоренц, А. Пуанкаре, Д. Гильберт, Г. Минковский, А. Клейнер, высоко оценивали "исключительный талант Ритца, граничащий с гением" [6, 50]. Но гораздо больше работ и удивительных научных предсказаний Ритца попросту забыты. В некоторой мере данная книга восполняет этот пробел и восстанавливает историческую справедливость в признании заслуг Ритца.

Пожалуй, первый шаг в этом направлении был предпринят в 1995 г. выдающимся белорусским учёным — академиком М.А. Ельяшевичем (автором известной монографии об атомных спектрах) и его коллегами, Л.М. Томильчиком и Н.Г. Кембровской. В статье "Вальтер Ритц как физик-теоретик и его исследования по теории атомных спектров" [50] эти авторы раскрыли истинный смысл работ Ритца и подробности его драматичной биографии.

Ритц родился в 1878 г. в швейцарском городе Сьоне (немецкое название — Зиттен, Sitten), в семье известного художника-пейзажиста Рафаэля Ритца. Видимо, это вкупе с семейными традициями (у Ритца были родственники-инженеры) предопределило избрание им стези инженера и наглядный, модельно-геометрический, инженерный стиль его научных работ, как выразился Пуанкаре. В 1897 г. Ритц поступает в цюрихский политех (Федеральная политехническая школа) и попадает в одну группу с А. Эйнштейном [50, 107]. И здесь кроется первая загадка…

В многочисленных биографиях Эйнштейна, которых написаны десятки, ни слова не сказано об учившемся с ним Ритце, хотя многократно упомянуты другие из числа восьми его согруппников. Лишь в книгу К. Зелига [58, с. 123] случайно затесалась сказанная совсем по другому поводу фраза Г. Минковского (профессора математики цюрихского политеха): «… В своё время Луи Коллрос казался мне, да, пожалуй, и другим коллегам, самым одарённым в области математики из всех студентов своего курса, а это немало значит. Ибо именно этот немногочисленный курс факультета VI-A дал видных исследователей: Альберта Эйнштейна, Вальтера Ритца и Марселя Гроссмана». Ритц с Эйнштейном не только учились вместе, но и спорили в печатных изданиях, а также написали в соавторстве одну статью. И всё же биографы Эйнштейна о Ритце упорно умалчивают.

Завершив учёбу в Цюрихе в 1901 г., Ритц переезжает учиться в Гёттинген. В 1902 г. он с отличием заканчивает Гёттингенский университет и отправляется на стажировку для работы в лабораториях Гёттингена, Бонна, Парижа, Цюриха, Тюбингена. Там Ритц учится у таких известных физиков и математиков как В. Фойгт, Э. Рикке, М. Абрагам, Т. Де Кудре, Ф. Клейн, Д. Гильберт, Г. Минковский, обсуждает животрепещущие научные проблемы с Г. Кайзером, К. Рунге, П. Вейссом, М. Борном, А. Пуанкаре. В своих образовательных и стажировочных поездках Ритц вместе с П. Эренфестом посетил в Лейдене и Г.А. Лоренца, прослушав курс его лекций. Работал Ритц в институте Кайзера в Бонне (1903), в лаборатории Э. Коттона в Париже (1903–1904). В это время Ритц начинает публиковать статьи по спектроскопии, пытаясь параллельно построить модель атома. Но в это время внезапно обостряется его болезнь, природа которой весьма загадочна. Одни утверждают, что это была пневмония, другие — туберкулёз, третьи — плеврит, четвёртые — рак лёгких. Примерно на три года Ритц вынужден прервать работу, дабы поправить своё здоровье. В 1907 г. Ритц возвращается в строй, словно чувствуя, как мало ему отпущено времени для завершения и издания своих работ, и начинает лихорадочно работать у Ф. Пашена в Тюбингене. А весной 1908 г. Ритц переезжает жить и работать в Гёттинген, где вступает в должность профессора всемирно известного Гёттингенского Университета, где прежде сам учился.

Именно в 1908 г. выходят в свет многочисленные работы учёного, лёгшие в основу его баллистической теории и магнитной модели атома, раскрывающей природу атомных спектров. Эти фундаментальные работы, выполненные в 1908–1909 гг., были лебединой песней Ритца, поскольку сразу после этого, в 1909-ом учёный трагически умирает в возрасте 31-го года. Ритц скончался в гёттингенском госпитале от кровоизлияния. Проживи Вальтер Ритц хотя бы ещё лет пять, мы бы, возможно, уже познали природу гравитации, освоили галактические просторы, летая со сверхсветовыми скоростями и черпая энергию из самых недр материи. Значение своих незавершённых работ понимал и сам Ритц, не зря в день своей смерти он, лёжа в больнице, произнёс такие слова: “Хорошо ухаживайте за мной, сестра, — так необходимо, чтобы я прожил ещё несколько лет для Науки” [50]. Но злой рок безвременно оборвал нить жизни этого замечательного учёного, и 7 июля 1909 г. его не стало…

А на следующее утро, 8 июля 1909 г., взошла счастливая звезда другого, тогда почти никому не известного швейцарского учёного — скромного служащего патентного бюро Альберта Эйнштейна. Именно в этот день, когда само небо ещё оплакивало смерть Ритца, и даже праздничное шествие в честь 350-летия Женевского университета напоминало похороны, были официально признаны научные заслуги Эйнштейна [58, с. 92]. Сразу после этого, осенью 1909 г., он оставит патентное бюро и придёт в официальную науку, а теория относительности начнёт своё победное шествие по миру, не останавливающееся вот уже сто лет.

Никто точно не может указать природу болезни Ритца и то, как он заболел. Некоторые связывают его болезнь с несчастным случаем в горах Монпелье [6] (подобный случай в горах Швейцарии имел тогда же место и с Эйнштейном [58, с. 15]). Другие полагают, что Ритца отравили, списав на болезнь его смерть. Возможно, Ритц и умирал, но ему, вероятно, помогли умереть, свидетельством чему могут служить обвинительные высказывания его друга Л. Нельсона [6]. Несомненно, были люди, которым Ритц и его только-только народившаяся теория были крайне неудобны. Он и сам не раз об этом упоминал, отмечая, что многие называют его баллистическую теорию чудовищной, поскольку она представляет серьёзную угрозу для теории Максвелла и вышедшей в 1905 г. теории относительности [6]. Ведь всё, что казалось таким сложным и странным, Ритц естественно и непринуждённо объяснял с классических позиций. Недаром Эренфест писал: "Его смерть вызвала у меня прежде всего такое чувство, как всё же, значит, всё просто, как полностью всё решается" [50]. И точно, здесь сработало простое правило "Нет человека — нет проблемы", ибо со смертью Ритца его теория, несмотря на все её достоинства и грандиозные перспективы, была отвергнута и забыта.

В отношении жизни и смерти Ритца остаётся ещё много странного, загадочного и имеется достаточно простора для догадок, что вызвано в том числе дефицитом биографических сведений о нём. Быть может, однажды какой-нибудь Шерлок Холмс (тот часто поминал случай отравления в Монпелье), разрешит все эти загадки и раскроет, почему Ритц так внезапно и странно умер, почему о нём так поспешно забыли, скрыв факт его учёбы и общения с Эйнштейном. Возможно, ключом к этой загадке служит самоубийство П. Эренфеста, много беседовавшего с Ритцем и часто сопровождавшего его в поездках (так, Эренфест выступил в защиту теории Ритца после его смерти [171]). Эйнштейн намекал, что причина самоубийства Эренфеста — в конфликте совести с научными интересами, конфликте старых и новых теорий [73, с. 281]. Учитывая это и то, что Эренфест был ближайшим другом и соратником Эйнштейна и А.Ф. Иоффе, посетившего Ритца непосредственно перед смертью [50], можно предположить, что повторилась ситуация "Моцарта и Сальери". Свидетельством тому можно было бы счесть и переход к Эйнштейну профессорского места Ритца в ходе его болезни и кончины [6, 161], а также намёк Эйнштейна родным и близким в феврале-апреле 1909 г., что скоро кое-что должно случиться, и тогда осенью этого года профессура ему обеспечена [58, с. 90], что действительно сбылось. Наконец, загадочна тесная дружба Эйнштейна с фармакологами, судмедэкспертами, специалистами по уголовному праву и его нежелание питаться вне дома [58].

Внезапная смерть Ритца не позволила ему вполне развить и обосновать свою научную концепцию. Поэтому многие разделы данной книги представляют собой не столько идеи самого Ритца, сколько их развитие и популярное изложение, выполненное автором. Ритц, конечно, не мог рассуждать о ядерной физике, строении элементарных частиц, о красном смещении, реликтовом излучении, квазарах, сверхновых и других загадках космоса — в его время все эти явления были не известны или не изучены. Однако Ритц всегда работал на переднем крае науки, незамедлительно воспринимал и встраивал в свою концепцию самые новые научные факты и результаты экспериментов. Поэтому, несмотря на то, что Ритц жил и творил век назад и при том крайне недолго, с 1902 по 1909 (с трёхлетним перерывом из-за болезни [50]), он успел заложить крепкий фундамент, остов Баллистической теории и задал чёткий вектор развития физики, вложив в БТР много больше, чем мог предположить. Так что авторство приводимых в книге идей вполне можно приписать и Ритцу. Думается, примерно так бы он рассуждал, останься жить и обладай всеми познаниями, принесёнными последующим вековым развитием науки. Жизнь Ритца была вспышкой сверхновой, в короткий миг излучившей небывалую мощность, гору света, лишь спустя век в полной мере дошедшего до нас. Это был сверхъяркий светоч знаний, который, светя другим, сгорел сам. Ощущая близость смерти и зная, что не сможет воспользоваться результатами своих трудов и добиться признания, Ритц всё же потратил остаток сил и времени не на отдых, лечение и безмятежное наслаждение последними днями жизни, а на то, чтобы донести до человечества то великое, что он успел познать. Вот почему, несмотря на его плохое самочувствие, именно на последние 1908–1909 гг. жизни пришёлся ярко выраженный пик научной активности Ритца [50]. Он видел негативную тенденцию развития физики, знал, что ещё можно многое исправить, и, боясь опоздать, выложился полностью, окончательно подорвав своё здоровье и оплатив своей жизнью издание новых светоносных идей [6]. Так Ритц почти повторил путь Коперника, умершего сразу по издании своей революционной книги.

Рис. 2. Три великих бойца-революционера.

Борясь до последнего вздоха, Ритц всегда находил третий, нестандартный и простой путь. Такова его баллистическая теория и магнитная модель атома. Большинство же физиков, встав перед дилеммой выбора между теорией относительности и теорией эфира, или между квантовой и планетарной моделью атома, предпочло без боя сдать классическую физику, не заметив, что она допускает и другие варианты развития и выходы из тупика, в том числе предложенные Ритцем. Теория Ритца остаётся во многом ещё незавершённой: истинный боец и мученик науки Ритц безвременно погиб в 31 год, сражаясь за идею и едва начав публиковать свои революционные труды. Идеи Ритца, этого рыцаря науки, остались непризнанными и забытыми на протяжении века. Однако "учёные", навязавшие нам средневековый мистицизм теории относительности и квантовой механики, забыли, что убить можно человека, но не идею. Так, когда силы тьмы погубили других подобных Ритцу, истинных бойцов-революционеров — Джордано Бруно и Че Гевару (Рис. 2), — их идеи не только остались жить, но и победили.

§ 1.2 Основы Баллистической Теории Ритца

Была огромная потребность в промежуточном звене, которое было придумано, дабы объяснить причину равенства действия и противодействия. Я указал во введении, что лучистая энергия, рождающаяся и излучаемая со скоростью света, составляла бы сама по себе такое промежуточное звено. Таким образом, мы возвращаемся к эмиссионной теории в её новой форме и к использованию примера Пуанкаре, состоящего в том, что отдача артиллерийского орудия и сила, воспринимаемая телом, испускающим в некотором направлении волну лучистой энергии, абсолютно аналогичны.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Если о Вальтере Ритце известно немногим, то о его баллистической теории обычно знают ещё меньше. Поэтому вкратце расскажем, что такое Баллистическая Теория Ритца (БТР). После этого перейдём к подробному анализу её выводов.

Итак, Баллистическая Теория Ритца — это универсальная классическая теория, дающая на основе единых наглядных механических представлений непротиворечивое описание явлений микромира и Космоса, света и атомов, электромагнетизма и гравитации, природы массы, материи и времени. Эта теория составляет альтернативу и серьёзную оппозицию теории относительности и квантовой механике. Вальтер Ритц был не только тем, кто заложил фундамент теории, причём фундамент прочный, простоявший все сто лет, несмотря на происки противников БТР, но и возвёл основную часть здания теории, установил её главные принципы. Лишь скорая гибель не позволила Ритцу достроить теорию: защитить здание крышей, отделать и сдать в эксплуатацию, иными словами, воплотить теорию в жизнь.

Суть теории состоит в том, что все взаимодействия и явления природы — свет, электричество, магнетизм, гравитация сводятся, в конечном счёте, к чисто механическому движению, столкновению, слиянию и распаду частиц в пустом пространстве, не обладающем свойствами и никак не влияющем на происходящее. Таким образом, БТР — это теория, продолжающая программу, начатую ещё Левкиппом и Демокритом в форме атомистической теории, развитой Ньютоном, Ломоносовым и победившей в конце XIX века.

В дальнейшем, однако, учёные стали всё дальше отходить от этих доказавших свою эффективность и естественность атомистических представлений. Учёные, как во времена Аристотеля, снова стали наделять пространство свойствами. Сначала в электродинамике и специальной теории относительности (СТО), где пространство отождествили с электромагнитным полем, в предположении, что именно изменение состояния пространства зарядами рождает электромагнитные воздействия и волны. Затем в теории гравитации, в общей теории относительности, где видимые проявления тяготения объясняли изменением свойств, кривизны пространства под действием масс. А теперь последователи энергетизма (извечные противники атомизма § 5.14) уже не страшатся и сами частицы считать всего лишь видимым проявлением неких свойств пространства — его энергетических возбуждений и колебаний. Но, как ясно любому здравомыслящему человеку, всё это — от лукавого. Примечательно, что основы всех этих трёх геометродинамических теорий заложил Эйнштейн в своей специальной и общей теории относительности и незаконченной им единой теории поля [146].

Суть же БТР состоит в том, чтобы отказать пространству во всех надуманных физических свойствах, признав лишь одно, естественное, — быть вместилищем для частиц. Смысл имеет лишь абсолютное, ни от чего не зависящее и ни на что не влияющее трёхмерное евклидово пространство, обладающее лишь этими неизменными геометрическими свойствами. В самом деле, ну какие физические свойства могут быть у абсолютной пустоты? Ньютон, к примеру, сравнивал введённое им абсолютное пространство с пустой театральной сценой — это лишь место действия, никак не влияющее на развёртывающиеся там события. Тем самым БТР возвращает нас к прежним наглядным механистическим и атомистическим представлениям. Что же касается наделения пространства физическими свойствами, то это столь же безграмотно, как придание собственных свойств осям и системе координат, словно именно они порождают все те кривые, линии, геометрические объекты, которые в ней строят. Основная проблема современной абстрактной физики состоит как раз в наделении чисто математических объектов, таких как пространство и поле, физическими свойствами.

Основные положения БТР следующие:

1) Электрические, магнитные и гравитационные воздействия имеют механическую природу и переносятся частицами, источаемыми элементарными зарядами со скоростью света c, отчего классически трактуются все электромагнитные и релятивистские эффекты;

2) Свет представляет собой поток этих однотипных невзаимодействующих частиц, периодично распределённых в пространстве и разлетающихся от источника прямолинейно со скоростью света. Движение этих частиц подчиняется законам классической механики, включая закон сложения скорости частиц (и несомого ими света) со скоростью их источника;

3) Элементарные частицы и атомы имеют сложную кристаллическую структуру, будучи образованы из периодично расположенных однотипных частиц (электронов — носителей элементарного заряда, магнитного момента и массы). За счёт этого все законы микромира, квантовые законы и спектры излучения объясняются естественным образом, в рамках классической механики и электродинамики.

Вот те три кита, которые лежат в основе баллистической теории Ритца, включающей в себя также магнитную модель атома Ритца. Эти положения в разных формулировках можно встретить в работах Ритца по электродинамике и теории атомных спектров, опубликованных ещё век назад. Из трёх исходных положений и вытекают все замечательные следствия БТР. Все эти положения в той или иной формулировке можно встретить в работах Ритца по электродинамике и теории атомных спектров, опубликованных ещё век назад.

Рис. 3. Турельный (во вращающейся башенке) пулемёт изображает источник света, расстреливающий по всем направлениям со скоростью света c световые частицы.

Итак, суть БТР проста и сводится к тому, что она распространяет принципы механики (причём механики ньютоновской, без парадоксальных следствий СТО, вроде изменения масштаба времён, расстояний и масс) на область оптических, электрических, атомных и любых других явлений. Свет в БТР представляется в виде потока испускаемых светящимися телами частиц. Источник света, подобно турельному пулемёту, во всех направлениях выстреливает эти частицы с постоянной скоростью, равной скорости света c (Рис. 3). Если источник света движется (пулемёт палит из броневика, катящего по дороге), то скорость частиц-пуль геометрически слагается со скоростью источника (броневика) по классическому закону сложения скоростей (Рис. 4). Из сравнения света со снарядами, выстреливаемыми подвижным орудием, и родилось название «баллистическая теория». Недаром в БТР источники света издавна сравнивают с осколочной бомбой (П. Эренфест), арторудием (В. Ритц, А. Пуанкаре), пулемётом (Дж. Фокс, С. Масликов) или автоматом.

Рис. 4. Пулемётная стрельба из катящегося броневика моделирует распространение частиц света от движущегося источника, скорость v которого слагается со скоростью c "выстреливания" частиц-пуль.

Как отмечал сам Ритц, его теория — это отчасти возврат к корпускулярной теории истечения света, предложенной ещё в XVII в. Ньютоном и за 2 тысячелетия до него — Демокритом, Эпикуром и Лукрецием (Часть 1, эпиграф). Напомним, Ньютон представлял свет в виде потока частиц, источаемых светящимися телами [89]. Поэтому и теорию Ритца порой называют не "баллистической", а "теорией истечения", да и сам он называл её "эмиссионной". Но, как покажем ниже, светоносные частицы Ритца в корне отличаются от ньютоновских световых корпускул и аналогичных им квантов света, фотонов Эйнштейна, и ближе именно к частицам Демокрита и Эпикура. Согласно Ритцу, эти частицы представляют собой переносчики не просто света, а вообще электромагнитного воздействия, частным проявлением которого будет и свет. Благодаря этому, баллистическая теория гармонично, без парадоксов, сочетает в себе оптику и электродинамику и объясняет волновые свойства света — интерференцию и дифракцию.

Помимо электродинамики, баллистическая теория затрагивает космологию, строение атома и элементарных частиц, по сути, перестраивая всю нынешнюю физику и астрофизику. Многие учёные критикуют попытки глобальной перестройки науки и осмеивают энтузиастов, замахивающихся сразу на всё здание физики, поскольку считают ложность сразу всей физической картины мира слишком уж маловероятной и полагают, что физика должна развиваться лишь по пути постепенной перестройки и обобщения законов. Однако, если ошибочны положения, лежащие в фундаменте современной парадигмы, это неизбежно должно повлечь за собой пересмотр всей физики. Ведь в науке одно цепляется за другое, и при непрочности одного звена рвётся вся цепь. Поэтому, если извлечь всего один кирпич из фундамента кванторелятивистской физики, — обрушится всё её здание, на поверку оказывающееся карточным домиком.

Теория относительности и квантовая механика заразили вирусом иррационализма всю ткань науки. И, подобно тому, как при глубоком заражении вирусами приходится переустанавливать операционную систему компьютера, так же необходим и коренной революционный пересмотр всей науки, — слишком запущенный здесь случай. Неизбежность подобных коренных, революционных изменений научной картины мира обосновал известный американский историк науки Т. Кун. Он показал, что нередко старая парадигма целиком отбрасывается с приходом новой, более совершенной научной концепции, практически ничего не сохраняя от неё, поскольку все факты переосмысливаются практически с нуля.

Рассчитывать на безусловную справедливость современной картины мира вряд ли стоит. Представим себе учёного из XVII века, заброшенного в Древнюю Грецию или средневековье. Много бы он принял от прежней наивной, но общепринятой аристотелевой картины мира? Так же и учёному XX века, попавшему в XVII век, пришлось бы перекроить всю науку до основания. Наконец, учёный, заброшенный из отдалённого будущего, вряд ли сохранил бы хоть что-то от фундаментальной физики и космологии XX в., но коренным образом перестроил бы их в согласии с лучше развитой и проверенной наукой будущего. Примером такой революции в науке, коренного пересмотра модели мира может служить смена геоцентрической системы мира Птолемея, считавшего центром мира Землю, гелиоцентрической системой Коперника (недаром книга Коперника носила революционное название "De revolutionibus" — "Об обращениях"). Изменения представлений о космосе потребовали отказа и от прежних законов механики Аристотеля, и от всей аристотелевой физики. Так же и теория Ритца ведёт к отказу от механики Эйнштейна, законов Бора и Гейзенберга, электродинамики Максвелла и пересмотру всей астрономии и космологии. Разматывая с помощью теории Ритца запутанный клубок фактов и противоречий, придётся пересмотреть и многие разделы физики, а также открыть немало нового.

Учёные, исповедующие общепринятые научные верования, всеми силами сопротивляются таким революциям, низводящими все их знания и навыки до уровня безграмотности и абсурда. По этому поводу К.Э. Циолковский, которого часто будем цитировать, писал: "Возьмём пример, новое правописание. Каждый считал себя образованным и грамотным, а прочих, простых людей — малограмотными. Нововведение сделало обратное. Разве это не обидно, особенно инертным людям и старикам! Опровержение какого-нибудь ложного открытия ещё тягостнее. Положим, опыт отверг гипотезу относительности (Эйнштейн). Сколько трудов было употреблено учёными для её усвоения, сколько студентов ломало над ней голову — и вдруг это оказалось вздором. И унизительно и как будто клад потеряли. Сколько было гордости перед другими, не знакомыми с учением, — и всё рухнуло… Постоянно отвергаются старые гипотезы, и совершенствуется наука. И всегда этому более всего препятствуют учёные, потому что они от этой переделки больше всего терпят и страдают" [159, с. 80].

Интересно, что в СССР, стране, где грянула Великая Октябрьская революция (как раз приведшая к реформе правописания), где научные революции должны бы превозноситься, а нематериалистические концепции, вроде теории относительности с квантовой механикой, — отвергаться, именно эти две теории возводились в ранг догмы, а любые попытки их пересмотра и объективной критики всячески пресекались. Было даже принято специальное постановление, запрещавшее критику теории относительности и квантовой механики в печати. При этом мнение как неспециалистов, нефизиков, так и наиболее здравомыслящих учёных, критиковавших теорию относительности, полностью игнорировалось. Лишь на рубеже 90-х, с распадом СССР, в печати начали появляться работы с критикой теории относительности. И потому только в 1995 г. в журнале "Успехи физических наук" смогла, наконец, выйти первая отечественная статья, посвящённая Вальтеру Ритцу и его спектроскопическим исследованиям [50]. Эта статья, судя по всему, готовилась М. Ельяшевичем многие годы, но не могла быть издана, несмотря на то, что он был академиком. Этот автор собирался издать и отдельную статью, посвящённую баллистической теории Ритца, но не успел, поскольку уже на следующий год после публикации умер. В тот же период появились и первые книги в защиту БТР [22, 44, 111]. Первая из таких книг в поддержку баллистической теории принадлежит перу Владимира Ильича Секерина — тёзки другого известного революционера и защитника материализма, запустившего революционную машину век назад и издавшего "Материализм и эмпириокритицизм" в том же 1908–1909 гг., что и Ритц свою теорию. Именно усилиями В.И. Секерина в 80-х годах в СССР началось революционное движение БТР (Рис. 5).

Рис. 5. Владимир Ильич произносит речь, отстаивая БТР.

Конечно, исходно под баллистической теорией Ритца подразумевали только его эмиссионную электродинамику. Однако электродинамика Ритца тесно связана со строением вещества, атомов, электронов, с проблемой излучения чёрного тела и с явлениями космоса, недаром в статьях Ритца затронуты эти темы. Поэтому под Баллистической Теорией Ритца мы здесь понимаем не только его эмиссионную электродинамику и оптику с магнитной моделью атома, но и вообще классический, механический, наглядный подход, применимый ко всем без исключения явлениям и сводящий все их к движению, столкновению, распаду и соединению частиц в пустом евклидовом пространстве, не обладающем свойствами. Это истинно атомистическая, материалистическая теория. Уже само слово "баллистическая" подразумевает классическую основу этой теории, сводящей всё к механике — свободному движению и соударению частиц, уподобляемых снарядам (ведь именно баллистика — наука о движении пуль и снарядов — бралась за основу механики Галилеем и Ньютоном).

Баллистическая теория Ритца — это самая универсальная научная концепция, применимая и к описанию Космоса, Вселенной, галактик и к микромиру. И в тоже время это — самая революционная теория со времён Коперника, а потому случайно возникшая аббревиатура БТР и аналогия в виде броневика достаточно символичны, даже для поверхностно знакомых с историей октябрьской революции, в которой броневик и залп с крейсера "Аврора" стали её визитной карточкой и связываются с революционными преобразованиями.

§ 1.3 Электродинамика Ритца

Опыт показал, что воздействия (электромагнитные) не мгновенны, также он не выявил даже следа среды в свободном от вещества пустом пространстве. Поэтому я посчитал, что могу дать закону распространения этих воздействий очень простое кинематическое истолкование, заимствованное из теории истечения света и удовлетворяющее принципу относительности движения. Фиктивные частицы постоянно испускаются во всех направлениях электрическими зарядами. Они продолжают неограниченно распространяться вдоль прямых линий с постоянной скоростью, даже при движении сквозь весомые тела. Воздействие, оказываемое на заряд, зависит лишь от расположения, скорости и других параметров этих частиц в его непосредственной близости.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Одна из основных, но редко упоминаемых заслуг Ритца состоит в создании им новой эмиссионной электродинамики, альтернативной электродинамике Максвелла. Ритц изложил свою теорию электромагнетизма в 1908 г. в большой статье "Критический анализ общей электродинамики" [8]. При этом чисто критической на самом деле была только ЧАСТЬ ПЕРВАЯ работы, где разбирались недостатки электродинамики Максвелла-Лоренца. Зато ЧАСТЬ ВТОРАЯ имела уже характер критики конструктивной, поскольку именно там Ритц изложил основы своей альтернативной теории, попутно рассмотрев её приложения к оптике, гравитации, природе массы и объяснив многие релятивистские эффекты.

Что же подвигло Ритца построить новую электродинамику, если по убеждению его современников, как впрочем, и наших, электродинамика Максвелла-Лоренца давала вполне адекватное и точное описание явлений? Основной порок теории Максвелла состоял в её фундаменте — гипотезе эфира, к 1908 г. уже убедительно опровергнутой опытами Майкельсона-Морли, Троутона-Нобля и явлением звёздной аберрации. А раз нет эфира, то ничего не стоила и основанная на нём максвеллова электродинамика. Кроме того, Ритц указал на ряд неувязок в теории Максвелла при объяснении явлений излучения и распространения света. Наконец, уравнения Максвелла малоубедительны уже потому, что допускают физически невозможные решения. Всё это вкупе с растущими проблемами по истолкованию экспериментального материала на базе теории Максвелла вело к единственно возможному, по мнению Ритца, выводу: максвеллова электродинамика в корне ошибочна.

Однако большинство учёных было настолько загипнотизировано прежними успехами теории Максвелла, изяществом её формул, порабощено привычкой к ней, что предпочло сохранить теорию, а возникшие нестыковки устранить посредством большого числа искусственных предположений-подпорок. По этому пути пошёл Лоренц и Фицджеральд. Их мысль развили Пуанкаре с Эйнштейном, предложившие ещё более кардинальное решение — сохранить электродинамику Максвелла ценой отказа от привычной нам классической механики, заменив её механикой релятивистской, идущей вразрез со всем нашим опытом и здравым смыслом. Так возникла Специальная Теория Относительности (СТО). Весьма странно, что научная и мировая общественность, в штыки принимающая всё новое, сравнительно легко приняла теорию относительности. Возможно, что такова природа человека, преклоняющегося перед непонятным, принимающего на веру невероятное, но в штыки встречающего всё разумное, рациональное, если оно заметно отличается от старого.

Ритц не разделял всеобщего восторга по поводу СТО и считал, что вводить фундаментальные идеи, столь кардинально меняющие наши представления о мире и идущие вразрез со всем нашим опытом, можно лишь после тщательного теоретического и экспериментального анализа теории, когда будут исчерпаны все прочие, менее кардинальные методы разрешения возникших проблем. Именно такой метод и предложил Ритц в развитой им теории. В самом деле, суть противоречий, приведших к кризису в физике и созданию теории относительности, состояла в следующем: электродинамика Максвелла не согласовывалась с классической механикой. Говоря научным языком, уравнения Максвелла не ковариантны относительно преобразований Галилея (что, кстати, не совсем так, § 1.11). Поэтому, либо максвеллова электродинамика ложна, либо ошибочна классическая механика. Эйнштейн видел выход в отказе от классической механики с привычной нам кинематикой и в принятии релятивистской механики теории относительности. То есть искусственно была построена противоестественная механика, позволявшая подогнать уравнения Максвелла к реальности.

Ритц же предложил более естественный, но одновременно и более революционный выход. Если максвеллова электродинамика, насчитывавшая к 1905 г. всего 15 лет от роду, противоречила классической механике, проверенной веками, не проще ли допустить, что ошибочна как раз электродинамика? Её и надо менять! Такой вывод напрашивался ещё и потому, что Максвелл строил свою теорию чисто умозрительно: произвольно вводил абстрактные понятия полей и оперировал с ними исключительно аналитически. Не зря учёные жаловались, что трактат Максвелла по электродинамике совершенно невразумителен. Кроме того, ведь и противоречия с опытом Майкельсона обнаружились именно в максвелловой электродинамике, а вовсе не в механике. Поэтому Ритц пришёл к выводу, что гораздо естественней отвергнуть максвеллову электродинамику и сохранить классическую механику. После чего в ЧАСТИ ВТОРОЙ своей работы Ритц развил новую электродинамику, которая не только строилась гораздо более последовательно, логично и обоснованно, чем максвеллова, но и легко разрешала все проблемы, включая опыт Майкельсона и Троутона-Нобля.

Столь же простое решение получали открытые к тому времени релятивистские эффекты — изменение массы электрона, вековое смещение перигелия Меркурия. Но, главное, теория Ритца наконец-то дала наглядное, механическое описание явлений оптики и электродинамики, объяснила их природу, показала, каким образом движение зарядов ведёт к появлению магнитного поля. Иными словами, эта теория имела огромное преимущество перед теорией Максвелла, ибо если первая отвечала только на вопрос КАК протекают явления в каждом случае, то теория Ритца ответила, кроме того, и на главный вопрос науки — ПОЧЕМУ они протекают так, а не иначе, вскрыла их глубинные механизмы, начала. Именно начала вещей и явлений искали всегда наиболее прогрессивные учёные, такие как Демокрит, Ньютон, Ломоносов, Менделеев, Циолковский. В познании начал вещей, причин явлений и видели они смысл науки.

Отвергая электродинамику Максвелла, Ритц, по сути, возвращался к прежним домаксвелловым вариантам электродинамики, построенным Ампером, Вебером и Гауссом. Эти варианты электродинамики не нуждались в понятии поля. Поэтому такой подход носил название бесполевого, а сами теории назывались также теориями дальнодействия, поскольку в них отрицалась роль пространства между зарядами. Пустое пространство никак не влияло на взаимодействие: важны были лишь положения и скорости зарядов в этом пространстве. Заряды как бы взаимодействовали на расстоянии, без посредства промежуточной среды — эфира, поля или самого пространства. Однако такие варианты электродинамики были отвергнуты, причём как раз потому, что учёные не могли смириться с мгновенно передающимися без всякого материального посредника взаимодействиями. Так и была принята теория близкодействия — постепенной передачи воздействия самим пространством, полем — подход, развитый Фарадеем и Максвеллом. Но Ритц показал, что посредник в действительности возможен и в прежних вариантах электродинамики, где взаимодействие тоже передаётся не мгновенно. Но этот посредник — вовсе не призрачное, невесомое, нематериальное поле или пространство между зарядами, а как раз те самые частицы, которые по теории Ритца испускаются зарядами со скоростью света.

В этом и состоит суть и основное отличие электродинамики Ритца. Для построения БТР со всеми вытекающими далеко идущими выводами достаточно всего одного предположения. Вот его сжатая формулировка из работы Ритца [8]:

Любой элементарный заряд непрерывно испускает по всем направлениям мельчайшие однородные частицы, разлетающиеся от заряда со скоростью света и в дальнейшем не взаимодействующие ни друг с другом, ни с испустившим их зарядом, при этом свободно (без снижения скорости и плотности потока) проходящие сквозь любые тела.

Электродинамика Ритца, объясняющая все известные законы электродинамики, вытекает из этой простой, кристально ясной и ничему не противоречащей гипотезы, стоит только приложить к ней законы классической механики. Классическую механику Ритц и положил в основу своей электродинамики. Недаром он говорил, что его эмиссионная электродинамика — это своего рода механическая теория электричества. Именно такой механический подход, утвердившийся в науке в XIX в. и уподобляющий весь мир механическим часам, кажется наиболее естественным и разумным.

Все ошибки современной теоретической физики происходят от неумения разобраться в этом механизме, от стремления подменить реальное устройство набором формул, как это делал Аристотель и Птолемей в геоцентрической системе мира. Ведь теоретик руководствуется соображениями алгебраической красоты и простоты. Но природе чужда алгебраическая, математическая красота, к которой так стремились Аристотель и Эйнштейн, заведшие науку в тупик. Природе глубоко безразлично, насколько сложно нам рассчитать её поведение. Подобно гениальному инженеру, Природа руководствуется принципом физической красоты и изящества: стремится к стандартизации и сокращению числа деталей и принципов механизма. Именно об этом говорит и принцип Оккама — "Не умножать сущностей сверх необходимого" — минимизировать число объектов и гипотез, предпочитая более простые, естественные объяснения сложным и мистическим. Только чёткий, простой, красивый механизм мироздания надёжен, стабилен и долговечен.

И потому во все времена именно инженеры и механики, такие как Архимед, Демокрит, Да Винчи, Галилей, Ньютон, Ритц, Циолковский, лучше других разбирались в устройстве природы и смотрели далеко в будущее. Учёные же из числа кванторелятивистов, отвергающие классическую механику как основу природы, отрицают, по сути, материальность мира, уводя человечество во тьму средневекового мистицизма и словно желая навек его заземлить, оградить от запретного познания космоса, как пытались сделать ещё противники учения Коперника.

§ 1.4 Природа электрического отталкивания и закон Кулона

Электрические заряды постоянно испускают во всех направлениях частицы, разлетающиеся с постоянной скоростью вдоль прямых линий. Воздействие на заряд зависит лишь от расположения и скорости этих частиц возле него… Можно сказать, что это будет своего рода механическая теория электричества.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Прежде чем перейти к электродинамике Ритца — теории взаимодействия подвижных зарядов и токов, рассмотрим сначала взаимодействие неподвижных, иными словами электростатику. Как гласит известный всем со школы закон Кулона, два одноимённых заряженных точечных тела отталкиваются с силой F, пропорциональной величине их зарядов q_1, q_2 и обратно пропорциональной квадрату расстояния R между ними

F~q_1q_2/R^2.

Как же БТР объясняет закон Кулона?

Согласно Ритцу, сила отталкивания складывается из элементарных сил взаимодействия между элементарными зарядами двух тел. Действительно, известно, что заряд любого тела состоит из стандартных зарядов электронов и протонов ядер, образующих данное тело, поэтому заряд меняется дискретно, скачками. Вот и рассмотрим для начала взаимодействие двух элементарных зарядов (электронов). По гипотезе Ритца электрон испускает во всех направлениях однородные частицы, разлетающиеся со скоростью света c и имеющие стандартную массу m, а значит переносящие стандартный импульс p=mc. Попадая в другой электрон, эти частицы передают ему свой импульс, чем и вызывают кулоновское отталкивание зарядов. Подобно тому, как пули, выстреливаемые из автомата Калашникова со скоростью v, ударяют в консервную банку и заставляют её отлетать в направлении удара, передавая свой импульс Mv, так и частицы, попав в электрон, вызывают отталкивание, сообщая электрону свой импульс p=mc. Огромная скорость частиц, даже при ничтожной их массе m, делает этот импульс p=mc ощутимым. Эта перестрелка зарядов, обмен «выстрелами» и создаёт отталкивание зарядов с силой F, действующей вдоль «линии огня».

Если в электрон попадает n частиц в секунду, ему каждую секунду сообщается импульс nmc, — это и есть кулоновская сила F отталкивания электронов. Ведь сила, по определению, — это импульс, сообщаемый телу в единицу времени. Таким образом, согласно Ритцу, кулонова сила отталкивания имеет чисто механическую, кинетическую природу. Не зря Ритц утверждал, что БТР — это, фактически, механическая теория электричества, по которой скорость c выбрасывания частиц электроном чисто механически задаёт световую скорость распространения электрического взаимодействия, а значит и скорость света, электромагнитных волн.

Ритц показал, что каждый элементарный заряд (электрон) ежесекундно испускает одно и то же число частиц N. Словно пулемёт, строчащий пулями, электрон выбрасывает во всех направлениях со скоростью света c и частотой N микрочастицы. Однако лишь малая их доля n долетают до другого электрона, расположенного на расстоянии R. Эту долю легко найти, считая электрон шариком известного радиуса r. Раз электрон ежесекундно испускает N частиц, то такое же число частиц должно пересекать в секунду поверхность 4πR^2 окружающей электрон сферы. Поскольку частицы разлетаются по всем направлениям равномерно, то в другой электрон, расположенный на расстоянии R и имеющий поперечное сечение πr^2, попадает доля частиц, составляющая πr^2/4πR^2 от полного их потока N. Другими словами

n=Nπr^2/4πR^2=Nr^2/4R^2.

Таким образом, кулоновская сила отталкивания двух электронов, расположенных на расстоянии R, найдётся в модели Ритца как

F=nmc=Nr^2mc/4R^2 (Рис. 6).

Рис. 6. Испущенные электронами частицы производят своими ударами электрическое отталкивание с кулоновой силой F~1/R^2.

Тем самым мы получили механическое выражение закона Кулона: сила отталкивания, действующая между двумя элементарными зарядами, обратно пропорциональна квадрату расстояния R между ними. Если заряды не элементарны, а содержат первый — q_1 электронов, второй — q_2 электронов, то результирующая сила взаимодействия будет складываться из элементарных сил взаимодействия отдельных зарядов во всех возможных комбинациях. Каждый из q_1 электронов будет взаимодействовать с каждым из q_2 электронов. То есть, всего будет q_1q_2 одинаковых элементарных сил отталкивания

Nr^2mc/4R^2,

дающих в сумме силу

F= q_1q_2Nr^2mc/4R^2= Aq_1q_2/R^2,

где A=Nr^2mc/4 — некая константа, а q_1 и q_2 — заряды тел, измеренные в единицах заряда электрона. То есть получили полную формулировку закона Кулона:

F=q_1q_2e^2/4πε_0R^2,

где e — заряд электрона, ε_0 — электрическая постоянная. Отсюда находим

A=Nr^2mc/4=e^2/4πε_0,

или

πNr^2m=e^2/cε_0.

Это даёт связь фундаментальных констант e, c, ε_0. Также находим число испускаемых электроном в единицу времени частиц

N=e^2/πr^2mcε_0.

Кроме того, если считать, что радиус электрона равен классическому

r=e^2/4πε_0Mc^2,

где M — масса электрона, то получим интересное соотношение

r/c=(4M/m)/N,

смысл которого раскроем в следующем разделе.

Итак, Ритц не только вскрыл механизм электричества, электрического взаимодействия, но и дал ему наглядную механическую интерпретацию: отталкивание одного заряда другим возникает так же как отталкивание мишени градом пуль из пулемёта. БТР объясняет транспортировку воздействия от заряда к заряду и само это воздействие. Каждая пуля, вылетающая из пулемёта, несёт стандартный импульс mc, который при попадании передаётся мишени. Сила отталкивания складывается из отдельных ударов частиц-пуль, барабанящих по зарядам, словно реальные пули по мишени или град, снежная крупа и капли дождя — по зонту. Такой и должна быть истинная теория электричества — наглядной, открывающей потайные пружины электрического воздействия. А нынешняя электродинамика лишь констатирует наличие электрического воздействия, не объясняя его сути, а ссылаясь на выдуманное электрическое поле с его весьма туманной природой. Подобное объяснение одного непонятного явления другим сомнительным и мистическим, конечно, нельзя считать научным. Максвеллова электродинамика напоминает мифические объяснения электричества и грозы древними греками, считавшими, что молнии метает громовержец Зевс — существо сверхъестественное и ещё более загадочное, непонятное, чем сами молнии. Но в античном мире были и учёные-материалисты — атомисты Демокрит и Лукреций, которые учили, что гроза — это природное явление, и связывали молнии с электричеством и стремительным движением мельчайших частиц, предвосхитив открытие электронов [77] (§ 4.17). Материалистическая наука должна сводить все явления к естественным, известным или интуитивно понятным. Именно это и сделала в отношении электричества теория Ритца.

Нынешнее же состояние электродинамики более всего напоминает состояние термодинамики и химии до создания молекулярно-кинетической теории. Тогда в термодинамике, химии все явления тоже объясняли посредством абстрактных субстанций, таких как теплород, флогистон, и различных алхимических высокоучёных терминов (чем не эфир или электромагнитное поле современной электродинамики?!). Лишь с появлением молекулярно-кинетической теории стало понятно, что тепло — это не какая-то абстрактная субстанция, а всего лишь случайное, хаотическое движение атомов и молекул; давление газа на поршень — это просто бесчисленные удары молекул о стенку; превращения веществ — это никакие не сказочные алхимические превращения, а механическое соединение и разъединение атомов в молекулах. Поэтому молекулярно-кинетическую теорию называют часто механической теорией теплоты. Так же и Ритц назвал свою электродинамику механической теорией электричества. Всякая физическая теория должна сводить явления к механическому движению и взаимодействию тел, частиц, должна быть атомистической. Ибо есть мистика, и есть атомистика. Там, где исчезают частицы, пропадает атомистика, — неизбежно возникают элементы мистики, сверхъестественного, не материалистичного, иррационального и трансцендентного, даже если всё это облекается в наукообразные математические формулировки (§ 5.14).

Именно атомистической была теория Ритца. Если молекулярно-кинетическая теория показала, что сила давления газа на поршень складывается из отдельных ударов молекул газа о стенку, то теория Ритца говорила, что и сила электрического отталкивания зарядов складывается в действительности из отдельных ударов частиц, испускаемых зарядами. Неудивительно поэтому, что и первый атомист Демокрит придерживался тех же взглядов на природу света, электромагнетизма, что и Ритц. Не зря и Дж. Томсон, открывший атом электричества (электрон) и предложивший первую структурную модель атома с электронами (§ 3.1), поддержал баллистическую теорию [6, 93]. Если термодинамика толковала тепло уже не как абстрактную субстанцию теплород, а как движение атомов и молекул, то и Ритц считал электрическое поле не состоянием пространства или абстрактного эфира (как в теории Максвелла), а всего лишь полем скоростей и концентраций движущихся частиц, испущенных зарядами и наполняющих всё окружающее пространство. В теории Ритца полевое взаимодействие описывается как пулевое: поле, то есть степень воздействия на единичный заряд-мишень, определяется в данной точке плотностью огня — потока частиц-пуль, выброшенных зарядами-пулемётами (Рис. 6). То есть поле задано дислокацией зарядов-пушек, этой полевой артиллерии, и выражается через количество частиц-пуль, приходящихся на единицу площади фронта в единицу времени.

Осталось понять, что же это за частицы — эти атомы, кванты электрического воздействия, испускаемые и поглощаемые зарядами? Многие из тех, кто занимался теорией Ритца, ошибочно считали их фотонами. При этом забывали, что фотоны несовместимы с БТР. К тому же фотоны, как следует из их названия, — это кванты света. Тогда как частицы Ритца — это кванты электрического воздействия, существующие даже в отсутствие источников света и совсем не обязательно создающие свет. Поскольку слово квант дискредитировало себя, то лучше будем называть эти частицы всё же не квантами, но атомами электрического воздействия. Ведь "атом" означает "неделимый", — это именно элементарная, неделимая единица материи, воздействия, заряда (так, электрон называют "атомом электричества"). Частицы Ритца — это, по всей видимости, наименьшие среди известных элементарных частиц, имеющие стандартную массу, много меньшую массы электрона. О других их свойствах говорить пока сложно. Эти частицы не имеют ни заряда, ни магнитного момента. В отношении их вообще нельзя говорить об этих характеристиках, поскольку именно эти частицы и создают электрическое и магнитное воздействие. Точно так же в термодинамике нельзя говорить о температуре и давлении одного атома, — это характеристики большого ансамбля атомов, более того, — это характеристики процессов движения частиц, а не самих частиц. Так же и электрический заряд, электрическое воздействие — это, в действительности, феномен, обусловленный движением огромного коллектива частиц.

Чтобы в дальнейшем не повторять из раза в раз "частицы, испускаемые зарядами", дадим для определённости этим элементарным частицам название, как принято в физике. К несчастью, сам Ритц из-за скоропостижной смерти не успел дать им имени. Поэтому, дабы почтить его память, будем называть эти атомы, кванты электрического воздействия реонами (от греч. rheos — "течение", "поток"), ввиду истекания их из заряженных тел и того, что Ритц называл свою концепцию теорией истечения, эмиссии [92, 93]. И обозначать реоны на чертежах будем латинской «R», напоминающей опять же об открывателе этих частиц — Вальтере Ритце. От древнегреческого "rheos" и древнеиндийского "rayas" (поток, бег) происходят и русские слова "реять" (струиться, лететь), "рея" (брус для паруса, улавливающего потоки ветра), "рой" (скопище летящих тел), английское "rain" (дождь). Поэтому очень удачно известное сравнение светонесущих частиц (реонов) с каплями дождя, реющими в пространстве и барабанящими по зонтику-заряду, словно рой дробинок, градин [40]. Если же ищем электрических аналогий, то стоит заметить, что от слова "rheos" происходит и название прибора реостата (переменного сопротивления току), а латинское название корабельной реи дало нам понятие антенны, излучающей и улавливающей потоки реонов в форме радиоволн (§ 1.11). Да и английское слово "ray" (луч, проблеск, излучение), видимо, исторически возникло ввиду представления всех излучений потоками частиц из источников. Не случайно Демокрит и Лукреций говорили об источении телами светоносных частиц, которые реют в пространстве (Часть 1, эпиграф). Там же сказано, что частицы эти должны иметь мизерные размеры, и потому легко проникать через любые преграды, несясь с огромными скоростями. А самое удивительное, что Демокрит и Лукреций именно ударами этих частиц объясняли электрические, магнитные воздействия и свет, удивительным образом догадавшись о единой природе этих явлений [77].

Кстати, как выяснилось, ещё в 1991 г. В.С. Околотин в статье "Корпускулярная концепция полевых взаимодействий", поддерживая и развивая эмиссионную электродинамику, тоже предлагал назвать частицы Ритца в честь их автора "ритцонами" (что созвучно "реонам"), подразумевая под ними элементарные частицы, образующие электрон и много меньшие его по величине. Так же и Ритц считал, что реоны обладают ничтожными (точечными) размерами, даже в сравнении с электроном. Поэтому их можно рассматривать как материальные точки, имеющие нулевые размеры. Благодаря этому реоны движутся в пространстве свободно, без столкновений и взаимодействий друг с другом: их потоки пересекаются и проходят одни сквозь другие без отклонения и рассеяния частиц, — столь ничтожна за счёт малых размеров вероятность столкновения реонов. Это значит, что если два заряда, источающие потоки реонов, действуют на третий, то в силу независимости этих потоков, совместное действие зарядов равно сумме воздействий зарядов, взятых в отдельности. Так теория Ритца объясняет принцип суперпозиции, — принцип наложения полей. В то же время, за счёт малых размеров чрезвычайно мала и вероятность столкновения реонов с частицами вещества. Поэтому, как отмечал Ритц, даже пройдя через достаточно толстые слои вещества, поток реонов ослабевает весьма незначительно. Реоны должны обладать огромной проникающей способностью и иметь гигантские длины пробега в веществе, прошивая его, словно пули навылет. То есть эффективное сечение столкновения с электронами тоже имеет весьма малую величину, возможно, много меньше квадрата классического радиуса электрона. Не случайно Ритц называл электрон "заряженной точкой" (что может отражать не только малые размеры электрона, но и его способность источать реоны: "точка", "ток", "источник" — это всё родственные слова). Огромные длины пробега связаны с тем, что реоны практически не взаимодействуют друг с другом и с веществом, что естественно, если учесть, что они сами выполняют функции переносчиков взаимодействий (§ 3.16).

Даже Демокрит и Лукреций считали естественным свободный пролёт сквозь вещество частиц-реонов световых, электрических и магнитных истечений, зная, что тела не сплошные, а образованы из атомов, между которыми пустота, составляющая основной объём вещества. Спустя тысячелетия наука признала атомы Демокрита, которые веками отвергали из-за их невидимости и малости. Атомы проявляли себя лишь косвенно, и Лукреций привёл ряд наблюдений, подтверждающих их реальность. А теперь учёные не хотят признать реонов, — светоносных частиц, тоже предсказанных Демокритом и имеющих ещё меньшие размеры. Но снова эти частицы косвенно выдают своё присутствие. Сам факт распространения света, электромагнитных воздействий в пустоте, с конечной скоростью, требует присутствия частиц, несущих импульс от заряда к заряду. Известен и эффект дрожания электронов от ударов реонов (ответственный за неопределённость положения и энергии электрона, § 4.13), аналогичный броуновскому движению частиц от ударов атомов. А ведь именно анализ броуновского движения стал решающим доказательством реальности атомов. Не случайно идею Демокрита и Лукреция о том, что электромагнитные силы вызваны давлением потока микрочастиц, источаемых электроном (заряженным янтарём) и магнитами, поддерживали и развивали такие видные атомисты, исследователи электромагнетизма, как У. Гильберт, П. Гассенди, Р. Бойль, И. Ньютон [78, 106].

Рис. 7. По Ритцу заряды подобны бенгальским огням и взаимодействуют посредством выбрасываемых электронами со скоростью света частиц.

Итак, подобно тому, как заряд салюта взрывается сверкающим шаром или бенгальский огонь сыпет снопами искр, так и электроны взрываются каскадами реонов, мечущихся меж двух огней. Этот поток искр, реонный ветер и порождает давление, кулоновское воздействие одного заряда на другой, как обычный ветер (поток атомов) давит на стенку (Рис. 7). Интересно, что уже в работах Б. Франклина, раскрывшего природу электричества и предсказавшего электроны, проскальзывает эта идея о потоках неких атмосфер из всепроникающих частиц, словно ветер, истекающих из зарядов и давящих на другие заряды. Так, созданный им первый электродвигатель (заряженное колесо Франклина, § 3.19) крутится по тому же реактивному принципу, что и огневая турбина Герона или фейерверочное огненное колесо, да и называл Франклин электричество не иначе как "электрический огонь", по примеру древних (§ 4.17). Словно чувствуя огневую, взрывную, баллистическую природу электрического заряда, его назвали зарядом и в русском, и в английском (charge) языках. Ведь, согласно Ритцу, электрический заряд подобен бомбе, заряду дроби, шрапнели, разлетающейся при взрыве сотней мелких осколков с огромной скоростью. Так же и электрический заряд выбрасывает во всех направлениях стремительные осколки-реоны, которые, будто град дробинок из ружья или пуль из автомата Калашникова, барабанят по мишени — по другим зарядам. Поразительно, но даже прибор для измерения заряда назвали баллистическим гальванометром, где для калибровки заряда вводится баллистическая постоянная. Об этом приборе подробно рассказано в наиболее популярном курсе электричества С. Калашникова [60] (параллель с фамилией изобретателя АК служит ещё одним примером стрелковых совпадений, § 5.16).

Не исключено, что и самому Ритцу баллистическую, стрелковую модель света и электрического взаимодействия навеяла легенда о метком стрелке из лука Вильгельме Телле. По легенде этому швейцарскому горцу и борцу за свободу родины пришлось, по приказу жестокого наместника Геслера, сбить стрелой из лука (или арбалета) яблоко с головы своего маленького сына, Вальтера Телля. Эта легенда, на которой воспитывались дети Швейцарии, возможно, и подсказала Вальтеру Ритцу сравнение арбалета и пущенной им стрелы, пронзающей и отбрасывающей яблоко, с зарядом-электроном, отталкивающим другой электрон посредством выстреленных и поглощённых ими снарядов-реонов. Вероятно, та же легенда вдохновляла молодого Ритца, этого сына Швейцарии и потомка свободолюбивых горцев, на отважную борьбу с неправдой в науке. Таких совпадений, на первый взгляд случайных, читатель встретит ещё немало. Им не стоит удивляться, поскольку всё в нашем мире взаимосвязано: люди и вещи получают имена не случайно, а по определённым законам. Уже из анализа слов и языка можно немало узнать о сущностном устройстве мира (§ 5.16). Итак, изложенная выше баллистическая модель, уподобляющая заряды огневым точкам, и составляет суть, основу Баллистической Теории Ритца.

§ 1.5 Испускание реонов и распад-испарение электрона

Электрон так же неисчерпаем, как и атом, природа бесконечна.

В.И. Ленин, "Материализм и эмпириокритицизм", 1908 г.

Ритц предложил свою гипотезу об испускании элементарными зарядами реонов лишь как способ дать нашему воображению наглядный образ, представление о природе электричества. В самом деле, в его время такая гипотеза звучала очень смело и непривычно, тем более, что реонов никто не наблюдал и их испускание зарядами было лишь предположением, хоть и вполне естественным (в отличие от абстрактного электрического поля с его непонятной природой и свойствами). Поэтому рассмотрим гипотезу Ритца о реонах с позиций современных опытных данных и теории строения вещества.

Во-первых, возникает вопрос: почему заряды всегда излучают реоны с одной и той же скоростью c, задающей постоянную скорость света? Скорость испускания реонов неизменна, вероятно, — по той же причине, по какой постоянна скорость выстреливаемых пушкой снарядов (без этого нельзя бы было пристреляться по цели, для поражения которой за счёт поправок хватает трёх выстрелов). Всё дело в стандартных массе снаряда и заряде пороха, который, сгорая, придаёт снаряду стандартные энергию и скорость. Но реоны тоже имеют стандартную массу, раз это элементарные, а, значит, — идеально похожие частицы. Их, в свою очередь, «выстреливают», придавая постоянную энергию и скорость c, другие элементарные частицы — заряженные (в ином смысле, чем пушка) электроны. Так же одинаковы скорости и энергии альфа-частиц, испущенных однотипными ядрами.

Таким образом, с позиций ядерной физики испускание реона электроном представляет собой процесс распада электрона. Причём, по законам механики (закону сохранения импульса и энергии), реоны должны испускаться с одной и той же скоростью, равной скорости света с. Именно эта скорость вылета реонов из электрона и определяет скорость распространения электромагнитных воздействий и, в частности, света. Ведь именно колеблющиеся в атомах и антеннах передатчиков электроны создают электромагнитные волны. Заметим, что одной из проблем теории истечения света Ньютона было как раз объяснение постоянства скорости света, то есть скорости испускания световых корпускул светящимися телами. Ведь световые корпускулы, вызывающие разные цвета, имели, согласно Ньютону, разные массы, а потому и скорости испускания были бы разными. Таких проблем нет в теории Ритца, где испускаемые частицы имеют стандартную массу и возникают в процессе одного и того же типа распада, независимо от того, свет какой частоты и энергии они переносят.

Интересно, что ещё Ритц приводил подобную ядерную аналогию, сравнивая заряды, источающие реоны, с крупицами радия, которые испускают электроны, хотя во времена Ритца учёные ещё только-только начали приближаться к разгадке тайн ядерных распадов. Это для нас привычны разговоры о делении ядер, элементарных частиц, а во времена Ритца надо было обладать огромной смелостью мысли, чтобы провести такую параллель, сравнив атомы радия, испускающие бета-лучи, с атомами электричества — электронами, предположительно источающими реоны. Странно, что учёные, занятые ядерной физикой, нашпигованной баллистическими терминами (мишень, пушка, ядро, заряд, бомбардировка, стрельба, отдача и т. п.), не вспомнят о БТР. Напротив, здесь зона безраздельного господства СТО.

Образование реонов в процессе распада объясняет также природу их энергии и огромной скорости, равной скорости света. Эта энергия выделяется именно в процессе распада электрона и придаётся реону. Примером здесь служат опять же атомы радия, выбрасывающие электроны со скоростью, сопоставимой со скоростью света. Другой пример дают тяжёлые ядра, испускающие последовательно несколько альфа-частиц огромной энергии, причём их энергия и скорость, опять же, стандартна для данного ядра и определяется лишь величиной его массы (Рис. 8). То же справедливо и в отношении электрона, но, поскольку реоны имеют ничтожную массу, то масса электрона после распада мало меняется, и все реоны испускаются с одной и той же скоростью. Таким образом, подобно пулям, пускаемым из ружья или стрелам — из арбалета и баллисты, реоны выбрасываются электроном с одной и той же скоростью, заданной лишь массой снаряда и параметрами метательной установки (зарядом пороха, натяжением тетивы, энергией распада).

Рис. 8. а) Ядро урана-234, становящееся после пяти последовательных α-распадов ядром свинца-214; б) излучение реонов электроном как следствие аналогичного распада.

Таким образом, рабочая гипотеза Ритца находится в полном согласии с современными данными ядерной физики, по крайней мере, — не противоречит им. Заметим, что такого обоснования основ с позиций логики и эксперимента не проводилось ни в теории Максвелла, ни в теории относительности, ни в квантовой теории. Там просто постулировались некоторые уже изначально абсурдные положения, на которых позднее строилась вся теория. И не имеет значения, что эти теории давали выводы, согласные с большинством экспериментов, раз шаткими были основы. Как бы надёжно ни выглядело здание, оно не простоит долго, если у него непрочный фундамент. А теория относительности, максвеллова электродинамика и квантовая теория — это пример теорий с изначально гнилым фундаментом.

В построениях теорий много общего с методом математической индукции, где берётся за основу некое исходное положение (базис) и из него последовательно и строго выводятся более общие и менее очевидные законы. Но если базис ошибочен, не проверен и интуитивно не очевиден, то все эти выводы, как скажет любой математик, ничего не стоят. И даже если выводы случайно оказались справедливы, это совсем не доказывает справедливости основ разбираемой концепции. Основы максвелловой электродинамики, теории относительности и квантовой теории до сих пор ни экспериментально, ни теоретически, ни с позиций здравого смысла (как скажем, очевидные аксиомы Евклидовой геометрии) не подкреплены. Про подобные дефектные сооружения говорят, что это "колосс на глиняных ногах".

Но вернёмся к более адекватной и естественной теории Ритца. Постоянная скорость испускания реонов — это не единственное, что БТР должна объяснить. Возникает более серьёзная проблема. БТР утверждает, что реоны — это энергоносители электрического поля. Кроме того, это, по-видимому, ещё и тот строительный материал, из которого сложены электроны. Но если это так, и электрон испускает реоны в процессе распада, то он обязан терять массу, подобно распадающимся ядрам того же урана. А между тем, как показывает опыт, электрон — это стабильная частица, имеющая постоянную массу. Существовало, правда, предположение, высказанное Дираком, что масса электрона может медленно уменьшаться, и эксперименты порой, казалось, даже подтверждали это. Быть может, масса терялась именно за счёт испускания реонов, уносящих каждый ничтожную в сравнении с электроном массу?

Попробуем рассчитать, насколько быстро электрон должен терять свою массу. В этом нам поможет соотношение, найденное в предыдущем разделе (§ 1.4). А именно:

r/c=(4M/m)/N.

Напомним, здесь: r — это радиус электрона, c — скорость света, M — масса электрона, m — масса испущенного им реона, N — число реонов, испускаемых электроном в единицу времени. Смысл этого выражения легко понять. В левой части стоит время, за которое свет проходит расстояние, равное радиусу электрона: r/c=(2,8·10-15)/(3·10^8)≈10-23 секунды. А в правой — учетверённое число реонов, содержащихся в электроне, делённое на частоту их испускания. Фактически по порядку величины — это время, за которое электрон потеряет всю массу, израсходует весь свой заряд, запас реонов, словно автомат, расстрелявший обойму. Выходит, электрон полностью распадётся за время порядка 10-23 секунды. А между тем электроны не только не исчезают за столь краткое время, но не теряют в весе и за много большие времена.

Почему же постоянная утечка реонов с электрона не вызывает постепенную утрату им массы и энергии? Каким образом реоны могут течь из электрона неиссякаемым потоком?

По-видимому, дело в том, что электрон не только испускает, но и поглощает реоны, испущенные другими зарядами. Происходит постоянный обмен частицами. Предположив это, Ритц высказал впервые идею обменного взаимодействия, принятую поздней физикой, скажем, — в квантовой электродинамике (КЭД). Если применить образный язык древних атомистов, называвших микрочастицы семенами вещей, зёрнами материи (за их стандартные малые размеры, многочисленность и функцию первоосновы), то электрон, разбрасывающий реоны, подобен растению, скажем, — одуванчику, рассеивающему по всем направлениям споры, семена, дающие начало новым растениям, так же как реоны дают продолжение жизни другим электронам.

В процессе обмена реонами к электрону, взамен ушедших, со всех сторон приходят новые реоны. Бесчисленные электроны, разбросанные по бескрайним просторам Вселенной, своими поперечниками рано или поздно закроют собой окружающую электрон сферу некого, пусть и очень большого, радиуса R (Рис. 6). Тогда число электронов на сфере

P=4πR^2/πr^2.

От каждого электрона сферы к центральному электрону приходит ежесекундно Nr^2/4R^2 реонов (§ 1.4). Значит, в сумме со всей сферы к электрону придёт PNr^2/4R^2=N реонов. То есть электрон поглощает в единицу времени ровно столько реонов, сколько теряет. Всё как в известном парадоксе Ольберса (§ 2.5, § 2.6), по которому бескрайняя Вселенная со звёздами, не будь поглощения, стала бы подобна окружающему Солнце сферическому зеркалу (Рис. 6), сияющему в каждой точке столь же ярко, возвращая светилу весь излучённый им поток света [81].

Примерно так и все реоны, испущенные электроном, вернутся к нему, будто отражённые, переизлучённые гигантским зеркалом из роя вселенских электронов. Вдобавок и сходятся реоны к электрону в среднем с той же скоростью c, какую имели при вылете. Так что, несмотря на постоянную утечку реонов, электрон сохраняет неизменной и массу, и энергию. Электрон можно уподобить парящей капле жидкости в насыщенном паре (Рис. 9). Капля постоянно испаряется, ежесекундно выбрасывая миллиарды молекул жидкости и теряя вместе с ними массу и энергию. Но параллельно идёт процесс конденсации влаги: новые молекулы пара оседают на капле, возвращая ей массу и энергию. То есть капля пребывает в динамическом равновесии с паром. Вот и электрон параллельно испаряет и конденсирует реоны. Возможно, стандарт массы электрона задан ещё и тем, что он распадается, теряет реоны, лишь достигнув критической массы, подобно тому, как распадаются тяжёлые ядра. Поэтому электрон сохранял бы стандартный критический размер r_0, который не мог бы превысить.

Удивительно, но такую идею о постоянном выделении электроном комьев материи и динамическом поддержании его равновесного размера, равного критическому, выдвигал ещё Н. Тесла (§ 5.3) и за два тысячелетия до него Демокрит с Лукрецием (эпиграф § 3.11). Так же и Эпикур, рассуждая об источаемых телами светоносных частицах, писал в письме к Геродоту: "От поверхностей тел происходит непрерывное истечение, незаметное лишь потому, что умаление возмещается пополнением" [77]. Не случайно эти древние атомисты провозглашали почти слово в слово основную идею Ритца о непрестанном источении всеми телами во всех направлениях светоносных частиц (Часть 1, эпиграф). К той же идее, но на основе химических соображений, пришёл в 1902 г. и великий русский учёный Менделеев. Он показал, что материя, переносящая электромагнитные и гравитационные воздействия, представляет собой не сплошную неподвижную среду, типа эфира, а потоки стандартных частиц. По оценке Менделеева, данной в работе "Попытка химического понимания мирового эфира", эти частицы, подобно реонам, имеют скорость порядка скорости света и массу в миллиарды раз меньшую массы атома водорода, а также огромную проникающую способность за счёт их малых размеров и высокой инертности (отсутствия взаимодействий между ними и другими атомами). Обоснование этому Менделеев, так же как Ритц, находил в явлениях радиоактивности, состоящих в выбрасывании атомами с огромной скоростью неких эманаций, эмиссий в виде микрочастиц, источаемых, испаряемых одними телами и поглощаемых другими.

Рис. 9. Электрон e, вечно источающий реоны R, не теряет в весе, а подобен испаряющей атомы капле жидкости, зависнувшей в насыщенном паре.

Итак, электрон, сыпящий реонами, можно сравнить с бенгальским огнём, пускающим снопы искр, но огнём вечным, неиссякаемым за счёт постоянного восстановления его заряда (Рис. 7). Подобно легендарной жар-птице Фениксу, электрон, сыпящий искрами реонов, не сгорает, а возрождается из искр и пепла, воскресает (не зря наши предки, моделируя электричество и свет с помощью огня, кресала, произвели глагол "воскресать" от слова "крес", то есть "огонь"). Электрон и впрямь оказался в каком-то смысле неисчерпаемым, как это утверждал ещё В.И. Ленин в своём труде "Материализм и эмпириокритицизм", созданном в том же знаменательном 1908-ом году, что и баллистическая теория Ритца. Электрон оказался поистине неиссякаемым сказочным кошельком-самотрясом, из которого сколько ни бери монет, а он всегда полон и не теряет в весе. Если же сравнивать электрон с пулемётом (Рис. 3), то с таким, который никогда не расстреляет свой боезапас, с пулемётом с бесконечной, замкнутой в кольцо пулемётной лентой, постоянно перезаряжаемой за счёт притекающего потока пуль (повторное использование гильз и пуль порой практиковали и на полях сражений за нехваткой снарядов и патронов). Так что электрон это не просто огневая точка, а Долговременная Огневая Точка (ДОТ) с постоянно пополняемым комплектом, складом боеприпасов.

В общих чертах мы обосновали фундаментальную гипотезу теории Ритца и нашли, что в ней нет противоречий ни с общими физическими представлениями, ни с экспериментом, ни со здравым смыслом. Сверх того, теория во многом упорядочивает и систематизирует наши представления об электричестве, даёт им наглядное истолкование, находящееся в полном согласии с прогрессивной атомистической программой развития физики.

§ 1.6 Электрическое притяжение и ареоны

Мы могли бы попробовать объяснить явления [электродинамики] механическими воздействиями, оказываемыми этими частицами, но трудности, к которым мы придём при этом, кажутся непреодолимыми.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Итак, Ритц был первым, кто разработал простую механическую модель, объяснившую взаимодействие зарядов. И хотя он дал свою гипотезу со всеми оговорками, словно Коперник, назвав свою модель лишь удобным методом описания, даже будучи уверен в её истинности, официальная наука и учёные собратья всё же отвергли концепцию Ритца, так же как когда-то официальная церковь и учёные-богословы отвергла учение Коперника. Примечательно, что физики, первоначально отвергшие теорию Ритца, в итоге всё равно вернулись к его модели обменного взаимодействия зарядов. Современная квантовая электродинамика (КЭД), разработанная Р. Фейнманом, по сути, повторяет идею Ритца, хоть и в извращённой форме. Согласно КЭД взаимодействие зарядов тоже осуществляется посредством испускаемых ими частиц, называемых виртуальными фотонами. Каждый заряд испускает виртуальные фотоны, которые при поглощении другими зарядами передают им свой импульс, чем и создают кулоновское взаимодействие. Постоянный обмен виртуальными фотонами между зарядами и порождает обменное кулоновское взаимодействие.

Как видим, эта гипотеза полностью повторяет идею Ритца и даже само название "виртуальные фотоны" говорит о том, что идея почёрпнута у него, поскольку, не будучи вполне уверен в реальности вводимых им частиц, Ритц называл их в своих статьях "фиктивными" (синоним слова "виртуальный") [8]. То, что Фейнман заимствовал обменную модель взаимодействия у Ритца, подтверждается и тем, что Эйнштейн, работавший вместе с Фейнманом в Принстонском университете, в 1941 г. ознакомил его, а поздней и Дж. Уилера с работами Ритца по электродинамике [6, 146]. Сам Эйнштейн был хорошо знаком с БТР, поскольку учился вместе с Ритцем и даже полемизировал с ним в печати по этой теме. Вскоре после 1941 г. и стали выходить работы Фейнмана по КЭД и обменной модели взаимодействия зарядов, однако, — без ссылок на Баллистическую Теорию Ритца, где эта модель впервые предложена. Плагиат Эйнштейна и Фейнмана подтверждается ещё и тем, что КЭД строится на идее опережающих и запаздывающих потенциалов [150], которым столько внимания уделял Вальтер Ритц в своей работе [8]. Эта же обменная модель Ритца успешно применялась и для объяснения других типов взаимодействий, скажем, — ядерных, опять же без ссылок на Ритца. Идею Ритца попросту украли, ни словом не упомянув о нём и его баллистической теории, которую следовало бы принять вместе с этой моделью.

Такая несправедливость в отношении идей Ритца творилась не раз. Так, Ритц объяснил в 1908 г. с помощью баллистической теории вековое смещение перигелия Меркурия, а Эйнштейн спустя 8 лет использовал его объяснение, подогнав под свою общую теорию относительности (§ 2.3). Другой пример: Ритц объяснил на основе созданной им магнитной модели атома спектр излучения водорода и дал его общую формулу. Бор использовал его результаты для построения своей модели атома, не упомянув о том, что правильную формулу для спектров дала впервые именно классическая модель атома Ритца (§ 3.1). Ритц предсказал и существование элементарного магнитного момента у электрона [101, с. 480]. Но опять же, говоря теперь о магнетоне Бора, об этом никто не упоминает (§ 3.19). Учёные беззастенчиво присваивали себе и извращали достижения Ритца, пользуясь его ранней гибелью и тем, что он не успел создать научную школу, которая могла бы постоять за его честь. Лишь теперь эта неудобная правда стала открываться.

Впрочем, в квантовой электродинамике и её версии обменного взаимодействия есть существенный недочёт. Она легко объясняет, каким образом возникает отталкивание одноимённых зарядов, обменивающихся виртуальными фотонами, но не способна истолковать притяжение разноимённых зарядов. Во-первых, импульс фотона всегда направлен в сторону от испустившего его заряда, а, значит, и действие отталкивающее. Во-вторых, два виртуальных фотона, испущенных положительным и отрицательным зарядом, должны быть совершенно неразличимы (фотоны различаются лишь энергией), а потому пробный заряд одинаково реагировал бы и на положительный и на отрицательный заряд, что, конечно, невозможно.

В теории Ритца таких проблем не возникает. Хотя, на первый взгляд, кажется, что и там нельзя объяснить притяжение разноимённых зарядов. Ведь частицы, разлетающиеся от заряда, должны, по идее, производить лишь отталкивание. Но, в действительности, есть один нестандартный путь решения. Необычность этого пути в том, что он объясняет притяжение зарядов посредством гипотезы о минусовой массе позитрона. В самом деле, рассмотрим притяжение элементарного отрицательного заряда — электрона e— — и элементарного положительного — позитрона e+ (антиэлектрона). Реоны, излучённые электроном, ударяя в позитрон, не отталкивают, а притягивают его: позитрон в корне отличается от электрона характером взаимодействия с реонами. Так же и частицы, испущенные позитроном, радикально отличаются от реонов, поскольку уже не отталкивают, а притягивают электрон. Почему же реоны, испущенные электроном, при поглощении позитроном, вместо того, чтоб отталкивать, притягивают его, заставляя позитрон двигаться навстречу электрону. Это кажется невероятным. Ведь по второму закону Ньютона ускорение

a=F/M,

где F — сила удара реонов (сообщаемый реонами в единицу времени импульс), а M — масса частицы, испытывающей удары. (При этом под ускорением a и силой F далее подразумеваем их проекции на ось, направленную от первого заряда ко второму.) Из уравнения следует, что ускорение имеет тот же знак, что и сила, а, значит, направленно туда же. В случае электрона всё так и есть. Однако позитрон — элементарный носитель положительного заряда — это античастица, представитель антимира, в котором всё наоборот. И очень вероятно, что это "наоборот" касается не только заряда, но и массы. Иначе говоря, масса M позитрона равна по величине и противоположна по знаку массе электрона. Именно поэтому позитрон, в отличие от электрона, притягивается, поскольку его ускорение a=F/M направлено в сторону обратную силе F ударов реонов: за счёт минусовой массы M позитрона сила и ускорение имеют разные знаки.

Но ведь отрицательная масса — это нонсенс! И всё же в отрицательной массе позитрона нет ничего странного. Раз позитрон — это античастица, и раз у античастиц все характеристики противоположны таковым у частиц, то позитрон должен иметь не только антизаряд, но и антимассу? Вспомним, что по определению Ньютона масса — это количество материи. Значит, если имеем дело с антиматерией (называемой ещё минус-материей), то у неё это количество отрицательное: антиматерия имеет минусовую массу. Да и предсказан был позитрон Полем Дираком именно как электрон с отрицательной энергией и массой [109], потому и ведёт себя позитрон в опытах как полная противоположность электрона. Дирак первым допустил существование антиматерии, причём эта идея казалась ему естественной ещё в школе, когда он в конкурсной задаче о числе пойманных рыбаками рыб дал ответ "минус две рыбы" [144]. Однако, потом от идеи минус-материи отказались и физики, и сам Дирак, а позитрон стали считать частицей с положительной массой. Зато в теории Ритца идея антимассы обрела смысл. Ещё одно соображение в пользу отрицательной массы позитрона состоит в том, что при аннигиляции электрона и позитрона их масса, как считают, бесследно исчезает. Но, согласно классической физике, должен выполняться закон сохранения массы. То есть общая масса электрона и позитрона равнялась нулю как после, так и до исчезновения, откуда с неизбежностью следует отрицательная масса позитрона, в точности компенсирующая положительную массу электрона.

Реально, конечно, все эти вопросы — процесс аннигиляции, отрицательная масса описываются гораздо сложнее. В частности, оказывается, что массу, как и электрический заряд, можно трактовать как процесс, что предлагалось ещё Ритцем. В таком случае, загадочная отрицательная масса получает классическое, наглядное механическое объяснение. Но для этого необходимо уже рассматривать строение электрона, природу времени, а эти вопросы далеко выходят за рамки настоящей главы и будут подробней разобраны позднее (Часть 3 и Часть 5). Сейчас же нам для удобства вполне достаточно условно считать массу позитрона отрицательной. По крайней мере, это ничему не противоречит. Конечно, модель эта грубо механистична. В дальнейшем она может быть уточнена и даже изменена. Но, как первое приближение, дающее наглядную механическую трактовку, она весьма удобна. Судя по некоторым замечаниям Ритца из его «Критических исследований по общей электродинамике», он и сам пришёл к этой механической модели, но отложил её подробное рассмотрение ввиду многочисленных проблем (см. эпиграф). Две из них, — трактовку взаимодействия разноимённых зарядов и постоянство массы электрона, мы решили.

Позитрон, будучи во всём антиподом электрона, и частицы испускает прямо противоположные реонам: он выбрасывает из себя антиреоны (или, сокращённо, — "ареоны"), имеющие ту же массу m, что у реонов, но опять же с обратным знаком. Соответственно, создаваемая их ударами сила

F=Nr^2mc/4R^2 (§ 1.4)

будет так же отрицательна и направлена против направления их движения. Так что, под действием ударов ареонов, испущенных позитроном, электрон будет подталкиваться навстречу позитрону: величина его ускорения a=F/M будет, как у силы, — отрицательна. В то же время, при действии позитрона на позитрон ускорение a=F/M — положительно: имеет место отталкивание, поскольку и сила и масса имеют отрицательный знак. Фактически, взаимодействие зарядов и их ускорение определяются отношением масс частиц

a=F/M=(Nr^2c/4R^2)(m/M).

Если частицы слеплены из одного теста, представляют одноимённые заряды, то m и M для них — одного знака, а, значит, ускорение a — положительно, то есть имеет место отталкивание. Если же взаимодействуют разноимённые заряды, то и m с M у них — разного знака, ускорение a отрицательно. И, значит, заряды притягиваются (Рис. 10).

Рис. 10. Характер взаимодействия одно- и разноимённых зарядов посредством реонов R определяется ускорением a. Противоположным зарядам "+" и "-" соответствуют противоположные знаки масс частиц.

Ну и раз уж речь зашла о тесте, из которого слеплены электроны и позитроны, скажем пару слов о строении этих частиц. Поскольку электроны постоянно испускают мириады реонов, то, судя по всему, именно из реонов и составлены электроны. Соответственно, позитроны (антиэлектроны), с их минусовой массой, образованы антиреонами. Испускание этих частиц зарядами, как уже говорилось, происходит в результате распада.

Конечно, всё это выглядит несколько парадоксально: положительно заряженный позитрон, который даже по своему названию положительный, имеет отрицательную массу. Но отрицательная масса — это, как было сказано, условность. С тем же успехом можно было бы приписать отрицательную массу электрону, а позитрону — массу положительную. Важен не сам знак массы, а то, что у электрона и позитрона эти массы имеют разные знаки, поскольку для взаимодействия важно соотношение масс (m/M). Точно так же совершенно условен знак заряда: ничего бы не изменилось в природе и в физике, если бы мы приписали положительный заряд электрону, а отрицательный позитрону, сменив знаки заряда и у всех прочих частиц. Примерно такой же условный смысл приобретает и масса, но об этом будет сказано позднее (§ 3.20).

Зато сам заряд в модели Ритца обретает конкретный физический смысл, раз взаимодействие зарядов определяется потоком испускаемых ими реонов и ареонов. Заряд Q — это полный поток, расход материи (реонов или ареонов), источаемой заряженным телом в единицу времени: Q=-mN. Соответственно, частица, испускающая материю (m>0), имеет отрицательный заряд Q, скажем, электрон, выбрасывающий реоны. Если же частица испускает больше антиматерии (частиц с m<0), то её заряд положителен, как у протона или позитрона. Итак, физически заряд — это производительность источника поля, — число испускаемых им в единицу времени реонов, этих элементарных единиц материи. (Если вспомнить баллистическую аналогию с бенгальским огнём или зарядом дроби в ружье, то их заряд тоже можно определить как производительность источника, — число выбрасываемых в момент искр или дробинок, тогда два огня или двустволка содержат уже удвоенный заряд, Рис. 7.) В то же время о заряде самого реона говорить бессмысленно. Ведь он, в принципе, не может иметь заряда, поскольку не испускает реонов, не создаёт их потока. Точно так же бессмысленно говорить о температуре или давлении не газа в целом, а одного атома, ведь давление и температура характеризуются движением, ударами коллектива атомов.

Столь же наглядную трактовку получает напряжённость электрического поля E, то есть плотность, густота силовых линий этого поля: она характеризует плотность потока реонов, материи, а, значит, и степень воздействия этого потока на единичный заряд (Рис. 11). Отсюда сразу вытекает и теорема Остроградского-Гаусса о пропорциональности потока поля E через замкнутую поверхность (общего числа выходящих через неё силовых линий) заряду Q в объёме, ограниченном этой поверхностью. Раз Q — это полный поток, расход материи, источаемой зарядами в объёме (Рис. 6), тогда тот же поток ежесекундно пронизывает поверхность вокруг заряда Q, будучи эквивалентен потоку поля E через эту поверхность, то есть общему числу исходящих силовых линий. Выходит, теорема Остроградского-Гаусса — это просто закон непрерывности потока реонов. Не случайно, именно Гаусс, согласно Ритцу (§ 1.7), ближе других подошёл к созданию бесполевой электродинамики, основанной на идее эмиссии и запаздывания электрических воздействий.

Итак, теория истечения поясняет смысл силовых линий, закона Гаусса, отрицательного заряда электрона и положительного заряда позитрона. А как же быть с положительным зарядом протона: откуда он берётся и как объяснить взаимодействие протона с электроном? По всей видимости, заряд протона обусловлен присутствующим в нём позитроном. И точно, протон может распадаться на этот самый позитрон и не имеющий заряда нейтрон. Не случайно, многие авторитетные физики-ядерщики, в том числе Ф. Содди, считали протон составной частицей, образованной из нейтрона и позитрона [139]. Надо думать, что и у других элементарных частиц заряженность связана только с присутствием в них электронов и позитронов: лишь они способны испускать и поглощать реоны и антиреоны. Именно электроны и позитроны, входящие в другие частицы, придают этим частицам электрический заряд. Только так можно объяснить существование стандартного элементарного заряда — это заряд электрона и такой же, но противоположный по знаку заряд позитрона. Ведь позитрон — это зеркальная копия электрона, — электрон-наоборот, имеющий те же размеры и массу. Сами по себе частицы разных масс и свойств не могли бы обладать всегда одним и тем же элементарным зарядом. Поэтому в их составе неизбежно должны присутствовать элементарные единицы заряда — электроны и позитроны, которые именно так изначально и вводили — как атомы электричества. Лишь позднее самостоятельным зарядом стали наделять и другие частицы. То, что электрический заряд протона связан с присутствием в нём позитрона, решает ещё и важную проблему физики элементарных частиц. Прежде было непонятно, почему частиц, скажем электронов, гораздо больше, чем античастиц, — позитронов. Но, если в каждый протон входит по лишнему позитрону, то электронов и позитронов в атомах будет поровну: электроны атомной оболочки в точности компенсируются позитронами ядра.

В целом видим, что какими бы великими ни казались поначалу сложности механической модели взаимодействия зарядов, отмеченные ещё Ритцем, их можно решить. Во времена Ритца эти трудности казались неустранимыми, поскольку не было ещё известно о распадах элементарных частиц, об античастицах и антиматерии, имевшей по исходной гипотезе Дирака минусовую массу. И, всё же, Ритц осмелился выступить со своей революционной моделью обменного взаимодействия зарядов, посредством испускаемых ими частиц.

§ 1.7 Природа магнетизма

Пуанкаре показал, что, придав лучистой энергии импульс, всё можно поставить на свои места. Очевидно, что такое предположение вполне естественно, если эта энергия испускается [в виде частиц], а не распространяется [в среде]… Исходя из этих принципов, получится вывести электродинамические силы, зависящие от скорости и ускорения, руководствуясь лишь кинематическими соображениями. Именно эту проблему, не решённую теорией Максвелла, Гаусс поставил в своём известном послании к В. Веберу.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Что собой представляют электрические и магнитные воздействия? Современная физика, к несчастью, не может ответить на этот вопрос, оправдывая свою беспомощность ньютоновской отговоркой: «Довольно и того, что эти силы существуют и действуют согласно изложенным законам» (в электродинамике этими законами служат уравнения Максвелла). И только баллистическая теория Ритца, как было показано выше, впервые в истории науки наглядно объяснила, как же взаимодействуют заряды. Ритц не просто описал электрическое взаимодействие, а нашёл его глубинные причины, начала: вскрыл механизм взаимодействия. Но как же он объяснил взаимодействие магнитное? Чтобы понять это, снова рассмотрим взаимодействие двух элементарных зарядов.

Напомним, как по Ритцу протекает взаимодействие двух электронов. Первый электрон излучает, выстреливает по всем направлениям со скоростью света c особые микрочастицы — реоны. Спустя время часть их долетает до второго электрона и поглощается им, причём каждый реон передаёт электрону элементарную порцию (квант) воздействия — стандартный импульс p. Полная сила отталкивания электронов

F = np,

где n — частота попаданий реонов в электрон, а p — импульс, передаваемый каждым реоном. Если скорость реонов — V, а их масса — m, то

p = mV.

Частота попаданий в площадку S, перпендикулярную потоку частиц, находится как

n = kVS,

где k — концентрация частиц в потоке, а V — скорость их потока. Отсюда

F = np = kV^2Sm.

Для электрона в потоке реонов (от неподвижного электрона) скорость частиц V=c, а S — площадь поперечного сечения электрона, откуда

F = np = kcSp = kc^2Sm.

С удалением от электрона концентрация k выстреленных им реонов убывает пропорционально квадрату расстояния (Рис. 11). Отсюда, как выяснили выше, и следует закон Кулона: сила F отталкивания электронов спадает, пропорциональна квадрату расстояния между ними (§ 1.4).

Рис. 11. Один электрон действует на другой через посредство выстреливаемых им реонов R, воздействие которых спадает вместе с их концентрацией k пропорционально квадрату расстояния.

Так теория Ритца объясняет силу электростатического взаимодействия зарядов. Ну а магнитные силы возникают, как известно, от движения электрических зарядов. Физики говорят, что в зависимости от движения зарядов их электрическое поле преобразуется в магнитное и наоборот (поэтому говорят об электромагнитном поле, считая электричество и магнетизм лишь различными его проявлениями). Но как происходит этот переход, почему его вызывает движение зарядов, и что вообще такое магнетизм, современная физика объяснить не может. Теория же Ритца даёт на это простой и ясный ответ.

Выше было показано, что два неподвижных заряда взаимодействуют с силой F= kc^2Sm. Теория Ритца предсказывает изменение этой силы при сближении зарядов. Если один заряд движется, закон Кулона оказывается не вполне точен, что связано с конечной скоростью света, реонов, переносящих электрическое воздействие. В самом деле, пусть электрон, испускающий реоны, покоится, а другой движется ему навстречу со скоростью v. В таком случае скорость потока V, с которой реоны ударяются об электрон, согласно классической механике, будет равна уже не c, но V=c΄=c+v. Соответственно вырастет и импульс, передаваемый реонами электрону и частота их ударов, а, в конечном счёте, и сила отталкивания одного электрона другим. Из-за увеличения скорости V встречного потока реонов от c до c΄=c+v получим F= k(c+v)2Sm. Сила вырастет по сравнению с той, что испытывали бы покоящиеся заряды на том же удалении. Напротив, расхождение зарядов уменьшит эту силу. Именно это небольшое изменение силы электростатического взаимодействия и воспринимается нами как магнитное воздействие. Причину этих изменений поясняет баллистическая модель: броневик, расстреливающий неподвижную мишень, увеличивает свою огневую мощь, когда быстро едет навстречу цели (Рис. 12). Ведь при движении к мишени растёт частота ударов и скорость пуль, а значит и сила ударов по мишени: пули барабанят по мишени чаще и сильнее. Ещё заметней будет эффект для пулемёта, установленного на самолёте, скорость которого уже сравнима со скоростью пуль.

Рис. 12. Подобно огневой силе движущегося броневика, повышена сила F взаимодействия сближающихся со скоростью v зарядов за счёт выросшей скорости c'=c+v и частоты ударов реонов R.

Далее рассмотрим заряженную нить и возле неё в т. O заряд q. Сила отталкивания заряда от нити

F= qτ/2πε_0r,

где τ — линейная плотность заряда нити, r — расстояние от заряда до нити, а ε_0 — электрическая постоянная. Сила же взаимодействия заряда с малым участком нити M длиной dl, имеющим заряд τdl, даётся законом Кулона

F = qτdl/4πε_0OM^2.

Перпендикулярная нити составляющая этой силы выразится через углы φ и dφ как

Fу= qτcos(φ)dφ/4πε_0r (Рис. 13).

Найдём, как изменится сила при движении заряда параллельно нити со скоростью v. По отношению к движущемуся заряду встречные реоны будут иметь скорость c΄ отличную от c за счёт векторного вычитания из c скорости v заряда. И направлена скорость c΄ реонов будет уже не вдоль MO, а вдоль M΄O (ту же природу имеет звёздная аберрация — отклонение световых лучей, вызванное движением Земли, § 1.9). Из треугольника скоростей OMM΄:

c΄= [c^2+v^2–2cvsin(φ)]1/2

или, разлагая в ряд и считая v/c малым, получим

c΄≈ с[1–sin(φ)v/c+(v/c)2cos^2(φ)/2].

Соответственно меняется и сила:

F΄=F(c΄/c)2.

Но, поскольку сила меняет и направление (F΄ действует вдоль c΄), то интересующая нас составляющая Fу изменится в несколько меньшей степени:

Fу΄= Fу(c΄/c) = [1–sin(φ)v/c+ (v/c)2cos^2(φ)/2]cos(φ)dφqτ/4πε_0r.

Остаётся найти суммарную силу воздействия на заряд со стороны всех элементов нити, проинтегрировав Fу΄ в пределах φ от — π/2 до +π/2. В итоге, полная сила

Fу΄= (1+v^2/3c^2)qτ/2πε_0r= qτ/2πε_0r+v^2qτ/6πε_0rc^2.

Первое слагаемое — это сила взаимодействия нити с покоящимся зарядом, а второе — это прибавка к ней, возникшая за счёт движения. Итак, движение заряда со скоростью v вдоль нити вызывает рост силы отталкивания (или притяжения) на величину v^2qτ/6πε_0rc^2.

Рис. 13. Проекция F'y силы отталкивания заряда элементом длины dl бесконечной заряженной нити меняется при движении заряда пропорционально скорости c' реонов относительно него.

Этот результат имеет весьма важные последствия. Рассмотрим два параллельных проводника с сонаправленными токами. Поскольку ток в металле создаётся движением электронов, заменим каждый проводник движущейся отрицательно заряженной нитью (Рис. 14). У первой нити линейная плотность заряда — τ_1 и скорость v_1 (в проекции на ось x), а у второй, соответственно, — τ_2 и v_2. В целом каждый проводник нейтрален, поэтому добавим неподвижные положительно заряженные нити +τ_1 и +τ_2 (они соответствуют положительным и неподвижным ионам металла).

Рис. 14.Представление проводников с током (а) комбинациями из пар заряженных нитей (б) позволяет выразить амперову силу их притяжения как сумму сил электрического взаимодействия нитей.

Найдём, с какой электрической силой Fэл первый проводник (нити +τ_1 и —τ_1) действует на малый элемент длины l второго проводника (нити +τ_2 и —τ_2). Искомая сила Fэл складывается из четырёх сил:

1) F_1 — воздействие неподвижной нити +τ_1 на неподвижный заряд +τ_2l;

2) F_2 — воздействие неподвижной нити +τ_1 на движущийся заряд —τ_2l;

3) F_3 — воздействие движущейся нити —τ_1 на неподвижный заряд +τ_2l;

4) F_4 — воздействие движущейся нити —τ1 на движущийся заряд —τ2l.

Скорость заряда q= τ_2l относительно соответствующей нити равна для случая

1) нулю, и потому сила отталкивания F_1= τ_1τ_2l/2πε_0r (по формуле Fу΄);

2) v_2, и сила притяжения F_2= τ_1τ_2l/2πε_0r+ v_2^2τ_1τ_2l/6πε_0rc^2;

3) v_1, и сила притяжения F_3= τ_1τ_2l/2πε_0r+ v_1^2τ_1τ_2l/6πε_0rc^2;

4) (v_1 — v_2), и сила отталкивания F_4= τ_1τ_2l/2πε_0r+ (v_1— v_2)2τ_1τ_2l/6πε_0rc^2.

Рис. 15. Вызванное движением зарядов изменение электростатической силы ведёт к появлению магнитной силы их взаимодействия.

Результирующая сила притяжения

Fэл= F_2+F_3—F_1—F_4= v_1v_2τ_1τ_2l/3πε_0rc^2.

Таким образом, если в отсутствие токов Fэл=0, то при движении зарядов в проводниках нарушает баланс сил взаимодействия, силы перестают компенсировать друг друга. В результате проводники с током притягиваются с силой Fэл, или же отталкиваются, если токи направлены в разные стороны (v_1v_2 отрицательно). Величина v_1τ_1 есть ни что иное, как сила тока I_1 в первом проводнике, а v_2τ_2 — сила тока I_2 во втором. Учитывая это и применяя известное соотношение 1/c^2= ε_0μ_0, получим

Fэл= μ_0I_1I_2l/2πr.

Но ведь похоже описывает взаимодействие параллельных токов и закон Ампера

FА= μ_0I_1I_2l/2πr,

дающий, правда, величину силы в полтора раза большую (Рис. 15). То есть, магнитная сила имеет электрическую природу: проводники с током притягиваются, либо отталкиваются электрической силой равной силе Ампера с точностью до коэффициента 1,5. Эта разница коэффициентов вызвана тем, что в опыте измеряют воздействие не элементов тока, а замкнутых проводников, и более точный расчёт, возможно, устранит эту небольшую разницу. К тому же, до сих пор точно не измерено отношение электрических и магнитных единиц, равное произведению скорости света на корень коэффициента в формуле Ампера [60]. Отметим, что сам Максвелл, измерив это отношение, получил, что оно не равно c = 3·10^8 м/с, а, вопреки его теории, составляет в среднем 2,45·10^8 м/с [152]. Это говорит в пользу коэффициента 1,5 = (3·108/2,45·108)2.

Поскольку в опыте сложно изучать элементы тока, лучше проверять теорию, исследуя движение отдельных зарядов. Так, опыт показал, что в магнитном поле B заряд q, летящий со скоростью V перпендикулярной B, описывает окружности. Значит, на частицу действует постоянная сила Лоренца Fл=qVB, направленная к центру окружности. Проверим, так ли это в модели Ритца. Для этого снова разобьём прямой проводник с током I, создающим поле B, на положительно заряженную нить и движущуюся со скоростью v отрицательную. Тогда действие Fэл тока на летящий со скоростью V вдоль провода заряд сложится из двух сил (Рис. 16):

1) F_1 — воздействие неподвижной нити +τ на подвижный заряд q;

2) F_2 — воздействие подвижной нити —τ на летящий заряд q.

Рис. 16. Появление силы Лоренца в виде вызванной движением зарядов разности сил притяжения и отталкивания нитей.

Скорость заряда q относительно соответствующей нити равна для случая

1) V, и потому сила отталкивания

F_1= qτ/2πε_0r+qτV^2/6πε_0rc^2;

2) V+v, и сила притяжения

F_2= qτ/2πε_0r+qτ(V+v)2/6πε_0rc^2.

Отсюда сила притяжения

Fэл= F_2—F_1= qτ(2Vv+v^2)/6πε_0rc^2.

Или, если учесть, что скорость летящего заряда V много больше скорости v дрейфа электронов, получим

Fэл=qVvτ/3πε_0rc^2.

Итак, за счёт движения зарядов, силы F_1 и F_2 перестают уравновешивать друг друга, и проводник действует на заряд с силой, зависящей от тока I=vτ. В итоге

Fэл=qVI/3πε_0rc^2,

или с учётом 1/c^2=ε_0μ_0 и известного выражения для поля тока B=μ_0I/2πr найдём

Fэл=qVB/1,5.

Это с точностью до множителя 1,5 даёт силу Лоренца Fл=qVB. То есть и сила Лоренца имеет чисто электрическую природу. Ту же силу легко получить из БТР и для заряда, летящего перпендикулярно проводнику. Раз сила Лоренца не зависит от направления движения заряда, то и по теории Ритца заряд должен описывать в магнитном поле B окружности, как того требует опыт.

Итак, надобность в магнитном поле отпадает, ибо то, что принято считать магнитной силой, всего лишь не скомпенсированная добавка силы электрической, созданная движением зарядов. В свою очередь, эта добавка — естественное следствие баллистической модели взаимодействия зарядов и механического сложения скорости распространения света и электрического воздействия (по сути скорости реонов) со скоростью источника. Другими словами, как это утверждали ещё Ампер и Ритц, магнитных сил и полей, вообще говоря, не существует. За их проявления мы ошибочно принимаем результат вызванного движением зарядов изменения электрических сил. Именно поэтому не удалось и никогда не удастся найти магнитные «заряды», — предсказанные Дираком монополи, существование которых казалось естественным следствием равноправия, обратимости полей и симметрии уравнений Максвелла. Выходит, что, вопреки Максвеллу, свет вполне может распространяться и без помощи магнитного поля. Наоборот, именно конечная скорость света, реонов и порождает магнитные эффекты.

Таким образом, баллистическая модель и теория Ритца не только согласуются со всеми электрическими и магнитными эффектами, но и позволяют в рамках классической картины мира понять их природу. Сама идея влияния движения заряда на величину электрической силы и объяснение через это магнитных эффектов возникла уже очень давно. Задолго до Ритца (как он сам же замечает [8]) её высказал Гаусс и развил Вебер, ещё в середине XIX века построивший на её основе электродинамику, рассматривающую магнитные и индукционные силы как следствие изменения (при движении и ускорении зарядов) сил электрических [72, 106]. Причём электродинамика Ампера и Вебера долгое время принималась учёными и противопоставлялась теории Максвелла.

Но концепция Вебера была отвергнута, причём, по иронии судьбы, — тем самым фактом, из которого должна бы была проистекать. Дело в том, что Вебер был сторонником теории дальнодействия, то есть мгновенного распространения воздействий, без помощи какого-либо промежуточного агента. А формулы свои, описывающие влияние движения на величину электрической силы, он не вывел, а эмпирически подобрал, основываясь на опытах [72, 106]. А между тем, как было показано, и как утверждал Гаусс (учитель Вебера), их можно вывести строго, придерживаясь прямо противоположного принципа, — считая, что воздействие передаётся не мгновенно, а с задержкой, через некий промежуточный агент (реоны). Предположение же о мгновенной передаче воздействия с бесконечной скоростью реонов (c = ∞), как легко проверить, привело бы, напротив, к постоянной, не зависящей от движения зарядов величине силы. Так Ритц обосновал подход Вебера и Гаусса и тем самым завершил процесс сведения магнитных эффектов к электрическим, начатый ещё Ампером. Именно Ампер впервые понял, что магнетизм — это фикция, и магнит представляет собой лишь набор элементарных молекулярных круговых токов, то есть, в конечном счёте, — движение зарядов. Таким образом, правильнее говорить не о связи электрических и магнитных эффектов, а о том, что вторые — это лишь частное проявление первых. Интересно, что гипотезу Ампера об электрической природе магнитных сил, как следствия взаимодействия элементарных токов тел, выдвигали ещё Демокрит с Лукрецием, объяснявшие магнитное воздействие ударами микрочастиц (реонов § 4.19), источаемых магнитами и электроном (янтарём).

В том, что магнитное поле — это фикция, легко убедиться, рассмотрев два пучка электронов, летящих параллельно с одинаковой скоростью. По Максвеллу это движение зарядов создаст магнитное поле, отчего между пучками, кроме кулоновской силы отталкивания, возникнет ещё сила магнитного притяжения, как между двумя токами. Но если перейти в подвижную систему отсчёта, связанную с летящими электронами, магнитная сила исчезнет, хотя сила взаимодействия пучков по классическому принципу относительности должна остаться прежней. Свести концы с концами в теории Максвелла удаётся лишь посредством теории относительности, по которой исчезновение магнитного притяжения в точности компенсируется релятивистским снижением кулоновского отталкивания пучков [96]. Совсем как в опыте Майкельсона, где пытались объяснить отсутствие перемен при изменении скорости тем, что оно в точности компенсируется сокращением плеч интерферометра, пока не поняли, что справедлив принцип относительности (§ 1.9). Но, раз справедлив этот открытый Галилеем принцип, не проще ли считать, что и электрическая сила взаимодействия пучков не зависит от того, в какой системе она измерена, тогда как магнитная сила вообще не возникает? И действительно, электрическая сила по Ритцу, как видели, зависит не от абсолютной скорости зарядов в некой системе отсчёта, а лишь от их взаимной скорости по отношению друг к другу. Именно эта зависимость, доказывающая, что заряд сообщает свою скорость воздействиям, и воспринимается нами в форме магнитных эффектов.

Идея чисто электрической природы магнитных сил всегда лежала на поверхности, отчего многократно переоткрывалась и в наше время. Ведь любой знает, что магнитные силы порождаются движением зарядов, откуда один шаг до мысли, что изменение кулоновского взаимодействия зарядов от их движения и создаёт магнитные эффекты за счёт конечной световой скорости электрических воздействий и запаздывающих потенциалов. Не случайно, с этой идеей, высказанной ещё Гауссом, Вебером и развитой Ритцем, независимо выступали многие учёные, в том числе Н.К. Носков, В.М. Петров [96]. Кстати, В. Петров, рассматривая взаимодействие проводников, ещё в 2004 г. выдвинул ряд интересных идей, в том числе о неравномерном распределении движущихся электронов по металлу, что позволяет решить ряд затруднений теории Ритца, скажем при объяснении явлений индукции, самовоздействия тока электронов, а также формы закона Ампера и значения коэффициента в нём.

Следует заметить, что теории Вебера и Ритца приводят к закону взаимодействия токов, отличному от общепринятого. Так, считается, что магнитные силы всегда перпендикулярны элементам тока (Рис. 17). Но это нарушает принцип действия и противодействия, особенно если один ток идёт вдоль, а другой поперёк соединяющей их линии MN; здесь одна из сил — вообще нулевая. В теории же Вебера силы магнитного взаимодействия всегда равны и противоположно направлены. Да и сам Ампер, открывший взаимодействие токов, утверждал, что магнитные силы действуют вдоль линии, соединяющей элементы. Конечно, и в теории Ритца сила действия порой не равна силе противодействия и они направлены не строго вдоль линии, соединяющей элементы или заряды (§ 1.17, § 3.17). Но это вызвано конечной скоростью воздействий и, в отличие от закона Био-Савара, не противоречит закону сохранения импульса, если учесть импульс, несомый реонами, летящими в пространстве меж элементами тока. Поэтому экспериментально найденный Ампером и подтверждённый Вебером закон взаимодействия токов [106], равно как закон, вытекающий из теории Ритца, не совпадает с общепринятым закона Био-Савара-Лапласа, следующим из теории Максвелла.

Рис. 17. Нарушение 3-го закона Ньютона общепринятым законом взаимодействия параллельных (а) и перпендикулярных (б) токов: силы направлены под углом к линии связи MN, а в случае б в точке M сила вообще отсутствует.

Ошибочность общепринятого закона до сих пор не выявлена экспериментально потому, что специально такой задачи никто не ставил, хотя время от времени в печати и мелькали сообщения об отклонениях от закона Био-Савара и открытии магнитных сил, направленных, согласно Амперу, вдоль элементов тока (см. статьи В. Околотина об опытах Грано и других). А ведь несовпадение законов Ампера-Вебера и Био-Савара уже давно побуждало к их сравнительной проверке на опыте. Конечно, эксперименты Ампера и Вебера трудоёмки, зато оборудование для них нужно самое простое. Впрочем, проблема состоит ещё и в том, что в опыте удаётся наблюдать лишь взаимодействие замкнутых токов, тогда как взаимодействие элементов тока исследовать затруднительно. Точное установление в эксперименте действительного закона сил со стороны элементов тока явилось бы самым простым и действенным доказательством Баллистической Теории Ритца. И самое интересное, что в тех редких опытах, где такие взаимодействия незамкнутых токов изучались, реально открыты отклонения от закона Био-Савара и теории Максвелла (В. Околотин, "Техника-молодёжи" № 12, 1973). Другой способ проверки электродинамики Ритца — это изучение движения в магнитном поле медленных зарядов, скорость которых сопоставима со скоростью дрейфа электронов. Тогда добавкой v_2 в сравнении с 2Vv уже нельзя пренебречь, и возникнет заметное отклонение от закона Fл=qVB для силы Лоренца, которое можно будет зафиксировать. Более того, получается, что эта сила будет действовать даже на неподвижный заряд. Соответственно, при пропускании тока через проводник можно было бы наблюдать, как находящиеся рядом с ним металлические предметы слабо поляризуются. Однако такого рода экспериментов пока никто не ставил.

§ 1.8 Электромагнитная индукция и полнота электродинамики Ритца

Интересно отметить, что по нашей теории в покоящихся телах явления индукции в замкнутой цепи возникают только вследствие конечной скорости распространения. Действительно, если обратиться к разложениям параграфа 3, то увидим, что, поскольку члены второго порядка затронуты слабо, то только эта конечная скорость вводит ускорения, и именно ускорения определяют явления индукции.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Итак, хотя в настоящее время общепринят максвеллов вариант электродинамики, задолго до неё была принята электродинамика Ампера, развитая Вебером с Гауссом. Настолько проста и естественна была их теория, что почти весь XIX в. все признавали только её, отвергая появившуюся поздней туманную теорию Максвелла. Лишь открытие Герцем в 1888 г. электромагнитных волн привело к признанию максвелловой электродинамики и забвению исконной теории Ампера. Но уже в 1908 г. Вальтер Ритц показал, что в рамках подхода Ампера-Вебера удаётся легко описать все электродинамические эффекты, включая предсказанные Максвеллом электромагнитные волны, а также естественно объяснить ряд явлений, которые теория Максвелла либо вовсе не смогла предсказать, либо просто постулировала. Ритц вскрыл глубинные механизмы электрических, магнитных, гравитационных воздействий, объяснив и релятивистские эффекты — без теории относительности.

Ампер, метко прозванный "Ньютоном электричества", строил электродинамику, избегая гипотез и опираясь лишь на опыт. Так он открыл взаимодействие токов и свёл к нему магнетизм, показав, что магниты — это наборы круговых молекулярных токов. Как в законе тяготения Ньютона, Ампер сводил электрические эффекты к силам взаимодействия элементарных частиц и токов — центральным силам, направленным вдоль линии соединения частиц. Сходство законов взаимодействия зарядов, токов и масс Ампер объяснял единством электрических, магнитных и гравитационных сил. Не в пример простой и естественной электродинамике Ампера, Максвелл оперировал абстрактными, искусственно введёнными понятиями, вроде эфира, электромагнитного поля, вектор-потенциала, нецентральных, вихревых сил.

А электродинамика Ампера имела только тот порок, что и теория Ньютона, — это была теория дальнодействия: взаимодействие двух точек определялось лишь их взаимным положением, независимо от того, что лежало меж ними, и так, словно воздействие передавалось мгновенно, без всякого посредника [60]. Две разнесённых точки сразу испытывали силы отталкивания или притяжения, непосредственно и мгновенно действующие на любом расстоянии по закону Кулона, Ампера или Ньютона. Ритц продолжил программу Ампера-Вебера, и как раз ритцева механическая модель избавила теорию дальнодействия от главного порока — путём учёта материального посредника-носителя, — реонов, транспортирующих воздействия от заряда к заряду с запозданием от конечной скорости реонов. При движении зарядов именно задержка воздействия ведёт к его изменениям, имеющим вид магнитных и индукционных сил. Сравнив заряд с пулемётом, стреляющим реонами и придающим им, как пулям из едущего броневика, добавочную скорость, Ритц объяснил роковой для теории Максвелла опыт Майкельсона, а также вскрыл природу магнитных и релятивистских эффектов.

Однако Фарадей решил совсем иным путём обойти основную трудность теории дальнодействия. Наблюдая железные опилки, выстроенные вдоль силовых линий магнита и провода с током, он решил, что есть некая вездесущая среда-поле, передающая воздействие от одних тел другим, — так появилась полевая концепция близкодействия. Согласно Фарадею и открывшему магнитное действие тока Эрстеду, воздействие создают не сами заряды и токи, а вызванные ими возмущения этой среды-поля (эфира), отчего притяжение двух токов напоминает взаимодействие двух воронок-вихрей на воде. Обоснование такому нецентральному, вихревому характеру взаимодействия токов Эрстед и Фарадей усмотрели в расположении магнитной стрелки возле провода с током. Она всегда направлена не к проводу, а перпендикулярно ему, отчего железные опилки выстраиваются вокруг провода в замкнутые кольца, которые и навели Эрстеда с Фарадеем на мысль о вихрях некой среды возле токов. Максвелл математически развил эту теорию, опираясь на гипотезу среды-поля (эфира), хотя уже тогда все считали полевую концепцию Эрстеда-Фарадея наивной, а их спекуляции о реальности силовых линий и вихрей — детским лепетом.

Да и с высоты современного уровня науки видно, что Эрстед, Фарадей и Максвелл ошибались. Силовые линии и поле, подобно полю скоростей, давлений, — это не физические, а математические объекты. Однако учёные верят в физическое поле-эфир, как они ещё долго цеплялись за теплород после открытия механической природы теплоты. Опыт Майкельсона доказал ложность эфира и основанной на нём электродинамики Максвелла [152]. Укладка же опилок вдоль силовых линий говорит не о наличии среды-поля, а об ориентации каждой крупицы опилок центральными силами Ампера. Как показал Ампер, любая магнитная крупица или стрелка — это, по сути, виток с током, образованный совокупностью молекулярных токов и перпендикулярный магнитной стрелке. Так что стрелку ориентируют не вихревые силы, "кругами вьющиеся" возле тока, а центральные силы Ампера, направленные к проводу: участок витка, где ток сонаправлен с током в проводе, притягивается им, а участок, где направление тока противоположно, — отталкивается. Поэтому виток располагается в одной плоскости с проводом (Рис. 18), а магнитный момент витка (ось магнитной стрелки или железной крупицы) перпендикулярна этой плоскости и проводу.

Пороком максвелловой теории было и то, что она давала равные права электрическому и магнитному полям, способным взаимообращаться, порождать друг друга [60]. Ампер же считал магнитные воздействия вторичными, сводя магнитные эффекты к взаимодействию подвижных зарядов (токов). Реально лишь электрическое взаимодействие F_0= e^2/4πε_0R^2 зарядов e, а магнитное — его частное проявление. Вебер развил эту мысль, дав уточнённое выражение F = F_0[1–V^2/c^2+2Rа/c^2] для элементарной силы взаимодействия зарядов, учитывающее, кроме их дистанции R, относительные лучевые скорости V и ускорения a [106]. Слагаемые, содержащие V и a, давали магнитные и индукционные силы в качестве малых добавок электрической силы от движения зарядов. Так возник термин "электродинамика", где, в противовес электростатике (F=F_0), изучалось взаимодействие подвижных зарядов. А концепцию Максвелла правильней называть "теорией электромагнетизма" ввиду отведения электричеству и магнетизму равных ролей без объяснения причин перехода одного в другое.

Рис. 18. Движение проволочной рамки ведёт к уменьшению потока Ф поля B через рамку и создаёт в ней силы Лоренца, наводящие ЭДС индукции с током Iинд в контуре.

Впрочем, и формула Вебера была эмпирической. Строго её обосновал Вальтер Ритц, получив формулу, как прямое следствие открытого им механизма взаимодействия элементарных зарядов (электронов) — посредством обмена стандартными микрочастицами (реонами). Именно так он вывел из своей модели силы магнитного взаимодействия (§ 1.7). В своём главном труде [8] Ритц объяснил не только все магнитные эффекты, но и явление электромагнитной индукции, открытое Фарадеем. Суть его в том, что изменение магнитного потока Ф вектора B через замкнутый контур (скажем, проволочное кольцо) наводит в этом контуре ЭДС индукции, создающей ток индукции и, по правилу Ленца, мешающей изменению потока [60].

Рассмотрим прямоугольную проволочную рамку и лежащий в её плоскости проводник с током (Рис. 18). По закону Фарадея, удаление рамки от провода со скоростью V наведёт в рамке ЭДС индукции U =-dФ/dt. Но и эта индукционная сила, по своей природе, — чисто электрическая, ибо, подобно магнитной силе, вызвана малым изменением электровзаимодействия зарядов от их движения. Как легко вычислить, ЭДС U =-dФ/dt создаётся разницей сил Лоренца Fл1—Fл2, действующих на заряды в ближнем и дальнем участке рамки, поскольку поле B_2 меньше, чем в ближнем B_1 [45]. В силу классического принципа относительности, то же получим и в случае, если рамка неподвижна, а удаляется проводник с током. Сложнее случай, когда провод и рамка неподвижны, но меняется ток в проводнике и создаваемое им магнитное поле B и его поток Ф через рамку (Рис. 19). В этом случае, из-за эффекта Ритца и запаздывания электрических воздействий разные участки рамки воспримут воздействие движущихся с ускорением a зарядов проводника с разным запозданием и интенсивностью. Это снова породит электрическую силу индукции U=-dФ/dt и ток в рамке.

Рис. 19. Замедление зарядов в проводнике (ускорение a направлено против скорости) снижает величину тока I и вызванный им поток индукции Ф через рамку, а также создаёт разность сил, наводящих ЭДС и ток индукции в контуре.

Итак, магнитные, индукционные и прочие электродинамические эффекты, включая релятивистские, возникают в БТР как малые добавки к силе электрического воздействия от равномерного или ускоренного движения зарядов. Эти добавки возникают при учёте высших порядков при разложении электрической силы в ряд по степеням V/c и Rа/c^2. Влиянию этих малых, но весьма существенных поправок Ритц придавал основное значение в своей электродинамике, показав, что эти добавки вызваны запаздыванием воздействий, конечной скоростью их распространения (см. эпиграф § 1.8), отчего меняется частота f прихода реонов к заряду, а значит сила воздействия на него. То есть, электродинамические эффекты — это прямое следствие квадратичного эффекта Доплера и Ритца — изменения частоты f = f_0[1–V^2/c^2+Rа/c^2] от движения источника (см. § 1.20 и § 1.10). Потому похожее выражение получается и для силы взаимодействия зарядов F=F_0[1–V^2/c^2+2Rа/c^2]. Это, как и все электродинамические эффекты, — прямое следствие открытых Ритцем пространственно-временных соотношений и конечной скорости c реонов, то есть запаздывания электрических сигналов. Именно единая кинетическая природа эффектов Доплера и Ритца позволяет понять, почему изменение потока Ф через контур как от скорости (Рис. 18), так и от ускорения зарядов (Рис. 19), порождает одинаковую ЭДС индукции, а также найти исключения из этого эмпирического правила Фарадея.

Электродинамику Максвелла предпочли исконной веберовской ещё и потому, что он рассматривал электромагнитные явления в средах, Вебер же говорил лишь о взаимодействии в пустоте. Вдобавок электродинамику сред проще изучать в рамках полевого, эфирного подхода, на языке физики сплошных сред, к которым относили эфир. Но, как показал Лоренц в своей электронной теории, все выводы электродинамики Максвелла для диэлектриков, металлов, преломляющих сред, получаются и в прежнем описании элементарных взаимодействий зарядов в вакууме. Надо лишь представить среду совокупностью зарядов (электронов и ионов), смещаемых и колеблемых под действием внешних источников, тем самым порождая вторичные воздействия и волны, которые налагаются на исходные и потому преобразуют их. Так что и здесь концепция Ритца — логичней максвелловой, вводящей для каждой среды свои свойства эфира. Впрочем, учёные во главе с Лоренцем пытались встроить электронную теорию, отрицающую особую роль среды, — в максвеллову, хотя куда естественней она вписывалась в электродинамику Вебера.

Объясняет Ритц и электромагнитные волны, давшие признание электродинамике Максвелла (§ 1.11). Как показал Ритц, электромагнитные волны получались и в электродинамике Вебера, причём много проще. Если Максвеллу требовались нескончаемые превращения электрического и магнитного поля для распространения волн, то в электродинамике Ритца световые колебания возникали как естественное следствие передачи переменных электрических воздействий с конечной скоростью потока частиц, равной скорости света c. Опыты Герца доказали реальность электромагнитных волн, электрическую природу света, но ничуть не подтвердили физической реальности поля или эфира и основанной на них теории Максвелла. Таким образом, электродинамика Ритца описывает те же самые эффекты, что и электродинамика Максвелла, в большинстве случаев естественно приводя к тем же результатам. И лишь в тонких и ещё неисследованных эффектах можно найти расхождение между этими электродинамическими теориями, что позволит однажды строго, на основании опытов, сделать выбор в пользу одной из теорий. Но уже сейчас в пользу БТР говорит то, что в электродинамике Ритца все явления трактуются чисто механически, наглядно. Существование магнитных и индукционных эффектов в БТР само собой вытекает из модели взаимодействия зарядов и не нуждается, в отличие от максвелловой теории, в принятии искусственных дополнительных гипотез об абстрактных электрических и магнитных полях.

Физики, однако, боготворят Максвелла и его уравнения. Восхищение уравнениями Максвелла доходит до того, что их обожествляют, словно в них заключена вся мудрость природы, и всё из них следует. А между тем эти уравнения построены чисто формально, как произвольные обобщения эмпирически открытых законов. Так, первое уравнение Максвелла rotH=∂D/∂t+j и четвёртое уравнение divB=0 — это всего лишь обобщения известных законов Био-Савара-Лапласа и Ампера, позволяющих найти величину магнитного поля проводника с током. Второе уравнение Максвелла rotE=-∂B/∂t — это просто обобщённый закон электромагнитной индукции Фарадея [88]. Наконец, третье уравнение divD=ρ — это, опять же, не более чем обобщение закона Кулона, задающего электрическое поле D заряда, и теоремы Остроградского-Гаусса. Иногда утверждают, что Максвелл, кроме обобщения этих известных законов, сделал важное и даже гениальное добавление — открыл ток смещения (∂D/∂t — плотность этого тока), который, как следует из первого уравнения, создаёт магнитное поле H, подобно току проводимости (j — его плотность).

А на деле всё это следовало из тех же законов Био-Савара и Ампера. Рассмотрим первое уравнение в интегральной форме ∫LHdl=d/dt∫SDds+I. Оно читается так: "циркуляция вектора H по замкнутому контуру L равна изменению по времени потока вектора D через поверхность S, ограниченную контуром L, плюс ток проводимости I через эту поверхность". Возьмём контур L в виде кольца, а на оси кольца, перпендикулярной его плоскости S, разместим элемент тока, не пересекающий эту плоскость, то есть, в уравнении I=0. Но согласно закону Био-Савара на кольце L всё равно индуцируется магнитное поле H, направленное вдоль линии контура L, то есть имеющее отличную от нуля циркуляцию. Потому Максвелл был вынужден добавить в правую часть уравнения ток смещения d/dt∫SDds, дабы учесть предсказанное законом Био-Савара и Ампера влияние элементов тока, не пересекающих площадку S. Ток — это движение зарядов, которое ведёт к изменению созданного зарядами потока поля D через поверхность S: если элемент тока направлен к кольцу, то заряды приближаются и созданный ими поток D нарастает, отчего и создаётся магнитное поле на контуре L. То есть максвеллов ток смещения — это не более чем удобный эквивалент токов проводимости, не пересекающих S, то есть напрямую неучтённых в его уравнении.

С этой точки зрения первое уравнение Максвелла оказывается просто отражением давно известного закона сохранения заряда: нарастание потока созданного зарядами поля D через замкнутую поверхность S соответствует притоку через эту поверхность зарядов (то есть электрическому току) [88]. Всё это ещё раз доказывает, что максвеллов ток смещения — это фикция [96], а уравнения Максвелла — это лишь удобное обобщение давно найденных законов электродинамики. Физики считают, что именно этим-то обобщением уравнения Максвелла и замечательны, ибо выражают гораздо больше открытых эмпирически законов Кулона, Ампера и Фарадея. Но, как показал Ритц, именно в силу своей чрезмерной общности уравнения Максвелла часто допускают физически невозможные решения. Истинная же электродинамическая теория должна давать единственное, причём физически верное решение. Поэтому Ритц критиковал электродинамику Максвелла и особенно его уравнения в частных производных, имеющие множество физически недопустимых решений [8]. Ритц считал, что такого рода уравнения должны быть изгнаны из фундаментальных законов Природы.

В баллистической теории Ритца воздействия находится не аналитическим, а синтетическим путём: не из дифференциальных уравнений, а как результат интегрирования элементарных воздействий. Поэтому теория Ритца даёт всегда единственное и, при том, — верное решение. Как видели, БТР легко и естественно объясняет законы Кулона, Ампера и Фарадея — то есть она полна и исчерпывающе объясняет всё то, на чём основаны уравнения Максвелла. При этом теория Ритца не нуждается в абстрактных понятиях электрического и магнитного полей, играющих столь важную роль в электродинамике Максвелла. В теории Ритца речь идёт непосредственно о воздействии. Именно поэтому электродинамику Ритца называют ещё бесполевой.

Впрочем, заданные в каждой точке пространства распределения реонов и ареонов по концентрации и скорости их потока в принципе в какой-то мере эквивалентно прежнему понятию поля. Ведь в каждой точке воздействие на ток или на заряд определяется именно этим распределением. Но, в этом случае, мы уже не говорим о поле как о некой абстрактной физической материи. В БТР поле имеет чисто математический смысл, а не смысл особого рода материи. Исконно именно так и вводили поле в математике и физике. Скажем, в аэродинамике поле скоростей, давлений, температур — это всего лишь пространственные распределения данных характеристик. Так же и в электродинамике поле исконно характеризовало лишь пространственное распределение электрических сил, действующих на пробный единичный заряд. Лишь потом физики стали приписывать полю самостоятельный физический смысл, что, разумеется, — неверно. Примерно так же нереальны силовые линии поля, — это чисто математические образы, введённые для удобства описания. Интересно отметить, что Максвелл и Фарадей, подобно полю, считали реальными объектами и силовые линии. Ясно, что при таком подходе они и не могли построить правильную электродинамику. Таким образом, именно Фарадей и Максвелл направили классическую физику по ложному пути, уведя её от наглядных механических моделей и электродинамики Гаусса-Вебера. Теория относительности, да и квантовая механика были лишь следствием, дальнейшим развитием абстрактно-аналитического пути Максвелла.

Итак, если в дальнейшем мы и будем время от времени употреблять термин "электрическое поле", то лишь в математическом смысле, имея в виду силу, действующую на единичный покоящийся заряд. Также для удобства мы будем в расчётах пользоваться привычными всем обозначениями полей B и E и формулами для них, имея в виду, что те же величины воздействий получаются и в баллистической бесполевой теории Ритца. Лишь из стремления не затруднять читателю понимание дальнейших глав книги, мы будем пользоваться принятыми в электродинамике обозначениями и способами расчёта. Точно так же мы до сих пор пользуемся, например, формулами термодинамики, говорим о давлении, температуре газа, потоке тепла, хотя эти характеристики по сути лишь математически построенные абстракции, характеризующие движение частиц, молекул газа. И возникли эти абстрактные понятия в те времена, когда учёные не имели представления о молекулярно-кинетической теории. Однако понятия давления и температуры оказались весьма удобными макроскопическими статистическими характеристиками газа как ансамбля частиц. Говорить о давлении и температуре газа проще, чем рассматривать микроскопические величины — скорости и координаты отдельных молекул. Так и мы зачастую будем пользоваться привычными понятиями полей, дабы избежать сложного анализа на основе распределения в пространстве реонов и ареонов. При этом, как показал Ритц, знание величины поля, являющейся макроскопическим статистическим параметром, часто недостаточно для определения воздействия, так же, как знание пространственного распределения давления газа ещё недостаточно для нахождения силы давления газа на пластинку, — эта сила зависит также от скорости пластинки в газе и угла атаки (наклона пластинки к потоку).

Электродинамические теории Ампера, Вебера и Гаусса сами по себе были достаточно удачны, поскольку сводили магнитные воздействия к электрическим. Однако, там возникали проблемы при объяснении электромагнитных волн, электродинамических воздействий, особенно в средах. Вдобавок не было механизма, объяснявшего электрические и магнитные силы. Электронная теория Лоренца была первым шагом к упразднению эфира и теории Максвелла. Ведь Лоренц свёл электродинамику сред к электродинамике вакуума, по сути, — к электродинамике Вебера и Гаусса, достаточно лишь было принять, что среда представляет собой набор электронов и ионов, которые создают собственные поля, налагающиеся на внешние и тем самым влияющие на поле в среде. Следующим шагом была ритцева баллистическая модель, предложившая механизм взаимодействия неподвижных и движущихся зарядов, а также позволившая наглядно объяснить электромагнитные волны. Теории Ритца и Лоренца стали для электродинамики тем же, чем была молекулярно-кинетическая теория (МКТ) для термодинамики с аэродинамикой. Термодинамика и электродинамика Максвелла — это чисто феноменологические теории, устанавливающие связь между внешними экспериментально измеримыми характеристиками (давлением, температурой в термодинамике, электрическим и магнитным воздействием в электродинамике). А молекулярно-кинетическая теория дала термодинамике теоретическое обоснование, свела к наглядным, механическим основам, не только строго показав, КАК всё происходит, но и объяснив ПОЧЕМУ. Так же и теории Ритца, Лоренца объяснили законы электродинамики, исходя из наглядных механических моделей, дав, подобно атомистической теории, микроскопическое описание. Электрические и магнитные силы были истолкованы в баллистической электродинамике, подобно силам давления и вязкости в статистической термо- и аэродинамике, как удары микрочастиц, осуществляющих дистанционный перенос и обмен импульсов меж взаимодействующими объёмами.

Такое внутреннее, причинное (микроскопическое) объяснение не только более убедительно и наглядно, чем внешнее (феноменологическое) описание, но и более правильно, точно. Конечно, и феноменологическая электродинамика Максвелла успешно описывает широкий круг явлений, отчего её до сих пор применяют в расчётах. И это понятно, ведь эфирная теория Максвелла-Фарадея, построенная полуэмпирически, специально подгонялась под этот круг явлений (так же как теория Птолемея-Аристотеля с её космическими эфирными шестерёнками и эпициклами — под видимое движение небесных тел). Но зато вне этого круга теория уже не работала, ибо не раскрыла реальный внутренний механизм явлений. Поэтому, когда круг явлений расширился, электродинамика Максвелла стала давать одну осечку за другой. Равно как эмпирические законы аэродинамики оказались непригодными на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях, так же и электродинамика Максвелла отказала на околосветовых и сверхсветовых скоростях. Уже на космической скорости Земли V=30 км/с в опыте Майкельсона открылись необъяснимые теорией Максвелла расхождения порядка V^2/с^2. Ещё заметней были отклонения от предсказаний теории Максвелла в опыте Кауфмана, где электроны двигались с околосветовой скоростью (§ 1.15). Но зацикленные на теории Максвелла учёные, стремясь спасти её любой ценой, выдумали теорию относительности, словно очередной эпицикл в теории Птолемея, призванный согласовать наблюдения с теорией. И только Ритц, идя путём Коперника, построил БТР, вскрывшую внутренние механизмы явлений, а потому сходу предсказавшую все эффекты околосветовой электродинамики, подобно МКТ, позволившей понять законы околозвуковой и сверхзвуковой аэродинамики.

Итак, перед нами два варианта электродинамики. Один, придуманный Фарадеем и Максвеллом, — общепринят, хотя основан на абстрактных электрических и магнитных полях, равноправных и взаимообратимых. Второй вариант, открытый Ампером, развитый Вебером и обоснованный Ритцем, — отвергнут, хотя опирается исключительно на опыт и простые наглядные механические модели. Какой из вариантов выбрать? На этот вопрос давно ответил опыт Майкельсона, упразднивший эфир и основанную на нём электродинамику Максвелла. Однако учёные по косности ума не смогли отказаться от этой теории, противоречащей опыту и механике Ньютона, и, отвергнув классическую механику, построили механику теории относительности — формальное согласующее звено, примирившее результат Майкельсона с электродинамикой Максвелла. Однако, раз противоречия возникли в теории Максвелла, и опыт отверг эфир, естественней отказаться от этой полевой теории, сохранив классическую механику и согласную с ней электродинамику, основы которой были уже заложена в теории Ампера-Вебера-Гаусса и корпускулярной теории истечения света Демокрита-Ньютона.

Это, конечно, не означает, что электродинамикой Максвелла перестанут пользоваться. Её уравнения, термины "поле" и "потенциал" останутся в арсенале физики, ввиду их привычности и удобства расчётов, но при этом уже будет чётко осознан их формальный, условный, приближённый характер, ограничивающий круг применимости теории Максвелла. А для воссоздания точной картины происходящего и понимания сути явлений, например, — природы света, придётся рассматривать уже подробную, микроскопическую картину, рисуемую теорией Ритца. Именно так мы до сих пор пользуемся терминами и уравнениями феноменологической термодинамики и аэродинамики, оперируем понятиями "теплота", "давление", "температура", хотя и понимаем, благодаря МКТ, их условный, статистический, относительный характер и ограниченную применимость. Прежние феноменологические теории сохраняют свою применимость, будучи более простыми, удобными (в сравнении с микроскопическими), поскольку дают приближённое описание, не интересуясь деталями, механизмами, сутью происходящего, но именно это ограничивает их точность и сферу применимости. Для исчерпывающего и точного описания необходимо уже привлекать микроскопические теории, типа МКТ и БТР, из которых формулы термодинамики и электродинамики Максвелла вытекают лишь как первое приближение.

В целом, как отмечает Ритц, его баллистическая кинетическая электродинамика предсказывает в большинстве случаев те же эффекты и значения электродинамических воздействий, что и теория Максвелла, и лишь с помощью прецизионных экспериментов, предложенных Ритцем, можно сделать выбор в пользу той или иной теории. Некоторые из таких тонких экспериментов, в которых воздействия по теории Максвелла должны быть скомпенсированы, действительно проведены, и выявлены эффекты, говорящие о ложности максвелловой электродинамики, хотя об этих "парадоксах" и не любят упоминать (В. Околотин, "Техника-молодёжи" № 12, 1973). Впрочем, уже открытие релятивистских эффектов, противоречащих теории Максвелла, подтверждает теорию Ритца. И лишь введение искусственного согласующего звена в виде релятивистской механики Эйнштейна спасло максвеллову электродинамику от краха, однако, страшной ценой, — ценой отказа от классической механики и здравого смысла.

§ 1.9 Природа света, баллистический принцип и опыт Майкельсона

Единственный вывод, который, как мне кажется, можно отсюда сделать, — это то, что этот самый эфир не существует, или более точно, что мы должны отказаться от использования подобного представления, и что движение света — это относительное движение, подобно всем прочим, что только относительные скорости играют роль в законах природы. И наконец, что мы должны отказаться от использования уравнений в частных производных и применения понятия поля в той мере, в какой это понятие вводит абсолютное движение.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Вопрос о природе света остаётся одним из самых тёмных мест физики вот уже много веков. Некий просвет в этот мрак внёс Ньютон, следуя которому свет стали считать потоком мельчайших частиц света, корпускул, по-нынешнему, — фотонов. Позднее получила признание противоположная точка зрения, по которой свет — это волна в некой неподвижной среде (эфире). Потом и вовсе оказалось, что не верно ни то, ни другое: свет нельзя считать ни частицей, ни волной. После этого едва забрезживший свет в вопросе о свете совсем померк, и с позиций нынешней физики уже нельзя внятно и доходчиво объяснить, что такое свет и как, не будучи ни волной, ни частицей, он может быть сразу и тем и другим.

Так что же такое свет? Пожалуй, лишь один человек во всём мире смог дать ясный, вразумительный ответ на этот вопрос, наглядно, точно и непротиворечиво объяснив процесс испускания и распространения света, явления интерференции, дифракции и спектры излучения тел. Случилось это ровно век назад в переломный для науки 1908-ой год, когда швейцарский физик Вальтер Ритц выступил в ряде немецких и французских научных журналов с серией статей, где на базе классической механики строил новую электродинамику и модель атома, объяснившие все свойства света. Но этот проблеск надежды скоро померк, так как Ритц — этот светоч знаний — угас, прожив лишь 31 год, и был предан забвенью.

Подобно Шерлоку Холмсу, Ритц руководствовался тем принципом, что на базе твёрдо установленных фактов надо отбросить всё невозможное, а то, что останется, и будет решением проблемы. В отношении света таким несомненным фактом было то, что свет представляет собой периодично меняющееся (колебательное) электромагнитное воздействие со стороны отдалённого источника. Это сразу исключало гипотезу фотонов, — частиц света, ибо одна частица не способна нести свет, раз свет это протяжённый во времени процесс, тогда как воздействие частицы ограничено кратким временем удара. Представлять свет (процесс колебаний поля) в виде потока фотонов так же нелепо, как изображать звук (процесс колебаний давления) в виде потока частиц звука; распространение тепла (процесс хаотичных колебаний атомов) — в виде потока частиц тепла. Все такие частицы будут из категории флюидов (типа флогистона, теплорода), в своё время весьма распространённых в науке и принимаемых каждый раз за неимением толкового объяснения.

Помимо того, что у фотонной гипотезы есть проблемы с объяснением интерференции и дифракции света, фотоны не позволяют понять куда более простое — не колебательное (свет), а постоянное электрическое и магнитное воздействие. Так и посредством частиц звука нельзя было бы представить постоянное давление, которое есть даже в отсутствие источников, а значит и частиц звука, равно как электрическое воздействие возможно и без источников света. Поэтому Ритц отверг корпускулы света в том виде, как их вводили Ньютон и Эйнштейн.

Но если не фотоны, то что же переносит свет и электрическое воздействие от источника к приёмнику? Аналогия с распространением звука и тепла, а также колебательный (волновой) характер оптических явлений привели учёных к мысли, что свет — это волны в эфире, который и несёт воздействие от точки к точке. Однако скоро выяснилось, что эфир — такая же фикция, как и фотоны. Прежде всего, не удалось построить непротиворечивую механическую модель эфира и объяснить, как в нём движется свет, электрические и магнитные воздействия. Эфир должен быть сразу и сверхплотным, и разреженным, и жёстким, и текучим. Наконец, эфир исключали многие опыты — Майкельсона, Троутона-Нобля, эффект звёздной аберрации.

В опыте Майкельсона делалась попытка установить скорость движения Земли в эфире. Для этого сравнивали времена движения луча света в интерферометре вдоль и поперёк скорости движения Земли. Понятно, что скорость света в эфире вдоль и поперёк получилась бы разной [74, 152]. Ведь скорость движения волнового возмущения в эфире — скорость света по концепции Максвелла получалась бы постоянной лишь относительно эфира. Поэтому скорость распространения света относительно подвижного наблюдателя получалась бы различной в разных направлениях и разными бы вышли времена движения света. Но опыт обнаружил равенство времён, что говорило о ложности теории эфира и основанной на нём электродинамики Максвелла. Опыт же Майкельсона, по сути, доказал, что такого различия нет и скорость света постоянна относительно источника. Именно такой результат предсказывала ритцева корпускулярная теория света, где свет переносили выбрасываемые источником частицы, заимствующие скорость источника. Не случайно и сам Майкельсон, описывая опыт, в самом начале своей знаменитой статьи упомянул корпускулярную эмиссионную теорию, легко объяснявшую звёздную аберрацию и результат опыта Майкельсона.

Эти и многие другие опыты и соображения побудили Ритца ещё в начале прошлого века — задолго до Эйнштейна и других учёных — отвергнуть эфир и максвеллову электродинамику. Именно Ритц (не Эйнштейн!) первым отказался от эфира, доказав его бесполезность. За эти революционные взгляды Ритц и пострадал, его баллистическую теорию забыли, настолько все были помешаны на эфире и теории Максвелла. Когда же эфир отвергли, все обратились к теории относительности, хотя Эйнштейн не отвергал эфир открыто и сохранял его, по сути, в формулах, указав лишь на принципиальную необнаружимость эфира [81]. О различиях между тремя теориями — теорией эфира Максвелла-Лоренца, теорией относительности Эйнштейна и баллистической теорией Ритца, — популярно рассказал в своей вступительной профессорской речи П. Эренфест, много общавшийся с Лоренцем, Эйнштейном и Ритцем [171, с. 12]. Именно Ритц нашёл третью возможность — золотую середину между двумя крайностями, — теорией эфира и теорией относительности. Если теория эфира отвергает оба постулата СТО, а теория относительности — оба их принимает, то БТР признаёт лишь первый постулат (по сути, принцип относительности движения, доказанный ещё Галилеем), но отвергает второй, противоречащий механике и кинематике постулат о независимости скорости света от движения источника.

Итак, невозможное (фотоны и эфир) отброшено Ритцем. Что же осталось? Ритц понимал, что раз ошибочна теория эфира, то свет должен представлять собой всё же поток частиц, испускаемых источником и разлетающихся от него со скоростью света с. Но он также понимал, что частицы эти не могут быть, как у Ньютона и Эйнштейна, — квантами света. Значит, сделал вывод Ритц, эти частицы должны быть квантами, атомами электрического поля, воздействия! Раз свет — это электромагнитная волна, рассуждал он, то скорость света — это скорость распространения электрического поля. Значит, частицы, испускаемые атомами со скоростью c, переносят не сам свет, как ньютоновы корпускулы-фотоны, а — лишь электрическое воздействие. Тем самым Ритц сразу решил все вопросы. Выражаясь, словами Шерлока Холмса, Ритц дал не просто предположение, а гипотезу, которая объясняла все без исключения факты.

Напомним, Ритц допустил, что любой элементарный заряд (электрон) постоянно испускает во всех направлениях микрочастицы — реоны R, имеющие стандартную массу m и разлетающиеся от заряда со стандартной скоростью с, словно рой идентичных дробинок, выстреленных ружьём. Эти частицы при ударе о другие заряды передают им свой импульс mc, играя роль элементарных квантов (атомов) электрического воздействия. И кулонова сила отталкивания зарядов складывается из ударов многих реонов так же, как сила давления газа складывается из ударов многих атомов (Рис. 6). Эта простая гипотеза позволяла сохранить достоинства корпускулярной и эфирной теорий, избежав их пороков.

В самом деле, раз свет — это всего лишь переменное электромагнитное воздействие, переносимое потоком частиц, испущенных источником, то отпадает надобность в промежуточной среде-эфире. И, если неподвижный электрон, выбрасывая неизменный, стационарный поток искр-реонов (Рис. 7), оказывает постоянное электрическое воздействие, то колеблющийся электрон создаёт переменное воздействие (свет), подобно тому, как взмахи бенгальским огнём периодически меняют силу и направление потока искр. По законам механики световая скорость излучаемых электроном частиц должна складываться с его скоростью. А раз свет — это колебания электрического поля, переносимого реонами, то его скорость тоже сложится по искромётной аналогии со скоростью электронов и источника света. Так же, как в механике, — не будет избранной системы отсчёта (все инерциальные системы равноправны). Механическое сложение скорости с реонов, несущих свет, со скоростью V источника объясняет и опыт Майкельсона, и звёздную аберрацию, доказавшие зависимость скорости света от скорости источника. Это сложение скорости световых лучей со скоростью источника — совершенно аналогично механическому сложению скорости испускания частиц α- и β-лучей (ядер гелия и электронов) со скоростью их источника (крупицей радия). Именно это классическое сложение скоростей и составляет суть баллистического принципа и БТР (Рис. 20).

Рис. 20. Баллистический принцип: прирост скорости c луча света на величину скорости v источника. Аналогия стрельбы пулемёта и лучемёта с броневика на ходу.

О таком чисто механическом сложении уже давно говорил эффект звёздной аберрации, открытый Дж. Брадлеем ещё в 1727 г. [152]. Суть эффекта состоит в том, что каждая звезда видится не в реальном своём положении S, а в смещённом — S'. Из-за орбитального движения Земли её скорость v векторно вычитается из скорости света c, идущего от звезды (проще говоря, c складывается со скоростью v'=-v звезды относительно Земли). Результирующая скорость света, равная c', отклоняется от исходного направления SO на угол аберрации α=v/c, и световой луч приходит вдоль направления S'O, в котором и наблюдается звезда (Рис. 21). Такое кинематическое объяснение эффекта естественно вытекало из ньютоновской теории истечения света, изображаемого как рой частиц. Световые лучи от звёзд видятся отклонёнными на Земле, летящей по орбите, точно так же, как капли отвесно падающих струй дождя кажутся косыми для бегущего пешехода или пассажира в автобусе [40]. Представив свет в виде потока частиц, Брадлей не только объяснил этот эффект по баллистическому принципу, но и определил из величины угла аберрации α скорость света и несущих его частиц [74]. Из кинематических соображений Брадлея сразу вытекала и независимость этого угла от среды, заполняющей телескоп (опыт Эри), поскольку ещё до входа в телескоп лучи в системе наблюдателя идут под углом α. Итак, смещение видимого положения звёзд на небе за счёт движения Земли и результат опыта Майкельсона (постоянство скорости света относительно источника при его движении) свидетельствуют в пользу выполнения для света законов механики и галилеева принципа относительности: скорость света складывается со скоростью источника!

Рис. 21. Явление звёздной аберрации. За счёт движения Земли звезда видится не в реальном своём положении S, а в точке S' от механического баллистического сложения скорости света си звезды v'.

Из этой зависимости скорости реонов от скорости испустивших их зарядов, как показано выше (§ 1.8), естественным образом вытекает также существование магнитных и индукционных сил соответствующей величины. В то же время, реоны легко объясняют волновые свойства света. Ведь при рождающих свет колебаниях заряда периодично меняется его воздействие на другие заряды: в пространстве возникает периодичное распределение реонов, оказывающее периодичное колебательное воздействие и во многом подобное волне. Но, если обычные волны — это перенос колебаний от точки к точке в стоячей среде, то в потоке реонов "волна" движется вместе с потоком, обладая его скоростью с. Периодичные воздействия этих потоков складываются (интерферируют), словно волны. Так Ритц доказал соответствие выводов своей эмиссионной электродинамики (баллистической теории) и теории Максвелла, попутно избавив физику от тумана эфира, — такой же фикции, как и все прочие призрачные среды от флогистона до теплорода.

Введя представление о реонах, Ритц смог трактовать свет как волновой электромагнитный процесс, но уже без среды-носителя (эфира), в которой бы эти волны распространялись. Если покоящийся заряд, испуская реоны, создаёт постоянное электрическое поле, то колеблющийся — порождает уже электромагнитную волну (свет), которая движется подобно цепочке пуль, пущенных пулемётом со снующего меж двух пунктов броневика (Рис. 22). Реоны, выброшенные зарядом в сторону точки О, образуют в пространстве бегущую волну, как пули, выстреленные пулемётом в сторону цели О и подлетающие к ней то с одной, то с другой стороны и соответственно толкающие её туда-обратно (так же и поле в т. О колеблется из стороны в сторону). За неимением пулемёта такую волну по теории истечения легко смоделировать с помощью узкой струи из шланга-пистолета для поливки растений. Быстро водя им вправо-влево, можно наблюдать, как летящие капли воды образуют в пространстве волну, волнообразную цепочку, бегущую со скоростью выброса капель источником (в случае света — со скоростью c выброса реонов электроном). Несколько таких волн, пересекаясь и не мешая друг другу (от малой вероятности столкновений капель, пуль, частиц), могут складываться, интерферировать. Вот и выходит, что свет представляет собой поперечную электромагнитную волну, приносимую от источника к приёмнику уже не средой, не полем, а частицами.

Рис. 22. Броневик, маневрирующий между пунктами A и B, изображает колеблющийся электрон e, стреляющий реонами R по мишени O. Очередь, данная "электронным пулемётом", образует волнообразную цепь реонов и вызывает поперечные колебания мишени.

Итак, свет по Ритцу имеет вполне чёткую структуру: это поток однородных частиц с периодичным (по плотности) пространственным распределением, которое смещается вместе с потоком со скоростью света c. Физикам давно известны подобные пучки частиц с периодичным распределением: они широко применяются в ускорителях, в СВЧ-технике. Так, СВЧ-прибор клистрон работает на сформированном им пучке периодично распределённых электронов, образующих регулярные сгустки и разрежения потока [103]. Так же и колеблющиеся заряды в антеннах формируют периодичные пучки реонов, несущих свет. Да и сами физики издавна изображали движение и преломление света по военной аналогии (отсюда слово "фронт"), уподобляя луч света колонне марширующих солдат, периодичные ряды которых, словно волновые фронты света, образуемые реонами, движутся вместе с бойцами [95, c. 150]. Эти подвижные волновые распределения не есть волны в строгом смысле слова. Ведь волна — это возбуждение, распространяющееся в неподвижной среде, а здесь мы имеем "волну", движущуюся вместе со средой, с потоком частиц, — конвективную (сносовую) волну. Так и перенос тепла есть в виде теплопроводности (без переноса среды) и конвекции (с быстрым её переносом). Это переносимое средой периодичное распределение для отличия назвали "кинематической волной" [103]. Потому и электродинамику Ритца часто называют кинетической, баллистической, эмиссионной. Уже само латинское слово "эмиссия", "эмитировать", широко применяемое к свету во многих языках, включая английский, означает не просто "излучать", но — "выделять", "выбрасывать", подразумевая распространение света в виде выброшенных источником частиц (примерно так же говорят об эмиссии электронов, ионов и т. п.). Да и термин "лазер" (от англ. LASER см. "Используемые аббревиатуры") образован от слова "эмиссия", "индуцированный выброс излучения" и, по смыслу, вполне отвечает русскому термину "лучемёт". Не случайно, и у нас в ходу выражения типа "фонарь отбрасывает лучи света", "столб отбрасывает тень", подразумевающие механический выброс светоносных частиц.

Многие авторы недоумевают, почему на смену эфиру пришла СТО, если БТР не хуже объясняла как явление аберрации звёздного света и отрицательный результат опыта Майкельсона, так и другие, не согласующиеся с теорией эфира результаты. Возможно, учёные побоялись принять БТР, полагая, будто это возврат к корпускулярной теории истечения Ньютона, по которой все светящиеся тела источают частицы света — корпускулы, попадающие в глаз и рождающие ощущение света (ныне корпускулы называют фотонами). Но корпускулярная теория не объясняла явлений интерференции и дифракции, выявлявших волновые свойства света. Потому учёные и отказались однажды от корпускул, приняв теорию эфира, проводящего световые колебания и волны.

Однако БТР не была простым повторением теории истечения. Спираль познания сделала полный оборот, но новый её виток не совпал со старым. Напротив, Ритц хорошо сознавал, что свет — это электромагнитная волна, и теорию свою строил на базе электродинамики, где нет места фотонам. Ритцу они, впрочем, и не понадобились, ибо он показал, что все так называемые "квантовые эффекты", якобы выявляющие излучение атомами отдельных порций, квантов света, при внимательном рассмотрении оказываются не имеющими отношения к структуре света, а — целиком обусловленными дискретной структурой вещества и атомов (см. Часть 3 и Часть 4).

Таким образом, представив свет потоком частиц (более простых, чем фотоны), Ритц легко и наглядно объяснил его волновые и квантовые свойства, процессы излучения и распространения света в вакууме и средах. Вот почему до сих пор находится много сторонников баллистической теории, как наиболее естественного следствия опыта Майкельсона и аберрации звёздного света. Не случайно, вскоре после того, как Ритц выдвинул свою теорию, с аналогичными идеями независимо выступили в 1910 г. Я. Кунц, Р. Толмен, Д. Комсток, О. Стюарт, Дж. Томсон [6, 93]. Не зря и такие великие умы, как Альхазен и Кеплер, которых заслуженно признают основателями научной оптики на Востоке и Западе, считали свет потоком частиц, выбрасываемых телами с огромной скоростью. Эта античная идея о выбросе телами светоносных частиц, возрождённая Галилеем, Гассенди и Ньютоном, господствовала не только на протяжении XVII–XVIII веков, но ещё в Древней Индии, Греции и Риме, где многие века принимали светоносные принципы Кáнады, Демокрита, Эпикура и Лукреция, забытые в тёмные средние века. Принцип разбрасывания света солнцем и телами был очевиден для наших предков, почитавших за верховное божество Агни-Зевса-Перуна, мечущего свет молний. Не случайно и на знаках современных российских радистов и войск связи, как на древнеримских щитах, выбиты периодично иззубренные молнии, выбрасываемые зарядом и изображающие стремительный полёт радиоволн, света.

Мысль о том, что свет представляет собой поток летящих частиц, а не колебания стоячей среды, близка каждому, словно мы интуитивно чувствуем истинную структуру света. Не зря тонко чувствующие природу художники, мультипликаторы часто изображают свет свечи в виде расходящихся концентрических кругов, волн света из отдельных лучиков, искр, выбрасываемых источником. Даже в языке сложилось так, что свет описывают как нечто, разлетающееся наподобие зёрен материи, стрел, снарядов и пуль. Так, термин "рассеяние света" подразумевает разбрасывание света вторичными источниками во все стороны, словно семян (их роль играют реоны). Также мы говорим: "луч света вылетел, был испущен, полетел, упал, отскочил, отразился, попал, пронзил". Сами термины "луч", "излучение" родственны словам "лук", "лучина", "лучник", поскольку лучи света издавна уподобляли стрелам, пускаемым с огромной скоростью из лука, не зря и рисуют их в виде стрелок [82]. Латинское слово "lux" (свет), и английское "look" (смотреть), имеют то же происхождение. Вот и лучевое лазерное оружие в научной фантастике окрестили лучемётом, по аналогии с пулемётом и миномётом, выбрасывающим, метающим снаряды. Не случайно и греческое слово βολη (bole), переводимое как "бросок", "удар", означает также "световой луч", бросаемый источником наподобие метательных снарядов. От этого греческого корня и происходят такие слова как ball ("мяч" по-английски), баллиста, баллистика, болид, дискобол, болометр (прибор для измерения энергии света). Кстати, и слово прожектор — прибор, пускающий мощный луч света, — в английском языке означает также гранатомёт, огнемёт: слово "project" означает выстреливать, метать (не зря пуля, снаряд по-английски — projectile). Поэтому весьма метко получила своё название ритцева баллистическая теория света (БТР).

Словосочетания "поток, источник света", выражения "свет растекается", "пролить свет", "свет струится, льётся" — тоже подразумевают выбрасывание источником света некой материи, истекающей из него в виде быстро разлетающихся частиц. Не случайно БТР называют также эмиссионной теорией и теорией истечения [93, 153]. Да и заряды с токами обычно называют "источниками поля", что естественно, раз они источают реоны. Выходит, интуитивно мы знаем о структуре света, заряда много больше, чем любой учёный, считающий свет волной, прокатывающейся в электромагнитном поле. И интуиция нас не подводит. Так, космические, каналовые, катодные лучи, α-, β-лучи оказались на поверку потоками однородных частиц. А потому и γ-, X-лучи, лучи видимого света и радиолучи должны тоже оказаться в итоге потоками частиц, и не каких-то абстрактных, безмассовых, нематериальных фотонов, а — настоящих частиц, имеющих стандартную массу. Лишь частицы (не волны!) могут объяснить гигантскую скорость света (в мире микрочастиц она обычна), прямолинейность его лучей, способность света переносить импульс (световое давление) и не затухать в вакууме (§ 3.21). Не зря так много общего у простой оптики с оптикой электронной, баллистической, применяемой в кинескопах, электронных микроскопах, где функции световых лучей выполняют лучи электронные [36, Т.1]. То же верно и в отношении нейтронной оптики, где летящие частицы так же образуют лучи, аналогичные по свойствам оптическому излучению и движущиеся по тем же законам геометрической оптики. Эта оптико-механическая, баллистическая аналогия, известная как принцип наименьшего действия, была постепенно установлена стараниями Герона, Альхазена, Ферма, Гамильтона именно на основе древнего представления света в виде потока частиц.

Итак, Баллистическая Теория Ритца проливает свет на величайший и самый запутанный в истории физики вопрос о структуре света, ибо свет в БТР представлен не колебаниями абстрактной непостижимой электромагнитной среды-поля, но движением элементарных частиц. Природа света по Ритцу кристально ясна: свет — это просто модулированный источником поток частиц-реонов, постоянно испускаемых зарядами и ответственных за электрическое воздействие. Фотоны, эфир, электромагнитный вакуум оказались излишними. Отпала надобность и в корпускулярно-волновом дуализме. Всё, что объясняли с помощью фотонов, удалось объяснить волнами, а всё истолкованное на языке эфира, поля, волн, удалось объяснить посредством частиц (реонов). Свет, оптика, электродинамика свелись к наглядным механическим моделям. В этом Ритц и видел основное достоинство своей теории. Лишь теорию, дающую простое наглядное представление в виде механики частиц, можно считать истинно материалистической. Так, и в термодинамике, химии, теории электричества и магнетизма тоже долгое время царил мистический, абстрактный дух, пока их не свели к механике — к движению, столкновению и взаимодействию частиц.

Истинная теория света должна быть атомистической, кинетической, как и теория вещества. Это хорошо понимали все великие атомисты: Кáнада, Демокрит, Эпикур, Лукреций, Гассенди, Ньютон, Ломоносов и Циолковский. Неудивительно поэтому, что ещё 2500 лет назад Демокрит пришёл к тем же, что и Ритц, идеям о распространении света в виде истекающих из всех тел частиц, образующих периодично летящие плёнки (волновые фронты по С.И. Вавилову [31]). А вскоре последователь Демокрита, Эпикур, сформулировал в своём письме к Геродоту и баллистический принцип: "Вполне могут возникать в окрестном воздухе и такие отслоения для образования полых и тонких поверхностей, и такие истечения, которые сохраняют положение и движение твёрдых тел. Эти оттиски называем мы "видностями" (эйдосами)" [77, с. 295]. Дистанции между этими плёнками-фронтами из частиц (по-нынешнему, длины волн) и определяют, согласно Эпикуру и Лукрецию, цвет световых лучей. Тому же учил и древнеиндийский атомист Кáнада, считавший любой луч света потоком периодично расположенных стандартных точечных частиц (числом не меньше шести), не способных родить свет по отдельности.

Рис. 23. Великие мыслители.

Поражает, как Максвелл, один из авторов молекулярно-кинетической теории газов и теплоты, создал вместо кинетической электродинамики — эфирную. И только Ритц, подобно Шерлоку Холмсу (Рис. 23), снял оковы мистики с оптики, электродинамики, физики атома, где до сих пор царили тёмные мистические понятия, — все эти поля, эфиры, фотоны, кванты, квазичастицы, волны вероятности. Пока учёные верят в мистику, не стоят твёрдо на механической, материалистической почве, наука не может считаться зрелой. Вот почему представители официальной науки, критикующие подход Ритца, в своей беспомощности подобны представителям официальной полиции, принижавшим методы Шерлока Холмса. Ритц был первым, но быстро погашенным лучом света, который на миг прорезал тьму и осветил мрак, веками царивший в учении о свете. К сожалению, судя по всему, и в науке есть своеобразная мафия, — правящая верхушка, преследующая особые цели, идущая против законов Природы и расправляющаяся с неудобными людьми [25]. Есть и свой "профессор Мориарти", в схватке с которым гибнет "Шерлок Холмс". Эта "научная" надстройка, вероятно, и отправила в своё время Ритца с его теорией в небытиё, и тьма надолго воцарилась в науке. Лишь сейчас во всём мире исследователи стали осознавать, что мир устроен много проще, чем считалось, что законы природы не только легко постижимы, но и красивы, естественны, логичны. Именно БТР несёт свет в науку и фундаментальную физику, подобно открытым Ритцем светоносным реонам.

§ 1.10 Эффект Ритца

Скорость света, испущенного источником, зависит от скорости последнего лишь в момент излучения. Потом скорость света не меняется: на неё не влияет дальнейшее движение источника… Поэтому волны, испущенные в разные моменты, когда скорость источника имела разные значения, могут приходить к цели одновременно, за счёт разных скоростей распространения света.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Итак, основу БТР составляет баллистический принцип, гласящий, что скорость света, и несущих его частиц (реонов), складывается со скоростью источника, подобно тому, как движение орудия придаёт дополнительную скорость выстреленному снаряду. Но до сих пор мы рассматривали лишь равномерное движение источника, относительно которого скорость света всегда имела постоянную величину c. Теперь изучим и случай ускоренно движущегося источника (относительно него скорость света равна c лишь в момент испускания). Для этого обратимся снова к баллистической модели. Представим себе идущий в атаку с ускорением a броневик, дающий очередь из пулемёта по неподвижной цели, расположенной прямо по курсу (Рис. 24). Пули в очереди следуют друг за другом через равные интервалы времени T. Найдём, с каким периодом T' они ударяют в мишень.

Рис. 24. Броневик, идущий в атаку, даёт пулемётную очередь по цели. Пули, выстрелянные через период T, бьют в мишень с периодом T'.

Первая пуля долетит до цели за время

t_1=L_1/v_1,

где L_1 — расстояние до мишени, первоначально равное L (Рис. 25.а), а v_1 — скорость пули, равная сумме стандартной скорости c вылета пуль из ствола пулемёта и скорости v броневика в этот момент:

t_1= L/(c+v).

Следующая пуля прибудет к цели за время

t_2=T+L_2/v_2,

где T — время, прошедшее от первого выстрела до второго, а L2/v2 — собственно время движения второй пули. Отрезок L_2, который ей предстоит пройти, будет меньше L на величину пройденного броневиком за время T пути, равного vT, то есть

L_2= L-vT (Рис. 25.б).

Иной окажется и скорость пули v_2. Броневик движется ускоренно, и спустя время T скорость его будет на величину aT больше первоначальной. И настолько же скорость второй пули будет превышать v_1, т. е.

v_2= v_1+aT= c+v+aT.

В итоге имеем

t_2 = T+((L-vT)/(c+v+aT))

Промежуток времени T΄= t_2-t_1 между двумя ударами пуль в мишень найдётся как

T' = T(1-v/(c+v+aT)-La/((c+v+aT)(c+v)))

Считая малыми в знаменателях величины v и aT (в сравнении со скоростью выброса пуль c), получим T΄/T=1-ν/c-La/c^2, или то же для частот (f=1/T):

f΄/f= 1+ν/c+La/c^2.

То есть пули по мишени барабанят чаще (с частотой f΄>f), чем вылетают: движение как бы добавляет пулемёту скорострельности.

Рис. 25. Положения и скорости пуль, броневика вначале и спустя время T.

Применяя баллистическую модель к свету (броневик — это источник света, а пули — реоны R, соответствующие гребням волн и "выстреливаемые" со скоростью света c), получим тот же результат: видимая частота прихода световых волн, импульсов от подвижного источника отличается от истинной.

Здесь, конечно, нет никакого реального искажения масштаба времени, как в теории относительности. Имеет место лишь кажущееся изменение, как в общеизвестном эффекте Доплера (Рис. 26). К нему и сведётся найденная формула в случае равномерного движения источника (a=0). Именно эффект Доплера T΄/T=1-ν/c используют автоинспекторы для определения скорости ν движения автомобилей. Неподвижному наблюдателю с чувствительной аппаратурой свет фар приближающейся машины покажется чуть синее, чем в действительности [76]. Если же машина уносится прочь, свет её задних фар, напротив, станет казаться чуть красней реального: движение меняет частоту света. Вызвано это тем, что при движении расстояние между машиной и наблюдателем меняется. Поэтому два последовательных сигнала, скажем, — два выстрела из автомобиля, произведённые с интервалом в секунду, пройдут это расстояние в разное время (Рис. 27). Так, при стрельбе из машины, идущей к наблюдателю со скоростью 30 м/с, второй пуле предстоит пролететь на 30 метров меньше. Поэтому, при скорости пуль в 300 м/с вторая пуля выиграет на этой дистанции десятую долю секунды. На эту разность времён хода и сократится для наблюдателя период между сигналами: пули проследуют с интервалом в 0,9 секунды, вместо 1 с. Так же и для света, представляющего собой летящую последовательность волновых фронтов, движение преобразует период и частоту следования импульсов, гребней волн, то есть, — меняет окрашенность света по эффекту Доплера. Но формула, найденная Ритцем ещё в 1908 г. [8], предсказывает, помимо доплеровского, и другой эффект.

Рис. 26. Эффект Доплера — изменение частоты света за счёт движения.

В самом деле, пусть начальная скорость ν ускоряемого источника света равна нулю. Тогда приходим к формуле для периодов

T΄/T=1-La/c^2,

или с учётом малости La/c^2<<1 получим для частот света f=1/T и f΄=1/T΄ соотношение

f΄/f=1/(T΄/T)=1+La/c^2.

То есть, даже при нулевой скорости, когда эффект Доплера не даёт никакого сдвига частоты, такой сдвиг частоты сигналов предсказывает формула Ритца (изменение частоты обусловлено повышенной скоростью задних гребней волн, сигналов: они нагоняют передние, постепенно сокращая разрыв, длину волны, Рис. 24). Пусть, для иллюстрации, этими сигналами снова будут два пистолетных выстрела из автомобиля по столбу. Первый выстрел производится из автомобиля, едва начавшего разгон и потому имеющего нулевую скорость. Тогда первая пуля двинется к столбу со стандартной скоростью выстрела c=300 м/с, пройдя расстояние L=900 м до столба за время L/c=3 секунды. Когда после первого выстрела, спустя время T=1 с, будет произведён второй, машина, имеющая ускорение a=10 м/с^2, наберёт уже скорость V=aT=10 м/с. Это движение автомобиль дополнительно сообщит второй пуле, так что её скорость составит уже c+V=310 м/с, а время пути станет L/(c+V)=2,9 с, что примерно на величину LV/c^2=0,1 секунды меньше продолжительности полёта первой пули. Следовательно, к столбу пули придут с разрывом T'=T-LV/c^2=T(1—La/c^2)=0,9 с, меньшим первоначального T=1 с. Как видим, эффект во многом напоминает доплеровский, но в отличие от него определяется лишь ускорением источника a и нарастает с расстоянием L. По аналогии с эффектом Доплера назовём такой неизвестный науке способ влияния на частоту "эффектом Ритца" (Рис. 27).

Рис. 27. Эффект Ритца — изменение частоты света от ускорения. Трогающийся автомобиль, набрав спустя время T скорость V, сообщает её пуле № 2. Та постепенно догоняет № 1. В итоге пули приходят с разрывом T'<T.

Реально эффект этот обычно достаточно мал в сравнении с доплеровским и потому его до сих пор редко удавалось обнаружить и на него не обращали внимания. Действительно, в знаменателе выражения La/c^2 стоит огромная величина c^2. А потому при достижимых в земных лабораториях ускорениях a и длинах L поправка частоты Δf=f΄-f получается крайне малой и трудно уловимой. Зато, как увидим, эффект становится хорошо заметен на гигантских космических расстояниях L (Часть 2). Поскольку в космосе величина Δf/f=La/c^2 становится достаточно большой, то это приводит к гигантским сдвигам частоты и периода. Это позволяет объяснить не только сверхмощные вспышки сверхновых и других переменных звёзд, спектральные характеристики объектов, но и космологическое красное смещение, предсказав на основе БТР правильную его величину. Впрочем, и в земных масштабах, где величина ритц-эффекта Δf/f=La/c^2 сдвига частоты f, пропорциональная удалённости L и лучевому ускорению a источника, крайне мала, его всё же можно зафиксировать с помощью эффекта Мёссбауэра (§ 3.7). Именно он позволил выявить предсказанный Ритцем сдвиг частоты в опыте Бёммеля, где источнику гамма-лучей, расположенному на расстоянии L=d от поглотителя, придали лучевое ускорение a. Сдвиг частоты гамма-лучей составил Δf/f=ad/c^2, что точно подтвердило формулу Ритца [153, с. 136].

Правда, и в теории относительности ускорение способно влиять на частоту. Однако, в ритц-эффекте, подобно доплеровскому, частота зависит не от самого ускорения a, как в теории относительности, а лишь от его проекции ar на луч зрения наблюдателя — от "лучевого ускорения". Проверить это можно с помощью того же эффекта Мёссбауэра. В астрономии и физике эффект изменения частоты принято характеризовать для определённости именно лучевыми проекциями. Так, формулу Доплера записывают в виде f΄/f=1-Vr/c, где Vr — лучевая скорость источника (в системе наблюдателя), положительная при его удалении и отрицательная, если источник приближается к наблюдателю. Здесь f — частота световых волн, сигналов, импульсов, пускаемых источником, а f΄ — частота восприятия их приёмником. Аналогично и формулу эффекта Ритца удобно переписать через лучевое ускорение ar источника. Оно положительно, если направлено от приёмника или наблюдателя, и отрицательно в обратном случае (то есть, — противоположно по знаку ускорению a с Рис. 25). Таким образом, формула эффекта Ритца запишется в виде

f΄/f=1-Lar/c^2

или

T΄/T=1+Lar/c^2,

если учесть, что Lar/c^2<<1 (Рис. 28).

Рис. 28. Световые импульсы, пускаемые лазером через период t, приходят к цели с интервалом t': из-за ускорения скорость второго импульса снижена.

Хотя эффекты Доплера и Ритца заметно различаются, они всё же имеют общую природу, поскольку оба вызваны относительным движением источника и приёмника. Ритц очень чётко показал в своей работе [8], что причина изменения частоты принимаемого света в обоих эффектах состоит в изменении расстояния L между источником и приёмником — в их относительном движении, приводящем к накоплению или дефициту волн на пути между источником и приёмником. Накопление волн на дистанции, скажем от расхождения источника и приёмника, означает, что к приёмнику в единицу времени приходит меньше волн, чем испускается. А сближение, напротив, означает, что на пути помещается меньше волн и, следовательно, приёмник поглощает волн больше, чем испускается источником. Поэтому Ритц вывел соответствующую формулу

T΄/T=1+(1/c)dL/dt,

где dL/dt — скорость изменения расстояния L между источником и приёмником на момент регистрации излучения [8]. Поскольку L=Vrt+art^2/2, и скорость dL/dt=Vr+art=Vr+Lar/c (Vr и ar — лучевая скорость и ускорение на момент испускания, t=L/c — время, за которое свет приходит от источника к приёмнику), то получим простую формулу

T΄/T=1+Vr/c+Lar/c^2,

найденную выше и учитывающую сразу и эффект Доплера, и эффект Ритца. В оригинальной записи Ритца [8] синтез этих законов выглядел следующим образом:

Здесь dt', dt — элементарные интервалы времени между испусканием двух сигналов (частиц-реонов) и их приёмом, ur — лучевая скорость приёмника, w'r — лучевое ускорение источника, r — расстояние между источником и приёмником. В этой красивой, лаконичной формуле сосредоточено очень многое, говорящее о природе электричества, магнетизма, света, массы, пространства, времени, явлений космоса и микромира. Например, сам Ритц использовал эту формулу, дабы показать, что электрическое воздействие одного заряда — на другой, зависит не только от их относительной скорости ur (§ 1.7), но и от лучевого ускорения источника w'r=ar (§ 1.8). Последнее приводит к тому, что концентрация n'=n(1-Lar/c^2) реонов, вблизи второго заряда, отличается от концентрации n реонов, испущенных равномерно движущимся зарядом. Концентрация реонов меняется потому, что все реоны, испущенные в течение интервала времени T в направлении второго заряда, придут к нему в течение периода T΄=T(1+Lar/c^2). А раз электрон во всех направлениях испускает в каждый промежуток времени T одно и то же число реонов, то при ускорении заряда концентрация и частота ударов реонов о другой заряд должна измениться, аналогично частоте света f΄=f(1-Lar/c^2). По той же причине меняется и яркость света I от ускоренно движущегося источника: вся энергия, испущенная в течение времени T и переносимая реонами, приходит к наблюдателю за промежуток T΄=T(1+Lar/c^2). То есть, возле приёмника концентрация света, плотность потока его энергии, называемая яркостью, должна измениться до значения I΄=I(1-Lar/c^2). Это имеет ключевое значение для понимания природы переменности космических источников (§ 2.11).

Ритцева форма записи "трансформации временных интервалов" приводит к интересному выводу: и эффект Доплера, и эффект Ритца — это своего рода закон сохранения числа волн, сохранения времени, иначе говоря, — закон непрерывности потока времени (аналогичный законам сохранения заряда, массы и непрерывности их потоков). Если дистанция между источником и приёмником с течением времени не меняется dL/dt=0, то, независимо от того, как движутся источник и приёмник, частота не должна меняться, поскольку, в противном случае, на отрезке L с течением времени волны либо накапливались бы до бесконечности, либо совсем исчезали, что невозможно. Поэтому, если источник и приёмник установлены на одной и той же платформе, то, независимо от того, с какой скоростью или постоянным ускорением они движутся, приёмник будет регистрировать всегда частоту источника. Если же дистанция увеличивается dL/dt>0, то число волн на ней должно тоже пропорционально нарастать, что приводит к снижению частоты принимаемых сигналов. Таким образом, эффекты Ритца и Доплера составляют, по сути, одно целое. Имеет место как бы единый Эффект Доплера-Ритца (ЭДР) T΄/T=1+(1/c)dL/dt, частные проявления которого — это уже собственно эффект Доплера T΄/T=1+Vr/c или эффект Ритца T΄/T=1+Lar/c^2. При переходе из одной системы отсчёта в другую, один эффект переходит в другой.

Так, пусть у нас есть неподвижный приёмник и ускоренно удаляющийся источник. Согласно эффекту Ритца, это приведёт к тому, что частота принимаемого света будет меньше на величину, пропорциональную расстоянию до источника и его ускорению. Но мы можем перейти в систему отсчёта, связанную с источником. В этой системе источник покоится, а потому эффект Ритца уже не может приводить к смещению частоты. Зато, в этой, неинерциальной системе уже приёмник движется ускоренно. Ускорение приёмника не даёт сдвига частоты по эффекту Ритца, но приводит к тому, что, на момент регистрации, приёмник наберёт некоторую скорость и будет удаляться от источника, приводя к сдвигу частоты уже по эффекту Доплера, в точности равному сдвигу по эффекту Ритца, полученному в другой системе отсчёта. Таким образом, эффекты представляют собой одно и то же, поскольку с точки зрения волн есть равноправие не только между всеми инерциальными системами отсчёта, но и между ускоренно движущимися.

И, всё же, в целях удобства и во избежание ошибок, лучше всегда переходить в инерциальную систему отсчёта, обычно связанную с приёмником, поскольку ускорение источника часто бывает переменным и указанный переход не всегда возможен. Ведь, в этом случае, на одних участках пути накапливается больше волн, а на других — меньше. Так, если платформа с зафиксированным источником и приёмником движется с переменным ускорением, скажем, — колеблется, то, хотя в среднем частота, регистрируемая приёмником, будет как у источника (за достаточно большой промежуток времени волн приходит столько же, сколько было испущено — они не накапливаются), фиксируемая в каждый момент частота будет меняться с периодом колебаний платформы, так как на разных участках пути плотность волн различна. И потому правильнее и проще всего говорить об изменении частоты света источника, на основании его ускорения и скорости в момент испускания света в системе приёмника или, ещё точнее, — в инерциальной системе отсчёта. Это позволяет избежать путаницы и ошибок. Вот какие глубины эффекта Доплера, пространственно-временных соотношений раскрывает Ритц в своём великом труде [8]. Говоря об изменении масштаба времени движущегося объекта по эффекту Ритца и Доплера, необходимо всегда помнить, что в этих случаях мы имеем дело лишь с мнимым, кажущимся изменением частот и времён, в отличие от теории относительности, где движение источника влияет, якобы, на само время (§ 1.20).

И ещё одно роднит эффекты Доплера и Ритца: эффект Доплера долгое время не признавали для светового излучения, прежде всего, ввиду непознанной природы света [153]. Лишь спустя полвека после открытия в 1842 г., принцип Доплера смог утвердиться благодаря экспериментам русского астрофизика А. Белопольского, много сделавшего, как увидим, и для признания эффекта Ритца (§ 2.4, § 2.12). Точно так же и теперь физики отрицают реальность эффекта Ритца, поскольку до сих пор не разобрались в природе света. А ведь об эффекте Ритца, так же как об эффекте Доплера, буквально кричат все явления космоса (Часть 2). И, если для утверждения доплер-эффекта потребовалось полстолетия, то для признания ритц-эффекта, открытого в 1908 г., как видим, не хватило и целого века. Хочется надеяться, что и эта научная несправедливость вскоре будет исправлена, дабы эффект Ритца нашёл важные применения в науке и технике (§ 5.16).

§ 1.11 Электромагнитные волны

В целом же, обе теории [теория Максвелла и баллистическая теория] дают для колебаний Герца идентичные результаты.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Как было показано в предыдущих разделах, Ритц был первым, кто смог наглядно и доходчиво объяснить природу света. Для этого ему не понадобился ни противоречивый эфир, ни парадоксальные фотоны. Ритц сумел нащупать тонкую грань между двумя этими крайностями. Будучи бескомпромиссным революционером в науке, он отверг как эфир с фотонами, так и двойную бухгалтерию волн-частиц квантовой механики. В баллистической теории Ритц представил свет в виде потока частиц-реонов, которые, радиально разлетаясь от электронов со скоростью света c, несут электромагнитные воздействия и колебания от заряда к заряду. Поясним это на модели простейшего излучателя — пульсирующего диполя (диполя Герца), в котором два разноимённых вибрирующих заряда, периодично сходясь-расходясь, меняют дипольный момент.

Испускаемые концами диполя реоны будут попеременно толкать заряд Q то в одну, то в другую сторону, по мере прибытия "волн" реонов из сменяющих друг друга состояний диполя (Рис. 29). Это переменное электрическое воздействие сопровождается магнитным, вызванным движением зарядов. Два эти колебательных действия на заряд, будь то электрон в приёмной антенне или в молекуле зрительного пигмента сетчатки, мы и называем светом, электромагнитными волнами. Тем самым Ритц, сохранив представление Демокрита, Галилея и Ньютона о световом луче, как потоке частиц-корпускул, сумел объяснить и волновые свойства света: интерференцию, дифракцию, поляризацию. Так, при интерференции воздействия на заряд двух пульсирующих диполей взаимно уничтожатся (Рис. 29). Фотонная же модель света не поясняла ни волновых свойств, ни того, как вибрация зарядов рождает свет и фотоны.

Рис. 29. Быстрое чередование состояний 1 и 2 пульсирующего диполя рождает волнообразный поток реонов, колеблющий заряд Q.

Интересно, что у самого Демокрита, впервые выдвинувшего идею о том, что свет переносится посредством источаемых светящимися телами частиц, модель света во многом напоминала ритцеву. Ведь, по верному замечанию С.И. Вавилова, Демокрит в созданной им теории истечения объяснял и волновые свойства света [31, с. 101]. По Демокриту и Эпикуру источаемые светящимися телами светоносные частицы образовывали в пространстве периодичные, быстро следующие скопления, плёнки, аналогичные волновым фронтам. Точно так же и в модели Ритца реоны образуют в пространстве периодичные распределения, что объясняет волновые свойства света. И, так же, как в БТР, эти частицы следуют стройными рядами, волнами, порядок которых не нарушается даже при прохождении через прозрачные тела (Часть 1, эпиграф). Это даже позволило Демокриту объяснить интерференцию света, когда он отмечал, что за счёт спутывания, перемешивания, наложения этих периодичных плёнок, свет может гаситься, исчезать, создавая ложное ощущение [31, с. 104]. То есть свет, сложившись со светом, может дать не только свет, но и тень, а это и есть интерференция!

Как показывает Лукреций [77], Демокрит считал, что белый свет есть смешение цветов, а сам цвет — это не собственное свойство частиц (реонов), но — пространственная характеристика образуемых ими скоплений, плёнок (период волновых фронтов). Говорить же о собственных красках, о теплоте отдельных атомов и светоносных частиц, по Лукрецию, — столь же бессмысленно, сколь о событиях, картинах истории, как свойствах отдельных людей. Интересно, что эти древние атомисты, открыв молекулярно-кинетическую природу теплоты и давления, утверждали, что, подобно тому, как мы не чувствуем тепла, ударов отдельных атомов, мы не различаем ударов отдельных световых волн, оказываемых частицами (реонами), и глаз воспринимает их лишь усреднённо, в совокупности, за счёт высокой частоты следования частиц [77].

В противоположность этим теориям истечения, полевая, волновая теория света, отвергнув эфир как свою материальную основу, уже не позволяла понять, как распространяется свет, ибо не поясняла, что это за материя — электромагнитное поле, каковы её свойства, раз уж это не эфир. Даже такой находчивый физик как Р. Фейнман не нашёл способа представить поле, иначе как набором чисел, приписанных каждой точке пространства. Поэтому надо признать, что поле — это не физический объект, а чисто математическая абстракция, вроде несуществующих силовых линий. Поле лишь задаёт параметры системы в каждой точке пространства. Не зря говорят о поле скоростей, давлений, температур, то есть, — о распределении данного параметра в пространстве. Так и мы будем понимать под электромагнитным полем не субстанцию, но — исключительно распределение плотности и скорости потока реонов в пространстве.

Точно так же, говоря в БТР об электромагнитных волнах, мы имеем в виду не физическое понятие волны — возмущения, движущегося в некой неподвижной среде, будь то поле или эфир, а подразумеваем лишь периодичное, волновое распределение концентраций и скоростей реонов, смещающееся вместе с их потоком. И волна тут имеет лишь математический смысл. Ведь и, называя волнами волнистые линии-синусоиды, волны дороги, гребни дюн, никто не вкладывает в слово "волна" физический смысл. Проблема физиков прошлого века в том и состояла, что свои абстрактные математические построения они наделяли физическим смыслом, реальностью. Такое формальное описание природы и привело к бессмыслице. Ритц был первым, кто счёл эфир и поле математической абстракцией, фантомом [6]. А Эйнштейн, абсолютизируя движение света и незримо сохраняя эфир в своих уравнениях, не отвергал его открыто и был по сути "эфиристом", не раз выступавшим в защиту эфира, особенно в 1920 г.

В целом, с точки зрения классической физики и с позиций БТР, о свете можно сказать следующее:

1° Движение света не абсолютно и имеет скорость с лишь относительно испустившего его источника и связанной с ним инерциальной системы отсчёта. Относительно прочих тел скорость света в вакууме есть векторная сумма скорости источника V в момент испускания и луча света с.

2 °Cвет представляет собой процесс переменного электромагнитного воздействия, переносимого от заряда к заряду потоком летящих со скоростью c частиц-реонов, скорости и концентрации которых распределены в потоке периодичным, волновым образом.

3° Генерация света, электромагнитных волн имеет непрерывный характер и всегда производится колебанием зарядов с частотой, равной частоте излучения. А все "квантовые" эффекты, дискретный характер излучения, спектра, — вызваны прерывистым строением материи, атомов, но не света.

Эти положения, идущие вразрез с теорией относительности и квантовой физикой, по сути, ничего от них не сохраняющие, и составляют революционизирующую основу теории Ритца и его модели атома. И это неизбежно, поскольку БТР базируется на наглядном классическом подходе, представляя последний его оплот. Идеи Ритца возродились в 1960-х годах, доказав своё превосходство. Некоторые, например Р. Фейнман, вернулись к этим идеям, не ссылаясь на него. Другие учёные, скажем П. Мун, Б. Уоллес, Дж. Фокс и др. нашли их строгое обоснование. А сегодня БТР, выбираясь из глухой обороны и форсируя все препятствия, выходит на огневой рубеж, снова и снова доказывая своё превосходство, как в космосе (Часть 2), так и в микромире (Часть 3).

Итак, Вальтер Ритц показал, что свет — это всё же волна, но волна особая, кинематическая [103]. Если обычно под волнами понимают возмущение, расходящееся в неподвижной среде, то по теории Ритца свет — это волна, движущаяся вместе со средой — с потоком частиц-реонов, испущенных колеблющимися зарядами источника и потому заимствующих скорость источника. Поток частиц имеет волновое распределение концентрации и скорости в пространстве, смещающееся вместе с потоком. Этот экзотический вид волн, сопровождаемых переносом среды, встречается также в плазме, в СВЧ-приборах клистронах [36, Ч.II; 103]. В плазме такие волны, летящие вместе с промодулированным потоком частиц, называются "волнами Ван Кампена" и получаются как одно из решений кинетического уравнения А. Власова, — физика, многие идеи которого перекликаются с идеями Ритца. Кстати, и пресловутые волны де Бройля, как считают, движутся вместе с материей, частицами. Выходит, квантовая механика в чём-то повторила ритцеву модель света, но лишь эта последняя дала свойствам света наглядное рациональное объяснение. Только Ритц сумел, балансируя на баллистической модели света, пройти по лезвию бритвы, ни на йоту не уклонившись ни в сторону частиц, ни в сторону волн, оставшись на высоте здравого смысла. Все другие кренились в стороны и падали в бездну мистики или обскурантизма. Так возникли сотни НИИ ЧАВО (ЧАстиц-ВОлн § 4.2, § 4.10, § 4.11), занятых вместо науки нелепыми выдумками.

До сих пор мы рассматривали электромагнитные волны в БТР качественно. Теперь же для лучшего уяснения процесса испускания и распространения света разберём их количественно, — на примере всё той же простейшей антенны (диполь Герца) — металлического стержня, по которому течёт переменный ток I(t). Такой стержень излучает электромагнитные волны с частотой, равной частоте f колебаний тока. Поскольку ток представляет собой движение зарядов, то антенну можно представить в виде колеблющихся зарядов разного знака, периодично меняющихся местами (Рис. 29). По сути, это — электрический диполь с переменным дипольным моментом. Соответственно, на заряд, помещённый рядом, диполь будет оказывать периодично меняющееся с частотой f воздействие. Пространственное распределение реонов в этом случае носит периодичный характер (Рис. 30) и является тривиальным, поскольку отражает случай квазистационарного воздействия антенны на заряд.

Рис. 30. Колеблющийся электрон, последовательно занимая положения a, b, c, d, e, создаёт волнообразный поток свободно летящих реонов, идущий со скоростью света и колеблющий другой электрон.

Этот случай, правда, хорошо демонстрирует бессилие фотонной модели. Ведь фотон, обладая энергией hf, несёт информацию о частоте колебаний f. Однако не понятно, как непрерывное колебание зарядов с частотой f порождает фотоны вида hf, раз эта величина задаётся по квантовой теории лишь разностью энергий до и после излучения. Тем более неясно, как группа независимых фотонов, или вообще одиночный фотон, может заставить пробный заряд колебаться с частотой f. Учёные легко манипулируют с фотонами, когда те излучаются и поглощаются атомом, — ведь никто толком не знает механизма этого излучения и можно отделаться туманными квантовыми переходами. Но учёные сразу теряются, едва их просят объяснить, как возникают и поглощаются фотоны радиочастотного диапазона в устройствах типа антенн, где всё прозрачно и нельзя нагнать тумана. Гипотеза фотонов мигом бы отпала, стань ясен и механизм атомного излучателя (§ 3.1).

Но вернёмся к анализу антенны и рассмотрим её излучение уже не в зоне квазистатики, а в волновой зоне, когда заряд находится достаточно далеко от антенны и время движения света до пробного заряда становится много больше периода колебаний тока. Именно в волновой зоне возникает то, что называют светом, электромагнитными волнами. Ведь в зоне квазистатики электровоздействие, хоть и велико, но быстро спадает с удалением r: поле диполя убывает пропорционально r^3. В волновой же зоне электрическое E и магнитное H поля спадают как 1/r, а интенсивность света EH — как 1/r^2. Но как же это возможно, если даже у одиночного, равномерно движущегося заряда, поля E и H спадают как 1/r^2, а у системы зарядов — ещё быстрее?

Рис. 31. Эффект Ритца. Движение заряда с ускорением a наращивает плотность n потока испущенных им реонов, частоту их ударов о другой заряд и силу отталкивания F, если лучевое ускорение ar<0.

Всё дело в том, что в БТР имеет место ранее неизвестный физикам эффект Ритца, справедливый как для света, так и для любых других электрических воздействий, переносимых реонами (§ 1.10). Суть его в том, что при движении заряда с переменной скоростью (с ускорением a) тот придаёт реонам разную добавочную скорость, отчего реоны группируются — скучиваются или расходятся, причём тем сильнее, чем дальше они улетают от источника (именно так и клистрон формирует в изначально однородном потоке электронов сгустки, узлы [36, Ч.II; 103], см. § 2.11). Соответственно и сила воздействия реонов растёт или падает пропорционально плотности их потока n'=n(1–rar/c^2): град пуль-реонов барабанит по заряду чаще или реже (Рис. 31). А если заряд колеблется (проекция его ускорения ar меняется), то это ведёт к группировке реонов, испущенных с положительным лучевым ускорением, и — разрежению испущенных с обратным, — антенна, модулируя поток реонов по скорости, осуществляет модуляцию его по плотности. В пространстве возникают периодичные сгустки-разрежения реонов, движущиеся с их световой скоростью c. Поскольку БТР называют ещё теорией истечения (§ 1.9), то световые волны плотности потока реонов от вибрирующих или крутящихся зарядов подобны видимым волнам от вертящихся поливалок для газона и фейерверочных колёс (см. обложку), выбрасывающих многовитковые спирали, разлетающиеся со скоростью капель, искр. По мере движения реонов плотность их сгустков растёт (Рис. 32). Колебания концентрации реонов в потоке ведут к колебаниям электрического поля E, пропорциональным rar/c^2. Эти колебания и регистрирует приёмник, тогда как постоянная составляющая поля подвижных электронов нейтрализуется таким же полем неподвижных положительных ионов металла.

Рис. 32. а) клистрон модулирует плотность потока n электронов, придавая им разные скорости, б) аналогично колебания заряда или звезды, меняющие скорость запуска реонов, формируют периодичные сгустки-разрежения потока реонов, рождающие колебания электрической силы, частоты и яркости света.

Поле неподвижного заряда q находится как

E=q/4πε_0r^2,

а у колеблющегося амплитуда колебаний поля будет

Era/c^2= qa/4πε_0rc^2 (Рис. 33).

Поскольку амплитуда ускорения гармонически колеблющегося заряда a=ω^2l, где ω=2π/T — циклическая частота колебаний, l — длина антенны, то амплитуда колебаний электрического поля в волновой зоне

ΔE= qω^2l/4πε_0rc^2.

Но qω —это амплитуда тока I, а c^2=1/ε0μ0. Отсюда

ΔE=Iωμ_0l/4πr.

Именно так находится электрическое поле излучателя в волновой зоне [88]. Как видим, поле действительно убывает как 1/r. Аналогичный расчёт легко провести для магнитного поля H, тоже спадающего как 1/r. Ведь магнитное воздействие, как электрическое (точнее как частная его разновидность), — пропорционально концентрации реонов в потоке. А плотность мощности излучения (интенсивность света), равная произведению E и H, спадает, как положено, пропорционально r^2, причём мощность излучения растёт с его частотой ω. Даёт БТР и верную диаграмму направленности антенны.

Рис. 33. Колебания тока в диполе Герца соответствуют колебанию ускорения зарядов c амплитудой a, что приводит к периодичному изменению поля возле пробного заряда.

Заметим, что колебания электронов в антеннах могут приводить и к искажению синусоидальной формы электромагнитной волны. Ведь движущиеся электроны сообщают свою скорость свету и потому половину периода реоны запускаются со скоростью большей c, а половину — с меньшей. Значит одни реоны, догоняя другие, могли бы сильно изменить синусоидальный профиль волны, как это предполагали и обнаружили у двойных звёзд (§ 2.10), но чего, однако, не замечали у радиоволн. Впрочем, как показал Ритц [8], такие искажения и не могут быть заметны ввиду того, что скорости электронов в антеннах много меньше скорости света, и неоднородность электронов по скоростям может приводить лишь к малым волновым периодичным возмущениям однородного потока реонов, благодаря чему и возникают электромагнитные волны. Но если скорость колеблющихся электронов приближается к скорости света, эти искажения могут стать заметными даже на земных расстояниях. Так, в синхротронах электроны крутятся уже с околосветовыми скоростями, а потому, согласно Ритцу, должны излучать негармонические волны. Это должно проявляться в усложнении спектра излучения, поскольку негармонический периодичный сигнал при разложении в спектр даёт, кроме основной частоты, множество кратных ей. Если обычно электроны излучают волны лишь с частотой своего вращения, то в синхротроне испускаемое ими синхротронное излучение по БТР будет иметь сложный частотный спектр. Излучение пойдёт не только на частоте вращения электрона, но и на удвоенной, утроенной и других кратных частотах, равно как для двойных звёзд искажения, вносимые вращением звёзд по орбите, порождают вариации блеска и спектра — с частотами, кратными частоте вращения звезды [3].

И, действительно, у синхротронного излучения, по мере роста скорости электронов, обнаружено усложнение спектра, содержащего, кроме основной частоты, кратные гармоники. Причём, с приближением скорости электронов к световой, интенсивность высших гармоник растёт, будучи задана разложением в ряд Фурье цилиндрических функций. Но, как раз с помощью цилиндрических (бесселевых) функций, описывают форму и спектр кинематических волн [36], порождаемых за счёт баллистического принципа двойными звёздами и клистронами (§ 2.10). Не случайно, в клистронах эффект группирования электронов, аналогичный эффекту Ритца для света, используют для умножения частоты излучения. В синхротронном же излучении этот эффект проявляется особенно ярко: с приближением скорости электронов к скорости света их невидимое ВЧ-излучение, за счёт преобразования спектра (которое можно понимать и как проявление эффекта Ритца от гигантского центростремительного ускорения), становится видимым: крутящиеся электроны начинают светиться сперва красным, затем синим светом. Таким образом, так называемая "релятивистская" электроника не противоречит, а как раз подтверждает БТР, опровергая СТО и максвеллову электродинамику.

Тем не менее, как ни странно, именно рассмотрение электромагнитных волн по Максвеллу и привело к теории относительности Эйнштейна, когда тот пытался понять, что увидит наблюдатель, оседлавший световую волну и движущийся со скоростью света. Получалось, он зарегистрировал бы неизменные значения электрического и магнитного поля волны в отсутствие поблизости зарядов и токов, что невозможно по Максвеллу. Отсюда Эйнштейн заключил, что наблюдатель не может двигаться со скоростью равной или большей c. На деле же проблема не в механике, а в теории Максвелла, ошибочно дающей одни и те же значения поля — вне зависимости от движения наблюдателя. А, по Ритцу, поля меняются, и наблюдатель, летящий со скоростью световой волны, просто её не увидит (все поля занулятся), поскольку реоны, переносящие волну, не догоняют и не обгоняют его, и оттого не оказывают воздействия. Так, и на воздушном шаре, летящем в потоке ветра, наблюдатель не ощущает дуновений, поскольку шар летит со скоростью ветра, то есть, — общей скоростью атомов воздуха. Это можно понять и не обращаясь к БТР, а вспомнив эффект Доплера: чем быстрее наблюдатель удаляется от источника, тем меньше частота и энергия принимаемых им световых сигналов. При световой скорости наблюдателя энергия и частота света обращаются в нуль: наблюдатель ничего не регистрирует, и рассуждение Эйнштейна теряет смысл. И вот на таких-то некорректных мысленных экспериментах, без привлечения каких-либо реальных фактов, опытов, и строилась вся теория относительности. Уже из этого можно сделать заключение о степени её "законности".

Не случайно физики в исследованиях электромагнитных процессов часто пользуются преобразованиями Галилея, а не Лоренца, причём не только из удобства, но и потому, что релятивистские формулы порой вообще неприменимы. Так, при анализе лазерных световых импульсов и солитонов часто бывает удобно перейти в бегущую систему координат, движущуюся с околосветовой скоростью, в том числе, — для описания изменений формы импульса, для анализа того, как один импульс догоняет другой и взаимодействует с ним, обмениваясь энергией за счёт нелинейных эффектов. И, применяя преобразования Галилея, получают согласные с опытом результаты! Так же, и при анализе волн в плазме физики спокойно переходят в бегущую систему отсчёта, пользуясь для удобства преобразованиями Галилея. Причём, эта движущаяся система зачастую перемещается со сверхсветовой скоростью (в плазме возможно сверхсветовое распространение фронтов концентрации), на которой преобразования Лоренца вообще неприменимы, и релятивистские формулы дают абсурдные результаты. А преобразования Галилея не только продолжают работать на таких скоростях, но и легко приводят к верным результатам. Но физики, понимая, что это противоречит букве законов СТО, осторожно называют такой переход в бегущую систему координат формальным термином "сопоставление электродинамических систем".

Ложной оказалась и исходная предпосылка Эйнштейна, который считал, что лишь преобразования Лоренца сохраняют форму уравнений Максвелла (ковариантность). На деле же, и преобразования Галилея не меняют уравнений Максвелла, если при переходе в новую систему отсчёта соответственно менять значения полей (Миллер М.А., Сорокин Ю.М., Степанов Н.С. // УФН, Т. 121, в. 3, 1977). Именно такое преобразование полей и утверждает электродинамика Ритца: поля неизбежно меняются за счёт конечной скорости распространения воздействий (§ 1.7). Так же, и в космосе при радиолокации, как отмечает Б. Уоллес, учёные давно пользуются классической галилеевской формулой сложения скорости света со скоростью источника (§ 2.1). Вот и выходит, что физики и астрофизики, на словах признавая теорию относительности, на деле давно пользуются формулами классической механики Галилея и баллистическим принципом, и, в первую очередь, — именно в той области, для которой задумывалась теория относительности: для описания электромагнитных процессов и света. А расчёты по СТО не только сложнее, но порой и вовсе неприемлемы, давая абсурдные, не отвечающие опыту результаты!

§ 1.12 Интерференция, дифракция, отражение и преломление света

Новая теория хорошо описывает электромагнитные волны. Гипотетические частицы, периодично распределяясь в пространстве и времени, вызывают колебания электронов. Сложение их воздействий путём интерференции создаёт разнообразные явления: отражение, преломление и т. д.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Выше было показано, что, хотя свет переносят частицы, он, всё же, обладает многими свойствами волны. В БТР волновые свойства света возникают не как проявление абстрактно-формального корпускулярно-волнового дуализма, а — как естественное следствие механической модели электричества, предложенной Ритцем. Поэтому, несмотря на то, что теория Ритца была отчасти возвратом к корпускулярной теории света Ньютона, БТР решила основную проблему этой теории истечения. Ведь, как показал ещё Ритц, его теория легко объясняла явления интерференции и дифракции (огибание светом препятствий), бывшие камнем преткновения для корпускул. Рассмотрим, как свет и БТР обходят эти камни преткновения.

Прежде всего, в теории Ритца свет способен интерферировать (§ 1.11). Иными словами два пучка света способны не только усилить, но и погасить друг друга. Это было бы и впрямь невозможно при распространении излучения в виде квантов света. Ведь сложение двух одинаковых лучей удваивало бы число частиц света, попавших в фотоприёмник, удваивало бы энергию, приносимую корпускулами, а значит и интенсивность света. Но в теории Ритца свет переносят не кванты, не частицы света (фотоны), а — кванты электрического поля, — реоны. Свет, по теории Ритца, — это переменное электрическое воздействие, несомое частицами. Как было показано выше, два таких воздействия, — две переменных электрических силы от двух источников, излучающих свет в противофазе, нейтрализуют друг друга. Реоны по-прежнему приходят от источников, но их воздействия на пробный заряд в приёмнике взаимоуничтожатся, будучи направлены в разные стороны, или сложатся, если воздействия от двух источников приходят в фазе. Таким образом, теория Ритца элементарно объясняет явления интерференции, скажем, — кольца Ньютона, интерференционные полосы и т. д.

Однако сторонники эфира и максвелловой электродинамики могут возразить, что в рамках представлений о свете, как о потоке частиц, нельзя объяснить явления дифракции, т. е. огибания светом препятствий. Световая волна, идущая в эфире или передаваемая электромагнитным полем, могла бы легко обойти экран, создав за ним светлое пятно. Но как это возможно для волны, движущейся прямолинейно с потоком частиц? Впрочем, уже Лоренц показал, что "огибание" светом экрана происходит совсем не так, как обтекание препятствий волнами на воде. Оказывается, свет, падающий на металлический экран, вовсе не задерживается им: электромагнитные волны (несомые реонами) свободно проходят сквозь все преграды. Откуда же тогда за экраном тень? Электродинамика даёт на это простой ответ: электромагнитная волна, проходя сквозь металл, заставляет его электроны колебаться, а вибрирующие электроны служат источниками вторичных волн, излучаемых в противофазе с падающей. Эти, созданные экраном вторичные волны, интерферируя с прошедшей волной, как раз и гасят её (Рис. 34).

Рис. 34. Природа тени: а) для световых волн; б) для волн в среде.

Так и возникает тень за экраном. Иногда так борются и с шумом в аэропортах — не задерживают его, но ставят устройства, генерирующие шум в противофазе. Выходит, выражение "экран отбрасывает тень" имеет не фигуральный, а вполне физический смысл, поскольку тень создана излучением экрана, исходящим от него в форме выброшенных металлом светоносных частиц-реонов. Совершенно так же в электростатике металлический экран экранирует электрическое поле — за металлической пластиной поле равно нулю. Но это происходит не потому, что металл задерживает электрическое воздействие (реоны по теории Ритца легко проходят сквозь любые преграды), а потому, что поле, воздействуя на электроны металла, перераспределяет в металле заряд таким образом, что заряд поляризованного металла создаёт вторичное поле, которое, складываясь с исходным, полностью гасит его. Примерно то же происходит и в электродинамике, в электромагнитной волне.

При достаточно большой длине волны, интерференция испускаемых круглым экраном вторичных волн — с падающей создаёт светлое пятно в центре тени и более сложные интерференционные картины (Рис. 35). Для этого световому потоку ни к чему огибать экран. Именно Лоренц внёс в этот вопрос ясность. В своей электронной теории он показал, что используемый обычно принцип Гюйгенса, по которому каждую точку на фронте волны в пустом пространстве можно считать вторичным источником, — неверен. Источником волн могут служить только заряды: в пустом пространстве волны не возникают. Электромагнитная волна, идущая сквозь среду, вызывает колебания электронов в атомах этой среды. Колеблющиеся электроны испускают вторичные волны с частотой своих колебаний. Эти вторичные волны, складываясь, интерферируя друг с другом и с исходной волной, порождают различные явления: изменение скорости волны в среде, дисперсию, дифракцию.

Рис. 35. Дифракция света создаётся интерференцией вторичных волн, идущих от вибрирующих электронов экрана.

Итак, дифракционную картину за экраном создают не волны от источника, обогнувшие экран, а сам экран, являющийся источником вторичных волн. Если экран представляет собой металлическую пластину, то это свободные электроны металла. Если же экран — это непрозрачный диэлектрик, то это связанные электроны атомов и молекул. Они, опять же, не просто гасят падающее излучение, но генерируют при колебаниях излучение в противофазе, которое и гасит свет за экраном.

В том, что свет, отражённый средой или прошедший через неё, создаётся не самим источником, а именно средой, убеждают хотя бы явления отражения и рефракции (преломления света средой). В самом деле, при отражении света металлическим полированным зеркалом мы видим источник не в реальном его положении, а в совсем ином: мы видим не сам свет источника, а лишь его отражение. Реоны падающей волны, попавшие в металл, вызывают колебания электронов металла с частотой падающей волны реонов. Эти электроны при колебаниях испускают вторичные волны и, тем самым, создают новый луч света и мнимое изображение источника. В то же время, исходные реоны свободно проходят сквозь металл и продолжают свой путь в исходном направлении.

Точно так же происходит преломление лучей в среде, отчего источник света видится не в истинном его положении, а в смещённом. Луч света, прошедший через призму, как бы меняет своё направление. Но, как следует из теории Ритца, реоны, несущие световую волну, всегда распространяются прямолинейно, с неизменной скоростью, даже проходя через материальные среды. Среда никоим образом не влияет на движение реонов. Поэтому луч должен, встречая среды, распространяться в том же направлении, словно пуля, прошивающая стекло. То, что этот прямой исходный луч исчезает и возникает новый луч, идущий из среды в новом направлении, как раз и доказывает, что среда генерирует под действием падающего света — вторичные волны, которые гасят посредством интерференции исходный луч и порождают новый, идущий в ином направлении. Происходит переизлучение энергии, за счёт чего мы наблюдаем не исходный свет источника, а лишь вторичное излучение среды. Итак, в зеркале и в призме мы наблюдаем свет не самого источника, а свет, переизлучённый атомами отражающей и преломляющей среды (Рис. 36).

Рис. 36. При прохождении света через среду мы видим не прямой (исходный) свет источника (его гасит интерференция), а вторичное излучение среды, переизлучившей свет.

По той же самой причине меняется скорость света в среде. Ведь реоны, как утверждает Ритц, всегда испускаются зарядами с одной и той же скоростью, равной скорости света, и эта скорость сохраняется на всём их пути. С той же скоростью испускают реоны и колеблющиеся заряды среды. Поэтому исходная волна и вторичные волны, испущенные зарядами среды, распространяются со скоростью c. Однако сложение этих волн даёт новое распределение реонов. И, хотя сами реоны движутся со скоростью c, образуемые ими распределения плотности смещаются с другой, — меньшей скоростью. Это можно проиллюстрировать с помощью двух расчёсок-гребешков. Если сложить расчёски так, что одна будет немного повёрнута по отношению к другой, то увидим муаровый узор — чередование тёмных и светлых полос, образуемых зубцами расчёсок. При этом, расстояния между полосам отличаются от расстояний между зубцами. Если начать двигать расчёски вдоль их осей с постоянными скоростями, то обнаружим, что муаровые полосы движутся с другой (большей) скоростью. Точно так же и распределения реонов, возникшие от сложения двух волн, соответствующие гребням новой волны, движутся со скоростью, отличной от скорости реонов. И расстояния между новыми гребнями отличаются от расстояний между гребнями исходной волны. В среде меняется и скорость, и длина волны. Подробнее причина этого будет рассмотрена в следующей главе.

Таким образом, для описания света, движущегося в среде, уже недостаточно располагать одними лишь характеристиками источника, — нужно учитывать параметры среды, которая сама становится источником волн. Именно поэтому Ритц искренне восхищался электронной теорией Лоренца, поскольку она лишила эфир многих преимуществ (важных для объяснения дифракции, изменения скорости и направления света в среде за счёт изменения плотности эфира и т. д.). Тем самым, по верному замечанию Ритца, электронная теория Лоренца была частичным возвратом от максвелловой электродинамики к электродинамике Ампера, Вебера и Гаусса, где имелись проблемы как раз при истолковании явлений в средах. Интересно в этом смысле заметить, что Демокрит и Лукреций, разработавшие корпускулярную теорию света, близкую к ритцевой и даже объяснившие с её помощью интерференцию, хорошо осознавали роль промежуточной материальной среды: воздуха, зеркал и других сред, расположенных на пути к глазу. Так, Лукреций утверждал, что свет, взаимодействуя со средами, создаёт вторичное излучение, преобразуется, проходя их, и, уже в таком изменённом виде, воспринимается глазом [77, с. 131]. Эти же атомисты утверждали, что тела не создают преград свету, а свободно пропускают его частицы (Рис. 34), и, лишь возникшее в среде вторичное излучение, слагаясь с этим светом, создаёт тень и другие эффекты.

Так же и великие умы эпохи Возрождения: Леонардо да Винчи, Галилей, Ньютон, возродив взгляды Демокрита на свет, — не видели противоречия в представлении света потоком частиц, набегающих волнами. Все эти мыслители-инженеры смело применяли в трудах по оптике баллистическую аналогию, приводя в пример пушки, ружья и баллисты, луки и самострелы для изображения того, как воздействия, импульсы, в том числе световые, разлетаются и передаются от одних тел к другим. Уже Леонардо да Винчи показал, что свет разлетается от светильников мириадами частиц-образов, образующих последовательные сферические фронты, типа сферических взрывных волн из огня и осколков от разрывной бомбы, изобретённой Леонардо. Эти световые волны, по мысли Леонардо, подобно волнам осколков, беспрепятственно проходят сквозь друг друга и интерферируют, подобно волнам на воде. Вслед за этим Галилей в своих "Беседах" уподобил далёкий источник света — артиллерийской батарее, последовательно выбрасывающей ядра и вспышки света. Огромной скоростью этих световых снарядов Галилей объяснил гигантскую скорость распространения света и его тепловое, разрушительное воздействие, особенно заметное у зажигательных зеркал. И тот же Галилей в своих "Диалогах" обосновал баллистический принцип, показав, что движение орудия (или источника света) сообщает добавочную скорость выброшенным снарядам (или частицам света). Наконец, Ньютон осознал, что частицы света, пролетая, словно снаряды, через воздух и воду, вызывают своими ударами колебания их частиц (электронов), испускающих от этого новые частицы света, формирующие вторичные световые волны, будто летящий снаряд, разбрасывающий волнами атомы воздуха и брызги воды со своего пути.

Образование в среде вторичных волн, вызванных основной волной, отчасти напоминает принцип Гюйгенса, согласно которому каждую точку пространства на фронте волны можно рассматривать как новый источник вторичных волн. Но есть существенная разница. Согласно Ритцу вторичные источники возникают только в среде, в экранах, — только там, где есть заряды, поскольку, согласно электродинамике, только колеблющиеся заряды могут быть источником волн, ибо в пустом пространстве волны рождаться не могут. По Гюйгенсу же наоборот: вторичные волны возникают в пустом пространстве и не возникают там, где есть материальные препятствия, экраны. Это было прямым следствием теории эфира. Ведь эфир по теории должен присутствовать даже в вакууме и возмущения в нём, действительно, передавались от точки к точке посредством вторичных волн. Но, раз эфира нет, то и принцип Гюйгенса уже нельзя использовать. Он может применяться теперь — лишь как удобный формальный приём, не отражающий реальной сути происходящего и потому дающий иногда ложный результат.

Ныне все эти вопросы взаимодействия волн и вещества, с точки зрения электронной теории Лоренца подробно рассматриваются в курсе молекулярной оптики [74, 136]. О такой трактовке дифракции рассказывает также любой учебник электродинамики [88]. И, всё же, в школьной и вузовской программе свет продолжают рассматривать как волну, движущуюся в среде, продолжают пользоваться некорректным принципом Гюйгенса. Вот почему в дальнейшем многие уже не в силах избавиться от мнимой потребности в неподвижной среде для распространения света, от представления об эфире. Как верно заметил Эйнштейн, Лоренц первым показал ограниченность и бесполезность эфира, а с ним и основанной на эфире электродинамики Максвелла. Опыты же Майкельсона и Троутона-Нобля окончательно рассеяли всякие иллюзии насчёт реальности этой эфемерной субстанции с противоречивыми свойствами.

Итак, теория Ритца, изображающая свет в виде потока частиц, прекрасно объясняет явления интерференции и дифракции и предлагает, по сути, первый в истории науки непротиворечивый способ описания волновых свойств света в рамках корпускулярного подхода. Впрочем, не исключено, что подобная корпускулярная модель света существовала ещё в древности, как показывает пример Лукреция или Да Винчи. На мысль о том, что наши предки считали свет волнообразным потоком частиц, способным огибать препятствия, дифрагировать на них, наводит уже само слово lux (свет), имеющее общую корневую основу с русским словом лук, луч, лучина, и с английским look (смотреть, § 1.9). Ведь наши предки уподобляли лучи света потоку стрел из лука, и в то же время слово "лук" у них означало "изогнутый", "волнистый" (отсюда словосочетания "излучина реки", "лука седла"), поскольку классический лук имел сложноизогнутую, волнистую форму. А потому, возможно, в этом стрелковом оружии отражены представления древних и о волновой структуре света, способного огибать преграды, позволяя источнику света в буквальном смысле "стрелять из-за угла".

§ 1.13 Взаимодействие света от движущегося источника со средой

Поэтому я буду допускать, что любая заряженная точка испускает в каждый момент времени по всем направлениям фиктивные частицы, бесконечно малые и запущенные при рождении с одинаковой радиальной скоростью c, которые сохраняют своё равномерное движение, независимо от того, какие им встречаются тела.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Первый постулат теории относительности о равноправии инерциальных систем, в том числе, для явлений оптики и электродинамики, — не вызывает сомнений. Однако второй постулат — о независимости скорости света от взаимного движения источника и наблюдателя — не только не доказан опытом, но и противоречит первому (отсюда все парадоксы СТО). Ведь равноправие всех систем вытекает именно из классического закона сложения скоростей. Как показал ещё Галилей, падение тел внутри стоящего и плывущего корабля потому идентично, что, в случае движения, падающим телам сообщается скорость корабля (Рис. 37). То же свойство обнаружилось у света: для него, как показали опыты Майкельсона и аберрация звёздного света, работало классическое правило сложения скоростей (принятое в БТР). Майкельсон, закончивший военно-морскую академию и сам много плававший, по сути, повторил опыт Галилея с кораблём, но использовал в качестве судна саму Землю, а в качестве брошенного тела — свет. Из этих опытов следовала относительность движения света и первый постулат СТО (на деле просто принцип относительности Галилея). Второй же постулат, напротив, абсолютизировал движение света, будто на его скорость c не влияло относительное движение источника и наблюдателя. Не зря Макс Планк называл теорию относительности "теорией абсолютности".

Рис. 37. Движение корабля (амфибии) передаётся падающему телу, которое, как внутри покоящейся системы, падает по вертикали. Та же скорость передаётся свету и снарядам (для берегового наблюдателя).

До сих пор, рассуждая о баллистическом принципе сложения скорости света со скоростью источника, мы говорили о движении света в вакууме. Если же электромагнитная волна летит в среде, то, как было отмечено выше, ситуация кардинально меняется: проходя через среду, будь то воздух или плотные тела, волна воздействует на электроны среды, приводя их в колебания, отчего те излучают вторичные волны, которые, слагаясь с исходной, рождают явления рефракции, дисперсии и дифракции. Поэтому, возникает уже избранная система отсчёта, связанная с материальной средой. Описание волн в такой среде во многом подобно описанию их с помощью эфира. Вот почему теория Максвелла, основанная на эфире, всё ещё используется, не обнаруживая расхождений с опытом. Однако, в космосе, в безвоздушном пространстве, — возникают отклонения от теории Максвелла. Судя по результатам радиолокации и астрономических наблюдений, исчезает преимущественная система отсчёта, связанная с атмосферой, и скорость света начинает зависеть от скорости источника (Часть 2).

В данном разделе нас будут интересовать именно опыты в земных лабораториях, где свет движется в среде. Так, в качестве противоречащего БТР иногда приводят известный опыт по влиянию движения источника на скорость света в среде, — опыт Физо [93, 153]. По его результатам, если источник движется навстречу среде со скоростью V, то в среде фазовая скорость света от этого источника уже не c/n, а c/n+V/n^2. Паули считал это доказательством того, что скорость источника не складывается по классическому закону со скоростью света. Но, как было сказано, баллистический принцип здесь и не обязан работать, ибо скорость света в среде определяется не одним только источником, а ещё и атомами среды, вторичное излучение которых складывается с начальным, образуя новую волну. Вычислим её фазовую скорость [136, с. 425]. Если свет имеет скорость c+V, то поле единичной падающей волны опишется уравнением

E_0=ei(ωt — k'x),

где ω — циклическая частота падающей волны, а k'= ω/(c+V) — её волновое число.

Эта волна возбуждает в среде вторичные волны интенсивности

E_1= — ikxbei(ωt — kx) [136],

где k= ω/c — их волновое число, x — толщина пройденного слоя вещества, излучающего новую волну (Рис. 38), b — безразмерный коэффициент, характеризующий оптическую плотность среды (концентрацию атомов и эффективность переизлучения ими волны с частотой ω). Поле результирующей волны

E= E_0+E_1= ei(ωt — kx)(eix(k — k')—ikxb),

что с учётом разложения ex≈1+x при малых x и (k — k')≈ ωV/c^2= kV/c даёт

E≈ei(ωt — kx)(1+ ikxV/c— ikxb)≈ ei(ωt — kx(1+b — V/c)).

Здесь kx(b — V/c) — это сдвиг фазы, растущий вместе с пройденным светом путём x и тем самым меняющий фазовую скорость света c*. По сути, в среде волновое число k= ω/c заменяется новым k*= ω/c*= k(1+b — V/c). Отсюда c*= ck/k*= c/(1+b — V/c). Если V=0, то получим обычную скорость света в среде c*= c/(1+b), где (1+b) — коэффициент преломления n. Если же скорость V отлична от нуля, получим: c*= c/(1+b — V/c)= c/(n — V/c)≈ c/n+V/n^2. Таким образом, в среде движение источника меняет фазовую скорость света не на V, а только на V/n^2. Относительно источника скорость света в среде c'= c*—V= c/n — V(1–1/n^2). Коэффициент 1–1/n^2 называют френелевским коэффициентом увлечения. Итак, если на базе молекулярной оптики учесть переизлучение света средой, то БТР легко объяснит опыт Физо и даёт верное выражение для коэффициента увлечения Френеля.

Рис. 38. Отказ принципа относительности в опытах Физо (слева) и Саньяка (справа).

Как видим, наличие среды нарушает равноправие систем отсчёта. Во-первых, свет в среде движется со скоростью, отличной от скорости света в этой среде c/n. А, во-вторых, не вся скорость источника передаётся свету. Но реально здесь нет никакого противоречия с галилеевым принципом относительности. Рассмотрим для пояснения известную иллюстрацию принципа относительности, предложенную самим Галилеем. В своём "Диалоге" он показал, что мы не сможем заметить равномерного движения корабля, находясь в его трюме. Предметы в трюме будут падать совершенно так же (отвесно вниз), как в неподвижном корабле. Происходит это оттого, что скорость v корабля сообщается падающим предметам. Но если и сам корабль и падающие в нём предметы движутся по горизонтали со скоростью v, то их относительное движение нельзя заметить. Но так будет только в трюме. Если мы выйдем на палубу корабля, то равноправие уже нарушается. За счёт движения корабля обдувающий его воздух порождает встречный ветер, который нарушает симметрию, увлекает предметы. Поэтому брошенные от носа к корме предметы, увлекаемые ветром, будут долетать быстрее и дальше, чем от кормы к носу. Подобно воздуху, увлекающему в опыте Галилея падающие предметы, среда передаёт частично скорость и свету. В опыте Майкельсона среда не нарушала принцип относительности и баллистический принцип лишь потому, что атмосфера двигалась вместе с Землёй и источником света, так же как воздух в трюме корабля двигался вместе с кораблём в опыте Галилея. Зато при взаимном движении источника и среды ситуация кардинально меняется: принцип относительности перестаёт соблюдаться.

Итак, если движущийся источник сообщает свою скорость свету, в качестве добавки к скорости c, то, при попадании в прозрачную среду, за счёт вторичного излучения среды и сложения его с излучением падающей волны, эта добавка постепенно исчезнет, как постепенно теряет горизонтальную скорость предмет, выброшенный из окна поезда и тормозимый сопротивлением воздуха. Исходная волна, попадая в среду и заставляя колебаться её электроны, переизлучается этими бесчисленными ретрансляторами и, при том, гасится за счёт интерференции с идущими от них вторичными волнами. Этот принцип известен в электродинамике как "теорема погашения Эвальда и Озеена". Однако в применении к БТР эта теорема была впервые исследована Дж. Фоксом [2], который показал, что, вместе с гашением первичной волны, теряется также информация о скорости её источника. Поэтому, в дальнейшем будем иногда называть это правило погашения у света добавочной скорости источника — "принципом Фокса". Этот принцип имеет большое значение в изучении многих явлений космоса и особенно важен в земных лабораторных экспериментах.

Интересно отметить, что некоторые лабораторные эксперименты действительно подтвердили, что свет после прохождения сквозь среду приобретает её скорость. Ведь, согласно БТР, скорость равна c относительно источника. Среда же, через которую проходит свет, сама начинает играть роль источника света. И точно, как показали уже земные эксперименты, скажем опыты У. Кантора [4] и М.И. Дуплищева [47], прозрачные пластинки дополнительно сообщают свою скорость v излучению, отчего скорость световых лучей становится не c, а c+v. Результаты этих экспериментов, несмотря на их тщательную постановку, пытались оспорить и затушевать [153]. Однако достаточно убедительно этого никто не сделал.

Физики пытались обнаружить изменение скорости света не только у земных источников, но и у небесных, имеющих известные скорости. Подобный опыт, выполненный, например Р. Томашеком, дал отрицательный результат [152, 153]. Как заметил Дж. Фокс, это тоже не свидетельствует против БТР, поскольку в наземной установке свет движется не в вакууме, а в атмосфере, следуя в приборе дополнительно ещё через систему линз и зеркал. А потому принцип относительности и закон сложения скоростей здесь не применимы, так же как в опыте Галилея, если производить его не в трюме, а на палубе движущегося корабля, где предметы уже не будут падать строго по вертикали, как прежде, а будут сноситься ветром. Вот и свет, имея избыточную скорость V источника, уже не может сохранить её в земной атмосфере, но будет "тормозиться" ею, пока не приобретёт относительно среды стандартную скорость c/n. Так же, к примеру, зажигалка, выроненная из окна бегущего по рельсам поезда, лишь поначалу падает отвесно вниз, имея скорость поезда V. Но затем обдув встречным потоком воздуха постепенно сносит её назад, и она почти полностью утрачивает начальную скорость V.

То же и для света. Когда световой луч на скорости c+V входит в земную атмосферу, то его электрические колебания раскачивают электроны в атомах воздуха. Вибрация электронов рождает вторичное излучение, имеющее скорость c. В итоге, по мере движения луча через атмосферу и приведения им в колебания всё новых электронов, его энергия всё больше рассеивается, переходя в энергию вторичного излучения, летящего в воздухе со стандартной скоростью c. Как показал Фокс, такое приведение скорости света к c происходит в слое воздуха толщиной около 10 см. Так что к моменту, когда световой луч пройдёт всю толщу атмосферы, его скорость окажется равной c без всяких следов начальной скорости источника. Ещё эффективней скорость источника гасится при движении излучения более высоких частот и в более плотных средах. Фокс вычислил [2], что вклад скорости источника в скорость света экспоненциально спадает по мере движения сигнала в среде, причём характерная длина, на которой этот вклад снижается в e=2,7 раз, составляет d=λ/2π(n–1). То есть погашение вклада скорости источника идёт тем быстрее, чем короче длина волны света λ и выше показатель преломления среды n. Поэтому сигнал от источника, летящего в направлении излучения со скоростью V, при прохождении слоя среды толщиной l, будет иметь скорость c'=c+kV, где k=e—l/d<<1, как вывели на основе астрономических наблюдений ещё Э. Фрейндлих [3] и П. Гутник (§ 2.10). Таким образом, скорость источника практически перестаёт влиять на движение световых сигналов в среде, и обнаружить изменение скорости света можно только в высоком и сверхвысоком вакууме, в отсутствие на пути луча зеркал, линз и сред.

Не случайно, многие эксперименты по проверке баллистического принципа, выполненные в земных условиях, особенно с применением линз, диафрагм или зеркал, дали мнимое противоречие с БТР. Такие эксперименты неизменно показывали, что свет покоящегося и подвижного источников летит с одной и той же скоростью c. А, на деле, свет испускался с разными скоростями, но за счёт переизлучения неподвижными атомами сред, зеркал и линз эта разница быстро стиралась, и детекторы фиксировали синхронный приход световых сигналов. Примечателен в этом плане опыт А.С. Мазманишвили ("Электромагнитные явления", Т.2, № 1, 2001 г.), выполненный по инициативе П.И. Филиппова (полковника артиллерии и защитника БТР), но вопреки его ожиданиям не выявивший зависимости скорости света от движения электронов в ускорителе и накопителе частиц. Опыт показал, что прямой импульс синхротронного излучения, созданный летящими с огромной скоростью электронами, и контрольный импульс, переизлучённый неподвижным кварцевым окошком, приходят к детекторам синхронно, без дополнительной задержки от разницы скоростей света. Это сочли опровержением БТР и доказательством СТО.

А, на деле, даже в таком, на первый взгляд, безупречном опыте, проведённом в условиях вакуума внутри камеры ускорителя и в отсутствие на пути прямого луча линз и зеркал, не исключён эффект переизлучения. Так, надо принять в расчёт влияние металлических диафрагм и протяжённых каналов-волноводов на пути прямого луча — их неподвижные стенки вполне могут служить переизлучающими центрами, рождающими то же излучение, но со скоростью c уже не относительно электрона, а относительно самой установки, а потому приходящее к детектору одновременно с контрольным лучом. Кроме того, не исключено, что синхротронное излучение генерируют не столько движущиеся электроны, сколько неподвижные металлические стенки ускорителя (накопителя), в которых стремительно несущиеся заряды наводят токи и вызывают колебания электронов, порождая излучение, как в эффекте Вавилова-Черенкова. Это и многое другое (§ 1.11, § 1.15, § 1.21) показывает, что принципы работы ускорителей, накопителей частиц, гиротронов и прочей релятивистской электроники не противоречат, а скорее подтверждают БТР.

Таким образом, решающий эксперимент достаточной степени чистоты может быть проведён только в космосе в условиях высокого вакуума и в отсутствие поблизости каких-либо сред и предметов, неизбежно вносящих, по открытому Фоксом принципу переизлучения, — искажения, совершенно нейтрализующие влияние скорости источника. И такие эффекты в космосе, как показывает Часть 2, реально обнаружены, хотя и там, на гигантских космических дистанциях, нередко ощутимо влияние даже крайне разреженной среды, тормозящей световые лучи. Впрочем, при тщательной постановке, решающий опыт может быть проведён и на Земле, если будут аккуратно учтены все эффекты БТР, и, в первую очередь, эффект Фокса переизлучения света.

Но вернёмся к анализу движения света в плотной среде. На первый взгляд, кажется, что возникает противоречие между принципом Фокса и рассмотренным выше опытом Физо. Ведь, согласно Фоксу, информация о скорости источника постепенно теряется и свет, по мере движения в среде, приобретает относительно среды скорость c/n. С другой стороны, согласно опыту Физо, — всё наоборот и скорость света от источника, приближающегося со скоростью V, равна относительно среды c*=c/n+V/n^2, независимо от того, какое расстояние прошёл свет. Как согласовать эти два утверждения?

Всё очень просто. Фокс рассуждает исключительно о групповой скорости света, — о том, с какой скоростью переносится информация, воздействие света. Именно эта скорость движения огибающей световой волны и определяет запаздывание сигнала. А в интерферометрическом опыте Физо измеряется, по сути, фазовая скорость света, — скорость движения фазы высокочастотного заполнения импульса световой волны. Фазовая же скорость, как известно, может сильно отличаться от групповой, — как в меньшую, так и в большую сторону. В том числе, фазовая скорость может даже превышать скорость света в вакууме, например, — в волноводах, в плазме. Поэтому, надо очень чётко различать, какая именно скорость измеряется в опытах — групповая или фазовая? Так, в случае опыта Физо, мы делали расчёт именно для фазовой скорости, поскольку схема измерения была интерферометрической.

Это различие надо делать не только для света, движущегося в среде, но и для отражённого зеркалом. Групповая скорость света, после отражения от зеркала в вакууме, становится равной c относительно зеркала, независимо от того, какую скорость имел источник света. Ведь электроны металлического покрытия зеркала, колеблясь под действием падающей волны и переизлучая её энергию, испускают реоны уже со скоростью c относительно зеркала. Для фазовой скорости — всё сложнее. Как показал Ритц, фазовая скорость, после отражения, остаётся равной скорости света c относительно источника, независимо от того, сближался ли источник с зеркалом или отдалялся [93]. Ведь по БТР свет — это волна, переносимая реонами, и отражаются не сами реоны, а волна (атомы зеркала могли бы разве что рассеять частицы, зато волну они переизлучат направленно). Ритц показал, что волна, имеющая при нормальном падении на зеркало скорость (c+v), отражается со скоростью (c — v), и наоборот. Иными словами, при отражении фазовая скорость световой волны сохраняется не относительно зеркала, а относительно источника. В его системе отсчёта испущенный и отражённый свет всегда имеет скорость c. Это и есть основа БТР [93, с. 21], существенно отличающая её от других, более поздних и спорных вариантов баллистической теории, где свет переносят фотоны, а скорости испущенного и отражённого лучей различны в системе источника (Рис. 39). Ведь фотонные баллистические теории, исходя из ньютоновской теории света, представляют отражение света, фотонов — подобно упругому отскоку мячика от зеркальной поверхности, с сохранением относительно неё величины скорости.

Рис. 39. Фазовые скорости излучённого и отражённого света при относительном движении источника и зеркала (а — в системе зеркала, б — в системе источника).

Именно поэтому, в интерферометрических опытах с движущимися зеркалами, где измеряется фазовая скорость света, надо учитывать этот найденный Ритцем баллистический закон. И, действительно, интерферометрические опыты показывают именно такую зависимость [93]. А из-за того, что понятия фазовой и групповой скоростей смешивают, возникают различные недоразумения, ведущие к тому, что из опытов делают вывод об ошибочности БТР. Подробнее о роли фазовой и групповой скорости и их различии можно прочесть в книгах [152]. Правда, порой утверждают, что в вакууме, — среде без дисперсии, — эти скорости всё равно совпадут. Однако БТР предсказывает возможность дисперсии даже в вакууме, как подтвердили и космические наблюдения (§ 2.8). А потому в вакууме эти скорости могут не совпадать и по величине, и, даже, — по направлению (как в случае звёздной аберрации).

Причину различия фазовой и групповой скорости можно разобрать на следующем примере. При отражении света зеркалом, как говорилось, групповая скорость света должна равняться c относительно зеркала, поскольку именно с такой скоростью реоны выстреливаются электронами зеркала. Зато фазовая скорость света после отражения может стать и больше c. Понятно, что сигнал со скоростью c+V переноситься не может — он бы опередил реоны, которые и несут свет. Зато фаза, фронты волн внутри импульса вполне могут перемещаться с такой скоростью. Ведь волновое распределение реонов возникает в результате сложения многих световых волн, испущенных разными электронами зеркала. И пучности этого распределения вполне могут двигаться со скоростью большей скорости самих реонов. Точно так же, муаровый узор, возникающий при сложении двух расчёсок, может двигаться со скоростью, большей скорости расчёсок. Здесь скорость движения расчёсок — это групповая скорость, — скорость реонов. А скорость движения муарового узора, — тёмных полос, напоминающих интерференционные, — это фазовая скорость. Впрочем, надо отметить, что и групповая скорость часто не равна скорости реонов, поскольку распространение сигнала тоже возникает в ходе интерференции волн. Поэтому, проще всегда находить сначала фазовую скорость, а по ней, на основе известных соотношений, — групповую скорость. В любом случае, смешивать понятия фазовой и групповой скорости — недопустимо.

Легко понять, почему при взаимодействии с зеркалом фазовая скорость света от движущегося источника меняется по закону Ритца. Если зеркало покоится, а источник движется к нему со скоростью v, то, по БТР, он испускает свет со скоростью c+v (Рис. 39.а). Если собственная частота излучения источника f, а длина волны света λ=c/f, то, за счёт эффекта Доплера, зеркало воспринимает световые колебания с частотой

f'=f(1+v/c)

и с той же частотой их переизлучает. В то же время, длина волны от движущегося источника сохраняется неизменной: λ'=λ. При переизлучении этот пространственный масштаб тоже сохраняется, поскольку световые фронты не могут мгновенно сблизиться или разойтись. Отсюда легко найти фазовую скорость отражённого света

c'=λ'f'=c/(1+v/c)≈c — v,

то есть закон отражения Ритца. (Строго этот вывод можно получить на основе молекулярной оптики, анализируя интерференцию волн, переизлучённых колеблющимися электронами зеркала, расположенными на разной глубине, как делали для опыта Физо, Рис. 38). Если учесть второй порядок малости, то

c'=c/(1+v/c)≈c — v+v^2/c.

Эта квадратичная поправка v^2/c становится существенной в опытах Томашека (§ 2.9), где ею пренебрегли, приняв приближённый закон Ритца c'=c — v, отчего и получили расхождение с БТР. Если же эту поправку учесть, то окажется, что в системе источника (Рис. 39.б) свет после отражения имеет скорость не точно c'=c, а

c'=c(1+v^2/c^2),

и никакого расхождения БТР с опытом Томашека уже не наблюдается.

Закон отражения Ритца важен и при объяснении интерференционных опытов в крутящихся системах, где тоже сталкиваемся с нарушением галилеевского принципа относительности, сформулированного для инерциальных систем, а вращение порождает центростремительное ускорение, нарушающее закон инерции. И, если с помощью механических опытов, используя маятник Фуко или гироскоп (§ 5.7), можно обнаружить вращение Земли, то и баллистическая теория, основанная на принципе Галилея для света, позволяет внутри замкнутой системы, без внешних привязок, выявить её вращение посредством оптических опытов. К числу их относят опыт Саньяка, где интерферируют два световых луча, пущенные по замкнутому пути, один — в направлении вращения системы, а другой — против него (Рис. 38). Интерференционная картина меняется при раскрутке системы, что позволяет найти скорость и направление этого вращения.

Порой считают, что опыт Саньяка противоречит БТР, поскольку луч света, приобретая по баллистическому принципу скорость вращения системы, должен двигаться вместе с ней, не давая смещения полос [93]. На деле же, именно баллистический принцип (принцип инерции для света), как при колебаниях маятника Фуко, ведёт к изменению направления и скорости световых колебаний в крутящейся системе, утратившей инерциальность. Световой луч свободно летает меж зеркалами, словно маятник Фуко, свободно качающийся меж крайними положениями, в то время как неинерциальная система вращается под ним, выдавая своё вращение по смещению относительно летящего по инерции луча. Проанализируем с позиций БТР опыт Саньяка. Свет испускается источником S, установленным на крутящемся с частотой Ω диске, отчего по баллистическому принципу свет дополнительно получает окружную скорость v=ΩR источника. Далее луч света делится полупрозрачной пластинкой A на два луча, один из которых, при отражении от укреплённых на диске зеркал B, C и D, описывает замкнутый квадрат в направлении вращения, а другой — против этого направления, после чего лучи сводятся вместе, интерферируя на фотопластинке I [153]. Для удобства рассмотрим движение луча в покоящейся инерциальной системе отсчёта, где луч не искривляется и не меняет своей скорости при движении меж зеркалами (как было бы во вращающейся системе отсчёта).

Найдём разницу времён обхода контура лучами. Путь AB=L прямого луча, идущего в направлении вращения, удлиняется до

AB'=L(1+v×sin45º/c),

поскольку к моменту прихода луча к зеркалу B оно в ходе вращения сдвинется в точку B' на расстояние BB'=φR, где φ=ΩL/c — малый угол поворота установки за время движения света вдоль AB. Каждый отрезок пути прямого луча AB=BC=CD=DA=L вырастет до значения

L_1=L(1+v×sin45º/c).

При этом, вдоль AB луч, по баллистическому принципу, полетит со скоростью

c+vx=c+v×sin45º.

После отражения на зеркале B и движения вдоль BC, фазовая скорость света по БТР сохранится относительно источника (Рис. 39) и станет равной

c — vy=c — v×cos45º.

То же случится и при дальнейших отражениях: в каждом из них фазовая скорость отражённого света вдоль направлений BC=CD=DA равна скорости параллельного луча, испущенного первичным источником S [93, 153]. В итоге полное время пути прямого луча по контуру AB'C''D'''I составит

T_1=L_1/(c+vx)+L_1/(c — vy)+L_1/(c — vx)+L_1/(c+vy)≈4L_1/c.

Для луча, идущего против вращения, каждый отрезок пути L=AD, напротив, сократится до значения

L_2=AD'=L(1–v×sin45º/c),

и аналогичный расчёт даст для времени обхода контура AD'C''B'''I обратным лучом

T_2≈4L_2/c.

Тот же результат для T_1 и T_2 получим даже в случае, если закон равенства углов падения и отражения нарушается движением зеркал и отрезки пути AB'C''D'''I немного разнятся. Существенно лишь то, что лучи сойдутся в одной точке I (где исследуют интерференционные полосы), которая, за счёт вращения, сместится к моменту прихода лучей, удлинив путь одного и сократив путь другого.

То есть, в первом приближении, влияние скорости источника на скорость света нейтрализуется (за счёт движения по замкнутому пути, § 2.9), и времена обхода T_1, T_2 отличаются от обычного T=4L/c лишь за счёт изменения пути лучей, один из которых догоняет убегающие зеркала, а другой движется им навстречу. В итоге, разница времён

ΔT=T_1—T_2=8Lv×sin45º/c^2=8ΩR^2/c^2,

а разница оптических путей

Δ=ΔTс=4ΩS/c,

где S — площадь контура, по которому идёт свет. Это совпадает с результатом опыта Саньяка и аналогичных опытов [153], для которых формулу можно обобщить на случай контура любой формы, при данной площади S. Ещё проще БТР объясняет аналогичные опыты Харреса и принцип работы лазерного гироскопа, подобно механическому гироскопу, выявляющего вращение системы. В опыте Харреса луч поступал внутрь вращающейся системы от неподвижного источника, поэтому сдвиг полос возникал лишь за счёт изменения длины пути луча. В опыте с лазерным гироскопом интерференция лазерных лучей в кольцевом резонаторе типа системы Саньяка создаёт биения на частоте, равной разнице частот прямого и обратного луча. В этом случае, снова имеет место неравноправие лучей внутри вращающейся системы. Если прямому лучу приходится догонять зеркала, отчего частота прихода световых колебаний снижена, то обратному лучу зеркала идут навстречу, и его частота увеличена. При этом, как показано выше, не существенно движение самого источника: его влияние нейтрализуется благодаря замкнутому пути, тогда как движение зеркал на всех участках ведёт к растяжению или сокращению пути. Выходит, эксперименты с вращением оптических систем вполне согласуются с БТР.

Итак, для света, идущего через преломляющие, отражающие и крутящиеся системы, классический принцип относительности Галилея, сформулированный для закрытых инерциальных систем, перестаёт работать. Если это помнить и корректно вести расчёт на базе баллистического принципа для исходного излучения, учтя вдобавок интерференцию излучения вторичных источников, то легко придём к результату, подтверждённому экспериментом. При этом, надо аккуратно переходить из одной системы отсчёта в другую, применяя баллистический принцип, закон отражения Ритца, коэффициент увлечения Френеля или теорему переизлучения Фокса, в зависимости от того, идёт ли речь о фазовой или о групповой скорости света.

§ 1.14 Энергия поля и давление света

Давление, оказываемое светом на зеркало даже в вакууме, противоречит, например, принципу равенства действия и противодействия, когда он применяется только к веществу. Поэтому мы вынуждены будем "овеществить" лучистую энергию, чтобы спасти этот принцип и принцип сохранения энергии во всех случаях, когда имеется тело, в котором излучение не встречает какого-либо материального препятствия в некотором направлении, и для которого энергия не может, следовательно, когда-либо полностью восстановиться.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Одна из основных проблем теории Максвелла и всей современной электродинамики связана с объяснением энергии поля. Электрическое воздействие, как известно, передаётся от заряда к заряду с конечной скоростью, равной скорости света. Однако, как было замечено ещё Ритцем, с позиций максвелловой электродинамики затруднительно понять: в какой форме существует в пустом пространстве электрическое воздействие (его энергия и импульс), после того, как оно покинуло один заряд, но ещё не пришло к другому, — максвеллова теория противоречит закону сохранения энергии и импульса! Будь даже пространство между зарядами заполнено неподвижным эфиром, и то не удалось бы понять, как в нём может переноситься импульс и энергия электрического поля, в отсутствие волн. А, поскольку эфира нет, то объяснить это тем более проблематично, поскольку энергия и импульс неразрывно связаны с весомой материей. В отсутствие материи, — массы m, понятия энергии E=mV^2/2 и импульса p=mV теряют смысл. Совершенно так же нет смысла говорить о температуре и давлении пустого пространства: температура и давление — это, соответственно, мера энергии и импульса частиц среды.

Но в электродинамике Ритца эта проблема легко решается. Как показали выше, импульс от заряда к заряду переносят элементарные, весомые частицы, — реоны, движущиеся со скоростью света. Через посредство реонов заряды и обмениваются импульсами, энергией, иначе говоря, — взаимодействуют в полном согласии с законом Кулона. Всё пространство между зарядами пронизано летящими со скоростью света реонами. Они и образуют динамическую среду, с которой связаны энергия и импульс электрического действия. Но эта среда из частиц кардинально отличается и от неподвижного эфира, и от абстрактного электромагнитного поля, и от виртуальных фотонов. В отличие от них, реоны — это, во-первых, субстанция вполне материальная, весомая, а потому — способная переносить энергию и импульс, а, во-вторых, всегда пребывающая в движении. Реоны и ареоны — это не только стройматериал, образующий частицы, но и универсальный переносчик всех видов взаимодействий.

В форме кинетической энергии реонов, покинувших заряд, и существует вокруг него потенциальная энергия электрического поля. Плотность энергии поля w (энергия, приходящаяся на единицу объёма), равна w=ε_0E^2/2, где E — напряжённость поля [45, 60]. Внутри плоского электрического конденсатора поле E=σ/ε_0, где σ — поверхностная плотность заряда на обкладках конденсатора, имеющих площадь S (Рис. 40). Отсюда в конденсаторе w=σ^2/2ε_0. С другой стороны, плотность электрической энергии можно представить, как энергию u реонов, заключённых в единице объёма, равную концентрации реонов k, умноженной на кинетическую энергию одного реона mc^2/2. Концентрацию k найдём из условия, что любой из Z электронов обкладки ежесекундно испускает

N=e^2/πcε_0r^2m

реонов (§ 1.4). Из них половина попадает в полость конденсатора. Отсюда

k=ZN/Sc,

где Ze/S=σ, то есть

k=σe/πc^2ε_0r^2m.

В итоге плотность энергии

u=kmc^2/2=σe/2πε_0r^2.

Рис. 40. Энергия w плоского конденсатора как кинетическая энергия u потока реонов внутри него.

Как видим, плотность кинетической энергии реонов u=σe/2πε_0r^2 больше энергии поля w=σ2/2ε_0 в e/σπr^2 раз. Это означает, что не всю кинетическую энергию реонов можно преобразовать в работу. Ведь энергия конденсатора находится, как работа по его зарядке, совершаемая против электрической силы при разделении, переносе зарядов, скажем, — путём разведения обкладок конденсатора [45, 60]. А заряды одной пластины конденсатора не способны поглотить все реоны, испущенные другой пластиной, поскольку между электронами есть промежутки, в которые вылетают реоны. За счёт этого реоны и проникают в тела, неся электрическое, магнитное и гравитационное воздействие к самым глубоким слоям вещества, что делает их похожими на другие известные частицы, — нейтрино, тоже возникающие в распаде, имеющие световую скорость, массу — много меньше электронной и огромную проникающую способность. Если бы заряды на пластине помещались вплотную друг к другу, без зазоров, так что σ=e/πr^2, то тогда бы плотность энергии поля w совпала с плотностью кинетической энергии u. Ведь при этом вся энергия потока реонов преобразуется в электрическое взаимодействие.

Итак, потенциальная энергия электрического поля представляет собой, в действительности, кинетическую энергию движения реонов. Лишь малую часть этой последней можно преобразовать в электрическое воздействие, в работу (оттого эту часть и называют потенциальной), о чём говорил ещё Тесла, более других разбиравшийся в электричестве и принявший теорию Ритца [110]. Примерно так же и внутренняя энергия сжатого газа, потенциально способного совершить работу при расширении, на деле является кинетической энергией атомов газа. Поэтому, при адиабатическом расширении газа и совершении им работы, скажем, — в виде поднятия поршня, газ охлаждается, скорость его атомов уменьшается. Но, опять же, преобразовать в работу можно не всю кинетическую энергию атомов, а лишь часть её (называемую свободной энергией), как утверждает второе начало термодинамики. Аналогичный закон имеет место и в электродинамике. Именно он, как показал Ритц, вводит необратимость электродинамических явлений, подобно второму началу (§ 4.1).

Вполне естественно, что электрическая и все прочие виды энергии сводятся к энергии движения частиц, так же, как некогда тепловая, внутренняя энергия оказалась всего лишь кинетической энергией хаотического движения атомов и молекул. А превращение одного вида энергии в другой означает лишь передачу движения, перераспределение кинетической энергии в системе частиц. Так что, закон сохранения энергии — это закон неуничтожимости движения, вместе с законом неуничтожимости материи открытый ещё Демокритом. И предельно абсурдна электродинамика Максвелла, где энергию, — свойство весомой материи, — приписали пустому пространству, пространству самому по себе, без весомых частиц. Следуя столь почитаемому учёными принципу Оккама, по которому не стоит преумножать сущностей сверх необходимого, надо отвергнуть нынешнюю электродинамику, которая увела физику в колею кванторелятивизма, ввела избыточные формы энергии и материи: абстрактное электромагнитное поле, невесомые фотоны, разные типы взаимодействий. Неизбежно и все прочие виды энергии рано или поздно будут сведены к кинетической, — к чисто механической энергии движения (§ 3.16).

Именно в этом состоит причина сохранения энергии. Движение не исчезает, а лишь меняет свой характер, передаётся от одних тел, частиц, — другим. Так что закон сохранения энергии — это, фактически, закон неуничтожимости движения, за который ратовали ещё первые учёные-материалисты: Левкипп, Демокрит, Лукреций. Точно так же, причина сохранения массы (или заряда) в том, что масса, материя не возникает и не исчезает, а лишь переходит от одного тела к другому. Фактически, это закон неуничтожимости материи, представляющий собой основу материалистической науки. Строго закон сохранения массы был открыт и обоснован Ломоносовым и, поздней, — Лавуазье, на примере окисления свинца: при окислении масса свинца увеличивалась, но — лишь потому, что он поглощал невидимый кислород: атомы кислорода присоединялись к свинцу, — переходили из воздуха в окалину (§ 3.13). И потому не совсем правильно говорить о превращениях материи или энергии из одной формы в другую. Химические превращения материи — это лишь переход неизменных частиц от одних телам к другим, тогда как превращения энергии из одного вида в другой — это, всего лишь, перенос кинетической энергии частицами от одного тела к другому или преобразование характера движения частиц.

Возьмём, к примеру, два разноимённо заряженных металлических шарика. Поначалу они покоятся, но затем под действием притяжения начинают сближаться, постепенно увеличивая скорость. Говорят, что при этом потенциальная энергия электрического поля шариков переходит в кинетическую. Но, поскольку потенциальная энергия электрического поля — это, в конечном счёте, кинетическая энергия движения реонов, то происходит лишь передача движения, кинетической энергии от реонов к шарикам за счёт столкновений. Когда шарики, набрав скорость, столкнутся, часть их кинетической энергии перейдёт в тепло, в тепловую энергию. Но и в этом случае нет, в действительности, никакого превращения энергии: просто упорядоченное движение атомов каждого шарика, перейдёт частично в их беспорядочное, хаотическое движение, которое и есть тепло. Таким образом, во всех трёх случаях сохранялась, в действительности, именно кинетическая энергия: движение тел и частиц не исчезало, а передавалось от одних тел к другим, проявлялось в разных формах. А, потому, следует ожидать, что и все другие формы энергии — гравитационная, ядерная, химическая и, вообще, любая мыслимая — это, именно, кинетическая энергия, то есть энергия движения весомых тел и частиц. Вот почему причина сохранения энергии состоит в неуничтожимости движения, лишь передающегося от тела к телу. И, если мы этого движения не замечаем, это не значит, что его нет. Ведь и теплового движения атомов мы не наблюдаем, хотя оно имеет место, как показал ещё Демокрит на примере броуновского движения взвешенных частиц и пылинок.

Полную противоположность материалистическому подходу Демокрита составляет максвеллова электродинамика, в которой энергия приписывается абсолютно пустому пространству, пространству самому по себе, без каких-либо весомых частиц. Но ведь энергия, как показал многовековой ход развития науки, — это свойство весомой материи, энергия mV^2/2 неотделима от материи, массы m. И, в этом смысле, теория Ритца имеет перед электродинамикой Максвелла огромное превосходство, поскольку сводит электромагнитные явления и энергию к чисто механическим, к движению частиц. Следуя столь почитаемому учёными принципу бритвы Оккама, согласно которому не следует преумножать сущностей сверх необходимого, мы должны отвергнуть теорию Максвелла и всю современную электродинамику, вкупе с квантовой. Ведь, помимо лишних форм энергии, они вводят ещё и излишние формы материи: абстрактное электромагнитное поле и невесомые фотоны.

В теории Ритца мы тоже вынуждены временами пользоваться термином "электрическое, электромагнитное поле". Однако, здесь, как говорилось, мы вкладываем в него совсем иной смысл. По Ритцу поле — это не новая форма материи, не состояние физического вакуума, эфира или пустого пространства, а лишь математическая характеристика распределения реонов в пространстве, определяющая характер и степень воздействия реонов на заряженные тела. Совершенно так же, в физике вводят поле скоростей, температур газа или жидкости, то есть, — математический закон распределения этих характеристик в пространстве. Ошибка физиков, придерживающихся максвелловой электродинамики, состояла в том, что чисто математический объект, — поле, они наделили физическими свойствами, объективной реальностью, — отсюда его загадочные абстрактные свойства, из которых невесомость и неуловимость — самые безобидные.

Кроме энергии, реоны переносят импульс, оказывая электрическое воздействие. Но, опять же, не весь импульс, несомый реонами, преобразуется в давление, поскольку заряженное тело поглощает лишь малую часть идущего сквозь него потока реонов. Ещё меньше давление света, открытое русским учёным Лебедевым в его опытах с крыльями и истолкованное как подтверждение максвелловой электродинамики [60], хотя на деле это подтвердило передачу света от источника к приёмнику материальным, весомым носителем (см. эпиграфы § 1.2, § 1.14). Фотоны и поле на эту роль не годятся, поскольку передавать импульс mV, давление могут лишь частицы ненулевой массы m. Частицы и среды с нулевой массой или плотностью должны иметь и импульс с энергией — нулевые.

Впрочем, и в БТР источник света, испуская поровну реонов и ареонов, гасящих импульсы друг друга, казалось бы, не окажет давления. Но, в действительности, поскольку в источнике света заряды (электроны) движутся, то и воздействие от положительных и отрицательных зарядов — разное: движение электронов меняет скорость испущенных ими реонов в сравнении с ареонами. Поэтому, поток реонов и ареонов переносит некий импульс, создавая давление света. Это давление зависит от скорости колебаний электронов, а, значит, — от частоты и интенсивности света. Выходит, и поток вектора Пойнтинга (энергии света) через площадку имеет ясный физический смысл: это поток переносимой частицами энергии. Столь же простую физическую интерпретацию получает и плотность силовых линий электрического поля заряда (Рис. 11, Рис. 45). По сути, это плотность потока реонов k, характеризующая величину поля заряда в данной точке.

Давление, оказываемое светом на зеркально отражающую поверхность, как показал Лебедев, в два раза превосходит давление на чёрную, поглощающую. Но неверно это понимать так, будто несущие свет частицы в одном случае упруго отскакивают от поверхности, а в другом — поглощаются ею. Ведь реоны, в отличие от фотонов, движутся всегда прямолинейно, не меняя направления движения от момента испускания и до поглощения. Реально происходит следующее: и зеркальная и чёрная поверхность (крылья Лебедева) одинаково воспринимают импульс, переносимый потоком реонов, оказывающим одинаковое давление. При этом электроны крылышек в обоих случаях колеблются под действием падающего излучения. Однако, зеркальная поверхность сразу же переизлучает поглощённый свет в обратном направлении (отражает его). Это вторичное направленное излучение и связанный с ним поток реонов создаёт дополнительный реактивный импульс, равный импульсу от давления исходного потока света. Вот почему парусная, подъёмная сила зеркальных крыльев в два раза больше, чем у чёрных.

Как видим, поток энергии, импульса света и электрического поля неразрывно связан с потоком частиц, — реонов и ареонов. Недаром, всё тот же Тесла сравнивал поток электромагнитной энергии с потоком материи, источаемой излучателем [110]. Это вполне соответствует БТР, — теории истечения, представляющей электромагнитную волну потоком частиц, источаемых источником. И Тесла же говорил, что реально свет и электромагнитные воздействия представляют собой продольное движение частиц, прямолинейно разлетающихся от источника и, подобно пулям, переносящих своим потоком огромную энергию. Мы же воспринимаем лишь малую её часть, связанную с поперечными воздействиями. Так что, в потоке этих частиц-переносчиков электровоздействия (реонов) заключено гораздо больше энергии, чем можно было помыслить на основании опыта.

§ 1.15 Релятивистский эффект изменения массы

Эксперименты Кауфмана одинаково хорошо объясняются как посредством допущения абсолютного движения с изменяющейся массой, так и посредством рассмотрения массы как постоянной, а движений как относительных. Также они вполне согласуются с допущением о том, что для больших скоростей электродинамические силы уже более не являются простыми линейными функциями скорости, как это имело место в теории Лоренца. Их зависимость от скорости приобретает более сложную форму.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

В предыдущем разделе, рассуждая о сохранении энергии, мы упомянули о другом фундаментальном законе — законе сохранения массы. Теория относительности отвергла, кроме других законов механики, и этот важнейший, утверждавшийся веками закон природы. В самом деле, Эйнштейн утверждает, что масса тела меняется при движении: с ростом скорости тела масса увеличивается и стремится к бесконечности с приближением скорости тела к скорости света. Этот релятивистский эффект изменения массы как будто бы даже подтверждается экспериментами.

И всё же, как показал Ритц, все эти эксперименты можно объяснить классически, не прибегая к сомнительному эффекту изменения массы, и без отказа от привычного закона сохранения массы, — достаточно лишь учесть открытое в БТР влияние движения заряда на величину действующей на него электрической силы. Из таких экспериментов наиболее известен опыт Вальтера Кауфмана [55], где впервые обнаружился эффект увеличения массы электронов с ростом их скорости. Однако Ритц показал, что для объяснения эксперимента ни к чему считать массу переменной [8]. Напомним, что в опыте Кауфмана электрон "взвешивали", наблюдая, насколько тот отклонится, пролетев между пластинами конденсатора и полюсами магнита (Рис. 41). В самом деле, судя по тому, насколько электрон отклоняется электрическим и магнитным полем, из величины этих полей легко найти его массу. Ведь отклонения, измеренные по следу, оставляемому электронным пучком на люминесцентном экране, дают величину ускорения a, связанную по второму закону Ньютона a=F/m с массой m электрона. Но оказалось, что у электронов, летящих с разными скоростями, ускорения a различны: они тем меньше, чем выше скорость. А, поскольку, следуя максвелловской электродинамике, считали, что сила F, действующая на электрон, не зависит от его скорости, пришли к абсурдному выводу, согласно которому по мере разгона электрона растёт его масса m. Но, ведь, куда естественней предположить, что масса постоянна, а изменяется сила F.

Рис. 41. Опыт Кауфмана — исследование отклонений быстро летящих электронов в электрических и магнитных полях.

Такое предположение тем более естественно, что, как выяснили ранее, скорость заряда и впрямь может влиять на величину электрической и магнитной силы (§ 1.7). Поэтому, согласно Ритцу, куда естественней считать, что электроны получают разные ускорения от разных сил, а не масс. Так, например, если пружинные весы показывают в зависимости от условий (скажем, от высоты или ускорения) разный вес гири, вряд ли мы сочтём, что меняется её масса. Скорее мы решим, что врут весы, и, в действительности, меняется сила тяжести и сила веса. То же — и в опытах по взвешиванию электрона электромагнитными весами, где влияние движения на величину кулоновской силы, в отличие от влияния на массу, кажется вполне возможным. В БТР зависимость силы от скорости — это обязательное следствие предложенной Ритцем модели взаимодействия зарядов. Ведь, если отталкивание зарядов создаётся ударами испускаемых ими со скоростью света частиц (реонов), то частицы эти не смогут догнать электрон, движущийся с той же скоростью c, а значит, не смогут ударно воздействовать на него. Вот и кажется, что масса электрона бесконечна, хотя реальная причина в нулевой силе. Такой мнимый бесконечный рост массы заряда с приближением его скорости к c, задолго до опыта Кауфмана предсказывал ещё В. Вебер на основе своей электродинамической теории, этого прообраза электродинамики В. Ритца [106].

Рассмотрим вопрос количественно. Теоретически, след электронного луча на экране должен был иметь форму параболы с уравнением

y=kx^2Em/H^2,

где k — некоторая постоянная, E и H — напряжённости электрического и магнитного полей, а m — масса электрона. Наблюдаемая же кривая отличалась от этой параболы так, будто с ростом скорости масса m увеличивалась пропорционально (1+v^2/2c^2). Но ведь, как выяснено, почти так же, пропорционально (1+v^2/3c^2) нарастает со скоростью заряда электрическая сила и поле E. Учёт переменности E при постоянной массе внесёт в уравнение параболы почти те же изменения, что и учёт переменности m при постоянном E. Разница же коэффициентов (в полтора раза) устраняется более точным расчётом, представленным в работе Ритца [8]. О причинах этого постоянного отличия в полтора раза в меньшую сторону было сказано выше (§ 1.7).

Итак, опыт Кауфмана продемонстрировал ошибочность прежней физики. Но, если Эйнштейн видел выход в отказе от классической механики, при сохранении электродинамики Максвелла (изменение массы при неизменной электрической силе), то Ритц счёл, что намного более естественно отказаться именно от электродинамики Максвелла, при сохранении классической механики (изменение электрической силы при неизменной массе электрона). Вывод Ритца тем более естественен, что именно отказ от максвелловской электродинамики и создание новой электродинамики БТР на базе классической механики, позволяет легко, без каких-либо формальных приёмов и произвольных подтасовок (имеющих место в СТО), получить правильный закон изменения электрической силы, объясняющий опыт Кауфмана.

В самом деле, эффект мнимого изменения массы легко может быть объяснён с помощью классической механики — даже на пальцах. Поскольку электрическое воздействие создаётся потоком реонов, то при движении электрона скорость реонов относительно него меняется. Реонам приходится догонять убегающий от них электрон, соответственно, сила и частота их ударов об электрон — снижается, а, потому, — уменьшается и вызываемое реонами электрическое воздействие на электрон. Таким образом, чем выше скорость электрона, тем меньше сила электрического воздействия на него, а, значит, меньше и вызываемое этой силой ускорение и отклонение электрона. Это уменьшение ускорения и объясняют увеличившейся массой, тогда как реальная причина — в уменьшении силы.

Эффект изменения массы наблюдался и для других частиц, например, при их разгоне в циклотроне. Оказалось, что циклотрон не может полностью реализовать своих возможностей и передать частицам свою максимальную мощность. Дело в том, что кружащиеся в циклотроне частицы, разгоняемые периодично меняющимся электрическим полем, с увеличением их энергии и скорости движения — за счёт изменения массы, а, значит, и частоты обращения, выходят из резонанса с колебаниями электрического поля. Поэтому, поле перестаёт передавать частицам энергию. Лишь изменяя частоту ускоряющего поля, как это делают в синхротронах, можно достичь максимальной эффективности ускорителя. И всё же по логике БТР, и в этом случае, нет, в действительности, никакого изменения массы. Ведь в ускорителе частота обращения заряженных частиц определяется их ускорением, то есть, опять же, — отношением силы (Лоренца) и массы. И опять причина изменения частоты обращения с ростом скорости состоит не в изменении массы, а в изменении вслед за скоростью — силы Лоренца. Сила Лоренца F=qVB, действительно, меняется вместе со скоростью V частицы. Это линейное изменение силы необходимо для обеспечения постоянства частоты ω=qB/m, крайне важного в циклотроне: F=qVB=ma=mVω. Однако, движение заряда вносит, как показал Ритц, ещё и нелинейные поправки в величину силы Лоренца, становящиеся заметными на больших скоростях. Из-за этого, с увеличением скорости заряда — уменьшается частота обращения ω=F/mV, что, однако, расценивают как увеличение массы m, хотя реально масса постоянна, а меняется сила.

Ещё задолго до Ритца учёные догадались, что электричество по-разному действует на движущийся и покоящийся заряды. На этом фундаменте, собственно говоря, и строилась прежняя электродинамика Вебера и Гаусса. С приходом полевой, эфирной электродинамики Максвелла от этой плодотворной идеи отказались. Когда же выяснилось, что эфир — это фикция, и, следовательно, основанная на нём максвеллова электродинамика ошибочна, учёные не захотели вернуться к прежним воззрениям на природу электричества, но предпочли согласовывать несогласуемое: максвеллову электродинамику и факт отсутствия эфира. Это и породило, по признанию Эйнштейна, его теорию относительности и все её парадоксы. Таким образом, отказ от теории относительности — невозможен без отказа от электродинамики Максвелла.

В БТР масса постоянна, и потому разгон до скоростей, равных и больших скорости света, которому в СТО мешает бесконечное нарастание массы, — вполне возможен. Значит, быть сверхсветовым межзвёздным кораблям (§ 5.11)! Более того, сверхсветовые скорости, вероятно, давно уже достигнуты в лабораториях, и лишь расчёт по формулам теории относительности мешает это обнаружить (§ 1.21). Ритц полагал, что уже в опытах Кауфмана могли наблюдаться сверхсветовые электроны. Как видим, находясь в рамках классической механики, вполне можно сберечь закон сохранения массы. Лишь тот, кто предаёт веру в законы механики, разуверяется в них, а значит — в объективной реальности материи, неизбежно принимает абсурдную идею об изменении массы.

§ 1.16 Аннигиляция и эквивалентность массы и энергии

Тело вещей до тех пор нерушимо, пока не столкнётся

С силой, которая их сочетанье способна разрушить.

Так что, мы видим, отнюдь не в ничто превращаются вещи,

Но разлагаются все на тела основные обратно…

….Словом, не гибнет ничто, как будто совсем погибая,

Так как природа всегда возрождает одно из другого

И ничему не даёт без смерти другого родиться.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей" [77]

Теория относительности посягнула не только на закон сохранения массы, но и на доставшийся дорогой ценой закон сохранения энергии: согласно СТО масса m и энергия E могут исчезать и появляться. При этом, в СТО масса эквивалентна энергии, и, хотя по отдельности они не сохраняются, работает закон сохранения некой масс-энергии, выражаемый известной формулой E=mc^2. Таким образом, рассмотренные выше эксперименты, в которых отмечался рост масс частиц с увеличением их скорости, означали, согласно СТО, что энергия, затраченная на ускорение частицы, шла не только на увеличение её скорости, но и на увеличение её массы: масса и энергия частицы росли одновременно. Такая эквивалентность массы и энергии тоже, как будто, находит подтверждение в опытах. Это не только опыты по "увеличению" масс частиц с ростом их скорости, но и ядерные эксперименты. Так, при распаде радиоактивных изотопов было обнаружено, что суммарная масса исходных реагентов m_1 ядерной реакции не равна общей массе m_2 продуктов реакции. Уменьшение массы Δm=m_1-m_2 реагентов (это изменение Δm называют дефектом массы) сопровождается выделением энергии, величина которой E отвечает соотношению E=Δmc^2 теории относительности. И, наоборот, увеличение массы продуктов, в сравнении с массой реагентов, — требует затраты соответствующей энергии.

Это взаимопревращение массы и энергии приводят в качестве одного из важнейших подтверждений теории относительности. Со школы нас учат, что, если бы СТО была ошибочна, то не могли бы работать ни ускорители частиц, ни атомные электростанции, не рвались бы ядерные бомбы. Однако, сторонники теории относительности кривят душой. Ведь в ядерных реакциях выделяется, на самом деле, лишь скрытая внутренняя энергия связи частиц — нуклонов в ядре. Почему эта энергия соответствует изменению массы — это другой вопрос, который разберём отдельно (§ 3.13). Но то, что выделившаяся энергия — это лишь внутренняя энергия связи частиц, не подлежит сомнению и, в общем-то, даже не оспаривается. Поэтому, утверждать, будто открытие ядерных реакций распада и выделение энергии в ядерных реакторах и ядерных бомбах было невозможно без теории относительности, это всё равно, как полагать, будто выделение энергии в обычных химических реакциях и в печах, при взрыве обычных бомб, — тоже чем-то обязано теории относительности. В ядерных и химических реакциях происходит по сути одно и то же: выделение или поглощение скрытой энергии связи при соединении или делении ядер и молекул. Не случайно Резерфорд (учёный, открывший атомное ядро и ядерные реакции) на вопрос о его мнении по поводу теории относительности, ответил, что для ядерных исследований она не нужна, и здравый смысл не позволяет ему рассматривать эту теорию всерьёз.

Чтобы обосновать это утверждение, рассмотрим реакцию аннигиляции электрона и позитрона, в которой масса этих двух частиц якобы бесследно исчезает, полностью переходя в энергию. Судя по всему, аннигиляция — это не просто столкновение позитрона с электроном, как обычно представляют, а более сложный процесс. Позитрон может находиться довольно далеко от электрона, но за счёт притяжения два заряда станут сближаться, набирая скорости, которые не дадут им столкнуться, а вынудят закрутиться один возле другого. Из-за огромной скорости вращения витки орбиты быстро сужаются: энергия частиц уходит в их излучение (Рис. 42). Это и есть аннигиляционное гамма-излучение, происходящее с огромной частотой обращения зарядов. Излучение длится до тех пор, пока электрон не сблизится с позитроном до расстояния классического радиуса r электрона, что происходит очень скоро. Далее частицы не сближаются и не излучают. Поэтому выделенная ими энергия аннигиляции 2mc^2, как показал В. Мантуров [79], это не энергия уничтожения их массы m, а электрическая энергия (потенциальная энергия поля), высвобождаемая при сближении частиц до расстояния r.

Выходит, при контакте (аннигиляции) электрон с позитроном не исчезают, как иногда считают, а лишь образуют трудноуловимую нейтральную частицу, которая не регистрируется приборами. Ведь не считаем же мы, что электрон исчезает при столкновении с положительным ионом. Они лишь составляют нейтральный атом в акте рекомбинации, который тоже, иногда, условно называют "гибелью электрона". Энергия Е=2mc^2, образуемая при аннигиляции, — это не энергия уничтожения масс m электрона и позитрона, а суммарная энергия их электрического поля 2U=2e^2/4πε_0r=2mc^2, выделившаяся в виде гамма-излучения при схождении частиц по спирали (Рис. 42): с бесконечности до классического радиуса электрона r=e^2/4πε_0mc^2, поскольку частицы, условно изображаемые жёсткими шариками радиуса r, ближе сойтись не могут. Если б масса исчезала, то, по Эйнштейну, выделялось бы ещё столько же энергии, чего реально не наблюдают. Это доказывает ложность тезиса об уничтожении массы и обращении её в энергию.

Рис. 42. Процесс аннигиляции электрона и позитрона с их быстрым слётом по спирали, вплоть до слияния в нейтральную частицу с выделением энергии поля в виде гамма-излучения.

Таким образом, при аннигиляции процесс излучения, как любой колебательный процесс, растянут во времени, то есть непрерывен и имеет классический характер. Поэтому аннигиляция порождает сферическую волну, а не пару гамма-квантов, летящих в противоположных направлениях. Впрочем, максимумы излучения этих сферических волн крутящимися зарядами и впрямь направлены, как у турникетной антенны, диаметрально противоположно: по оси вращения вверх и вниз от плоскости орбиты электрона и позитрона (плоскости турникета). Аналогично, и рождение электрон-позитронных пар, под действием гамма-излучения, ничуть не доказывает превращения энергии в массу. Происходит лишь вырывание излучением уже существующих электронов и позитронов, их отрыв друг от друга и от ядра, аналогичный явлению фотоэффекта (§ 4.6). Именно поэтому, рождение электрон-позитронных пар никогда не наблюдалось в вакууме, а идёт лишь при воздействии гамма-излучения на ядра атомов, содержащие электроны и позитроны [19, 139].

Неверное понимание ядерных процессов приводит к ложному подтверждению теории относительности и её формулы E=mc^2 (§ 3.17). Имеет место циклическое доказательство: неверно понятый на основе СТО механизм ядерных реакций, само собой, приводит к подтверждению именно этой теории. Однако, если до конца оставаться на позициях классической механики и БТР, то и в рамках этих теорий опыты находят естественное объяснение. При этом, удаётся обойтись без абсурдных эффектов изменения массы и превращения её в энергию. Закон сохранения массы, открытый атомистами античности, обоснованный Ломоносовым и переоткрытый Лавуазье [84], по-прежнему остаётся прочным и нерушимым фундаментом физики.

Итак, видим, что выделившаяся энергия — это всего лишь освобождённая потенциальная энергия связи электрона и позитрона, — энергия электрического поля, а, в конечном счёте, — кинетическая энергия реонов и ареонов, которыми обмениваются электрон с позитроном (§ 1.14). И, стало быть, нельзя говорить, будто энергия, выделяемая этой реакцией, образовалась из массы частиц, поскольку частицы и их масса никуда не исчезали. Они лишь образовали трудноуловимую нейтральную частицу. Поэтому, исчезновение массы в ядерных реакциях распада, вероятно, означает лишь, что при распаде возникают многочисленные нейтральные частицы-осколки, которые до сих пор не удавалось зарегистрировать. Подробное обоснование этого предположения дадим позднее (§ 3.13).

Интересно отметить, что формула E=mc^2 была изначально выведена ещё в XIX веке Дж. Томсоном, Пуанкаре, Лоренцем и Хевисайдом задолго до Эйнштейна, причём в рамках классической электродинамики, а не теории относительности [25, 61]. Эти учёные, в противовес Эйнштейну, хорошо осознавали специфический смысл данного соотношения, применимого исключительно к электродинамическим явлениям. Ведь из классической электродинамики следует, что электрон за счёт излучения сопротивлялся бы ускорению, даже не будь у него материальной массы (§ 1.17, § 3.18). Так что заряд электрона ведёт к появлению у него дополнительной инертности и массы, которую назвали электромагнитной. Легко показать, что эта масса m связана с электростатической энергией E взаимодействия частей электрона зависимостью E=mc^2. То есть, уже из классической физики следовало, что энергия, заключённая в теле, связана с его массой, особенно, если та целиком электромагнитной природы, что — естественно, если все тела, по гипотезе Томсона и Лоренца, образованы из электронов. Выходит, учёные знали соотношение E=mc^2 до Эйнштейна, и, в отличие от него, чётко понимали истинный смысл этой формулы и её применимость лишь к электромагнитным процессам. Ритц, как увидим ниже, ещё глубже раскрыл смысл этой формулы, поняв механизм рождения электромагнитной массы и установив, что масса m электрона, при её переходе в полевую, рассеянную форму в виде потока реонов, связана с их кинетической энергией (энергией поля, излучения), как E=mc^2, с точностью до коэффициента. Тем самым, он механически обосновал идею Пуанкаре о материальном, весомом носителе электромагнитного излучения (§ 1.2), которое несёт не только энергию E, но и массу m=E/c^2 [25].

§ 1.17 Природа массы и гравитации

Объяснение Цёлльнера, принятое Лоренцем, состоит, как известно, в том, что сила притяжения двух электрических зарядов противоположного знака немного превосходит силу отталкивания двух зарядов одного знака и той же абсолютной величины. Это объяснение отвергает мнение об односторонности электрического поля и, следовательно, об исключительной применимости его лишь к элементарным воздействиям.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

В предыдущих главах обсуждалось мнимое изменение массы в опытах и закон сохранения массы. Напрашивается вопрос: а что же вообще такое масса, какова её природа? Надо сказать, что смысл понятия массы не ясен до сих пор. Даже теория относительности, претендующая на разгадку этого вопроса, даёт лишь самые общие и абстрактные определения, да и то больше в виде формул, выражающих эти понятия количественно. Прекрасная книга Ф.С. Завельского о природе массы и истории её исследований так и названа: "Масса и её измерение" [55]. И действительно, путь к пониманию массы, как и вообще любого физического явления, понятия, пролегает через меру. Недаром, наиболее известное определение массы, данное ещё Ньютоном, звучит так: "Масса — это количество материи". Поэтому закон сохранения массы — это, по сути, закон неуничтожимости материи. Однако, даже в смысле измерения массы, не всё однозначно, ибо, если в классической физике массу считают постоянной, всюду одинаковой, то в той же теории относительности — переменной, относительной, зависящей от условий. Открытое в опытах изменение массы, на первый взгляд, свидетельствует в пользу теории относительности. Но, если принять в расчёт БТР, то и в рамках классической физики, как было показано, эти кажущиеся изменения находят простое истолкование (§ 1.15).

Что же представляет собой масса, и какова природа гравитации? В настоящее время считают надёжно доказанным, что скорость распространения гравитации равна скорости света. Уже одно это наводит на мысль, что гравитация имеет электромагнитную природу, что её, подобно электрическому воздействию, переносят реоны, источаемые зарядами со скоростью света. Именно Ритц был первым, кто предположил, что скорость распространения гравитации равна скорости света и обосновал предположение о том, что она создаётся электродинамическими взаимодействиями всех зарядов тела [8]. При этом Ритц опирается на следующую интересную идею физика И. Цёлльнера. Известно, что в каждом теле положительных и отрицательных зарядов точно поровну, и потому силы электрического притяжения и отталкивания между двумя телами должны уравновешивать друг друга. Но что, если сила притяжения двух разноимённых зарядов слегка превосходит силу отталкивания двух таких же по величине, но одноимённых? Тогда суммарная сила взаимодействия между всеми зарядами двух тел будет притягивать, сближать их. Эта не скомпенсированная электрическая сила и будет силой тяготения [106].

Как возможна такая асимметрия, показывает реонная модель взаимодействия. Рассмотрим для начала два одноимённых заряда. Пусть один электрон "стреляет" реонами в другой, тем самым отталкивая его. Реон массой m, попав в электрон массой M и будучи поглощён им, передаёт электрону свой импульс mc. После удара электрон приобретёт скорость V_1 и массу M+m, причём его импульс (M+m)v=mc, откуда V_1=mc/(M+m). Если же заряды разноимённые, то они, как было показано, должны и массы иметь разного знака, и реоны испускать соответствующие. После поглощения реона с антимассой (-m) масса электрона станет M-m, а, значит, он приобретёт скорость V_2=mc/(M-m), превышающую V_1. Иными словами, действие электрического притяжения и впрямь чуть больше действия отталкивания (Рис. 43).

Рис. 43. Поглощая реон и антиреон, электрон приобретает скорость v.

В итоге, две нейтральные системы, состоящие каждая из электрона и позитрона, после взаимообмена реонами станут сближаться со скоростью v=V_2—V_1=2cm^2/M^2 (при условии, что реон много легче электрона). Другими словами, такие нейтральные системы будут притягиваться (Рис. 44). И точно так же должны притягиваться любые два тела, состоящие из атомов, то есть, в конечном счёте, из отрицательных электронов и положительных протонов (или позитронов, § 3.9). Причём, сила притяжения будет пропорциональна числу элементарных зарядов первого и второго тела, то есть, в конечном счёте, массам этих тел. Если причина тяготения в этом, то отсюда легко выразить массу реона. Мы выяснили, что один электрон придаёт другому, с каждым попаданием реона, скорость V=cm/M (с учётом малости m). В то же время, в двух нейтральных системах "электрон-позитрон" каждый реон в среднем сообщает системе скорость v= cm^2/M^2. То есть, оказываемое одним реоном электрическое воздействие больше гравитационного в V/v= M/m раз, — во столько же, во сколько электрон тяжелее реона. Поскольку электрическое взаимодействие F двух электронов сильней гравитационного G в 1042 раз, то примерно столько реонов должен содержать один электрон. Интересно, что к тому же выводу, но на основе иных соображений пришёл ещё в 1991 г. В.С. Околотин.

Рис. 44. Сумма элементарных сил F электровзаимодействия зарядов двух тел даёт силу тяготения G=FmR/me, либо по другому механизму G=F4Δ^2/r^2.

Впрочем, если учесть, что масса реонов, вероятно, ещё меньше, то основная причина гравитации не в этом. Возможно, главная причина асимметрии элементарных сил притяжения и отталкивания зарядов состоит в асимметрии свойств самих элементарных зарядов — электронов и позитронов, из которых, как увидим, сложены атомы и тела (§ 3.9). Считается, что свойства этих частиц полностью симметричны: электрон и позитрон похожи как близнецы, один — это зеркальное отображение другого. А, потому, все их характеристики: радиус, масса, заряд, спин — одинаковы, с точностью до знака. Но, видно, есть всё же ничтожная разница, которая и ведёт к неравноправию электронов и позитронов, суть которого в том, что последних почти нет в свободном состоянии (§ 3.15). Проще всего допустить небольшое различие их радиусов и частот испускания ими частиц (реонов и ареонов). Пусть радиус электрона r, и испускает он в единицу времени N реонов. А радиус позитрона чуть больше R=r+Δ, и испускает он ежесекундно n ареонов. Сила F воздействия первого заряда на второй пропорциональна числу испускаемых первым частиц на сечение (квадрат радиуса) второго (Рис. 6 и Рис. 45). Всего четыре разных силы:

1) сила отталкивания электрона другим электроном F_1=kNr^2;

2) сила отталкивания позитрона другим позитроном F_2=knR^2;

3) сила притяжения электрона позитроном F_3=knr^2;

4) сила притяжения позитрона электроном F_4=kNR^2.

Рис. 45. Небольшое различие сил взаимодействия зарядов вызвано разницей их размеров и числа испускаемых частиц.

Очевидно, силы отталкивания одноимённых зарядов F_1=F_2=F. Это необходимо для приближённого баланса сил в макромире и для равенства инертных масс электрона и позитрона. Ведь, по гипотезе Ритца, сила инерции — это, как покажем чуть ниже, — сила воздействия заряда самого на себя. Тогда

Nr^2=nR^2

и

N=n(R/r)2=n(1+2Δ/r+Δ^2/r^2).

В итоге, с учётом малости Δ<<r получим:

F_1= F_2= knr^2(1+2Δ/r+Δ^2/r^2),

F_3= knr^2,

F4=knr^2(1+4Δ/r+6Δ^2/r^2).

Значит, две нейтральные системы, каждая из электрона и позитрона притягиваются с силой

G=F_3+F_4—F_1—F_2=4knΔ^2 (Рис. 44).

То есть силы электрического притяжения в среднем и впрямь чуть превосходят силы отталкивания. Поскольку Δ<<r, сила тяготения G много меньше силы F взаимодействия элементарных зарядов:

G/F=4knΔ^2/knr^2=4Δ^2/r^2.

Известно, что G/F=10–42. Значит, нужная сила тяготения возникнет уже при Δ/r=10–21, то есть, — при ничтожной разнице Δ размеров электрона и позитрона. Конечно, возможны и другие механизмы гравитационного воздействия от неравенства элементарных сил электрического притяжения и отталкивания, в том числе такие, которые допускают идеальную симметрию частиц и античастиц, точную эквивалентность характеристик и размеров электронов и позитронов (§ 3.20).

В любом случае, ясно, что причина неравенства сил заключена во взаимодействии частиц материи и антиматерии, обладающих противоположными зарядами. Это и позволяет объяснить на базе БТР магнитные и гравитационные эффекты как частные проявления электрических. И магнетизм, и гравитация сводятся к электричеству. Стоит лишь принять гипотезу Цёлльнера, по которой электрическое взаимодействие элементарных зарядов двух тел (электронов и ядер) порождает гравитационное, если притяжение двух разноимённых зарядов на ничтожную величину превосходит отталкивание одноимённых [106]. Становится понятной причина равенства скорости распространения гравитации и света, если и то, и другое переносят реоны. Также гипотеза Цёлльнера объясняет убывание силы тяготения с расстоянием R, как в законе Кулона F~1/R^2, и рост силы с массой. Ведь, чем тяжелей тело, тем больше в нём атомов, зарядов и элементарных сил, дающих в сумме силу тяготения. Наконец, ясно, почему силы тяготения гораздо меньше электрических: гравитационное воздействие, подобно магнитному, возникает как ничтожный избыток электрической силы. На базе БТР уже можно строить единую теорию поля, которую в течение последних 30-ти лет своей жизни бесплодно пытался создать А. Эйнштейн (§ 3.16). В своей работе 1908 г. Ритц, вплотную подойдя к идее такого объединения, сумел объяснить и некоторые релятивистские гравитационные эффекты. В самом деле, если гравитация имеет электрическую природу, то к ней применимы законы электродинамики. И Ритц их успешно применил, задолго до Эйнштейна объяснив вековое смещение перигелия Меркурия и предсказав в 1908 г. величину смещения для других планет по выведенной им формуле, лишь семь лет спустя, — в 1915 г., найденной А. Эйнштейном (§ 2.3).

Отметим, что сам Ритц, утверждая электрическую природу гравитации, считал, что различие элементарных сил притяжения и отталкивания связано с неравенством скорости V движений положительных и отрицательных зарядов в атоме. При учёте зависимости силы от скорости, это создаст малые поправки порядка (V/c)k к силе взаимодействия отдельных зарядов атомов (здесь k — некоторое целое число большее двух). Эти неуравновешенные поправки и проявляются, по мнению Ритца, в виде гравитационных сил. То есть, Ритц принимал динамический механизм создания гравитационной силы, допускаемый и некоторыми современными физиками [44, с. 174], и мыслителями древности, например Кеплером, считавшим гравитацию силой электромагнитной природы, возникающей как разница сил притяжения и отталкивания за счёт вращения тел (Белый Ю.А. Иоганн Кеплер. М., 1971). Такой механизм возникновения гравитации тоже возможен, хотя бы потому, что электроны, в отличие от ядер, как считается, пребывают в атоме в постоянном вращении. Но, даже, если такого движения нет, — существует хаотическое движение электронов и ядер, напоминающее тепловое, броуновское, связанное с ударами и отдачей при испускании-поглощении реонов (§ 3.14). Причём, скорости этих "броуновских" колебаний уже не зависят от заряда ядра и от рода атома. Электроны, будучи меньше ядер по массе, должны двигаться заметно быстрее, что и создало бы асимметрию сил притяжения и отталкивания, учтённую в высших порядках разложения силы по степеням V/c. Интересно, что ещё Кеплер объяснял открытые им законы движения планет солнечным тяготением, спадающим с расстоянием и имеющим общую природу с магнетизмом, который связал с вращением тел, а гравитацию счёл разностью сил притяжения и отталкивания, предвосхитив открытие Ритца.

Как видим, Ритц раскрыл природу гравитации и гравитационной массы. Но, ведь, есть ещё масса инертная, — то есть степень сопротивления тела ускорению. В самом деле, отчего тело сопротивляется воздействию, ускорению? Почему для ускорения предмета надо приложить к нему силу, пропорциональную ускорению? Ритц, подобно Лоренцу, допускал, что инертная масса тела, может, в принципе, иметь электромагнитную природу. Он рассмотрел следующий механизм рождения инерции. Пусть два связанных заряда поливают друг друга реонным "огнём" (Рис. 46). В такой системе силы F взаимного отталкивания зарядов уравновешивают друг друга. Но, ускоряя систему, мы это равновесие нарушаем. Воздействие на передний заряд, который реонам приходится догонять, снижено. Задний же заряд, напротив, сам движется навстречу реонам, — их ударное воздействие на заряд увеличено. Силы, подобно частотам в эффекте Ритца, изменяются пропорционально (1±aL/c^2).

Рис. 46. Равенство сил взаимодействия зарядов (или частей одной заряженной частицы) в покое (а) и нарушение их баланса при ускорении системы (б).

Результирующая сила ΔF=2FaL/c^2 направлена против движения и пропорциональна величине ускорения a. То есть, возникает своего рода электрическая сила инерции. Так, может, фиктивная сила инерции Fин, вводимая иногда для удобства в механике, реальна? Ускорение тела будет расти до тех пор, пока сила инерции не уравновесит все прочие силы, — ситуация как в статике. На каждый заряд ускоренно движущегося тела будет действовать такая тормозящая сила. Любой заряд, скажем электрон, воздействует сам на себя. Его передняя (по ходу ускорения) часть сильнее отталкивает заднюю, чем задняя переднюю. Оттого электрон и сопротивляется ускорению. А, поскольку все тела сложены из заряженных частиц — электронов и ядер, то инертная масса тела складывается из инертных масс всех его зарядов. Если гравитационная и инертная массы имеют чисто электрическую природу, то понятно, почему они равны: обе пропорциональны числу заряженных частиц тела. Интересно, что, при соединении электрона с позитроном, их притяжение, напротив, заставит систему мгновенно ускориться и уйти в бесконечность. Быть может, так исчезают, "аннигилируют" электрон и позитрон при контакте (§ 3.18).

Таким образом, пока известны два типа массы: инертная и гравитационная. У всех тел и частиц они положительны, поскольку любые тела и частицы сопротивляются ускорению и подвержены тяготению. И ни в коем случае нельзя считать, подобно Эйнштейну в ОТО, что эти типы масс эквивалентны друг другу, — ведь они, как видели, имеют разную природу. Можно говорить лишь о пропорциональности или равенстве инертной и гравитационной массы в соответственно подобранной системе единиц. А что же с ньютоновым определением массы, как количества материи? Судя по всему, существует и этот третий вид массы. Именно он имеет фундаментальный смысл, а инертная и гравитационная масса возникают лишь как частные проявления материальной массы. Материальная масса может быть, как выяснили, и отрицательной, если речь идёт об антиматерии (минус-материи), скажем, — о позитроне. При этом, инертная и гравитационная масса позитрона положительна и равна электронной массе, поскольку позитрон так же сопротивляется ускорению и притягивается Землёй, как электрон.

Что касается реонов и ареонов, то у них гравитационной массы нет вовсе, как нет и заряда, ибо только удары этих частиц создают гравитационное и электрическое воздействие. Гравитационная масса M, подобно электрическому заряду Q, — это мера производительности источника поля, то есть количество материи (реонов и ареонов), ежесекундно испускаемой телом (§ 1.6). Но, если полный заряд Q — это разность потоков материи и антиматерии (полный поток реонов и ареонов с учётом знака их массы), то гравмасса — это сумма этих потоков по модулю. Вот почему сам реон, не будучи источником реонов, не имеет электрического заряда и гравитационной массы. Итак, всего существует три типа массы: материальная, инертная и гравитационная, обусловленные разными причинами. И надо чётко различать, о какой из масс идёт речь в каждом случае. Вообще же, рассуждать о природе массы следует очень осторожно. К этому призывал и сам Ритц. Допуская электромагнитную природу массы, он не исключал, что инерция — это самостоятельное свойство тел. Другими словами, возможно, инертная масса определяется количеством материи, и понятие массы не сводится ни к какому другому. Поэтому, предложенные здесь модели не решают проблему массы, а лишь ставят её ребром, дают взгляд с позиций БТР на то, каким это решение может быть.

§ 1.18 Изменение хода времени в поле тяготения

Маятник находится совершенно в таких же условиях, как если бы он был перенесён на другую планету, где ускорение силы тяжести слабее. Из формулы T=2π(l/g)1/2, следует, что с уменьшением ускорения силы тяжести g время колебания T должно возрасти: маятник будет колебаться медленнее.

Я.И. Перельман, "Занимательная механика"

Затронув проблему гравитации и массы, нельзя не коснуться и проблемы времени. Согласно общей теории относительности (ОТО) тяготение способно влиять на ход времени [160]. Более того, в опытах, казалось бы, удалось обнаружить это влияние. Так, к примеру, был выполнен следующий опыт. На земле и на борту самолёта устанавливали одинаковые синхронизованные атомные часы. Самолёт поднимался в воздух и, проведя некоторое время в полёте, приземлялся, после чего показания часов сверялись (§ 1.18). При этом выяснилось, что часы, побывавшие в небе, ушли вперёд [57]. Получалось, что на высоте нескольких километров время течёт чуть быстрее, чем возле поверхности Земли. Этот результат, казалось бы, и качественно и количественно подтверждал теорию относительности.

И, всё же, эти опыты отнюдь не свидетельствуют, что гравитационное поле способно влиять на ход времени. Логичнее предположить, что ход времени везде одинаков, и причина только в часах, в их устройстве. Именно на часы, а не на само время влияет гравитация. Так, если б мы использовали в опыте не атомные, а простые маятниковые часы, то часы, побывавшие на высоте (где тяготение и ускорение g свободного падения меньше, чем на земле), наоборот бы отстали, причём заметно. И тоже причина была бы в гравитации, ибо, чем меньше ускорение g, тем меньше частота колебаний и выше период качаний маятника. Однако, из этого никто не заключает, что возле земли время течёт быстрее, чем вдали от неё. Причина изменения скорости хода часов чисто механическая.

Спрашивается, можно ли верить в непогрешимость атомных часов? Можем ли мы поручиться, что на их показания не влияет гравитация? Напротив, есть все основания считать, что тяготение влияет на ход атомных часов. В качестве эталона времени в таких часах выступает атом, точнее частота колебаний электрона в нём. Но доказано, скажем, эффектом Зеемана и Штарка, что внешние поля (магнитные и электрические), действуя на электрон, способны влиять на эту частоту (§ 3.5). Так что, гравитация, особенно если она, как было показано, электромагнитной природы, тоже должна управлять ходом таких часов (это влияние можно даже рассчитать), — именно ходом часов, процессов, но — не самого времени. Такой грависпектральный эффект предсказал в своей книге "Новый взгляд на теорию относительности" ещё Л. Бриллюэн, — известный сторонник идей Ритца и критик релятивистских концепций. Часов точней атомных пока нет, но, когда часы, работающие на ином принципе и не подверженные воздействию гравитации, появятся, то они покажут, что атомные часы на высоте врут, наподобие маятниковых, хотя и меньше. Точно так же, люди когда-то безоговорочно верили в стабильность и непогрешимость другого единого эталона времени, в качестве которого выступала сама Земля, её вращение, задающее длительность суток. Но поздней более точные часы позволили обнаружить, что скорость вращения Земли едва заметно меняется, изменяя число секунд в сутках, опять же, — под действием гравитационного воздействия, в первую очередь, — Луны [28]. Точно так же, под воздействием гравитации меняется и частота вращения электронов в атомах, и атомные часы нельзя считать стабильными. Во всех рассмотренных случаях имеет место чисто механический классический эффект, не имеющий отношения к теории относительности и мнимому искажению пространства-времени полем тяготения.

Таким образом, нельзя абсолютизировать никакие эталоны времени, ибо всегда могут найтись часы более точные, избавленные от влияния внешних факторов, влияющих на стабильность хода часов. Нужно помнить, что абсолютного времени самого по себе не существует, как поняли ещё Демокрит и Лукреций: течение времени мы наблюдаем лишь благодаря движению тел (§ 5.6). Однако абсолютное, независимое ни от чего время есть в том смысле, что движения тел взаимосвязаны, их можно соразмерить, найдя сколь угодно точные часы, избавленные от посторонних влияний и позволяющие контролировать эти движения, обнаруживая их равномерность (стабильность) или неравномерность, измерять с их помощью относительные скорости протекания процессов. Точно так же, по теории Ритца, принимающей классический принцип относительности Галилея, не существует абсолютной скорости тел, абсолютного пространства. Но, при этом, по первому закону Ньютона, мы всегда можем найти такие тела, которые, не будучи подвержены действию сил, внешнему влиянию, движутся равномерно. И, уже относительно этих тел и связанных с ними систем отсчёта, можно сколь угодно точно определять относительные скорости движения других тел, а также то, движутся ли они равномерно или ускоренно, подвергаясь внешним воздействиям. Именно в таком смысле Ньютон и ввёл абсолютное пространство и время: под абсолютностью он понимал их неизменность, неспособность тел и внешних условий менять пространство и темп течения времени. Но не потому, что пространство и время — абсолютно жёсткие и фиксированные, а потому, что их нет и влиять просто не на что, поскольку пространство — это пустота без свойств, в которой координаты выражают лишь взаимное положение тел, а время — количественная мера, придуманная для сопоставления движений тел в этой пустоте. Пространство и время — это абстрактные математические понятия, которые физики с подачи Эйнштейна, подобно полю, наделили, по недомыслию, физической реальностью и свойствами, в том числе, — способностью изменяться под действием тел.

Как отмечал Ритц и, за два тысячелетия до него, Демокрит с Лукрецием, пространства и времени самих по себе просто не может существовать, поскольку это означало бы существование абсурдного центра, начала, границы Вселенной и времени (§ 2.6), а также материальность пустого пространства и времени, реально не обладающих собственными физическими свойствами (§ 5.6). Существуют лишь пространственно-временные связи и соотношения, а, потому, все процессы проявляются в нашем мире лишь в форме относительных, а не абсолютных движений тел. Этот классический кинематический принцип относительности, введённый ещё Демокритом, Коперником и Галилеем, не имеет ничего общего с аристотеле-эйнштейновским принципом относительности. Ведь, по Эйнштейну, сама реальность каждый раз изменяется в угоду наблюдателю, и относительными становятся не только кинематические характеристики, но и сама материя: её количество (масса), её протяжённость (длина), временной масштаб её внутренних процессов (период), который, согласно БТР, можно надёжно зафиксировать по достаточно точным часам, сопоставив с их ходом.

§ 1.19 Изменение хода времени при ускорении и принцип эквивалентности

Бёммель придавал источнику и приёмнику одинаковое ускорение и измерял изменение частоты. Эмиссионная теория даёт готовое предсказание результата. Если ускорение в этом эксперименте равно g (принятое для упрощения расчётов постоянным) и направлено от источника к приёмнику, разнесённым на расстояние h, относительная скорость волн Ритца и приёмника в момент поглощения — c+gh/c=c(1+gh/c^2). Это приводит к небольшому сдвигу частоты для приёмника на gh/c^2, что находится в согласии с экспериментом.

Дж. Фокс, "Свидетельства против эмиссионных теорий" [2]

Согласно общей теории относительности, на ход часов, подобно гравитации, влияет также их ускорение. Но, ведь, и ход маятниковых часов зависит от ускорения в той же мере, что и от силы тяжести. При ускорении на маятник действует, кроме силы тяготения, дополнительно сила инерции, заставляющая качаться маятник чаще или реже. Поэтому, нельзя отрицать подобного влияния ускорения и на частоту колебаний электрона в атоме, а, значит, и на скорость хода атомных часов. Таким образом, в опытах всегда меняется ход часов (маятниковых и атомных), а не самого времени. Надо, к тому же, помнить, что может проявиться и рассмотренный ранее эффект Ритца, согласно которому на частоту излучения атомов кроме скорости влияет ещё их ускорение (§ 1.10). Сдвиг частоты Δf/f=aL/c^2, предсказанный БТР, совпадает с найденным в опытах. Он, действительно, был обнаружен в эксперименте Бёммеля, где источнику гамма-лучей, расположенному на расстоянии L=d от поглотителя, придали лучевое ускорение a. Сдвиг частоты гамма-лучей, измеренный с помощью эффекта Мёссбауэра, составил Δf/f=ad/c^2, что подтверждало формулу Ритца [153, с. 136].

Другой опыт того же типа был проделан с вращающимися цилиндрами, в которых ядерный источник и поглотитель гамма-лучей располагались на разных расстояниях R_1 и R_2 от оси вращения. Соответственно, они обладали разными ускорениями a_1 и a_2. Относительный сдвиг частоты, в полном согласии с предсказаниями ОТО, составил Δf/f=(a_1R_1-a_2R_2)/2c^2 [153]. Однако, и этот результат, подобно опыту Бёммеля, легко объяснить, по эффекту Ритца, влиянием ускорения источника на частоту и длину волны излучения, как покажем в конце параграфа. Впрочем, не исключено, что различие частот источника и поглотителя вызвано влиянием на собственную частоту ядерных процессов ускорения, аналогичным влиянию гравитации. В таком случае, разные ускорения вызывают разный сдвиг частот внутриядерных колебаний, который и регистрируют в опыте. Подробнее о механизме этого сдвига будет рассказано далее (§ 3.5). Как видим, и в этом случае изменение принимаемой частоты колебаний возникает не от изменения хода времени при ускорении, а от изменения самой частоты физических процессов под действием ускорения. На частоту процессов, имеющих иную природу, ускорение либо вовсе не повлияет, либо повлияет в иной степени.

Стоит отметить, что, порой, сдвиг частоты от ускорения может восприниматься и как проявление гравитационного сдвига частоты. Так, в известном опыте Паунда и Ребке, выполненном в 1960 г. с помощью того же эффекта Мёссбауэра, было обнаружено, что частоты ядерных процессов f' и f в радиоактивных изотопах, один из которых располагался на высоте H=20 м над другим, относились как f'/f=1-gH/c^2, в полном согласии с предсказанием ОТО. С другой стороны, очевидно полное совпадение полученной величины частотного сдвига с изменением частоты по эффекту Ритца. Ведь в опыте частоты сравнивались в процессе испускания нижним источником гамма-излучения к верхнему. При этом, поскольку на нижний источник действует сила тяжести, то, даже от малейших колебаний, он будет двигаться с ускорением a=g, направленным вниз. Поэтому, даже если скорость источника в этих колебаниях ничтожна (за краткий период механических вибраций источник просто не успеет набрать заметной скорости), это ускорение повлияет на частоту f' излучения, приходящего от источника к поглотителю на высоту H, по эффекту Ритца f'/f=1-gH/c^2. Впрочем, не исключено, что на скорость хода ядерных процессов тяготение влияет так же, как на ход атомных, и тогда добавка вызвана исключительно гравитацией (§ 1.18), тогда как ускорение — совершенно отсутствует, за счёт надёжной фиксации источника. Но вполне возможно, что причина состоит исключительно в ускорении свободного падения g и в эффекте Ритца, особенно если учесть переизлучение атмосферой — атомами и ядрами, расположенными на пути луча, летящими с ускорением g и, за счёт сообщения своей скорости свету, ведущими к сдвигу частоты даже при жёстком креплении источника.

Другой известный эффект — изменение частоты света в гравитационном поле Солнца и звёзд, который Эйнштейн в 1911 г. объяснил абсурдным замедлением времени возле тяготеющих тел, наращивающим период световых колебаний. Эффект снижения частоты света у Солнца (по сдвигу его спектральных линий в красную область) был открыт ещё в 1897 г. и широко обсуждался в печати с 1909 г. [30, с. 98]. Однако это явление можно легко объяснить без теории относительности и мнимого изменения масштаба времени, если применить классическую физику и открытый в 1908 г. эффект Ритца: изменение периода и частоты света от ускоренно летящего источника. Ведь в мощном гравитационном поле Солнца ускорение a свободного падения превосходит земное (g=10 м/с2) в 30 раз: a=GMS/R^2S=272 м/с^2, где G=6,67·10–11 Н·м^2/кг^2 — гравитационная постоянная, MS=2·1030 кг — масса Солнца, RS=7·108 м — его радиус. Атомы, излучая характерные спектральные линии, падают в атмосфере Солнца с ускорением a. От эффекта Ритца их свет частоты f и длины волны λ воспринимается на Земле как свет частоты f'=f(1–aL/c^2) и длины λ'=λ(1+aL/c^2), где L — путь, на котором преобразуется свет. То есть, классический эффект Ритца тоже ведёт к росту длины волны, покраснению света Солнца и других звёзд под действием их тяготения. Он же, как увидим, ведёт и к покраснению далёких галактик, — пропорционально расстоянию L до них (закон Хаббла, § 2.4).

Но, в случае покраснения света Солнца, путь L, на котором набирается красный сдвиг Δλ=λ'—λ=λaL/c^2, уже не равен расстоянию до Земли, как было бы в чистом вакууме. Ведь Солнце окружено атмосферой, и эффективный путь L много меньше. В самом деле, рост длины волны, по эффекту Ритца, связан с тем, что световые лучи наследуют скорости излучающих атомов, отчего гребни световых волн, испущенные позднее, имеют меньшие скорости (атомы замедляются тяготением Солнца) и всё больше отстают от испущенных ранее. В итоге, длины световых волн (расстояния меж гребнями) постепенно растут за счёт разницы скоростей. Но свет, следуя через атмосферу Солнца и взаимодействуя с её атомами, переизлучается ими и, по теории Ритца, приобретает скорость c уже относительно этих атомов: именно их ускорение a(R) задаёт дальнейшее растяжение световых волн. Атмосфера и корона Солнца простирается на десятки радиусов RS за видимые границы светила, как видно при затмениях. На таких расстояниях R ускорение a(R)=GMS/R^2 спадает почти до нуля.

То есть, в расчёте сдвига Δλ надо учесть переменность a(R) и суммировать приросты dλ=λadL/c^2 на каждом элементарном участке пути dL=dR, интегрируя dλ=λGMSdR/R2c^2 в пределах изменения R от RS до RF, равного крайнему радиусу короны Солнца, где a=0. В итоге общий сдвиг длины волны

Δλ=[1/RS-1/RF]λGMS/c^2,

или с учётом RF>>RS,

Δλ/λ= GMS/RSc^2= 2,12·10-6.

Это, найденное по теории Ритца, красное смещение для Солнца совпадает с формулой, данной Эйнштейном в 1911 г., спустя три года после открытия Ритцем эффекта сдвига спектра при ускорении [30]. Именно такое смещение линий в спектре Солнца было зафиксировано при точных измерениях [107]. Аналогичный эффект изменения по Ритцу длины волны и частоты света был обнаружен и в поле тяготения Земли, причём, — не только по эффекту Мёссбауэра (при разнице высот в 20 м), но и с помощью ракеты, поднявшей стандарт частоты на высоту 10000 км и посылавшей его сигналы на Землю [26, с. 67]. Таким образом, изменение частоты и длины волны света в поле тяготения Земли, Солнца и других звёзд, вероятней всего, вызвано не самой гравитацией, а — ускоренным движением излучающих и переизлучающих атомов в поле тяготения. Именно из-за эффекта Ритца, а не от пресловутого принципа эквивалентности, ускорение и тяготение одинаково приводят к сдвигу частоты.

Чтобы убедиться в этом ещё раз, рассмотрим опыты, выявляющие, по эффекту Мёссбауэра, ничтожные сдвиги спектра, когда источник и приёмник находятся уже не на разных высотах, а на разных дистанциях R_1 и R_2 от оси крутимого с угловой скоростью ω диска, создающего сдвиг частоты за счёт центростремительного ускорения a=ω^2R. Сдвиг длины волны Δλ=λ'—λ, по эффекту Ритца, снова найдём интегрированием dλ=λadR/c^2=λω^2RdR/c^2, в пределах изменения R от R_1 до R_2. Отсюда Δλ/λ=[R_2^2-R_1^2]λω^2/2c^2. Тот же результат, подтверждённый опытом, даёт и ОТО, но — сложней и с мнимым замедлением времени от ускорения [153]. А в теории Ритца сдвиг спектра — это естественное следствие баллистического принципа и переизлучения света атомами промежуточной среды, диска и воздуха, увлечённого его вращением. Когда же среды нет (или её влияние мало), сдвиг спектра задаётся лишь ускорением источника и расстоянием до него, как для красного смещения по закону Хаббла (§ 2.4).

Итак, нет релятивистских эффектов, которые нельзя объяснить по классической теории Ритца! Одна эта теория даёт всё, что объясняла электродинамика Максвелла, СТО и ОТО, а, сверх того, предсказывает закон Хаббла и прочие эффекты космоса, непонятные в рамках этих теорий (Часть 2).

Эффект Ритца объясняет и то, почему ряд верных выводов Эйнштейн получил из ошибочного постулата ОТО об эквивалентности гравитационной и инертной массы. По этому постулату, находясь в лифте, нельзя определить, покоится ли он на земле или движется вдали от неё с ускорением g, отчего длину волны света одинаково меняет гравитация и ускорение, как подтвердили опыты по анализу сдвига спектра в ускоренно движущихся системах. На деле же, как видели, принцип эквивалентности — неверен, ибо гравитационная и инертная масса имеют разную природу, и можно говорить лишь об их равенстве, пропорциональности (§ 1.17). А что касается равенства сдвигов спектра при ускорении и в поле тяготения, то его и следовало ожидать из эффекта Ритца. Именно ускорение источника света (а не сама гравитация) преобразует спектр. И не важно, чем вызвано данное ускорение a: вращением, тяготением или иной силой, — сдвиг спектра будет одинаков в согласии с опытами. При этом, разумеется, не происходит никакого реального изменения масштаба времени при ускорении и в поле тяготения: идёт лишь сдвиг принимаемой частоты колебаний приёмника, словно в эффекте Доплера.

Как бы то ни было, нет смысла говорить об изменении темпа течения времени, ибо время не материально, не ощутимо, а, значит, подобно пространству, — не подвержено внешнему влиянию. Изменение физических условий может изменить лишь скорость протекания некоторых процессов, а время — это просто условная мера этой скорости. Не случайно К.Э. Циолковский сказал по этому поводу: "Замедление времени! Поймите же, какая дикая бессмыслица заключена в этих словах". Раз само время служит мерой медленности и быстроты, то его замедление — это такая же тавтология как "замасливание масла". Может сбиться ход часов, может расшириться от нагрева стальная линейка, но общепринятые секунды и сантиметры от этого не перестанут быть теми же самыми секундами и сантиметрами. Не зря и Ритц призывал помнить, что время познаётся нами лишь в процессах движения тел, в виде пространственно-временных соотношений [8]. Именно движение и его наблюдение даёт представление о времени. Сопоставление разных движений, скажем, продолжительности падения груза и числа качаний маятника, даёт нам меру этого движения, — меру времени. Отметим, что именно Ритц впервые, в 1908 г., задолго до Эйнштейна, рассчитал влияние ускорения источника на частоту приходящих от него сигналов и видимый масштаб времени его внутренних процессов (§ 1.10). И, лишь спустя несколько лет, эффект той же величины был предсказан Эйнштейном — в его общей теории относительности, без ссылок на Ритца и с гипотезой о реальном (а не мнимом) изменении временного масштаба.

§ 1.20 Замедление времени и поперечный эффект Доплера

Я хочу предложить Вам задачу, имеющую большое значение для вопроса о принципе относительности, а следовательно, и для всей электродинамики. По теории относительности Лоренца-Эйнштейна длина волны, излучаемая движущимся атомом, должна меняться по принципу Доплера не только в направлении движения; и при наблюдении перпендикулярно направлению скорости v должно существовать смещение к красному в отношении λv^2/2c^2… Нельзя бы сделать так, чтобы дать точный ответ на вопрос о существовании эффекта?

Из письма Вальтера Ритца Ф. Пашену, 1908 г. [153, с.127]

По специальной теории относительности, на ритм времени влияет и равномерное движение источника: чем быстрее движутся часы, тем медленней для неподвижного наблюдателя крутятся их стрелки. Этот, предсказанный Эйнштейном, эффект замедления времени, как будто, тоже соответствовал опытам. Обычно изменение темпа течения времени обнаруживают с помощью пары атомных часов, сравнивая частоту хода подвижных часов f' с частотой f таких же, но неподвижных. Эти частоты, одинаковые для пары покоящихся часов (v=0), уже не совпадают при их взаимном движении, как следует из формулы СТО f'=f(1–v^2/c^2)1/2 и из опытов.

В одном из таких опытов для сравнения показаний движущихся и неподвижных часов использовали следующий метод. На борту двух реактивных самолётов помещали одинаковые атомные часы и точно такие же атомные часы оставляли на земле. Самолёты поднимались в воздух и, облетев Землю один с запада на восток, другой — с востока на запад, возвращались, сделав круг, к месту отправления, где показания всех трёх часов сверялись. При этом оказывалось, что часы, двигавшиеся вместе с самолётом, отстали по сравнению с теми, что находились на земле (у часов, поднятых на самолёте, проявился также и рассмотренный выше эффект ускорения хода часов на высоте, который тоже учитывался и налагался на превосходящий его по величине эффект замедления времени от движения). Отсюда сделали вывод, что движущиеся часы и впрямь идут медленнее. А, на деле, здесь — явная ошибка. Ведь, согласно той же теории относительности, нельзя различить, какая система движется, а какая покоится. Поэтому, с тем же успехом можно было бы говорить, что на самолётах часы были неподвижны, а двигались наземные часы. Тогда именно они должны бы были отстать. Именно в этом равноправии и состоит известный парадокс близнецов. Из двух братьев-близнецов один отправляется в космическое путешествие на околосветовой скорости, а, вернувшись, застаёт своего брата сильно постаревшим, хотя по "логике" теории относительности могло бы наблюдаться и обратное [37]. Как верно заметил Циолковский: "Замедление времени в летящих с субсветовой скоростью кораблях по сравнению с земным временем представляет собой либо фантазию, либо одну из очередных ошибок нефилософского ума".

Итак, даже согласно СТО, опыт с самолётами не может подтвердить справедливость эффекта замедления времени. Почему же тогда часы шли с разной скоростью, если они равноправны? Всё дело в том, что часы на земле и в самолёте находились, всё же, в неравных условиях, поскольку самолёт, хоть он и летел с постоянной скоростью V, — двигался ускоренно, ибо летел по дуге большого круга, имеющего радиус Земли R. А такое движение сопровождается ускорением, поскольку меняет скорость по направлению. Это ускорение a=V^2/R и вносит асимметрию. Именно ускорение, а вовсе не скорость и приводит к тому, что движущиеся часы идут медленнее. Как было показано в предыдущем разделе, ускорение действительно снижает частоту атомных процессов, но, опять же, не от изменения ритма времени, а от дополнительной силы, действующей на электрон и меняющей частоту его колебаний. То, что дело именно в ускорении, а не в скорости часов подтверждается ещё и тем, что часы, летевшие с запада на восток, отстали заметно сильнее, чем часы, летевшие с востока на запад. Этого не должно было бы случиться: если часы летели в самолётах с одной и той же скоростью, одно и то же время, то, по формуле замедления времени, они бы одинаково отстали. В действительности, это не так, поскольку все трое часов участвовали, кроме того, и во вращательном движении Земли вокруг оси. Пусть самолёты летели со скоростью V, а окружная скорость Земли — v. Тогда для самолёта, летящего с запада на восток, это вращение увеличивало окружную скорость, а значит и ускорение a_1=(V+v)2/R, и связанное с ним отставание часов, а для самолёта, летящего в обратную сторону, напротив, — уменьшало a_2=(V-v)2/R. Потому и часы на самолётах отстали в разной степени.

Согласно ОТО, смещение частоты при вращении есть Δf/f=aR/2c^2. В итоге смещение частоты составит Δf/f=V^2/2c^2,— такой же сдвиг, какой получается за счёт замедления времени у движущихся со скоростью V часов. Вот и выходит, что согласно ОТО должен наблюдаться такой сдвиг частоты — от ускорения, а, согласно СТО, — от скорости. То есть, имелся бы либо двукратный эффект изменения частоты, либо же эффект бы отсутствовал. А, раз в опыте наблюдается лишь однократный эффект, то теория относительности не верна — замедления времени в движущихся системах нет, а есть лишь изменение хода движущихся с ускорением часов — эффект, объяснимый в рамках классической физики и БТР.

В том же опыте параллельно измерялся эффект изменения скорости хода часов (опять же часов, а не времени) — за счёт различного поля тяготения. Часы, находившиеся в самолётах, летящих на высоте 10 км, испытывали меньшую силу тяжести — ускорение на этой высоте на 0,32 % меньше. Соответственно, кроме воздействия обычного ускорения, замедляющего часы, на их ход оказывает влияние снижение силы тяжести, ведущее к более быстрому ходу часов в самолёте в сравнении с часами на земле (§ 1.18). Эти два эффекта складываются, и мы наблюдаем их суммарное влияние [57].

Другой опыт, якобы подтвердивший замедление времени, состоял в измерении поперечного эффекта Доплера. Идея этого опыта была выдвинута всё тем же Ритцем для проверки СТО ещё в 1908 г. Но сам опыт был выполнен лишь 30 лет спустя Айвсом [153]. Напомним, что движение источника влияет на частоту идущего от него света. В продольном эффекте Доплера изменение частоты f'=f(1+v×cos(φ)/c) создаётся продольной составляющей скорости и объясняется классически. Зато, в поперечном эффекте Доплера (Рис. 47), где источник движется поперёк луча зрения (φ=90°), и отсутствует эффект Доплера, обусловленный продольной компонентой скорости, наблюдаемое в опыте изменение частоты говорит, якобы, уже об изменении самого хода времени, которое возможно лишь в СТО [74]. Но, в действительности, частоту меняет всё тот же продольный эффект Доплера и сдвиг частоты можно объяснить целиком в рамках классической теории Ритца, если применить баллистический принцип. Надо лишь учесть, что в системе отсчёта источника угол φ, под которым свет испускается к наблюдателю, в действительности, будет уже не π/2, а чуть больше. Ведь, согласно БТР, скорость света складывается со скоростью источника, и потому, дабы свет дошёл до нас, он должен вылетать из источника под углом α к лучу зрения (это аберрационный угол, аналогичный наблюдаемому в эффекте звёздной аберрации, § 1.9). И, хоть угол этот мал, cos(φ) всё же уже не нуль: cos(φ)=cos(90°+α)=-sin(α)=-v/c, откуда f'=f(1+v×cos(φ)/c)=f(1–v^2/c^2). Длина волны, напротив, вырастет: λ'=c'/f'=с(1–v^2/2c^2)/f(1–v^2/c^2)≈λ(1+v^2/2c^2). Именно такие изменения длины волны излучения движущихся атомов, вполне объяснимые с позиции БТР, и наблюдались в опытах. Так что, поперечный эффект Доплера не опроверг, а подтвердил классическую физику и теорию Ритца, как отмечали многие авторы, вскрывшие роль угла аберрации в этом опыте [81, 111].

Рис. 47. К расчёту поперечного эффекта Доплера. Чтобы попасть в цель на ходу, броневик стреляет с угловым упреждением α=v/c.

Эффект замедления времени наблюдали также у быстро движущихся частиц — мю-мезонов. Известно, что у частиц имеется среднее вполне чётко определённое время распада. И, вот, оказалось, что у частиц в космических лучах и частиц в ускорителях, движущихся с огромными скоростями, это время заметно больше среднего времени жизни [54]. Это также объяснили растяжением времени. Для движущихся частиц время будто бы идёт медленнее: они медленнее "стареют" и дольше живут, как показали опыты, в соответствии с формулами СТО. Но, если снова вспомнить парадокс близнецов, то поймём, что с тем же основанием могли бы дольше жить и неподвижные частицы. А, потому, истинная причина "большего" времени жизни движущихся частиц — совсем в ином. Об этом в следующей главе.

§ 1.21 Растяжение времени жизни и сверхсветовые скорости

В нашей теории, основанной на принципе относительности, можно ожидать, что скорости равные или большие, чем скорость света, имеют особенности, столь же необычные, как и в теории Лоренца. Для взаимодействия β-лучей, испущенных в противоположных направлениях крупицей радия, должны быть приняты в рассмотрение относительные скорости много большие c. И c никоим образом не может быть критической скоростью.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Рассмотрим опыты по измерению времени жизни быстро движущихся частиц [54]. В такого рода опытах время, так же как и массу m=F/a быстро движущихся частиц (§ 1.15), определяют косвенным образом по формуле t=L/v. Если конкретней, — измеряют, какой путь L успеет проделать частица, движущаяся со скоростью v, прежде чем распадётся. Выяснилось, что найденное по формуле t=L/v время движения частицы, даже если положить скорость частицы v равной предельной по СТО скорости света c, часто превышает известное для неё время жизни (от рождения до распада), причём, — тем заметней, чем выше энергия, а, значит, и скорость частицы. Считается, что это и качественно и количественно подтверждает вывод СТО об изменении масштаба времени при движении, будто для движущейся частицы время течёт медленней, и потому она успевает пролететь до момента распада большее расстояние L. Но, как давно отмечал А.А. Денисов, это справедливо лишь в том случае, если скорость частиц найдена правильно и не превосходит скорости света c [44, 111]. Если же такого ограничения нет, то, с точки зрения классической механики, разумней считать, что время жизни не изменилось, величина t=L/v осталась той же, поскольку пропорционально пути L была увеличена скорость частицы v. Стоит ли удивляться тому, что более быстрые частицы проходят за время распада больший путь?

Рассмотрим опыт с продлением жизни частиц, называемых мю-мезонами [54]. В теории относительности скорость мезона находят по его кинетической энергии E, связанной со скоростью релятивистской формулой E=mv^2/2(1–v^2/c^2)1/2, где m — масса мезона в покое. Реальная же его скорость V должна вычисляться по классической формуле E=mV^2/2, откуда V=v/(1–v^2/c^2)1/4. Если в формуле t=L/V скорость V заменить её выражением через v, получим L/v=t'=t/(1–v^2/c^2)1/4, то есть формулу, похожую на формулу СТО для преобразования масштаба времени: t'=t/(1–v^2/c^2)1/2. Некоторое несоответствие показателя степени возникает лишь от способа определения энергии E частиц.

Значит, продление жизни частиц — это иллюзия, вызванная ошибочностью формул СТО, связывающих скорость и энергию, и исчезающая, если V определять классически. Таким образом, здесь снова сталкиваемся с циклическим доказательством справедливости СТО, — доказательством, опирающимся само на себя. Сначала по СТО полагают, что скорость частиц не превосходит скорости света, и из её ложных формул для энергии и массы находят ошибочную скорость, а потом из этой заниженной скорости получают выросшее время жизни частиц. Но, тогда, выходит, и опыт был совсем ни к чему — и без него было ясно, что растяжение времени жизни — это следствие второго постулата СТО о постоянстве скорости света и невозможности её превысить. Такой порочно-круговой метод доказательства имел место почти во всех релятивистских опытах, которые толковали всегда с позиций теории относительности. Понятно, что ничего, кроме её подтверждения, тогда и не получится. Если же теория относительности ложна и возможны сверхсветовые частицы, то все эти доказательства, в том числе доказательство растяжения времени жизни, — ничего не стоят.

И такие сверхсветовые частицы, действительно, неоднократно наблюдались в экспериментах. Ещё в 1908 г. Ритц полагал, что среди электронов, рождённых распадом радия, есть сверхсветовые, если судить по оставляемому ими в опыте Кауфмана следу на экране [8]. Не раз фиксировали сверхсветовые скорости и в исследованиях космических лучей (потоков высокоэнергичных частиц). Бомбардируя ядра атомов земной атмосферы, они рождают ливни вторичных частиц, некоторые из которых, как оказалось, проходят путь до земных детекторов за время, много меньшее времени нужного для этого свету [15, с. 236]. Выходит, некоторые частицы, образующие ливни, летят со сверхсветовыми скоростями, если измерять их не косвенно, — по формулам СТО, а — непосредственно деля путь на время пути.

Впрочем, вопреки всем фактам, академическая наука не признаёт этих опытно доказанных результатов, объясняя их случайными ошибками эксперимента, — лишь потому, что они противоречат догме СТО. В этом "представители" науки полностью солидарны с Эйнштейном, который ни во что не ставил физический опыт (особенно если тот противоречил его теории относительности) и утверждал, что именно теория должна предписывать, какие факты можно наблюдать в опыте, а какие — нельзя. Такое самодурство академиков XX века, не признающих ни баллистической теории, ни падения из космоса сверхсветовых частиц, очень напоминает отрицание французскими академиками XVIII века болидов и засвидетельствованного падения с неба камней-метеоритов, тоже противоречивших догме. Подобные догматики, отрицающие очевидные факты, в итоге всегда становятся всеобщим посмешищем.

Ныне уже ряд фактов доказывает существование сверхсветовых частиц. В том числе, это и упомянутая способность некоторых короткоживущих частиц космических ливней достигать земной поверхности, что проще объяснить не продлением их жизни, а сверхсветовой скоростью. Да и огромные энергии E частиц космического излучения, происхождение которых нынешняя наука толком объяснить не может, говорят, согласно БТР и классической формуле E=mV^2/2, об их сверхсветовой скорости V. Такие скорости частицы могут набирать как раз в процессе распадов, особенно, — многоступенчатых. Словно у ракеты, отбрасывающей отработанные ступени, продукты деления частиц обретают, помимо скорости распада, скорость родительской частицы. Затем делятся продукты, что приводит к ещё большему разгону. Поэтому, когда появятся сверхсветовые связь и транспорт, они наверняка будут работать на микрочастицах (§ 5.10, § 5.11). Путь в космос пролегает через микромир! Не зря Циолковский, как изобретатель ракет, допускал полёты со сверхсветовыми скоростями и считал теорию относительности с растяжением времени абсурдом.

Скорости частиц космического излучения можно измерять двумя путями: по их энергии из формулы E=Mc^2 с учётом релятивистской зависимости массы от скорости; или непосредственно, деля их путь сквозь атмосферу — на время пути. И, если первый метод, по определению, не может дать скорость больше скорости света, то в прямых измерениях у частиц не раз фиксировали скорость многократно превышающую световую. Аналогично в ускорителях-синхротронах скорость электронов можно искать по релятивистской формуле E=Mc^2, а можно — напрямую, умножив периметр πD ускорителя на частоту f ускоряющего поля, равную частоте обращения частицы в ускорителе (Рис. 48). Диаметр D мощных синхротронов — 100–200 метров, ускоряющее поле ВЧ-диапазона, то есть f=3–30 МГц. Отсюда скорость электронов V=πDf=10^9..10^10 м/с, что в разы и десятки раз больше скорости света. Это вполне согласуется со скоростью, найденной из энергии E электронов, по классической формуле E= MV^2/2. Уже для электронов с энергией в несколько МэВ скорость оказывается заметно выше, чем у света.

Рис. 48. Прямой расчёт скорости V электрона в синхротроне даёт V>c.

Однако, учёные, обнаружив это противоречие СТО, разрешили его чисто формально: ввели кратность ускорения q, то есть произвольно приняли, что частицы в ускорителе вращаются не с частотой ускоряющего поля, а с частотой в целое число q раз меньшей. Поэтому, вместо одного сгустка частиц в ускорителе вдоль кольца якобы возникает несколько сгустков — их число равно кратности ускорения, и частота ускоряющего поля будто бы совпадает именно с частотой прихода этих сгустков. Но, в таком случае, почему же не получается ускорять электроны до энергий в ГэВы, используя меньшие частоты ускоряющего поля? Почему для наиболее энергичных электронов всегда приходится вводить кратность ускорения q>1? Ответа нет. Точнее он есть, но приходится не по вкусу сторонникам СТО, ибо ответ в том, что высокоэнергичные электроны кружатся с частотой равной частоте ускоряющего поля и потому их скорости в десятки раз больше скорости света (подробное обоснование этого есть на сайте А. Мамаева: www.acmephysics.narod.ru).

Судя по всему, сверхсветовые частицы возникают не только в циклических, но и в линейных, а также плазменных ускорителях, где тоже достигнуты энергии электронов в десятки МэВ и даже ГэВы. В ряде таких устройств частицы разгоняются продольным полем электромагнитной волны, бегущей в полом волноводе или в плазме. Но фазовая скорость волн в гладких волноводах и плазме больше скорости света! Поэтому сверхсветовой скоростью должны обладать и частицы, подгоняемые, несомые этой волной. Ведь только при условии синхронизма (равенства скорости частиц и волны) ускоритель эффективен. Обычно утверждают, что в этих ускорителях волноводы снабжены диафрагмами, снижающими фазовую скорость в сравнении с гладкими волноводами, что якобы и обеспечивает движение волн и частиц с досветовой скоростью. Но где гарантия, что это снижение скорости столь значительно? Чтобы проверить это, надо непосредственно (пролётным методом) измерить скорость V электронов и подгоняющих их волн. Это легко сделать по школьной формуле V=L/T, деля путь частицы L на время пролёта T, а в случае волны деля её длину L=λ (измеренную методом стоячих волн в волноводе) на период T электрических колебаний. Вполне возможно, что эти прямые измерения выявят сверхсветовые скорости электронов, близкие к находимым по классической формуле E=mV^2/2, из их энергий в десятки и сотни МэВ. Ведь, даже при энергии E электронов порядка 1 МэВ, их скорость V должна превышать световую.

Каким же удивительным прорицателем был Ритц, ещё в 1908 г. полагавший, что в земных опытах возможны сверхсветовые электроны? Но ещё удивительней пророчество Демокрита и Лукреция, более двух тысячелетий назад предполагавших сверхсветовые скорости у микрочастиц в космосе, у космических лучей (§ 2.15). Итак, уже сам факт экспериментального обнаружения частиц, летящих со скоростью больше световой (факт, тщательно скрываемый сторонниками СТО), доказывает ошибочность теории относительности и справедливость БТР. Но, главное, этот факт открывает людям путь в Космос, к далёким звёздам и галактикам — путь, который прежде был заграждён световым барьером, не превысив который, нельзя за время человеческой жизни долететь до мало-мальски отдалённой звезды. Отныне же, как сказал Джордано Бруно, "Кристалл небес мне не преграда боле, рассекши их, подъемлюсь в бесконечность". Дорога в Космос открыта!

ОСНОВНЫЕ ИДЕИ ЧАСТИ 1

1. Кулоновское взаимодействие зарядов вызвано ударами стандартных микрочастиц-реонов, постоянно испускаемых электронами во всех направлениях со скоростью света c. Потоки этих малых частиц свободно, без изменения скорости проходят сквозь любые тела и не взаимодействуют между собой.

2. Магнитные и индуктивные силы — это результат изменения электрического взаимодействия зарядов от их движения, за счёт вариаций скорости и плотности потока испущенных ими реонов, дополнительно к своей скорости c механически приобретающих скорость заряда.

3. Гравитационное взаимодействие имеет электрическую природу и возникает в результате преобладания элементарных сил притяжения зарядов двух тел над силами отталкивания зарядов.

4. Свет представляет собой переменное, колебательное электромагнитное воздействие от колеблющихся зарядов, переносимое потоком испущенных ими реонов, периодично, волнообразно распределённых в пространстве. С этим материальным потоком частиц, переносящим энергию и импульс, связана энергия поля и давление света.

5. Свет приобретает, дополнительно к c, скорость источника света, ибо та механически передаётся реонам, переносящим свет. Поэтому, если источник движется ускоренно, то, по мере движения света, расстояния меж его волновыми фронтами, получившими разные скорости, меняются, преобразуя длину волны, частоту, период световых колебаний и яркость света (эффект Ритца).

6. Свет, проходя через среды и преграды, своим переменным электромагнитным воздействием вызывает колебания электронов среды. Колеблющиеся электроны генерируют новые волны света, которые, интерферируя с исходной, создают эффекты затенения, дифракции, преломления, дисперсии, меняя яркость и скорость света.

7. Мнимое изменение массы в опытах объясняется по теории Ритца изменением электрического и магнитного воздействия от взаимного движения зарядов. Сама же масса, как количество материи, сохраняется во всех случаях, включая "аннигиляцию" и распады частиц.

8. Временной масштаб не зависит от взаимного движения тел, их ускорения или тяготения. Все изменения иллюзорны или связаны с непосредственным влиянием на измеряющий время прибор, дающий ошибочные показания. Ложные методики измерения времени по формулам СТО приводят к неверным замерам скорости микрочастиц, которая в ряде случаев превышает скорость света.

Часть 2

КОСМОС ПО РИТЦУ

На каждом шагу мы видим однообразие, или монизм Вселенной: всюду довольно сходные солнца, похожие между собой галактики (млечные пути) и даже их группы; везде одно и то же вещество (родоначальник его водород или более простое тело); везде один и тот же солнечный свет, остывшие или неостывшие шарообразные тела; везде движение, сила тяготения и прочее.

К.Э. Циолковский, начало XX в. [159]

В настоящее время Космос перестал для человечества быть тем, чем считался прежде — образцом стабильности и порядка (у греков само слово "космос" значило "порядок"). Ныне астрофизика учит о нестационарной, расширяющейся Вселенной, которую населяют странные объекты: квазары, сверхновые, нейтронные звёзды, пульсары, чёрные дыры, тёмная материя и прочие мифические тела. И испускают они уже не привычный солнечный свет (оптическое излучение), а "тёмные" излучения радио-, рентгеновского и гамма-диапазонов. Год от года картина Вселенной, рисуемая учёными, не проясняется, а становится лишь всё более тёмной, туманной и запутанной. Многого в космосе наука объяснить вообще не может, что свидетельствует о глубоком кризисе физики, этой опоре астрономии. А источник всех проблем — в теории относительности. Именно с её приходом в XX веке наши представления о Вселенной стали искажаться, путаться и отдаляться от наглядных классических образов. Поэтому ключ к загадкам космоса следует искать в классической физике, развитием которой является Баллистическая Теория Ритца. К ней и обратимся за помощью. Анализ явлений космоса необходим также и для самой теории Ритца, находящей первые подтверждения, подобно теории Коперника, не в земных опытах, а в космических наблюдениях.

Напомним, что мощнейшим доказательством правоты Коперника были наблюдения Галилея, выполненные через изобретённую им подзорную трубу в 1609 году, — 400 лет назад. В связи с этим 2009 год был объявлен международным годом астрономии. Этот год, благодаря книгам и научным конференциям, специально посвящённым БТР, стал судьбоносным и для признания теории Ритца, которой не давали хода сотню лет, так же, как теории Коперника, созданной 500 лет назад, в 1508 г. [41]. Первые подзорные трубы Галилея преобразовались ныне в гигантские телескопы, словно дальнобойные зенитные орудия, направленные в небо. Так же и БТР со временем может стать мощным орудием познания космоса. Не случайно, космос исторически связан с баллистикой, наполнен источающими огонь объектами и пронизан баллистической терминологией [10, 113]: "баллистические ракеты" и "баллистические траектории", "баллистический пуск" и т. д. (§ 5.11). Именно баллистика помогла освоению космоса [68], именно БТР является самой космически упорядочивающей теорией, открывающей поистине космические перспективы. Не случайно, люди, проложившие путь в космос, — такие учёные и инженеры-баллистики, как К.Э. Циолковский, С.П. Королёв, М.В. Келдыш, М.И. Дуплищев [47],— не верили в теорию относительности и считали, что для вещества и света верны классические законы механики и баллистики (Дёмин В.Н. "Циолковский". М.: МГ, 2005).

Поскольку мы не можем познавать явления Космоса непосредственно, летая меж звёзд, приходится судить о них лишь по идущему от космических объектов излучению, свету. Поэтому, в изучении Космоса важную роль играет изучение спектра звёзд и определение по нему их движения с помощью эффекта Доплера. Но, если эффект представляет собой лишь одну сторону более общего эффекта Доплера-Ритца (ЭДР, § 1.10), то как же мы были слепы в астрономии, игнорируя вторую его сторону! Если учесть громадность космических расстояний L, то окажется, что эффект Ритца f΄/f=1-La/c^2 может играть гораздо более важную роль, чем доплеровский f΄/f=1-ν/c. Кроме того, раз эффекты одинаково способны влиять на частоту, то не принимаем ли мы иногда за доплеровские сдвиги частоты проявления ритц-эффекта? Если так, то последний и станет тем ключом, который раскроет все загадки Космоса.

Мы примерим этот ключ и к одной из самых больших загадок Вселенной — космологическому красному смещению. Как покажем ниже, если баллистическая теория верна, нам придётся по-новому взглянуть на многие космические явления, переосмыслив их на базе эффекта Ритца. Красное смещение, цефеиды, пульсары, квазары и прочие космические "чудеса" не просто получают естественное объяснение, но предсказываются теорией Ритца, оказываясь, с точки зрения БТР и наблюдателей Земли, всего лишь оптическими иллюзиями, космическими миражами. Тут впору вспомнить земные иллюзии: миражи, радугу, гало. В древности мнение об их реальности породило объяснения столь же фантастичные (вспомним "Летучего голландца"), сколь и принятые ныне в отношении космических "чудес". А в БТР выглядят естественными даже те наблюдения последних лет, что противоречат современной космологии и заставляют учёных говорить о неизбежности её пересмотра, о кризисе и скорой революции в физике. Весьма вероятно, что именно БТР и произведёт эту революцию. Ведь, беря на вооружение БТР, учёные легко решают сразу все существующие конфликтные вопросы космоса. Лёгкость расчётов в рамках теории Ритца, её достаточность и наглядность, даже неспециалисту позволяет естественно объяснить непростые явления космоса, перед которыми пасует современная наука.

Не исключено поэтому, что от диктата тёмных суеверий астрофизику освободят не сами учёные, а простые люди. Так же и в жизни, в ходе народно-освободительной партизанской войны отряды из легко вооружённых бойцов-новичков оказываются благодаря идеям сильнее большой и хорошо вооружённой регулярной армии. Именно такое мощное идейное орудие познания космоса даёт нам в руки БТР. На Руси народ не раз брал на себя функции руководства, когда оно не справлялось с внутренними и внешними врагами. Именно так, 400 лет назад, когда Галилей как раз освобождал науку от засилья нечисти, народное ополчение освободило Русь от иностранных оккупантов. Так же и в науке, где управленцы не хотят или не могут достойно исполнять свой долг, их функции берут на себя простые люди, неспециалисты, вроде римского поэта Тита Лукреция Кара, или школьного учителя Константина Эдуардовича Циолковского. Именно такие самоотверженные люди во все времена приближали человечество к свободе и истине.

§ 2.1 Радиолокационные измерения в космосе

Как аукнется, так и откликнется.

Русская народная мудрость

Итак, основным орудием познания Космоса и решения его загадок в будущем может стать Баллистическая Теория Ритца и баллистический принцип. Оказывается, именно космос приносит в последнее время всё новые доказательства справедливости этого принципа. Одно из наиболее убедительных свидетельств дают космические радиолокационные измерения расстояний, доказывающие, что скорость источника радиоимпульсов складывается со световой скоростью испускаемых им радиосигналов. Напомним, что метод радиолокации заключается в испускании антенной радиолуча, который, отразившись от исследуемого объекта, словно эхо, возвращается к радиолокационной станции с некоторой задержкой. Умножая измеренное времени задержки T на известную скорость радиолуча c, находят удвоенное расстояние до объекта 2L=cT. Однако, при этом не учитывают, что скорость света радиолуча зависит, по баллистическому принципу, от скорости источника и считают, что скорость радиолуча всегда равна скорости c=300000 км/с. Вопреки русской поговорке, релятивисты считают, что вне зависимости от того, как движется аукающий радиоизлучатель, объект всегда откликается одинаково, спустя одинаковое время задержки. В результате, когда учёные пользуются в расчётах вторым постулатом СТО о постоянстве скорости света, неизменно возникают нестыковки и несоответствия измерений и теории.

Рис. 49. Радарные замеры положения Венеры двумя станциями дают разную её удалённость L1 и L2 ввиду разной скорости радиолучей.

Так, в 1960-х гг. при радарных замерах положения Венеры расстояния, одновременно находимые разными обсерваториями, заметно различались, причём систематически больше выходило расстояние у станций, расположенных на той стороне Земли, которая удалялась от Венеры, а меньше — на той, которая сближалась (Рис. 49). И это естественно: если вращение Земли сообщает добавочную скорость радиолучу, пущенному в сторону Венеры, — радиолуч приходит быстрее, давая заниженное расстояние. Заметив это несоответствие, большее погрешности измерений, учёные поспешно о нём забыли. Но эти измерения, отвергающие постулат СТО о постоянстве скорости света, как показал Б. Уоллес, прекрасно согласуются с баллистическим принципом (Рис. 50) и с БТР [149].

Рис. 50. По баллистическому принципу световая скорость c электромагнитных лазерных импульсов должна складываться со скоростью v источника (космолёта).

Другое экспериментальное несоответствие, также выявленное при радиолокации Венеры, состоит в том, что в те моменты, когда Венера, двигаясь по орбите, приближалась к Земле, измеренное до неё с учётом СТО расстояние оказывалось меньше реального, а при удалении, напротив, — больше реального, известного из астрономических наблюдений. И устранили это несоответствие чисто формально, произвольно передвинув Венеру вперёд по орбите на несколько сот километров, без всякого объяснения того, почему из астрономических наблюдений положения планеты получались совсем иные. А, между тем, как показали В. Дёмин и В. Селезнёв [44] действительная причина состояла в том, что ошибочно использовали принцип постоянства скорости света — из СТО. Тогда как, согласно БТР, после того, как радиолуч достигнет Венеры, он переизлучится при отражении этой планетой и приобретёт дополнительно её скорость V (§ 1.12). Поэтому, когда Венера движется к Земле, радиолуч, движущийся от Венеры к Земле, имеет скорость c+V и приходит раньше, давая заниженное расстояние. Тогда как, при удалении планеты луч приходит к нам с добавочным запозданием, ибо летит со скоростью c-V, давая завышенное расстояние до планеты. Эффект — совершенно такой же, как и для двух радиолокационных станций на Земле, из которых одна удаляется, а другая приближается к Венере. Стоит отметить также, что радиолокационные данные по измерению положений Венеры, после выявления несоответствий, были засекречены и не обсуждались. Уоллесу это дало повод говорить о намеренном сокрытии данных лицами, желающими утаить истину о зависимости скорости света от скорости источника [111].

Есть и масса других космических свидетельств, доказывающих справедливость БТР и ошибочность СТО. Но здесь упомянем об одном нашумевшем феномене, который из-за его вопиющего противоречия принципам нынешней физики не удалось скрыть. Речь идёт о замерах положений и скоростей аппаратов "Пионер", запущенных в 70-х гг. к окраинам солнечной системы [97]. С помощью радиолокации на всём пути следования измерялись скорости и расстояния до "Пионеров". Оказалось, что это расстояние заметно отличается от расчётного так, словно есть небольшое избыточное ускорение, направленное к Солнцу. Вполне вероятно, что, и в этом случае, ошибка вызвана неучётом зависимости скорости света от скорости источника излучения. Ведь посылаемый "Пионером" радиосигнал приобретает скорость аппарата и потому регистрируется на доли миллисекунды позже, чем положено по СТО (Рис. 51). То есть, мы фиксируем скорость аппарата не в истинном его положении, а в момент, когда он находился чуть ближе, и его ускорение, направленное к Солнцу, было несколько выше.

Рис. 51. Считая время задержки сигнала от АМС "Пионер" равным T=L/c вместо T', находят неверное ускорение аппаратов.

Ошибочное использование СТО и принципа постоянства скорости света в космических радиолокационных измерениях не только вносит ошибки в наши представления о строении Космоса и солнечной системы, но и наносит, возможно, гигантский материальный ущерб, будучи одной из причин аварий космических аппаратов. Так, некоторые авторы [44] винят в авариях аппаратов, посланных к Марсу и его спутнику Фобосу (в том числе и отечественных "Фобос"-I, II), ошибки навигации, столь важной в космосе. Ведь, раз верен баллистический принцип, то упускающие его радиолокационные методы определения расстояний в космосе — глубоко порочны. И, если прежде ошибка от применения СТО вела лишь к авариям в космосе, то теперь это, возможно, сказывается и в нашей земной жизни, приводя к авариям судов и автомобилей, в которые ныне повсеместно встраивают спутниковые системы навигации GPS, игнорирующие баллистический принцип.

Система GPS (Глобальная Позиционирующая Система) тоже работает по методу радиолокации с наземных станций слежения и группы искусственных спутников, витки орбит которых образуют спутниковый навигационный клубок, опутывающий всю Землю. GPS-модуль, встроенный в мобильное устройство (скажем, в телефон) ловит радиосигналы, посланные несколькими спутниками. В этих сигналах закодирована информация о положении каждого спутника (находимом станциями), а также время излучения сигнала, заданное сверхточными часами. Вычитая это время из времени приёма сигнала, GPS-приёмник находит время T движения радиоимпульса, а по нему — расстояние L=cT до спутника. Измерив расстояния L_1, L_2, L_3, L_4 до трёх-четырёх спутников, и располагая их координатами, микроЭВМ из тригонометрии рассчитывает положение GPS-приёмника на земной поверхности.

Казалось бы, формула L=cT верна, раз работают GPS-навигаторы, что будто бы подтверждает постулат теории относительности о независимости скорости c радиосигнала от движения излучающих спутников. Однако точный расчёт свидетельствует скорее в пользу БТР. Спутники навигационной системы выводят на орбиты радиуса R порядка 26000 км, то есть они летят на высоте около 20000 км над Землёй, имеющей радиус r=6400 км. На такой орбите скорость V спутников составляет около 4 км/с, наращивая скорость посланного сигнала до значения c'=c+V. Поскольку расстояние до Земли L~20000 км, то полагают, что поправка, вносимая БТР, составляет Δ=LV/c≈ 270 м, что на порядок выше ошибок GPS-навигаторов.

Однако, на деле, в БТР скорости источника и света складываются не арифметически, а векторно, по классической кинематике. То есть для скорости прихода радиосигнала c'=c — Vr, посланного спутником к приёмнику, важна лишь составляющая Vr скорости V источника вдоль луча зрения (лучевая скорость спутника относительно приёмника). Тогда поправка расстояния Δ=LVr/c. А раз спутник летит по высокой круговой орбите, его орбитальная скорость направлена поперёк луча зрения, так что Vr<<V. Если спутник находится в зените, то Vr=0, но растёт при уменьшении высоты h спутника над горизонтом по закону Vr=V·sinα·cosh, где sinα=r/R≈0,25. То есть, по БТР, максимальная поправка к расстоянию до спутника Δ=LVr/c=67 м, и возникает она лишь в крайнем случае, когда спутник виден возле горизонта (приёмник же обычно "ловит" спутники с h>10–15º). Также приёмник редко лежит в плоскости орбиты спутника, будучи расположен под углом θ к ней, и лучевая скорость ещё ниже: Vr= V·sinα·cosh·cosθ. Отсюда Δ=LVr/c=LV·sinα·cosh·cosθ/c. Поскольку cosh≤1 и cosθ≤1, а среднее значение модуля косинуса составляет 0,63, то средняя ошибка Δ=27 м.

Но и эта средняя ошибка в 27 м относится лишь к расстоянию до одного спутника, а для расчёта координат нужны данные трёх-четырёх спутников. Если учесть, что они дают ошибки разного знака, случайно суммируемых в разных направлениях, то их взаимная компенсация при усреднении ещё снизит ошибку. Но и этот результат учитывает общую поправку координат, то есть сумму ошибок по высоте и по горизонтали, так что ошибка в нахождении проекции точки на земной шар снизится ещё в 1,5 раза. В итоге, средняя вносимая БТР поправка к горизонтальным координатам составит всего 5–10 м. Но такой порядок ошибки по горизонтали и заявляют производители GPS. К тому же, применяют ряд корректирующих программ, дабы снизить эту ошибку, в том числе методы усреднения, дифференциальные методы с привязкой к контрольным базовым станциям. Ведь такие ошибки на ранних этапах развития GPS нередко приводили к авариям — суда налетали на рифы, люди гибли в горах. И вероятная причина таких аварий на Земле и в космосе — это неучёт баллистического принципа.

Не умея устранить ошибку, вносимую влиянием скорости, с ней борются обходными путями, например, увеличивая число спутников и параллельно принимаемых каналов. Так, если над горизонтом видны сразу 6–10 спутников, положение приёмника можно определить гораздо точнее, ведя расчёт по разным группам спутников, комбинируя их по три в разных сочетаниях и для каждой группы находя положение приёмника. Поскольку лучевые скорости спутников имеют разную величину и знак, то вызванные ими ошибки компенсируют друг друга, и среднее расчётное положение близко к реальному. Радиолучи, словно дротики, случайно отклонившиеся от центра мишени, после усреднения координат их попаданий, дают в среднем положение близкое к нужному.

Кроме того, баллистическую поправку, возможно, незаметно нейтрализуют, как в случае Венеры [44], ошибочным расчётом положений спутников, которые так же определяют радиолокационным методом. Условно смещая спутник вперёд по орбите, получают то же запаздывание сигналов от него, как в случае учёта баллистического принципа. Подобные нестыковки и ошибки в методах радиолокации, говорящие о неправомерности теории относительности, давно отмечались специалистами по космической навигации и GPS, например Р. Хатчем. Аналогичные ошибки (составляющие для околоземных орбит порядка 100 м) выявили и лазерные радары (лидары), меряющие дистанцию по времени задержки не радио-, а светового сигнала, испущенного лазером и отражённого космическими телами или аппаратами. Но все эти данные, отвергающие СТО, обычно замалчивают, расценивая как случайные ошибки.

Брайан Уоллес, первым обративший внимание на противоречие теории относительности радиолокационным данным, подтвердившим баллистическую теорию, предположил даже, что США давно знают о зависимости скорости света от скорости источника, пользуясь вместо СТО баллистическим принципом, но держат это в строгом секрете для получения преимуществ в космосе [111, с. 54], в том числе для грядущих "звёздных войн". Ведь точность попадания лазерным лучом с движущегося на большой скорости по орбите спутника зависит от того, добавляется ли скорость спутника к скорости испущенного им лазерного импульса. В связи с этим, интересно отметить, что и система GPS исходно была разработана американскими военными именно для целей "звёздных войн", а вводимая ими смена режимов точного и приближённого позиционирования может говорить как раз о смене методов расчёта по БТР и СТО. Возможно, из-за осознанного или неосознанного применения баллистического принципа лишь аппараты США в основном и достигают успешно поверхности Марса. И потому России следовало бы всерьёз задуматься о справедливости СТО, особенно в связи с намечаемым повторным запуском АМС к спутнику Красной планеты, а, в недалёком будущем, и стартом первого в мире пилотируемого корабля к Марсу! Тут уж от теории относительности потребуется абсолютная достоверность и надёжность, которых ей и прежде не доставало, а, в свете накопленных экспериментальных данных, и вовсе не стало. Такую уверенность могли бы дать только прямые измерения скорости света от движущегося источника в космосе. Быть может, они и укажут, наконец, где искать ключ к загадкам Космоса, дабы вместо хаоса там воцарился исконный порядок, а народная мудрость вновь восторжествовала.

§ 2.2 Искривление лучей света возле Солнца и А. Эддингтон

Кривдою свет пройдёшь, да назад не воротишься.

Русская народная мудрость

Как видим, Космос преподносит много доказательств ошибочности специальной теории относительности и справедливости БТР. Но, с другой стороны, тот же Космос как будто даёт доказательства справедливости общей теории относительности, этого обобщения СТО на случай ускоренно движущихся или находящихся в поле тяготения систем. Посмотрим, так ли это в действительности. Одним из первых доказательств теории относительности стало наблюдение отклонения лучей света, проходящих возле Солнца, вызываемое искривлением пространства гигантским гравитационным полем нашей звезды. Этот эффект, действительно, удалось наблюдать во время солнечного затмения, когда сияние Солнца не затмевало собой блеск видимых возле него звёзд. При этом, оказалось, что положения звёзд возле Солнца, действительно, претерпели небольшие угловые смещения в сравнении с их обычным взаимоположением в моменты, когда солнце находилось в другой части неба. Измеренные А. Эддингтоном смещения как будто находились в согласии с предсказаниями ОТО [26].

И, всё же, многие упрекали поздней А. Эддингтона в мошенничестве. Дело в том, что английский астроном Артур Эддингтон был весьма пристрастным наблюдателем и ярым сторонником теории относительности. Он не только развил общую теорию относительности, издав книгу о ней, но и построил на её основе теорию расширяющейся Вселенной. Он всячески пропагандировал, популяризировал, распространял теорию относительности. Именно Эддингтону теория относительности, пожалуй, больше всего обязана своей громкой славой и быстрым признанием. Лишь после его наблюдений теория относительности стала получать всемирное признание. Однако, как отмечают многие исследователи, разрешающая способность инструментов, которыми располагал Эддингтон, не позволяла сделать вывода о справедливости или ошибочности ОТО [37]. Кроме того, независимые наблюдения другой группы, проводившей исследования затмения в то же время, противоречили наблюдениям группы Эддингтона и ОТО, что поздней списали на инструментальные ошибки [73, с. 223]. А главное, — чрезвычайно благоприятные условия затмения 1919 г. уже долгое время не могли повториться. И результат Эддингтона нельзя было точно проверить в течение десятков лет, — приходилось верить ему на слово. Поэтому, Эддингтона часто и обвиняют в подтасовке фактов в пользу ОТО и предвзятом выводе. Понятное дело, что наблюдатель, жаждущий получения заданного результата, обязательно тем или иным способом его получит. А Эддингтон был именно фанатиком СТО, зацикленным на этой теории. Недаром сопровождавшие его в экспедиции сотрудники подшучивали, что Эддингтон сойдёт с ума, если эксперимент провалится и докажет ложность ОТО [37]. Искривление лучей света возле Солнца стало орудием для искажения истины, для торжества кривды в руках Эддингтона и Эйнштейна. Привлекая искривление космического пространства, они, подобно мошенникам из "Королевства кривых зеркал" В. Губарева, искажали факты, истину.

Стоит отметить, что Эддингтон и поздней не раз уличался коллегами в научных махинациях и подтасовках, подгонках фактов под теорию (против подобных методик предостерегал ещё Шерлок Холмс). Это касается, например, анекдотичного выведения Эддингтоном постоянной тонкой структуры и отношения протонной массы к электронной через π и e — методом постепенной подгонки [19, с. 308], или его теории пульсирующих звёзд (цефеид), — как увидим, тоже сыгравшей крайне негативную роль в судьбе БТР (§ 2.12). Так что, в целом, деятельность Эддингтона можно охарактеризовать как нечестную, вредную для науки. И, хотя спустя десятилетия, результат экспедиции Эддингтона был подтверждён более точными наблюдениями, это не снимает обвинений: признание теории относительности и отвержение БТР было преждевременным [2, 6]. Конечно, победителей не судят, но лишь в том случае, если победа досталась им честным путём. А победы, доставшиеся мошеннически (с фальстартом, с применением допинга), аннулируют с долговременным отстранением от участия в соревнованиях. Из-за данного Эддингтоном допинга и преждевременного старта теория относительности обманом получила преимущество и досрочное незаслуженное признание, начав стала ускоренно развиваться, тогда как все другие, альтернативные теории, напротив, — были оставлены и приостановлены в развитии. А, между тем, такие теории тоже дают объяснение отклонению световых лучей возле Солнца.

Начнём с того, что отклонение световых лучей в поле тяготения Солнца было предсказано задолго до Эйнштейна на основе классических теорий. Ещё в начале XIX века И. Зольднер, применив ньютонову корпускулярную теорию света, представлявшую свет в виде потока частиц, летящих со скоростью c (как в БТР), показал, что траектория светового луча будет изгибаться возле Солнца, подобно траекториям комет. Световые частицы движутся по гиперболе в поле тяготения Солнца, отклоняясь им на малый угол от исходного направления полёта. По расчётам Зольднера, этот угол составлял около 0,84'', что, по порядку величины, согласуется с измеренным значением отклонения света звёзд возле Солнца. То же значение получил поначалу и Эйнштейн, повторив один в один расчёт Зольднера и даже сделанную им ошибку (0,84'' вместо 0,88'', положенных по расчёту), что многие сочли доказательством плагиата Эйнштейна (см. О. Акимов. Критика теории относительности). Итак, движение частиц света в поле тяготения по баллистической траектории уже даёт требуемый порядок отклонения. Если ж учесть и предсказанную баллистической теорией зависимость силы тяготения от скорости (§ 2.3), то получим значение отклонения лучей света, ещё лучше согласующееся с измеренным [107]. Впрочем, на деле, как покажем далее, такое чисто механическое объяснение отклонения света Солнцем не вполне отвечает БТР, а, потому, реальная причина и величина отклонения заложена в совместном действии механических и оптических эффектов, предсказанных Ритцем.

Многие авторы, в том числе Тесла [110], сходятся во мнении, что истинная причина отклонения лучей вблизи Солнца заключена не в искривлении пространства, а — в силовом поле Солнца и в солнечной короне, простирающихся далеко за пределы поверхности Солнца слоях газа, взаимодействуя с которыми, лучи света искривляют свой путь. И, действительно, если учесть, что плотность корональных газов должна убывать с удалением от Солнца, рефракция должна привести к слабому искривлению лучей [111]. Однако, как показывают расчёты, плотность короны слишком мала, чтобы вызвать ощутимую рефракцию, и причина эффекта несколько в ином. А именно: согласно БТР, свет, проходя через корональные слои солнечной атмосферы, переизлучается её атомами, приобретая дополнительно их скорость. Важна, однако, не сама скорость, а её изменение за время движения светового луча в элементе газового объёма, иными словами, — ускорение газа. Объём газа сообщает проходящему сквозь него свету движение, приобретённое атомами газа в поле тяготения Солнца. Газ, а точнее, — плазма, как бы увлекает свет в направлении к Солнцу и, тем самым, искривляет световой луч, словно бы притянутый нашим светилом.

Чтобы найти вызванное притяжением Солнца отклонение лучей звёзд, достаточно рассчитать изменение их скорости в зависимости от расстояния R до центра светила. Ведь именно изменение фазовой скорости и длины волны света ведёт в атмосфере и в других преломляющих средах к искривлению лучей света. Ранее было вычислено (§ 1.19), что с удалением от Солнца с начального расстояния R длина волны света λ, переизлучаемого ускоренно движущимися атомами, увеличивается за счёт эффекта Ритца на величину

Δλ= λGMS/Rc^2,

где G — гравитационная постоянная, MS — масса Солнца. И, наоборот, с приближением луча света от далёкой звезды к Солнцу на расстояние R длина световой волны λ сжимается, по эффекту Ритца, до значения

λ'=λ—Δλ=λ(1–GMS/Rc^2).

Это эквивалентно отрицательному набегу фазы и сокращению длин волн при падении луча в среду с показателем преломления n=λ/λ', с соответствующим снижением фазовой скорости света до значения

c'=c/n=c(1–GMS/Rc^2).

То есть, по баллистической теории с подходом к Солнцу скорость и длина световых волн уменьшается, а при удалении — вновь нарастает. Луч, идя от источника к приёмнику возле Солнца, замедляется и запаздывает, в сравнении с лучом, идущим вдали от светила. Именно такой эффект замедления радиолуча был реально зафиксирован при радиолокации [26, с. 82]. Однако, этот эффект истолковали как подтверждение теории относительности, дающей то же предсказание, что и БТР, но — из эффекта замедления времени возле Солнца (§ 1.18), хотя обнаружился лишь классический эффект замедления электромагнитных волн в подвижной плазме.

Именно эта, вызванная эффектом Ритца, переменность скорости света, по мере приближения к Солнцу, ведёт к искривлению световых лучей возле него, подобно изгибу лучей в средах с переменным n, скажем, — в миражах. И, точно, лучи звёзд, идя возле Солнца, изгибаются, отчего звёзды видны чуть смещёнными от своих реальных положений (на 1,75''), так же, как в мираже участки неба видны на раскалённом солнцем асфальте, создавая иллюзию луж. Искривление света звёзд отвечало формулам ОТО и считалось подтверждением искривления пространства — тяготением Солнца. Но, те же отклонения в 1,75'' предсказывает и теория Ритца, ибо даёт такие же изменения скорости и длины волны света в поле Солнца. Так что, по принципу Оккама надо отдать предпочтение более простой и естественной теории Ритца, созданной раньше теории гравитации Эйнштейна и толкующей искривление лучей света классически, без новых сложных гипотез. Именно в теории Ритца изменение скорости света получается как естественное следствие его баллистического принципа, за счёт движения излучающих атомов в поле тяготения, с вытекающим отсюда искривлением лучей. Тогда как, в общей теории относительности Эйнштейну пришлось ввести дополнительные сложные гипотезы о кривизне пространства и допустить изменение скорости света в гравитационном потенциале, вопреки постулату о постоянстве скорости света — из его же специальной теории относительности. На это обращал внимание известный физик Л. Бриллюэн, отмечавший, что теория Ритца в этом вопросе гораздо более последовательна, чем теория Эйнштейна.

Ещё раз отметим, что соответствие измеренного отклонения световых лучей возле Солнца расчётному отклонению, найденному на основе БТР, ничуть не означает, что Солнце притягивает световой луч. Конечно, свет переносится весомыми частицами — реонами. Однако на эти частицы тяготение не может воздействовать. Реоны, по определению Ритца, распространяются всегда прямолинейно и движутся равномерно, с постоянной по величине и направлению скоростью. Кроме того, тяготение, согласно БТР, имеет электромагнитную природу, а, значит, переносится и вызывается всё теми же реонами и ареонами, которые не взаимодействуют друг с другом и с другими реонами. Поэтому, тяготение не способно само по себе, в чистом вакууме, отклонять лучи света. Происходит лишь переизлучение света в новом направлении атомами подвижной среды возле Солнца. В этом излучении прямой, исконный световой луч, так же как луч, попавший в преломляющую атмосферу Земли, гасится за счёт интерференции, а новорожденный луч просто идёт в ином направлении (§ 1.12). При этом имеет место необратимость излучательных явлений, которой Ритц (а вслед за ним и Бриллюэн) отводил огромную роль в электродинамике.

Таким образом, отклонение, точнее, — переизлучение в новом направлении, имеет место только в подвижной среде, увлекающей свет в направлении тяготеющего тела. А, потому, лишь возле массивных космических тел, удерживающих мощным полем тяготения возле себя протяжённую атмосферу, возможно отклонение световых лучей. Конечно, эти атмосферы весьма разреженны, однако, во-первых, они представляют собой плазму — сильно ионизованный газ, гораздо лучше взаимодействующий с излучением, во-вторых, протяжённость этих атмосфер достаточно велика, чтобы вызвать заметное воздействие на скорость света и отклонение его лучей. Итак, отклонение лучей света вблизи тяготеющих тел получает простое объяснение и в рамках классической физики, стоит лишь принять баллистическую теорию Ритца. Но может ли БТР объяснить другие релятивистские эффекты, связанные с гравитацией?

§ 2.3 Смещение перигелия Меркурия

Применимы ли предшествующие (электромагнитные) теории к тяготению, и можно ли допустить, что гравитация распространяется со скоростью света, а также подчиняется законам, допущенным нами? Ответ положительный: возмущения, как и в теории Лоренца, оказываются второго порядка. Но кроме того с помощью этих новых формул, возможно, удастся устранить имеющееся в астрономии заметное расхождение между вычислениями и наблюдениями, а именно медленное вращение эллипса, описываемого Меркурием, вращение, которое на 41'' дуги в столетие превосходит ожидаемое от возмущений, создаваемых планетами.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики", 1908 г. [8]

Другой важный "успех" общей теории относительности состоял в объяснении векового смещения перигелия Меркурия. Как показали астрономические наблюдения, эллипс орбиты Меркурия медленно поворачивается в направлении вращения планеты. То есть, перигелий Меркурия (ближайшая к Солнцу точка орбиты P) смещается вместе с орбитой против часовой стрелки (Рис. 52). Частично этот эффект удалось объяснить влиянием других планет солнечной системы. Однако, оставалась ещё необъяснённая часть смещения. Вот её-то и объяснил Эйнштейн в 1915 г., в рамках общей теории относительности. И найденная им поправка в точности соответствовала наблюдаемому смещению перигелия Меркурия. Этот результат ОТО, вместе с обнаруженным отклонением луча света возле Солнца, были сильными аргументами в пользу общей теории относительности, а, значит, и её частного случая, — специальной теории относительности.

Рис. 52. Медленный поворот орбиты Меркурия.

Но смещение перигелия Меркурия находит простое объяснение и в рамках БТР. Более того, объяснение это было предложено Ритцем задолго до Эйнштейна [107],— ещё в 1908 г. Согласно Ритцу, поворот орбиты Меркурия вполне объясним классически. Известно, что Меркурий движется вокруг Солнца S с огромной скоростью (v порядка 50 км/с). Если сила тяготения имеет, по предположению Ритца, электрическую природу и распространяется со скоростью света, то движение Меркурия меняет величину этой силы, так же, как в случае электрического воздействия (§ 1.7). Из-за малого изменения силы притяжения Солнца, движение Меркурия слегка искажается, что и приводит, согласно Ритцу, к медленному смещению перигелия P. Если в покое сила тяготения равна F, то для движущейся со скоростью v планеты (Рис. 53), она вырастет пропорционально квадрату скорости встречных реонов: F'=F(c'/c)2=F(1+v^2/c^2). Квадрат скорости Меркурия легко выразить через радиус его орбиты r, массу Солнца M и гравитационную постоянную G: v^2=GM/r, откуда F'= F(1+GM/rc^2). То же выражение (для случая GM/rc^2 малого в сравнении с единицей) получил и Эйнштейн [26; 66, с. 87]. Именно из этого выражения следует правильная величина векового смещения.

Рис. 53. Изменение силы тяготения Солнца S за счёт движения Меркурия. Его скорость v, отнятая от скорости c, меняет скорость встречных реонов R.

Поскольку гравитация сводится, опять же, к движению реонов и ареонов, то гравитационная энергия, совсем как электромагнитная, есть кинетическая энергия движения этих частиц. Колеблющееся тело постепенно тормозится, расходуя свою кинетическую энергию на излучение гравитационных волн, подобно тому, как это происходит у колеблющегося или ускоренного заряда. Таким образом, мы можем наглядно представлять и рассчитывать не только энергию электрического, но и энергию гравитационного поля. Существование гравитационного трения было подтверждено и наблюдениями [26]. Указав на применимость законов электродинамики к гравитации, именно Ритц и Цёлльнер первыми предсказали гравитационный аналог магнитного поля, гравитационные волны и трение. В самом деле, подобно тому, как вращающийся электрон излучает электромагнитные волны, — периодически меняющееся электрическое воздействие, так же и планета или другое космическое тело, летящее по круговой или эллиптической орбите, должно создавать периодично меняющееся гравитационное воздействие, — гравитационные волны, теряя при этом свою энергию. И совсем как вращающийся заряд создаёт магнитное воздействие (называемое ещё вихревым), так же и крутящаяся масса, за счёт изменения силы тяготения при движении, создаёт небольшую добавку к гравитационному воздействию. Эта добавка обусловлена вихревым гравитационным полем. Порой его ещё называют "торсионным полем вращающегося тела", но это — всё то же ненужное приумножение сущностей, против которого предостерегал Оккам. Все воздействия: магнитные, гравитационные, вихревые гравитационные — это лишь частные проявления электрического, действующего вдоль прямых линий (§ 3.16).

Вообще же, об электромагнитной природе гравитации догадывались уже очень давно, начиная ещё с учёных античности: Демокрита, Эпикура и Лукреция, считавших, что все воздействия (световые, электрические, магнитные и гравитационные) передаются посредством ударов источаемых телами частиц. Эту точку зрения развивали и учёные эпохи Возрождения: Леонардо да Винчи, Джордано Бруно, Галилео Галилей и Пьер Гассенди, возродившие античную науку с демокритовой теорией света и атомов. Так же и Кеплер, предположив у планет силу тяготения и закон изменения её, считал эту силу электромагнитной природы, говоря такие слова: "Гравитацию я определяю как силу, подобную магнетизму — взаимному притяжению. Сила притяжения тем больше, чем оба тела ближе одно к другому". Наконец, ещё в XIX в. И. Цёлльнер и, независимо от него, П. Гербер предложили для объяснения векового смещения перигелия Меркурия учесть, что гравитация распространяется не мгновенно, и потому сила тяготения зависит от скорости по закону, аналогичному закону Вебера для электрической силы [106, 107]. Именно Цёлльнер выдвинул гипотезу, объясняющую гравитацию, как не скомпенсированную разницу сил притяжения и отталкивания элементарных зарядов, составляющих тело. А уже в 1908 г. Вальтер Ритц обосновал эти идеи с позиций своей баллистической теории и нашёл строгую формулу (найденную спустя семь лет Эйнштейном) для описания смещения перигелия Меркурия, которая соответствовала наблюдениям (Визгин В.П. Релятивистская теория тяготения. М.: Наука, 1981). Более того, Ритц на основе этой формулы, опять же задолго до Эйнштейна, предсказал вековые смещения перигелиев для других планет, — Земли и Венеры, впоследствии подтверждённые измерениями [107].

И снова несомненное преимущество БТР перед теорией относительности состояло в том, что все эти эффекты были объяснены без привлечения дополнительных абсурдных постулатов об эквивалентности гравитационной и инертной массы или об искривлении пространства тяготеющими телами, но, исключительно, — как прямые следствия исходной механической модели взаимодействия зарядов, посредством обмена частицами. Так что, объяснение смещения перигелия Меркурия с позиций теории относительности, мало того, что не единственно возможное, но, даже, — не первое, не второе и, при том, — не самое последовательное или естественное. В самом деле, если объяснять гравитационные силы искривлением пространства, то как объяснить все другие силы: неужели тоже искривлением пространства? Почему гравитационное воздействие должно быть выделено по сравнению, например, с электрическим, которое подчиняется тем же законам? Не случайно, как признался сам Эйнштейн, он до конца жизни так и не смог объяснить природу отталкивания двух электронов [58, с. 144], в отличие от Ритца.

Кроме всего прочего, Ритц устранил основной порок ньютоновской теории тяготения, показав, что и здесь нет дальнодействия. Гравитацию переносит материальный посредник (реоны) с конечной скоростью, равной скорости света. Именно эта задержка ведёт к изменению гравитационных сил при движении: вместо гравистатики работает гравидинамика, которая, как показали Цёлльнер, Гербер и Ритц — задолго до Эйнштейна, объясняет вековое смещение перигелия Меркурия [106]. Итак, Ритц единым образом, на базе одной простой модели и без всяких абстрактных гипотез объяснил все электрические, электродинамические, релятивистские и гравитационные эффекты, для чего в современной физике нужны четыре теории — КЭД, электродинамика, СТО, ОТО, каждая — с ворохом надуманных неестественных гипотез и постулатов. А, поскольку все их приняли без должных оснований, только на основании слепой веры, отбросив строгие и логичные теории Ньютона, Ампера, Вебера, Гаусса, то кванторелятивистская физика вообще утрачивает всякое доверие. Однако, когда учёные наконец откроют гравитационные волны, нам это станут преподносить как триумф теории относительности, хотя такие волны задолго до Эйнштейна предсказывали многие физики, включая Ритца, чётко заявившего об аналогии электродинамики и гравидинамики, а также о равенстве скоростей распространения гравитации и света.

§ 2.4 Природа красного смещения и закон Хаббла

Обыкновенно смещение спектральных линий рассматривается как следствие движения светила по лучу зрения. Но, вообще говоря, могут существовать и другие причины такого смещения, и мы можем рассматривать всякое смещение линий как следствие двух причин: 1) скорости движения (принцип Доплера) и 2) как следствие неизвестного фактора… Отсюда получается общее выражение для смещения спектральных линий: Δλ=Δ1λ+f(r)Δ2λ, где f(r) — пока неизвестная функция расстояния. Итак расстояние светящегося источника оказывает какое-то влияние на световую волну, увеличивая её длину; иными словами, на расстоянии утрачивается некоторое число колебаний.

А.А. Белопольский, "Новые исследования спиральных туманностей" [17, с. 271]

Рис. 54. Аристарх Аполлонович Белопольский (1854–1934) и основная тема его исследований: спектральный анализ движения звёзд.

Два рассмотренных приложения общей теории относительности к Космосу — это ничто в сравнении с тем, что она сотворила с нашим представлением о Вселенной. Именно теория относительности привела учёных к мысли, что наша Вселенная нестационарна, непостоянна, а, однажды лопнув, взорвавшись, — раздувается, словно мыльный пузырь, что, якобы, подтверждают и красные смещения в спектрах галактик. Именно раздуванием Вселенной Эйнштейн, Фридман, Де Ситтер и другие сторонники теории относительности объясняли открытые Хабблом красные смещения в спектрах галактик, растущие с их удалённостью. Напомним, что в XX веке астрономы выявили у света далёких галактик, разложенного в спектр, странную особенность: все спектральные линии были сдвинуты к красному концу спектра: длина волны λ испущенного света получалась увеличенной до λ'. Причём, этот сдвиг z=(λ'-λ)/λ, названный "красным смещением", был тем больше, чем дальше от нас находилась соответствующая галактика. "Покраснение" света, то есть, — уменьшение его видимой частоты f΄=c/λ' в сравнении с действительной f=c/λ, даётся законом Хаббла f΄/f=1–LH/c, или λ'/λ=1+LH/c, то есть z=LH/c, где L — расстояние до галактики, H — постоянная Хаббла, равная примерно 55 (км/с)/Мпк, а c — скорость света [142]. К этому времени нашим замечательным астрофизиком А. Белопольским (Рис. 54) была уже экспериментально доказана применимость эффекта Доплера к свету, в том числе к звёздному. Как показал Белопольский, движение звёзд с лучевой скоростью v смещает их спектральные линии, снижая частоту f их излучения до значения f΄, в согласии с формулой Доплера f΄/f=1–v/c (Рис. 55). Поэтому некоторые сочли, что красное смещение является доплеровским и вызвано разлётом галактик со скоростью v=LH. По их мнению, значение H показывает, что скорость удаления галактик растёт на 55 км/с на каждый мегапарсек (Мпк).

Рис. 55. Изучение спектров звёзд с помощью спектрографа, разлагающего свет в радужную полоску с тёмными линиями поглощения. По смещению спектральных линий находят скорости объектов.

Правда, многие не согласились с таким объяснением смещения. Кстати, и сам Хаббл, как замечательный астроном-наблюдатель, открыв одноимённый закон, говорил в нём исходно не о разбегании галактик со скоростью, нарастающей по мере удаления, а лишь о пропорциональности красного смещения расстоянию до галактик z=LH/c. Но потом, без всякого основания и вопреки мнению самого Хаббла, его закон стали формулировать в виде v=LH [151]. Однако, из такой доплеровской трактовки красного смещения было неясно, чем вызван разлёт галактик и пропорциональность их скоростей расстоянию. Поэтому, возникло и альтернативное объяснение красного смещения, предложенное в 1929 г. всё тем же Аристархом Аполлоновичем Белопольским. Он предположил, что сдвиг частоты (красное смещение) вызван не доплер-эффектом от гипотетического разбегания галактик (расширения Вселенной), а — предполагаемым эффектом постепенного старения света, теряющего по мере движения энергию [87]. Тогда, чем дальше находится галактика, и чем дольше до нас добирался её свет, тем меньше его энергия и частота f (или ν), и — больше красное смещение [17]. Эту гипотезу в 1929 г. поддержал и сам Хаббл (за что подвергся критике и, несмотря на свои выдающиеся открытия, был лишён Нобелевской премии), который был коллегой Белопольского и тоже отрицал Большой взрыв с разбеганием галактик.

Так же считал и Циолковский: "Если они [галактики] и двигаются, то неправильно, в самых разнообразных направлениях и с обыкновенными астрономическими скоростями — в десятки и сотни километров. Как же это примирить с несомненным указанием спектральных линий? Их перемещение указывает на увеличение длины световых волн, идущих от далёких, почти невидимых солнц. Но отчего может происходить это увеличение? Оно может происходить не только от движения небесных тел, но также и от других причин". В качестве вероятной причины этого эффекта Циолковский видел непостоянство скорости света [159, с. 286]. Однако вскоре эта теория, поначалу встретившая активную поддержку со стороны многих учёных (включая самого Хаббла), была забыта, частью под давлением физиков-релятивистов, отрицавших переменность скорости света и веривших в расширение Вселенной и Большого Взрыва, а частью из-за скорой смерти главных защитников теории старения света. Так, Белопольский умер в 1934 г., а Циолковский — в 1935 г., сразу после издания в том же году его работы "Библия и научные тенденции запада", где отец космонавтики и ракетостроения критиковал теорию расширения Вселенной, Большого Взрыва и отстаивал гипотезу старения света — удлинения световых волн за счёт изменения скорости света.

Рис. 56. Красное смещение в спектрах галактик как результат вращения их ядер и старения света.

И, хотя поборники теории относительности с этой гипотезой расправились, вынудив её уйти в подполье, благодаря БТР, она снова обретает мощную огневую поддержку и вступает в строй. Действительно, а что, если красное смещение связано не с эффектом Доплера, а с упоминавшимся эффектом Ритца (§ 1.10)? Ведь ритц-эффект f΄/f=1-Lar/c^2, в отличие от доплеровского, как раз даёт зависимость от расстояния L, как в законе Хаббла f΄/f=1-LH/c и в гипотезе старения света. То есть, при одном и том же ускорении ar галактик их красное смещение получалось бы тем больше, чем они дальше. Причём, очевидно, это ускорение должно быть направленно от нас (лучевое ускорение положительно) и иметь значение ar=cH. Тогда формула Ритца автоматически перейдёт в закон Хаббла (Рис. 56). Точно так же и для длины волны света, если скорость света c не постоянна, а, вопреки Эйнштейну, зависит от скорости источника света — по классическому закону сложения скоростей, то вращение галактик приведёт к постепенному нарастанию длины волны λ света, пропорционально пройденному светом пути L. Ведь ускорение ar звёзд постепенно меняет их лучевую скорость. Соответственно, скорость испущенного ими света будет в каждый последующий момент времени меньше, чем в предыдущий, на величину убавки скорости звёзд. Поэтому, волновые фронты, испущенные в разные моменты и имеющие разные скорости, будут всё более расходиться, наращивая, по эффекту Ритца, длину волны λ'=λ(1+Lar/c^2), что при условии ar=cH опять же переходит в хаббловский закон красного смещения λ'=λ(1+LH/c).

На первый взгляд, лучше ничуть не стало: просто вместо скоростей у галактик объявились ускорения, а "расползание" Вселенной как будто осталось. Но на деле "вселенский разброд" исчез: для создания красного смещения галактикам не надо удаляться от Земли, а достаточно вращаться на месте. Действительно, присмотримся к какой-нибудь галактике поближе: она состоит из миллиардов звёзд, обращающихся вокруг галактического центра O, как было открыто всё тем же Хабблом и задолго до него предсказано Демокритом в его концепции космических вихрей [31]. А, где есть вращение, там всегда и центростремительное ускорение a= v^2/r (где v — окружная скорость на расстоянии r от центра), направленное в видимой нам части галактик как раз от нас (Рис. 57). Итак, если красное смещение вызвано эффектом Ритца, то создаёт его не разлёт галактик, а их вращение, причём вращательное ускорение a=v^2/r должно равняться cH.

Рис. 57. Вращение галактики.

Выходит, по БТР, постоянная Хаббла должна иметь значение H=v^2/rc. Проверим это. Не будем проводить статистический анализ данных о вращении галактик, а воспользуемся обычным в астрономии приближением, положив, что в среднем параметры большинства галактик сходны. Поэтому, значения v и r, известные для нашей Галактики, будем считать обычными и для всех других галактик. Самая яркая часть Галактики, её ядро, имеет радиус r= 2000 пк=0,002 Мпк, скорость v на этом расстоянии — около 180 км/с [142, с. 91], скорость света c=300000 км/с. Подставляя всё в формулу H=v^2/rc, имеем H=54 (км/с)/Мпк, что лежит близко к принятому значению постоянной Хаббла H=55 (км/с)/Мпк [142, с. 83]. Значения H, рассчитанные для других v и r, приведены ниже (Таблица 1). Все они лежат в пределах допускавшихся значений постоянной Хаббла.

Так, может, и впрямь ни к чему считать, что галактики разбегаются? Ведь закон красного смещения оказывается естественным и даже необходимым следствием баллистического принципа, а не вымышленного расширения, как считалось прежде. Но значительно важней другое: впервые найдена формула H=v^2/rc, задающая постоянную Хаббла через известные параметры галактик и дающая значения, очень близкие к наблюдаемым. Эта немудрёная формула была выведена автором в 2003 г. и впервые приведена в статье [117], направленной в печать спустя два года и показавшей, что красное смещение естественно следует из гипотезы Белопольского и эффекта Ритца.

Понятно, почему смещение именно красное, а не синее: нам всегда видна ближняя часть ядер галактик, а ускорение там направленно от нас. Обратной стороны ядра, где ускорение направлено к нам (и смещение синее), мы не видим из-за непрозрачной сердцевины ядра, заполненной межзвёздными облаками газа и пыли (даже сквозь ядро нашей Галактики в оптическом диапазоне ничего не видно). Потому, синего смещения мы и не наблюдаем, хотя оно существует. А, поскольку ядра галактик обычно сферичны и ускорение в любой их точке (даже на полюсах ядра) направлено к центру тяготения, то, независимо от наклона галактики к лучу зрения, ускорение в ближайшей к нам (и потому наиболее яркой, не затемнённой) части ядра будет всегда направлено от нас. Так что, красное смещение галактик почти не зависит от их наклона, будучи одинаковым для галактик видимых "с ребра" и "в плане", со стороны галактического полюса.

Итак, БТР по-своему подтверждает гипотезу старения света и снимает все возражения против неё. Так, полагали, что при старении света величина f΄/f зависела бы не только от расстояния, но и от частоты f. Кроме того, наблюдения удалённых галактик показали, что пропорционально частоте в них изменена и длительность процессов. Старение же света, как считали, должно менять лишь частоту, не затрагивая масштаба времени T΄/T. На самом же деле, ритц-эффект, как следует из его формулы, должен проявляться совершенно аналогично доплеровскому, — одинаково на всех частотах, и — с соответствующим преобразованием масштаба времени T΄=T(1+Lar/c^2). А, потому, логичнее считать, что красное смещение вызвано вовсе не безумной гонкой галактик, а лишь плавным их кружением в классическом "вальсе" (Рис. 58).

Рис. 58. Красное смещение в спектрах ядер далёких галактик как следствие вызванного их вращательным ускорением эффекта Ритца.

Если нет "разбегания", то закон Хаббла будет верен лишь в отношении галактик, да и то не всех. К другим объектам Вселенной он не применим, или, по крайней мере, для разных их типов должны приниматься свои значения H=v^2/rc: ведь размеры и вращение у разных групп объектов существенно разнятся. Хотя, в среднем ускорения в разных галактиках близки, они, всё же, не совпадают, отчего величина H=a/c для них различна, и астрономы пользуются среднестатистическим значением H. Видимо, именно в этом причина колебаний учёных в выборе постоянной Хаббла: разные оценки дают сильно несхожие её значения. И до сих пор можно считать, что H заключено где-то между 50 и 100 км/с/Мпк. А принятое ныне в астрономии значение H=75 км/с/Мпк — это, по большей части, результат договорённости, а не точного измерения. Если учесть всё это, эффект Ритца позволит решить многие парадоксы и несоответствия красного смещения, например, — различные красные смещения для одинаково удалённых объектов. Так, Гальтоном Арпом было выявлено множество парных, физически связанных галактик (аналогичных двойным звёздам), компоненты которых должны находиться на одинаковом удалении от нас и иметь по закону Хаббла одинаковые красные смещения, которые на деле сильно разнятся [52, 87, 155]. Современная космология объяснить этого не может, тогда как с позиций эффекта Ритца этого и следовало ожидать: красные смещения зависят не только от удалённости L, но и от типа объекта, от его вращательного ускорения ar.

Столь же просто эффект Ритца объясняет и другие парадоксы красного смещения. Впрочем, были возражения и против трактовки красного смещения с позиций эффекта Ритца. Так, звёзды обращаются не только вокруг центра галактики, но и вокруг своей оси и по орбитам, обладая при этом ускорениями много большими галактических. Соответственно больше вышли бы и красные смещения, и постоянная Хаббла. Но надо учесть, что все галактики погружены в облака очень разреженного межзвёздного газа, крутящиеся вместе с галактиками. Переизлучение света газом и приводит к тому, что существенным (влияющим на скорость идущего к нам света) оказывается только общее движение звёзд вместе с галактикой, тогда как их индивидуальные скорости, переданные свету, гасятся, нивелируются газом и становятся несущественны.

Впрочем, судя по всему, остаются ничтожные следы этих скоростей. Ведь гашение никогда не бывает полным, абсолютным, оно лишь затушёвывает, ослабляет влияние скорости источника на скорость света в очень большое, но всё же конечное число раз b. Возможно, в этом причина эффекта аналогичного покраснению спектров далёких галактик, но обнаруженного уже у звёзд внутри нашей Галактики. Это явление открыто всё тем же А. Белопольским и проассоциировано им с красным смещением галактик [17, с. 268]. Белопольский обнаружил, что звёзды нашей Галактики также имеют тенденцию к сдвигу спектральных линий в красную сторону, тем более сильному, чем дальше от нас эти звёзды расположены. То есть, имеет место тоже своего рода закон красного смещения, но с заметно большей постоянной Хаббла, превышающей известную примерно в 50 раз. Это связано с тем, что ускорения звёзд, как говорилось, заметно больше галактических. Если ускорение ar, вызванное вращением звёзд вокруг центров галактик, составляет порядка 10-9 м/с^2, то ускорение, обусловленное собственным вращением звёзд и движением их атомов в поле тяготения звезды, уже порядка 1 м/с^2, то есть на 9 порядков больше.

Как говорилось, заметная часть этих движений, переданных свету, гасится атмосферами звёзд и межзвёздной средой, а, потому, отличие коэффициентов в законах красного смещения для звёзд и галактик составляет лишь два порядка. Поэтому, если свет движется в среде, в эффекте Ритца надо учесть коэффициент b гашения средой отклонений от скорости света. Тогда формула Ритца запишется уже в виде f΄/f=1-La/bc^2, где коэффициент b порой тоже содержит зависимость от L, как показал Фокс, — экспоненциальную. Поэтому влияние индивидуальных движений и удалённостей звёзд на их красное смещение, по эффекту Ритца, можно обнаружить лишь внутри нашей Галактики, да и то — в сильно ослабленном виде. Это ослабление надо учитывать и в других проявлениях эффекта Ритца для звёзд (скажем, при объяснении переменных звёзд, цефеид, где эффект Ритца часто проявляется в гораздо меньшей степени, чем следовало бы ожидать, § 2.12). Лишь когда свет покинул мало-мальски плотные слои межзвёздного газа и распространяется в почти идеальном вакууме межгалактического пространства, становится справедлива исходная формула Ритца f΄/f=1-La/c^2, и красное смещение растёт, в согласии с законом Хаббла.

Таким образом, за счёт переизлучения галактическими облаками газа, в других галактиках мы наблюдаем явления (движения звёзд, вспышки цефеид, сверхновых) в том же виде, как если б они происходили в нашей, с той только разницей, что все спектры смещены в красную сторону, за счёт общего, галактического движения звёзд. Так же, и в звёздных атмосферах беспорядочные движения отдельных атомов оказываются несущественны (§ 2.9). Атмосфера звезды сглаживает различия в скорости света, испущенного разными излучателями. Во всех случаях существенно только общее движение источников света. Связано это с тем, что свет, проходя через газовые среды и атмосферы, постепенно переизлучается, рассеивается их атомами со скоростью равной c уже относительно среды. Скорость света от подвижного источника постепенно приводится средой к скорости c относительно среды (§ 1.13). Как показал Дж. Фокс в 1965 г., происходит это тем эффективней, чем плотней среда и чем толще пройденный светом слой вещества [2]. И, хотя межзвёздный газ в галактиках крайне разрежен, огромная протяжённость галактик и облаков газа всё же приводит скорость света к c. Для электромагнитных волн разного диапазона толщина переизлучающего слоя различна. Вероятно, именно в этом причина различий красных смещений, найденных для одной и той же галактики в оптическом и радиодиапазоне, что невозможно, исходя из трактовки красного смещения по теории разбегания галактик от расширения Вселенной [87].

Рис. 59. Вращение галактики создаёт ускорение звёзд a, направленное вдоль луча зрения r, приводя по эффекту Ритца к покраснению света.

Наличием газовых атмосфер, окружающих галактики, можно объяснить и то, что эффект Ритца не приводит к заметному уширению спектральных линий далёких галактик. А ведь ритц-эффект сдвига частоты пропорционален лучевому ускорению, и, если рассмотреть яркое сферическое ядро галактики, то по центру лучевая составляющая центростремительного ускорения будет максимальной, а на краях — нулевой (Рис. 59). Соответственно, одни звёзды дадут сильный сдвиг в красную сторону, другие — почти нулевой, а третьи — промежуточный. Это вело бы к сильному размыву, уширению спектральных линий, отсутствующему у галактик. Но вспомним, что индивидуальные движения звёзд в галактиках мало влияют на скорость идущего от них света: свет переизлучается облаками газа, кружащими возле галактик, и именно относительно газа имеет скорость c, а, значит, именно его ускорение даёт сдвиг частоты по эффекту Ритца. Если же учесть, что радиус R таких облаков в несколько раз превосходит радиус r ядер галактик, то в той части облака, на которую проецируется изображение галактики и её ядра (на Рис. 60 заштрихована), разница лучевых ускорений окажется ничтожна, а, значит, почти совпадут и красные сдвиги. Если отношение радиусов R/r=n, то относительная разница лучевых ускорений составит 1/2n^2. При отношении n=3 разница лучевых ускорений составит лишь 6 % от их величины, а при n=10 — вообще 0,5 %. Соответственно, и уширение линий — ничтожно. Даже для галактик, убегающих от нас, как считают, со скоростью в с/5= 60000 км/с, это уширение линий на 0,5 % будет соответствовать разбросу скоростей звёзд в 300 км/с, что сравнимо с реально наблюдаемым доплеровским уширением линий от обращения звёзд. А для галактик не столь отдалённых это уширение окажется и вовсе незаметным.

Рис. 60. Переизлучение вращающимся облаком газа света ядер даёт сдвиг линий без их уширения.

Присутствием газовых облаков, объемлющих галактики и кружащих вместе с ними, легко объяснить также и то, почему смещение именно красное и не зависит от наклона галактики к лучу зрения. Свет от галактики идёт и переизлучается через центральную, ближнюю к нам часть облака, в которой ускорения направлены строго от нас, что и ведёт к снижению частоты света. Облака газа простираются от галактик довольно далеко, но они всё более разрежаются, и потому реально переизлучать способна лишь ближняя часть облака некого радиуса R. То есть, переизлучение идёт с поверхности сферы, вне которой плотностью облака можно условно пренебречь.

Впрочем, следы неравных ускорений звёзд всё же остаются. Так, у иных галактик некоторые линии излучения и поглощения дают разные красные смещения, не объяснённые космологией [87]. Объяснить их можно наличием просветов в межзвёздных облаках и тем, что части галактик и их спутники лежат вне облака, а ритц-эффект вызван их собственными ускорениями. Заметим, что облака газа влияют на сдвиг частот лишь от эффекта Ритца, но не Доплера, поскольку доплер-эффект зависит только от лучевой скорости источника, и переизлучение не меняет сдвига частоты. А ритц-эффект зависит как от лучевого ускорения ar, так и от удалённости L. Это проявляется и при поглощении света. Так, если линию поглощения даёт не галактика, а облако газа где-то на пути к ней, то красное смещение линии будет пропорционально расстоянию до облака, ибо только с этого расстояния начнёт расти сдвиг линии поглощения. Такие линии поглощения межгалактического газа с промежуточными смещениями действительно найдены. Также, межгалактический газ, несмотря на разреженность, может частично гасить изменения в скорости света, снижая найденную для сверхдальних галактик постоянную Хаббла. Такой эффект, поставивший в тупик космологию, действительно выявлен. Но космологи не придумали ничего лучшего для его объяснения, кроме как счесть Вселенную не просто расширяющейся, а ещё и ускоренно, — за счёт выдуманной ими тёмной энергии.

Примечательно, что открытый Ритцем эффект уже в 1908 г. позволял предсказать существование и величину красного смещения в космосе задолго до того, как оно было открыто Хабблом. Значит, правы оказались как раз Белопольский и Циолковский, а не армии астрономов-теоретиков. Вообще, удивительно, что многие до сих пор игнорируют научные идеи Циолковского, хотя именно он проложил путь в Космос, заложил фундамент космонавтики и ракетной техники. Развитые Циолковским оригинальные мысли о строении материи, света, иерархии и развитии Космоса [159], до сих пор отвергают и замалчивают, ввиду их расхождения с принятой моделью мира. И, всё же, именно они, как видим, находят ныне подтверждение на базе космических наблюдений последних лет и баллистической теории. Взгляды Циолковского интересны уже потому, что в реальном, практическом плане он сделал для человечества неизмеримо больше, чем армии теоретиков, придумавших абстрактную модель мира.

Точно так же, и Белопольский, больше чем кто-либо другой сделавший для практического развития спектроскопических методов исследований в астрономии, совершивший огромное число важных астрономических открытий, не был понят современниками и многие его астрофизические теории, в том числе в отношении красного смещения и цефеид (§ 2.12), были незаслуженно отвергнуты и забыты. Лишь сейчас, спустя почти век, эти идеи постепенно обретают признание, находя строгое обоснование на базе БТР. Эти забытые идеи Белопольского получают новую жизнь, если принять открытый Ритцем эффект и принцип сложения скорости света и источника. Подобно своему древнегреческому тёзке, Аристарху Самосскому, понявшему, что Земля обращается вокруг Солнца (а не наоборот), Аристарх Аполлонович Белопольский на основе наблюдений пришёл к своему, сильно отличному от общепринятого видению космоса, так же нашедшему обоснование лишь много позднее. Если Аристарх Самосский остановил безумную гонку звёзд с немыслимыми скоростями относительно наблюдателя, приписав их видимое движение кинематическому эффекту от вращения Земли, то Аристарх Белопольский остановил безумный бег галактик, так же объяснив их кажущееся движение кинематическим эффектом (удлинением световых волн от эффекта Ритца, ввиду вращения и принципа относительности). Это характеризует Белопольского как гениального провидца и пионера астрофизики, сумевшего в своё время увидеть не только большое значение спектральных методов в астрономии, но и замечательное будущее этой науки. Так же и Ритц, открыв одноимённый эффект, по сути, предсказал пропорциональное расстоянию красное смещение далёких космических объектов задолго до того, как оно было открыто Э. Хабблом. Но светлые мысли этих учёных (Белопольского, Ритца, Хаббла), подобно их предтечам (Аристарху, Бруно, Галилею), подверглись гонениям со стороны официальной науки и церкви, стремящихся продлить власть мракобесия.

§ 2.5 Реликтовое излучение и абсурд Большого взрыва

Обратимся к нелепым предположениям о непрерывно расширяющейся Вселенной, которые так же хотят незаметно или заметно использовать для защиты библейских сказаний.

К.Э. Циолковский, "Библия и научные тенденции запада" [159]

Теория расширяющейся Вселенной не только сложна и надуманна, но и противоречит многим наблюдательным данным, а, главное, приводит к абсурдному выводу об ограниченности мира в пространстве и времени. Ведь если Вселенная расширяется, то по скорости "расширения", найденной из постоянной Хаббла, легко рассчитать, когда оно началось: когда мир был собран в одной точке. Именно так возникла теория Большого взрыва, якобы случившегося 20 миллиардов лет назад, положив начало нашему миру. Вся космология ныне опирается на гипотезу Большого взрыва, с которого будто началось расширение некогда лопнувшей Вселенной, ныне раздувающейся, словно мыльный пузырь. Как заметил Циолковский в своей статье "Библия и научные тенденции запада" [159, с. 284], эта теория возвращает нас к тёмным суевериям о начале мира и акте его творения из ничего (из сингулярности), возвращает к Вселенной, ограниченной, как у идеалиста Аристотеля, хрустальной сферой [105, с. 91]. Не случайно Дж. Гамов, развивая и пропагандируя теорию Большого Взрыва, использовал в своих работах терминологию Аристотеля. Другой сторонник теории расширяющейся Вселенной и Большого Взрыва — А. Эддингтон, тоже пытался развить в рамках науки нематериалистические идеи, за что был раскритикован С.И. Вавиловым, который, как истинный материалист, был против теории Большого Взрыва [29, сс. 20, 76]. Всё это лишний раз свидетельствует о ложности, ненаучности теории Большого взрыва и расширяющейся Вселенной. Недаром говорят, что из гипотезы Большого взрыва выглядывают уши Ватикана, — ведь и предложил впервые эту теорию священник Леметр. И, не случайно, обоснование эта теория нашла в теории относительности, столь же абстрактной и ненаучной, как религия. Поэтому остро необходима новая материалистическая космология, объясняющая все факты на базе классической физики и БТР.

И такое объяснение вполне возможно. Не только красное смещение в спектрах галактик, но и, скажем, реликтовое излучение, часто приводимое в подтверждение гипотезы Большого взрыва, можно легко истолковать с классических позиций. Ведь что такое реликтовое излучение? Это просто микроволновое фоновое излучение космического пространства, имеющее спектр, в точности подобный спектру излучения чёрного тела с температурой в 2,7 кельвина. Космологи считают это излучение доказательством того, что Вселенная была некогда сжата и сильно нагрета, но в ходе расширения стала остывать и к текущему моменту охладилась как раз до тех самых 3 К, — жалких следов некогда горячей Вселенной. Но существование фонового излучения вполне можно было предсказать без гипотезы Большого взрыва. Ведь космическое пространство наполнено крайне разреженным межзвёздным газом. Что же странного в том, что этот газ, испокон веков нагреваемый идущим сквозь него излучением звёзд, обладает теперь некоторой равновесной температурой в те самые 3 К, на которых теперь и излучает поглощаемое тепло, как все нагретые тела?

Космологи особенно упирают на то, что температура этого излучения во всех направлениях с большой точностью одинакова и равна именно 2,7 К, имея лишь незначительные флуктуации, что якобы возможно лишь в случае, если прежде Вселенная была собрана в одной точке, а при расширении равномерно остыла. Но, с тем же основанием, они могли б удивляться тому, что одинакова (тоже с небольшими отклонениями) температура воздуха во всех точках одной комнаты, хотя из этого никто не делает вывода о том, что весь воздух комнаты был собран в одном баллоне. Равенство температур газа во всех точках Вселенной (или комнаты) — это естественное следствие того, что газ пребывает в термодинамическом равновесии: его температура выровнялась. Естественно и то, что галактики распределены во Вселенной в среднем — равномерно, как говорят: Вселенная однородна и изотропна. А, потому, в любой точке Вселенной газ получает и отдаёт в среднем одно и то же количество тепла.

Если фоновое излучение межзвёздного газа является равновесным, то легко рассчитать его температуру. Равновесие означает, что любой объём газа излучает ровно столько тепла, сколько получает его от звёзд и галактик. Если, как это принято в астрономии, считать излучающий объём газа абсолютно чёрным телом, то, по закону Стефана-Больцмана, он будет излучать в единицу времени с единицы поверхности энергию σT^4, где постоянная σ=5,67·10–8 Вт/м^2K^4, а T — температура газа, которую надо найти. Как было сказано, эта излучаемая энергия должна равняться энергии, поглощаемой газом, то есть энергии, приходящей в данный объём от всех звёзд, галактик, разбросанных по бескрайней Вселенной. Найдём эту энергию.

Известно, что типичная галактика излучает в среднем одну и ту же мощность W=10^37 Дж/с [142]. Если выделить в пространстве вокруг объёма газа сферический слой толщины d и радиуса r, то он будет содержать k4πr^2d галактик (где k — средняя концентрация галактик во Вселенной) и будет излучать полную мощность P=kW4πr^2d. Из всей этой мощности к шарику газа с поперечным сечением S будет приходить мощность

SP/4πr^2=SkWd (Рис. 61).

То есть мощность, поступающая в объём газа от сферического слоя, не зависит от радиуса слоя. Поэтому суммарную мощность излучения, поступающую к газу от всех слоёв, можно найти как SkWR, просто просуммировав толщину слоёв: положив d равным радиусу наблюдаемой Вселенной R=12×10^9 световых лет (примерно 12×10^25 м), то есть расстоянию до самого далёкого наблюдаемого объекта. Теперь осталось найти концентрацию k галактик: k=n/(4πR^3/3), где n=10^11 — число галактик в наблюдаемой части Вселенной, а 4πR^3/3 — её объём [142].

Рис. 61. Сферический объём газа, нагретый светом звёзд, излучает при равновесной температуре T.

В итоге найдём, что полная мощность, излучаемая сферическим объёмом газа, 4SσT^4, должна равняться мощности, им поглощаемой, — 3SWn/4πR^2. Откуда для равновесной температуры этого объёма газа найдём

T^4=3Wn/16σπR^2.

А после подстановки всех значений получим T=2,9 K, что очень близко к реальной температуре реликтового, или, правильней сказать, — фонового излучения: T=2,7 K. Итак, фоновое излучение — это обычное равновесное излучение межзвёздного газа, переизлучающего энергию, приходящую к нему в виде света от звёзд. И нет никакой надобности в принятии гипотезы Большого взрыва и расширяющейся Вселенной: красное смещение и реликтовое излучение не только оказываются необходимым следствием классических законов механики и термодинамики, но и дают точные значения постоянной Хаббла и температуры "реликтового" фона, находящиеся в полном согласии с наблюдаемыми.

Зато теория расширяющейся Вселенной не в силах предсказать величину постоянной Хаббла, а рассчитанная на основе гипотезы Большого взрыва температура реликтового фона отличалась от реальной в несколько раз, составляя 6–10 кельвинов. Порой сторонники теории относительности приписывают себе предсказание самого факта красного смещения галактик (модель расширяющейся Вселенной Фридмана) и реликтового фона (модель горячей Вселенной Гамова). Однако, ещё в XIX веке астрономы и физики-классики (в том числе Белопольский, Вернадский, Менделеев [99]) знали, что большинство туманностей-галактик обладает красным смещением, и утверждали, что космическому пространству, заполненному разреженной средой, свойственна некая крайне низкая температура. Выходит, нечего и заикаться о том, будто теория Большого взрыва первой предсказала эти эффекты, раз они естественно возникали в рамках классической концепции вечной и бесконечной Вселенной.

Надо лишь пояснить, что мы понимаем под наблюдаемой Вселенной и её радиусом R. Если Вселенная бесконечна, то она, разумеется, не может иметь ограниченного радиуса. Однако пропорциональные расстоянию красное смещение и поглощение межзвёздным газом приводят к тому, что мы практически не можем видеть объекты, удалённые на расстояние большее R: их излучение слишком ослаблено поглощением и смещением частоты в красную сторону (поэтому R можно также определить как расстояние L, на котором величина LH/c в хаббловском законе красного смещения f'/f=(1—LH/c) становится сравнима с единицей, приводя к заметному снижению частоты f и энергии света, т. е. R=c/H=3·10^5/75=4000 Mпк=12·10^25 м). Вот почему существенна лишь энергия, приходящая в данную точку из видимой части Вселенной. Так же решается известный парадокс Ольберса, по которому, если излучение, приходящее от сферического слоя, не зависит от его радиуса (как показано выше), то бесчисленное множество таких слоёв дало бы бесконечную яркость, и даже ночью любой участок неба сиял бы так же ярко, как солнце днём. Но, на деле, мы видим свет лишь наблюдаемой части Вселенной, свет же далёких её частей добирается к нам в сильно ослабленной форме.

Объясняет приведённая гипотеза и флуктуации, то есть, — небольшие неоднородности реликтового излучения: в некоторых направлениях его температура чуть выше, а в некоторых — чуть ниже среднего. Причина этого та же, что и у небольших колебаний температуры в разных точках комнаты: во всём её объёме температура в среднем одинакова, но вблизи ламп, осветительных и нагревательных приборов — чуть повышена. Так же и во Вселенной: в одних областях концентрация источников света (звёзд, галактик), в силу их случайного распределения, чуть выше средней, скопления галактик гуще и потому возле них межзвёздный газ нагрет сильнее. А там, где скопления галактик разреженны, — и температура чуть меньше. Впрочем, эти колебания невелики, поскольку при усреднении по большим масштабам распределение галактик, как нашли астрономы, весьма равномерное. И так же, как в комнате всегда имеется небольшой градиент температуры, скажем, — в направлении источников тепла, есть градиент температуры реликтового фона и во Вселенной: в одном направлении эта температура чуть выше, чем в обратном. Впрочем, такой направленный рост температуры реликтового фона может быть и кажущимся, вызванным смещением спектрального максимума за счёт эффекта Доплера при движении Земли и нашей Галактики относительно окружающего межзвёздного газа. Ведь все галактики обладают, подобно молекулам газа, различными случайно ориентированными скоростями, составляющими сотни километров в секунду. Не исключено, что скорости однотипных галактик, так же, как скорости однотипных молекул в равномерно нагретой комнате, подчинены максвелловскому распределению.

Таким образом, все особенности реликтового, а, правильней сказать, — микроволнового фона, естественно объяснимы вне гипотезы расширяющейся Вселенной, но в рамках классической космологии стационарной Вселенной. И пусть твердят сторонники теории Большого взрыва и расширяющейся Вселенной, что нет оснований для её пересмотра, вводя всё больше искусственных гипотез о тёмной энергии и массе, да только всем уже очевидна темнота самой теории, возвращающей, как подметил ещё Циолковский, к тёмным суевериям и геоцентризму [159, с. 285]. И, подобно системе мира Коперника, в своё время победившей систему мира Птолемея, новая, а, точней, — хорошо забытая старая космология Демокрита, Циолковского и Джордано Бруно, утверждающая беспредельность и вечность Вселенной, на каждом шагу бьёт нынешнюю тёмную космологию.

В целом же космология, основанная на гипотезе Большого взрыва и расширяющейся Вселенной, — насквозь искусственна, иррациональна и нефизична. Она отбрасывает назад к предрассудку об ограниченной в пространстве и времени Вселенной, против чего выступал ещё Демокрит и Джордано Бруно. Не зря и Циолковский писал: "Указание на пределы Вселенной так же странно, как если бы кто доказал, что она имеет в поперечнике один миллиметр. Сущность одна и та же. Не те же ли это шесть дней творения (только поднесённые в другом образе). Мы не знаем ограниченности во времени… Но раз время беспредельно, то как же может быть ограничено пространство!" [69, с. 187]. Обрастание теории расширения всё новыми беспочвенными гипотезами о тёмной массе и энергии, без которых она противоречит наблюдениям, доказывает её ошибочность. Не зря в 2004 г. журнал "New scientist" опубликовал открытое письмо, подписанное сотнями исследователей, разоблачающих махинации сторонников нынешней космологии, основанной на теории Большого взрыва и разбегания галактик [1]. В письме учёные призвали к поиску альтернативных объяснений красному смещению, из которых самое простое, естественное и точное дают БТР и эффект Ритца.

Теория же относительности, как и прежде, стоит на очень шатком фундаменте, ибо второй её постулат, абсолютизирующий движение света, остаётся лишь постулатом, гипотезой, притом иррациональной, противоречащей здравому смыслу и материалистическому духу науки. Об этом Циолковский пишет далее там же: "Второй вывод его (Эйнштейна): скорость не может превышать скорости света, т. е. 300 тыс. километров в секунду. Это те же шесть дней, якобы употреблённые на создание мира" [69, с.188]. И точно, реально нет оснований для ввода ограничений на скорость света, размеры и время существования Вселенной. Лишь ограниченный ум мог ввести такие ограничения, ввергающие науку во мрак средневекового обскурантизма. Но, самое страшное, что эти ограничения (световой барьер, квантовые запреты) — сковали умы, стали мысленным барьером на пути в космос и микромир. Не будь этих оков мысли, мы, возможно, не только давно бы разгадали многие тайны мироздания, но и освоили далёкие звёздные миры.

§ 2.6 Бесчисленное множество миров и бесконечность Вселенной

Открылась бездна звёзд полна;

Звездам числа нет, бездне дна.

М.В. Ломоносов [84]

Если мы хотим остаться в рамках здравого смысла и избежать уклонения науки в сторону религии, просто необходимо признать Вселенную бесконечной и вечной, наполненной бесчисленным множеством звёзд, материи. Некоторым трудно вообразить такую бесконечность мира вширь, вдаль и вглубь, поскольку все мы привыкли иметь дело с конечными, ограниченными объектами. Однако, в действительности, ещё трудней вообразить мир конечный, имеющий какие-то границы. Если Вселенная имела начало во времени, то сразу возникает вопрос, а что было до начала мира? Что привело к его созданию? И если не было вообще ничего, то что вообще могло дать толчок к рождению Вселенной? Таким образом, мы приходим к выводу, что было что-то и до момента создания нынешней Вселенной, а, значит, начало мира отодвигается ещё дальше в прошлое. И так до бесконечности!

Точно так же, — и с границами в пространстве. Если Вселенная конечна, имеет границы, то непонятно, что они собой представляют, и что лежит за ними. И даже если там нет вообще ничего, — одна пустота, — то её можно заполнить, тем самым расширив эти границы. Таким образом, и пространственные границы раздвигаются до бесконечности. Можно предположить, что, хотя пространство и бесконечно, его наполняет конечное количество звёзд, галактик, материи, собранных в конечном объёме Вселенной. Но это тоже маловероятно. Во-первых, если Вселенная существует неограниченное время, то и материя должна была распространиться бесконечно далеко. Во-вторых, ещё Ньютон приводил доказательство того, что количество материи Вселенной не может быть ограничено, конечно. Ведь тогда бы вся материя помещалась в ограниченном объёме, и существовала некая асимметрия, неравноправие разных точек и анизотропия пространства. Имелся бы чётко определённый центр тяготения, и, благодаря действующим силам гравитации, материя рано или поздно собралась бы в единую массу в этом центре [15].

Удивительно, но это доказательство приводилось ещё Лукрецием в поэме "О природе вещей", с которой был хорошо знаком Ньютон и по которой глубоко воспринял взгляды Демокрита. Именно этой поэме во многом обязаны своими успехами Ньютон и Ломоносов. Вот как Лукреций формулирует это доказательство [77]:

Кроме того, если всё необъятной Вселенной пространство

Замкнуто было б кругом и, имея предельные грани,

Было б конечным, давно уж материя вся под давленьем

Плотных начал основных отовсюду осела бы в кучу,

И не могло бы ничто под покровом небес созидаться.

Приводит Лукреций и такое рассуждение об однородности и изотропности Вселенной:

Нет никакого конца ни с одной стороны у вселенной,

Ибо иначе края непременно она бы имела;

Края ж не может иметь, очевидно, ничто, если только

Вне его нет ничего, что его отделяет, что б видно

Было, доколе следить за ним наше чувство способно.

Если ж должны мы признать, что нет ничего за вселенной,

Нет и краёв у неё и нет ни конца ни предела.

И безразлично, в какой ты находишься части вселенной:

Где бы ты ни был, везде с того места, что ты занимаешь

Всё бесконечной она остаётся во всех направленьях.

Итак, пространство и пустота бесконечны, но частично заполнены материей. При этом, материи должно быть бесконечно много и она должна заполнять всё пространство в среднем, с примерно постоянной плотностью. Материи, атомов, частиц во Вселенной бесконечное множество (но множество это счётное, если выражаться языком математической теории множеств). Кроме того, Вселенная в среднем однородна и изотропна. Не существует выделенных направлений и центров. Поэтому силы тяготения, действующие на точку со стороны лежащих в разных направлениях частей Вселенной, взаимно нейтрализуют друг друга. Поэтому, Вселенная пребывает в равновесном, стационарном состоянии, не расширяясь и не сжимаясь. Существуют лишь локальные области, где материя под действием сил тяготения собрана в звёзды, галактики, их скопления, в среднем равномерно рассеянные по пространству. Итак, ещё древние материалисты Демокрит и Лукреций считали Вселенную бесконечной, тогда как их извечный противник, Аристотель, считал беспредельное абсурдом.

Видим, насколько лаконичными и логичными рассуждениями древние авторы приходили к глубоким выводам о строении Вселенной, которые почему-то не по силам сделать многим современным учёным, считающим Вселенную ограниченной, конечной и замкнутой. Вроде бы, простое изящное рассуждение Лукреция, а ко сколь важным выводам оно приводит: 1) пространство Вселенной бесконечно; 2) содержит бесконечное количество материи; 3) Вселенная однородна — все точки её равноправны (отсутствует центр); 4) Вселенная изотропна (все направления равноправны). Именно так и должно получаться с позиций логики, здравого смысла. Современная же космология противоречит, по сути, каждому из этих выводов. Из гипотезы Большого Взрыва следует, что Вселенная имеет центр расширения (неоднородна), имеет избранные направления, скажем на тот же центр (анизотропна); имеет ограниченные размеры (конечна); содержит ограниченное количество материи, заключённой в этом конечном объёме. Поэтому современная космология ненаучна, в корне ошибочна, она создавалась неучами и мракобесами, похоже, вообще не знакомыми с произведением Лукреция и отвергавшими всё то, за что боролись учёные-материалисты, атомисты: Демокрит, Лукреций, Джордано Бруно, Ньютон, Ломоносов, Циолковский. Не случайно, Циолковский вместе с другими здравомыслящими физиками отрицал новую релятивистскую космологию, справедливо считал её имеющей больше отношения к религии, нежели к науке.

Такие учёные, как Де Ситтер, Фридман, Эйнштейн, Эддингтон, Леметр, Гамов [142, с. 82], приписывая Вселенной конечные размеры и способность расширяться, по сути, возвращают человечество к тёмным средним векам, к геоцентризму, когда, слепо следуя Аристотелю, Вселенную считали ограниченной сферой, имевшей центр (на месте Земли) и начало во времени. Даже сами создатели такой космологии не скрывают её связи с нематериалистическими библейскими сказаниями, с учением Аристотеля, во всём противостоящим разумному и рациональному учению Демокрита. Эта темнота в научных взглядах, возврат к мраку средневековой схоластики отражены даже в популярных "научных" терминах современной астрофизики и космологии: "чёрная дыра", "тёмная материя", "тёмная энергия".

Правда, учёные, с помощью той же теории относительности, нашли хитрый выход из ситуации. Решили, будто наша Вселенная, хоть и не бесконечна, но всё же безгранична. Наше трёхмерное пространство замкнуто само на себя, свёрнуто как бы в четырёхмерную сферу. И, подобно тому, как нет края у сферической Земли, так же нет края у Вселенной, замкнутой в сферу. Мы можем очень долго лететь на ракете вперёд, но в итоге вернёмся в ту точку, из которой вылетели, словно обойдя Вселенную по дуге большого круга. Точно так же, перемещаясь по поверхности ленты Мёбиуса или бутылки Клейна, мы никогда не попадём на другую сторону — это поверхности односторонние. Этот остроумный приём является, однако, всё же, — чисто формальным выходом. Пространство в принципе не может быть искривлено. Пространство, вакуум — это, по определению, пустота, ничто, оно нематериально, — не имеет свойств, а потому не подвластно воздействию, искривлению под действием тяготения или чего-либо иного. И до сих пор нет никаких оснований считать пространство искривлённым. А, пока кривизна пространства не доказана прямыми экспериментами, все рассуждения о таком искривлении это не более чем пустая игра ума. Поэтому, следуя принципу Оккама, гораздо проще и естественней считать наш мир, пространство, — бесконечным и евклидовым, пока никто строго не доказал обратного.

Впрочем, нам доступна лишь конечная часть этого мира. В частности, существует радиус наблюдаемой Вселенной, за пределами которого излучение звёзд и галактик сильно ослаблено эффектом красного смещения и поглощения света. Именно это, как было показано выше, позволяет решить известный парадокс Ольберса (§ 2.5). Кроме того, поскольку мы исследуем удалённые объекты на основании их излучения, переносимого по БТР реонами и ареонами, то существует некоторый радиус сферы R, в пределах которой электроны заслоняют от нас своими поперечниками всю небесную сферу, весь телесный угол 4π (§ 1.5). Таким образом, они экранируют весь поток приходящих из внешнего пространства этой сферы реонов, излучений. Однако, это не значит, что Вселенная конечна, и за пределами этой сферы ничего нет. Нам просто доступен определённый горизонт наблюдаемой Вселенной, в отличие от земного горизонта, никак не связанный с ограниченностью, замкнутостью, кривизной мира. Если мы переместимся в другую точку, нам откроются новые, неизведанные области пространства, которым по мере движения не будет конца, как отмечал ещё Э. Вихерт (§ 3.20).

По верному замечанию этого учёного, не раз упомянутого в труде Ритца [8], точно так же нет предела делимости материи. Когда люди обнаружили, что все тела состоят из атомов, возник вопрос: а из чего же состоят атомы, что удерживает их вместе? Оказалось, они составлены из электронов и ядер. Тогда возник вопрос: а из чего же состоят ядра, электроны (открытые тем же Вихертом и Томсоном), что удерживает их части вместе? БТР утверждает, что электроны состоят из реонов, которые испускаются электроном. Но тогда возникает новый вопрос, а из чего же состоят реоны, что вызывает их сцепление в электроне и выброс из них? Значит, есть что-то ещё меньшее. И так далее, до бесконечности. Поэтому, наш мир не может иметь ни начала, ни конца — во всех направлениях. Он бесконечен. Это чётко осознавали и утверждали все прогрессивные мыслители: Демокрит, Лукреций, Бруно, Кеплер, Ньютон, Ломоносов, Циолковский, Тесла. И лишь ограниченные учёные начинают придумывать такие границы, начала и концы мира. Но у Вселенной нет ни конца, ни края, и она содержит неограниченное количество материи. Это не только логичный, здравомысленный, но и оптимистичный вывод. Значит, нет предела познанию мира, не грозит нам кризис перенаселения и загрязнения Вселенной. Кроме того, как подробнее обоснуем в следующем разделе, Вселенная, помимо бесконечной протяжённости, имеет ещё и бесконечное время жизни. Так что наш мир — вечен!

§ 2.7 Стационарная и вечно молодая Вселенная или её тепловая смерть?

Есть такая теория, что Вселенная и время бесконечны, а, значит, теоретически возможно любое, даже самое невероятное, событие.

Из фильма "Трасса 60"

Выше было показано, как баллистическая теория позволяет дать простое и естественное объяснение красному смещению и реликтовому излучению. Кроме того, именно в рамках этой классической концепции удаётся теоретически рассчитать значения постоянной Хаббла и температуры реликтового излучения. Таким образом, видим, что Вселенную следует считать стационарной, существующей вечно и имеющей неограниченную протяжённость. Ограниченность Вселенной в пространстве и во времени, как справедливо заметил Циолковский, неизбежно приводит к религиозным, псевдонаучным моделям мира, типа гипотезы Большого взрыва. Но, как говорится, нет пророка в отечестве своём. И, даже в СССР, где ракетные заслуги Циолковского признавались и высоко ценились, на его физические и космологические взгляды не обращали внимания, предпочитая им абсурдную космологию и физику Эйнштейна. Модель вечной, стационарной Вселенной поддерживали многие прогрессивные учёные: Демокрит, И. Кеплер, Джордано Бруно, А. Белопольский, С. Аррениус. А в настоящее время поддержку и развитие теории стационарной Вселенной обычно связывают с именем известного американского астрофизика Фреда Хойла [67].

Однако теория Большого взрыва, при активной поддержке церкви и академических кругов, практически совершенно вытеснила теорию стационарной Вселенной. А, между тем, именно эта теория стабильного мироздания выглядит наиболее оптимистичной и рациональной, поскольку утверждает вечную жизнь и вечную молодость Вселенной, как образно выразился Циолковский. В самом деле, если принять теорию Большого взрыва, то выходит, что у нашего мира было рождение, начало во времени, а, значит, будет и конец света. Эта пессимистическая гипотеза получила название тепловой смерти Вселенной, — того же конца света от потухания звёзд и равномерного распределения тепла. Ибо, если энтропия мира только нарастает, то рано или поздно мир придёт в максимально усреднённое и разупорядоченное состояние с максимумом энтропии, когда вся энергия Вселенной, звёзд преобразуется, наконец, в тепло. Обратное же преобразование, как гласит второй закон термодинамики, невозможно. Это и есть тепловая смерть Вселенной, — библейский "конец света".

Реально же, всё могло бы завершиться тепловой смертью мира только в случае ограниченной в пространстве и времени Вселенной. Ведь второе начало термодинамики, как предполагают, выполняется лишь для замкнутых, ограниченных систем, к которым по теории относительности и Большого взрыва относится и наша Вселенная. Если же Вселенная безгранична, бесконечна в пространстве и времени, то её совсем не обязательно ждёт смерть, ибо для открытых систем закон увеличения энтропии, как предполагают, не выполняется. А потому наш мир должен жить вечно и, даже, более того, — не стареть со временем, а, точнее, стареть и параллельно омолаживаться. Именно в таком ключе Демокрит, Бруно и Циолковский понимали вечную молодость Вселенной. И их точка зрения нашла подтверждение в открытом В. Амбарцумяном факте рождения, образования свежих звёзд, идущего одновременно с неизбежным выгоранием и угасанием, отмиранием старых звёзд. А раз звёзды и галактики продолжают появляться, то глупо считать, что все они родились одновременно в едином акте творения и все однажды умрут. Другой факт, отвергающий рождение и тепловую смерть мира, — это открытие звёзд и скоплений, появившихся, судя по оценке их возраста, за многие миллиарды лет до расчётного момента Большого взрыва [87].

Чтобы пояснить антиэнтропийный механизм созидания звёзд, восстановления порядка из хаоса, рассмотрим известную иллюстрацию энтропийного разупорядочения. Возьмём два сообщающихся сосуда с водой, труба между которыми перекрыта краном. Растворим в правом сосуде щепоть медного купороса, который придаст раствору синий цвет. Затем откроем кран и будем наблюдать, как с течением времени постепенно синеет вода в левом сосуде за счёт диффузии в него атомов меди. В итоге, синяя окраска распределится равномерно по обоим сосудам. Это и есть процесс роста энтропии: система из организованно неоднородного, неравновесного состояния пришла в усреднённое, предельно беспорядочное, равновесное состояние. С точки зрения механики, ничто не запрещает системе вернуться в исходное упорядоченное состояние. Если записать микрофильм о движении атомов при диффузии, то, прокручивая его в обратную сторону, не обнаружим никакого противоречия с законами механики. Движение и столкновение частиц — процессы симметричные во времени. Однако, в жизни нельзя увидеть, чтобы равномерно распределённая по жидкости окраска собралась снова в одном сосуде, и все атомы меди вернулись в правый сосуд. Связано это с тем, что необратимый рост энтропии имеет вероятностный характер: система переходит из менее вероятного в более вероятное состояние чаще, чем обратно. А вероятность того, что все молекулы купороса окажутся в правом сосуде, — много меньше вероятности их присутствия в обоих сосудах в почти равной пропорции. Потому-то мы и наблюдаем в жизни рост энтропии.

Но, именно в силу вероятностного характера закона роста энтропии, как впервые показал для данного примера Л. Больцман, теоретически вполне возможно, что однажды система вновь вернётся в исходное упорядоченное состояние. Конечно, на протяжении жизни человека это вряд ли произойдёт. Но, если располагаем неограниченным временем, то, всё же, рано или поздно, возможно, обнаружим систему в исходном состоянии. Как говорилось в эпиграфе, даже самое невероятное событие должно рано или поздно произойти. Такие отклонения, выбросы от состояния равновесия, от равномерного распределения, называются флуктуациями. Чем больше флуктуация, тем меньше вероятность её наблюдать. Но, как гласит флуктуационная теорема Больцмана, отменяющая тепловую смерть Вселенной, даже самая большая флуктуация рано или поздно наступит. И есть такая гипотеза, что наша Вселенная, или, по крайней мере, её ближайшая, видимая часть, — это именно гигантская флуктуация. Во Вселенной значительную часть занимают области, в которых господствует энтропия, но, в то же время, в силу бесконечности Вселенной в пространстве и во времени есть бесчисленное множество областей Вселенной, где материя структурирована, организована, где нет тепловой смерти, а есть жизнь, динамика. В одной из таких областей мы и живём. Постепенно эта область неравновесного состояния релаксирует, рассасывается, возвращаясь в неупорядоченное состояние с высокой энтропией. Но, параллельно в этой и других областях Вселенной идут процессы зарождения новых флуктуаций, зон упорядочения, структуризации материи. Именно в таких флуктуациях материя вновь организуется, мир возрождается из хаоса, словно легендарная птица Феникс — из пепла.

Возможно, как раз поэтому Вселенная, как выяснили астрономы, имеет ячеистую структуру, представляя собой некое подобие мыльной пены: гигантские области пустого пространства, где материя разупорядочена, диссоциирована, окружены "тонкими" плёнками, — стенками "мыльных пузырей", где материя организована в звёзды, галактики и их скопления за счёт флуктуаций. Вселенная постоянно меняется — в одних областях, где возникают флуктуации, жизнь, материя, порядок зарождаются, в других, пройдя долгий путь развития, старения и разрушения, они умирают. Имеется определённое динамическое равновесие, — баланс энтропии и свободной энергии. Энтропия — это, как бы, хищник, пожирающий свободную энергию и за счёт этого растущий. Но, если хищник съедает слишком много, его популяция сократится, поскольку станет нечего есть. Поэтому, между энтропией и свободной энергией поддерживается почти такой же баланс, как в системах типа "хищник-жертва" (скажем, баланс популяций волков и зайцев). Численности их популяций испытывают колебания, но в среднем не меняются. И, примерно так же, в целом не меняется энтропия Вселенной. Это как раз и есть нарушение второго закона термодинамики для открытых, вечных систем.

Есть своего рода баланс Порядка и Хаоса, сил Созидания и Разрушения, называемых иначе Добром и Злом. Ведь добро и зло — это не особые нравственные или абстрактно-философские, а — вполне физические категории. Наиболее простое их определение таково: Добро — созидательно, конструктивно, а Зло — разрушительно, деструктивно, энтропийно. Добро подразумевает увеличение свободной энергии, упорядочивание, структуризацию, созидание, и всегда связано с преодолением сопротивления, трудностей. Вот почему Добро у всех ассоциируется с устремлением вверх, к звёздам, к Солнцу, и даётся всегда тяжёлым трудом, скажем, — через преодоление силы тяжести, светового барьера. Зло же подразумевает разупорядочивание, уменьшение свободной энергии и рост энтропии. Поэтому зло творится в мире спонтанно, когда слабые люди поддаются давлению обстоятельств, "плывут по течению", продаются, предают идеалы и друг друга. Вот почему зло ассоциируется у всех с падением, ленью, стремлением в бездну, вниз под давлением внешних обстоятельств, тяготения и хтонических сил. Подобно тому, как предметы стремятся опуститься, занять энергетически более выгодное положение, так и люди, стремящиеся к выгоде, пренебрегая долгом, честью и высокими идеалами, опускаются, продаются и становятся злыми, разрушителями. Поэтому зло творится не волевым усилием, а, напротив, по слабости и лени, как говорится, "ломать — не строить". Все преступники, предатели, бандиты и грабители (за редким исключением, вроде Робин Гуда, но это, скорее, — партизанское, народное сопротивление) — это слабые, безвольные, ленивые люди, нищие духом, торгаши честью. В то же время добры обычно трудолюбивые люди с сильной волей, высокой целью, сопротивляющиеся внешним деструктивным факторам, и вопреки им созидающие, идущие вверх, против течения. Именно в слабости, лености Зла и состоит главная причина его неизбежного поражения силами Добра. Между тем, опровергнутая Больцманом [156] идеалистическая гипотеза тепловой смерти Вселенной (библейского "конца света") утверждала, по сути, неизбежную победу сил Зла (хаоса, энтропии) над Добром (порядком).

Часто для иллюстрации разницы между Добром и Злом приводят пример двух дорог: одна прямая, но тернистая, ведущая в гору (путь правды), а другая извилистая, но ровная, ведущая вниз (путь кривды). Сильные духом идут вверх, а нищие духом, подчиняясь давлению разрушительных сил, опускаются. Каждый из нас выбирает одну из трасс, не только в военное время, но и почти каждую минуту мирной жизни. Так, в науке одни отдаются общему потоку, продаются за степени и поддерживают ложные вздорные идеи, а другие находят в себе смелость бороться с ними, хоть это и чревато лишением должности, заработка, а, порой, и смертью. Человек, идущий против общего потока, возражающий хору подпевал неклассической догматичной науки, обычно теряет уважение окружающих, коллег. Но куда как страшнее потерять самоуважение, отказавшись от мечты, предав здравый смысл, идеалы, не выполнив своего долга, задания, предназначения судьбы. Ведь высшее счастье для Человека состоит в том, чтобы следовать своему призванию, мечте. В этом же и главный смысл его жизни. Такой физический подход к объяснению сил Добра и Зла, их вечной борьбы и баланса, был развит уже довольно давно и наиболее полно раскрыт в работах по космической философии Циолковского [159].

Не будь извечного баланса созидания и распада, Вселенная давно б умерла. Нам, правда, больше знакомы процессы распада, разрушения, уменьшения свободной энергии систем. Но не подлежит сомнению, что во Вселенной существуют и обратные процессы, — процессы созидания. Подобно энтропийным процессам, они имеют вероятностный характер, представляя собой флуктуации, выбросы, отклонения от среднего. Энтропия, хаос нарастают почти как беспорядок у ребёнка в комнате — неуклонно и постепенно. Однако, в итоге внезапно приходят более разумные взрослые. И наступает "конец света", перезагрузка, революция: прежнее положение вещей уходит в небытиё, отмирает, и открывается новая эра. Очень быстро наводится капитальный порядок — всё восстанавливается, после чего снова начинается неизменный процесс хаотизации, разрушения. Именно такую периодичную смену эпох рисует индийская мифология, где эра наибольшего упадка и хаоса называется Калиюгой, после которой наступает эра расцвета, обновления. Примерно так же внезапно и непонятно из хаоса, за счёт гигантской флуктуации, возникает порядок, будто в результате созидательных, а, на деле, случайных процессов. Не исключено, что эти созидательные процессы связаны и со случайным возникновением во Вселенной — Разума, — разумной жизни. Ведь нет ничего более организующего, чем Разум, который вкупе с Истиной, Информацией составляет группу сильнейших антиэнтропийных (уменьшающих энтропию и беспорядок) факторов. Возможно, появление развитого Разума и наводит порядок во Вселенной.

Примерно так же, вслед за резким расцветом следует постепенная деградация цивилизаций от случайных энтропийных факторов: войн, эпидемий, катаклизмов, а, более всего, — от привносимых с потоком эмигрантов и варваров чуждых, разрушительных процессов, ведущих к упадку культуры, традиций, нравов. Но, параллельно, идёт и созидательный процесс: изредка среди людей возникают гении, "аватары", которые несут новые знания, учат ремёслам, распространяют культуру, закладывая фундамент новых цивилизаций, способствуя их внезапному расцвету. Древние мифические предания содержат немало упоминаний о таких сеятелях культуры, например, сказание о Прометее. К подобной категории можно отнести и таких гигантов мысли, как Демокрит, Леонардо да Винчи, Коперник, Бруно, Галилей, Ньютон, Ломоносов, Менделеев, Ритц, Циолковский, Тесла, — тоже своего рода гигантских флуктуаций, выбросов, которые в противовес разрушению создавали новые знания, информацию, уменьшая энтропию и заметно продвигая Человечество вперёд.

Если б Разум действовал постоянно, то энтропия только бы уменьшалась. Поэтому есть процессы, препятствующие этому, механизмы давления, ограничивающие, как показывает история, жизнь или возможности таких людей. Кроме того, есть какой-то барьер, возможно, связанный с открытием ядерной или иной энергии, который ограничивает развитие Разума и приводит к гибели цивилизаций. Поэтому, накопленные знания периодически теряются, цивилизации рушатся и умирают. На смену им приходят новые цивилизации, а, потому, человечество не вырождается, а постоянно обновляется, оставаясь в среднем примерно на одном и том же уровне развития. В истории Человечества, как полагают, было очень много таких циклов, причём, — не только на Земле. Цивилизации, как открыл ещё в 1920 г. А.Д. Тойнби, подобно живым существам, постоянно рождаются и умирают, сменяя одну другую. Так что есть постоянный круговорот цивилизаций, проходящих аналогичные стадии развития, движущую силу которого по Тойнби составляет "творческая элита", увлекающая за собой "инертное большинство". Поэтому Тойнби считал, что прогресс человечества состоит, прежде всего, не в материально-техническом, а в духовном совершенствовании.

Впрочем, не исключено, что в плане снижения энтропии велика будет роль и техники, если однажды люди создадут машины, способные перерабатывать тепло обратно в свободную энергию (§ 5.8). Это будет так называемый "вечный двигатель второго рода", работающий вопреки второму началу термодинамики, которое как раз и говорит о постоянном росте энтропии. Ведь второе начало термодинамики, как теперь всё больше осознают, не выполняется, возможно, не только для открытых, но и для микросистем: чем меньше частиц включает в себя система, тем выше относительный уровень флуктуаций. В самом деле, если рассмотрим снова сообщающиеся сосуды и станем уменьшать их размеры, то обнаружим, что при числе N молекул медного купороса порядка десяти, вероятность того, что все молекулы (точнее ионы меди) вновь сами соберутся в правом сосуде, не так уж мала и составит (1/2)N=0,001=0,1 %. Помножив эту вероятность на характерное время изменения состояния системы за счёт случайного блуждания молекул (диффузии), получим, что система довольно часто находится в таком упорядоченном состоянии с повышенной энергией. Если наблюдать систему в течение часа, то в сумме около 4 секунд она будет находиться в таком упорядоченном состоянии. Но, самое интересное, что ещё на 4 секунды в час система сама создаёт новое спонтанно возникшее упорядоченное состояние, при котором все молекулы собраны в левом сосуде.

Таким образом, убеждаемся в правоте Циолковского: Вселенная постоянно живёт и обновляется. Это подтверждают и продолжающиеся до сих пор процессы звездообразования, тогда как, по теории Большого Взрыва все звёзды должны были возникнуть примерно в одно и то же время, давно миновавшее, а сейчас должны только умирать. На деле мы видим, что звёзды, галактики не только умирают, но и до сих пор рождаются. В этом смысле, Константин Эдуардович и говорил о вечной жизни и молодости Вселенной. Ведь и клетки нашего тела отмирают, портятся в ходе энтропийных процессов, но на смену им рождаются новые, ткани регенерируют, и потому мы живём много дольше, длительно не старея. Примерно так же можно говорить о жизни какого-то вида живых организмов. Отдельные особи вида умирают, но на смену им приходят другие, родившиеся им взамен, поэтому в целом вид процветает, не умирает и остаётся молод. Если взять более крупные масштабы времени и пространства, то увидим, что виды, всё-таки, вырождаются, стареют и умирают, но взамен им появляются новые виды. Поэтому в целом биосфера остаётся неизменной, молодой. Взяв ещё большие масштабы времени и расстояний, увидим, что однажды и земная жизнь погибнет, однако, параллельно будет происходить рождение и развитие жизни на других планетах в системах галактики. Так что, в целом, жизнь в галактике — стабильна. И так далее до бесконечности.

То же самое и в физическом мире: физические тела, системы, атомы подобны живым — они рождаются, живут и умирают, обеспечивая постоянное обновление, динамическое равновесие процессов. Отличаются лишь масштабы времени и пространства. Вспомним постоянный распад и восстановление, обновление электрона (§ 1.5). Так же можно наблюдать, как распадаются и создаются другие элементарные частицы, атомы, молекулы, вещества, геологические образования, планеты, планетные системы, звёзды, галактики, скопления галактик и т. д. до бесконечности во все стороны. Наш мир, говоря условно, бесконечен не только вширь (в пространстве) и вдаль (во времени), но и вглубь (в микромир) и ввысь (в мегамир, космос). Если учесть бесконечность пространства, можно говорить о сопоставимости галактики, атома и электрона. Как отмечал ещё В.И. Ленин, все они имеют сложную структуру, простирающуюся бесконечно глубоко. Именно такую космическую философию и развивал К.Э. Циолковский [159]. И, хотя сейчас об этой, самой научной и глобальной из философских идей, мало кто знает, посмотрим, что потомки Циолковского оценят выше — его космические идеи или разработку ракет.

Стоит отметить, что в древних, добиблейских верованиях не было речи о рождении мира в акте творения, называемого ныне "Большим взрывом", и о конце света от тепловой смерти Вселенной. Так, согласно древнеиндийской ведической философии, ничто не рождается из ничего, Вселенная существует вечно и постоянно обновляется, периодически проходя стадии упадка и возрождения (§ 5.3). Такое естественное, самопроизвольное, не требующее вмешательства внешних сил, рождение и умирание миров: планет, звёзд, галактик и их скоплений, — не противоречит бесконечности Вселенной во времени, а, как раз, и обеспечивает. Не случайно, "Космогонический гимн" Ригведы одновременно утверждает вечность, несотворимость Вселенной и самопроизвольное развитие видимого нами локального мира из "золотого космического яйца" (о чём говорит и русская сказка про курочку-Рябу), под которым можно понимать либо сферическое протопланетное облако, образовавшее солнечную систему с Землёй и желтком-Солнцем в центре. Не исключено, что имеется в виду более крупная формация-флуктуация, типа галактики, — в форме яичницы (разбитого яйца с центральным желтком-ядром), или типа пузырей, ячеек, круговорот и бурление которых, как говорилось, образует Вселенную. Наконец, под этим золотым яйцом, называемым у древних индийцев "яйцом Брахмы", а у древних славян "яйцом Даждьбога" ("Велесова книга"), можно понимать и видимую часть Вселенной, заключённую в пределах сферы радиуса R, заданного красным смещением, либо сферой экранирования электрона (§ 1.5, § 2.5). Возможно, эту зеркальную сферу электрона или сам электрон, моделью которого в древности служил янтарь, и обозначали термином "золотое яйцо", из которого формируется Вселенная, реально составленная из электронов и источаемых ими реонных потоков (§ 3.21).

Как видим, здесь нет ничего общего с Большим взрывом и библейским творением целой Вселенной. Ведь, согласно "Ведам", материя не возникает и не уничтожается, а лишь переходит из одного состояния в другое: происходит постоянный круговорот материи, цикличное обновление объектов и миров, о чём, в частности, говорил древнеиндийский учёный-атомист Кáнада. Этих взглядов индийцев придерживался и такой учёный, как Тесла [110]. Многое заимствовали из Индии и китайские мудрецы. Поэтому в китайской философском учении даосизме говорится о постоянном возрождении, самообновлении Вселенной, об извечной борьбе и равновесии сил добра и зла, созидания и разрушения. В отличие от абстрактных библейских догм и мифов, эти древние философские учения носили характер не религиозных баек и притч, а конкретных научных знаний. Эти знания не навязывались огнём и мечом, как, скажем, христианство на Руси, или как неклассическая физика в современном мире, а по доброй воле принимались людьми, видевшими в этих учениях рациональные зёрна. Именно так и в настоящее время всё больше учёных убеждается в правоте Циолковского, выступая в защиту теории стационарной Вселенной и против навязываемой теории Большого взрыва [1], говорящей о рождении и неизбежной смерти Вселенной. Ибо не бывает начала без конца.

§ 2.8 Космическая дисперсия

Предположим, что в данном случае всё же имел место взрыв, то есть кратковременное событие, отображение которого для удалённого наблюдателя по разным диапазонам электромагнитного спектра растянулось во времени в результате независимой от оптической плотности среды дисперсии скоростей. Рентгеновское излучение всегда будет опережать более низкочастотное оптическое и радиоизлучение… Из всего вышеизложенного становится ясным, что радиодиапазон отнюдь не самый быстрый канал связи (вспомним программу SETI по поиску сигналов внеземных цивилизаций)…

С.П. Масликов, [81]

Теперь, когда структура Вселенной более-менее прояснена, перейдём к рассмотрению основных эффектов Космоса, которые следует учитывать при наблюдении населяющих его объектов. Поскольку все данные о них мы получаем через посредство испущенного ими света, то ключевым для понимания космоса должен стать баллистический принцип сложения скорости света со скоростью источника. Одно из следствий этого принципа, — эффект Ритца, как увидим, действительно имеет огромное значение. Но есть и другой, менее выраженный, но вполне заметный эффект, называемый "космической дисперсией".

Дело в том, что свет и реоны имеют постоянную скорость лишь относительно испустивших их источников, — электронов. Но электроны в источниках излучения (в антеннах или в атомах) сами движутся, колеблются, и, по баллистическому принципу, скорость их добавляется к световой скорости выстреливания реонов. Рассмотрим реоны, испущенные в направлении, перпендикулярном плоскости электронной орбиты атома (Рис. 62). Так они полетят, если электрон, движущийся по орбите со скоростью v, будет выстреливать реоны не точно в заданном направлении OA, а под небольшим аберрационным углом в сторону против своего движения, чтобы скомпенсировать его скорость (как в случае с аберрацией звёздного света, § 1.9). Результирующая скорость реонов (и света) c'=(c^2-v^2)1/2 всегда чуть меньше скорости их выстреливания c.

Рис. 62. Орбитальная скорость v электрона, складываясь со скоростью c выстреливаемых им реонов, даёт скорость c', направленную вдоль OA.

Это приведёт к следующему любопытному эффекту: поскольку, как показывает хотя бы фотоэффект (§ 4.3), скорость v электрона в атоме тем больше, чем выше частота его колебаний (равная частоте испускаемого атомом света § 3.1), то с ростом частоты света уменьшается скорость его распространения c'=(c^2-v^2)1/2. Считается, что такого рода явление зависимости скорости света от его частоты, называемое "дисперсией" (именно она ответственна за разложение призмой света в цветную полоску спектра), возможно только в среде. Но, если верно сказанное, то дисперсия присуща свету изначально и должна наблюдаться даже в вакууме.

Именно такое явление, основываясь на баллистической теории, но из других соображений, предсказал С.П. Масликов (см. журнал «Физическая мысль России», 1998 г., № 1 и [81]). Правда, скорость v электронов обычно много меньше скорости света c, и у разных лучей скорости c΄ будут очень мало отличаться и от c и друг от друга. То есть дисперсия в вакууме будет ничтожна. Но, как верно заметил Масликов, эффект должен отчётливо проявиться на огромных космических расстояниях, где даже ничтожная разница в скорости красных и синих лучей приведёт к заметному запаздыванию во времени последних. Этим Масликов объясняет некоторые космические загадки, например несовпадение моментов оптических, рентгеновских и радио-вспышек одних и тех же космических объектов. Явление космической дисперсии (опережения в космосе красными лучами синих), как следует из биографии П.Н. Лебедева [133, с. 157], известно уже более века. Это явление исследовал так же уже упоминавшийся А.А. Белопольский [17]: космическую дисперсию открыл один из его учеников, склонявшийся к мысли, что эффект вызван всё же различием скоростей. Однако, учёные отказались признать этот эффект и либо старательно о нём умалчивают, поскольку объяснить его не могут, либо находят весьма сомнительные объяснения. А с позиций БТР легко объяснить и эффект космической дисперсии и более того применить этот эффект, по предложению С.П. Масликова, — для определения расстояний в Космосе (§ 2.13).

В самом деле, согласно С. Масликову, измерив задержку между приходом синих и красных лучей от вспыхнувшего объекта и зная разницу скоростей этих лучей в космосе, можно легко определить, на каком расстоянии эта разность хода набралась, то есть, — определить расстояние до объекта. Впрочем, при рассеянии света газовыми средами, если таковые встретятся на пути, информация о скорости источника должна теряться, как показал Дж. Фокс (§ 1.13). А, потому, скорости синих и красных лучей будут постепенно выравниваться. Таким образом, космическая дисперсия либо исчезла бы вовсе, либо заметно ослабилась. Но, не исключено, что рассеяние вообще не повлияет на величину эффекта, поскольку рассеивающие атомы так же испускают свет разных частот с разными скоростями. Если не считать этого возможного недочёта, такой метод определения расстояний был бы намного проще и точней всех известных на сегодняшний момент. Как видим, баллистическая теория не только легко и красиво объясняет многие явления космоса, но и даёт в руки астрономам много новых орудий его познания и измерения.

Впрочем, надо отметить, что эффект космической дисперсии изучен ещё слишком слабо, чтобы была возможность использовать его для определения расстояний. Так, известны многочисленные случаи, когда низкочастотное радиоизлучение отстаёт от высокочастотного и оптического. Это наблюдается, скажем, у сверхновых. Судя по всему, у них природа эффекта совсем иная, поскольку у этих вспышечных объектов, как увидим (§ 2.18), переменность блеска связана не с физической вспышкой или взрывом звезды, а с эффектом Ритца. Эффект переводит оптическое тепловое излучение, по мере движения звезды по орбите, — в иные электромагнитные диапазоны — в рентгеновское, радио- и гамма-излучение, придавая их лучам разную скорость. Поэтому, запаздывание одних лучей по отношению к другим может вызываться как последовательным переходом спектрального максимума по мере движения звезды в разные диапазоны, так и тем, что звезда, в ходе такого последовательного преобразования, сообщает излучениям разных диапазонов разные скорости и, потому, они приходят с различным запаздыванием. Этим можно объяснить и то, почему у таких вспыхивающих объектов (скажем, у барстеров) вспышки нейтринного, гаммма- и рентгеновского излучения опережают оптические, а самым последним приходит радиоизлучение [81]. Это подтверждается и тем, что радиоизображения рукавов спиральных галактик отстают от их оптических изображений, будучи повёрнуты на некоторый угол. Так что в проблеме космической дисперсии предстоит ещё основательно разобраться.

§ 2.9 Проверка баллистического принципа в космосе

— О, баллистика, баллистика!

Жюль Верн "Из пушки на Луну"

Выше было показано (§ 2.1), что радиолокационные измерения в Космосе противоречат второму постулату теории относительности и подтверждают баллистический принцип. Однако, эти подтверждения носили случайный, неожиданный для учёных характер. Возможно, лишь поэтому результаты подобных измерений и стали известны. Их просто не успели сразу осознать и скрыть. В то же время, было выполнено множество целенаправленных измерений скорости света от космических источников. И вот такие опыты, уже изначально имевшие целью опровергнуть баллистическую теорию, в полном соответствии с задумкой экспериментаторов, отвергали БТР и доказывали СТО.

Известен, к примеру, опыт, поставленный в 1956 г. А.М. Бонч-Бруевичем. Он сравнивал скорости света, испущенного левым A и правым B краями Солнца (Рис. 63). Поскольку Солнце вращается, то один его край приближается к Земле, а другой отдаляется со скоростью v=2,3 км/с, и скорости испущенных ими лучей должны отличаться по БТР на 4,6 км/с. Найденные же значения скорости почти не различались, что, будто бы, говорило против БТР. В опыте скорость света измерялась по времени, затраченному светом на прохождение туда-обратно базовой длины L (Рис. 63.б). Считалось, что первый луч, идущий со скоростью (c+v), пролетев базу, отражается зеркалом назад с той же самой скоростью, проходя весь путь за время t_1= 2L/(c+v), а второй луч, имеющий скорость (c-v), — соответственно за время t_2=2L/(c — v). По разнице времён t_2—t_1, создающей сдвиг фаз (оказавшийся в опыте нулевым), и искали разницу скоростей [74]. Причём различие должно было возникать уже в первом порядке малости v/c и потому легко регистрироваться.

Рис. 63. а) по БТР скорость света c, испущенного двойными звёздами или краями Солнца, складывается с их лучевой скоростью ±v; б) установка Бонч-Бруевича для сравнения скорости двух лучей.

При этом молчаливо полагали, что после отражения скорость света не меняется, — как у мячика, имеющего после отскока от неподвижной стены ту же скорость, что и до удара. Но если при отражении, как это утверждает БТР (§ 1.13), свет меняет значение фазовой скорости (c+v) на (c — v) и наоборот, то полное время его движения найдётся уже как t_1=L/(c+v)+L/(c — v), а у света, испущенного другим краем t_2=L/(c — v)+L/(c+v). Другими словами, за счёт того, что фазовая скорость света при отражении не меняется относительно источника, по БТР время движения лучей в такой системе одинаково, и опыт ни в коей мере не вредит баллистическому принципу. Кроме того, даже сам Бонч-Бруевич указывает в своей статье [93], что его опыт не противоречит теории Ритца, хотя во всех учебниках почему-то сказано, что он опровергает БТР [74, 136]. Также и большинство других (в т. ч. предлагаемых) экспериментов с использованием зеркал и замкнутым путём луча по той же причине не могут ни доказать, ни опровергнуть БТР (вспомним опыт Саньяка, § 1.13).

Впрочем, в опыте, похоже, измерялась всё же не фазовая, а групповая скорость света, с которой движется не фаза волны, а несущий свет реонный поток. Ведь опыт основан на модулировании луча света по интенсивности и сравнении фазы модуляции луча, прошедшего базу, и исходного. А скорость переноса колебаний яркости и энергии света, — это групповая скорость, которая, как видели, после прохождения светом линз и зеркал, становится равна c относительно них, поскольку они выступают как новые источники света (§ 1.13). Поэтому, свет в установке Бонч-Бруевича, ещё до того как он успевал хотя бы раз пройти базу, утрачивал всякую информацию о скорости источника во время прохождения линз и при отражении зеркалом целостата. Таким образом, опыт теряет всякий смысл, ничего не говоря о влиянии скорости источника на скорость света.

Кроме роли переизлучающих свет зеркал, следует учесть, что свет, входящий в атмосферу Земли, теряет избыточную скорость, приданную ему источником, ввиду переизлучения атомами атмосферы (§ 1.13). Таким образом, с какой бы скоростью свет ни двигался в космосе, в атмосфере он приобретёт скорость с. Поэтому обнаружить разницу скоростей от правого и левого краёв Солнца принципиально невозможно в атмосфере Земли. Чтобы обнаружить разницу, необходимо помещать измерительную установку в вакуум, в космос, причём так, чтобы между источником и приёмником не было никаких линз, зеркал и других переизлучающих сред, иначе вся информация о скорости источника, заложенная в скорости света, будет потеряна. А в опыте Бонч-Бруевича была и атмосфера, и зеркала, и линзы телескопов, через которые проходил свет от Солнца, прежде чем попасть в установку. Поэтому неудивительно, что опыт не смог подтвердить БТР, как, впрочем, не смог и опровергнуть эту теорию.

Интересно, что идея опыта была предложена ещё в 1950 г. С.И. Вавиловым, который живо интересовался историей науки и, особенно, корпускулярной теорией истечения света Ньютона, Демокрита. Был он знаком и с баллистической теорией, которую стремился проверить, так же, как и второй постулат СТО. И предлагал Вавилов схему опыта совсем иную: он собирался измерять скорость света, испускаемого каналовыми лучами — быстро движущимися атомами водорода в трубке с высокой степенью разрежения. Такой опыт, действительно, позволил бы проверить и подтвердить БТР, поскольку атомы водорода в каналовых лучах летят со скоростями порядка v=10^6 м/с, причём свет от них шёл бы в крайне разреженном газе, который не успел бы отнять у света скорость источника. Однако Вавилов, вскоре после того, как он заинтересовался этой проблемой и предложил данную схему опыта, умер в 1951 г., не дожив до своего 60-летия. В итоге предложенная им схема опыта была видоизменена с подачи Г.C. Ландсберга таким образом, что опыт не позволял проверить БТР и даже трактовался тем же Ландсбергом как противоречащий баллистической теории [74], хотя сам Бонч-Бруевич ни о чём таком не говорил [24, 111]. Напротив, он с горечью и стыдом признавался позднее, что, изменив схему установки, не оправдал доверия и надежд С.И. Вавилова, поскольку понимал, что измерения по новой схеме ничего не дадут (УФН, Т. 171, № 10, 2001 г.). Каналовые лучи, как ключ к спору БТР и СТО, интересны ещё и тем, что своим открытием и изучением они обязаны Дж. Томсону и И. Штарку, — противникам теории относительности и сторонникам баллистического подхода.

А самое интересное, что эксперимент по схеме Вавилова, похоже, однажды всё же был осуществлён в лаборатории ВМФ США (вспомним, что оттуда же пришёл со своим ключевым для БТР опытом и А. Майкельсон, § 1.9, и У. Кантор, § 1.13, [4]). Результаты его были опубликованы, так что о них узнал и Эйнштейн [58, с. 213]. Оказалось, что в катодной трубке, служащей для получения каналовых лучей, были зафиксированы скорости световых лучей до 322000 км/с, что на 22000 км/с выше скорости света c от покоящегося источника и сопоставимо со скоростью света (c+v) от каналовых частиц, если следовать БТР (Рис. 20). Однако, научным сообществом и Эйнштейном эти результаты были проигнорированы или же намеренно замяты военным ведомством США, как это полагает Б. Уоллес (§ 2.1). Вот почему проверка баллистического принципа с помощью каналовых лучей остаётся наиболее простым и перспективным экспериментом для подтверждения БТР. Надо лишь устранить влияние промежуточных отражающих и переизлучающих сред (§ 1.13).

По той же причине не могут ни подтвердить, ни опровергнуть баллистической теории другие опыты по измерению скорости света от движущихся космических источников, выполненные в земной атмосфере. Так, по предложению Ла Розы [93] пробовали использовать для проверки БТР схему опыта Майкельсона, применив в качестве источников света движущиеся или вращающиеся с большой скоростью Солнце (опыт Д. Миля), планеты, звёзды (опыт Р. Томашека) [6, 152]. Поскольку в опыте мерялись величины второго порядка малости по v/c, то даже учёт изменения скорости света, при отражении от зеркала, не помешал бы обнаружить различие в скорости лучей. Тогда опыт действительно получался бы в точности аналогичен опыту Майкельсона, только роль неподвижной среды, относительно которой свет имел бы постоянную скорость, играл бы не эфир, а система отсчёта, связанная с источником. Однако, все эти опыты тоже не выявили какой-либо зависимости интерференционной картины от скорости источника света и положения установки. Впрочем, причина этого, опять же, состояла не в утверждавшейся авторами опытов ошибочности БТР, а в том, что свет, изучаемый в опыте, испускался уже не движущимися источниками, а покоящимися переизлучающими атомами атмосферы, зеркалами оптической системы и линзами телескопов. Прежде, чем скорость света была измерена, он успевал сотни раз переизлучиться и преобразоваться на пути следования луча. Исследовался не свет космических источников, а свет неподвижных земных. Уже одна атмосферная рефракция (искривление атмосферой звёздных световых лучей) говорит о том, что мы наблюдаем не исходный свет космического источника, а вторичное излучение атмосферы, идущее в совсем ином направлении.

Впрочем, не всегда для проверки БТР применялись измерения света в земной атмосфере. Порой, путь, на котором у лучей, испущенных разными космическими источниками, набиралась разность хода, пролегал и в космосе. Так, для проверки баллистического принципа Е.Б. Александров предлагал использовать цефеиды [14]. Если эти звёзды пульсируют (периодически раздуваются и сжимаются), то от разницы лучевых скоростей в разных участках поверхности неравные скорости обретут и световые лучи, которые будут от этого восприниматься не одновременно. Это привело бы к "размыву" вспышек цефеид, сделав их незаметными для нас. Но, согласно БТР, колебания блеска цефеид вызваны не пульсацией, а эффектом Ритца от обращения звёзд в двойных системах (§ 2.12), потому и нет разброса скоростей от их пульсации. По иронии судьбы, сразу вслед за статьёй Е. Александрова, критикующего БТР, в "Астрономическом журнале" стоит статья Э.Ф. Бражниковой и С.В. Бабинчука, где описан, по сути, эффект Барра (§ 2.10), как раз подтверждающий справедливость БТР в космосе для двойных звёзд.

Согласно Е.Б. Александрову, колебания блеска цефеид могли бы размываться и за счёт теплового разброса скоростей элементарных атомных излучателей, придающих разные скорости испущенному ими свету [14]. На деле же, рассеивающая свет среда должна излучать как одно целое. Важна скорость всей среды, а не отдельных её излучателей. Рассеяние атомами, переизлучающими свет по принципу Фокса, сглаживает начальный разброс скоростей света, на что обратил внимание и сам Фокс, отвечая на аргументы Александрова [2]. Так, если излучение одного атома рассеивается на двух других, то свет, переизлучённый приближающимся атомом, увеличит скорость на V, а удаляющимся — уменьшит.

От разной скорости волны приходят к новым атомам уже в противофазе и гасят друг друга (Рис. 64). Это произойдёт на таком расстоянии S, на котором разность хода S(c+V)/c — S(c — V)/c достигнет половины длины волны λ. То есть 2SV/c= λ/2, откуда S= λc/4V. При средней скорости атомов в звёздных атмосферах V~1000 м/с и длине волны λ~1 мкм это даст S=75 см. Значит, уже объёмы газа с размерами более 1 м должны излучать как одно целое. Волны, излучённые с разной скоростью, будут постепенно гаситься интерференцией, зато волны, излучаемые сходно движущимися атомами, — будут взаимно усиливаться. В итоге, свету передаётся только та скорость атомов, с которой они движутся вместе со средой, и тепловой разброс скорости света отсутствует. Он возможен лишь у разреженных сред и малых объёмов газа.

Рис. 64. В участке среды усиливается излучение атомов, для которых V=0.

Некоторые астрономы, скажем О. Хэкман, Р. Диккенс и С. Малин, пытались опровергнуть БТР, используя звёздную аберрацию (§ 1.9). Известно, что орбитальное движение Земли с V=30 км/с меняет направление прихода звёздного света на угол α=V/c. Это — прямое следствие классического закона сложения векторов скорости света и источника. Но, если бы скорость света зависела от лучевой скорости v источника, то у разных объектов отклонение α было бы разным: вместо α=V/c нашли бы α=V/(c — v). Интересно, что такое неравенство аберрационных углов предсказывали и тщетно искали ещё Лаплас и Араго, которые поддерживали корпускулярную теорию света и применяли к нему баллистический принцип (см. "Эйнштейновский сборник-1977"). Впрочем, при имеющихся скоростях звёзд, различие углов α вышло бы столь малым, что его и не смогли бы заметить. Ведь даже для быстрейших звёзд, летящих со скоростью v~300 км/с, то есть 0,001c, изменение α составило бы одну тысячную. А поскольку угол аберрации α и сам крайне мал — всего 20 угловых секунд, — то его изменение на 0,02'' будет и вовсе незаметно, даже при наблюдении через лучшие телескопы с разрешением в 1''–0,1''.

Впрочем, полагали, что изменение α можно выявить у далёких галактик, которые, как судят по эффекту Доплера, удаляются с огромными скоростями v, сопоставимыми со скоростью света c. И, всё же, для них угол α=V/(c — v) оказался тем же, что и для звёзд, словно скорость v не меняла скорости света, тем самым говоря будто бы против БТР [153]. Здесь нестыковка возникала опять же от неверных представлений о космосе. Ведь, согласно БТР, галактики не разбегаются, а имеют сравнительно небольшие случайные скорости, такие, что v/c<<1, тогда как красное смещение вызвано не эффектом Доплера от удаления галактик, а эффектом Ритца от их вращения (§ 2.4). Поэтому реальная скорость v галактик ничтожна в сравнении со световой и очень слабо влияет на скорость идущего от галактик света. Именно поэтому, аберрационный угол мало отличается от стандартного α=V/c. Кстати, это отмечал и сам автор "опровержения", Диккенс, понимавший, что оно теряет смысл (аберрация света галактик не противоречит БТР), если красное смещение галактик имеет недоплеровскую природу, согласно Белопольскому и другим астрономам [87].

Итак, явления космоса не противоречат, а скорее подтверждают теорию Ритца. В большинстве же своём постановка и трактовка таких опытов попросту не корректна и не позволяет установить ни справедливость, ни ошибочность БТР. Так что нужны новые наблюдения и эксперименты, скажем, сравнение аберрационных углов звёзд интерферометрическими методами с их разрешением в 0,001''-0,0001'', которые докажут БТР окончательно. И тогда уже, совсем как в романе Жюля Верна, отпадут всякие сомнения в могуществе баллистики.

§ 2.10 Баллистический принцип, двойные звёзды и эффект Барра

Принцип этот долго не мог укорениться в науке и подвергался жёсткой критике со стороны чистых математиков и физиков. Однако какая-то сила заставляла другую часть учёных продолжать изыскания в этом направлении эмпирическим путём, и через полстолетия после Доплера принцип, наконец, установился как прочный метод.

А.А. Белопольский, "Расстояния и движения звёзд" [153]

Как видим, приведённые выше попытки опровергнуть баллистический принцип не имеют доказательной силы, — все они некорректны. Впрочем, не они привели к отказу от баллистической теории Ритца, а совсем иные наблюдения, а, конкретней, выполненный Де Ситтером анализ движения двойных звёзд. Собственно говоря, это и был первый весомый аргумент против баллистической теории, который остановил её развитие и привёл к забвению идей Ритца. Напомним, что "двойной звездой" называют пару звёзд M и N, обращающихся вокруг общего центра O по круговым или эллиптическим орбитам (Рис. 65). Если скорость испускаемого звёздами света c складывается с их орбитальной скоростью v, то луч от приближающейся к нам звезды A должен иметь бóльшую скорость и проходить расстояние L до земного наблюдателя быстрее, чем луч от удаляющейся B (Рис. 63.а). Поэтому, согласно БТР, свет приближающейся звезды M мы видели бы на время Δt= L/(c-v)—L/(c+v) раньше, чем свет удаляющейся N. То есть, в одних точках орбиты мы будем наблюдать звезды чуть раньше, а, в других, — чуть позже, чем следовало бы.

Рис. 65. Двойные звёзды с круговыми (а) и эллиптическими (б) орбитами.

В результате видимое движение звёзд исказится, получив отклонения от законов Кеплера, чего реально никто не наблюдал [26, 152]. Именно это было основным аргументом, по которому в своё время отвергли теорию Ритца. Но, поздней, было показано, что у двойных звёзд, различимых через телескоп, подобные отклонения и нельзя бы было обнаружить при существующих параметрах двойных звёздных систем и разрешающей способности астрономических приборов [111]. Из-за сравнительно малой их удалённости, малыми (меньше разрешающей силы телескопов) получаются и пропорциональные L искажения.

Поэтому, против теории Ритца могут свидетельствовать лишь наблюдения спектрально-двойных звёзд, удалённых от нас на много большие расстояния, чем визуально-двойные, и имеющих пропорционально большие искажения. Однако, такие звёзды уже неразличимы по отдельности, и, даже при наблюдении через сильнейшие телескопы, сливаются в одну светящуюся точку. Поэтому, об их движении судят лишь на основании наблюдений спектра звёзд: смещение спектральных линий даёт по формуле эффекта Доплера лучевую скорость звёзд в каждый момент времени. А по кривой лучевых скоростей легко найти основные параметры звёздных орбит, в том числе их эксцентриситет, — степень вытянутости орбиты. Так, если для круговой орбиты кривая лучевых скоростей имеет форму синусоиды (Рис. 66.а), то для эллиптической орбиты она уже менее симметрична (Рис. 66.б, в).

Рис. 66. Орбитальные v и лучевые vr скорости звёзд в зависимости от вида их орбиты и положения на ней.

Рассмотрим случай круговой орбиты. Если движение звезды влияет на скорость света, то её кривая скоростей должна перекоситься (Рис. 67): точки, где лучевые скорости vr положительны (направлены от нас, снижая скорость света до c-vr) сместятся вперёд по оси времени (их свет запоздает), а где отрицательны — назад (их свет прибудет раньше за счёт выросшей скорости света). И форма кривой скоростей (Рис. 67.а) стала бы напоминать таковую для эллиптической орбиты Рис. 66.в). Кроме того, нарушался бы (Рис. 67.б) зеркальный ход кривых скоростей двух звёзд M и N (Рис. 65.а). Зная удалённость и скорость звёзд, легко вычислить значения этих предполагаемых отклонений. Но, как показали наблюдения, такие отклонения отсутствуют или имеют величину заметно меньшую расчётной. Так, известно множество спектрально-двойных с почти круговыми орбитами, которые по БТР казались бы сильно вытянутыми. Выяснилось, что, если скорость света и складывается со скоростью источника по закону c΄=c+kv, то k<0,002 [93]. То есть выходило, что теория Ритца (где k=1) полностью противоречит наблюдениям.

Рис. 67. Искажения (сплошные линии) кривых скоростей, вносимые движением звёзд.

Но всё не столь однозначно. Ведь о движении спектрально-двойных судят лишь по смещению спектральных линий, а в БТР оно создаётся уже не только доплер-, но и ритц-эффектом (§ 1.10). Причём, в космосе, в мире гигантских масштабов L, ритцевы смещения, пропорциональные La/c^2, могут заметно превосходить доплеровские, пропорциональные ν/c. Для звезды, движущейся по круговой орбите радиуса r, центростремительное ускорение a=v^2/r, откуда La/c^2=Lv^2/rc^2. И спектральный сдвиг от эффекта Ритца превосходит таковой от эффекта Доплера в Lv/rc, или порядка L/cP раз, то есть, — во столько же раз, во сколько расстояние до звезды в световых годах L/c превышает период P=2πr/v её обращения. А, поскольку, для большинства спектрально-двойных звёзд, исследованных Де Ситтером, орбитальный период P составлял несколько суток, а удалённость L/c — многие световые годы, то смещение для них создавалось в основном эффектом Ритца.

Следовательно, в спектрах тесных двойных звёздных систем периодическое смещение линий вызвано, по большей части, не скоростями, а ускорениями звёзд. Найденные же по формуле Доплера параметры движения — ошибочны: истинные скорости звёзд будут меньше найденных — как раз в L/cP раз, то есть, как минимум, в тысячи раз. А, потому, ожидаемые отклонения, пропорциональные kv, не могли бы возникнуть даже при k=1: наблюдения не противоречат теории Ритца! Напротив, раз реальные отклонения, согласно теории Ритца, в тысячи раз меньше ожидаемых Де Ситтером, то обнаруженные искажения (соответствующие k<0,002) могут служить подтверждением БТР. Если б астрономы смогли наблюдать движение спектрально-двойных звёзд непосредственно, они бы заметили несоответствия, но в том-то и проблема, что о движении их судят лишь по спектрам, а переменное лучевое ускорение звёзд создаёт кривые спектрального смещения, схожие с кривыми лучевых скоростей (сравните Рис. 66 и Рис. 68).

Рис. 68. Центростремительные a и лучевые ar ускорения звёзд в зависимости от их орбиты и положения на ней.

Лишь привлекая другие методы измерений, можно понять, чем вызван сдвиг линий в спектрах далёких звёзд: их скоростью или ускорением. Так, известны звёздные пары, в которых одна звезда периодически закрывает собой другую. По периодам между затмениями определяют форму и положение их орбиты: у некоторых звёзд она оказалась вытянутой точно вдоль луча зрения r, как на Рис. 66.в. Но спектральные измерения дали для этих звёзд отнюдь не кривую с Рис. 66.в, а кривую Рис. 66.б [27, с. 200–203]. С точки зрения астрофизики, это совершенно невозможно. Эффект же Ритца всё легко объясняет: если спектральное смещение в этих случаях вызвано ускорением, то для орбиты, вытянутой вдоль r (Рис. 68.в), получим как раз кривую с Рис. 66.б. БТР объясняет и другие странности двойных звёзд, описанные в книге Алана Бэттена [27] и объединённые общим названием "эффект Барра". Так, у некоторых двойных систем кривые скоростей звёзд M и N не соответствуют друг другу [27, с. 207], совсем как на Рис. 67.б. Понятно, что наблюдение таких аномалий не может отражать реального движения двойных звёзд: как отмечает сам Барр, движение видится искажённым от какого-то оптического эффекта, как легко догадаться, — от эффекта Ритца. Интересно, что глава из книги Бэттена так и называется: "Деформация кривых лучевых скоростей", а ведь именно такое искажение видимых звёздных движений давно предрекали как одно из следствий БТР. Причём, статья Барра "Орбиты и кривые скоростей спектрально-двойных звёзд" вышла в том же судьбоносном 1908 г., когда Ритц опубликовал свою баллистическую теорию. То есть, уже тогда были все предпосылки для признания БТР, и лишь воинствующее невежество таких учёных, как Де Ситтер, помешало торжеству истины.

Так же, и нынешние учёные почему-то никак не связывают искажения расчётных орбит с предсказанными БТР, хотя ещё век назад Комсток и Де Ситтер отмечали, что обнаружение таких деформаций орбит подтвердило бы теорию Ритца. Итак, в космосе открыт эффект Барра, — несоответствие спектральных кривых лучевых скоростей реальному движению двойных звёзд. Астрофизика с теорией относительности объяснить этого не могут, тогда как теория Ритца — легко и естественно объясняет. Ещё в 1913 г. в печатной дискуссии с Де Ситтером астроном Э. Фрейндлих обратил внимание учёных на эффект Барра: преимущественную вытянутость эллипсов звёздных орбит в направлении к Земле [3, 107]. Фрейндлих, следуя Барру, отметил, что реально орбиты должны располагаться случайным образом (иначе вернёмся к геоцентризму Аристотеля), а, значит, эта асимметрия говорит об искажении видимых звёздных движений — от влияния скорости звёзд на скорость света, по БТР. Пауль Гутник и Фрейндлих привели ряд аргументов в пользу реальности такого влияния, предсказанного теорией Ритца и противоречащего СТО. При этом, они отмечали, что, хотя говорить о подтверждении баллистического принципа c΄=c+v ещё рано, всё же двойные звёзды отчётливо показывают, что скорость v звёзды влияет на скорость приходящего от неё света по закону c΄=c+kv, где k — некий, пусть и отличный от единицы, коэффициент. Выше видели, что такая поправка k естественно вытекает из баллистической теории, если учесть, что скорости v многих спектрально-двойных звёзд завышены в сотни и тысячи раз. Кроме того, как показал Дж. Фокс (§ 1.13), от торможения и переизлучения света облаками газа вокруг звёзд, свет, исходно вылетающий со скоростью c΄=c+v, по мере движения, всё больше теряет эту скорость, и приходит к нам уже на скорости c΄=c, или на очень близкой к ней скорости c΄=c+kv. Тогда k<<1 будет здесь иметь смысл коэффициента нейтрализации средой отклонений от скорости света c (аналогичного коэффициенту 1/b из § 2.4).

Кстати, тот же Фокс через 50 лет после Фрейндлиха подтвердил, что ряд аномалий двойных звёзд, включая эффект Барра, можно объяснить перекосом графиков их лучевой скорости — из-за влияния движений звёзд на скорость света, по БТР [2]. Такое искажение приведёт к тому, что даже у звёзд, имеющих круговую орбиту, та будет нам представляться (на основе спектральной кривой лучевых скоростей) вытянутой в направлении к нам (Рис. 69). Если же учесть и спектральный сдвиг от эффекта Ритца, то эллипс окажется, вдобавок, повёрнут по часовой стрелке. Так что периастр чаще будет располагаться где-то в первом квадранте, о чём и говорит эффект Барра [3, 14, 27]. Если не принять в расчёт БТР, то такое, резко неоднородное, распределение периастров и орбит по направлениям будет совершенно непонятным. Кроме того, Фокс, подвергнув анализу элементы орбит двойных звёзд, расположенных на разном удалении, подтвердил предсказание Фрейндлиха о том, что эти искажения (неравномерности в расположении орбит и избыточные эксцентриситеты звёзд), в согласии с БТР, увеличиваются с расстоянием L, поскольку пропорционально L растут искажения vrL/c^2, вносимые движением звёзд в скорость света и кривые лучевых скоростей.

Рис. 69. Перекос кривой скоростей меняет расчётную форму орбиты: искажения показаны пунктиром.

В настоящее время Космос преподносит всё новые доказательства того, что нынешняя абстрактная физика и космология ошибочны и всё больше свидетельствует в пользу их классических вариантов и, конкретно, — в пользу БТР. Так, помимо перечисленных загадочных и парадоксальных эффектов, вроде эффекта Барра, следует упомянуть наблюдения экзопланет, то есть планет, обращающихся в других звёздных системах. Оказалось, что орбиты этих планет имеют огромные эксцентриситеты ε (около 0,3 и выше), совершенно не типичные для Земли и планет Солнечной системы (где 0,01<ε<0,2), словно Земля и её окружение чем-то выделены. Очень возможно, что столь большие эксцентриситеты — это, опять же, лишь видимость, иллюзия, вызванная искажением наблюдаемого движения и спектра звёзд, приводящим к перекосу кривой скоростей. Если же отказаться от БТР, то вернёмся к аристотелеву геоцентризму — выделенности Земли, земного наблюдателя. То, что найденные по спектрам эллипсы звёздных орбит чаще повёрнуты к нам, отмечалось давно и отечественными учёными, и тоже не находило объяснения, поскольку очень немногие знали о теории Ритца [14].

Эффект перекоса кривой скоростей и мнимого увеличения эксцентриситета ещё век назад был предсказан в качестве одного из следствий Баллистической Теории Ритца. Более того, как показано, ещё в начале XX века астроном Э. Фрейндлих указывал на реальное существование такого эффекта у двойных звёзд [3, 6]. Вообще, с Фрейндлихом связана весьма загадочная история. Напомним: баллистическая теория была забыта под давлением аргументов Де Ситтера 1913 г., которые на поверку оказались некорректными. И неудивительно, ведь Де Ситтер был ярым сторонником теории относительности, очень много общавшимся с Эйнштейном [58, с. 147]. Многие его работы основаны на эйнштейновской теории и посвящены её развитию, с приложением к явлениям космоса. Именно Де Ситтер способствовал появлению теории расширяющейся Вселенной, основанной на ОТО, и он же дал толчок к проведению некорректной опытной проверки Эддингтоном теории относительности во время затмения 1919 г. (§ 2.2). Уже поэтому следовало очень критически воспринимать аргументы таких пристрастных сторонников теории относительности, как Эддингтон и Де Ситтер, которым было крайне невыгодно признание теории Ритца, обесценивающей их личные "открытия".

Также надо учесть, что к 1913 г. Ритца уже четыре года как не было в живых, он не мог ответить на критику и постоять за свою теорию, обнажив вздорность аргументов Де Ситтера. Единственными, кто дал отпор Де Ситтеру и вскрыл порочность его аргументации, были астрономы П. Гутник и Э. Фрейндлих, которые сразу же, в июле 1913 г., привели примеры двойных звёзд, как раз подтверждающих справедливость баллистической теории и ошибочность второго постулата СТО. Имела место целая серия статей в виде дискуссии между Фрейндлихом и Де Ситтером. Однако, эта дискуссия внезапно прервалась и не возобновлялась. Дело, что называется, замяли. А произошло вот что. Э. Фрейндлих был близким другом Эйнштейна [107], навещал его и вёл с ним переписку [58, с. 175]. И, вот, в письме, отправленном в августе 1913 г., незадолго до личного визита Фрейндлиха в сентябре того же года, Эйнштейн пожаловался ему, что, если справедливы открытые Фрейндлихом эффекты двойных звёзд и выводы из них, то летит в тартарары вся его теория относительности [6]. Именно с этого момента Фрейндлих оставил данную тему, обратившись к изучению эффектов общей теории относительности и даже написав о ней книгу, к которой Эйнштейн составил предисловие. О баллистической теории благополучно забыли, посчитав аргументы Де Ситтера достаточными, а неудобные аргументы Фрейндлиха оставив без внимания. Таких эффектов просто не хотели замечать, их всячески замалчивали, игнорировали, а, если и упоминали, когда скрыть их не удавалось, то вне всякой связи с баллистической теорией. Теперь же эти эффекты для всех становятся столь очевидны, что их уже не спрячешь, и это означает скорую победу классических идей и БТР.

Итак, двойные звёзды не только не опровергают, но, даже, напротив, подтверждают БТР. Все свидетельства против баллистической теории были получены ввиду ложных представлений о явлениях космоса, сложившихся под влиянием теории относительности. А наблюдения де Ситтера и других — не противоречат БТР, поскольку, во-первых, разрешающая способность телескопов недостаточна для визуального обнаружения отклонений, предсказанных БТР для двойных звёзд. Во-вторых, если справедлив следующий из БТР эффект Ритца, то скорости, находимые из эффекта Доплера, — сильно завышены, а вызванные ими искажения — заметно меньше ожидаемых. В-третьих, надо учесть, что в космосе не идеальный вакуум, особенно возле тесных двойных систем, окружённых неподвижными протяжёнными атмосферами, облаками газа, которые, переизлучая звёздный свет, частично или полностью гасят скорость, приданную свету источником (§ 1.13).

История отрицания физиками-теоретиками баллистического принципа и эффекта Ритца во многом напоминает длительное неприятие эффекта Доплера (см. эпиграф). Лишь кропотливые наблюдения астрономов и физиков-экспериментаторов позволили в итоге признать этот эффект. Это ещё раз показывает, сколь важно знать историю науки, дабы не наступать снова на те же "грабли". Так же и ситуация с "отсутствующим" искажением движений звёзд, говорящим якобы против БТР, напоминает критику гелиоцентрической системы Коперника. Астрономы тоже утверждали, что, будь справедлива теория Коперника, в движении звёзд возникли б искажения: за счёт орбитального вращения Земли каждая звезда описывала бы на небе эллипс, чего не наблюдалось. Но такие искажения реально существуют, просто от большой удалённости звёзд и отсутствия высокоразрешающих приборов, этих отклонений тогда не могли наблюдать, как показал ещё Коперник. В дальнейшем такие смещения звёзд, названные параллаксом, были обнаружены, подтвердив правоту Коперника. И, точно так же, наблюдения звёзд, которые до сих пор приводили в качестве противоречащих БТР, ныне всё больше доказывают правоту Ритца. Именно так теория Ритца, объяснив эффект Барра для двойных звёзд, по заветам Коперника, избавляет учёных от наивной веры в геоцентризм Аристотеля-Эйнштейна. Интересно отметить, что Брадлей, ещё в XIX в. пытавшийся обнаружить параллакс, — искажения в видимом движении звёзд, подтверждающие правоту Коперника, открыл явление звёздной аберрации, доказавшее баллистический принцип и правоту Ритца [152]. Ещё один пример сходства судеб Ритца, Коперника и их теорий!

§ 2.11 Двойные звёзды, клистрон и временнáя фокусировка света

Ранее прошедшие электроны имеют меньшую скорость, и прошедшие позже электроны их догоняют. На некотором расстоянии от зазора плотность электронов в пучке делается резко неоднородной, в нём образуются сгустки и разрежения… На диаграмме наиболее острые “пики” тока получаются там, где самые быстрые электроны как раз догоняют самые медленные. Несколько дальше от модулирующих сеток пики раздваиваются, так как быстрые электроны обгоняют медленные и выходят вперёд.

Гапонов В.И., "Клистроны" [36]

Учёт баллистического принципа в применении к двойным звёздным системам ведёт не только к искажению видимого движения звёзд и расчётной формы их орбит, но и к искажениям яркости, повторяющимся с периодом обращения звёзд. На это следствие теории Ритца указывали уже вскоре после создания БТР многие учёные, в частности, — Ла Роза [5]. В самом деле, поскольку свет из одних положений звезды опережает своё время, а из других запаздывает, мы не только увидим на одних участках орбиты движение звёзд убыстренным, а на других — замедленным, но и обнаружим колебания яркости звезды, соответствующие этому изменению масштаба времени. Происходит своего рода временнáя фокусировка света, когда одни световые лучи догоняют за счёт получения дополнительной скорости источника другие, испущенные раньше, отчего видимая яркость источника временами усиливается, несмотря на постоянство его истинной яркости. По сути, это есть одно из проявлений эффекта Ритца.

В самом деле, согласно баллистическому принципу, от переменной скорости звезды разные скорости приобретает и её свет (Рис. 70). Он приходит к нам то отставая от "графика", то опережая его. Вот звезда и кажется то ярче, то темнее и тем заметней, чем больший путь проделал свет. Примерно та же ситуация в общественном транспорте: трамваи, поначалу следующие друг за другом строго по расписанию, через равные интервалы, с течением времени утрачивают эту периодичность — одни отстают, другие же идут с опережением графика. В итоге, на одних участках дороги трамваи скапливаются, а на других их почти нет. Так же как для света, колебания частоты (следования вагонов) растут пропорционально пройденному пути.

Рис. 70. Схема изменения частоты и периода T следования трамваев или света в зависимости от их движения.

Если первый трамвай выехал со скоростью V_1, а второй, спустя время T, — со скоростью V_2, то к остановке, расположенной на расстоянии L, они прибудут: первый — за время

L/V_1,

второй — за

L/V_2.

На разность времен хода

L(V_1—V_2)/V_1V_2

и вырастет промежуток времени T' между приходом трамваев к остановке в сравнении с исходным T. Так и для двух лучей света: будучи испущены звездой с разрывом времени T, они придут к наблюдателю с разрывом

T'=T+L(V_1—V_2)/V_1V_2.

Разные скорости V_1 и V_2 лучи приобретают от переменной лучевой скорости звезды — её лучевого ускорения a. В первый миг звезда испускает луч со скоростью V_1, а в следующий, спустя время T, её скорость убудет на величину aT, и на столько же замедлится луч: его скорость V_2 составит V_1—aT. Отсюда, считая скорости лучей V_1 и V_2 примерно равными скорости света c, находим

T'=T(1+La/c^2).

Поскольку свет, испущенный звездой за время T, воспримется в течение момента T', пропорционально ему должна периодически, в зависимости от ускорения, меняться и яркость звезды, "концентрация" света, аналогично плотности трамваев на разных участках пути. Колебания яркости следуют за колебаниями лучевого ускорения звезды и выражены тем сильней, чем ускорение выше, а звезда — дальше. Выходит, только звёзды с большой удалённостью и ускорением могут заметно менять свой блеск. Изменяются и спектры звёзд. Ведь свет — это периодический, волновой процесс, и, подобно расстояниям между трамваями, периоду и частоте их следования, должны меняться длины волн света, период световых колебаний

T'=T(1+La/c^2)

и их частота

f'=1/T'≈f(1–La/c^2).

В этом, напомним, и состоит эффект Ритца.

Таким образом, синхронно с колебаниями яркости двойной звезды в её спектре будут "гулять" линии поглощения. И такие переменные звёзды, периодически меняющие яркость и спектр, действительно, известны астрономам под названием "цефеид". Смещения спектральных линий от эффекта Ритца у далёких двойных звёзд, как показывают расчёты, получаются много больше доплеровских (§ 2.10). Именно поэтому у цефеид кривая спектрального смещения отражает не колебания скорости, но, подобно кривой блеска, — колебания ускорения звезды. Недаром, кривые блеска и "скорости" (спектрального сдвига) цефеид зеркально похожи. Сдвиг частоты меняет и цвет (спектр излучения): звезда становится то "синее", то "краснее". А, поскольку по цвету находят её температуру (все видели, как раскалённый волосок в лампе, остывая, становится из жёлтого красным), то будет казаться, что в фазе со "скоростью" и блеском меняется "температура" звезды (Рис. 71).

Отметим, что именно эти колебания яркости звезды, вызванные эффектом Ритца, долгое время мешали признанию баллистической теории. Напомним, Де Ситтер отверг теорию Ритца, поскольку исследованные им звёзды не имели перекоса спектральных кривых, предсказанного БТР. Причина этого состояла в том, что эффект у этих систем проявлялся ещё очень слабо из-за их сравнительной близости к Земле. Если же перекос был велик (у далёких двойных звёзд), то он всегда сопровождался плавными колебаниями яркости и звезду считали уже не двойной (из-за дальности второй компонент неразличим), а — одиночной цефеидой (пульсирующей звездой, § 2.12). А, потому, большой перекос в графике лучевых скоростей уже не связывали с орбитальным движением звезды и эффектами баллистической теории. Едва эти эффекты становились заметными, двойные звёзды из-за переменной яркости относили уже к другому типу (к классу цефеид), исключая из рассмотрения.

Рис. 71. Движение звезды по орбите создаёт за счёт эффекта Ритца те же периодические изменения яркости и спектра, что обнаружены у переменных звёзд.

Итак, небольшая модуляция света по скорости, вызванная движением звезды по орбите, приводит к сильным колебаниям яркости, растущим по мере удаления от звезды. Интересно, что именно этот эффект, предсказанный Ритцем ещё в 1908 г., положен в основу работы СВЧ-приборов клистронов [36 Ч.II, 103]. На эту аналогию эффекта Ритца и клистронного эффекта впервые обратил внимание автора профессор Н.С. Степанов. Разница состоит только в том, что в клистронах происходит пространственно-временная фокусировка не световых лучей и пучков, а — электронных. Исходно однородный по плотности электронный пучок, проходя в клистроне через меняющееся с большой частотой электрическое поле, разбивается, по мере движения, на сгустки, тем более выраженные, чем больший путь прошёл электронный пучок (Рис. 32). Это, опять же, вызвано тем, что отдельные, почти не взаимодействующие друг с другом электроны, получив в ускоряющем поле различные добавочные скорости, начинают догонять друг друга и скапливаться, группироваться, — возникает пространственная группировка пучка, которую так же называют "фазовой фокусировкой электронного пучка", ввиду аналогии с фокусировкой света.

Совершенно так же, как пучок света, прошедший через линзу, чем дальше, тем всё более сходится, фокусируется, наращивая свою яркость, так же фокусируются на пространственно-временной диаграмме и электроны после прохождения клистрона (Рис. 72). Ещё точнее эту аналогию и пространственно-временную диаграмму иллюстрирует отражение, преломление и фокусировка света волнистой поверхностью воды. Чем дальше будем располагать экран от взволнованной поверхности воды, тем чётче и ярче прорисуются отражения гребней волн, на самой поверхности часто незаметные глазу. В случае пространственной фокусировки, яркость нарастает за счёт сбора лучей, испущенных в разных направлениях, вблизи одной точки пространства (фокуса). А во временнóй фокусировке яркость увеличивается за счёт сбора лучей, испущенных в разные моменты, вблизи одной точки во времени. В таком временнóм фокусе лучи соберутся на расстоянии L=c^2/a от источника света или электронов, как хорошо видно на пространственно-временнóй диаграмме (Рис. 72).

Рис. 72. Пространственно-временная диаграмма, демонстрирующая эффект группирования электронов, реонов и кинематические волны за счёт модуляции с периодом P скорости Vr потока частиц [103].

Именно такую пространственно-временную диаграмму, но — для света, построил и В.И. Секерин, рассмотревший влияние скорости двойных звёзд на скорость идущего от них света [111]. Таким образом, колебания в системах двойных звёзд ведут к периодичным колебаниям их яркости, так же, как колебания поля в клистроне создают периодичные колебания интенсивности, плотности электронного пучка. Если этот пучок направить на люминесцентный экран телевизора или осциллографа, то с помощью высокоскоростной съёмки, точно так же, можно было бы наблюдать быстрые колебания яркости светового пятна, созданного на экране электронным пучком. При помещении экрана вплотную к клистрону, мы не увидели бы колебаний яркости: пучок был бы сравнительно однородный по плотности, но, по мере удаления от клистрона, экран стал бы давать сперва едва заметные колебания яркости пятна, а, затем, всё более выраженные (Рис. 73). Пучок электронов, промодулированный, неоднородный по скоростям, по мере движения становится всё более неоднороден по плотности, разбиваясь на сгустки.

Рис. 73. Трёхмерная диаграмма, демонстрирующая образование всё более мощных всплесков интенсивности электронного пучка по мере удаления от клистрона [36].

Точно такие же колебания интенсивности света должны наблюдаться и у двойных звёзд, по мере удаления от двойной системы. Таким образом, СВЧ-прибор клистрон работает в полном соответствии с эффектом, предсказанным Ритцем ещё в начале XX века для двойных звёзд, так же модулирующих своим движением скорость светового пучка и несущих его реонов, не взаимодействующих между собой, подобно электронам в клистроне. Выходит, будь принята БТР, клистрон, находящий широкое и очень важное применение в СВЧ-технике, мог бы быть создан гораздо раньше, а не в 1930-х годах [36]. Хотя, не исключено, что к идее создания клистрона учёных подтолкнуло как раз обсуждение Ла Розой в 1924 г. эффектов двойных звёзд, в связи с теорией Ритца [5]. При этом, учёные, само собой, не пожелали упоминать об этой связи с БТР, хотя даже формулировки принципа группировки звучат сходно (см. эпиграфы к § 2.11, § 2.14, § 2.18). Само название "клистрон" происходит от греческого слова "прибой", поскольку принцип его действия иллюстрирует движение малых волновых возмущений поверхности моря, по мере приближения к берегу создающих всё более высокие и крутые гребни прибоя, способные даже опрокидываться. Так же, и световые волны, приходящие от далёких источников в космическом океане — к берегам Земли, наращивают величину и крутизну своих валов, создавая переменность блеска звёзд. Эти волны плотности света и электронов существенно отличаются от обычных волн в среде, и, потому, называются "кинематическими волнами", ибо движутся вместе со средой. Именно в этом основное отличие теории Ритца от эфирных теорий.

Итак, эффект Ритца — это, по сути, эффект временнóй (фазовой) фокусировки света. Тем же, по сути, является и эффект Доплера, приводящий к видимому сжатию или растяжению временных интервалов, хотя, обычно, и гораздо более слабому, чем в эффекте Ритца. И это естественно: как уже говорилось, существует единый эффект Доплера-Ритца, меняющий за счёт движения источника и запаздывания световых сигналов их видимую длительность (§ 1.10). Ещё раз отметим, что, в отличие от релятивистского изменения масштаба времени, темпа течения процессов, в эффекте Доплера-Ритца мы сталкиваемся лишь с кажущимися изменениями длительности. Сквозь доплер-ритцеву временнýю линзу мы наблюдаем временные интервалы сжатыми или растянутыми, так же, как через обычные линзы видим предметы уменьшенными или увеличенными. Но это — лишь иллюзия, видимость, ибо размер предметов, так же как и ритм процессов в них, реально не меняется. Примечательно, что ключевую роль в астрономическом подтверждении реальности времяфокусирующего эффекта Доплера-Ритца сыграл А.А. Белопольский, который не только доказал реальность эффекта Доплера в оптике [51, 74], первым применив его для систематического измерения скоростей космических объектов, но и сделал первый шаг по установлению роли в космосе эффекта Ритца: сближения-расхождения гребней световых волн за счёт их неравной скорости [17]. Как говорилось, реальность подобного эффекта для двойных звёзд была обнаружена ещё в 1924 г. Ла Розой, в виде переменности блеска некоторых звёзд [5]. По-видимому, именно этот итальянский учёный первым чётко связал переменный блеск таких звёзд с переменной скоростью света. Далее покажем, что у большинства переменных звёзд: цефеид, новых, пульсаров, — колебания блеска и спектра, яркие вспышки вызваны именно этим эффектом, оказывающимся одним из наиболее ярких и значимых проявлений эффекта Ритца.

§ 2.12 Природа цефеид и других маяков Вселенной

Закон сложения скорости света со скоростью источника в данном случае проявляется в изменении блеска звезды S, так как в определённые моменты периода звезды на некотором расстоянии от неё свет более "быстрый" для наблюдателя догоняет более "медленный" и принимается наблюдателем одновременно… Подобными характеристиками обладают так называемые "переменные пульсирующие звёзды", которые наиболее вероятно, являются двойными звёздами, где светится только одна из них.

В.И. Секерин, "Теория относительности — мистификация века" [111]

Продолжим рассматривать двойные звёзды. Как уже отмечали, эффект Ритца ведёт к искажению расчётной формы орбит этих звёзд, а также к сильному смещению их спектральных линий, которое, будучи ошибочно приписано эффекту Доплера, даёт по доплеровской формуле завышенные значения орбитальной скорости звёзд (§ 2.10). Но есть и гораздо более яркие, значимые проявления эффекта Ритца, который, как нашли выше, ведёт не только к изменению видимой частоты излучения источника, но и к модуляции его яркости. Хотя галактические расстояния L, на которых расположены двойные звёзды, и невелики (в сравнении с вселенскими, достаточными для создания красного смещения § 2.4), эффект Ритца должен проявиться и здесь. Ведь ускорения в тесных звёздных системах много больше галактических, что может с лихвой окупать малость расстояний. Эффект Ритца T΄=T(1+Lar/c^2) начинает заметно менять яркость звезды, если Lar/c^2 сопоставимо с единицей, то есть, если L/cP порядка c/v (если выразить амплитуду лучевого ускорения ar=2πv/P через орбитальные скорость v и период звезды P). Поскольку типичная орбитальная скорость v составляет десятки км/с, и c/v≈10000, то уже для звёзд, расположенных на удалении L/c в сотни световых лет, колебания блеска станут заметны при орбитальном периоде P в несколько суток. Именно такой случай рассмотрел в своей книге [111] В.И. Секерин, показавший, что такие переменные звёзды, предсказанные теорией Ритца, реально открыты. Как видели выше (§ 2.11), далёкая звезда, обходя орбиту за время P, должна, по БТР, с тем же периодом P плавно менять свою яркость пропорционально T/T΄=1/(1+Lar/c^2).

Так, для круговой орбиты кривая лучевого ускорения ar имеет форму синусоиды: ar= a×sin(2πt/P) (Рис. 68.а), и, потому, видимая яркость тоже периодически меняется, пропорционально T/T΄=1/[1+La×sin(2πt/P)/c^2]. Причину изменения яркости за счёт временной фокусировки света можно пояснить и наглядно. От перекоса кривой лучевых скоростей (Рис. 67.а) пара точек 1 и 2, соответствующих началу и концу промежутка времени T, смещаются, причём в разной степени, и расстояние между 1' и 2', измеренное вдоль оси времени t, даст видимый интервал времени T', отличный от T. Свет, испущенный звездой за период T, воспринимается в течение иного времени T', и, потому, он станет казаться пропорционально T/T΄ ярче или слабее, в зависимости от положения звезды.

Но, именно такая переменная яркость, периодичная кривая блеска, как заметил Секерин, характерна для переменных звёзд типа цефеид. По Секерину, цефеиды — это не что иное, как двойные звёзды. Впервые эту мысль высказал уже упомянутый выше русский астрофизик А.А. Белопольский (Рис. 54): сняв у цефеид кривые лучевых скоростей, он подметил их сходство с таковыми у двойных звёзд и предложил гипотезу, по которой именно вращением цефеид в двойных системах вызваны колебания их блеска и спектра [51]. Но от его точки зрения отказались, посчитав, что цефеиды — это пульсирующие, периодично раскаляющиеся звёзды. Учёт эффекта Ритца позволяет вернуться к гипотезе Белопольского. Если цефеиды — это двойные звёзды, то простое толкование получат многие их странности и особенности. Так, легко объяснятся синхронные с колебаниями яркости колебания температур и лучевых скоростей цефеид (Рис. 74): и то и другое суть следствия эффекта Ритца, — смещения, соответственно, спектров излучения и поглощения. И все эти колебания — кажущиеся. Видимо, и предсказанные БТР искажения в движении двойных звёзд не были обнаружены только потому, что, когда такие искажения становятся заметны за счёт перекоса кривых скоростей (Рис. 67.а), начинает заметно колебаться и яркость звезды, и её считают уже не двойной, а цефеидой. Сравнение типичных кривых скоростей цефеид (Рис. 74.б) с Рис. 67.а подтверждает баллистический принцип, по которому у двойных звёздных систем с круговыми орбитами, за счёт кажущегося изменения масштаба времени, кривая лучевых скоростей сильно скошена (эффект Барра), — наклонена вправо [33, 158]. Кстати, и сам Барр в своей статье 1908 г. связал перекос графиков скоростей спектрально-двойных — с колебаниями блеска цефеид, которые по гипотезе Белопольского считал тоже двойными звёздами и именно их орбитальным и осевым вращением объяснял колебания блеска.

Рис. 74. Наблюдаемые у цефеид колебания блеска m, скорости vr и температуры Tc получаются в БТР как естественное следствие эффекта Ритца для двойных звёзд. Они представляют собой лишь иллюзию, созданную преобразованием частоты и масштаба времени от переменного ускорения ar.

Если колебания блеска и спектра вызваны единой причиной, — эффектом Ритца от ускоренного движения звезды по орбите, то должна быть определённая связь между характеристиками кривых блеска, "лучевых скоростей" и температур. И, действительно, известно, что, вместе с нарастанием амплитуды колебаний блеска, растёт амплитуда колебаний температур и лучевых скоростей [65, 102, 140]. Рассмотрим звезду, расположенную на расстоянии L, движущуюся по круговой орбите с ускорением a и обладающую средней яркостью I. Тогда, по ритц-эффекту временной фокусировки света (§ 2.11), величина яркости в максимуме есть I(1+La/c^2), а в минимуме I(1-La/c^2). Таким образом, глубина модуляции яркости ΔI/I=2La/c^2. Те же преобразования испытывает и частота, и длина волны. Поэтому, в спектре излучения звезды спектральный максимум λmax смещается то в красную, то в синюю сторону с размахом Δf/f=Δλ/λ=2La/c^2. То есть, звезда будет казаться то синее, то краснее, меняя цвет синхронно с яркостью. Эти вариации спектра излучения интерпретируют как изменение температуры звезды, хотя реально спектральный анализ, по закону смещения Вина Tcλmax=b=0,003 м·K, даёт лишь оценочную цветовую температуру тела Tc, часто не совпадающую с реальной температурой [74, 136]. Согласно закону Вина: чем краснее излучение тела, чем дальше его цвет и отвечающее ему значение λmax сдвинуты в длинноволновую область, тем ниже температура тела Tc, в чём легко убедиться, наблюдая остывание раскалённого над пламенем металлического прутка. Соответственно, периодичные смещения спектрального максимума цефеиды расценивают как колебания её температуры ΔTc/Tc=Δλmax/λmax=2La/c^2. То есть, глубины модуляции температуры Tc и яркости I должны быть, согласно БТР, одинаковы, что и наблюдается у цефеид. Но, ещё раз отметим, что это лишь видимые колебания параметров, вызванные эффектом Ритца, тогда как реальная яркость и температура цефеид (отличная от цветовой) — не меняются.

Но между амплитудой колебаний блеска и лучевых скоростей может уже и не быть столь точного соответствия. Спектр поглощения испытывает гораздо меньшие колебания, чем спектр излучения. Причина этого, по-видимому, в том, что, если спектр излучения наблюдают преобразованным на всём пути следования, то спектр поглощения может создаваться слоями газа, расположенными гораздо ближе к Земле. Соответственно, смещения, вызванные эффектом Ритца, будут много меньше. Не исключено, поэтому, что колебания спектра поглощения вызваны, в основном, эффектом Доплера, а не Ритца. Интересно отметить, что сам Х. Доплер объяснял различие цвета звёзд в двойных системах их движением и открытым им эффектом, смещающим цвет звезды в зависимости от её положения на орбите и лучевой скорости то в красную, то в синюю сторону. Эта интересная гипотеза критиковалась многими и тормозила признание эффекта Доплера [153]. Но, выходит, чешский физик был в чём-то прав: именно такие колебания цвета, вызванные движением звёзд в двойных системах, мы и наблюдаем у цефеид. Только вызывает их не эффект Доплера, а — эффект Ритца, или ЭДР, поскольку скорости звёзд недостаточны для сильного изменения их спектра, тогда как ускорения и эффект Ритца за счёт большой удалённости L меняют цвет весьма заметно.

Наконец, была уверенно обнаружена и связь амплитуды блеска со степенью асимметрии кривой блеска и кривой скоростей. Все цефеиды имеют тенденцию резко наращивать яркость и долго снижать её до прежнего уровня. Степень этой асимметрии, как оказалось, растёт с увеличением амплитуды колебаний блеска. Это так же находит объяснение в рамках БТР. Большинство двойных звёзд имеет круговую орбиту и потому должны иметь синусоидальную кривую лучевых скоростей. Однако, видимое изменение масштаба времени от эффекта Ритца приводит к тому, что кривые лучевых скоростей, а, значит, и кривые блеска становятся асимметричными, перекошенными (эффект Барра, Рис. 67). И, чем выше этот перекос, тем выше сопровождающие его по эффекту временной концентрации света вариации яркости. Именно этим объясняется наблюдаемая зависимость, впервые отмеченная тем же Барром в его статье 1908 г. Поэтому, классические цефеиды, имеющие резко асимметричные спектральные кривые, показывают сильные колебания блеска. Зато переменные звёзды с почти симметричной, синусоидальной кривой блеска, имеют слабые колебания яркости, как, например, малоамплитудные цефеиды типа ζ Близнецов [157, 158]. Этот эффект легко наблюдать на трёхмерной диаграмме клистрона, где хорошо видно, что, по мере нарастания амплитуды колебаний плотности потока электронов, увеличивается и асимметрия волн, становящихся из синусоидальных — коноидальными, с острыми пиками (Рис. 72, Рис. 73).

Другой причиной асимметрии кривой блеска цефеид могут быть эффекты взаимодействия света подвижной звезды со средой. Как было показано Фоксом, свет, проходя через межзвёздный газ, в ходе переизлучения атомами, постепенно теряет дополнительную скорость, приданную звездой (§ 1.13). Это тормозящее действие среды оказывается разным для лучей света, испущенных с разной частотой и скоростью в моменты приближения и отдаления звезды. Поэтому, преобразование кривой лучевых скоростей усложняется в сравнении с Рис. 67, становясь нелинейным, что и создаёт добавочную асимметрию кривых блеска и лучевых скоростей цефеид, тем ярче выраженную, чем выше амплитуда колебаний лучевой скорости и блеска. Вот почему, яркость цефеид нарастает быстро, а спадает медленно: гребни световых волн (колебаний интенсивности) не только нарастают по мере движения, но и укручают передний фронт, подобно волнам морского прибоя, становящимся, по мере движения, резко асимметричными, из-за нелинейных эффектов при трении о дно (§ 2.11). Подобное торможение средой света цефеид надо учитывать ещё и потому, что оно ведёт к сокращению эффективного расстояния L, на котором идёт преобразование света по эффекту Ритца. Временная фокусировка света происходит не на всём пути, а лишь на начальном его участке, на эффективном расстоянии L (составляющем по оценкам Дж. Фокса порядка светового года [2]), по прохождении которого скорость света приводится средой почти к значению c, и колебания яркости практически перестают нарастать. Этот эффект особенно существенен для определения расстояний до цефеид по эффекту Ритца (§ 2.13).

Итак, принцип работы мигающих звёзд, — этих "маяков Вселенной", как их порой называют, состоит в чисто механическом сложении скорости света со скоростью испустившей его звезды. Изучим попристальней эти мигающие, пульсирующие звёзды-маяки. Кроме цефеид, к ним относят ещё звёзды типов RR Лиры, RV Тельца и Миры Кита [158]. Пульсирующими все эти звёзды назвали потому, что периодичные спады-нарастания их яркости и температуры принято связывать с пульсацией (расширением-сжатием) этих звёзд. Но теория пульсаций (ТП), разработанная уже упоминавшимся астрофизиком А. Эддингтоном и необоснованно сместившая теорию цефеид Белопольского [51], имеет массу нестыковок. К примеру, если бы звезда пульсировала, то наибольшей температурой и яркостью она б обладала в момент предельного сжатия. Реально же, звезда ярче всего в момент расширения с максимальной скоростью, если судить по эффекту Доплера (Рис. 75).

Рис. 75. Синхронные колебания яркости, лучевой скорости и температуры цефеид, сходные по форме и не объяснимые по теории пульсаций, прямо следуют из БТР.

Впрочем, теоретики, во главе с известным махинатором Эддингтоном, быстро подогнали факты к теории формальным приёмом: посчитали, что внешние и внутренние слои звезды пульсируют по-разному. Другое несоответствие их тоже не остановило. Выяснилось, что пульсации звёзд, как любые свободные колебания, должны довольно быстро затухать, чего реально никто не наблюдал. Пришлось выдумать весьма сложный и надуманный механизм поддержания автоколебаний звезды. В ходе таких формальных подгонок и возникла современная теория звёздных пульсаций, при всей своей сложности и искусственности способная объяснить лишь очень немногие особенности цефеид.

Совсем иная картина складывается в БТР, где из гипотезы А. Белопольского, считавшего цефеиды двойными звёздами, сразу вытекают все их свойства. Напомним, что Ритц предсказал эффект влияния лучевого ускорения ar источника на его частоту f и яркость, меняющихся пропорционально множителю f'/f=T/T'=1/(1+Lar/c^2), где L — расстояние до источника, а c — скорость света. Как показано выше, у цефеид с периодом в десятки дней этот эффект изменения частоты намного превосходит доплеровский. Поэтому, движение двойных звёзд по орбите с переменным лучевым ускорением должно вызвать сильные колебания (с периодом равным орбитальному) их видимой яркости и синхронные смещения спектральных линий, дающих по эффекту Доплера "скорость" звезды (Рис. 76). Не случайно, кривые "блеска" и "лучевых скоростей" (реально же ускорений) — это зеркальные копии друг друга (Рис. 75). Кстати, ТП их сходства объяснить не может, поскольку в случае пульсаций кривая блеска должна формой повторять колебания радиуса звезды, а не её скорости.

Рис. 76. Звезда, крутящаяся по орбите, словно прожектор маяка, создаёт ускорением ar колебания блеска и частоты f пропорциональные f'/f.

Как видели, от сильного сдвига частоты, спектра цефеид будет казаться, что меняется их температура Tc, оцениваемая по цвету звезды (её спектральному максимуму fmax). И, в момент предельной величины яркости и ускорения, когда спектр максимально смещён в синюю сторону, покажется, что звезда горячей всего. Вот почему, колебания "яркости", "лучевой скорости" и "температуры" — идентичны и синхронны [33]. Если у колебаний и есть небольшие расхождения формы и фазы, то они вызваны разной степенью взаимодействия (поглощения и переизлучения) лучей разного цвета, имеющих разную скорость, с промежуточной средой (облаками газа), и ещё тем, что кривые блеска и температур дают общее изменение яркости и спектра двойной звезды, а не одного компонента, — как кривая лучевой скорости. Согласно БТР, все эти колебания не затухают по той простой причине, что порождающее их орбитальное вращение — это пример наиболее стабильного, почти вечного движения. Так что, маяки цефеид будут мерцать вечно, пока не "перегорит" звезда. Есть, правда, цефеиды, которые по неясным причинам прекращают менять яркость, а, затем, нередко, вновь начинают ("Наука и жизнь" 1967, № 7). Такова, к примеру, Полярная звезда. Этот древний маяк и ориентир моряков оказался тоже цефеидой. В начале XX в. её яркость раз в четыре дня менялась на 15 %, а к концу XX века звезда почти перестала мигать: колебания яркости ΔI/I упали до 2 % ("Природа" 2005, № 7). Ныне Полярная восстанавливается: ΔI/I уже стало 4 %, а в обозримом будущем вновь достигнет 12 %. Объяснение подобного непостоянства цефеид представляет серьёзную проблему для ТП, но не для БТР.

Всё дело в том, что в тесных двойных звёздных системах, к которым, очевидно, относятся цефеиды, орбиты из-за огромных гравитационных и приливных сил часто претерпевают быстрые изменения, что отражается на кривой лучевых ускорений и, следовательно, на колебаниях блеска. В частности, плоскость звёздной орбиты может менять наклон к лучу зрения, подобно тому, как кренится в разные стороны диск прецессирующего волчка (Рис. 77). Точно так же, к примеру, наклоняется то туда, то обратно в ходе прецессии плоскость орбиты Луны [28]. Вот и плоскость звёздной орбиты в один момент может предстать видимой в плане (перпендикулярно лучу зрения), а в другой — с ребра. В первом случае лучевые ускорения занулятся, а потому исчезнут и колебания блеска. Когда же орбита чуть повернётся, колебания яркости вернутся.

Рис. 77. Изменение наклона к лучу зрения плоскости волчка и звёздной орбиты.

Поскольку у звёзд, как у Луны, прецессионное вращение орбит цикличное (сделав полный оборот, орбита займёт прежнее положение), то и степень колебаний блеска цефеид должна меняется периодично. Особенно такие вариации характерны для звёзд типа RR Лиры и карликовых цефеид, — переменных с периодами в несколько часов. И не удивительно, ведь столь малый период обращения говорит о близости компонент двойной звезды и ощутимости гравитационного возмущения орбит. Не зря, у таких звёзд обнаружены и другие необъяснимые теорией пульсаций аномалии: периодично меняется форма кривой блеска (эффект Блажко) и очень медленно — период его колебаний [158]. Эти вариации легко объяснимы в БТР. В тесных двойных системах орбиты звёзд поворачиваются, подобно перигелию орбиты Меркурия (§ 2.3), только гораздо быстрее. Впервые такое явление постепенного смещения периастра двойных звёзд обнаружил всё тот же Белопольский [17]. По мере вращения орбиты, меняется, в зависимости от угла поворота, — форма кривой ускорений (Рис. 68) и, соответственно, — форма кривой блеска (Рис. 78). Когда орбита сделает полный оборот, кривая блеска примет исходную форму. То есть, в полном соответствии с эффектом Блажко, вариации кривой должны периодично повторяться.

Рис. 78. Поворот звёздной орбиты меняет форму кривой ускорения ar и блеска m.

Теперь о причинах плавного изменения периода цефеид. Здесь снова дело в приливных гравитационных силах, под действием которых орбиты звёзд в тесных двойных системах постепенно расширяются (такой эффект реально выявлен астрономами у короткопериодических двойных звёзд и у Луны, которая, постепенно отдаляясь от нас, увеличивает продолжительность месяца [28]). Соответственно, нарастает орбитальный период и равный ему период колебаний блеска. У той же Полярной период ежегодно увеличивается на 8 секунд. Как видим, Полярная — весьма интересный и даже ключевой объект ("Природа" 2005, № 7), — не только как звезда с северного полюса мира и ближайшая к нам цефеида, но и как одно из главных подтверждений гипотезы Белопольского о двойственности цефеид. Не зря, Полярная была "любимицей" Белопольского — предметом его пристального внимания [17, 51]. Именно Белопольский первым обнаружил, что Полярная входит в двойную систему, где второй компонент — карлик главной последовательности с периодом обращения в 30 лет. Однако, колебания блеска с периодом в 4 дня у Полярной, вероятно, вызваны более близким и невидимым спутником (звездой или планетой). Не исключено, впрочем, что именно орбитальное движение Полярной в системе карлика с нарастающим ar вызывает вековые вариации: постепенный рост видимого периода её мерцаний T΄=T(1+Lar/c^2), с медленным падением средней яркости пропорционально T΄/T, по эффекту Ритца. Точно так же, ритц-эффект может плавно наращивать или снижать период миганий и у других цефеид и переменных звёзд, входящих в кратные системы.

Иногда, вместо плавных, наблюдаются скачкообразные изменения периодов цефеид, невозможные в ТП [158]. Зато, если цефеиды — двойные, такие сдвиги периода вполне могут быть вызваны столкновением звезды с малым космическим телом. Удар скачком меняет скорость звезды, её орбиту и период обращения, но, за счёт малой массы врезавшегося тела, это изменение периода обычно мало в сравнении с самим периодом. Таким образом, все странные пертурбации мигающих звёзд — это следствие изменения размера, формы, наклона и поворота их орбит.

К слову о периоде, БТР объясняет и знаменитую зависимость период-светимость: чем выше период колебаний блеска звезды, тем выше её абсолютная яркость. Связь "период-светимость" и сделала цефеиды маяками космоса: определив по периоду действительную яркость цефеиды и, сравнив с видимой, находят удалённость звезды. Но почему же период выше у ярких цефеид? Причина в том, что цефеиды — это очень тесные системы, где размеры звёзд и их орбит сопоставимы. Поэтому, более крупные и яркие цефеиды и орбиты имеют большие, а, значит, — и периоды. А вот для звёзд типов Миры Кита и RV Тельца, имеющих периоды около года и широкие орбиты, основное значение приобретает уже масса звезды. Поэтому, чем ярче, массивней звёзда, тем быстрей крутятся возле неё спутники, и тем меньше период миганий. Недаром, у звёзд указанных типов зависимость "период-светимость" — обратная в сравнении с цефеидами: чем выше период, тем меньше яркость [158], о чём в теории пульсаций упоминать не любят, поскольку не могут объяснить.

Используя ТП, нельзя объяснить даже форму кривых блеска. У цефеид и звёзд типа RR Лиры эти кривые часто имеют отчётливый горбик (Рис. 75) — вторичный максимум [157]. Истолковать его можно, лишь считая цефеиды двойными. Обычно, у двойных звёзд, образующих цефеиды, заметна лишь главная, более яркая звезда, тогда как блеск звезды-спутника, или, даже, — планеты, совершенно незаметен на её фоне, что предполагал ещё Белопольский [51]. Но, в случаях, когда яркость главной звезды и спутника сопоставимы, их кривые блеска, слагаясь, дадут два максимума и минимума (Рис. 79). Существованием двух колебаний, наложенных и сдвинутых по фазе, объясняют вторичный максимум и в теории пульсаций, но не могут объяснить, откуда берётся сдвинутое по фазе колебание [102, с. 89]. А БТР объясняет не только этот фазовый сдвиг (лучевые ускорения пары звёзд колеблются в противофазе), но и его изменение: смещение горбика в зависимости от периода цефеиды [157, 158]. Просто положения максимумов на кривых блеска главной звезды и звезды-спутника зависят от их орбитальной скорости, а, значит, — от периода их обращения. Тот же эффект вторичного максимума может создать и одна звезда. Ведь кривая ускорений, как показывает компьютерное моделирование, имеет плавную форму лишь у звёзд с орбитами малого эксцентриситета ε. При ε=0,3 и более на кривой ускорений возникает горбик (Рис. 75), переходящий и на кривую блеска. Причём, моделирующая программа позволяет наблюдать постепенное смещение вторичного максимума по кривой блеска — при увеличении периода цефеиды, в полном согласии с наблюдениями. Но, несмотря на успехи БТР в разгадке форм кривых блеска цефеид, эффекта Блажко и других закономерностей и аномалий, некоторые авторы [82] ещё пытаются нас убедить, что характер колебаний яркости цефеид не совпадает с предсказаниями баллистической теории. На деле же, такие нестыковки всегда отличали как раз пульсационную теорию цефеид Эддингтона.

Рис. 79. Блеск звёзд A и B меняется в противофазе, что в сумме даёт сложную кривую блеска m, как для β Лиры и W Большой Медведицы.

Другая странность колебаний блеска в том, что иногда они происходят сразу с двумя периодами: одно колебание налагается на другое, как, скажем, у AC Андромеды [158]. БТР легко обходит этот камень преткновения теории пульсаций. Ведь, если главная звезда имеет не один, а два спутника с разными периодами обращения P_1 и P_2, то вызванные их притяжением смещения главной звезды возле центра масс тоже происходят с двумя периодами, отчего двойной период колебаний приобретут кривые ускорений и блеска (Рис. 80.1). И такие спутники у переменных звёзд реально выявлены, скажем, — у σ Скорпиона, причём их орбитальные периоды действительно оказались связаны с периодом колебаний блеска [27, с. 67]. Два периода дают и кратные системы, где один компонент двойной звезды сам является парным (Рис. 80.2). Такие трёх-, четырёхкратные системы в космосе — не редкость. При этом, быстрые периодичные колебания яркости наложены на долгопериодические вариации среднего блеска звезды, реально открытые у DF Лебедя и других звёзд типа RV Тельца [158]. Наличием двух спутников, особенно, если их орбитальные периоды близки или кратны, можно объяснить и периодичные изменения формы кривой блеска (эффект Блажко), а также загадочное усиление и прекращение колебаний блеска цефеид, за счёт сложения кривых ускорений и блеска от обращения двух спутников (аналогично эффекту биений от сложения двух колебаний). Наконец, если главная звезда обладает более чем двумя спутниками, скажем четырьмя или пятью, то их притяжение создаст кривую ускорений и блеска столь сложную, что колебания яркости покажутся случайными, неправильными. Такие неправильные переменные, говорящие против ТП, реально выявлены в наблюдениях [158].

Рис. 80. В кратных системах сложение кривых ускорений порождает сложные формы колебаний ускорений ar и блеска m по ритц-эффекту.

Вообще, оказывается, астрономы давно уже открыли двойные звёзды, в которых плавные колебания блеска вызваны орбитальным движением. Примером таких звезд служат β Лиры и W Большой Медведицы [76, 158]. У β Лиры нашли плавные колебания яркости, подобные цефеидным, и спутник, обращающийся с тем же периодом в 13 дней. А у W Большой Медведицы звезда-спутник обращается с периодом 0,33 дня (оба периода типичны для цефеид и звёзд типа RR Лиры). Их непрерывные плавные колебания блеска нельзя объяснить эпизодическими затмениями звезды спутником. Поэтому, астрономы приняли следующее надуманное объяснение: звёзды в системе имеют вытянутую форму, за счёт чего при вращении их видимая яркость меняется. Кроме того, систему окружили газовым кольцом, приняли ещё уйму допущений, и, всё равно, модель мало соответствовала наблюдениям.

Зато, с позиций БТР система видится простой до предела: это обычная двойная звезда, где один компонент лишь немногим слабей другого. Не зря, их суммарная кривая блеска имеет двугорбый профиль (Рис. 79). Другие странности β Лиры разрешаются столь же естественно. В целом звезда по своим характеристикам сходна с цефеидами и переменными типа RV Тельца [158]. Но астрономы не хотят признать их общность, иначе станет ясно, что и в цефеидах колебания блеска вызваны вращением звёзд. Давно открыты и переменные рентгеновские источники, плавно меняющие оптическую яркость с периодом, равным периоду обращения спутников, найденных рядом [76]. Подобно цефеидам, эти источники имеют волнообразные кривые блеска и лучевой скорости — зеркальные копии друг друга. И вновь учёные не замечают сходства, приписывая колебания блеска сильно вытянутой форме звезды, попеременно светящей нам яркими и тёмными участками. Но к чему сложности, если из БТР колебания блеска двойных систем вытекают сами собой? Не случайно, у таких звёзд (к ним относят HZ Геркулеса и Центавр X-3 [76, 158]), как у цефеид, вместе с "яркостью" и "лучевой скоростью" меняется "цветовая температура", в полной соответствии с эффектом Ритца.

Говоря о переменных звёздах неоптических диапазонов (рентгеновского, а также гамма- и радиодиапазона, к которым относят и пульсары, § 2.19), надо заметить, что их переменность тоже связана с орбитальным движением, меняющим яркость звёзд по эффекту Ритца. Этот же эффект переводит оптическое излучение звезды в иные диапазоны. Поэтому, один и тот же оптический источник может восприниматься сразу и как источник интенсивного радио-, рентгеновского и гамма-излучения, меняющегося с периодом P обращения звезды. Однако, и эти реально открытые источники [76], служащие ярчайшим подтверждением БТР, порой стремятся привлечь для её опровержения. Так, К. Брэчер счёл противоречащими теории Ритца рентгеновские пульсары в двойных звёздных системах [6], поскольку принял нелепую официальную теорию периодической генерации X-лучей этими объектами, и не учёл эффект Ритца, преобразующий их яркость, спектр и кривую лучевых скоростей (§ 2.10). Если же этот эффект принять во внимание, то барстеры, подобно цефеидам и другим переменным звёздам, представят надёжное подтверждение баллистической теории.

Хотя гипотеза Белопольского о двойственности цефеид легко объясняет все их особенности и свойства, астрономы его теорию не признают (несмотря на то, что из-за огромного сходства цефеид с двойными звёздами сами не раз их путали [27, 51]). Слишком далеки цефеиды, слишком малы их спутники, чтобы их можно было заметить. Наверняка, однажды их удастся обнаружить. Но уже и сейчас есть доказательства их присутствия. Так, многие цефеиды в максимуме блеска (и наибольшего расхождению спектральных линий пары звёзд по гипотезе Белопольского) и впрямь обнаруживают эффект удвоения линий [27, с. 66; 102, с. 134; 157, с. 86]. А, ведь, именно такое периодичное раздвоение линий издавна служило прямым свидетельством двойственности звёзд. Уже сам Белопольский наблюдал в спектрах ряда цефеид (η Орла, α2 Гончих Псов, ζ Близнецов и др.) две группы линий (см. работу "Об изменении интенсивности линий в спектрах некоторых цефеид" [17]). Интенсивность одних линий нарастала вместе с яркостью звезды, у других менялась в обратном направлении. Эту вторую группу линий, похоже, даёт именно спутник цефеиды, меняющий ускорение, блеск и спектральный сдвиг в противофазе с главной звездой, но имеющий меньшую яркость и амплитуду колебаний блеска, а потому не вносящий большого вклада в общие колебания яркости цефеиды. Если же звёзды имели близкие спектры, и их линии не удавалось разрешить по отдельности, то колебания яркости линий происходили с удвоенной частотой: за один период колебаний яркости цефеиды яркость некоторых линий успевала дважды измениться.

Всё это можно объяснить тем, что общие колебания яркости создаёт в основном главная звезда, а колебания яркости отдельных линий — обе звезды. Причём, яркость их линий меняется в противофазе и при сложении создаёт на каждом периоде два максимума и два минимума, подобно колебаниям общей яркости в системе β Лиры и W Большой Медведицы (Рис. 79). Не случайно, Белопольский открыл, что у β Лиры отдельные спектральные линии, созданные разными звёздами, меняют яркость в противофазе, в полном согласии с БТР [17]. Примечательно, что подобный эффект колебаний яркости эмиссионных линий в противофазе давно отмечался и у обычных спектрально-двойных звёзд, что не находило объяснения. И лишь В.И. Секерин в 1991 г. истолковал в своей книге [111] это загадочное явление, как результат колебаний яркости звёзд в противофазе, за счёт баллистического принципа и временной концентрации света. При равной светимости звёзд это ведёт к компенсации спада блеска одной звезды одновременным ростом яркости другой и общая яркость системы меняется слабо. Однако, вариации яркости спектральных линий разных компонент хорошо заметны.

Как видим, существование феномена цефеид, — мигающих звёзд-маяков, — это прямое следствие баллистического принципа, применённого к двойным звёздам. Таким образом, даже не наблюдая цефеид, все их свойства давно можно было предсказать на базе БТР. Цефеиды вместе с красным смещением — это одно из важнейших космических доказательств правоты Ритца. В то же время показали, что цефеиды — это не физически переменные звёзды. Колебания их яркости и цвета (спектра) — всего лишь видимость, созданная эффектом Ритца, равно как мерцание обычных звёзд на небе, колебания их яркости и цвета, — это иллюзия, вызванная турбулентностью, волнением атмосферы. Атмосферная воздушная линза, словно волнующаяся поверхность моря, — то рассеивает, то фокусирует свет звезды, периодически делая её ярче. Так же и орбитальное движение звезды, будто временная линза, — то усиливает свет цефеиды, то гасит. И, если космонавты, вышедшие за пределы атмосферы, видят звёзды горящими ровным светом, то и астронавты, которые однажды окажутся возле цефеид, увидят, что те не меняют своих размеров и яркостей.

Стоит отметить, что эффект изменения яркости у движущейся по орбите звезды, возникающий как следствие баллистического принципа, был гипотетически предсказан ещё в 1924 г. Ла Розой [5] и проассоциирован им с переменными звёздами. Впрочем, гипотезу переменности блеска от орбитального движения цефеид ещё раньше выдвигал их первооткрыватель Дж. Гудрайк и А. Белопольский [51]. Но потом этот механизм был забыт и переоткрыт Муном и Спенсером в 1953 году [7]. И, вот, после длительного забвения, эффект был снова многократно переоткрыт в конце 80-х в России В.И. Секериным, В.Н. Дёминым и В.П. Селезнёвым [44, 111], а в США — Р.С. Фритциусом. Наконец, и сам автор независимо пришёл в 2002 г. к идее эффекта Ритца у двойных звёзд, предположив, что он проявляется в виде цефеид, пульсаров, новых и других переменных звёзд. Тогда же было впервые найдено строгое обоснование эффекта, как с позиций БТР, так и на базе трактовки многих необъяснённых эффектов цефеид и двойных, включая эффекты Блажко и Барра [116, 117, 119]. Такое многократное и независимое истолкование переменных звёзд разными авторами с единой позиции БТР служит лучшим подтверждением его справедливости. Это доказывает, что найденный закон — не пустая выдумка, а открытие реально существующей закономерности, доступной всем. Только истинные идеи могут независимо приходить в голову разным людям, в разные эпохи.

Как видим, всё же, не зря Белопольский с таким упорством отстаивал свою гипотезу о двойственности цефеид, как о главной причине изменения их блеска и спектра, вплоть до 1927 г., хотя к тому времени многие уже придерживались теории Эддингтона о пульсационной природе переменности цефеид, чуждой Белопольскому [51]. По примеру теории Коперника, показавшего, что многие наблюдаемые в небе движения светил представляют собой лишь видимость, теория Ритца позволила доказать, что и колебания блеска цефеид, их мнимые пульсации, — это всего лишь иллюзия, мираж, возникающая у отдалённого земного наблюдателя.

§ 2.13 Звёзды-гиганты и измерение расстояний в космосе

Одновременное наблюдение величин изменений блеска, интенсивности и смещения спектральных линий у переменных "пульсирующих" и спектрально двойных звёзд позволяет определить, кроме параметров их движений по орбитам, ещё и расстояние до этих объектов от Земли.

В.И. Секерин, "Теория относительности — мистификация века" [111]

Почти все цефеиды относят к типу звёзд-гигантов и сверхгигантов. В качестве типичных представителей таких звёзд можно привести Миру Кита и Антарес, размеры которых, как считают, в сотни раз превосходят размер Солнца. Эти звёзды, по современным представлениям, настолько велики, что внутри них может целиком поместиться орбита Земли и Марса. Именно с огромным размером цефеид было, в частности, связано главное возражение против теории Белопольского о двойственности цефеид, как причине колебаний их блеска. Было замечено, что если бы цефеиды представляли собой двойные звёзды, то вся орбита одной звезды умещалась бы внутри другой звезды, чего быть, конечно же, не могло: звёзды должны быть отделены некоторым промежутком [140, с. 7]. С этим, во многом, и был связан отказ от теории Белопольского, и принятие теории Эддингтона, по которой цефеиды изображались пульсирующими газовыми шарами. Однако, мы видели, что теория звёздных пульсаций не объясняет ряд особенностей цефеид. Поэтому, вероятнее всего, был неверно определён размер цефеид и радиусы орбит двойных звёзд.

В самом деле, размер орбиты двойной звезды определяют по спектральным данным, дающим орбитальную скорость, умножив которую на период обращения (период мигания цефеиды), находят протяжённость и радиус орбиты. Но, ведь, сдвиг линий в спектре цефеиды часто вызван, как выяснили, не эффектом Доплера, а эффектом Ритца. Поэтому, истинные скорости могут заметно отличаться от находимых по эффекту Доплера. А, значит, отличаются и радиусы орбит. Вообще говоря, радиус орбиты цефеиды, входящей в двойную систему вполне может быть меньше радиуса самой звезды, если масса спутника — звезды или планеты, заметно меньше массы центральной звезды, которую мы и наблюдаем. Примерно так же и Земля с Луной движутся вокруг общего центра масс, находящегося на расстоянии 2/3 радиуса Земли от её центра: орбита Земли целиком помещается внутри земного экватора. Так что, малая орбита цефеиды не отвергает гипотезы о наличии спутника. Ведь, по сдвигу спектральных линий цефеиды мы находим лишь радиус орбиты центральной звезды, а не её спутника, летящего по орбите вне пределов звёздной атмосферы.

Это — одна ошибка, но есть и другая. Мы не можем определить размер звезды, если не знаем, на каком расстоянии она находится. Размер звезды находят по её видимой яркости и известному расстоянию. Поскольку яркость единицы поверхности звезды известна (по её температуре), то можно легко рассчитать площадь диска звезды, потребную для создания её видимой яркости на заданном расстоянии. Однако, расстояния до цефеид не удаётся определить путём измерения параллаксов. Поэтому, имеется заметная неопределённость: цефеиды сами используют для определения относительных расстояний в космосе, однако абсолютной величины расстояний до них не знают. И, очень возможно, что цефеиды находятся от нас заметно ближе, чем считается. Тогда их гигантские размеры — это фикция, а реальные размеры цефеид гораздо меньше. Ведь, чем ближе звезда, тем меньший поперечник она должна иметь, чтобы обеспечить ту же видимую яркость. Не исключено, что огромные размеры и других звёзд сверхгигантов — это фикция, поскольку они находятся заметно ближе. В таком случае, звёзды-гиганты окажутся рядовыми звёздами.

Из-за неверно определённых расстояний до цефеид, гигантов и сверхгигантов была ошибочно найдена их абсолютная светимость, которая сильно завышена. Именно поэтому гигантские звёзды не ложились на главную последовательность диаграммы Герцшпрунга-Рассела (спектр-светимость). Если же эти звёзды находятся на расстояниях в несколько раз меньших и обладают меньшей светимостью, то они попадут точно в главную последовательность, оказавшись нормальными звёздами. И ничто не противоречит такому сокращению дистанций, поскольку расстояния до цефеид и звёзд-гигантов не известны наверняка, из прямых измерений их параллаксов. Взять, к примеру, сверхгигант Бетельгейзе (α Ориона), угловой размер Δ которого ещё в 1920 г. измерил с помощью интерферометра Майкельсон, откуда на основании принятого для Бетельгейзе гигантского расстояния L был найден диаметр D звезды, заметно больший размера земной орбиты [19]. И до сих пор астрономы, считая L≈500 световых лет, получают немыслимый размер Бетельгейзе D=LΔ≈10^12 м, сопоставимый с орбитой Юпитера. Но, поскольку сама оценка расстояния L не обоснована и подвергается сомнению даже со стороны астрономов, то ничто не мешает считать L в десятки раз меньшим. Тогда, при том же угловом размере звезды Δ, её диаметр D=LΔ будет пропорционально меньше: Бетельгейзе окажется обычной звездой главной последовательности с нормальным размером и светимостью. Так же снизятся и радиометрические оценки размеров всех звёзд-гигантов и сверхгигантов, поскольку пропорциональное уменьшение размера и расстояния до звезды сохраняет неизменными её угловой размер и видимую яркость, но сильно снижает расчётную абсолютную светимость. Кстати, ложная оценка размеров и расстояний звёзд-гигантов была предложена всё тем же махинатором Эддингтоном, желавшим согласовать эти звёзды со своей нелепой теорией звёздных пульсаций и звёздной эволюции.

Вообще, шкала расстояний в космосе — это весьма спорная тема [155]. И до сих пор в ней нет уверенности. Мы упомянули о способе, предложенном Масликовым для измерения расстояний в космосе на основе эффекта космической дисперсии и БТР (§ 2.8). Другой способ, основанный на БТР, предложил В.И. Секерин. Способ этот следующий. По колебаниям скорости цефеид, найденным из спектральных данных, можно легко рассчитать амплитуду колебаний яркости, вызванных эффектом Ритца и потому пропорциональных удалённости звезды. Из сравнения амплитуды этих колебаний с измеренной определяется удалённость источника. Сделанные Секериным оценки дали расстояния до цефеид заметно меньшие найденных иными методами. Единственный недочёт такого метода в том, что мы не знаем точно, вызван ли больше сдвиг спектральных линий (по которому ищут скорости) в спектрах цефеид эффектом Доплера или Ритца.

Большие надежды по части определения расстояний до звёзд и их размеров возлагают на интерференционные методы измерений. Так, по кривой скоростей цефеид можно точно измерить, насколько, по теории пульсирующих звёзд, меняется их радиус. С другой стороны, изменение радиуса можно наблюдать с помощью интерферометров, имеющих высокое угловое разрешение и дающих изменение радиуса в угловой мере. Поэтому, можно найти расстояние до цефеид, поделив найденное из эффекта Доплера изменение радиуса — на угловое его изменение. Однако, как выяснили выше, колебания спектров цефеид вызваны не пульсацией звёзд, а их орбитальным движением. Оно же порождает иллюзорные колебания размеров звёзд, причём наблюдаемая с помощью интерферометров форма звёзд отличается от круга и периодически меняется: звезды испытывают явно не радиальные пульсации, о причинах чего будет сказано далее (§ 2.16). Этот эффект и взаимное движение двойных звёзд и приводит к периодическому видимому изменению угловых размеров систем цефеид, хотя реальные их размеры не меняются. Поэтому, ясно, что теория пульсаций не может дать адекватной оценки расстояния до звезды.

И, всё же, интерференционные измерения форм и размеров цефеид, несомненно, позволят окончательно проверить справедливость БТР и гипотезу Белопольского о цефеидах, как о двойных звёздах. Астроинтерферометры предоставят возможность точно измерить и расстояния до цефеид, поскольку изменения формы диска звезды можно рассчитать как раз на основании данных о яркости звезды и её спектра. Обладающие высокой разрешающей способностью телескопы-интерферометры, вероятно, выявят однажды и спутники цефеид. Поэтому, дальнейшее развитие интерферометрических методов наблюдений было бы весьма желательно, ибо они могут дать решающее свидетельство в споре между БТР и СТО. Напомним, что именно интерферометрический опыт Майкельсона дал первый аргумент в пользу теорию Ритца (§ 1.9), а начатые тем же Майкельсоном интерферометрические исследования звёзд могут предоставить и окончательное подтверждение БТР. Кроме того, если подтвердится ошибочность СТО с теорией пульсаций цефеид, и эти "верстовые столбы Вселенной" окажутся не такими уж гигантами, то все звёзды и галактики станут намного ближе и доступнее, как за счёт снятия светового барьера, так и от снижения масштаба расстояний.

§ 2.14 Космомиражи — временные линзы или гравитационные?

Рассмотрим колеблющийся заряд, имеющий нулевую скорость в момент t=0 и положительную скорость v после. Волна, испущенная в момент t=0, распространяется вдоль оси со скоростью c. Для волны, пускаемой в момент t0, скорость распространения вырастет, и станет c+v'. Так что эта волна настигнет предыдущую на некотором расстоянии x0, затем обгонит её. В точку x0 эти две волны, испущенные зарядом в моменты времени t=0 и t=t0, прибудут одновременно.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Искажение расчётной кривой скоростей, искажение движения, колебания спектра и яркости — это далеко не все проявления баллистического принципа у двойных звёздных систем. Рассмотрим ещё один удивительный эффект. В соответствии с БТР, чем дальше от нас система, тем сильней перекос кривой скоростей звезды (§ 2.10). На некотором удалении перекос приведёт к тому, что отдельные участки графика установятся вертикально (Рис. 81.а). То есть, близкие положения звезды, разделённые в действительности некоторым промежутком времени, смогут наблюдаться одновременно. Об этом говорил и сам Ритц (см. эпиграф § 2.14 и § 2.18). С одной стороны, это привело бы к сильному увеличению яркости объекта, по эффекту Ритца, как в случае цефеид и сверхновых звёзд. Но, кроме того, если источник в своём движении заметно смещается по небу, то он будет одновременно виден сразу в нескольких точках своей траектории, как бы сам вычертит её. Это явление аналогично укручению волнового фронта в нелинейных средах, ведущее к появлению ударных волн, скажем в клистронах (§ 2.11), и имеющее большое значение для понимания "взрывных" переменных звёзд — новых и сверхновых (§ 2.18).

Рис. 81. Чем дальше система, тем больше перекос кривой скоростей и тем больше дополнительных изображений звезды.

Возможно, именно этой формой эффекта Ритца созданы загадочные вытянутые структуры: светящиеся дуги, джеты, выбросы из галактик и других космических объектов (§ 2.16, § 2.21). Все они могут оказаться лишь следами объекта, или разных частей его, видимых одновременно в разных точках траектории. Из-за вызванного ритц-эффектом "сжатия" времени и сильного смещения частоты будет казаться, что у этих "выбросов" огромные скорости. И, точно, используя принятые методы расчёта, астрономы получают гигантские скорости выбросов, сопоставимые со скоростью света или, даже, превосходящие её. По БТР же, все эти выбросы, возможно, — лишь видимость (§ 2.15).

Продолжим удаляться от двойной системы. В некоторый момент петли кривой начнут заходить друг за друга (Рис. 81.б), и мы сможем одновременно видеть уже несколько отдельных изображений одного объекта: вертикальная прямая — временнóе сечение, соответствующее некоторому моменту времени, пересечёт кривую несколько раз. Аналогичное явление опрокидывания волнового фронта, напоминающее опрокидывание волны с приближением к берегу, наблюдается в клистронах (§ 2.11). Такие дополнительные изображения источника, возникающие за счёт неоднозначности, предсказывал ещё Ритц. Он объяснял это тем, что свет, испущенный в более поздние моменты, мог за счёт большей скорости, приданной источником, приходить к наблюдателю одновременно с испущенным ранее, создавая лишнее изображение. Эти дополнительные изображения звезды, предсказанные БТР, П. Бергман окрестил "звёздными привидениями" (Бергман П.Г. Введение в теорию относительности. М., 1947, [44]). Отсутствие таких привидений в двойных звёздных системах считали одним из доказательств ошибочности теории Ритца [74]. Однако, когда эти "лишние" изображения всё же обнаружили у космических объектов, то почему-то даже не вспомнили о БТР, а стали связывать их с придуманными много позднее "гравитационными линзами" теории относительности, якобы разлагающими на отдельные пучки свет от источника, хотя это сильно противоречило наблюдениям. Поэтому, многие справедливо считали гравитационные линзы бредом.

Рис. 82. Размножение числа изображений с размытием их вдоль эллиптической орбиты у объекта 0024+1654 (www.nur872.narod.ru/cosmolinzy.htm).

А, вот, БТР верно предсказывает и число дополнительных изображений и их конфигурацию: все изображения должны укладываться на эллипс (соответствующей орбиты), что и наблюдается, скажем, — у объекта 0024+1654 (Рис. 82). Легко объяснить и движение изображений, несинхронные колебания их яркости: с течением времени вертикальная линия (Рис. 81) смещается, а с ней — и точки пересечения (каждая со своим индексом яркости T/T΄, зависящим от ускорения в данной точке орбиты). При этом, половина изображений будет двигаться по естественному направлению движения звезды по орбите, а половина — в обратном. Такие прямые и обратные, попятные изображения рождаются парами при пересечении петли и парами же исчезают при слиянии, когда линия временного сечения отрывается от петли. При исчезновении парных изображений 1 и 2 (Рис. 81.б) будет казаться, словно график лучевых скоростей внезапно обрывается и на каждом периоде состоит из отдельных кусочков, что реально наблюдаются у некоторых спектрально-двойных звёзд с разрывной характеристикой [27].

Такими же размноженными по принципу Ритца изображениями могут оказаться и выбросы радиогалактик, состоящие из многих точек. Возможно и многократное перекрытие петель (Рис. 81.в), а, значит, и сколь угодно много изображений, общее число которых обозначим через k и назовём "коэффициентом мультипликации системы". Изображения могут усеивать почти всю орбиту объекта или двух объектов системы (Рис. 65.б, Рис. 83), подобно трассирующей пуле, пунктиром чертящей свою траекторию. Не так ли возникло и загадочное двойное кольцо из отдельных светящихся точек у сверхновой SN 1987A (см. о ней: http://acmephysics.narod.ru/b_r/sn1987a.htm)? Впрочем, не исключено, что эти кольца являются, подобно расширяющимся оболочкам сверхновых, всего лишь "световым эхо" от вспышки звезды (§ 2.18).

Рис. 83. Два кольца у сверхновой SN 1987A, возможно, представляют собой размноженные эффектом Ритца изображения двух объектов в разных точках их орбиты.

Отметим, что авторы гипотезы гравитационных линз, — это уже не раз упомянутые А. Эйнштейн и А. Эддингтон. Вскоре после предложения ими идеи гравитационных линз, искажающих и фокусирующих своим тяготением лучи света с созданием мнимых изображений, многие учёные выступили с критикой этой гипотезы. Слишком слабы гравитационные поля космических тел и малы вносимые ими угловые отклонения, чтоб их можно было заметить. Вспомним, что даже лучи, прошедшие вблизи края Солнца, отклоняются лишь на две угловых секунды, что находится на пределе разрешения современных телескопов (§ 2.2). И это отклонение стремительно уменьшается с удалением от тяготеющего тела. А, между тем, релятивисты считают, что такое искажение происходит даже на расстояниях порядка радиуса галактики, — вся галактика выступает как линза! Понятно, что для такой фокусировки света тяготеющими объектами, те должны были бы обладать столь мощными гравитационными полями, какие не встречаются в природе. Те же самые галактики-линзы были бы моментально сжаты столь мощным гравитационным полем или же потребовали бы огромных скоростей движения звёзд в них. Наконец, вероятность попадания наблюдателя в узкую область гравитационной фокусировки света слишком мала, и Земля вскоре уходила бы из этой области за счёт взаимного движения космических тел, меняющего изображение, созданное "гравилинзой", чего на деле не происходит.

Таким образом, гравитационная фокусировка света и умножение числа изображений "гравитационными линзами" — это фикция! Наблюдаемые на небе дополнительные изображения-миражи — это следствие не гравитационной фокусировки, а — временнóй фокусировки, за счёт баллистического принципа и эффекта Ритца. Именно за счёт временной фокусировки световые лучи, изображения одного и того же объекта, испущенные им в разные моменты времени из разных положений, могут быть сфокусированы в одном и том же временнóм интервале. Если для пространственной фокусировки и размножения изображений предметов служат обычные линзы и зеркала, то в качестве временнóй линзы выступает эллиптическая орбита звезды, галактики, точнее круговое движение по ней. Сам термин "линза времени" возник ещё в начале XX века [95] в отношении киноаппаратов, тоже способных создать иллюзию убыстрения, замедления, обращения времени и наложения его моментов (многократная экспозиция). Эта аналогия с оптико-проекционной и кино-фототехникой, как увидим, весьма полезна в плане понимания космических картин (§ 2.16) и природы времени (§ 5.6).

Завершая рассказ о космолинзах, отметим, что Б. Риман, математические идеи которого об искривлённом, римановом пространстве релятивисты применяют для описания гравитационных линз, имел отношение и к трактовке кратных изображений на базе временных линз БТР. Так, именно Риман создал теорию простых волн (волн Римана), форма которых меняется по мере удаления от источника, за счёт разной скорости движения точек волны [103] (как для света в БТР, Рис. 81). Риман впервые рассмотрел возникающие при этом неоднозначности (перехлёсты волн, дающие несколько изображений летящего по орбите объекта). Он же изучил и ударные волны (в случае света рождающие вспышки новых звёзд, § 2.18). Сам Риман пытался возродить ньютонову теорию истечения. Считая заряды источниками материи, вылетающей со скоростью света, он объяснял оптические, магнитные, индукционные и гравитационные эффекты, став предтечей эмиссионной электродинамики Ритца [107]. Не случайно Ритц ссылался на работы Римана, который тоже работал в Гёттингене, где сотрудничал с Гауссом и Вебером, этими предтечами и предвестниками БТР (§ 1.7). Даже судьбы Римана и Ритца сходны: оба были гениальными математиками и физиками, оба учились и работали в Гёттингене, оба рано скончались от туберкулёза, не дожив до сорока лет, едва занявшись баллистической электродинамикой и не успев развить её до конца. В итоге их физические труды забыты, а математические открытия захвачены враждебными им по духу кванторелятивистскими теориями, включая теорию гравитационных линз. Такая вот ирония судьбы.

Итак, гравитационные линзы Эйнштейна никогда не наблюдались. А, будто бы созданные ими лишние изображения небесных тел, — это просто следы звёзд, галактик и других объектов, одновременно видимых в разных участках орбиты за счёт баллистического принципа. Совсем как в песне: "Звёзды — следы трассирующих пуль — тоже являются частью Вселенной". Именно в БТР было впервые предсказано размножение звёзд, вселенских источников, причём, — в качестве прямого следствия принципа относительности Галилея (баллистического принципа), в применении к двойным звёздам. И, потому, наблюдение множественных изображений-миражей на небе нисколько не свидетельствует в пользу теории относительности, а служит многократным и зрелищным подтверждением теории Ритца.

§ 2.15 Сверхсветовые скорости выбросов

Первоначала же все, которые просты и плотны,

Чрез пустоту совершая свой путь, никаких не встречая

Внешних препятствий, одно составляя с частями своими

И неуклонно несясь туда, куда раз устремились,

Явно должны обладать быстротой совершенно безмерной,

Мчась несравненно скорей, чем солнца сияние мчится,

И по пространству лететь во много раз дальше в то время,

Как по небесному своду проносятся молнии солнца.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Умножение числа изображений, возникающее в двойных звёздных системах, за счёт баллистического принципа, приводит и к другим удивительным эффектам. Так, в космосе не раз регистрировали движение объектов, скажем, — выбросов из квазаров, со сверхсветовыми скоростями, достигающими 20c [160]. Столь высокие скорости получались, если непосредственно поделить видимое перемещение объекта по небу на время движения. Поэтому, велик может быть соблазн использовать этот факт в качестве опровержения теории относительности и доказательства теории Ритца, допускающей сверхсветовые скорости (например, у космических частиц), предсказанные ещё Демокритом и Лукрецием (§ 1.21). Однако, в этом случае как раз не стоит спешить. Конечно, в космосе достаточно звёзд, способных придать микрочастицам сверхсветовые скорости. Но, вряд ли, в космосе есть источники энергии и механизмы, способные сообщить крупному объекту: галактике, квазару, простой звезде или облаку газа, — не только сверхсветовые, но даже околосветовые скорости. По той же причине, нельзя принять и объяснения этого феномена в теории относительности, где сверхсветовые скорости считают лишь иллюзией, вызванной движением выброса с околосветовой скоростью по направлению к наблюдателю. За счёт этого, видимый интервал времени движения объекта сжимается по эффекту Доплера, и кажется, что объект преодолел расстояние за меньшее время, что и ведёт к сильному завышению скорости его движения. Однако, при этом, для заметного сокращения времени регистрации T΄, в сравнении с реальным временем движения T, объект, по эффекту Доплера T΄/T=1-V/c, должен приближаться со скоростью V, сопоставимой со скоростью света c. А столь высокие скорости естественных космических объектов, как говорилось, — сомнительны. Поэтому, гораздо проще предположить, что кажущееся сокращение времени движения вызвано эффектом Ритца T΄/T=1-La/c^2, приводящим к сильному уменьшению интервала T΄ уже при умеренных скоростях V и ускорениях a, лишь бы расстояние L до источника было достаточно велико.

В самом деле, если рассмотреть точку орбиты звезды, где T΄=T(1-La/c^2)=0, то есть ускорение a=c^2/L (Рис. 81.а), то покажется, что этот участок орбиты звезда проходит мгновенно, с как угодно большой скоростью. Причём, яркость объекта, при таком ускоренном движении, не будет снижаться: объект не будет терять в яркости от размытия, поскольку параллельно наращивает яркость по тому же эффекту Ритца (§ 2.11). Так же будет и в любой другой точке орбиты, где выполняется условие a=c^2/L и касательная к кривой скоростей — вертикальна, — именно в таких точках происходит бесконечное сжатие времени T и концентрация света (Рис. 67). Вероятней всего, такой эффект будет наблюдаться, когда от перекоса графика скоростей возникает неоднозначность и мнимые изображения-призраки. Тогда, в момент касания вертикальной линии (временного сечения) графика скоростей (Рис. 81.в) покажется, что из ничего возникли два объекта 4 и 5 (в действительности два изображения одной звезды), разлетающиеся с огромными скоростями, но, по мере удаления, всё замедляющиеся. Видимо, именно в этом и состоит природа выбросов квазаров и галактик: это просто дополнительные изображения, регистрируемые одновременно с основным изображением 3. Огромные скорости этих объектов могут получиться и из анализа их спектра. Ведь вызванный эффектом Ритца сдвиг частоты приведёт ещё и к огромным смещениям спектральных линий, которые будут интерпретированы на основании эффекта Доплера, как подтверждение огромной скорости объектов, хотя истинная скорость может быть ничтожна.

Кроме того, за счёт появления неоднозначности у кривой скоростей, будет казаться, что, по достижении секущей времени края петли, произошёл резкий скачок скорости (Рис. 81) — на кривой лучевых возникает разрыв. И такие разрывы-скачки были реально обнаружены у некоторых двойных звёзд [27]. Чаще всего, такие разрывы наблюдаются у переменных звёзд типа RV Тельца [65, с. 156]. И это — естественно, ведь именно для звёзд, колебания блеска которых в большинстве случаев вызваны эффектом Ритца, перекос кривой скоростей должен быть больше всего.

Так же, интересно, что эти мнимые изображения звезды будут двигаться по орбите в противоположных направлениях (Рис. 81). Если точка 5 будет смещаться по орбите в прямом направлении, туда же, куда и точка 3, то точке 4 будет свойственно обратное, попятное движение. За счёт этого, точки 4 и 5 будут расходиться. Как видим, мнимые сверхсветовые скорости имеют простое классическое объяснение. Порой, вызванное эффектом Ритца мнимое увеличение скорости может и не достигать столь высоких значений, но всё равно будет приводить к сильному завышению скорости объекта. Так, в ядрах нашей и других галактик обнаружены звёзды, смещающиеся на фоне ядра гораздо быстрее, чем следовало бы ожидать из закона тяготения Ньютона и известной массы ядер. Поэтому, астрономы делают вывод о существовании в ядрах тёмной материи или сверхмассивных чёрных дыр, неучтённой массой и тяготением которых якобы и вызван избыток скорости. Но гораздо проще его интерпретировать, как результат мнимого увеличения скорости от эффекта Ритца, приводящего и к ускорению видимого движения звезд по орбите, и к завышению их скорости, находимой из спектральных сдвигов по эффекту Доплера. Тем самым, устраняется надобность в искусственно придуманных абстрактных объектах типа чёрных дыр и тёмной материи (§ 2.20).

Отметим, что рассмотренные оптические феномены, вызванные эффектом Ритца в БТР, аналогичны акустическим феноменам от эффекта Доплера у сверхзвуковых истребителей. Поскольку самолёт летит со сверхзвуковой скоростью, то звуки, излучённые им позднее, из новых точек траектории полёта, могут достигать наблюдателя одновременно с испущенными ранее, а могут и опережать их. За счёт этого один и тот же истребитель может быть слышен сразу в нескольких направлениях (как при размножении изображений, § 2.14), его движение, воспринятое на слух, может казаться попятным или происходящим со скоростью, многократно превышающей реальную, визуально наблюдаемую скорость движения сверхзвукового самолёта, совсем как в случае сверхсветовых выбросов. Всё такие феномены — это результат временнóй фокусировки от эффектов Доплера и Ритца, что ещё раз доказывает их родство (§ 1.10).

Итак, обнаружили ещё одно проявление эффекта Ритца, теперь уже в форме сверхсветовых выбросов квазаров и сверхбыстрого движения звёзд в центрах галактик. Иллюзию аномально высокой скорости этих движений создаёт фокусировка "временнóй линзой" Ритца, сжимающей интервалы времени (§ 2.11). Почти так же, и в обычных линзах, порой, наблюдаем движение тел сильно ускоренным в сравнении с реальным, — из-за растяжения пространственных интервалов. Отметим, что и созданные "временнóй линзой" Ритца изображения выбросов будут, за счёт вращения образующего их объекта, вытянуты вдоль его орбиты и направления их "движения". Именно в такой форме они и наблюдаются, как покажем в следующем разделе.

§ 2.16 Вращающиеся звёзды и космические дуги

Нужно следовать мудрости природы, которая как бы больше всего боится произвести что-нибудь излишнее или бесполезное, но зато часто одну вещь обогащает многими действиями.

Николай Коперник, "О вращении небесных сфер" [41]

Выше мы видели, что орбитальное вращение двойных звёзд рождает многие космические феномены — переменность блеска и цвета звёзд, умножение числа изображений и другие космические миражи. Но баллистический принцип и эффект Ритца обогащают вращение звёзд и другими иллюзорными феноменами, вид которых представляется совершенно загадочным и необъяснимым, с позиций современной астрофизики. Так, кроме орбитального, весьма значимо осевое вращение звёзд, этих небесных пылающих сфер. Если для света справедлив классический принцип относительности (баллистический принцип), то эти сферы перестанут выглядеть сферами: крутящиеся звёзды покажутся нам вытянутыми, словно эллипсоиды. Чтобы доказать это, рассмотрим звезду с удалённостью L, радиусом R и угловой скоростью ω (Рис. 84). Одна сторона звезды удаляется от нас с окружной скоростью v=ωR, а другая — с той же скоростью приближается. По принципу относительности Галилея, скорость света c механически сложится со скоростью испустивших его точек, участков звезды. Поэтому, свет от приближающегося края M прибудет к нам за время L/(c+ωR), а от удаляющегося N — за время L/(c—ωR) и воспримется примерно на время T=2LωR/c^2 позднее.

Рис. 84. Запоздание света от правого края звезды в сравнении с левым приводит к искажению её вида.

За это время звезда, летящая с линейной скоростью V, сместится на расстояние S= VT= 2LVωR/c^2. Поэтому свет двух боков звезды, видимых нами одновременно, в действительности, — испущен в разные моменты времени, из разных положений звезды, разнесённых на расстояние S. Прочие точки звезды имеют промежуточные лучевые скорости и потому непрерывно заполняют отрезок S. Выходит, по принципу относительности, вместо звёзд-точек мы должны наблюдать звёзды-отрезки, штрихи? Изображение звезды оказалось бы смазанным, размытым вдоль видимой траектории её движения, словно на фотоснимке звёздного неба с большой выдержкой. Однако, при имеющихся линейных и окружных скоростях звёзд, их размытие S столь мало, что даже сквозь сильнейшие телескопы звезда будет видна как точка. В самом деле, разрешение лучших астрономических труб составляет порядка угловой секунды (1''— 0,1''). При этом, угол, под которым виден отрезок S, равен S/L= 2VωR/c^2 радиан, что даже для самых быстрых звёзд с линейными и окружными скоростями в 200 км/с даёт угол размыва в 0,2 угловой секунды. Поэтому, для большинства звёзд "вытянутость" будет незаметна.

Но это — лишь при наблюдении в простые телескопы. А в настоящее время стали широко развиваться интерферометрические методы телескопии, дающие столь высокие угловые разрешения (до 0,0001''), что становятся различимыми диски звёзд. И, как раз, тут учёных ожидал сюрприз, поскольку эти наблюдения, способные выявить эффект размытия, реально его обнаружили и дали весьма странные, несогласные с нынешней физикой результаты. Так, некоторые быстровращающиеся звёзды и впрямь оказались сильно вытянутыми. Примером тому может служить звезда Ахернар (α Эридана), имеющая гигантскую окружную скорость: что-то около 240 км/с. К удивлению учёных, звезда имеет вид не круга, а вытянутого эллипса с отношением осей, равным 1,5. Как признаются учёные, даже быстрое вращение не смогло бы сплющить звезду в столь сжатый эллипсоид [141].

Так, может, этот эллипсоид — следствие размыва звезды? В самом деле, если условно разделить диск звезды на полосы, то размытие диска создаст видимый сдвиг каждой полосы, пропорциональный её лучевой скорости ωr, т. е. расстоянию r до центра O. Тогда, в зависимости от направления движения звезды, её видимый диаметр MN растянется или сожмётся на величину S, придав ей вид овала (Рис. 84). Ведь линейно растянутый или сжатый круг — это эллипс, как легко убедиться, наблюдая тень от круглой монеты. Лишь допустив, что скорость источника влияет на скорость испущенного им света, удаётся объяснить загадку Ахернара.

Не меньшее удивление одолело учёных, когда они попытались с помощью астроинтерферометра непосредственно пронаблюдать пульсации некоторых цефеид. Так, у Полярной звезды, как у ближайшей к нам цефеиды, предполагали обнаружить радиальные пульсации, т. е. периодические колебания её радиуса. Но оказалось, что реально, в зависимости от фазы колебаний, диск звезды менял не размер, а форму, становясь то вытянутым, то сжатым, словно разные участки звезды пульсировали по-разному (см. www.express-meta.narod.ru/html/astro_u_u7_04.htm). То же обнаружилось у долгопериодической переменной звезды Миры Кита (см. www.schools.keldysh.ru/sch1216/students/Cetus/mira.htm). Этого и следовало ожидать, если колебания яркости цефеид вызваны не пульсацией, а орбитальным движением, придающим разную скорость лучам света (§ 2.12). В итоге, интенсивность и частота света периодически меняются, подобно нестабильной частоте следования вагонов трамваев или метро от непостоянства их скоростей (Рис. 70). А мнимые колебания формы и размеров звезды возникают от её осевого вращения, приводящего к размытию диска.

Так, если луч от левого края звезды M опережает лучи от правого N, то, при орбитальном движении звезды вправо, её диск "сожмётся" вдоль направления движения. В противоположной точке орбиты звезда, смещаясь влево, напротив, "растянется" (Рис. 85). Если же орбита видится не с ребра, а под углом, ось звезды наклонена к лучу зрения, а частота вращения её слоёв меняется по широте, то колебания формы звезды приобретают ещё более сложный вид. Именно такие сложные колебания размеров и формы, озадачившие учёных, были зарегистрированы с помощью интерферометров у Бетельгейзе, переменной звезды, меняющей блеск с периодом в 6,4 года. Оказалось, что в такт с колебаниями блеска звезда периодично меняет свои размеры и очертания, но совсем иначе, чем предписывает теория пульсаций. Из-за неправильных колебаний видимой формы звезды учёные даже выдвинули теорию, что сама звезда имеет неправильную несферическую форму, и, потому, по мере вращения показывает нам то один, то другой бок, имеющие разные очертания и яркость. На деле же, эти колебания яркости и формы, как видели, могут быть мнимыми в силу зависимости скорости света от движения звезды, обладающей сферичной формой и постоянной яркостью. При этом, измерения средних диаметров подобных звёзд посредством интерферометров показывают их колебания в такт с колебаниями блеска, хотя реальные размеры и абсолютные светимости звёзд не меняются (Рис. 85). Не зря, астрономов так озадачило уменьшение видимого диаметра Бетельгейзе на 15 % в период с 1993 по 2009 г. при неизменной яркости. А, с позиций БТР, в таких вариациях видимых параметров при постоянной светимости звезды нет ничего странного, если эти вариации — оптическая иллюзия.

Рис. 85. Изменение видимой формы звезды в зависимости от положения на орбите и направления движения.

На возможность баллистического эффекта изменения видимой формы крутящейся звезды, при её движении, обратил впервые внимание автора К.А. Хайдаров в 2006 г. (на эффект вытягивания изображения звезды вдоль орбиты от различия лучевых скоростей разных её участков автор указывал ещё в работе [117]). Хайдаров отметил, что, в случае справедливости БТР, звезда Вега, имеющая огромную скорость вращения, предстала бы перед нами заметно вытянутой, тогда как реально интерферометрические методы наблюдений показали, что диск её имеет круглую форму. На это автор ответил, что ось вращения Веги, как известно, направлена почти точно на Землю, отчего окружные скорости разных участков её поверхности не имеют лучевой составляющей и, следовательно, не могут приводить к растяжению изображения звезды. Таким образом, наблюдения Веги не противоречат БТР.

При интерферометрическом анализе цефеид обнаружилась и другая загадка: некоторые из них, к примеру, ту же Полярную, окружала странная кольцевая оболочка-кокон, которая в 2–3 раза превосходила размерами саму звезду, раз в 20 уступая ей в яркости (см. www.e1.ru/news/spool/news_id-268135-section_id-37.html или "Природа" 2006, № 7). Природа и стабильность этих «коконов» — совершенно непонятна. Но такой кольцевой след вполне может оставить спутник, который, вращаясь вокруг главной звезды, и вызывает её вспышки по эффекту Ритца, при соответствующем движении звезды возле центра масс. При достаточной скорости вращения, изображение спутника может настолько размыться, что растянется вдоль всей его орбиты и предстанет пред нами в виде сплошного светящегося кольца или эллипса, окружающего главную звезду (Рис. 86). У Полярной полное размытие спутника имеет место в том случае, если разность времён хода T=2LωR/c^2 превышает орбитальный период P Полярной, составляющий 4 дня и равный периоду миганий. Расстояние L/c до Полярной в световых годах составляет 430 лет, что в 40000 раз больше её орбитального периода. Значит, для того, чтобы произошло кольцевое размытие, спутнику достаточно иметь окружную скорость ωR> c/2·40000≈ 4 км/с. Так что размытие — вполне возможно: даже наше Солнце имеет на экваторе скорость вращения 2,3 км/с.

Рис. 86. "Коконы" вокруг цефеид, как результат размывки спутника вдоль орбиты в кольцо (справа).

Подобные кольца наблюдали не только у цефеид, но и вокруг других звёзд и галактик, хотя астрономы склонны приписывать их действию гравитационных линз, игнорируя многие противоречия (§ 2.14). Эти кольца редко замкнуты и чаще имеют форму узкого серпа. Если структуры созданы "размазанным" вдоль орбиты изображением звезды, то их вид определяется степенью размытия T/P, — соотношением разности времён хода T и орбитального периода P. Изображения звёзд с большим орбитальным периодом (в годы) вряд ли растянутся вдоль всей орбиты, и такие звёзды изобразятся в виде серпов, дуг или штрихов (Рис. 87). Примерно та же картина складывается при съёмках звёздного неба. Звёзды, движущиеся по кругу за счёт вращения Земли, предстают на фотографиях, в зависимости от времени выдержки, в виде штрихов, дуг или замкнутых колец, кстати, также окружающих Полярную звезду. Длительность экспозиции играет здесь примерно ту же роль, что время задержки T — при размытии звезды, а P=1 сут.

Рис. 87. Формы размытия звезды: а) кольцо, б) серп, в) дуга, г) штрих, д) пунктир (мультипликация k=9).

Эти созданные спутником дуги смещаются в ходе его движения по орбите, и могут не только окружать центральную звезду, но и пересекать её, если видимая орбита спутника проецируется на диск цефеиды. В этом случае будет казаться, что из цефеиды выходит протяжённый светящийся выброс, удаляющийся от звезды или образующий петли, соединённые со звездой, словно протуберанцы. И такие протяжённые "выбросы", "истечения вещества" были реально обнаружены в процессе интерферометрических наблюдений у многих цефеид, в том числе у Полярной звезды, у полуправильной переменной Бетельгейзе, у Миры Кита и других. Столь мощные "выбросы", конечно, не могут быть реальными истечениями вещества, однако имеют прямое отношение к баллистической теории истечения, будучи иллюзорными, размытыми изображениями летящего по орбите спутника или нескольких спутников цефеиды, а порой, возможно, и размытым в линию изображением главной звезды.

В форме таких дуг, штришков иногда видны и объекты, имеющие вместо одного — несколько отдельных изображений. Такое размножение числа изображений тоже пытались связать с гипотетическими гравитационными линзами и чёрными дырами. Но, как говорилось в предыдущем разделе, звезду можно видеть сразу в нескольких точках её орбиты и в том случае, если испущенный ею в разное время и с разной скоростью свет приходит к нам одновременно (как если бы при съёмках движущейся звезды мы делали на одном кадре несколько экспозиций с перерывами). Тот же эффект с учётом вращения звезды приведёт к размытию каждого точечного изображения (Рис. 81) в дугу, штришок, вытянутый вдоль орбиты (Рис. 87.д). Такой вид имеет объект 0024+1654 (Рис. 82). Как видим, такое размытие объекта гораздо проще объяснить не сверхъестественными чёрными дырами и гравилинзами, а зависимостью скорости света от скорости источника.

Стоит упомянуть, пожалуй, другой космический курьёз, снова поставивший в тупик космологию. В туманности Андромеды астрономы нашли странное кольцо из сотен одинаковых красных звёзд, а внутри него — кольцо поменьше, состоящее уже из синих звёзд (см. www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2005/09/21/187467): звёзды ходят по кругу, как в космическом хороводе. Учёные не могут разгадать природу столь странного скопления звёзд и его стабильности. И снова выход открывает предположение о том, что в действительности там только две звезды (или два шаровых звёздных скопления) — синяя и красная, вращающиеся возле общего центра масс O по эллиптическим орбитам (Рис. 88). Именно это вращение и размножает их изображения на тысячи отдельных, видимых сразу, и, словно бусы, нанизанных на орбиту. Не зря, оба кольца лежат в одной плоскости — это общая плоскость их орбиты.

Рис. 88. Вращение двойной звезды или двух шаровых скоплений звёзд (вверху) создаёт два ожерелья из звёзд, нанизанных на орбиты.

Выходит, все видимые на небе космические дуги и разноцветные кольца, — это такие же иллюзорные небесные картины, как гало или радуга, тоже сопровождаемые появлением лишних изображений ("ложных солнц"), окрашенных колец возле светила, представляющих собой лишь его размытые в дуги изображения. Однако, тьма невежества, насланного теорией относительности, породила мнение, будто источник этих картин — в мистических объектах, типа гравитационных линз и тяжёлых чёрных дыр. Примерно так и невежды когда-то верили, что источник радуги — это зарытый в землю мистический горшок с золотом леприкона. И лишь БТР даёт космическим дугам простое научное и рациональное объяснение. Не случайно, все эти эффекты двойных звёзд (колебания яркости, цвета, умножение числа изображений, их размытие, попятные, замедленные и ускоренные движения по орбите) легко смоделировать с помощью несложной компьютерной программы. При запуске такая программа выдаёт картины, удивительно напоминающие те, что мы наблюдаем в космосе. И все эти красивые картины — естественное следствие заложенного в программу движения двойных по орбите и баллистического принципа.

Итак, главное достоинство баллистической теории Ритца в том, что все явления космоса (даже неразгаданные наукой) она предсказывает как прямые следствия одной единственной гипотезы — классического принципа относительности, согласно которому источник передаёт свою скорость испущенному им свету. И Ритц, и Коперник, сами бывшие (по отзывам современников) хорошими инженерами, понимали, что и природа, как гениальный инженер, руководствующийся принципом простоты, не потерпит лишних принципов и деталей космического механизма, — всех этих чёрных дыр, нейтронных звёзд и т. п. Не случайно по Ритцу и Копернику всё многообразие небесных явлений естественно вытекает из вращательного, орбитального движения космических тел, вкупе с классическим принципом относительности, который всё больше подтверждают новейшие наблюдения с использованием спутников, радиотелескопов и интерферометров. Но, думается, и при исчерпывающих доказательствах, официальная наука ещё долго не захочет признать правоту Ритца. Так же и официальная церковь почти триста лет (вплоть до 1831 г.!) запрещала учение и книги Коперника, Галилея, Кеплера и, вопреки всем фактам, тешилась иллюзией неподвижности Земли. Впрочем, за примерами фанатичной приверженности догмам в глубь веков ходить не надо: достаточно понаблюдать за тем, как долго будут нынешние научные круги, игнорирующие классический принцип относительности, с таким трудом утверждённый Галилеем и Коперником, считать учение Ритца ересью.

Ещё 500 лет назад Коперник пришёл к смелому выводу о мнимости многих небесных явлений и картины Космоса, нарисованной учёными-схоластами, сторонниками Аристотеля. Видимые круговые движения Солнца и звёзд, петлеобразные пути и попятные движения планет оказались иллюзией, рождённой осевым и орбитальным вращением Земли. Но урок, преподанный Коперником, забыли, и, вот, снова учёные, охмурённые Эйнштейном, свято верят в реальность прихотливых небесных картин, ломают над ними голову, придумывая объяснения не менее мистичные и сложные, чем у их древних коллег, считавших Землю центром мира. Лишь теперь картина космоса снова стала проясняться, стоило только вернуться к открытому Коперником и Галилеем классическому принципу относительности, согласно которому, любое движение (в том числе движение света) — относительно: зависит от системы отсчёта, её скорости. Но официальная наука, отвергнув этот прогрессивный принцип, желает пребывать в плену иллюзий и миражей, созданных вращением небесных сфер, слепо веря Аристотелю и Эйнштейну, которые абсолютизировали иллюзии земного наблюдателя.

§ 2.17 Квазары

Космологическая интерпретация казалась настолько немыслимой, что многие астрономы стали в конце концов считать квазары местными объектами… может быть красное смещение вызвано каким-то новым физическим явлением, отличным от эффекта Доплера? Последняя возможность, казалось, получила подтверждение, когда астрономы обнаружили близко расположенные изображения двух и более объектов с совершенно различными красными смещениями. Согласно одной из гипотез, эти объекты демонстрировали какой-то неожиданный эффект старения света, при котором его длина меняется со временем.

П. Ходж, "Космологический спор" [155]

Как видим, многие загадочные объекты Космоса, благодаря БТР, предстают в совсем ином свете, оказываясь своего рода космической иллюзией, миражом. Практически все загадочные космические феномены баллистическая теория сводит к различным проявлениям обычных для космоса двойных звёзд. А, такие сверхъестественные объекты как чёрные дыры, предсказанные теорией относительности, оказываются и вовсе ни на что не годной выдумкой. Благодаря БТР, простое объяснение находит ещё одна загадка Космоса — квазары. Эти объекты имеют огромные красные смещения, что, по закону Хаббла, заставляет астрономов считать их расположенными очень далеко. Однако, яркости и размеры квазаров оказываются для такого удаления столь велики, что никак не согласуются с быстрыми колебаниями их яркости (быстро менять свою яркость способны лишь небольшие астрообъекты). Поэтому, даже те астрономы, которые верили в космологическое красное смещение от разлёта галактик, вынуждены были вновь обратиться к гипотезе Белопольского о старении света (§ 2.4).

И, точно, всё проясняется, если верна баллистическая теория. Если красное смещение вызвано не разлётом галактик, а эффектом Ритца, то квазары могут оказаться и впрямь сравнительно компактными объектами не слишком высокой светимости, которые находятся много ближе, чем принято считать. Тогда непомерно высокое красное смещение квазаров окажется следствием малости их размеров R и быстроты их вращения, а, значит, больших ускорений a=V^2/R. А, потому, коэффициент Хаббла H=a/c в законе красного смещения для квазаров окажется много больше принятого для галактик. То есть, даже на малом расстоянии их красные смещения окажутся много больше, чем у галактик той же удалённости.

То, что значение постоянной Хаббла для квазаров и мелких галактик много больше, чем для обычных галактик, доказывает хотя бы тот факт, что одинаково удалённые космические объекты имеют часто сильно отличающиеся красные смещения, что противоречит закону Хаббла. Так, известны объекты, составляющие, по мнению астрономов, физически связанные пары, а, значит, одинаково от нас удалённые. Однако красное смещение таких объектов различается порой в несколько раз (таковы, например, галактика NGC 4319 и квазароподобный объект Маркарян 205 [52]), так что, по закону Хаббла, их следовало бы поместить на разном удалении. Но, по БТР, красные смещения одинаково удалённых объектов разного типа могут сильно разниться, ввиду разной скорости их вращения и размеров (Рис. 89).

Рис. 89. Сильное различие красных смещений у расположенных рядом квазара и галактики.

Таких примеров неравенства красных смещений у компонентов парных галактик или пар галактика-квазар известно множество. Большинство этих пар было обнаружено Гальтоном Арпом, который доказывал этим ложность космологической трактовки красного смещения [39, 87, 155]. Прежде это несоответствие пытались объяснить гравитационным сдвигом частоты. Но потом оказалось, что на это не спишешь красные смещения квазаров, поскольку тогда б они обладали столь большой массой и плотностью, что были бы крайне нестабильны [155, с. 140].

Иногда вместо одного квазара наблюдается несколько отдельных изображений, соответствующих, судя по спектру, одному и тому же квазару. Такое размножение объясняют гравитационным линзированием. Но, в действительности, проще объяснить это умножением числа изображений баллистическим принципом, — одновременным приходом света квазаров из разных точек орбиты (§ 2.14). Это объясняет, почему размноженные изображения квазаров всегда укладываются на эллипс. Это — эллипс орбиты, по которой движется квазар, одновременно видимый в разных точках орбиты. Пример такого квазара даёт двойной квазар Q 0957+561 [26], квазар QSO 2237+0305 (см. "Природа" 2005, № 1), или галактика NGC 7603 и несколько квазароподобных объектов возле неё (www.haltonarp.com). И сами квазары, и их, так называемые, "выбросы" (а в действительности размытые изображения того же квазара) точно ложатся на эллипс орбиты (§ 2.15, § 2.16). Эти изображения имеют различные яркости и красные смещения, за счёт различного ускорения в разных точках орбиты, вызывающего соответствующие изменения яркости и спектра. С течением времени изображения квазара смещаются по тому же эллипсу, одновременно меняя яркость и спектр, причём, все по-разному, за счёт орбитального движения и ритц-эффекта. Если бы красное смещение квазаров вызывалось эффектом Доплера от их удаления, то два изображения одного квазара имели бы одно и то же красное смещение. Но эти смещения порой заметно отличаются, и это уже не объяснишь случайным попаданием двух объектов на один луч зрения, как пытались сделать в указанных примерах парных объектов Г. Арпа [52, 155]. Теория гравитационных линз объяснить всего этого не может, тогда как эффект Ритца и БТР непринуждённо объясняют: яркость и сдвиг спектра соответствуют ускорению в данной точке орбиты и, естественно, меняются при смещении изображения. Ранее отметили (§ 2.15), что "выбросы" квазаров часто движутся, судя по их видимому смещению по небу, — со сверхсветовыми скоростями. Как говорилось, это можно объяснить эффектом Ритца, но также это может быть связано с сильным завышением расстояний до квазаров, на основании их красного смещения и закона Хаббла. Если квазары расположены много ближе, то видимые угловые смещения их выбросов соответствуют гораздо меньшему пути и скорости.

Что же собой представляют квазары? Если следовать принципу Оккама и не приумножать сущности, то надо признать, что квазары — это не какие-то новые экзотические объекты, а — либо скопления звёзд, либо, что более вероятно, — компактные галактики, а, точнее, видимые ядра галактик, — их центральные области. В самом деле, за счёт того, что в центральных областях галактик скорости вращения и ускорения гораздо выше, чем на периферии, их вращение может приводить к гораздо большим красным смещениям по эффекту Ритца (Таблица 1). Таким образом, это действительно оказываются достаточно компактные объекты с большой скоростью вращения. Видимо, в ядрах галактик есть области прозрачности, сквозь которые можно видеть эти центральные части ядер. Или же это галактики достаточно разреженные, молодые, не затуманенные облаками галактической пыли. И, действительно, квазары теперь обычно ассоциируют с ядрами галактик. Именно центральные части ядер галактик являются, как и квазары, сильными источниками радиоизлучения. Это в очередной раз доказывает, что космос не изобилует лишними типами объектов. Всё наблюдаемое многообразие космических объектов — это лишь частные проявления немногих основных, уже известных и изученных.

Итак, ещё одна великая загадка Космоса, — квазары, получила объяснение с помощью БТР. Находит благодаря эффекту Ритца объяснение и сильное радиоизлучение квазаров. Ведь более глубокие области квазаров, вращающиеся с ещё большей скоростью и по меньшим орбитам, имеют неизмеримо большее ускорение, а значит, и сдвиг частоты по эффекту Ритца для них может быть огромен. Поэтому, не исключено, что радиоизлучение квазаров — это лишь сильно смещённое эффектом Ритца в красную сторону оптическое излучение звёзд, образующих сердцевину квазара или галактики. Таким образом, ни к чему придумывать и сложных искусственных (скажем синхротронных) механизмов генерации радиоизлучения у квазаров и других радиоизлучающих объектов. Эффект Ритца естественным образом предсказывает такое длинноволновое излучение.

§ 2.18 Новые и сверхновые звёзды

Рассмотрим снова случай, когда точка P' участвует в колебательном движении, а расстояние PP' является достаточно большим. Это позволит волнам, стартовавшим в моменты t1', t2',…, когда скорость P' имела разные значения v1', v2',…, приходить в P одновременно, вследствие разницы скоростей их распространения (практически этот случай будет представлен только в оптике).

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Эффект Ритца, столь значимый для квазаров, может иметь и более внушительные проявления. Дело в том, что доплер-эффект T΄/T=1-ν/c не способен заметно изменить масштаб времени и частоту, поскольку обычно у космических объектов отношение ν/c<10-3. Напротив, эффект Ритца T΄/T=1-La/c^2, как выяснили для тех же двойных звёзд, способен дать сдвиг в L/cP (в тысячи) раз больший (§ 2.10). Иными словами, величина La/c^2 оказывается сравнима с единицей, и T΄=T(1-La/c^2) может даже занулиться. То есть, весь свет, испущенный в течение длительного интервала времени T, может прийти к наблюдателю в один предельно краткий миг T΄. Тогда, даже самый тусклый источник, движущийся с соответствующим, не особенно даже большим ускорением, способен дать ярчайшую вспышку, правда, весьма краткую.

Так, может, именно эффект Ритца вызывает яркие вспышки новых и сверхновых звёзд, представляющих собой, как показали наблюдения [27, 76], именно двойные системы? Напомним, что при таких вспышках звезда увеличивает порой яркость в миллиарды раз. Вспышки происходили бы крайне редко, поскольку ускорение a звезды в течение некоторого времени должно почти в точности равняться c^2/L, что случается, естественно, не часто. И, чем это совпадение точнее (чем меньше период T΄), тем, пропорционально T/T΄, ярче и короче должна быть вспышка (именно такая зависимость и выявлена у сверхновых). Ведь вызвана вспышка не реальным физическим увеличением светимости звезды, а лишь "сжатием" времени, как в эффекте Доплера, только — намного более мощном. Впрочем, за счёт переизлучения света межзвёздной средой и погашения его избыточной скорости по принципу Фокса, эффективное расстояние L, на котором идёт ритц-трансформация яркости, обычно заметно меньше расстояния до Земли. Поэтому звезда может казаться ярко вспыхивающей уже на малых расстояниях от неё (порождая, например, световое эхо), и при удалении на расстояния, большие L, относительная яркость вспышек не будет заметно меняться. Вот почему вспышки сверхновых в других галактиках мы видим почти такими же, как если бы они произошли в нашей.

Нынешняя астрофизика связывает яркие вспышки новых и сверхновых, вспыхивающих во тьме космической ночи, — с мощнейшими взрывам этих звёзд. Это, — так называемые, "взрывные", или "эруптивные" звёзды. Таким образом, в отличие от цефеид, — этих маяков космоса, новые и сверхновые играют роль своего рода сигнальных костров, ракет, видимых, благодаря ярким вспышкам, на огромных расстояниях. И, всё же, много проще допустить, что, в действительности, этот резкий всплеск яркости дают, по эффекту Ритца, обычные двойные звезды, сами физически не меняющиеся. В этом убеждает отсутствие разницы в яркости и спектре новой звезды до и после вспышки [34]. Не ясно, как взрыв звезды, вызвавший потерю ей части атмосферы, массы и другие пертурбации, мог бы на ней не отразиться. Странно также, что этот взрыв не уничтожает близкие звёзды-спутники, обнаруженные у новых. Это доказывает, что взрывы новых — это такая же иллюзия, как "взрыв" от сверхзвукового истребителя, аккумулирующий в одном миге всю энергию звука.

Таким образом, вспышка — это лишь видимость и связана она не с физической переменностью звезды, а — с чисто оптическим эффектом Ритца. То есть, новые — это не физически, а лишь визуально-переменные звёзды. Оптический взрыв звезды — это лишь видимость, так же, как оглушительный взрыв от сверхзвукового самолёта — это лишь "слышимость". Небольшой по интенсивности источник звука воспринимается в короткий миг, как очень громкий за счёт аккумуляции в этом миге всей энергии звука, излучённого за продолжительное время. Воспринимаемая ударная звуковая волна самолёта — это результат одновременного прихода к наблюдателю звуковых волн, испущенных самолётом в разные моменты времени, за счёт сверхзвуковой скорости его движения ν≥c. По сути, это следствие эффекта Доплера T΄=T(1-ν/c)=0. Вся энергия, излучённая самолётом в течение большого времени T, аккумулируется в едином миге T΄. Так же возникает и ударная световая волна от движущейся звезды за счёт неравенства скоростей испущенного ею света, воспринятого единовременно, за счёт эффекта Ритца.

Это предельный случай временной фокусировки света, аналогичный фокусировке пучка света в точку (§ 2.11). Такие световые ударные волны долгое время искали в нелинейных средах, у лазеров, и не могли обнаружить. И, вот, оказалось, что они существуют в космосе. Так же и звуковые ударные волны были впервые открыты на небе и в космосе, задолго до создания сверхзвуковых самолётов [151]. Ударные волны характеризуются тем, что в некоторых участках касательная к профилю волны оказывается вертикальна. Именно, когда временнáя секущая касается этих участков (Рис. 81), и достигается условие a=c2/L экстремальной временной фокусировки света. Причём, как хорошо видно, сразу же после такого касания изображение должно раздвоиться: вместо одной точки пересечения петли возникают две точки 4 и 5, дающие два изображения, постепенно уменьшающие яркость (Рис. 81.в). И, действительно, сразу после вспышки новые имеют вид не одной, а двух звёзд [70, с. 4].

В том, что вспышка — это лишь видимость, убеждают и колебания яркости новых, происходящие с периодом вращения звезды. Их объясняют тем, что на звезде есть яркие пятна, которые она, как прожектор маяка, поворачивает то к нам, то от нас [158]. Однако, при этом забывают, что вспышку, по ими же принятой теории, даёт стремительно расширяющаяся оболочка звезды, не способная вращаться как целое. Поэтому, такие искусственные допущения — снова излишни: обращение звезды (вызванное притяжением находящегося рядом спутника) вполне может создавать переменное ускорение, хоть и малое, но способное нарушать точный баланс aL=c^2, что будет приводить к периодическому падению яркости.

А разве может взорвавшаяся звезда по мере угасания не остывать, но, как выяснили, разогреваться [34]? Зато БТР мнимое увеличение температуры звезды предсказывает как результат открытой Белопольским космической дисперсии, — различия в скорости лучей света разной частоты (§ 2.8). Сначала к нам приходит низкочастотное излучение вспышки, затем всё более высокочастотное, оцениваемое как более горячее. Огромная скорость расширения оболочек сверхновых, достигающая десятой доли скорости света, — тоже иллюзия, следующая из эффекта Ритца (§ 2.15). Иллюзорны и туманности, якобы созданные взрывами новых и сверхновых звёзд. Звезда не выбрасывает светящийся газ, но лишь засвечивает облака межзвёздного газа, с запозданием отражающие к нам свет вспышки. Это явление, названное "световым эхо", не раз фиксировали возле новых [17]. Но другие туманности новых и сверхновых звёзд со световым эхо почему-то не связывают, несмотря на то, что именно отражением и рассеянием света вспышки на облаках межзвёздного газа, проще всего объяснить поляризацию излучения таких туманностей, например, — знаменитой Крабовидной туманности, возникшей вокруг сверхновой 1054 г. Ведь отражение и рассеяние света поляризует его (именно так поляризовано рассеянное земной атмосферой излучение Солнца). Отражением можно объяснить ещё и то, почему туманности излучают не только в оптическом, но и в радио-, а также в рентгеновском и гамма-диапазоне: газ просто отражает всеволновое излучение сверхновой, ставшее таковым от преобразования оптического спектра звезды эффектом Ритца. В то же время нынешнее объяснение поляризации и спектра излучения Крабовидной и других туманностей, по механизму синхротронного излучения релятивистских электронов в магнитном поле туманности, выглядит совершенно неправдоподобно и не объясняет ряд особенностей.

Можно дать и физическую интерпретацию ярким вспышкам сверхновых, с точки зрения оптики и электродинамики. В эффекте Ритца за счёт ускоренного движения источника возникает пространственная группировка несущих свет реонов. Растёт частота их ударов, а, значит, — интенсивность и частота света. Если же, как у зарядов, лучевое ускорение источника периодично меняется, как скажем у двойных звёзд, то в пространстве возникают периодичные сгустки и разрежения реонного потока, вызывающие колебания яркости света. Не зря, среди двойных звёзд известны цефеиды, регулярно меняющие яркость (§ 2.12). А, если звезда находится очень далеко, возникают эффекты, аналогичные ударным волнам в нелинейных средах, в плазме [103]: профиль реонной волны укручается, затем опрокидывается (Рис. 90). В случае звёзд, это и приводит к вспышкам сверхновых, рождающих своего рода ударные световые волны, аналогичные звуковым ударным волнам от сверхзвуковых самолётов [103].

Рис. 90. Разница скоростей реонов в потоке (а) ведёт по мере удаления L к обгону одних реонов другими и их группировке: профиль c'(x) реонной волны сначала укручается, образуя ударную волну (б), затем опрокидывается (в).

Поскольку генерирующее "вспышки" движение звезды происходит по замкнутой орбите, то вспышки должны время от времени повторяться, подобно вспышкам цефеид (§ 2.12). Именно гипотеза о чисто визуальной переменности блеска позволяет объяснить повторные вспышки новых, имеющие близкие характеристики. Поражает, как одна и та же звезда может периодично взрываться, через небольшие по космическим меркам интервалы времени, причём так, что вспышки во многом повторяют друг друга. Если же переменность блеска чисто визуальная, эти периодичные вспышки объяснятся тем, что звезда, летящая по орбите, просто проходит с периодом равным орбитальному одни и те же положения, имея одинаковые ускорения, что даёт видимые вспышки одинаковой яркости, длительности и других характеристик. Могут следовать вспышки и не строго периодично, как у повторных новых Т Северной Короны (1866 и 1946 гг.), T Компаса (1890, 1902, 1920, 1944, 1966 гг.) и новоподобных типа U Близнецов [158]. Это возможно, если они входят в кратные звёздные системы. Действительно, при движении звезды в двойной системе, одни и те же значения ускорений a=c^2/L на её кривой ускорений повторяются периодично (Рис. 68), и с тем же периодом повторяются её вспышки. А в кратной системе, насчитывающей три и более компонентов, значения ускорений a=c^2/L, а, значит, и вспышки звезды, повторяются апериодически (Рис. 80). Хотя, и здесь можно выделить некий средний характерный временной масштаб повторения вспышек.

Итак, лишь за счёт эффекта Ритца у одной и той же новой звезды вспышки могут повторяться с периодом обращения звезды. Причём, как это и следует из баллистической теории, характеристики вспышек от раза к разу повторяются. А, вот, современная физика объяснить этих повторных вспышек новых не может, поскольку, во-первых, они должны происходить крайне редко, а, во-вторых, после каждой вспышки новая должна терять часть массы и менять свои физические характеристики, чего, на деле, не происходит.

Позволяет эффект Ритца объяснить и найденную эмпирически связь яркости вспышек новых с их длительностью и периодом повторения. Как показывают наблюдения, более яркие вспышки обычно длятся меньше, а периоды между ними больше, словно, чем большее время T копится энергия и чем в меньший интервал T' она воспринимается, тем вспышка ярче [158]. Именно такая зависимость вытекает и из эффекта Ритца, по которому происходит лишь аккумуляция, временнáя фокусировка энергии, света, испущенного звездой за большой отрезок времени. Поскольку средняя мощность излучения у звёзд одного спектрального класса примерно одинакова, то, чем короче промежуток времени T', в котором энергия собрана, тем, естественно, выше пиковая мощность, яркость вспышки. Такое явление временнóй фокусировки световых пучков от звёзд, как говорилось, во многом напоминает временнýю фокусировку электронных пучков в СВЧ-приборах клистронах (§ 2.11), а также эффект концентрации света в фемтосекундных лазерах, преобразующих постоянное излучение накачки умеренной мощности в сверхмощные, но предельно краткие импульсы, за счёт синхронного сложения мод излучения лазера.

Очевидно, что вспышка тем ярче, чем больше период обращения по орбите, поскольку именно во время этого движения, по сути, аккумулируется энергия вспышки: энергия вспышки сверхновой пропорциональна периоду обращения звезды. Поэтому, самые яркие вспышки сверхновых происходят достаточно редко. Менее яркие вспышки новых звёзд происходят гораздо чаще. Наконец, вспышки новоподобных звёзд типа U Близнецов происходят ещё чаще, но и рост яркости их не столь значителен, — всего четыре-пять звёздных величин. Частота вспышек новоподобных столь высока (в сравнении с новыми и сверхновыми), что можно наблюдать повторения вспышек у одной и той же звезды с периодом порядка года [158]. Более того, здесь даже открыта точная зависимость, связывающая период повторения вспышек, то есть, время, предшествующее каждой вспышке, с её яркостью, пропорциональной периоду. Что даже связывают с тем, что звезда лишь излучает энергию, накопленную в течение периода перед вспышкой [158], однако не могут предложить механизма для объяснения этого, хотя эффект Ритца объясняет всё естественным образом. Та же пропорциональность яркости вспышки периоду обнаружилась и у повторных новых звёзд.

Стоит отметить, что к аналогичным идеям о природе сверхновых, как двойных звёзд, пришли независимо также В.И. Секерин, А.В. Мамаев, Р.С. Фритциус. Сам автор разгадал природу новых и сверхновых в 2003 г., отправив на публикацию соответствующую работу [117] в 2005 г. Такое единство мнений, независимо выражаемых разными авторами, служит лишним свидетельством в пользу справедливости данной концепции. Но самое удивительное состоит в том, что о практической возможности столь мощных проявлений ритц-эффекта в оптике говорил ещё сам Ритц в 1908 г., когда новые и сверхновые были совершенно непонятны, и об их двойственности ничего не знали (см. эпиграф § 2.18). Полную противоположность прозорливости Ритца составляет научная слепота Эйнштейна, который даже в 1952 г., критикуя в своём письме К. Гинесу [6] БТР и эффект Ритца, приводящий к сверхсильной концентрации света, утверждал, что ничего подобного в природе не наблюдается, хотя новые и сверхновые буквально кричали в оптическом диапазоне о реальности эффекта. Как лишний раз убеждаемся на примере Де Ситтера и Эйнштейна, невежество не есть аргумент.

Итак, ещё один загадочный объект космоса оказался всего лишь одним из многих проявлений двойных звёзд и баллистического принципа. Стоит отметить, что двойственность новых и сверхновых звёзд — это прямое следствие БТР: только в двойных системах, где звезда движется по орбите с переменным лучевым ускорением, могут возникать сильные колебания яркости и спектра. Поэтому, когда астрономические наблюдения подтвердили, что почти все сверхновые, новые и новоподобные входят в качестве компонентов в двойные звёздные системы [27, 76, 158], это уже само по себе можно было считать триумфом и подтверждением баллистической теории. Теперь всё больше астрономов сходятся на том, что все новые являются двойными и именно с этим связаны их вспышки [70]. Однако, когда обнаружили, что вспышки новых связаны с их орбитальным движением в двойной системе, то стали придумывать очень сложные и искусственные механизмы, объясняющие, каким образом это движение ведёт к вспышкам звёзд при обмене их массой и сбрасывании атмосферы в поле тяготения [70, 76]. На этом фоне БТР выглядит намного более правдоподобно и убедительно, поскольку изначально именно баллистическая теория предсказывала вспышки новых, как естественное следствие движения звёзд по орбите и их двойственности. Поэтому уже одно только название книг типа "Взрывные переменные как двойные звёзды" [70], написанных авторитетными астрофизиками, звучит как гимн победы БТР.

§ 2.19 Пульсары

… Тот же ли свет здесь сияет иль новый,

Та же или новая тень переходит с места на место…

Этот вопрос разрешить единственно разум обязан;

Глаз же природу вещей познавать совершенно не может,

А потому не вини его в том, в чём повинен лишь разум.

Кажется нам, что корабль, на котором плывём мы, недвижен,

Тот же который стоит причаленный, — мимо проходит;

Кажется, будто к корме убегают холмы и долины,

Мимо которых идёт наш корабль, паруса распустивши.

Звёзды кажутся нам укреплёнными в сводах эфирных,

Но тем не менее все они движутся без перерыва.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Кроме сверхновых известны и другие переменные звёзды, посылающие к нам, словно маяки, очень яркие вспышки, следующие друг за другом через правильные и очень короткие интервалы времени. Эти звёзды называют пульсарами. Вполне возможно, что эффект Ритца ответственен и за мощные периодичные радиовсплески этих звёзд, тоже входящих в двойные системы [26, 76]. Высокая частота следования, резкость и сила этих всплесков наводят на мысль об эффекте сжатия-фокусировки времени T΄=T(1-La/c^2) по эффекту Ритца (§ 2.11). Наконец, эффект Ритца способен создать и огромные сдвиги частоты света f΄/f=T/T΄, отчего простой оптический источник стал бы нами восприниматься как рентгеновский или, напротив, как радиоисточник. А, потому, и рентгеновские, и радио-пульсары — это, по всей видимости, обычные оптические звёзды, но с излучением сильно смещённым, за счёт эффекта Ритца, в коротковолновую или длинноволновую область (§ 2.21). Недаром, некоторые пульсары, включая знаменитый пульсар в Крабовидной туманности, отождествлены с переменными звёздами [75].

По принципу действия, пульсары часто сравнивают с проблесковыми маячками. По современным представлениям пульсар, подобно крутящемуся прожектору маяка, испускает узкий радиолуч (Рис. 76), который при быстром вращении звезды регулярно пересекает Землю [76, 158]. В такие моменты приборы и регистрируют мощные радиовсплески. Однако, если учесть огромную частоту импульсов, то такая частота вращения разорвала бы любое космическое тело, а, потому, пульсар предлагают считать невиданной компактной нейтронной звездой со столь высокой плотностью и гравитацией, что способна удержать от разрыва даже сверхраскрученную звезду. Зато БТР позволяет и пульсар считать обычной двойной звездой, периодически усиливающей излучение за счёт движения по орбите и эффекта Ритца. Ведь огромная частота следования импульсов их отрывистость, невозможные для звёзд, наводят на мысль, что вспышки пульсаров — это лишь видимость, иллюзия, мираж, созданный временной фокусировкой света от эффекта Ритца (§ 2.11). Вспомним, что именно так казался субъективно меньше период следования выстрелов из ускоренно движущегося автомобиля T'= T(1—La/c^2) (Рис. 27).

По этой баллистической аналогии, наблюдателю, находящемуся от ускоренно сближающегося автомобиля на достаточно большом расстоянии L, частота следования пуль может показаться столь большой, что по темпу огня он решит: стреляют не из пистолета (с периодом повторения выстрелов T=1 с), а из пулемёта, в крайнем случае, из автоматического пистолета типа "Вальтер" или АПС Стечкина. Скорострельность пулемёта (10 выстрелов в секунду T'=0,1 c) будет достигнута, если расстояние L увеличить до 8 км (поскольку это — лишь иллюстрация, то считаем дальность стрельбы неограниченной). Эффект Ритца может субъективно настолько увеличить скорострельность оружия, что все пули прибудут к наблюдателю одновременно, то есть T'=0 c, что в заданных условиях произойдёт на расстоянии L=9 км. Точно так же, эффект Ритца, за счёт неоднородности пучка света по скоростям, субъективно увеличивает частоту вспышек пульсара, наращивая частоту посланных им пуль-импульсов. Интересно, что пулемётную аналогию и роль неоднородности пучков интуитивно приводят и астрономы [77, с. 158]: "Фрэнк Дрейк, изучая пульсары на радиообсерватории в Аресибо, обнаружил, что каждый из таких прожекторных пучков не однороден, а состоит из множества меньших пучков, которые выбрасываются подобно пулемётной очереди". Не случайно английское слово projector означает не только "прожектор", с которым сравнивают пульсар, но и "миномёт, огнемёт, пулемёт". Итак, именно баллистический эффект Ритца ведёт к скоплению, учащению импульсов пульсара.

Тот же эффект переводит оптическое излучение пульсара в радиодиапазон. И действительно, известно множество пульсаров, входящих в тесные двойные системы, скажем пульсар PSR 1913+16, в котором компоненты, разнесённые на расстояние порядка радиуса Солнца, обращаются с периодом в 8 часов [26]. Примеры таких пульсаров можно найти в книге Липунова [76]. Обнаружены и двойные радиопульсары, скажем PSR J0737-3039A, где пульсарами оказались оба компонента, обращающиеся вокруг центра масс за 2,4 часа и мигающие, один — с периодом в 2,8 с, а другой — с периодом 0,02 с ("Природа" 2005, № 2). Эта реально открытая двойственность пульсаров и других переменных звёзд — один из триумфов баллистической теории, предсказавшей такой механизм колебаний их яркости ещё век назад.

Связь колебаний радиояркости пульсара — с его двойственностью, вращением, вызывающим вспышки звёзд (§ 2.12, § 2.18), подтверждается синхронным колебанием яркости пульсаров в оптическом, радио-, рентгеновском и гамма-диапазоне. Примером служит знаменитый пульсар PSR 0531+21 в Крабовидной туманности, 30 раз в секунду меняющий не только радиояркость, но также визуальную яркость, рентгеновское и гамма-излучение [75, с. 154]. Для объяснения этого в рамках кванторелятивистской теории пульсаров приходилось выдумывать сложные механизмы, поскольку в разных диапазонах излучение генерируется по-разному. А в БТР и объяснять ничего не нужно: эффект Ритца одинаково генерирует и синхронно меняет яркость источника во всех диапазонах излучений. При этом, в оптическом и радиодиапазоне у части пульсаров обнаружился, кроме первичного, вторичный максимум излучения [75], так же как горбик у цефеид, вызванный, вероятно, синхронными колебаниями блеска второго, более слабого компонента двойной звезды в противофазе с миганиями главного (§ 2.12).

Колебания блеска пульсаров в оптике и рентгене заметно плавней, чем в радиодиапазоне. Вероятно, это вызвано тем, что в радиолучах эффект Ритца проявляется гораздо сильней, чем в оптических, а, потому, ведёт к лучшей концентрации света. Ведь, как выяснили ранее (§ 1.13), за счёт взаимодействия с межзвёздной средой, свет от переизлучения постепенно утрачивает скорость источника, и эффективное расстояние L в формуле Ритца снижается. Поэтому, в оптическом диапазоне колебания яркости у пульсара менее выраженные и более плавные, подобно всплескам интенсивности у клистрона, отвечающим малым расстояниям (Рис. 73). Поглощение света средой может приводить и к сдвигу всплесков оптического и рентгеновского излучения по фазе, как у пульсара PSR 0833-45 [151, с. 524], а, также, — к сильному снижению яркости, отчего большинство пульсаров регистрируют лишь в радиодиапазоне. Радиоизлучение гораздо меньше взаимодействует с межзвёздной средой и, потому, во-первых, меньше поглощается, а во-вторых, длительно сохраняет скорость, полученную при запуске. А, потому, эффект Ритца приводит в радиодиапазоне к гораздо более острой временной фокусировке радиоизлучения, в виде очень высоких и коротких пиков. В формуле T'= T(1—La/c^2) приведённое, с учётом переизлучения межзвёздной средой, эффективное расстояние L (на котором идёт преобразование излучения по эффекту Ритца) в радиодиапазоне получается гораздо больше, чем в оптическом.

Именно поэтому, пульсар мигает иначе, чем цефеида: он меняет радиояркость не плавно, но даёт отрывистые и мощные импульсы радиоизлучения. Столь яркие и короткие вспышки, вероятно, вызваны тем, что при движении пульсара его ускорение a в некоторые моменты бывает в точности равным с^2/L, и пропорциональная T/T' яркость оказывается бесконечна. Это возможно в случае, если кривая лучевых скоростей пульсара настолько перекошена, что её петли заходят друг за друга. При этом возникает несколько изображений пульсара: в силу неоднозначности вертикальная линия (временной срез) пересечёт кривую несколько раз (§ 2.14). А в моменты, когда эта линия, смещаясь, касается кривой, обеспечивая равенство a=с^2/L (Рис. 91), яркость звезды по эффекту Ритца становится бесконечной. Но и длится момент касания предельно мало T΄=T(1-La/c^2)=0. Так рождаются резкие вспышки пульсара, аналогичные периодичным вспышкам импульсного лазера, также преобразующего небольшую среднюю мощность накачки от непрерывно работающего источника света в краткие, но зато очень мощные импульсы лазерного излучения, за счёт аккумулирования энергии в малом временнóм интервале. Интересно, что и типичные формы импульсов, даваемых пульсарами, очень напоминают те, что должны получаться в двойных системах за счёт временнóй фокусировки света, а также типичные формы электронных импульсов в клистронах (Рис. 73). Именно такие острые двойные и одиночные пики импульсов наблюдаются и в пульсарах [80; 151, с. 523].

Рис. 91. Касание в момент t_1 создаёт радиоимпульс пульсара. В момент t_2 пульсар даёт 7 изображений (k=7).

Поражает в пульсарах и частота их импульсов, следующих друг за другом через доли секунды. Любое космическое тело, крутимое с такой частотой, разорвут центробежные силы. Но для БТР огромная частота и малый период — не проблема. Ведь реальный период обращения звезды P может составлять обычную для мигающих звёзд величину в несколько суток, которые для отдалённого наблюдателя вполне могут сжаться в доли секунды (период P΄, с которым и меняется видимая радиояркость звезды) от сильного эффекта Ритца P΄=P(1-La/c^2), вызванного притяжением другой звезды. С помощью БТР удаётся легко объяснить и то, почему периоды пульсаров плавно нарастают, хотя иногда происходят и резкие их изменения. Как в случае цефеид, это может быть вызвано приливными силами и столкновениями, меняющими период обращения (§ 2.12). Интересно, что наряду с обычными обнаружены и рентгеновские пульсары, посылающие к нам из глубин космоса проблески уже не радио-, а X-излучения. У них период с течением времени обычно не растёт, а падает [76]. Вызвано это может быть тем, что их двойные системы гораздо тесней, чем в пульсарах. Поэтому, там преобладает не приливное трение, а релятивистские эффекты (предсказываемые не только ОТО [26], но и БТР § 2.3), постепенно уменьшающие радиус и период обращения, мигания звезды.

Впрочем, плавное изменение периода миганий пульсара может быть и мнимым, если оно вызвано постепенным изменением ускорения a системы пульсара и эффектом Ритца: для радиопульсаров, у которых период миганий P΄=P(1-La/c^2) плавно нарастает от дрейфа ускорения a, прежде он мог равняться нулю, за счёт точного равенства a=с^2/L. Но тогда сжатие периодов до нуля должно бы было привести к гигантскому росту яркости звезды, как в случае сверхновых (§ 2.18). И, действительно, пульсар в Крабовидной туманности наблюдается на месте сверхновой, вспыхнувшей там тысячелетие назад, и примерно такой же срок нужен пульсару, дабы увеличить период от нуля до нынешних 0,03 секунд [151]. С другой стороны, рентгеновские пульсары, период P΄ которых плавно уменьшается, ввиду приближения ускорения к критическому значению a=с^2/L, в будущем могут вспыхнуть как сверхновые, а затем превратятся в радиопульсары, которые будут уменьшать период миганий. Причём, раньше всего должны вспыхнуть рентгеновские пульсары с наименьшим периодом и с наивысшей скоростью его снижения.

Огромную частоту вспышек пульсаров можно объяснить и другим механизмом. Выше было показано, как пульсар создаёт несколько изображений, видимых одновременно и налагающихся одно на другое, причём их число k может достигать тысяч (Рис. 91). И, если двойная система пульсара сама входит в другую систему (Рис. 80.2), та умножит число изображений, а значит и частоту вспышек ещё в k раз. В свою очередь, эта тройная система может входить в ещё одну и т. д. Результирующая частота вспышек, равная исходной, помноженной на коэффициент мультипликации k каждой из систем, может стать огромной. В космосе такие кратные, многоуровневые системы обычны, в том числе, и среди пульсаров, скажем того же PSR J0737-3039A, каждый компонент которого, судя по всему, имеет по спутнику, провоцирующему вспышки центральной звезды. В отличие от БТР, легко объясняющей многие особенности пульсаров, современная теория, представляющая их быстровращающимися нейтронными звёздами (§ 2.20), чем дальше, тем больше запутывается. Обнаружены, к примеру, пульсары с периодом во многие секунды, вообще не способные генерировать радиоизлучения, по официальной теории пульсаров. Это и упомянутый PSR J0737-3039A, и PSR J2144-3933, имеющий периодом миганий 8,5 с ("Наука и жизнь" 2000, № 2).

Таким образом, по верному замечанию Лукреция (см. эпиграф § 2.19), наблюдая явления космоса, не стоит принимать увиденное за действительное, поскольку легко подвергнуться обману зрения. Интересно, что задолго до Коперника и Галилея, Лукреций связывал такой обман чувств с относительностью движений, в том числе для света. И, действительно, как было показано, переменность многих звёзд, особенно, пульсаров, представляет собой лишь видимость, иллюзию, обусловленную относительным характером движения света (по сути, баллистическим принципом § 1.9) и эффектом Ритца, — наложением лучей света, испущенных в разные моменты времени и неразличимых по отдельности ни глазом, ни прибором. Поэтому, мнимость вспышек пульсаров или мнимость движений светил по небосводу, открытую Коперником, можно установить только с помощью разума, способного распознать иллюзию.

Вот и всё, что пока можно сказать о переменных звёздах-маяках. Когда в космос уйдут первые межзвёздные корабли, дорогу им, как на заре мореплавания, будут указывать звёзды. Среди них много таких, которые уже сейчас называют "маяками Вселенной", — это мигающие звёзды-цефеиды, вспышками сигнализирующие о том, как далеко от нас островки звёзд и галактик, разбросанные в безбрежном океане космоса. Имеются во Вселенной и радиомаяки, вроде тех, что сетью покрывают нашу планету и стандартными радиоимпульсами указуют путь кораблям. Им соответствуют пульсары, регулярно посылающие к Земле импульсы радиоизлучения. Наконец, мы упомянули новые и сверхновые звёзды аналогичные сигнальным ракетам, кострам, хорошо заметным издалека. Теперь видим, что все эти переменные звёзды-маяки, данные нам в помощь природой, имеют общее устройство: это самые обычные двойные звёзды, орбитальное движение которых за счёт эффекта Ритца приводит к периодичным колебаниям блеска и спектра. Будем надеяться, что светоносные идеи Ритца и сверкающие звёзды, эти маяки, светочи познания Вселенной, наконец, разгонят мрак и укажут выход из лабиринта тупиков, фьордов и рифов, в который завела науку неклассическая, абстрактная, тёмная физика.

§ 2.20 Карлики, нейтронные звёзды, чёрные дыры и тёмная материя

С целой свитой избранных придворных и сановников, в числе которых находились и первые два, уже видевшие ткань, явился король к хитрым обманщикам, ткавшим изо всех сил на пустых станках.

— Magnifique! Не правда ли? — заговорили первые два сановника. — Не угодно ли полюбоваться? Какой рисунок! Какие краски!

И они тыкали пальцами в пространство, воображая, что все остальные видят ткань.

Ганс Кристиан Андерсен, "Новый наряд короля"

Подобно тому, как нет надобности выдумывать экзотические и специфические объекты типа квазаров, сверхновых, пульсаров и цефеид, нет нужды и в сверхплотных звёздах — белых карликах, нейтронных звёздах и чёрных дырах. Плотность этих гипотетических звёзд в миллиарды раз больше плотности воды [75]. Так, нейтронные звёзды имеют плотность атомного ядра. Все эти звёзды были предсказаны в качестве следствий ложных теорий: квантовой физики и теории относительности. Астрономы так стремились найти подтверждения реальности этих вымышленных объектов, что, разумеется, "нашли". Однако, их обнаружение — это результат некорректной интерпретации наблюдательных данных и неучёта эффекта Ритца.

Рассмотрим, к примеру, звёзды-карлики, точнее, белые карлики [75]. Их малые размеры и огромные плотности были получены косвенным образом, на основании спектральных наблюдений двойных систем, в которые входили белые карлики. По кривой скоростей, полученной из доплеровского сдвига спектральных линий, находили радиус орбиты и период обращения звезды, откуда получали её массу. А размер звезды находили по известному расстоянию до звезды и её видимой яркости. При данной температуре звезды её яркость пропорциональна площади видимого диска звезды и обратно пропорциональна квадрату расстояния до неё. Поделив массу звезды на куб её радиуса, получали гигантскую плотность. Но здесь в обоих пунктах возможна ошибка. Во-первых, периодический сдвиг спектральных линий, по которому искали орбитальные скорости и радиусы, может быть вызван не эффектом Доплера, а эффектом Ритца, который пока игнорируют. А, ведь, ритц-эффект на больших расстояниях может приводить к гораздо большим сдвигам частоты, чем доплеров. Поэтому, если пользоваться формулой Доплера, покажется, что звезда-спутник движется с гораздо большей скоростью и по более широкой орбите, что приведёт к сильному преувеличению массы центральной звезды (масса пропорциональна кубу радиуса орбиты). Значимость эффекта Ритца для карликов проявляется ещё и в том, что многие из них являются переменными звёздами.

Вторая ошибка возникает от неверно найденной светимости звезды, скажем, если та окружена плотным облаком газа и пыли. Тогда её видимое излучение будет сильно ослаблено поглощением, что приведёт к крайне заниженным размерам звезды. Именно так, недопустимо малые для звезды размеры первого открытого белого карлика, Сириуса B, входящего в двойную систему, были найдены из радиометрического метода оценки его диаметра [19]. При массе порядка солнечной, эта звезда имела визуальную величину в сотни раз меньшую, чем Солнце на том же удалении. Отсюда и был сделан вывод о малом размере Сириуса B и его гигантской плотности. Но, если за счёт оптических эффектов мы видим излучение звёзд сильно ослабленным, то такие оценки размеров ничего не стоят. Излучение может быть ослаблено за счёт сильного поглощения облаками пыли и газа вокруг звезды, отчего та излучает основную часть энергии в иных, неоптических диапазонах (особенно в инфракрасном, как у ряда карликов). Не случайно белые карлики так сходны с ядрами планетарных туманностей, то есть звёздами, окружёнными оболочкой из газа и пыли, имеющими, подобно белым карликам, температуры порядка 105 К и сильное излучение в ИК-диапазоне. Или, наоборот, если атмосфера, окружающая звезду, крайне разрежена, то для неё (от малости переизлучения света по Фоксу, § 2.4) может быть велик эффект Ритца, снижающий яркость и частоту излучения атомов, ускоренных гравитационным полем звезды. Роль эффекта Ритца для белых карликов подтверждается, хотя бы, сильным красным сдвигом и уширением спектральных линий [151], за счёт неравенства лучевых ускорений в разных участках диска звезды. Так что, реальные светимости белых карликов, а, значит, и их размеры, могут оказаться гораздо выше.

Вкупе эти две ошибки в величинах масс и размеров неизбежно приводят к неверным значениям плотности этих звёзд. Вот почему, белые карлики не укладываются, как все прочие звёзды, на главную последовательность диаграммы Герцшпрунга-Рассела (спектр-светимость), а также на общий для всех звёзд график зависимости "масса-светимость" [75, 151]: причина в неверном определении их масс и светимостей. Если же определить их характеристики правильно, то карлики точно уложатся на главную последовательность и будут подчиняться универсальной зависимости "масса-светимость". И, действительно, многие звёзды-карлики, в том числе наше Солнце, лежат на главной последовательности. У этих, обычных, так называемых, "красных" и "жёлтых карликов" размеры, массы и плотности определены верно. Зато, белые карлики выбиваются из общего ряда именно от неадекватной оценки их характеристик, в первую очередь, — абсолютной светимости звёзд и расстояний до них. Судя по спектру, белые карлики — это очень горячие звёзды, а значит, если они входят в главную последовательность, то их истинные массы и светимости должны быть велики. Масса "белых карликов" и впрямь внушительна (так, у Сириуса B масса оказалась именно такой, какой и должна быть у звёзд главной последовательности тех же температур и спектральных классов), а вот значение светимости по ошибке приняли сильно заниженное. Итак, звёзды-карлики и звёзды-гиганты (§ 2.13) не попадают на главную последовательность лишь от неучтённых эффектов, в том числе от эффекта Ритца, меняющего видимые параметры звёзд. Если же эти эффекты учесть, то карлики и гиганты, при верном определении их характеристик, сами лягут в общий ряд звёзд. Тот же ритц-эффект резко выделяет из общего ряда звёзд — "карликов" и "гигантов", для которых он наиболее значим: именно среди них чаще всего встречаются переменные звёзды. Их переменность, так же как другие их параметры, — это лишь оптическая иллюзия, видимость.

Одна ошибка влечёт за собой другую. В спектрах белых карликов обнаружили очень сильное смещение спектральных линий к красному концу спектра. А это, согласно общей теории относительности, доказывает их огромную удельную массу. Ведь, чем сильней поле тяготения, тем сильнее изменена частота процессов (§ 1.18). В действительности, сильное смещение частоты может быть вызвано всё тем же эффектом Ритца от вращения звезды и ускоренного движения атомов в её гравитационном поле. То, что в белых карликах проявляется ритц-эффект, подтверждает так же и переменность блеска некоторых из них с периодами в минуты и часы, словно у цефеид и пульсаров (§ 2.12, § 2.19). В видимой нам части звезды ускорение направлено к центру звезды (то есть от нас) и, по эффекту Ритца, может, как в случае красного смещения у галактик, приводить к смещению линий в красную сторону (§ 2.4). А, поскольку в разных участках звезды величина лучевого ускорения различна, спектральные линии должны сильно уширяться, что и наблюдается [151]. Кроме того, возможно сильное уширение и сдвиг спектральных линий в красную сторону, под влиянием высокого давления в плотных атмосферах таких звёзд. Это известный эффект, обсуждавшийся для звёзд, например, П.Н. Лебедевым [17, 19, 133].

Вот и выходит, что сверхплотные звёзды, "белые карлики", — это иллюзия, фикция, белогорячечный бред некоторых нетрезво мыслящих астрономов. А объекты, принимаемые за белых карликов, — это рядовые звёзды с нормальной плотностью. Стоит отметить, что кванторелятивистская теория белых карликов была выдумана уже известным нам жуликом и фальсификатором А. Эддингтоном, точно так же придумавшим пульсирующие звёзды-гиганты (§ 2.13), — и всё лишь для того, чтобы обосновать свою ложную теорию эволюции звёзд. Теоретики-астрофизики выдумывают разные мифические сверхъестественные объекты космоса, пользуясь тем, что пока туда нельзя слетать и проверить всё на месте. Они игнорируют принцип Оккама, по которому не следует приумножать сущностей сверх необходимого. Ведь для объяснения всех явлений космоса достаточно рядовых двойных звёзд и баллистического принципа, с вытекающим из него эффектом Ритца.

То же справедливо и в отношении нейтронных звёзд и чёрных дыр, теория которых была во многом развита известным преступником от науки Р. Оппенгеймером на основании кванторелятивистких теорий (§ 5.17). Подтверждением реальности нейтронных звёзд в остатках сверхновых звёзд, сбросивших оболочку, считают пульсары, которые якобы только и могут быть нейтронными звёздами, имеющими сверхсильное магнитное поле и малый радиус. Иначе, при их огромной частоте вращения они бы были разорваны центробежными силами. За малый радиус пульсара говорит, якобы, ещё и то, что размеры объекта, меняющего яркость, должны быть меньше произведения скорости света c на период P' или длительность импульсов, что при импульсах в миллисекунды, даёт размеры пульсара или его излучающей области — в сотни метров. Но немыслимо высокая частота вращения, сверхмалый период P' миганий пульсаров и другие их странные свойства — это, как видели (§ 2.19), тоже оптическая иллюзия, вызванная сложением скорости света со скоростью испустивших его двойных звёзд. Стало быть, и эти раскрученные нейтронные звёзды-магниты — фикция.

Точно так же, ошибочны массы нейтронных звёзд и чёрных дыр, находимые из спектроскопических кривых скоростей, в которых не учтены смещения от эффекта Ритца. Так, в последнее время много говорят о тёмной материи и сверхмассивных чёрных дырах в центрах галактик. Лишь предположив их существование, астрономам удаётся объяснить огромные скорости вращения вещества и звёзд в ядрах галактик. Но, если спектральный сдвиг, по которому находят такие скорости, вызван в основном эффектом Ритца, а не Доплера, то скорости эти — сильно преувеличены. А, потому, нет надобности в мифических сверхтяжёлых чёрных дырах. Поскольку сверхбыстрые движения звёзд возле гипотетических чёрных дыр иллюзорны, то ничто уже не говорит о большой их гравитации. Реальная скорость звёзд много меньше, если корректней искать её по формуле Ритца, а не Доплера. Так же, и видимые сверхбыстрые движения звёзд вокруг галактических центров, как видели (§ 2.15), могут быть иллюзией, не требующей привлечения гипотез о сверхмассивном центральном теле. Впрочем, даже если скорости и движения звёзд в центрах галактик рассчитаны правильно, источником силы тяготения вполне могут быть не чёрные дыры с тёмной материей, а скопления обычных звёзд, невидимых лишь по причине скрывающих ядра галактик облаков газа и пыли (§ 2.4). Не нужны чёрные дыры и для объяснения эффектов гравитационного линзирования. Все такие эффекты могут возникать и в отсутствие сверхплотных тел, искажающих прямой путь световых лучей. Видимое умножение числа изображений, размытие изображений объектов в кольцо и кратковременное увеличение яркости звёзд — это результат прихода света к наблюдателю одновременно из разных точек орбиты объекта, благодаря разнице скоростей света и эффекту Ритца (§ 2.12, § 2.14, § 2.16).

Конечно, теория Ритца тоже допускает искривление световых лучей (§ 2.2), вплоть до полного их разворота или остановки (если красное смещение снизит частоту света до нуля). Такие звёзды, не выпускающие своего излучения, отчасти напоминали бы чёрные дыры и вели бы к сильному отклонению света возле них. Однако, требуемые для этого гигантские плотности таких звёзд и размеры их атмосфер (в которых идёт гравитационное искривление лучей) вряд ли реализуются в природе. Поэтому для объяснения космомиражей много проще и естественней допустить не гравитационные, а временные линзы, не требующие столь экзотических объектов. Не нужны чёрные дыры и для объяснения находимых в космосе рентгеновских и радиоисточников излучения типа Лебедь X-1, где, как считают, расположена чёрная дыра [39, 76]. Ведь эффект Ритца, как говорилось, способен создать огромные сдвиги частоты света f΄/f=T/T΄, отчего простой оптический источник может восприниматься как рентгеновский или, напротив, — как радиоисточник. А, потому, рентгеновские и радиоисточники — это не чёрные дыры и не нейтронные звёзды, как считалось до сих пор, а обычные рядовые звёзды, которые за счёт космических иллюзий и миражей воспринимаются нами в необычном свете. Так что, не стоит верить в существование всей этой загадочной тёмной материи, чёрных дыр и нейтронных звёзд, невидимых, подобно материи платья голого короля. Вся эта псевдоматерия — блеф, стыдливо поддерживаемый академической свитой, умудряющейся видеть "чудо" на месте оголённых новых и сверхновых звёзд, сбросивших оболочку. И учёные упорно повторяют навязанное жуликами мнение, дабы не обнаружить свою "некомпетентность". Квазары, цефеиды, пульсары, чёрные дыры, гравитационные линзы — всё это, с точки зрения баллистической теории Ритца, может, подобно разбеганию галактик, оказаться всего лишь иллюзией, оптическим обманом зрения, столь грандиозным, что он заставляет «краснеть» всю Вселенную. Лишь светоносный эффект Ритца и баллистическая теория позволяют разоблачить этот обман, заявляя всем очевидную истину, подобно словам ребёнка из сказки: "А король-то — голый!".

§ 2.21 Радиогалактики и другие космические аномалии

Таким образом, перед нами открывается одно из самых ярких откровений Мироздания, что все эти "монстры": радиогалактики, квазары и другие аномальные объекты излучений — ничто иное, как обычные галактики, оптическое излучение которых в результате эффекта Доплера трансформируется в излучения других диапазонов электромагнитного спектра… Другими словами, наблюдатель, находящийся в системе отсчёта радиогалактики, квазара или знаменитой "взрывающейся" галактики M-82, будет наблюдать нашу Галактику соответственно как радиогалактику, квазар или "взрывающуюся".

С.П. Масликов, конец XX в. [81]

Завершая рассказ о загадках космоса, различных космических аномалиях и звёздах-маяках, стоит упомянуть объект SS 433 (называемый порой микроквазаром), который не только мигает, но и выглядит, по убеждению учёных, как маяк [76, 158]. SS 433 считают быстро вращающейся звездой, пускающей из двух противоположных точек поверхности струи газа, вращающиеся вслед за звездой, как лучи прожектора в маяке. За счёт вращения, проекция скорости струй на луч зрения периодически меняется по синусоиде, причём, найденная по спектральному сдвигу скорость потоков газа — огромна и составляет 80000 км/с, — более 1/4 скорости света! Что порождает столь быстрые потоки — неясно. А не проще ли считать SS 433, подобно другим аномальным объектам, всего лишь двойной звездой, для которой эффект Ритца особенно силён? Он и вызовет сильные регулярные смещения спектральных линий двух звёзд по эффекту Ритца. А орбитальная скорость этих звёзд будет, конечно, не 80000 км/с, а много меньше, ибо в этом случае не работают оценки по эффекту Доплера. Все такие сверхскорости — иллюзия (§ 2.15).

Также, с помощью радиоинтерферометров у объекта SS 433 удалось выявить структуру, напоминающую два противоположно направленных выброса. Их и приняли за симметрично разлетающиеся струи газа. Но, если SS 433 — это просто двойная звезда, то выбросы представляют собой, по-видимому, два размытых вдоль орбит изображения этой пары звёзд (Рис. 92). Не зря, «выбросы» движутся, меняя своё направление с тем самым 164-дневным периодом, с которым, судя по кривой лучевых скоростей и блеска, происходит орбитальное движение пары звёзд в системе SS 433. Заметим, что полученные конфигурации схожи с экзотическими формами галактик, в которых спиральные рукава отходят не от ядра, а от окружающего его кольца, словно в значке "§" (Рис. 92.б, в), или, выйдя из ядра, петлёй загибаются обратно (Рис. 92.г). Поэтому не исключено, что столь странные формы рукавов галактик — тоже иллюзия, созданная их вращением. Ту же иллюзорную природу могут иметь светящиеся выбросы, джеты, хвосты, перемычки галактик [34], если это их следы вдоль орбиты. Недаром, чаще всего эти структуры встречаются у двойных галактик, наподобие парных звёзд, кружащих возле общего центра S (Рис. 93).

Рис. 92. Вращение двойных звёзд в системе SS 433 (a) создаёт их размытие в виде "выбросов" (б, в, г), которые, смещаясь вдоль орбиты, меняют своё направление.

Поскольку речь зашла о галактиках, пора перенестись в более высокие сферы и поговорить о вращении не отдельных звёзд, а целых галактик, с их почти сферичными ядрами. Ранее было показано, что именно вращение ядер, вкупе с эффектом Ритца, создаёт у галактик красное смещение, описываемое законом Хаббла (§ 2.4). Вращательное ускорение ядра придаёт разную скорость лучам света, испущенным раньше и позднее, отчего, по мере их движения задние гребни волн всё более отстают от передних: длина волны с расстоянием нарастает, подобно интервалам в цепи трамваев, идущих с разной скоростью (Рис. 70). Но, как говорилось, существует и синее смещение, которого мы не наблюдаем лишь по причине непрозрачности ядер для света (§ 2.4). Однако, для радиоизлучения ядра галактик до некоторой степени прозрачны. Не потому ли наблюдения неба, галактик в радиолучах преподносят астрономам много сюрпризов?

Рис. 93. Осевое и орбитальное вращение галактик и их ядер приводит к размножению и размытию изображений в форме неправильных рукавов, "выбросов", "перемычек", "хвостов".

Так, рассматривая обычную галактику, мы видим лишь ближние участки её ядра, в которых ускорение направлено от нас, и, потому, эффект Ритца приводит к спаду частоты f и яркости света, испущенного ядром (Рис. 93). Но перенесёмся на дальнюю сторону ядра, где направленное к нам ускорение ведёт к усилению частоты и яркости излучения. Энергия идущего с невидимой стороны радиоизлучения исчезающе мала в сравнении с энергией света с видимой стороны. Но ситуация кардинально меняется для далёких галактик. По закону Хаббла, с удалением их яркость и частота в оптических лучах постепенно падает. Но в радиолучах, идущих с обратной стороны, яркость и частота излучения должны, напротив, расти по мере удаления. Поэтому, дальние галактики мы бы восприняли скорее как источники яркого радиоизлучения. И такие радиогалактики действительно найдены в космических далях!

На определённом расстоянии от нас эффект Ритца и синее смещение могут стать для радиоизлучения галактик столь велики, что, кроме роста яркости, они вызовут и сильный сдвиг частоты излучения и переведут его из радиодиапазона в оптический и, даже, — в гамма-диапазон, и, наоборот, оптическое могут перевести в радио- и гамма-диапазоны. Поэтому БТР предсказывает мощные источники не только радио- и оптического, но и гамма-излучения, реально открытые, скажем, в форме барстеров. Нельзя сказать точно, на каком расстоянии такой эффект проявится, поскольку в БТР постоянная Хаббла, находимая по формуле H=V^2/Rc (где V — окружная скорость ядра галактики, R — его радиус), и её принятое значение в 55–75 (км/с)/Мпк имеет лишь среднестатистический смысл. Значение Н слегка варьирует не только для разных галактик, но, даже, в пределах одной галактики (Таблица 1). Чем ближе к её центру O, тем быстрее вращение и тем выше значение H, с соответствующим преобразованием частоты и яркости.

Из-за непрозрачности ядер эти эффекты для света не так уж сильны, поскольку излучение идёт лишь из сравнительно тонкого поверхностного слоя ядер. Но у всепроницающих радиоволн эффект вызовет заметный рост интенсивности от центральных областей галактик, имеющих большое синее смещение или красное, переводящее оптическое излучение в радиодиапазон. Думается, именно этот эффект, а не какая-то загадочная активность ядер, и делает их центры мощными источниками радиоизлучения. Ядро нашей галактики так же сильно излучает в радиодиапазоне. Однако, абсолютная величина его радиояркости невелика, поскольку расположено оно несравненно ближе ядер других галактик, а, потому, эффект Ритца для него не столь велик. Тот же механизм концентрации радиоизлучения по эффекту Ритца должен работать и в таких мощных радиоисточниках как квазары, отождествляемых с активными ядрами галактик. Ибо квазары (§ 2.17) имеют, подобно сердцевинам ядер, малые размеры и большие скорости вращения.

Гипотеза преобразования оптического излучения за счёт движения в другие диапазоны, как основной причине радиоизлучения галактик и других объектов, была высказана С.П. Масликовым в 1998 году. Однако предложенный им механизм трансформации спектра по эффекту Доплера требовал либо принятия сложной нелинейной зависимости доплеровского сдвига от скорости (вопреки опытам), либо околосветовых скоростей движения космических объектов, которые маловероятны. Зато преобразование спектра галактик посредством эффекта Ритца, пропорционального дистанции, не требует экстремальных скоростей и ускорений, а возникает на достаточно большом расстоянии, даже при весьма умеренных кинематических характеристиках. Отметим, что и первые радиоастрономы К. Янский и Г. Ребер, — энтузиасты, сумевшие без официальной поддержки открыть космическое радиоизлучение, в том числе излучение ядра нашей Галактики, считали, что оно имеет, подобно оптическому излучению, тепловой характер. И, действительно, все нагретые тела излучают, кроме света, ещё и радиоволны. Однако, интенсивность радиоизлучения ядра галактики была гораздо выше, чем того требовал закон Планка. Кроме того, если закон Планка предсказывал рост интенсивности радиоизлучения по мере роста его частоты (закон Джинса), то наблюдения показывали обратную зависимость: более коротковолновое и высокочастотное излучение оказывалось слабее.

Поэтому В.Л. Гинзбургом и другими были предложены экзотические нетепловые механизмы генерации радиоизлучения космообъектами, в первую очередь, — синхротронный и тормозной. Эти механизмы, основанные на вращении релятивистских электронов в сильных магнитных полях, выглядят крайне искусственно, а, потому, имеют в космосе ограниченное значение, будучи ответственны разве что за слабое радиоизлучение планет и звёзд. Зато, если истинная природа мощного радиоизлучения тепловая, то все его особенности легко объяснить по эффекту Ритца, сдвигающему максимум теплового излучения звёзд из оптики в радиодиапазон (словно у тел низкой температуры), в котором и воспримется энергия звезды. Тогда, в радиодиапазон попадёт и ниспадающая ветвь планковского спектра (Рис. 144), и спектр радиоизлучения придётся описывать уже не законом Джинса, а законом Вина, говорящим о падении интенсивности излучения с ростом частоты, что и наблюдается у космических радиоисточников. Не зря, вид спектра пульсаров и других радиоисточников во многом напоминает спектр излучения абсолютно чёрного тела, только с очень низкой температурой и максимумом, сильно сдвинутым в низкочастотную область (не случайно, на частотах f<100 МГц, где начинается "завал" спектра пульсаров, становится видна и восходящая ветвь планковского спектра, описываемая законом Джинса u~f^2, ибо пульсары в этом диапазоне дают спектр, вида u~f-α, где спектральный индекс α=-2 [151]). Но именно такой мощный сдвиг оптического спектра звезды мог бы произвести эффект Ритца.

И, напротив, если эффект Ритца сдвинет спектральный максимум в высокочастотную область, то сильно вырастет излучение в рентгеновском и гамма-диапазонах, словно у тела с гигантской цветовой температурой Tc. И, точно, у рентгеновских вспышек барстеров спектр идентичен спектру излучения абсолютно чёрного тела, с немыслимо высокой эквивалентной температурой T≈7×10^7 K [151]. Разумеется, такая температура Tc, найденная из закона смещения Вина Tc=b/λmax,— это лишь иллюзия от эффекта Ритца, повысившего в 10^3–10^4 раз частоту f теплового излучения звезды с температурой T≈10^4 K. Эффект и переводит излучение из оптики (f=10^15 Гц) в рентген (f=10^18–10^19 Гц), с пропорциональным сокращением длины волны λmax спектрального максимума и ростом цветовой температуры Tc — в тысячи раз. Впрочем, даже эти вспышки барстеров пытаются интерпретировать как проявление синхротронного излучения крутящихся электронов, генерирующих сложный спектр, который, отчасти, подобен спектрам крутящихся по орбите звёзд, причиной чему тоже общий для этих явлений эффект Ритца (§ 1.11). Но, раз летящие по орбите звёзды сами генерируют такой спектр, что объясняет повторяемость вспышек и их огромную энергию (это энергия теплового излучения звезды), то ни к чему привлекать ещё и вращение непонятно откуда взявшихся сверхбыстрых электронов в непонятно как возникших сверхсильных магнитных полях. Так же и пики (гиролинии) на сплошном рентгеновском спектре пульсаров [151], вызваны, отнюдь, не синхротронным излучением электронов в магнитном поле звёзд, а эффектом Ритца, сдвигающим оптические эмиссионные линии атомов в рентгеновский диапазон. Таким образом, барстеры и рентгеновские пульсары, вопреки мнению Брэчера [6], не отвергают, а блестяще подтверждают БТР. Ведь если бы теория Ритца не выполнялась, и ритц-эффект преобразования спектра не работал, рентгеновские источники вообще бы не наблюдались.

Итак, гипотеза Масликова, Янского и Ребера о природе рентгеновского и радиоизлучения как обычного теплового излучения звёзд, обретает строгое обоснование на базе БТР. Кроме того, как и предполагал Янский, существует также естественное, несмещённое тепловое радиоизлучение космических газов. В том числе, это — микроволновое фоновое излучение (§ 2.5) и излучение водорода на длине волны 21 см, связанное уже не со сплошным, а с дискретным линейчатым тепловым спектром водорода. Это — по поводу излучения экзотических звёзд и галактик. Вращение же приводит и к другим интересным эффектам, особенно сказывающимся на форме галактик, их видимой структуре. Поскольку сердцевины ядер, из-за огромной концентрации в них звёзд, имеют огромные скорости вращения, то соответствующей будет для них и степень размытия, за счёт дисперсии скоростей звёзд и света (§ 2.16). Поэтому, наблюдая ядра далёких галактик и радиогалактик в радиолучах, мы бы обнаружили любопытные вещи.

Подобно тому, как вертящаяся звезда создаёт размытое вдоль направления полёта изображение, ещё более быстрые сердцевины ядер галактик порождают вытянутые структуры. В итоге, у некоторых галактик должны наблюдаться два длинных выброса, исходящих из ядра в противоположных направлениях и образованных «отстающим» и «опережающим» краями ядра. И такие веретёновидные выбросы — самое обычное дело, особенно для радиогалактик [34]. Бывают "выбросы" и у простых галактик, в которых принимают либо вид оси, пересекающей галактику наподобие спицы юлы, либо форму вытянутых полярных колец, перпендикулярных галактической плоскости ("Природа" 2005, № 3). Но большинство таких «выбросов» — это не более чем размытые изображения ядер, растянутые вдоль эллиптических орбит и линий движения галактик с их спутниками (§ 2.16). Огромные скорости "выбросов", находимые по эффекту Доплера — такая же оптическая иллюзия, как и сами выбросы, ибо основной вклад в сдвиг частоты, в этом случае, должен вносить эффект Ритца (§ 2.15). Наука не знает источников энергии, способных придать выбросам гигантские скорости и сгенерировать мощное радиоизлучение ядер. Поэтому, напрашивается вывод, что активность ядер, взрывы галактик — иллюзорны, подобно взрывам новых звёзд (§ 2.18). Если ядро содержит достаточно яркий объект, скажем, — звёздное скопление или сверхновую, его изображение может размножиться за счёт вращения ядра. Тогда вдоль линии «выброса» будут видны несколько ярких пятен. Вот почему изображение «выброса» нередко разбивается на отдельные группы пятен и точек (Рис. 93.а). Может раздвоиться и изображение целой галактики, движущейся по орбите. Так же, нередко, двоятся и троятся изображения квазаров и радиогалактик. Поэтому, часто, вместо одного их изображения, наблюдают два зеркальных, имеющих близкую форму, спектр и соединённых выбросом-перемычкой (Рис. 93.б, в). Тогда говорят о двойном радиоисточнике [20, 34], хотя реально это — размноженное изображение одной галактики, где компактное центральное изображение соответствует точке 2, а симметричные боковые — точкам 1 и 3 на Рис. 81.б. Все изображения вытянуты вдоль линии орбиты за счёт размытия от вращения галактики (§ 2.16), причём боковые изображения, в силу симметрии, имеют близкие формы и яркости. Если же коэффициент мультипликации ещё выше (Рис. 81.в), то каждый выброс будет состоять из нескольких вытянутых в линию пятен, как у "выброса" Девы A.

Надо сказать, что у радиоизлучения "выбросов" также предполагали синхротронную природу, будто радиоизлучение генерируют крутящиеся в сильных магнитных полях электроны, постепенно теряющие энергию на излучение. Это, якобы, подтверждает и заметная поляризация излучения выбросов. Но поляризация — не доказательство. Её может вызвать масса причин, например, рассеяние излучения газом. До некоторой степени поляризовать излучение, свет способно и размытие звёзд. Ведь кроме звёзд вращаются и создающие излучение электроны в их атомах. Видимая орбита электрона искажается, размывается, подобно форме звезды (Рис. 85), что приводит к неравенству интенсивностей его излучения в плоскости продольной и плоскости поперечной движению звезды. На малых расстояниях это никак не сказывается. Но в космических масштабах эффект становится заметен и приводит к поляризации излучения атома вдоль или поперёк направления его движения. В случае, если атомы ещё и вращаются вместе со звездой, возможна и круговая поляризация света. Недаром у пульсаров, у некоторых переменных звёзд и особенно у объектов, называемых полярами (яркий представитель — AM Геркулеса), отмечается заметная поляризация излучения, колебания величины и направления которой происходят с тем же периодом, что и колебания блеска [76]. Так и должно быть в случае, если все эти переменные объекты представляют собой двойные звёзды. За счёт движения у них вместе с яркостью будет периодически меняться поляризация излучения. Таким образом, и поляризация радиоизлучения не свидетельствует против его тепловой природы.

Итак, видим, что именно баллистический принцип (по сути, принцип относительности Галилея и Коперника, применённый к свету) и двойные звёзды являются тем ключом, который позволяет раскрыть большинство загадок космоса, свести всё бесчисленное множество загадочных, сказочных, сверхъестественных объектов к рядовым звёздам и галактикам. Именно такой вывод К. Циолковского открывает Часть 2 и XX век, и столь же глубокая мысль С. Масликова их завершает (§ 2.21). Так, руководствуясь принципом монизма Циолковского (единства природы всех явлений) и принципом бритвы Оккама (не приумножать сущностей сверх необходимого, отдавая предпочтение простым гипотезам перед сложными, отвергая сверхъестественные объяснения, если есть естественные), удалось снизить число типов объектов до минимума и упростить картину космоса, благодаря классическому принципу относительности. Так же, и Коперник 500 лет назад, применив кинематический принцип относительности и поняв, что видимые движения звёзд и Солнца — иллюзия, убрал лишние небесные сферы и существенно упростил картину Вселенной, легко объяснив ряд закономерностей космоса, для истолкования которых прежде вводился ряд искусственных механизмов и гипотез. И, вот, снова, следуя заветам Циолковского, Коперника и Галилея, мы привели Космос в состояние исконного порядка, путём принятия классического принципа относительности для света.

ОСНОВНЫЕ ИДЕИ ЧАСТИ 2

1. Радиолокационные измерения расстояний в космосе подтверждают зависимость скорости света от скорости источника и эффект Ритца, отвергая теорию относительности. Эти эффекты проявляются также в искривлении, замедлении световых и радиолучей возле Солнца.

2. Вековое смещение перигелия Меркурия и других планет было строго предсказано Ритцем в 1908 г. на базе его электродинамики, как результат изменения силы тяготения за счёт движения планет, аналогично изменению сил взаимодействия движущихся зарядов.

3. Красное смещение вращающихся галактик — это прямое следствие эффекта Ритца, который предсказывает верное значение постоянной Хаббла и устраняет все парадоксы красного смещения. С учётом простой трактовки реликтового излучения в рамках модели стационарной Вселенной, это отвергает теорию Большого взрыва и разбегание галактик, свидетельствуя о вечной жизни и молодости Вселенной.

4. Наблюдения двойных звёзд и других объектов космоса приводят, вопреки распространённому заблуждению, к отказу от теории относительности и признанию теории Ритца, предсказавшей ряд эффектов, ныне реально открытых.

5. Вариации блеска и спектра цефеид, пульсаров, квазаров, барстеров, сверхновых и новых звёзд, а также других переменных объектов, получают простое объяснение как следствие эффекта Ритца от обращения звёзд, галактик в двойных или кратных системах, порождающих переменное ускорение.

6. Рентгеновское, гамма- и радио-излучение космических объектов естественно трактуется в БТР как результат преобразования оптического излучения звёзд в другие диапазоны по эффекту Ритца. Это отвергает сложные теории генерации излучений, привлекающие множество спорных механизмов и мистических объектов, типа чёрных дыр, белых карликов, нейтронных звёзд и т. п.

7. Многие вымышленные объекты космоса, такие как тёмные материя и энергия, сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик, были выдуманы лишь от ошибочной интерпретации наблюдений. Если учесть эффект Ритца, то надобность в таких объектах отпадёт и все наблюдаемые в космосе загадочные феномены получат простое объяснение.

8. "Дуги", "выбросы", кратные изображения космических объектов давно предсказаны БТР как оптическая иллюзия от одновременного прихода света, испущенного в разные моменты летящими по орбите объектами. Это позволяет легко понять все особенности таких небесных картин, отвергнув сомнительные объяснения по теории относительности, — типа гравитационных линз и т. п.

Часть 3

МИКРОМИР ПО РИТЦУ

Всю, самоё по себе, составляют природу две вещи:

Это, во-первых, тела, во-вторых же, пустое пространство,

Где пребывают они и двигаться могут различно…

Дальше, тела иль вещей представляют собою начала,

Или они состоят из стеченья частиц изначальных.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей" [77]

Ключ к загадкам материи, как поняли ещё древнегреческие атомисты, спрятан в недрах микромира, — на нижних этажах мироздания, иерархическую систему которого часто сравнивают с высотным зданием. На его верхних, заоблачных этажах расположен мегамир, рассмотренный в предыдущей части, — Вселенная. Ниже — галактические скопления, галактики, затем звёздные и планетные системы, наконец, сами звёзды, планеты и спутники. Возле самой земли лежат этажи макромира, — мира привычных нам вещей и масштабов: от океанов и континентов до мельчайших кристаллов и организмов. Спускаясь глубже, мы вступим в тайные чертоги подвальных этажей, в область микромира, — мира молекул, атомов и элементарных частиц. И здесь тоже много уровней. Эти, скрытые под поверхностью уровни и переходы меж ними, мы и рассмотрим в данной части.

Этаж молекул и атомов, иногда даже различимых в электронный микроскоп, знаком всем. Под ним лежит этаж субатомного мира, — мира элементарных частиц, каждая из которых заметно легче атома средней величины. Из частиц, масса, а, значит, и реальность которых надёжно установлена, наименьшей оказывается электрон. Все частицы, которые легче его и которые назовём "субэлектронными", образуют следующий вглубь этаж микромира. К таким частицам можно пока отнести реоны и ареоны. Итак, мы достигли нижнего из доступных пока этажей мироздания (глубже — неведомая бездна). Далее покажем, как на фундаменте этого этажа возводятся все последующие.

К несчастью, получилось так, что если мегамир описывают с позиций теории относительности, то микромир — с позиций другой неклассической теории — квантовой механики, привлекая порой и СТО. Здесь, так же как в космосе, бросается в глаза искусственность неклассических концепций. Подобно тому, как в астрономии Птолемея-Аристотеля для описания движений планет и звёзд были умозрительно введены многочисленные сферы, эпициклы, так же и для описания атомных планетарных систем квантовая теория совершенно произвольно вводит наборы квантовых чисел, крутящихся электронных сфер-оболочек, искусственно подобранных таким образом, чтобы описать состояние электронов в атоме. Но складывается впечатление, что и в микромире можно отыскать более рациональное устройство для атомов и частиц, на основании классических законов и моделей, далеко ещё не исчерпавших себя, особенно если говорить о БТР. Не случайно, именно в микромире, во владениях физики высоких энергий, такое широкое хождение имеет баллистическая терминология: бомбардировка образцов, выстрелы и взрывы частиц с отдачей, кобальтовые пушки и ядра, мишени и ускорители, уподобляемые мощным арторудиям, как по своему назначению, так и силе, размерам. Недаром, гигантский циклотрон в Дубне даже назвали Царь-пушкой.

Действительно, именно классическая наука и основанная на ней баллистическая теория оказывается справедлива и эффективна не только при объяснении явлений Космоса, но и в микромире, в том числе, при изучении строения атома, элементарных частиц, ядерной энергии и аннигиляции. Лишь излишняя расторопность заставила учёных, за неимением лучшего, принять в этой области теорию относительности и квантовую механику. Но, как говорится: "поспешишь — людей насмешишь", — все эти неклассические теории на поверку оказываются ошибочными, а, взамен им, есть гораздо более естественные и точные классические концепции. Ниже проиллюстрируем эффективность работы классической БТР в микромире на конкретных примерах.

§ 3.1 Магнитная модель атома и принцип Ритца

Напрашивается гипотеза, что колебания в сериальных спектрах создаются чисто магнитными силами. Далее будет показано, что это позволяет легко понять законы спектральных серий и аномальные эффекты Зеемана

Вальтер Ритц, "Магнитные атомные поля и сериальные спектры", 1908 г. [50]

Вскоре после открытия электромагнитной природы света и постройки первых излучателей и приёмников радиоволн, учёные всерьёз задумались над устройством природных излучателей света — атомов. В первой модели, предложенной Дж. Томсоном, атом предстал в виде антенны, типа металлического шарика, испускающего излучение при колебаниях электронов, вкраплённых в атом, как сливы — в пудинг. Потом пришла планетарная модель атома Резерфорда, где электроны обращались вокруг заряженного ядра, словно планеты. Но такой атом нестабилен: снующие по орбитам электроны, излучая энергию, падали бы на ядро. Этот недостаток устранила квантовая модель атома Бора, — ученика Резерфорда, но такой ценой, которая и до сих пор побуждает многих искать более рационального устройства атомному мирку. Предлагают вернуться и к модели пудинга, и к планетарной. Но, оказывается, существует и третья классическая модель атома — магнитная, предложенная в 1908 г. В. Ритцем.

Собственно говоря, именно эта модель и позволила впервые найти весь спектр частот, излучаемых атомом водорода, причём столь оригинальным путём, что он и сегодня заслуживает внимания, как показано в замечательной статье [50]. Ритц не применял квантовых идей: электромагнитные волны в его модели генерировали не абстрактные квантовые переходы, а классические колебания электронов. Ещё до Резерфорда Ритц понял, что движением электрона в атоме управляет некий центральный механизм, остов, скелет атома, называемый ядром. Но Ритц, в отличие от Резерфорда, догадался, что управление это осуществляют не электрические, а магнитные силы, за что его модель атома и была названа "магнитной".

Мы привыкли считать, что электроны в атоме движутся по орбитам — под действием электрического притяжения ядра, забывая, что сами на практике, — в ускорителях частиц, плазменных установках и индукционных печах — задаём круговые движения электронов с помощью магнитных полей. В своей работе 1908 г. "Атомные магнитные поля и спектральные серии" Ритц убедительно показал, что только силами магнитной природы можно объяснить спектры излучения атомов. Согласно ему, магнитное поле атома создано набором последовательно соединённых элементарных магнитиков стандартного размера a, образующих вытянутый магнитный стержень (Рис. 94). Вместо магнитов можно взять витки с током, составляющие катушку индуктивности, соленоид с постоянным шагом витка a. Как показал Ритц, в зависимости от числа магнитов (витков) стержень создаёт такие магнитные поля, в которых электрон должен колебаться с теми частотами, что были найдены в спектре атома водорода.

Рис. 94. Магнитная ось, набранная из магнитов, управляет полётом электронов.

При всей кажущейся наивности представления атома в виде некоего прибора (гибрида циклотрона и магнитной антенны), модель Ритца не только верно описала водородный спектр и эффект Зеемана, но и предсказала новые спектральные серии водорода и других элементов, поздней действительно открытые. Но трагическая ранняя гибель Ритца в 1909 г., спустя год после публикации его баллистической теории и модели атома, позволила о них забыть, хотя открытыми с их помощью принципами учёные не побрезговали и пользуются ими до сих пор. В свете открытий ушедшего столетия, которое не внесло ясности в квантовую модель атома, а лишь запутало её, модель атома Ритца обретает новое звучание и смысл.

Так, открыли, что у каждого электрона есть стандартный магнитный момент μ, наделяющий электрон свойствами элементарного магнитика. Тем же магнитным моментом μ обладает и открытый в 1932 г. антиэлектрон, — позитрон. Представим теперь, что позитрон соединился с электроном, и этот диполь стал одним концом притягивать электроны, а другим — позитроны. В итоге, электроны и позитроны, последовательно цепляясь друг за друга паровозиком, могут сливаться в протяжённые прямые цепи, в которых все магнитики (магнитные моменты) электронов и позитронов ориентированны одинаково. Расстояния между их центрами окажутся постоянными, одинаковыми: порядка размера электрона a (Рис. 95). Как было показано (§ 1.16), при контакте электронов с позитронами они вовсе не уничтожаются, а просто слипаются в нейтральную частицу, оказываясь разделены расстоянием, равным классическому радиусу электрона.

Рис. 95. Магнитный момент электрона как результат вращения. Слияние электронов с позитронами в цепочки типа линейных молекул силикона и игольчатых кристаллов.

Итак, магнитные стержни, оси, набранные из элементарных магнитиков, которые Ритц только предполагал, в принципе могут вырастать сами, подобно кристаллам соли из чередующихся ионов Na+ и Cl-, или линейным молекулам полимеров, построенным из тысяч одинаковых звеньев, к примеру, — из чередующихся атомов Si и O (силикон). Стержни, содержащие равное число электронов и позитронов, не имели бы заряда, но породили бы заметное магнитное поле. Поэтому, оказавшийся возле стержня электрон не был бы ни отторгнут, ни притянут, но мог бы совершать в магнитном поле стержня круговые движения возле точки равновесия с частотой f, не зависящей от его скорости V и радиуса орбиты r (Рис. 94). В магнитном поле с индукцией B на электрон с зарядом e и массой M действует сила Лоренца F=eVB, заставляющая его двигаться по окружности с центростремительным ускорением ar=V2/r. Поскольку Mar=F, имеем MV^2/r=eVB, откуда угловая скорость электрона 2πf=V/r=Be/M. То есть, частота f=Be/2πM обращения электрона, равная частоте излучаемого им света, зависит лишь от индукции поля B, поскольку величина e/2πM постоянна.

Однако, спектры излучения атомов состоят из дискретного ряда частот. Значит, и поле B может принимать лишь определённые значения. Это заставило Ритца предположить, что электрон способен занимать в атоме лишь некоторые устойчивые положения, каждому из которых присуще своё значение поля B, задаваемое расстоянием электрона до стержня. Эту мысль о наличии в атоме устойчивых положений и орбит электрона, Ритц, в отличие от Бора, развивал в рамках классического, а не квантового подхода. Он считал, что раз стандартны расстояния и размеры a магнитов, то тем же расстоянием a должны быть отделены и возможные, разрешённые положения электрона — узлы 1, 2, 3…, где он способен пребывать (Рис. 94).

Именно так и вёл бы себя электрон возле электрон-позитронного стержня, который за счёт неравномерного (дискретного) распределения зарядов создаёт небольшое продольное электрическое поле. Поэтому, где бы ни находился электрон, он всегда стремится встать против положительного позитрона, а возникающая при смещении электрона продольная сила возвращает его на место (Рис. 96). То есть, электрон способен устойчиво занимать положения — лишь напротив позитронов, и может "прыгать" вдоль стержня только на расстояние 2a.

Рис. 96. Устойчивые (1, 2, 3) и неустойчивые (4, 5) положения электрона возле цепочки.

Но смещение электрона вдоль стержня не влияет на величину магнитного поля. Да и Ритц считал, что у электрона кратно а меняется расстояние до магнита. Поэтому, приходим к выводу, что в атоме не один, а два стержня, две магнитных оси, соединённых перпендикулярно, наподобие перекладин креста (Рис. 97). Электрон, размещаясь против позитронов каждой оси, должен находиться в одном из узлов сетки, образованной линиями уровня позитронов, и его расстояние до каждого стержня будет кратно 2a. Потому, и поле B меняется прерывисто. Итак, в крестовой магнитной модели атома электрон и впрямь может занимать лишь некоторые устойчивые положения, возле которых и колеблется в магнитном поле крестовины. И, что очень важно, эта дискретность вводится в рамках классической физики. Подробнее о причинах устойчивости таких положений электронов расскажем далее (§ 3.2, § 4.14).

Рис. 97. Сетка и узлы, в которых могут находиться электроны в крестовине.

Крестовины могут нарастать так же естественно, как отдельные стержни. Крест мог бы образоваться из двух "слипшихся" стержней. Но, скорее, электрон-позитронные цепочки, стержни, оси и кресты растут, "кристаллизуются" от неких центров, ядер, подобно тому, как это происходит с настоящими кристаллами, дендритами, и, особенно, — снежинками, симметрично нарастающими от неких центров и ядер кристаллизации. Этими центрами могут быть ядра атомов, их протоны и нейтроны. Тем более, что они, как покажем (§ 3.9), могут содержать тысячи позитронов и электронов; в нейтроне их поровну, а у протона позитронов на один больше. Именно ядра могут поставлять необходимые для роста крестовины частицы.

При "кристаллизации" креста, как и при росте поликристаллов железа, магнитные моменты частиц поначалу ориентируются случайным образом. Но, если в одном стержне случайно окажется чуть больше частиц с моментом, направленным вверх, то его магнитное поле заставит некоторые частицы второго стержня повернуться так, чтобы их моменты, ориентируясь вдоль линий поля, направились вниз. Тогда, и этот стержень создаст поле, в свою очередь побуждающее больше частиц первого стержня повернуться вверх. И так постепенно, путём подобной самоорганизации, магнитные моменты обоих стержней упорядочатся, так что первый стержень образует в плоскости креста поле направленное вниз, а второй — вверх (Рис. 98). В действительности, такая модель атома имеет много общего с первой моделью атома Дж. Дж. Томсона [49, 50], а также с реально наблюдаемой в опытах самоорганизацией магнитных систем. Ведь Томсон исходно строил как раз структурную модель атома, основываясь на ныне незаслуженно забытых опытах с плавающими магнитами, выполненных А. Майером ещё в конце XIX в. [50].

Эти опыты заключались в следующем [78]. В сосуде с водой плавали пробки, в которые были вставлены слегка выглядывавшие из них намагниченные иглы. Полярность видневшихся концов игл была на всех пробках одной и той же. Над этими пробками на высоте около 60 см располагался противоположным полюсом цилиндрический магнит, и иглы притягивались к магниту, одновременно отталкиваясь друг от друга. В итоге эти пробки самопроизвольно образовывали различные равновесные геометрические конфигурации. Если пробок было 3 или 4, то они располагались в вершинах правильного многоугольника. Если их было 6, то 5 пробок плавали в вершинах многоугольника, а шестая оказывалась в центре. Если же их было, к примеру, 29, то одна пробка опять-таки находилась в центре фигуры, а остальные располагались вокруг неё кольцами: в ближнем к центру кольце плавали 6, в следующих кольцах по мере удаления от центра соответственно 10 и 12. Поэтому Томсон решил, что похожий центральный магнитный механизм (ядро) задаёт размещение электронов в атоме, чем и объясняется электронно-оболочечная структура атома и правильная структура таблицы Менделеева (§ 3.3). Да и сам А. Майер считал, что его простой опыт может служить моделью строения атомов и молекул.

Всё это очень близко к идеям Ритца, представлявшего атом в виде организующегося в правильную структуру набора магнитов с ядром, координирующим положения и движения электронов. Интересно, что и Томсон, ссылаясь на опыты Майера, считал основой атома некое ядро, центральный магнит, возле которого электроны занимают устойчивые положения и колеблются, каждый со своей характерной частотой, подобно поплавкам в опыте Майера при выводе их из равновесия. Эту ядерную гипотезу Томсона разовьёт поздней его ученик Э. Резерфорд, но уже — в рамках ошибочной планетарной модели атома, опрометчиво принятой физиками. Сходство взглядов Ритца и Томсона прослеживается ещё и в том, что Томсон, как физик-классик, поддерживал баллистический принцип [6, 93]. Интересно, что и другой известный специалист по баллистике и электромагнетизму, М.В. Остроградский, открывший теорему Остроградского-Гаусса в электростатике (§ 1.6), исследовал взаимодействие таких цепочек однотипных магнитов.

Рис. 98. Самоупорядочивание структуры крестовины в процессе её нарастания и взаимодействия частиц.

Рассмотрим теперь эту кристаллическую модель количественно и найдём магнитное поле крестовины, этого ядра атома. Поскольку каждую частицу в цепи можно уподобить витку с током I, магнитный момент которого Ia^2=μ, где a^2 — площадь квадратного витка, то, будучи сложены вместе, витки дают то же поле, что у двух параллельных и противоположно направленных токов I (Рис. 99). Один ток, находящийся от точки S на расстоянии r_1, создаст в ней поле

B+=μ_0I/2πr_1 (μ_0 — магнитная постоянная),

а другой, удалённый уже на расстояние r_1+a, генерирует противоположно направленное поле

B—=μ_0I/2π(r_1+a).

Их разность с учётом малости a даёт у первого стержня

B_1= μ_0Ia/2πr_1^2= μ_0μ/2πar_1^2.

То же поле

B_2= μ_0μ/2πar_2^2,

но направленное противоположно, создал бы на расстоянии r_2 второй стержень (Рис. 100). В целом на электрон, расположенный на расстоянии r_1=2ma от первого стержня и r_2=2na — от второго, действует поле

B= B_2- B_1= μ_0μ/8πa^3(1/n^2–1/m^2),

где n и m — произвольные целые числа 1, 2, 3…

Рис. 99. Расчёт магнитного поля B одной из осей крестовины эквивалентной двум токам.

Соответственно, частота колебаний электрона в таком поле и частота излучаемого им света

f=Be/2πM=Rc(1/n^2–1/m^2),

где постоянная R=eμ_0μ/16π^2ca^3M. Подобную формулу Ритц и вывел в 1908 г., исходя из своей магнитной модели атома, и сформулировал на её основе комбинационный принцип, согласно которому весь набор частот, излучаемых атомом, можно получить, придавая разные целые значения величинам n и m, комбинируя их в разных сочетаниях. Так, Ритц первым нашёл весь спектр частот атома водорода, даваемый известной формулой f=Rc(1/n^2–1/m^2), где коэффициент R носит название постоянной Ридберга.

Рис. 100. Два типа электронов в атоме: одни совершают малые колебания возле узлов, излучая свет; другие движутся по широким орбитам вокруг крестовины.

Так, спектр водорода даётся формулой Ритца: атом излучает дискретный набор частот

f=Rc(1/n^2–1/m^2),

где R — постоянная Ридберга, c — скорость света, n и m — целые числа. Из модели Ритца вытекает, что

R=h/16π^2ca^2M,

где a — период, шаг электрон-позитронной сетки атома, в узлах которой лежат генерирующие спектр заряды. Постоянная Планка h связана с магнитным моментом электрона μ и его радиусом r_0 как

h=eμ_0μ/r_0 [82].

Реальную величину постоянной Ридберга даёт формула

RH=e^4M/8ε_0^2h^3c,

где M — масса электрона. Из условия R=RH найдём значение a=0,37·10–10 м, с точностью до коэффициента 0,71 совпадающее с боровским радиусом атома водорода a_0=ε_0h^2/πMe^2=0,53·10–10 м. Итак, расстояния a между электронами в решётке — порядка радиуса атома a_0. Это естественно: раз атом сложен из электронных слоёв, включающих до 30-ти частиц, то и размеры его — порядка межэлектронных интервалов (§ 3.3, § 4.14).

Магнитная модель атома Ритца была первой и единственной классической моделью, позволившей объяснить спектр водорода. Поэтому, совершенно неясно, как могли современники Ритца, использовав результаты магнитной модели, саму её обойти стороной. Поражает простота и наглядность этой модели. Частота, с которой будет колебаться и излучать электрон, зависит исключительно от того, в каком из узлов координатной сетки атома он будет находиться. Причём числа m и n выражают просто номер узла, — как бы координату электрона вдоль соответствующей оси крестовины, — этой внутриатомной системы координат, крест которой и впрямь схож с антенной, радиомачтой и крестовыми цепочками радиотелескопов. В этой модели гармонично сочетаются магнитная модель Ритца и его же ранняя модель, изображавшая атом — плоской квадратной мембраной, с двукратно бесконечным числом узлов [50]. Именно спектры атомов, как понял Ритц, дают ключ к пониманию строения атома, атомного механизма. И Ритц первый правильно воспользовался этим ключом. Примечательно, что математическим аппаратом, развитым в рамках модели Ритца, физики до сих пор пользуются в квантовой механике [50, 82], при расчёте волноводов, в сечении которых, как на мембране, образуются прямоугольные ячейки узлов и пучностей колебаний электромагнитного поля [88]. Да и при построении квантовой модели атома Зоммерфельд и Бор неоднократно ссылались на результаты Ритца, впрочем, так и не приняв их классической основы [50]. А поздней, как отмечает М. Ельяшевич, успехи Ритца вообще стали замалчивать в научной литературе, проводя целенаправленную дискриминацию его классических идей.

Модель атома Ритца не только объясняла спектр водорода, но и не имела пороков планетарной модели Резерфорда, созданной три года спустя, в 1911 г. Электрон, излучая на частоте f собственных колебаний в узле, теряет энергию и скорость V=2πrf, по мере убывания размаха r колебаний, но, при этом, не падает на ядро, как в планетарной модели, а просто замирает в своём узле. Когда атом, участвуя в хаотическом тепловом движении, столкнётся с другим атомом, то "взбалтывание" в нём электронов, как пассажиров в автобусе, снова придаст электрону в узле скорость. Поэтому, спектральные линии тем ярче, чем выше температура газа и чем интенсивней идёт возбуждение колебаний электронов в его атомах. Этот классический механизм колебаний и излучения атомных электронов, на строго заданных частотах, иллюстрирует пример ящика с подвешенными на пружинах разной жёсткости грузами, которые начинают вибрировать на собственных частотах при ударе по ящику, пока их колебания не затухнут, как у электронов в атоме.

Поглощение света атомом — процесс, обратный излучению. Падающая электромагнитная волна, воздействуя на покоящийся в одном из узлов электрон, сможет вызвать заметные его колебания только в том случае, если её частота f совпадает с собственной частотой колебаний электрона в данном узле, то есть, — если имеется резонанс. Потому атом эффективно поглощает только те частоты, которые сам же излучает: спектры излучения и поглощения совпадают. Когда воздействие излучения на атомы вещества закончится, они ещё некоторое время пребывают в возбуждённом состоянии: их электроны, набравшие скорость и кружащие в своих узлах, ещё некоторое время продолжают излучать энергию, экспоненциально убывающую. Так магнитная модель объясняет люминесценцию и фосфоресценцию.

Кроме электронов, колеблющихся возле устойчивых положений в узлах крестовины, в атомах встречаются и электроны, крутящиеся вокруг атома, удерживаемые его магнитным полем. Если первые (узловые) электроны ответственны за индивидуальные линейчатые спектры атомов, то вторые (внешние), не имея устойчивых орбит и положений, генерируют сплошной тепловой спектр атома (§ 4.1), а также проявляются в фотоэффекте (§ 4.3), эффекте Комптона (§ 4.7) и ряде других, где работает открытая Планком связь между частотой обращения электрона f и его энергией E=hf. Как покажем далее, такое соотношение тоже обусловлено структурой магнитного поля атома, которое захватывает внешние электроны (§ 3.3, § 4.3). Таким образом, атомы своим стройным чётким механизмом во многом напоминают часы, в которых разные зубчатые колёсики (разные электроны) вращаются со своими стандартными частотами. Эти частоты, как в формуле Ритца, связаны друг с другом через передаточные отношения, содержащие в числителе и знаменателе целочисленные коэффициенты (в часах заданные количеством периодично размещённых зубьев, а в атоме — электронов), а также через их разности (как в швейцарских часах с дифференциальным, планетарным механизмом). Есть в часах и колёсики-балансиры со спиральной пружиной, крутящиеся с переменной частотой, и в баллистической модели атома соответствующие внешним электронам, которые при закрутке в "атомной праще" то запасают, то отдают энергию и движутся по спирали. Выходит, вполне закономерно, что именно крутящийся электрон и атомный механизм стал основой для создания наиболее точных атомных часов, и что именно такой чёткий механизм искал в атоме швейцарец Вальтер Ритц, уроженец страны часовщиков.

Ритц, используя открытую им модель атома, также легко объяснил, задолго до квантовой теории, все основные особенности эффекта Зеемана, в том числе и те, которые не позволяла понять планетарная модель атома. В самом деле, во внешнем магнитном поле магнитный момент атома установится вдоль линий поля. При этом, внешнее магнитное поле Bм, налагаясь на поле крестовины B, либо увеличивает, либо уменьшает его (Рис. 94). Поэтому, у одних электронов частота колебаний увеличится на Δf=eBм/2πM, а у других — уменьшится на ту же величину. В итоге, появятся спектральные линии, смещённые вправо и влево от основных.

Итак, из классических моделей только модель атома Ритца объясняла спектральные закономерности. Правда, Ритцу пришлось для этого привлечь новые смелые идеи — об элементарных магнитах, о масштабе длины микромира (то, что теперь называют классическим радиусом электрона, равным радиусу действия ядерных сил). И XX век полностью подтвердил его предсказания: был открыт спин, магнитный момент электрона, ядро атома (тоже обладающее магнитным моментом), в физику вошло ядерное взаимодействие, задающее стандарт расстояний в ядре. Всё это характеризует Ритца как смелого мыслителя, как гениального прорицателя с мощнейшей научной интуицией, сумевшего одной только силой мысли проникнуть и в глубь атома, и в бездну космоса настолько далеко, что он опередил науку на сотню лет.

Конечно, магнитная модель атома ещё несовершенна и требует доработки. Кроме спектра водорода, ей предстоит объяснить спектры других атомов, что тоже было отчасти сделано Ритцем (§ 3.4). В ней надо найти место протонам, нейтронам и электронам электронных оболочек атома. Последние, вероятно, тоже расположены в узлах крестовины, как в узлах кристаллической решётки (§ 3.3). Такое кристаллоподобное строение атома, постепенное заполнение электронами узлов по уровням n и m, позволяет естественно (не в пример квантмеху) объяснить периодичность свойств элементов. Всё это перекликается с идеями В. Мантурова [79], тоже представляющего ядра атомов в форме кристаллов, составленных из позитронов и электронов, разделённых стандартными промежутками. Кристаллические модели атома, в отличие от нестабильных динамических, показывают, что в рамках классической физики понять атомные и ядерные законы можно. А, постоянно внушаемая мысль о неизбежности квантмеха для микромира, — это миф и, даже, — обман, если учесть долгое замалчивание успехов магнитной модели атома, реализованной Ритцем целиком в рамках классической механики.

§ 3.2 Спектры атомов и атомные модели

Я остался сторонником механистических воззрений XIX столетия и думаю и знаю, что можно объяснить, например, спектральные линии (пока только водорода) без теории Бора, одной ньютоновской механикой.

К.Э. Циолковский [69]

Вальтер Ритц не раз указывал, что ключом к пониманию устройства атома должны стать атомные спектры. И, как было показано выше, Ритц действительно пришёл на основе найденных им спектральных закономерностей к классической модели строения атома. Речь идёт, конечно, не о планетарной модели атома Резерфорда, заведшей в тупик, а о куда менее известной — классической магнитной модели атома, предложенной В. Ритцем в 1908 г. [50] (§ 3.1). По идее Ритца, именно пространственная структура ядра является тем программным центром, который управляет жизнью атома и поведением в нём электронов, подобно тому, как жизнь биологической клетки задана строением клеточного ядра и информационной молекулой ДНК. В магнитной модели ядро управляет полётом электронов посредством магнитных, а не электрических сил. И это естественно: в природе и технике круговое движение электронов создаёт именно магнитная сила, и лишь она объясняет стабильность атома.

Будь движение электронов, как в планетарной модели, вызвано силой Кулона, они неслись бы по орбитам со скоростями порядка скорости света c и мигом (за 10–10 с) падали бы на ядро, растратив энергию на излучение. Магнитные силы меньше электрических и позволяют электронам кружиться гораздо медленней и дольше терять энергию. В самом деле, из магнитной модели, как покажем (§ 3.3, § 4.3), следует открытая Планком связь энергии электрона на орбите

E=MV^2/2=hf,

с частотой его обращения f, где h — постоянная Планка. Сократив на MV/2, найдём

V=2hf/MV=h/πMr,

где r — радиус орбиты электрона. Если r порядка радиуса атома (10–10 м), то V=2300 км/с. Эта скорость, обычная для электронов в лучевых трубках и лампах, на два порядка меньше c. Тогда, связанное с вращением ускорение a=V^2/r меньше уже на четыре порядка, радиационное торможение — мало, и электрон на орбите атома живёт долго. Если ж учесть, что в магнитном поле вся энергия электрона чисто кинетическая E=MV^2/2=h^2/2π^2Mr^2, то при её спаде электрон уже не падает на ядро, а отдаляется от него, наращивая r орбиты в атоме неограниченно долго.

Ядро такого атома мы изображали, по концепции Ритца, в виде двух цепочек из чередующихся электронов и позитронов (так же и информационная основа клеточного ядра — двойная цепочка ДНК из чередующихся нуклеотидов). Однако, считается, что электроны и позитроны при контакте исчезают (аннигилируют) с выделением энергии, поскольку после не находят ни электронов, ни позитронов. Но это — лишь иллюзия. Ведь и при взрыве бомбы горючее соединяется с окислителем, резко выделяя энергию. И, хотя здесь тоже в итоге не остаётся ни горючего, ни окислителя, никто не скажет, что они исчезли, обратившись в энергию. Атомы окислителя лишь соединились с атомами горючего, образовав невидимый газ, расширившийся взрывом. Так же, и при контакте позитрона с электроном частицы не исчезают, а, слившись в пару, не имеющую заряда, перестают регистрироваться приборами (§ 1.16). Из таких парных сочетаний электронов и позитронов, судя по всему, и образованы протон, нейтрон и другие "элементарные" частицы, как предполагал ещё Ф. Ленард (§ 3.3), и как позднее обосновал В. Мантуров [79]. Кстати, по квантовой механике электрон и позитрон могли б образовать позитроний, аналогичный атому водорода. Но, на деле, позитроний, в отличие от атомов, нестабилен: кружащиеся частицы сливаются как раз за 10–10 с [82], растратив энергию, чем доказывают порочность планетарной модели, даже в квантовом её варианте. Ведь позитрон, играющий роль ядра, не имеет его структуры и соответствующей конфигурации магнитного поля.

Что же собой представляет ядро атома водорода, иначе говоря, — протон, и как создаётся его структура? Чуть выше, следуя идее Ритца, упрощённо представили ядро в форме крестовины из чередующихся электронов e- и позитронов e+, сравнивая его с кристаллом соли, так же сложенным из периодично размещённых заряженных частиц. Но, поскольку реальные кристаллы, за исключением снежинок, имеют вид многогранников, — параллелепипедов и пирамидок с плоскими гранями, то логичней и проще представлять ядро водорода в виде куба или параллелепипеда, скажем, в виде двойного квадратного слоя частиц (Рис. 101). Именно в виде таких кристаллов правильной формы, как увидим в дальнейшем, логичней всего представлять частицы, в том числе протон, образующий ядро водорода (§ 3.9). Поскольку, как было выяснено выше, масса — это величина аддитивная (§ 1.17), то масса ядра должна равняться сумме масс образующих его электронов и позитронов. Раз протон имеет вес 1836 электронов, то его можно условно изобразить, как параллелепипед с размерами 2х30х30 частиц, или, для точности, 2х27х34=1836. Отметим, что ещё Дж. Томсон, открывший электрон и построивший первую модель атома (см. его книгу "Электричество и материя"), предлагал атом водорода и его массу считать сложенными примерно из тысячи электронов и того же числа положительно заряженных частиц (позитронов) [139].

Рис. 101. Возможная структура протона или нейтрона в ядре и схема генерации спектра.

В каждом из слоёв магнитные моменты частиц ориентируются вдоль диагонали слоя, минимизируя энергию взаимодействия. В верхнем и нижнем слое моменты направлены противоположно (Рис. 102.а), образуя структуру магнитного поля, как у крестовины. В этом легко убедиться, представив систему набором магнитных диполей: в эквивалентной схеме (Рис. 101, Рис. 102) только края квадратов создают магнитные поля (они перпендикулярны плоскости слоя и смотрят вверх и вниз). Позитроны e+ и электроны e- расположены в шахматном порядке, подобно ионам Na+ и Cl- в кристалле соли. В атоме водорода электрон прилипает к этой "магнитной шахматной доске", располагаясь точно над позитронами, будучи притянут ими, а при малых колебаниях в магнитном поле ядра он излучает свет. При этом электрон, словно чёрные шашки в игре, дискретно прыгает, шагает по этой шахматной доске, замирая на клетках белого цвета, отвечающих позитронам, отчего дискретно меняется величина магнитного поля и частота колебаний электрона в нём. Поскольку структура магнитного поля получается той же, что и в крестовом атоме, то частота f колебаний и излучения электрона принимает такой же дискретный ряд значений f=Rc(1/n^2–1/m^2), где n и m — целочисленные координаты узла, в котором сидит электрон (Рис. 101).

Рис. 102. Строение протонов в форме квадратов и треугольников и ориентация в них магнитных моментов.

Можно представить протон и в виде одинарного квадратного слоя частиц. Складываясь вдоль диагонали пополам, он образует двойной треугольный слой — со структурой поля крестовины и тем же спектром частот. Этот парный треугольник может быть и прямоугольным и равносторонним, тоже дающим водородный спектр (Рис. 102). Кроме водородного, модель позволяет рассчитать и другие атомы. Рассмотрим атом с атомным номером Z — содержащим Z протонов. Квадраты протонов могут, как в сэндвиче, склеиться слоями, если над позитронами одного слоя окажутся электроны другого. Их взаимное притяжение и даёт те ядерные силы, что противостоят отталкиванию протонов и быстро (по экспоненте § 3.12) спадают с удалением [79]. Когда такая "стопка" протонов сложится вдоль диагонали пополам, получится слоёный уголок. В его верхней и нижней части магнитные моменты смотрят в разные стороны вдоль линии сгиба (Рис. 103).

Рис. 103. Склеивание протонов в слоёный уголок с увеличенным в Z2 раз полем B. Выше эквивалентная схема из магнитных диполей μ.

Здесь магнитный момент единицы длины a окажется уже не μ, а μZ^2: он найдётся как сумма магнитных моментов отдельных магнитных диполей, образующих арифметическую прогрессию 1μ+ 3μ+ 5μ+…+(2Z–1)μ=μZ^2. Соответственно, магнитное поле и частота колебаний в нём электрона вырастет пропорционально Z^2: f=RZ^2c(1/n^2–1/m^2). И точно, у ионизованных водородоподобных атомов He+, Li2+, Be3+, B4+, C5+, лишённых всех электронов кроме одного, спектры подчиняются этой формуле, дающей спектр водорода с увеличенным в Z^2 раз масштабом. Присутствие остальных электронов привело бы к тому, что своим полем они бы исказили движение электрона, генерирующего спектр, и он приобрёл бы совсем иной характер, чем у водорода (§ 3.4). Впрочем, у многоэлектронных атомов с большим Z магнитное поле столь велико, что вносимые электронами искажения оказываются незначительны. Поэтому, для спектра излучения электронов, крутящихся в столь сильных полях с огромной частотой и генерирующих рентгеновское излучение, справедлив закон Мозли f=R(Z — b)2c(1/n^2–1/m^2), отличающийся от найденного лишь малой поправкой b, вызванной влиянием остальных электронов [49, 134].

Возможно и другое, более простое объяснение изменению постоянной Ридберга R с изменением атомного номера и заряда ядра Z. Возможно, пропорционально росту заряда ядра Z уменьшается равновесное расстояние a=a_0/Z между электронами и позитронами и, соответственно, увеличивается R=h/16π^2ca^2M=RHZ^2. Это было бы возможно, если б это равновесное расстояние задавалось, например, амплитудой колебаний электронов возле ядра, или если б оно задавалось магнитным моментом и зарядом ядра (в сумме с моментом и зарядом окружающих его электронов внутренних оболочек), так же, как расстояние между магнитными поплавками в опытах А. Майера определялось магнитным моментом центрального магнита (ядра атома § 3.1). Такое изменение равновесного расстояния между электронами в электронных оболочках позволило бы также объяснить уменьшение размеров атомов при росте атомного номера в периодах таблицы Менделеева.

В магнитном поле атома электроны могут совершать два типа "колебаний". Одни электроны кружатся с жёстко заданными частотами возле узлов атома, генерируя дискретный спектр излучения. Такие электроны будем называть "внутренними", или "узловыми". Другие же, словно в магнитной ловушке, кружатся с непрерывно меняющейся частотой f вокруг самого атома, обладая энергией E=hf. Эти электроны, которые назовём "внешними", или "орбитальными", создают сплошной (тепловой) спектр излучения и не занимают в атоме устойчивых положений, а кружатся в магнитном поле атомного остова (Рис. 107). Это внешнее магнитное поле уже не зависит от порядкового номера элемента и одинаково для всех атомов. Внешние электроны, пойманные в магнитную ловушку атома, порождают также фотоэффект и Комптон-эффект (§ 4.3, § 4.7). Такие электроны не задерживаются в атоме надолго, а регулярно, — от потерь энергии и схода с орбиты, покидают его и захватываются новыми атомами. В целом, атом — это своего рода комбинация разных приборов: магнитной ловушки, рупорной антенны, гиротрона, циклотрона, — преобразующих движение электронов в излучение и обратно. Так что, в атоме действуют обычные законы механики, вакуумной СВЧ-электроники и — совершенно нет квантовых, как отмечал ещё К.Э. Циолковский, тоже создавший чисто классическую модель атома, о которой, правда, ныне ничего не известно. Известно лишь, что с этой моделью, описанной в работе Циолковского "Гипотеза Бора и строение атома" был, вероятно, ознакомлен через А.Б. Шершевского А. Эйнштейн [69, с. 185]. Но это уже совершенно забытая история.

Выходит, Циолковский был прав: классическими законами вполне можно объяснить спектры атомов, если использовать кристаллическую магнитную модель атома Ритца. Более того, спектры буквально кричат именно о такой чёткой модели. Идеально похожие для атомов одного элемента наборы спектральных линий с частотами, заданными точными соотношениями с целочисленными переменными, — разве это не удивительно? Столь чёткая структура линий может возникать лишь в кристаллоподобном атоме, где электроны, генерирующие спектр, занимают лишь некоторые устойчивые положения, отделённые одно от другого шагом дискретизации, равным периоду кристаллической электрон-позитронной решётки. Именно Вальтер Ритц, первым нашедший общую формулу для атомных спектров, показал, что атомный механизм генерации спектра обусловлен периодичным расположением частиц. Итак, дискретные атомные спектры подтверждают дискретную кристаллическую структуру атома.

§ 3.3 Строение атомов и периодический закон Менделеева

Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости (или, выражаясь алгебраически, образуют периодическую функцию) от их атомных весов.

Д.И. Менделеев

Считается, что химические свойства атомов, характер движения и размещения в них электронов никак не связаны со строением атомных ядер. А, между тем, многое говорит о наличии такой связи. Её всячески замалчивают, поскольку она противоречит квантовой физике, и лишь классическая магнитокристаллическая модель атома Ритца открывает эту связь.

В планетарной квантовой модели атома полагали, что на строение электронных оболочек атома влияет лишь заряд ядра, но не его структура. А какую же роль играет электричество, заряд ядра в магнитной модели атома? Если поле осей крестовины задаёт расположение электронов, то поле ядра — их число в атоме. В самом деле, положительный заряд ядра должен уравновешиваться отрицательным зарядом электронов, иначе заряженный атом будет отталкивать или притягивать электроны, пока не станет нейтральным. Но, хотя заряд ядра и определяет равновесное число электронов в атоме, — вовсе не он отвечает за их удержание там. Именно поэтому, существуют отрицательные ионы, — атомы с избытком электронов, невозможным по теории Бора. Ведь, если электроны удерживает электрическая сила, то как же сможет нейтральный атом удержать лишний электрон, а, тем более, — два или три? Даже поляризованному атому это не под силу. Но для магнитной модели анионы — не проблема. Нейтральный атом легко может удержать лишний электрон в одном из узлов сетки (§ 4.14). Для захвата многих электронов есть и другой механизм: магнитное поле крестовины, атомного остова. На избыточный внешний электрон, влетающий в атом, действует сила Лоренца, способная удержать его на орбите, даже при отталкивании внутренними электронами (Рис. 100).

Рассмотрим теперь, как расположены внутренние электроны в атоме. По структурной модели атома, строение и заполнение электронных слоёв определяется строением ядра (остова атома), — не просто его зарядом, как в квантовой физике, а, именно, — пространственной структурой остова и конфигурацией полей. Она же задаёт периодичность свойств элементов. Напомним, что числа элементов в периодах таблицы Менделеева образуют следующий ряд: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Это удвоенные квадраты целых чисел k вида 2k^2: 2=2·1^2, 8=2·2^2, 18=2·3^2, 32=2·4^2. Ещё задолго до теории атома Бора, многие учёные, — Дж. Томсон, Дж. Льюис, И. Ленгмюр, — поняли, что периоды связаны с последовательным заполнением электронами неких слоёв, уровней, оболочек в атоме [49]: в первом слое 2 места, во втором — 8 и т. д. Когда электроны полностью займут один слой, уровень, начинает заполняться следующий, открывая новый период, словно яичные ячейки, укладываемые по мере заполнения яйцами одна над другой, или пушечные ядра, складываемые пирамидой. У инертных газов, расположенных в конце периодов, слои целиком заполнены и потому крепко связывают электроны. Отсюда — химическая инертность этих, предельно совершенных, благородных газов.

Но, по квантовой механике, ёмкости оболочек для периодов с 1-го по 7-й иные: 2, 8, 18, 32, 50, 72, 98, что не соответствует числу элементов в периодах. Поэтому, даже к концу периода оболочки остаются не заполнены, утрачивая свой смысл, ибо заполняются непоследовательно. Да и сама идея оболочек и способа их заполнения, заимствованная из классической модели атома Дж. Томсона, выглядит в квантовой механике весьма натянуто, хотя бы потому, что произвольно вводятся четыре квантовых числа, задаваемых искусственно введёнными правилами, ниоткуда не следующими и ничем не обоснованными. Поэтому, для уяснения природы электронных оболочек — обратимся к забытым идеям Джильберта Льюиса. Подобно Ритцу, он считал причиной атомных спектров способность электрона занимать в атоме различные равновесные положения, которым соответствуют свои частоты колебаний. А оболочки и число электронов в них Льюис связывал с наличием у атома определённой пространственной структуры, — некоего правильного геометрического объёма, послойно заполняемого электронами, занимающими, при переходе к новым периодам, новые уровни [49]. Функция ядра в том и состоит, чтобы задавать эту пространственную структуру, кристаллизуя вокруг себя электроны. Осталось найти тело, дающее нужную конфигурацию слоёв и числа электронов в них.

Легко видеть, что этим телом должна быть бипирамида — две четырёхгранных пирамиды, вроде пирамид Хеопса, соединённых вершинами (Рис. 104). Эти пирамиды послойно от вершины заполняются электронами, как блоками реальных пирамид, или как упомянутые пирамиды из пушечных ядер. Уже то, что числа электронов в слоях — это удвоенные квадраты чисел 1, 2, 3, 4, должно говорить о том, что слои имеют форму постепенно растущих квадратов, — последовательных сечений пирамиды. Ну а то, что электронные слои, числа элементов в периодах — дублируются, означает, что пирамид этих — две. Они имеют общую вершину — слой с числом мест равным 2, потому-то он один и не дублируется. Интересно, что к подобной бипирамидальной форме ядра пришёл и В. Мантуров, но уже из соображений ядерной физики [79]. Более того, ещё в Древней Греции Платон предложил считать элементарные частицы, атомы, — имеющими вид многогранников, пирамидок (§ 5.3) [63]. Так же, и первый атомист, древний грек Демокрит, — предлагал считать атомы геометрическими телами, "формами", заполняемыми по семи уровням элементарными частицами, — амерами (электронами). Ломоносов, как основатель русской физики с химией и последователь древних атомистов, тоже представлял атомы каждого элемента в виде частиц стандартных масс, геометрических размеров и форм, считая атомы многогранниками, пирамидами с квадратным основанием (см. его диссертацию "О различии смешанных тел, состоящем в сцеплении корпускул"). Наконец, и сам Менделеев связывал открытую им периодическую зависимость свойств элементов от веса атомов — с их формой, пространственной структурой атома.

Рис. 104. Бипирамидальная модель атома, схема расположения в нём семи электронных слоёв, их ёмкости и номера (отвечают номеру периода).

Электроны в слоях должны, во избежание отталкивания, перемежаться расположенными в шахматном порядке позитронами, — теми самыми, которые, будучи в протонах избыточными, придают положительный заряд ядру (как увидим, можно обойтись и без позитронов, если отталкивание компенсируется притяжением к атомному остову или магнитным взаимодействием электронов, § 4.14). Тогда, в каждом слое будет поровну электронов и позитронов, а всего частиц: 2k^2+2k^2=(2k)2. То есть, любой слой — это квадрат со стороной в 2k частиц (если же исключаем присутствие позитронов в слое, то это будет квадрат со стороной в k частиц, где в каждой ячейке сидят по два электрона, связанные в пару магнитным притяжением). В крайних, 6-м и 7-м слоях, словно на шахматной доске, — как раз 8×8=64 места: 32 чёрных клетки — для электронов и 32 белых — для позитронов (Рис. 105). Слои уложены один над другим так, что над позитронами лежат электроны и наоборот (Рис. 106): чередование зарядов, как в ионных кристаллах той же соли NaCl. Легко понять, как задаётся эта структура слоёв. Ядро атома должно представлять собой два пирамидальных раструба, вроде рупорных антенн, соединённых вместе. В этих сдвоенных рупорах, как в кульках, и уложены слоями электроны, вперемежку с позитронами. Столь чёткая укладка электронов на каждом уровне вызвана периодичным размещением электронов и позитронов в опорных слоях. Электроны с позитронами уложены в слои, словно ионы в кристалле соли, — в шахматном порядке. Каждый электрон прилипает к слою возле позитрона. Таким образом, отрицательные электроны и их зеркальные античастицы-позитроны аналогичны чёрным и белым фигуркам шахмат или шашек, расположенным на отведённых им клетках шахматной доски-ядра (§ 5.2).

Рис. 105. Схема электронных слоёв разной ёмкости и порядок их заполнения.

Итак, электроны и позитроны — это тот стройматериал, из которого, словно снежинки, кристаллизуются ядра, атомные остовы. Но, если снежинки все разные, то ядра одного типа — идентичны, поскольку образованы равным числом частиц, одинаково выстроенных их же электрическими и магнитными полями. Как показал Ритц, частицы — это не только элементарные заряды, но и магнитики, слипающиеся единственным оптимальным способом, задающим минимум энергии. Именно так, и плавающие магниты в опытах Майера составляли всегда одни и те же правильные конфигурации (§ 3.1). Именно это стремление к минимуму энергии системы магнитных частиц (электронов, позитронов, протонов и нейтронов) и даёт ядро в форме двух четырёхгранных пирамид, соединённых вершинами. Этот двойной рупор, бипирамида в форме песочных часов, и задаёт все свойства атомов и ядер.

Рис. 106. Целиком заполненные электронные слои в атомах инертных газов.

В месте соединения рупоры имеют сквозное отверстие, по типу песочных часов. Через него, как песчинки, проходят электроны (Рис. 104). Там же расположен общий для пирамидок слой из двух позитронов и двух электронов. Бипирамида, её раструбы, — и будут ядром, — той структурой, что задаёт все свойства атома. При этом, наиболее массивная часть ядра сосредоточена в центре атома, где сходятся вершины двух пирамид и собраны все нуклоны. Отметим, что бипирамида легко получается из крестовой магнитной модели атома Ритца (§ 3.1), если соединить две крестовины, повёрнутые в пространстве на 90º вокруг биссектрисы их прямого угла. Ведь противоположные рёбра бипирамиды — как раз перпендикулярны друг другу, подобно магнитным стержням каждой крестовины. При этом, стенки раструбов (грани пирамид) образованы, вероятно, всё тем же строительным ядерным материалом: позитронами и электронами, составляющим частицы правильной формы (Рис. 102, Рис. 107). Так, частицы в форме прямых уголков (Рис. 103) могут входить в ядро в качестве перегородок, делящих пирамидальные полости пополам. В узлах на гранях и перегородках пирамид и размещаются электроны, генерирующие спектр атома. Энергия возбуждения атомов идёт на придание электрону колебаний и на вырывание его из слоя.

Может удивить: как возникают столь сложные и правильные формы атомов и ядер (§ 3.6)? Но здесь не больше странного, чем в сложной и, при том, идентичной 3D-структуре одинаковых белковых молекул (скажем, белковых оболочек вирусов в виде икосаэдра), в замысловатой идеально правильной форме снежинок, в точном подобии и симметрии кристаллов. Общая причина — в упорядоченном выстраивании их частиц. Ещё Ритц говорил, что нельзя понять атомные законы, иначе как, допустив у атома и ядра сложную пространственную структуру, напоминающую с позиций современной химии структуру сложных ажурных органических молекул, типа белков и фуллеренов. В наш век нанотехнологий, структурной химии, изучающей трёхмерные каркасы молекул ДНК, нанотрубок и других высокомолекулярных соединений, ажурная структура самих атомов, составленных из многих электронов и прочих элементарных частиц, представляется вполне естественной.

Рис. 107. Грани и перегородки атомного остова из электрон-позитронных слоёв в форме квадратов с треугольниками и два типа электронов: узловые и орбитальные.

Выше видели, как электрон генерирует спектры атомов на электрон-позитронном уголке-треугольнике (§ 3.2). Таких треугольных граней достаточно в бипирамиде, — на них и сидят узловые электроны, генерирующие спектр. При этом каждый электрон генерирует излучение лишь одной частоты, отвечающей его положению в атоме и магнитному полю в данной точке. Поэтому, один атом не способен генерировать весь набор спектральных линий элемента: каждый генерирует свои линии и лишь большой коллектив атомов высвечивает весь спектр элемента. Возбуждение колебаний происходит, скажем, от столкновений атомов.

Итак, атом — это кристалл: кристаллическое ядро, возле которого в правильном порядке уложены электроны. Само ядро составлено из протонов и нейтронов, в свою очередь, образованных электронами и позитронами. Поэтому, скелет, остов атома, называемый "атомным ядром", — это, в конечном счёте, кристаллический комплекс из упорядоченно расположенных электронов и позитронов, которых почти поровну, как поровну ионов Na+ и Cl— в кристалле соли NaCl. Отрицательно заряженные электроны соединяются с положительно заряженными позитронами и — наоборот, взаимно нейтрализуясь. И лишь небольшой избыток позитронов придаёт ядру положительный заряд.

Заметим, что подобную модель строил ещё Ф. Ленард, считавший, что ядро имеет ажурную структуру [74] и образовано из "динамид", — попарно связанных элементарных отрицательных и положительных зарядов, — "электронов" и "позитронов", по-нынешнему. Масса атома пропорциональна числу образующих его динамид, поскольку складывается из их масс. Наличие в ядре в почти равной пропорции электронов и позитронов доказывают многие факты. Так, известно, что стабильны ядра с определённым соотношением числа протонов и нейтронов. При избытке протонов обычен β+-распад: ядро покидают избыточные положительные позитроны, находящиеся в протонах. Если же протонов не хватает, то ядро испытывает β—-распад: ядро покидают избыточные электроны, а содержавшие их нейтроны становятся протонами. Как видим, число электронов и позитронов должно быть сбалансировано. Электрон с позитроном могут покинуть ядро и вместе, — при облучении гамма-лучами, вырывающими из ядра пару e+e—. Как тут не вспомнить динамиды Ленарда — попарно связанные заряды в ядрах? Нет ничего удивительного, что подобным же образом представлял атом и другой физик, Ирвинг Ленгмюр, заложивший основы науки о плазме, — газе из положительных ионов и электронов. Да и автор первой модели атома, Дж. Томсон, открывший электроны, считал, что атом и его масса складывается из тысяч электронов и того же числа связанных с ними в пары положительных зарядов [139]. А, самое удивительное, что к таким взглядам за тысячи лет до нас пришли древние индийцы (особенно школа вайшешики во главе с атомистом Кáнадой), которые ещё до Демокрита создали учение об атомах и молекулах, считая их составленными из "диад", — попарно связанных стандартных точечных частиц, аналогичных электронам и позитронам (Мюллер М. Шесть систем индийской философии. М., 1995). Так и в нашей модели бипирамидальный каркас, электронные слои и ответственную за спектр электрон-позитронную сетку атома формируют, вероятно, позитроны, прочно связанные с электронами в электродиполи, диады, или динамиды, обладающие весьма любопытными свойствами, например нулевой инерцией (§ 3.18). Оттого в атоме и нет позитронов в свободном состоянии.

Объясняет бипирамидальная модель ядра и открытую Планком связь энергии E=MV^2/2=hf и скорости V электрона с частотой f его обращения в атоме. Магнитный момент, как нашли выше (§ 3.2), проявляется лишь на краях, рёбрах структур. Поэтому, рёбра бипирамиды аналогичны магнитным стержням. И, при соответствующей ориентации (Рис. 108) их магнитное поле в плоскости орбиты (с центром O в вершине пирамид) будет перпендикулярно к этой плоскости и равно B=μ_0μ/πar^2, где a — расстояние между электронами в стержне, равное их классическому радиусу r_0=e^2/4πε_0Mc^2, μ=πeh/M — их магнитный момент (§ 3.1). На электрон, летящий по орбите радиуса r с центром O, действует сила Лоренца F=eVB=e^2fμ_0μ/ar (с учётом значений B и V=2πrf), направленная в O и равная MV^2/r. Откуда MV^2/2=feμ_0μ/a, где eμ_0μ/a=h. Именно эти электроны, запертые в магнитной ловушке атома, вылетают из него при облучении светом частоты f. Это объясняет планковский спектр излучения (§ 4.1), фотоэффект (§ 4.3) и эффект Комптона (§ 4.7). Итак, всего в атоме три типа электронов: одни сидят на гранях и перегородках ядра и генерируют линейчатый атомный спектр, другие уложены слоями в раструбах ядра, задавая химические свойства, а третьи, как на катушку, наматывают на ядро витки орбиты, отвечая за тепловой спектр и фотоэффект. Электроны легко переходят между этими тремя состояниями.

Рис. 108. Движение электрона в магнитном поле бипирамиды ядра с частотой f=E/h=MV^2/2h.

Предсказывает данная модель и такие свойства, которые не объяснила даже квантовая теория. Рассмотрим заполнение слоёв и связанные с этим физико-химические свойства. В первом периоде всё просто: в атоме водорода электрон занимает в слое № 1 одно из двух мест и, потому, атом может отдать электрон, либо принять на вакантное место чужой, проявляя валентности +I и — I. Гелий, в котором весь слой заполнен двумя электронами, не может ни отдать их, ни поглотить новые. То же — во 2-м и 3-м периоде: электроны заполняют второй и третий слой, имеющие по 8 мест, а атомы проявляют валентности, соответствующие числу электронов в слое. Завершают эти периоды благородные газы, где все 8 мест крайнего слоя заняты электронами, связанными в слое столь прочно, что уже не отрываются, придавая газам химическую инертность (Рис. 106).

В последующих, — 4-м и 5-м периодах важен уже порядок заполнения слоя. Сперва электроны заполняют слой по периметру, где они удерживаются крепче (совсем как лёд начинает кристаллизоваться сперва по краям водоёма). Таких крайних мест всего 10, соответственно, и элементов этого типа в периодах по 10,— с калия по никель и — с рубидия по палладий. Когда периметр заполнен, прочно связанные в нём электроны отрываются лишь с большим трудом (Рис. 109). Поэтому, от заполнения периметра у никеля и палладия (а также у платины в 6-м периоде) эти благородные металлы по инертности становятся аналогичны благородным газам. А, при дальнейшем заполнении слоя, отсчёт групп и валентностей начинается заново, подобно тому, как это происходит во 2-м и 3-м периодах после завершения слоёв у инертных газов. Свойства элементов потому и повторяют друг друга, что электроны, расположенные в завершённых слоях или целиком занявшие периметр, не отрываются и не участвуют в образовании связей, а оставшиеся электроны образуют конфигурации, подобные конфигурациям предшествующих элементов.

В 6-м и 7-м периодах возникают группы лантаноидов (La — Lu) и актиноидов (Ac — Lr), содержащие по 15 химически подобных элементов с валентностью +III, разом помещаемых в IIIБ группу своего периода [145]. Такое число элементов есть следствие того, что электроны из периметра слоя крепко в нём связаны и мало влияют на свойства атома. А, потому, элементы, у которых идёт заполнение 14-ти мест этого периметра (у La периметр пустой), — химически подобны. После того, как периметр заполнен, дальнейшее заполнение слоя идёт так же, как у слоёв 4-го и 5-го периодов.

В лице лантаноидов и актиноидов квантовая физика имеет массу нерешённых проблем. Так, известно, что элементы эти способны проявлять, помимо валентности +III, и другие, — совершенно необъяснимые. А, с позиций пирамидальной модели, они естественны: электроны периметра, хоть и с трудом, всё же могут отрываться, — тогда атом проявляет соответствующие степени окисления. Кроме того, если полость каждой пирамиды разделена перегородкой пополам (Рис. 107), и периметр заполняется сначала в одной полости, а затем в другой, то электроны периметра можно разбить на две равных группы по 7 электронов в каждой. Электроны, занявшие все семь мест, оказываются крепко связаны и, потому, не влияют на химические свойства. Соответственно, элементы образуют два подпериода, расположенные один под другим в таблице Менделеева (Рис. 109). Именно такую форму придал некогда таблице Менделеев, а поздней она была уточнена его другом и коллегой, чешским химиком Б.Ф. Браунером [145]. Этот исконный вариант таблицы сразу объясняет, как элементы Ce и Tb могут иметь валентность (+IV), а Eu и Yb — валентность (+II): они просто попадают в 4-ю и 2-ю группы. Элементы же La, Gd и Lu, стоящие в третьей группе, проявляют всегда только валентность +III. Впрочем, из-за того, что электроны могут образовывать в атоме разные конфигурации, валентность может быть различной (§ 4.14).

Рис. 109. Расположение лантаноидов и актиноидов в таблице Менделеева по Браунеру и Прандтлю с соответствующим порядком заполнения электронами слоёв 6-го и других чётных периодов.

Другое важное свойство этой формы таблицы в том, что она позволяет выделить элементы с ферромагнитными свойствами. Если рассмотрим элементы второй строки 6-го периода — Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, то увидим, что или они сами, или их соединения — сильные ферромагнетики. Такое подразделение сразу позволяет выявить уникальные элементы с ферромагнитными свойствами и в других чётных периодах таблицы. Так, во втором периоде периметр слоя содержит 6 электронов. Разделяя их и соответствующие элементы на две равных группы и беря элементы из второй, — C, N, O, найдём, что именно их соединения обладают ферромагнитными свойствами. То же, и в четвёртом периоде, где периметр слоя содержит 10 электронов, вторая половина соответствующих элементов — Cr, Mn, Fe, Co, Ni (Рис. 109) — либо сами, либо в соединениях, — яркие ферромагнетики. Итак, пирамидальная модель сразу выделяет те редкие элементы, что наделены ферромагнитными свойствами. По сути, это атомы, в которых идёт заполнение мест возле граней правого отсека нижней пирамиды (Рис. 104, Рис. 107). А элементы, у которых идёт заполнение электронами мест в углах пирамиды у краёв перегородки (Cr, Ti, Nd, Er, Tm, Yb), обладают уникальными оптическими свойствами, находя применение в качестве активных ионов в лазерах.

То же, что у лантаноидов, построение таблицы применимо и к 7-му периоду, содержащему актиноиды (Рис. 109). Таблица и пирамидальная модель атома снова объясняют, почему многие актиноиды проявляют, вместо 3-ей, — нетипичные для себя валентности: Md — (+I); No — (+II); Th, Bk — (+IV); Pa — (+V); U — (+VI); Np — (+VII) [145], чего не может объяснить квантовая физика. Не случайно, давно уже замечено, что актиноиды, в отличие от лантаноидов и вопреки предсказаниям квантовой теории атома, очень мало похожи друг на друга. Например, уран химически больше напоминает не своих "собратьев" из 3-й группы, а металл вольфрам из 6-й группы. Так что помещение актиноидов, равно как и лантаноидов, в одну клетку таблицы Менделеева многие считают условным и даже ошибочным [13].

Ещё на заре становления учения о строении атома такие учёные, как Томсон, Льюис, Ленгмюр, Ленард, Ритц, разработали модели атома в форме геометрически правильных тел, образованных упорядоченно размещёнными субатомными частицами, чем объяснили многие атомные свойства [49]. Такая кристаллическая модель атома была не только проста, наглядна, но и наиболее естественна, ибо стандартные числа электронов на атомных уровнях, точная идентичность однотипных атомов и их спектров наводят на мысль о кристаллах и правильных геометрических телах. Но с приходом квантовой механики эти модели забыли, хоть они и объясняли эффекты загадочные для квантовой физики. Бипирамидальная кристаллическая модель позволит не только наглядно и классически истолковать все свойства атомов и ядер, глубже понять суть таблицы Менделеева, но и открыть новые закономерности и свойства элементов, научиться находить новые соединения с заданными свойствами, включая ферромагнитные сплавы, полупроводниковые материалы, высокотемпературные сверхпроводники (§ 5.9). Квантовая же теория объясняет, по большей части, лишь уже известные свойства, да и то ограниченно. В своём стремлении спасти ошибочную планетарную модель атома, творцы квантовой физики, во главе с Бором, предпочли уничтожить механику, нежели отказаться от своего идола. А идеи Ритца, Дж. Томсона, Ленарда, Льюиса, Лэнгмюра, Циолковского, которые пытались построить альтернативную модель атома, в рамках классической механики, были отвергнуты и забыты. В итоге, вот уже век наука не имеет ясных представлений о структуре атома и ядра.

§ 3.4 Спектры щелочных металлов, сложных атомов и молекул

Комбинируя путём сложения или вычитания, либо сами сериальные формулы, либо входящие в них константы, можно построить новые формулы, которые позволяют полностью вычислить новые линии щелочных металлов, открытые за последние годы Ленардом и другими, а также делают возможными далеко идущие приложения к другим элементам, в частности к гелию.

Вальтер Ритц, "О новом законе сериальных спектров" [9, 50]

Выше был объяснён на основе модели атома Ритца спектр водорода и водородоподобных атомов, а также рентгеновские спектры и закон Мозли для них (§ 3.2). Но Ритц нашёл объяснение также и спектрам более сложных атомов, например атомов щелочных металлов. Их спектры имеют гораздо более сложную структуру, чем у водорода и водородоподобных атомов. Как говорилось, это связано с влиянием полей дополнительных электронов на электрон, генерирующий спектр. Поскольку генерировать спектр может любой электрон, приведённый в колебательное движение, то усложнение спектра связано с общим взаимным влиянием электронов. Своими полями они смещают друг друга от прежних положений равновесия в новые, с иным значением поля B и частоты колебаний в нём. Причём, поскольку все эти электроны могут занимать в атоме разные узлы, образуя разные конфигурации, то и смещения от положений равновесия, приводящие к изменению магнитного поля, могут быть различными и происходить в разные стороны. Соответственно, возникают дополнительные спектральные линии, генерируемые электронами в смещённых положениях: спектр атома обогащается, усложняется. И, чем больше электронов способно перемещаться в атоме, тем сложнее будет спектр.

Действительно, самыми простыми спектрами обладают щелочные металлы, стоящие в начале периодов, — в первой группе. Это означает, что в них имеется, по сути, один свободно смещающийся электрон. Все же остальные электроны прочно связаны в целиком заполненных электронных слоях (§ 3.3), а потому они вносят лишь небольшие стандартные искажения спектра. Вот почему спектры щелочных металлов очень напоминают водородный спектр, подчиняясь почти тем же зависимостям [74]. Элементы второй группы имеют уже два свободно смещающихся электрона, которые могут образовывать гораздо больше комбинаций положений в атоме, соответственно, и спектр этих элементов сложнее. И так далее: чем больше электронов, тем сильней усложняется спектр, если только новые электроны не образуют устойчивых симметричных конфигураций и не окажутся прочно связаны в слое, скажем, — вдоль его периметра. Впрочем, с приближением к концу периода, когда свободных мест остаётся всё меньше, электроны всё неохотней отрываются от слоя и образуют меньше разных комбинаций, поэтому, к концу периода спектр может даже упрощаться. Наконец, у инертных газов, где все электроны должны быть прочно связаны в слое (Рис. 106), необходимо отделение одного или нескольких электронов от слоя — для генерации спектра на электронном уголке. Это объясняет связь характера спектра с положением элемента в таблице Менделеева, с его химическими свойствами. А именно: число электронов, которые может отдать или принять атом для образования химической связи, задаёт также число электронов, способных переходить из крайнего электронного слоя в плоскость, где происходит генерация спектра (Рис. 107), с образованием там разных конфигураций и усложнением спектра взаимным влиянием.

Объясняет взаимодействие электронов и то, почему многие из сложных атомов имеют мультиплетный спектр: каждая спектральная линия окружена близкими линиями-спутниками. Вероятно, причина этого в том, что внутриатомные электрические поля остальных электронов слегка смещают генерирующий электрон от равновесного положения. Соответственно, меняется магнитное поле возле электрона и генерируемая его колебаниями частота линии. Разным положениям окружающих электронов в атоме отвечают разные позиции генерирующего электрона возле узла. А, потому, вместо одной линии в сложных атомах мы наблюдаем группу близко расположенных линий, за каждую из которых отвечают свои атомы. Интенсивность линии определяется процентом атомов, её генерирующих, то есть, — вероятностью для электронов занять соответствующие положения в атоме [104]. Поэтому, как показал ещё Ритц, чем ближе к границе серии, то есть, — чем выше m в формуле f=Rc[1/n^2–1/m^2] и чем дальше электрон от оси и начала координат, тем ниже интенсивность линии, поскольку электрону сложнее удержаться в дальних узлах. По той же причине, линии становятся всё более размытыми: электроны и позитроны в остове дрожат за счёт теплового движения, как атомы в простом кристалле (§ 3.14). Чем дальше электрон, тем сильней это сказывается, и тем его положение всё менее стабильно, соответственно, — и линии более размыты [104].

Так же, и запрещённые линии не высвечиваются отнюдь не от запрещающих переходы квантовых правил отбора, а — от малой устойчивости соответствующих положений электрона в атоме, а, значит, — малой интенсивности линии. Как показал Ритц, в электрической искре спектральные серии содержат меньше линий: серия обрывается раньше, опять же, — потому, что в мощных электрических полях искры, за счёт сильных и частых соударений атомов, электроны уже не могут удержаться в крайних, малоустойчивых положениях, и соответствующие линии не высвечиваются [104]. И, напротив, в спектрах газовых туманностей, где газ крайне разрежен и холоден, а столкновения весьма редки и слабы, запрещённые линии, невозможные по квантовой теории, — наблюдаются. Ведь там электроны получают возможность длительно удерживаться даже в крайних малоустойчивых положениях, высвечивая соответствующие линии.

Итак, интенсивность данной спектральной линии определяется процентом атомов, генерирующих эту линию, то есть, в конечном счёте, — вероятностью занятия электроном соответствующего положения в атоме, задаваемой устойчивостью данного положения, в котором может случайно оказаться то или иное число электронов из ансамбля атомов. Подобный вероятностный подход к определению интенсивности спектральных линий был развит и в квантовой теории, в частности, — Эйнштейном, опять же без всяких ссылок на Ритца, поэтому сейчас говорят просто о коэффициентах Эйнштейна, задающих вероятности атомных переходов. Ритц же не только предложил эту идею гораздо раньше, но и развил её целиком в рамках классического подхода, поскольку вероятность у него связана не с физическим индетерминизмом, неопределённостью, а — со случайным, хаотическим движением атомов и электронов в них, аналогичным случайному движению броуновских частиц (§ 4.13).

Ритц также внёс существенный вклад в установление закона и природы спектральных серий щелочных металлов, подобных спектру водорода f=Rc[1/n^2–1/m^2], но только с малыми поправками [74]. Найденная Ритцем точная формула для спектров щелочных металлов записывается следующим образом [50]: f=Rc[1/(n+μ'+b'/n^2)2–1/(m+μ+b/m^2)2], где μ, b, μ', b' — малые постоянные поправки, индивидуальные для каждого металла. Из модели Ритца легко понять происхождение этих поправок. Вспомним, что целые числа n и m задают расстояния r_1=2am и r_2=2an от магнитных осей, и, соответственно, магнитное поле B в узле, где колеблется электрон, а, значит, и частоту его колебаний f=Be/2πM (§ 3.1). Наличие поправок означает, что генерирующий электрон смещается от прежнего равновесного положения и его расстояние до осей становится равно r_1=2a(m+μ+b/m^2) и r_2=2a(n+μ'+b'/n^2). Постоянное смещение на 2aμ и 2aμ' вызвано, вероятно, изменением конфигурации структуры остова атома, задающего магнитное поле, скажем, — от её перекоса, если боковые грани слоёных призм (Рис. 102, Рис. 103) скошены и те представляют собой наклонные, а не прямые призмы. Соответственно, магнитные оси окажутся смещены от осей координатной сетки электрона на расстояния 2aμ и 2aμ', что и ведёт к изменению спектра. Что же касается переменных поправок к r_1=2am и r_2=2an величины 2ab/m^2 и 2ab'/n^2, то они, как легко видеть, — уменьшаются с ростом m и n, то есть — с удалением от магнитных осей. Так что, эти поправки вызваны, вероятней всего, влиянием краёв структуры, генерирующей спектр. Это — электрическое влияние, смещающее электрон от положения равновесия и как раз спадающее пропорционально квадратам расстояний электрона от магнитных осей r_1=2ma и r_2=2na и от других электронов, прилипших к этим осям. Все вместе эти отклонения, — положения электрона или магнитного поля, в котором он колеблется, и приводят к изменению частоты генерируемого его колебаниями света, в форме поправок, учтённых в более точной формуле Ритца.

В своих работах Ритц также анализировал полосатые спектры молекул и доказывал, что в них так же работает открытый им комбинационный принцип. Однако, число возможных комбинаций существенно возрастает за счёт того, что электроны в молекуле могут располагаться гораздо большим числом способов и, вдобавок, возникают различные способы сложения магнитных полей атомов. Поэтому, молекулы дают гораздо больше спектральных линий, которые располагаются столь тесно, что сливаются при не слишком высоком разрешении спектроскопа в сплошные полосы. Кроме того, у молекул имеются вращательные (ротационные) и колебательные спектры, связанные с колебаниями атомов (точнее их заряженных ядер) в молекулах. В этом случае, колебания уже гарантированно носят чисто классический характер, отвергая в очередной раз квантовые фантазии. При колебании или вращении атомов в молекуле возле точек их связей эти заряды генерируют излучение с частотой соответствующих колебаний. У каждой молекулы эти частоты жёстко фиксированы, подобно частоте колебаний грузов, соединённых пружинкой. Для каждой молекулы существует ряд таких частот, поскольку в зависимости от типа колебания и точки связи атомов, молекула имеет свои частоты колебаний. В итоге, в спектре каждого вещества возникают свои ротационные и вибрационные полосы [19].

Отметим, что такой механизм генерации спектров за счёт упругих механических колебаний атомов, молекул и зарядов в них, предполагал ещё Ритц в своей ранней упругостной модели атома, изображавшей атом в виде упругой мембраны [74]. В частности, Ритц утверждал: "линейчатые спектры обязаны своим возникновением собственным колебаниям двумерных образований" [50]. Таким образом, Ритц является первопроходцем не только в области классического объяснения строгих закономерностей спектральных серий в линейчатых атомных спектрах, в том числе в спектрах водорода, щелочных металлов и сложных атомов, но и по части объяснения полосатых спектров молекул. А, ведь, об их природе во времена Ритца никто даже не задумывался, по причине их чрезвычайной сложности и запутанности.

Примечательно, что физики-кванторелятивисты до сих пор не могут расшифровать и теоретически рассчитать спектры многоэлектронных атомов, даже такого простого как атом гелия, содержащего всего два электрона. Квантовая механика "объяснила" только те спектральные серии и закономерности, которые были уже открыты и объяснены физиками-классиками, в том числе Ридбергом, Ритцем и другими, посредством классических колебаний электрона в поле ядра. С одной стороны, это показывает бессмысленность и ненужность всех квантовых трактовок (придуманных задним числом), а, с другой стороны, классические модели (и особенно модель Ритца) подают большие надежды в смысле открытия новых спектральных закономерностей и физического (а не мистического) истолкования спектров многоэлектронных атомов.

§ 3.5 Эффекты Зеемана, Штарка и грависмещение частоты

Данная модель молекулярного поля H0 не только пригодна в значительно большей степени, чем лоренцевская гипотеза, … для представления явлений эффекта Зеемана в их большом многообразии и с их характеристическими признаками, … но также оправдывается при объяснении сериальных законов — проблемы, которой теория Лоренца совершенно не касалась.

Вальтер Ритц, "Магнитные атомные поля и сериальные спектры" [9, 50]

Как мы видели, Ритц на основе своей модели легко объяснил эффект Зеемана (§ 3.1), показав, что внешнее магнитное поле Вм, налагаясь на магнитное поле атома В, меняет его величину и, соответственно, частоту вращения электрона в этом поле (Рис. 94). Это приводит к тому, что вместо одной линии возникает несколько близких линий (расщепление линий). Обычно возникает три линии, — триплет. Центральная линия создаётся электронами, находящимися в исходном внутриатомном магнитном поле В: внешнее поле Bм на них либо совсем не влияет, либо налагается перпендикулярно основному полю В и, будучи много меньше его, почти не меняет частоты вращения электрона, остающейся прежней f=eB/2πM. Для других электронов, расположенных в других плоскостях атомной пирамиды (Рис. 107) или в других атомах, ориентация поля В оказывается противоположной внешнему полю Bм. Поэтому, они генерируют на частоте f=e(B-Bм)/2πM. Наконец, у третьего типа электронов поля сложатся, а, потому, такие электроны вращаются и генерируют свет с частотой f=e(B+Bм)/2πM. Это и приводит к тому, что рядом с центральной линией на частоте f=eB/2πM появляются две соседние, сдвинутые вправо и влево на Δf=eBм/2πM. То, каким образом для одних электронов поля B и Bм суммируются, а для других вычитаются, легко понять из бипирамидальной модели. Генерирующие спектр электроны сидят на разных гранях и перегородках этих пирамид, причём, внутриатомное поле B, как выяснили (§ 3.1, § 3.2), всегда перпендикулярно плоскости этих граней. В магнитном поле атомы располагаются упорядоченно, ориентируя общее магнитное атомное поле вдоль внешнего поля. При этом, одни грани оказываются перпендикулярны внешнему полю Bм, а для других оно лежит в плоскости граней атома. Соответственно, для электронов, расположенных в одних плоскостях, внешнее поле, складываясь или вычитаясь из внутриатомного, изменит частоту колебаний, а у электронов, расположенных и колеблющихся в той же плоскости, что и внешнее поле Bм, частота колебаний не изменится. Это же объясняет различную поляризацию смещённых и несмещённых линий: генерирующие их электроны колеблются во взаимно перпендикулярных плоскостях, а, значит, в разных плоскостях колеблется создаваемое ими переменное электрическое поле, соответственно, по-разному поляризовано и их излучение.

Объяснил Ритц и аномальный эффект Зеемана, состоящий в том, что каждая из расщеплённых линий, в свою очередь, расщепляется под действием внешнего поля. Это связано с тем, что атом прецессирует, поворачивается во внешнем поле. Действительно, в отличие от уединённого электрона, магнитный момент которого не может установиться во внешнем поле сонаправленно полю, а начинает прецессировать за счёт гироскопического эффекта, структура, образованная из многих магнитиков, вращающихся электронов, сразу ориентируется вдоль внешнего магнитного поля, как видно на примере обычных магнитов, — комплексов из элементарных круговых токов. Однако гироскопический эффект, всё же, сказывается и здесь, поэтому магнитный момент атома несколько отклоняется от оси внешнего магнитного поля и начинает прецессировать вокруг неё. Частота этой прецессии, как показал Ритц, опять же, складывается с частотой вращения электрона в магнитном поле или вычитается из неё, что и приводит к появлению вторичного расщепления линий. Возможны и более сложные случаи расщепления линий, особенно в многоэлектронных атомах, которые за счёт наличия многих электронов, располагающихся в атоме различным образом и также обладающих магнитным моментом, ведут к тому, что атом может располагаться несколькими способами по отношению к внешнему полю Bм. Кроме того, если это магнитное поле Bм достаточно велико, оно способно менять внутриатомное поле B не только путём наложения, но и посредством изменения направлений магнитных моментов частиц, генерирующих поле B, упорядочивая их и упрощая картину расщепления линий. Такой эффект в мощных магнитных полях, сопоставимых с внутриатомными, и впрямь наблюдается и называется "эффектом Пашена-Бака" [134]. Как видим, все особенности эффекта Зеемана следуют из модели Ритца.

Кроме эффекта Зеемана, приводящего к расщеплению линий в магнитных полях, известен и эффект Штарка, ведущий к смещению и расщеплению линий под действием сильного электрического поля [82, 134]. В эффекте Штарка обычно тоже возникает мультиплетный спектр: каждая спектральная линия расщепляется на несколько близких. Причина этого в следующем. Атом, за счёт собственного дипольного момента, ориентируется внешним электрическим полем. Причём, ориентироваться он может по-разному, в зависимости от того, как в атомной бипирамиде направлен дипольный момент, заданный разными вариантами положений электронов в атоме. Число возможных ориентаций атома в поле ограничено конечным числом позиций электронов в атоме. Потому, и составляющая поля, действующая на электрон, генерирующий спектр, и смещающая его от положения равновесия, — меняется дискретно.

Таким образом, снова каждая линия расщепится на несколько отдельных. Причём, как в эффекте Зеемана, для части электронов внешнее электрическое поле оказывается направлено перпендикулярно грани, на которой сидит и колеблется электрон, генерирующий спектр. Поэтому поле не смещает этот электрон от положения равновесия, и он даёт несмещённую линию. А для других электронов, возможно, того же атома, но — сидящих на других гранях, поле направлено вдоль плоскости, в которой смещается и колеблется электрон. Соответственно, внешнее поле смещает его от положения равновесия (атом поляризуется), электрон оказывается в магнитном поле иной величины и генерирует на смещённой частоте. Поскольку смещённые и несмещённые электроны колеблются в разных плоскостях, излучаемые ими смещённые и несмещённые линии имеют разную поляризацию. Кроме того, если электрические поля очень сильные, возможно смещение и расщепление линий и за счёт искажения, электрической поляризации самой электрон-позитронной кристаллической решётки атома, где электроны и позитроны смещаются под действием поля в противоположных направлениях. В эффекте Зеемана атом тоже принимал в магнитном поле разные положения, однако магнитное поле меняло частоту колебаний электрона не от смещения его из положения равновесия, а от добавки или вычета внешнего магнитного поля из внутриатомного. Вот почему, расщепление линий магнитным полем гораздо сильнее, чем электрическим.

Ещё слабее сдвиг спектральных линий гравитационным полем, наблюдаемый, возможно, в спектре Солнца и в эффекте Мёссбауэра. Воздействие гравитации, во-первых, сдвигает электроны и протоны, генерирующие спектр, от равновесных положений, тем самым меняя величину атомного магнитного поля, в котором они колеблются, и частоту их колебаний. Во-вторых, неоднородное гравитационное поле создаёт дополнительную растягивающую силу, аналогичную приливной силе со стороны Луны. Действуя на заряд, эта сила расширяет, растягивает его орбиту, уменьшая частоту вращения, что и проявляется в смещении длин волн и частот спектральных линий атома и ядра. Возможно, это смещение частоты колебаний зарядов в атомах и воспринимают в качестве мнимого изменения темпа течения времени в поле тяготения (§ 1.18). Стоит отметить, что влияние гравитации будет одинаково сказываться как на сдвиге частот атомных спектров (атомные часы), так и на сдвиге частот ядерных спектров (эффект Мёссбауэра), ввиду того, что эти спектры, как увидим, генерирует единый механизм (§ 3.7). Тогда понятно, почему и с помощью эффекта Мёссбауэра, и с помощью атомных часов обнаруживают одинаковые изменения "темпа течения времени", а реально, — лишь частоты колебаний в гравитационном поле.

Таким образом, гипотеза Ритца о природе эффекта Зеемана позволяет объяснить не только все особенности этого эффекта, но также и эффект Штарка, и гравитационное смещение частоты, доказывая их общую природу и универсальность магнитной модели атома Ритца. Сторонники модели атома Бора обычно утверждают, что эффект Штарка объясним лишь по квантовой теории. На деле же, именно классическая теория атома Томсона-Ритца даёт наиболее простое и естественное объяснение эффекту. Да и предсказан был эффект Штарка учителем Ритца, В. Фойгтом (специалистом по физике кристаллов [50, 156]), — как раз в рамках классической модели атома, структура которого, подобно кристаллам, возмущается внешним полем, меняющим свойства атомов и частоты колебаний его электронов. Наконец, и сам Штарк, открыв в 1913 г. одноимённый эффект, утверждал на основе экспериментальных данных, что теория атома Бора ошибочна и что эффект имеет классическую трактовку. Именно Штарк, изучив интенсивности расщеплённых спектральных линий атомов, движущихся под разными углами, связал расщепление с разной поляризацией атомов в электрическом поле — от смещения в них электронов, в зависимости от атомной структуры ("Нобелевские лекции по физике. 1901–1921 гг.", М.: УФН, 2002). При этом, Штарк придерживался модели атома Томсона, близкой к магнитной модели Ритца, и он же построил теорию ковалентной связи, сопоставив валентность атома с числом электронов на его внешней оболочке. Выходит, статическая модель атома Томсона-Ритца классически объясняла эффект Штарка, тогда как динамическая планетарная — не объясняла. Но, вместо того, чтобы принять статическую модель и отвергнуть планетарную, теоретики, во главе с Бором, просто подогнали последнюю, дополнив абсурдными квантовыми постулатами и отвергнув классическую механику, которую и сочли виновницей своего непонимания эффекта Штарка. Реальная же причина расщепления и сдвига линий, как давно поняли физики-классики, состоит в смещении зарядов, генерирующих спектр, от узловых положений под влиянием внешних полей и полей других зарядов атома, что сказывается не только на атомных, но и на ядерных спектрах. Это влияние, выявленное с помощью того же эффекта Мёссбауэра, ещё раз подтвердило глубокую связь строения молекул, атомов и электронных оболочек в них — со строением ядер и ядерными спектрами [135].

§ 3.6 Строение ядер

Чем больше в ядре должно поместиться нуклонов, тем больше должна быть площадь поверхности ядра, где происходят присоединения то протонов, то нейтронов… Этим особенностям лучше всего отвечает форма ядра в виде двух пирамид Хеопса, соединённых усечёнными вершинами. Тогда их "подошвы" и становятся теми поверхностями, которые послойно заполняются и протонами и нейтронами.

В. Мантуров, "Ядерные силы — предложение разгадки" [79]

Выше было показано, что именно ядро, — атомный остов, своей бипирамидальной формой задаёт все свойства атомов и отвечает за периодичность свойств элементов, проявляющуюся в форме периодического закона Д.И. Менделеева (§ 3.3). Тем самым, впервые проложен мост между химическими и ядерными свойствами элементов, о чём давно мечтали физики [139, 145]. Но, оказывается, связь химических и ядерных свойств проявляется и в другом. Так, ядерные свойства элементов тоже имеют некую периодичность, во многом повторяющую периодичность химических свойств. Это видно из распространённости элементов, числа их изотопов, значений атомных масс. Скачки этих характеристик обычны на границах периодов. Поэтому, заметно выбиваются из общей последовательности элементы VIIIA группы, — инертные газы: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn (Рис. 106), — хотя бы по резким скачкам их атомных масс. Если проследить зависимость атомного веса от номера элемента, нанеся её на график, то получится монотонная кривая: атомный вес, с увеличением номера на единицу, возрастает в среднем на две единицы. Но есть на этой кривой выбросы, скачки, — особенно заметные вблизи инертных газов. Рекорд принадлежит радону, со скачком аж на 12 атомных единиц массы.

Периодичность свойств атомов — это, как нашли выше, следствие послойного заполнения бипирамидального остова (ядра) атома электронами (§ 3.3). Когда заполнится один слой, прочно связанные в нём электроны уже не отрываются и не участвуют в образовании химической связи, и, при заполнении следующего слоя, всё повторяется с нуля. Оттого, и свойства элементов периодически повторяются с заполнением каждого последующего уровня. Тем же, видимо, обусловлена и некая периодичность свойств ядер, проявляющаяся в существовании магических ядер (особо устойчивых сочетаний нуклонов, аналогичных химически устойчивым атомам инертных газов), а, также, — связь между свойствами ядер и расположением элементов в таблице Менделеева.

Так, к примеру, по неясной причине, повышена стабильность ядер у элементов IA группы. В ней больше всего стабильных нечётно-нечётных ядер. Подобные ядра, содержащие нечётное число протонов и нейтронов, обычно, — крайне нестабильны и потому не встречаются в природе. Известно лишь 4 стабильных нечётно-нечётных ядра, но, из этих четырёх, два расположены в первой группе: 2H, 6Li, так же, как нечётно-нечётное ядро 40K, имеющее столь большой период полураспада, что прежде оно считалось стабильным и до сих пор может условно считаться таковым. На деле, калий-40 относят к естественно-радиоактивным изотопам, имеющим огромный период полураспада, а, потому, всё же сохранившимся в природе. Число естественно-радиоактивных ядер невелико, и, опять же, их больше всего в IA группе: кроме 40K, это 87Rb, 135Cs и 223Fr. Химический антипод элементов первой группы — элементы седьмой группы. Но и по ядерным свойствам это — антипод. Так, видимо, от низкой стабильности ядер в природе редко встречаются или напрочь отсутствуют элементы VIIB группы. Этот закон, открытый ещё в 1924 г. В. Прандтлем и А. Гриммом, был забыт, как и всё противоречащее квантовой теории [145]. В самом деле, из пяти элементов группы VIIБ (по исконному варианту таблицы Менделеева и Браунера, Рис. 109): Mn, Tc, Re, Pm и Np, — распространён только марганец, рений же крайне редок (это самый дорогой металл), а все прочие элементы, будучи нестабильны, в природе практически не встречаются и их получают искусственным путём.

Другой пример дают нестабильные нечётно-нечётные ядра с очень большим периодом полураспада. В природе можно встретить лишь 4 таких ядра: 40K, 50V, 138La, 176Lu. Но, ведь, La и Lu — это крайние элементы ряда лантаноидов, а K и V — крайние элементы полупериметра 4-го слоя (Рис. 109). Исключительность элементов из семейства лантана (лантаноидов), не только в плане химических, но и в плане ядерных свойств, отмечалась уже давно [145]. Но никто не мог объяснить, почему эти свойства взаимосвязаны. А причина, как увидим, — в их едином механизме, в атомном остове. Кристаллический ядерный остов атома и осуществляет связь химических свойств элементов, их положений в таблице Менделеева — с их ядерными свойствами. О такой связи говорили ещё И. Ридберг, А. Ван-ден-Брук, Ф. Содди [139], которые закладывали основы представлений о строении атома, ядра и защищали исконную форму таблицы Менделеева, где лантаноиды и актиноиды распределены по группам (Лисневский Ю. Антониус Ван-ден-Брук. М.: Наука, 1981).

Всё перечисленное подтверждает тесную связь строения ядра и электронных слоёв в атоме. Выходит, таблица Менделеева отражает закономерности, чередование и взаимосвязь не только физико-химических, но и ядерных свойств элементов. Значит, бипирамидальный остов атома отвечает как-то и за ядерные свойства элементов. Таким образом, именно эта геометрическая структура бипирамиды должна дать ключ к пониманию структуры ядра. Геометрия, наглядный, образный подход, как знает любой инженер, позволяют легко решать даже задачи, непокорные аналитическим методам. Именно так Луи Пуансо — инженер, известный открытием нового типа правильных многогранников, — решил важную проблему механики. Без геометрии невозможны адекватные представления о строении мира. Так, пространственное размещение атомов в молекулах и кристаллах определяет их физико-химические свойства, а размещение элементов в таблице Менделеева — даёт информацию о свойствах атомов и их соединений. Но, по иронии судьбы, именно в микромире, — фундаменте мироздания, — геометрию и наглядные модели игнорируют, считают ненужными, сводя всё к формулам и прикрываясь туманом неопределённости, абсурдной размытости частиц, лишающей мир чёткой структуры.

Наглядный, а, точней, "ненаглядный" пример этого дают нынешние представления об атомном ядре. Его изображают то заряженной каплей, то чередой оболочек, то ещё чем-нибудь, а то и, вовсе, — сгустком формул [11]. В итоге, физики так запутались, что сами признают своё непонимание структуры ядра и бессилие квантовой теории [135]. И лишь классическая модель атома даёт кристально ясную структуру ядра, объясняющую все его свойства. В этой модели ядро атома имеет вид бипирамиды: двух пирамид, соединённых усечёнными вершинами. Сия структура и задаёт конфигурацию электронных слоёв (оболочек), связь химических и ядерных свойств. Так, подобно атомам инертных газов, с особо устойчивыми конфигурациями электронов и высокой химической стойкостью, в некоторых ядрах нуклоны (протоны и нейтроны) образуют особо устойчивые сочетания, проявляющие инертность в ядерных реакциях. Такие ядра, названные "магическими", имеют повышенную прочность и слабо реагируют с другими ядрами и нейтронами.

Вот числа протонов или нейтронов, образующих особо прочные сочетания (магические числа): 2, 8, 14, 20, 28, 50, 82, 126 [169]. Физики поняли, что магические числа, подобно периодам таблицы Менделеева, вызваны присутствием в ядре неких слоёв, оболочек, постепенно заполняемых нуклонами (протонами и нейтронами). Магичны и особо стабильны ядра с целиком укомплектованными оболочками. Но физики не сделали последнего шага: не догадались, что строение ядерных и электронных слоёв задано одной и той же структурой, — атомным ядром, которое и ответственно за глубокую аналогию химических и ядерных свойств, их периодичность.

Рис. 110. Фигурные числа (квадратные, треугольные) и пирамидальные числа.

Эта аналогия объясняет строение слоёв ядра. Числа электронов в электронных оболочках (2, 8, 18, 32) — это удвоенные квадраты целых чисел: 1^2, 2^2, 3^2, 4^2 (§ 3.3). В геометрии такие числа n^2 называют "квадратными", относя к группе фигурных чисел, — количеств одинаковых камешков, частиц, послойно заполняющих фигуры в виде треугольников, квадратов и т. д. (Рис. 110). Так, треугольные числа образуют ряд: 1, 3, 6, 10…, где n-ое число Fn=n(n+1)/2. И, если числа электронов в слоях — это удвоенные квадратные числа, то числа протонов или нейтронов в ядерных оболочках оказались удвоенными треугольными числами вида n(n+1), то есть 2, 6, 12, 20, 30, 42, 56 [135]. Отсюда следуют все магические числа. Первое число 2 соответствует первому целиком заполненному нуклонами слою с числом мест 2. Второе магическое число 8 означает, что кроме первого заполнен ещё и второй слой из 6-ти мест: 2+6=8. Магическое число 20 возникает, если заполнен ещё и третий уровень: 2+6+12=20. Как для случая электронных слоёв, ядерные укладываются один над другим — в виде пирамиды, а, потому, эти три числа — это удвоенные пирамидальные числа вида n(n+1)(n+2)/3, образующие ряд: 2, 8, 20, 40, 70. Прочие магические числа находятся как удвоенная сумма n-го треугольного числа и (n–2) — го пирамидального: n(n+1)+n(n—1)(n—2)/3=(n^3+5n)/3 (Рис. 111) [169].

Рис. 111. Схема образования магических чисел (обведены) и их геометрическая трактовка.

Всё это легко объяснить на базе бипирамидальной модели ядра. Подобно электронным слоям, ядерные — лежат в последовательных квадратных сечениях пирамид. Каждое сечение делится диагональной перегородкой на два треугольника. Поэтому, число частиц в слое равно удвоенному треугольному числу (Рис. 112). Протоны и нейтроны постепенно заполняют сечения бипирамиды, послойно укладываясь в её раструбы, словно горошины, семечки в кульки. При этом, протоны образуют отдельные слои, которые перемежаются слоями нейтронов (Рис. 113). Пирамиды связаны перемычкой, образованной слоями в два протона и два нейтрона. В дважды магическом ядре гелия заполнены лишь эти два слоя.

Рис. 112. Структура нуклонных слоёв (слева) и слоёв электронных (справа).

У последующих ядер начинают постепенно заполняться примыкающие к этим слоям с двух сторон слой нейтронов и слой протонов, пока не заполнятся целиком, образовав дважды магическое ядро кислорода, содержащее 8 нейтронов и 8 протонов. Оно обрастает новыми слоями (с одной стороны протонами, а с другой — нейтронами), вплоть до их заполнения у кальция, содержащего по 20 протонов и нейтронов. Но далее такое симметричное нарастание слоёв нарушается, поскольку у тяжёлых ядер число нейтронов N заметно преобладает над числом протонов Z. Поэтому, необходимо, чтобы крайний слой нейтронов был больше крайнего слоя протонов. А, значит, в одной пирамиде на два слоя больше, чем в другой. Так, например, устроено дважды магическое ядро кальция из 28 нейтронов и 20 протонов (Рис. 113). Видим также, что модель объясняет магическое число 14 [169], которого не смогла предсказать и объяснить квантовая физика. Впрочем, и другие магические числа не были предсказаны квантовой теорией, а были там получены, подобно числам электронов в оболочках атома (§ 3.3), методом подгонки, ибо переход к следующей оболочке и уровню начинался до того, как полностью заполнятся предыдущие [135]. Но тогда, зачем вообще говорить об оболочках и уровнях, раз их укомплектованность не важна?

Рис. 113. Схема и ёмкости нуклонных слоёв в бипирамидальном ядре. Ниже — структуры слоёв в магических ядрах. Штрихованные слои образованы протонами, белые — нейтронами.

Зато в классической модели атома и ядра прочные сочетания электронов или нуклонов отвечают лишь укомплектованным слоям частиц. Так, следующие бимагические ядра могли бы получиться из конфигураций, где оба крайних слоя образованы нейтронами, так что в одной пирамиде на три слоя больше, чем в другой (Рис. 113). Но такие дважды магические ядра нестабильны, поскольку в них слишком много нейтронов. Впрочем, из них легко получить просто магические ядра, если добавить несколько протонов или убрать часть нейтронов. Соответственно, ядро будет магично по числу N или Z. Правда, ещё одно дважды магическое ядро всё же есть — это ядро свинца-208, содержащее 82 протона и 126 нейтронов. Для столь тяжёлых ядер данное соотношение нуклонов устойчиво.

Итак, наиболее стабильны самые симметричные дважды магические ядра: в них слои полностью укомплектованы и, потому, с трудом отдают и поглощают частицы. Просто магические ядра менее симметричны: один слой у них не дозаполнен. Поэтому избыток их стабильности менее выражен. Все прочие ядра — ещё менее симметричны: не дозаполнены оба крайних слоя, и эти ядра не выделяются стабильностью. Но и среди них есть более стабильные, — это ядра с чётным числом протонов и нейтронов. Возможно, повышенная стабильность связана с тем, что в нуклонных ячейках и слоях протоны спаяны в пары, равно как нейтроны. Потому, кстати, и вылетают они обычно из ядер связанными парами, скажем, — в α-распадах, или в двухпротонных и двухнейтронных распадах (причина этого, видимо, кроется в особой форме протонов и нейтронов, имеющих разные выступы и впадины, укрепляющие связь частиц и объясняющие "стремление" протонов и нейтронов формировать отдельные слои-оболочки, § 3.12).

В такой стабильности ядер, образованных из протонных и нейтронных пар, снова видно родство химических и ядерных свойств. Так, более устойчивы химические соединения с чётным числом связующих электронов (отсюда термин "электронная пара"). Да и элементы с чётным числом электронов — всегда более инертны, чем элементы с нечётным. Ведь, только чётное число частиц симметрично заполняет слои. А, именно, симметрия, геометрический порядок, как показал пример атомов и магических ядер, является мерой прочности и стабильности. Замечательно, что и к строению ядер, кристаллов наглядно-геометрическая баллистическая аналогия имеет прямое отношение, поскольку ядра возле пушек издавна складывали в форме фигурных ядерных пирамид. Поэтому, именно сложенные пирамидкой пушечные ядра обычно приводят в качестве иллюстрации пирамидальных чисел и модели укладки атомов в кристаллах.

Бипирамидальная кристаллическая модель ядра легко объясняет, почему тяжёлые ядра делятся на две части: в отношении три к двум [135]. Бипирамида разламывается по перемычке на две пирамиды, отношение масс M_1/M_2 которых равно в среднем отношению двух соседних пирамидальных чисел: у тяжёлых ядер — как раз 3:2 (Рис. 114). Это же открывает причину, по которой у тяжёлых ядер соотношение числа нейтронов и протонов N/Z тоже равно 3:2. Ведь, если сложить отдельно протонные (штрихованные) и нейтронные слои, то они образуют две пирамиды, причём в нейтронной пирамиде будет на один слой больше (Рис. 114). Объясняет бипирамида и большое число изотопов тяжёлых элементов [79], и свойства, следующие из капельной модели ядра. Ядерные силы удерживают протонные слои от разлёта, благодаря слоям нейтронов, которые их разделяют. Однако, у тяжёлых элементов отталкивание протонов столь велико, что, начиная с полония, ядра нестабильны, и, с ростом атомного номера, стабильность их всё падает.

Многие [21, 79], включая и физиков-ядерщиков [169], уже допускают, что ядро подобно кристаллу. И, точно, именно кристаллическая бипирамидальная модель ядра позволяет единым образом описать все ядерные и химические свойства элементов. Вскоре она позволит составить и своего рода периодическую таблицу ядер, вроде таблицы Менделеева, графически задающей свойства элементов.

Рис. 114. Деление бипирамидального ядра на два осколка-пирамиды с отношением масс 3:2. Пирамиды не равны, поскольку крайние слои образованы нейтронами (которые в ядре преобладают): в одной пирамиде слоёв на один больше.

Аналогия химии и ядерной физики позволяет понять и природу изомерии атомных ядер. Ядро из данного числа протонов и нейтронов можно построить многими способами, по-разному располагая частицы в слоях. Тогда, даже ядра с одинаковым протон-нейтронным составом, но разным строением, будут иметь разные стабильности. Это и есть ядра-изомеры, аналогичные молекулам-изомерам органической химии, имеющим одинаковый атомный состав, но разный порядок размещения атомов, а, значит, — разные свойства. Возможно, ядра способны распадаться разными путями и иметь несколько разных периодов полураспада [169], как раз ввиду того, что это смесь изомеров (процент данного типа распада определяется содержанием соответствующего изомера).

Итак, свойства ядер заданы не только числом образующих их протонов и нейтронов, но и размещением их в остове. Аналогично в структурной химии давно открыто, что свойства молекул зависят как от числа атомов-составляющих, так и от их пространственного расположения в молекуле, — от её структуры, как это впервые показал А.М. Бутлеров (§ 5.16). Такие молекулы с идентичным атомным составом, но разным строением и свойствами, называют "изомерами". То же верно и для ядер. Явление ядерной изомерии давно открыто О. Ганном и более подробно исследовано, например, И. Курчатовым. Есть много ядер-изомеров с одинаковым протон-нейтронным составом, но разными периодами полураспада. Здесь проявляется организующая роль остова, где нуклоны образуют разные конфигурации. В квантовой модели ядра этому нет объяснения, как нет объяснения и магическим числам нуклонов, оболочечной модели. Ведь в ядре, в отличие от атома, нет силового центра, который задавал бы по квантовой механике систему уровней [135]. А в кристаллической модели ядра такая задающая уровни структура есть, — это атомный остов.

Существование и число изомеров данного ядра зависит от его массы. Есть так называемые "островки изомерии", области масс атомов с большим числом изомеров. Связано это с заполнением ядерных уровней: в зависимости от того, насколько занят данный уровень, может быть больше или меньше сравнительно устойчивых вариантов его пространственного заполнения нуклонами, соответственно, — больше или меньше изомеров разной стабильности. Это объясняет, почему островки изомерии расположены возле стабильных магических ядер с их завершёнными уровнями. Это же объясняет, почему изомеры обычно встречаются у ядер с нечётным числом протонов и нейтронов [135]. Чётное число нуклонов разбивается на пары: частицы оказываются попарно связаны в слоях, так же, как электроны. Это происходит потому, что число мест в слоях, в том числе и вдоль периметра, — чётное, и тем или иным способом спаренные нуклоны могут образовать устойчивую, завершённую или этапно-завершённую конфигурацию слоя. Зато, при наличии неспаренного нуклона частицы могут свободно перемещаться в слое, как фишки в пятнашках, образуя разные конфигурации-изомеры. Связь изомерии с пространственным размещением нуклонов в ядре прослеживается хотя бы у 180Hf, у которого была отчётливо выявлена различная форма ядер изомеров. И, всё же, несмотря на то, что даже само слово "изомер" говорит о том, что явление связано с различным пространственным размещением нуклонов в ядре, физики, опираясь на разработанную Вейцзеккером квантовую теорию изомерии, считают, что изомеры — это лишь возбуждённые метастабильные состояния жидких бесструктурных ядер.

В целом, атом строится так: возводится бипирамидальный каркас, остов атома, и его раструбы послойно заполняются сначала протонами и нейтронами, затем электронами (Рис. 112, Рис. 113). И снова минимум энергии достигается при целиком заполненном слое, равно, как в кристалле, целиком заполненная атомами грань обеспечивает кристаллу минимум энергии и устойчивость, отчего их и находят в природе. Так, и среди ядер более стабильны ядра с полностью укомплектованными слоями протонов и нейтронов, — магические ядра. Они самые прочные, инертные и плохо взаимодействующие с пучками нейтронов. А среди атомов всего прочнее и химически устойчивей атомы инертных газов, с их полностью укомплектованными слоями электронов. Как видим, аналогия с кристаллами полная. Странно, что учёные, осознав высокую устойчивость целиком заполненных электронных слоёв, не провели параллель с устойчивостью заполненных атомных слоёв кристалла. Впрочем, учёные-классики — Дж. Томсон, Дж. Льюис, И. Ленгмюр, которые впервые и выдвинули идею электронных оболочек-слоёв, связали их стабильность именно с совершенной, целиком заполненной геометрической формой куба [49]. Лишь поздней эту мысль отвергли и перешли к абстрактным квантовым уровням, не имеющим геометрической интерпретации: в квантовой механике уровни и квантовые числа вводятся совершенно искусственно и формально.

Итак, именно модель атома Ритца пролагает мостик от атомных, химических свойств к ядерным, к свойствам элементарных частиц. Это ещё раз доказывает, сколь эффективны наглядные геометрические представления об атоме и атомном ядре. Ещё древние греки, открывшие фигурные числа, считали геометрию основой мира. Великий инженер Архимед особо ценил свои геометрические открытия, хотя был автором физических законов и удивительных машин. Подчёркивал особую роль геометрии и Пифагор, наделявший атомы конкретной формой многогранников. Так же, и Платон, удивительным образом предугадавший геометрическую форму атомных пирамидок, выше всего ставил геометрию, сделав соответствующую надпись над входом в свою Академию (§ 5.3). Нынешняя физика микромира много потеряла, отвергнув наглядные представления и чертежи, образный, геометрический, инженерный стиль мышления, подменив его абстрактно-аналитическим: формулами квантовой механики и теории относительности, лишёнными физического смысла и образа. В ходе формализации не только была утрачена наглядная адекватная картина мира, но и усложнились расчёты. Аналитическое решение многих задач микромира столь трудоёмко и громоздко, что даже ЭВМ не может с ними справиться. Пытаться понять с помощью формального, негеометрического описания устройство атома и микромира столь же безнадёжно, как силиться понять работу часов, не разобравшись в их сути, механизме, подменив их набором формул, отражающих движение стрелок. Вот почему, в физику атома, ядра и элементарных частиц давно пора вернуть геометрию. Как увидим ниже, геометрия оказывается крайне удобной и для понимания строения элементарных частиц (§ 3.9).

§ 3.7 Ядерные спектры и эффект Мёссбауэра

При максимально возможной опоре на механику или электродинамику необходимо указать физически наглядные математические операции, интерпретация которых через колебания подходящей модели приводит для неё к законам сериальных спектров; она должна позволить улучшить эмпирические формулы, упорядочить их с единой точки зрения и открыть новые законы.

Вальтер Ритц, "Теория спектральных серий" [9, 50]

Выше было показано, что разгадка строения атома сразу объясняет механизм генерации характерных атомных спектров элементов (§ 3.1, § 3.2). Точно так же, установление в предыдущем разделе строения ядер должно автоматически прояснять и природу ядерных спектров. Было открыто, что атомные ядра при возбуждении, скажем, — от перестройки ядер или от соударений, начинают испускать гамма-излучение строго определённых частот, характерных для данного ядра. То есть, подобно линейчатым атомным спектрам, существуют ядерные, имеющие много большие частоты. Во всех случаях спектр излучения генерируется вибрирующими электрическими зарядами. Так, крутящиеся электроны генерируют атомные спектры. Но в ядрах электроны находятся в связанном состоянии: они входят в состав электрон-позитронной решётки остова ядра. Поэтому ядерные спектры должны генерировать колеблющиеся протоны ядер. В самом деле, протоны тоже могут пошагово смещаться вдоль узлов электрон-позитронной решётки, оказываясь каждый раз в новом, строго заданном магнитном поле. Колеблясь в нём, они испускают излучение дискретно меняющихся частот. Характерная частота этих колебаний, которую легко рассчитать из данной модели, по порядку величины вполне соответствует частотам гамма-спектров ядер. И, опять же, поскольку каждое ядро имеет своё особое, неповторимое строение, эти спектры будут сугубо индивидуальны для разных ядер и эквивалентны для одинаковых ядер. Именно это свойство стандартной структуры спектра используют в эффекте Мёссбауэра. Он состоит в том, что ядра поглотителя эффективно поглощают гамма-излучение источника только в том случае, если излучение испускают ядра того же типа, а приёмник неподвижен относительно источника.

Выше мы видели, что электронные слои в атоме и нуклонные слои в ядре заполняются по сходному принципу и, по сути, заданы единой структурой (§ 3.3, § 3.6). Подобие атомных и ядерных структур отражено и в спектрах. Выше рассмотрены атомные спектры, порождаемые колеблющимся электроном в возбуждённом атоме. При этом, каждому атому отвечал свой особый линейчатый спектр, — индивидуальный "штрихкод атома". Точно так же, существуют характерные ядерные спектры возбуждённых ядер. И атомные, и ядерные спектры излучаются при колебаниях зарядов, но, если в атоме это — электроны, то в ядрах — протоны. Они тоже колеблются с жёстко заданными, индивидуальными для каждого типа ядер частотами в магнитном поле атомного остова (Рис. 115). Как выяснили, постоянная Ридберга R=h/16π^2ca^2M (§ 3.1). Поскольку заряды колеблются в одном и том же атомном остове, различие будет лишь в шаге a электрон-позитронной сетки и массе M генерирующего заряда. Ранее было найдено, что расстояние между узлами, в которых колеблются электроны атома, составляют порядка размеров атома: a≈a_0=0,53×10–10 м, то есть порядка одного ангстрема (1 Å=10–10 м). Точно так же, расстояния между узлами, в которых колеблются протоны, составляют порядка размеров ядра и классического радиуса электрона, который как раз и задаёт шаг электрон-позитронной сетки: a≈r_0=2,82×10–15 м, то есть порядка одного ферми (10–15 м). Раз в ядрах расстояния a≈r_0 меж электронами и позитронами в 10^4–10^5 раз меньше расстояний a≈a_0 в электронных слоях, а масса M протона в 2000 раз больше электронной, то R для ядер выйдет в 10^5–10^6 раз больше.

Рис. 115. Два масштаба сил и спектров. Протоны p в узлах мелкой сетки генерируют в магнитном поле уголка ядерные спектры, а электроны e в узлах крупной сетки дают атомные спектры.

Соответственно, характерные частоты f~R ядерных спектров в 10^5 раз выше атомных. И, — точно, ядерные спектры лежат в рентгеновском и гамма-диапазоне 10^16–10^19 Гц, тогда как атомные, лежащие в инфракрасном и оптическом диапазоне 10^11–10^15 Гц, имеют на 5 порядков меньшие частоты. Итак, схожая структура спектров, в виде ряда дискретно меняющихся частот, характерных для данного ядра или атома, говорит о едином механизме их генерации. Разница лишь в масштабе сеток, между узлами которых смещается генерирующий заряд. И, если атомные спектры дают ключ к разгадке строения атома, то ядерные — к строению ядер.

Рассмотренный механизм генерации ядерных спектров, судя по всему, не единственный, поскольку ядра излучают не только от возбуждения ударами, но и при возбуждении в процессе ядерных реакций и при спонтанном переходе из одного состояния в другое. Такое гамма-излучение генерируют, вероятно, уже не колебания отдельных протонов, а колебания отдельных частей ядра, имеющие, подобно колебаниям молекул или грузов на пружинке, жёстко заданные частоты, о чём будет рассказано ниже (§ 3.13). Излучение ядер может возникать и от резкого торможения соударяющихся ядер, в случае неупругого удара, порождая огромные ускорения. А ускоренно движущееся заряженное ядро, по законам электродинамики, должно излучать электромагнитную энергию. Тогда, вся кинетическая энергия сталкивающихся ядер может преобразоваться в энергию излучения, отчего такой удар и называют неупругим.

Возникает гамма-излучение и при перестройке протон-нейтронной структуры, то есть, при спонтанном переходе из менее устойчивого структурного состояния — в более устойчивое. Как было показано в предыдущем разделе (§ 3.6), нуклоны могут располагаться в ядре различным образом. При этом, разным способам размещения соответствует разная энергия связи, так что переход из одного состояния в другое, более устойчивое, сопровождается выделением соответствующей энергии в виде гамма-излучения. Ведь, при такой перестройке ядра, перемещаемые нуклоны механически встряхиваются, начиная колебаться в магнитном поле ядерного остова, излучая гамма-лучи. Причём, для каждого ядра, для каждой реакции, опять же, свойственны свои характерные частоты излучения. По аналогии с атомами, ядра на тех же частотах сильнее всего и поглощают излучение. Такая строгая индивидуальность, жёсткая определённость частот гамма-излучения, аналогичная наличию характерных линий в атомных спектрах, находит применение на практике, в качестве эталонных частот, для сравнения параметров излучателя и поглотителя и выявления ничтожных сдвигов частоты, вызванных движением источника и релятивистскими эффектами. Чаще всего, применяют упомянутый эффект Мёссбауэра, измеряя степень поглощения гамма-излучения от источника поглотителем. Эффект Мёссбауэра позволяет выявлять тончайшие сдвиги частоты от движения источника и поглотителя и других влияющих на частоту эффектов.

Кстати, в эффекте Мёссбауэра сталкиваемся с ещё одним провалом квантовой теории, которая предсказывала, что эффект не может наблюдаться ввиду большого импульса отдачи, получаемого ядром при испускании гамма-кванта и меняющего частоту излучения, исключая его резонансное поглощение другим ядром [135]. Но, вопреки квантовой теории, эффект Мёссбауэра всё же был открыт на опыте, в очередной раз посрамив кванторелятивистов и доказав, что излучение исходит не отдельными порциями-квантами, а — классической сферической волной, симметрично расходящейся во все стороны и потому не вызывающей отдачи. Также, именно эффект Мёссбауэра позволяет установить важную связь строения молекул, атомов, их электронных оболочек и оптических спектров — с ядерными свойствами этих атомов и спектром их гамма-излучения, о чём говорилось выше (§ 3.6) и ещё будет сказано ниже (§ 4.16).

§ 3.8 Состав и масса элементарных частиц

Последовательная теория элементарных частиц, которая предсказывала бы возможные значения масс элементарных частиц и другие их внутренние характеристики, ещё не создана.

Советский Энциклопедический Словарь

В настоящее время известно более сотни элементарных частиц [85, 86]. Это изобилие давно привело к мысли, что частицы отнюдь не элементарны, а состоят из ещё более простых элементов. Полагали, что этими элементами должны быть кварки, — гипотетические частицы с невероятными свойствами. Так, любой из кварков много тяжелей частицы, которую они образуют: часть больше целого! Поэтому многие считают, что гипотеза кварков и так называемая квантовая хромодинамика — это чисто формальный способ систематизации частиц. Ну, а такая фундаментальная характеристика частиц как масса, почему-то игнорируется учёными. А, ведь, именно массы позволили Д.И. Менделееву навести порядок в мире химических элементов, среди многих десятков которых царил некогда такой же хаос. На основе известных масс элементов не только была построена их система (таблица Менделеева), но и понято строение атома. Далее покажем, что и для понимания строения элементарных частиц их масса и закон её сохранения, вводимый БТР, может иметь ключевое значение.

Прежде всего, естественно допустить, что наиболее просты и элементарны частицы, обладающие наименьшей массой (так и среди атомов самый простой — водородный). К ним можно отнести электрон, массу М которого обычно берут за единицу измерения масс других частиц (М=1), и мельчайшие из мезонов [86]. А, именно, мюон (μ-мезон) — заряженная частица, которая тяжелей электрона в 207 раз (M=207), нейтральный пион (π^0-мезон, M=264) и заряженный пион (π+- или π—-мезон с M=273). Думается, именно из этих частиц, как из деталек конструктора, и построены все прочие элементарные частицы, имеющие более высокие значения массы.

И, точно, беря эти три вида мезонов в разных сочетаниях, можно получить массу любой другой частицы. Например, два заряженных и два нейтральных пиона дают в сумме массу 1074,4. Это с точностью до 0,04 % совпадает с массой η^0-мезона (M=1074). Так что, эта частица состоит, вероятно, из четырёх пионов: π+, π—, π^0, π^0. Недаром, η^0-мезон распадается всегда именно на пионы. Другой пример: 8 заряженных пионов дают в сумме массу 273×8= 2184 — это масса Λ^0-гиперона, отличная от истинной всего на 0,03 %. Значит, лямбда-гиперон состоит из четырёх положительных и четырёх отрицательных пионов: Λ^0=4π+ + 4π—.

Судя по точности и частоте таких совпадений, они — не случайны и должны открыть тайну строения частиц. Для этого достаточно составить несложную компьютерную программу, по-разному комбинирующую массы трёх мезонов (M=207; 264; 273) и находящую совпадения их сумм с известными массами элементарных частиц. Результаты поиска программы сведены в систему (Таблица 2). В первой колонке стоит обозначение частицы, в следующих трёх — её состав (по числу мезонов), в пятой — расчётная масса, в шестой — измеренная, в седьмой — их разница в процентах, не превосходящая 0,2 %.

Из таблицы видно, что некоторые частицы (Λ^0, Δ*, Ξ*, Ω—, τ—) можно представить несколькими комбинациями — разными наборами мезонов. Как легко заметить, причина этого в том, что сумма масс 4-х мюонов и π^0-мезона почти равна массе 4-х заряженных пионов (M=1092). Это означает, что и сами мезоны — это не элементарные, а составные частицы. Так, нейтральный пион должен, видимо, состоять из четырёх нейтральных частиц, имеющих массу 264/4=66 масс электрона. И каждая такая частица в сочетании с мюоном образует заряженный пион с массой M=207+66 =273 (Рис. 116).

Рис. 116. Состав и схемы распада пионов, следующие из соотношения их масс.

Эти частицы с М=66 пока никем не найдены, поэтому считают, что при распаде нейтрального пиона его масса просто исчезает, полностью переходя в гамма-излучение. Согласно БТР, это невозможно (§ 1.16), и, потому, при распаде пион должен делиться на те самые 4 частицы с М=66, которые лишь потому не открыты, что нейтральны и не оставляют следов в детекторах частиц, если только не считать их следами гамма-излучение. В дальнейшем будем для удобства называть эти частицы "гамма-мезонами" (или "гаммонами"), обозначая греческой Γ, ввиду того, что эти продукты распада пионов долгое время принимали за гамма-кванты. В ядерной физике такое случалось и прежде: рождённые распадом нейтроны из-за их нейтральности и трудноуловимости тоже поначалу приняли за гамма-кванты. Наличие гаммона и мюона в составе заряженного пиона подтверждается тем, что последний при распаде образует мюон. Оставшаяся масса 273–207=66, как считают, переходит в энергию. Но, с позиций классической физики, в которой масса сохраняется, следует считать, что эту массу незаметно уносит гаммон.

В таком случае, разные варианты устройства одной и той же частицы окажутся эквивалентны. К примеру, уже рассмотренный Λ^0-гиперон состоит просто из 8-ми мюонов и 8-ми гаммонов, а лишние варианты отпадут. У иных же частиц, напротив, не нашлось даже одного точного способа представления комбинацией мезонов. Таковы нейтрон n, K-мезоны, Ξ^0-гиперон и некоторые из частиц-резонансов. Есть, правда, сочетания мезонов, дающие массу почти как у этих частиц (с разницей примерно в 1 %). Однако, неидеальность таких совпадений говорит об их случайности, и программа отсеивает эти варианты, как маловероятные.

Но мы не учли другой возможности. Ведь в мире, помимо частиц, существуют античастицы, такие как позитрон, имеющие, возможно, отрицательную массу (§ 1.6). Раз масса — это количество материи, то у антиматерии масса — минусовая (§ 1.17). Этим же, с позиций классической физики и закона сохранения массы, можно объяснить бесследное исчезновение масс при аннигиляции частиц и античастиц, или, напротив, их рождение. Если в состав частицы, наряду с мезонами, иногда входят антимезоны, имеющие минусовую массу, то числу мезонов в частице можно придавать и отрицательные значения, что породит новые варианты. К примеру, 6 мюонов и один нейтральный антипион дают в сумме массу 206,7×6–264=976,1, что, с погрешностью в 0,2 %, совпадает с массой K^0-мезона (M=974,1). А 6 мюонов в сумме с заряженным антипионом дают массу 206,7×6–273,1=967,1 одного заряженного K+-мезона (M=966,4), с погрешностью в 0,07 %. Поэтому, Таблица 2 дополнится новой (Таблица 3), где знаки минус соответствуют античастицам с антимассой.

Как видим, допустив существование отрицательной массы, можно и оставшиеся частицы представить в виде наборов из 3-х типов мезонов. Причём, античастиц в любом наборе — не больше двух. Если же все пионы разбить на гаммоны и мюоны (π^0=4Γ; π+=μ+Γ) и представлять каждую частицу в виде набора из двух типов мезонов (μ и Γ), то во многих из таких комбинаций отрицательные массы исчезнут. Так, ρ+=7Γ+5μ; Σ—=Γ+11μ; Ξ^0=17Γ+7μ. А в оставшихся случаях от минусовых масс можно избавиться, допустив, что гаммоны есть и в составе мюонов, то есть мюоны — сами составные. Действительно, как увидим в дальнейшем, вполне можно обойтись без минусовых масс, которые до сих пор служили лишь удобным формальным приёмом, и в дальнейшем будут совершенно упразднены (§ 3.20). И позитрон, и другие античастицы имеют положительную инертную и гравитационную массу (§ 1.17). Поэтому, масса частицы всегда складывается из положительных масс образующих её частиц, в том числе электронов и позитронов.

Так или иначе, массу любой частицы всегда можно представить в виде M=66x+207y, где x — число Γ-мезонов, а y — μ-мезонов. Придавая x и y различные целые значения, — составляя разные сочетания Γ- и μ-мезонов, по-разному комбинируя их, — можно предсказать новые частицы, по крайней мере, узнать их массы. Впрочем, не всякая комбинация мезонов реализуется в природе, поскольку не все такие комбинации устойчивы. Точно так же, теоретически возможны ядра, состоящие из любого числа протонов и нейтронов. Однако, лишь редкие их сочетания оказываются стабильными, устойчивыми. Другие сочетания-изотопы, хоть и менее стабильны, но тоже живут некоторое время. А все прочие сочетания протонов и нейтронов крайне неустойчивы и распадаются почти мгновенно. То же и у сочетаний мезонов: одни из образованных ими элементарных частиц живут сравнительно долго, другие — малоустойчивы и сразу распадаются. Таковы, например, частицы-резонансы (ρ, ω, φ-частицы и все помеченные звёздочкой).

Может удивить, что в распадах, помимо мезонов, возникают и более крупные частицы. Но это — естественно, если фрагменты, на которые делится частица, состоят из нескольких мезонов. Ведь и тяжёлые атомные ядра при распаде делятся не на десятки отдельных протонов и нейтронов, а на образованные из них сравнительно крупные осколки (Рис. 114). Потому и продукты деления тяжёлых частиц — это, в основном, другие тяжёлые, составные частицы (Рис. 117). А возникающие в распадах пионы и мюоны — это лишь дополнительные мелкие осколки (вроде нейтронов, вылетающих при делении тяжёлых ядер). Образуются и совсем незаметные осколки деления (к примеру, гаммоны), чем вызвано кажущееся уменьшение массы в распадах.

Рис. 117. Распад ядра или элементарной частицы на осколки разной величины, идущий двояким путём.

Кроме соответствия массы, в комбинации надо обеспечить соответствие заряда. Поэтому, в комбинации мезонов, представляющей нейтральную частицу, должно быть поровну положительных и отрицательных зарядов. Например: η^0=2π^0+π—+π+; Λ^0=4π++4π—. Если же число зарядов нечётное, то комбинацию можно сделать нейтральной, дополнив её одним электроном или позитроном. Зато, в составе заряженной частицы зарядов одного знака должно быть на один больше, чем другого. В этом случае, комбинации с чётным числом зарядов надо дополнить электроном или позитроном. Добавление этих частиц с M=±1 мало влияет на полную массу комбинации, поэтому, до сих пор мы их не привлекали: их назначение — обеспечить в первую очередь соответствие заряда, а не массы. Так, частицы-резонансы (ρ, Κ*, Δ*, Σ*, Ξ*), имея строго заданную массу, могут обладать зарядом 0, ±1, ±2,— всё зависит от числа электронов и позитронов в комбинации. Тем, что помимо мезонов в каждую частицу могут дополнительно входить ещё несколько электронов или позитронов, можно объяснить и небольшие (порядка единицы) расхождения между расчётными и измеренными массами. Вообще же, массы некоторых частиц, особенно резонансов, известны с заметной погрешностью.

При делении частицы образующие её мезоны могут разбиться на разные сочетания. Такая частица распадается несколькими путями: в одних случаях давая одни продукты, в других — другие (Рис. 117). Физики считают это доказательством превращения частиц, — совсем как алхимики, видевшие в химических реакциях превращения веществ, хотя реально шла лишь перегруппировка атомов. Аналогично, "превращения" частиц вызваны перегруппировкой мезонов: мезонный состав частицы можно разбить на две-три группы разными способами, эти группы образуют разные частицы. В конце концов, ведь и тяжёлые ядра распадаются несколькими путями. Какие из частиц возникают в распаде чаще, зависит от устойчивости данных сочетаний мезонов, от энергии их связи в частице, а, значит, и от энергии распада.

Итак, выяснили, что почти все частицы построены из мезонов. Даже экспериментально мезоны были найдены, скажем, — в нейтронах, в форме окружающей их мезонной оболочки и отдельных точечных зарядов (партонов), на которых происходило рассеяние при зондировании [165]. Сами мезоны тоже не элементарны, и могут быть, в свою очередь, образованы электронами и позитронами (§ 3.9).

Теперь видно, насколько эффективны классические представления БТР — и в микромире. Именно они ведут к пониманию структуры элементарных частиц, чего не позволяла сделать квантовая механика. Ещё Дж. Фокс [2] указал на огромный потенциал теории Ритца в объяснении явлений микромира. По мнению Фокса, большой объём эмпирических данных: масс, времён жизни, структур элементарных частиц, — может найти истолкование именно в теории Ритца. Но из-за слепой веры учёных в теорию относительности, отказа от закона сохранения массы, открытого Ломоносовым (§ 3.13), современная наука не в силах объяснить точных соотношений между массами частиц и показать, почему масса данной частицы такая, а не иная. А для БТР это не проблема, так же, как и кинематика высоких скоростей, и дефект масс, и прочие законы микромира, возможные якобы лишь по СТО. И, хотя некоторые ядерные эксперименты приводят в качестве опровергающих БТР [153], они противоречат теории Ритца не больше, чем космические наблюдения (Часть 2). Дж. Фокс показал, что несоответствие чаще возникает не по вине БТР, а от неразвитости наших представлений о микромире и космосе. Привлекать явления для проверки теории Ритца можно, лишь пересмотрев их на её базе. А, если БТР раскроет строение частиц, к примеру, — нейтрона, то сразу откроются и новые источники энергии (§ 5.8).

§ 3.9 Кристаллическое строение элементарных частиц и их распады

А если и в самом деле, протоны и нейтроны как кирпичики ядерных конструкций сложены из электронов и позитронов?… то могли же нуклоны возникнуть в виде кубических квазикристаллических образований, аналогичных известным кристаллам… Электроны с позитронами ещё не эфир, но во всяком случае — та промежуточная материя, из которой построены и кирпичи — нуклоны и ядра всех элементов, и сотен видов осколков из них, так называемых "элементарных" частиц.

В. Мантуров, "Ядерные силы — предложение разгадки" [79]

Выше было показано, что элементарные частицы совсем не элементарны, а состоят из немногих видов более простых кирпичиков, равно как сотню химических элементов-атомов образуют три типа частиц: электроны, протоны и нейтроны. Элементарные частицы и атомы — элементарны, неделимы, лишь пока не достигнуты энергии достаточные для их деления, разрушения. Так же, кирпичная стена выглядит монолитом, пока не ударишь так, что она рассыплется на кирпичи. Вот и атомы, что значит "неделимые", называют так в том смысле, что при земных температурах их обычно можно считать элементарными частицами материи. Элементарность, неделимость — понятия условные, верные лишь в данном диапазоне энергий. Материя бесконечно делима: каждая частица может быть разбита на более простые, в свою очередь, состоящие из других. В бесконечной делимости не больше странного, чем в бесконечной протяжённости пространства и времени. У мира нет пределов вширь, вдаль и вглубь (§ 2.6)! Эту материалистическую идею развивали ещё К. Циолковский, Э. Вихерт. Да и другой поборник материализма не зря сказал век назад, что электрон так же неисчерпаем, как и атом, ибо природа бесконечна.

Учёные, однако, верят, что частицы — элементарны, хотя даже процессы распада (скажем, нейтрона — на протон и электрон) доказывают, что частицы — составные. Отсюда и слово "распад". Но, почему-то, сочли, что происходит не распад, а волшебное превращение одних частиц в другие, словно нет частиц более простых, и каждая частица состоит из всех прочих. Эта абсурдная идея, названная теорией бутстрапа (частицы зашнурованы, замкнуты сами на себя [165]), совершенно ненаучна и сродни домыслам тёмных алхимиков, тоже считавших, что в химических реакциях вещества превращаются друг в друга, хотя в действительности шло лишь деление и слияние молекул. Это было простительно прежним алхимикам, не знавшим о дискретной структуре вещества. Но нынешним алхимикам-ядерщикам, занимающимся трансмутацией материи и верящим, что в ядерных реакциях частицы волшебным образом обращаются друг в друга, повторять их ошибку недопустимо.

Впрочем, желание физиков систематизировать элементарные частицы заставило их выдумать кварки, из которых, якобы, составлены частицы. Но, во-первых, ввели уже десятки кварков, а элементарных типов кирпичей должно быть немного. Во-вторых, кварки ввели формально, наделив нелепыми свойствами: дробным зарядом и гигантской массой. В-третьих, они до сих пор не найдены [165]. Поэтому кварки — та же мистика, что и превращение частиц.

Выше мы видели, что гораздо естественней каждую элементарную частицу представлять в виде набора всего трёх типов мезонов. Но, ведь, и мезоны отнюдь не элементарны, а состоят из ещё более мелких частиц. А, поскольку, наука уверенно определила пока только две частицы, имеющие массу, меньшую мезонной, — это электрон и позитрон, то естественно предположить, что именно из этих частиц составлены, в конечном счёте, ядра, протоны, мезоны и все прочие частицы [124]. Тем более, что мы уже видели, насколько удобно представлять ядра и атомы составленными из периодично расположенных электронов и позитронов (§ 3.2). Так, В. Мантуров предположил, что электроны и позитроны, притягиваясь друг к другу, способны сливаться не только в пары, но и в крупные конгломераты: ядра, протоны и нейтроны, насчитывающие тысячи частиц и представляющие собой своего рода кристалл из чередующихся электронов и позитронов, вроде кристалла соли. Не зря, именно из ядер гамма-излучение выбивает электрон-позитронные пары [85], подобно обычному свету, вырывающему электроны из металла. То есть, гамма-излучение не превращается в частицы, а лишь выбивает, разделяет уже существующие в ядрах пары, иначе рождение таких пар было бы возможно и в вакууме.

Поэтому, лучшие кандидаты в стройматериал для материи — это частицы с наименьшей массой и зарядом, то есть электроны и позитроны. Только этим частицам-кирпичикам присущ собственный элементарный заряд, масса и магнитный момент, лишь их наличие в составе придаёт эти характеристики другим частицам. Электрон и введён был как элементарный отрицательный заряд e-, а позитрон (антиэлектрон) — положительный e+. Из них сложены заряды всех тел и частиц, оттого заряд и кратен заряду электрона. Лишь спустя время все частицы (например, протон) стали наделять самостоятельным зарядом, хотя неясно, с чего ему быть таким же по величине, как у электрона. Модель постройки частиц из электронов и позитронов наиболее проста и естественна, поскольку:

1) фундаментальных частиц всего две — e+ и e-;

2) заряд частицы равен сумме зарядов образующих её e+ и e-;

3) магнитный момент частицы равен векторной сумме магнитных моментов e+ и e-;

4) масса частицы есть сумма масс её электронов и позитронов (оценочно их общее число равно массе частицы, измеренной в массах me). Ведь масса тела — это количество материи, по сути, число образующих его однотипных частиц (e+ и e-). Наконец, и объём частицы равен сумме объёмов всех её электронов и позитронов. Не зря, размер протона, сложенного из e+ и e-, порядка радиуса электрона — 10-15 м. Благодаря тому, что элементарные частицы составлены из плотно сцепленных электронов и позитронов, все они имеют равную плотность, отчего объём частиц пропорционален их массе [21]. Для ядер этот факт уже давно доказан [135].

Тот факт, что все частицы, нуклоны и ядра составлены, в конечном счёте, из электронов и позитронов, подтверждается хотя бы их испусканием в распадах частиц или под действием гамма-лучей. Так, большинство лёгких радиоактивных ядер испытывают β—- либо β+-распад, то есть испускают электроны e— или позитроны e+. Отсюда следует, что электроны и позитроны входят в состав ядер, нуклонов и других частиц, отделяясь от них при распаде и облучении. Однако, их присутствие в ядрах и нуклонах отвергают на основании квантовой механики, по которой магнитные моменты нуклонов и ядер, а, также, энергии вылетающих электронов — отличались бы от измеренных [135, с. 35]. Но это лишь в рамках квантовой механики. Если же верна классическая физика и кристаллическая модель нуклонов, составленных из тысяч электронов, то никакого противоречия нет (§ 3.15). Наконец, сложную структуру протона и нейтрона, образованных из многих точечных зарядов, подтверждает характер рассеяния на них электронов высоких энергий. Фейнман назвал эти точечные заряды "партонами" [156, 165], хотя на деле это, видимо, всё те же электроны и позитроны в составе частиц [79].

Итак, все "элементарные" частицы, на деле, отнюдь не элементарны, а состоят из более мелких, — мезонов или электронов. Что же удерживает все мелкие частицы-детальки в составе крупных? Как они расположены в сборной частице, какие пространственные структуры образуют? Выше было показано, что ядро, протоны и нейтроны имеют кристаллическую структуру — образованы из периодично расположенных в пространстве электронов и позитронов, образующих своего рода электрон-позитронную решётку. Кристалловидное строение должно быть свойственно не только атомам, ядрам, но и мезонам. В конце концов, раз есть кристаллы, построенные из атомов, то почему не быть кристаллам, образованным элементарными частицами, электронами и позитронами? Так же, как для атомов, клеем, цементирующим мезоны или электроны внутри кристаллов-частиц, будут служить электрические силы. Многие учёные уже считают, что ядерные и другие взаимодействия, удерживающие частицы, — это лишь частные проявления электрического взаимодействия [19, 79], так же как и магнетизм с гравитацией (§ 3.16).

Из такого электрон-позитронного строения следует также, что масса частицы равна числу образующих её электронов и позитронов. Напомним: ещё Ньютон определял массу тел как количество заключённой в них материи, тем самым, как бы, вводя в соответствии с атомистическим учением Демокрита некие первоосновные точечные частицы единичной массы — "амеры" [31]. И если из них построены все прочие частицы, то масса любой из них — это число таких единиц в её составе. Этими частицами стандартной единичной массы, как видели, окажутся именно электроны с позитронами. Вот как эту идею Демокрита излагает Лукреций [77, с. 42]: "Есть предельная некая точка тела того, что уже недоступно для нашего чувства, то, несомненно, она совсем неделима на части, … ибо другого она единая первая доля, вслед за которой ещё подобные ей, по порядку сомкнутым строем сплотясь, образуют телесную сущность… И ничего ни отторгнуть у них, ни уменьшить природа не допускает уже, семена для вещей сберегая". Как видим, эти единичные частицы-семена (амеры Демокрита) в точности подобны электронам, так же имеющим стандартный вес, который не может уменьшаться (§ 1.5), и образующим, при соединении в правильном порядке, все прочие частицы и атомы.

Правильная кристаллическая форма частиц микромира не только энергетически выгодна, но и объясняет, почему одинаковы свойства у частиц одного типа, скажем, у двух протонов: они похожи как кристаллы одного минерала. Насыпьте горсть кристаллов сахарного песка — и в этой россыпи пред вами будут сотни близнецов. Точное подобие формы кристаллов, их граней, идеальное равенство углов — не такую ли идентичность свойств мы наблюдаем у элементарных частиц? Собственно говоря, и Демокрит пришёл к идее атомов, наблюдая кристаллические зёрна горных пород, крупинки песка. Кристаллическая форма — единственно возможная для частиц микромира, мира порядка, идеального подобия структур.

Итак, подобно ядрам и протонам (§ 3.2), из электронов и позитронов составлены, как из кирпичиков, и все прочие частицы — мезоны, гипероны, резонансы и т. п. При этом, электроны и позитроны составляют прежде блоки (мезоны), а уже из них строятся тяжёлые частицы. Мы, ведь, никогда не говорим, что автомобиль состоит из винтиков, гаек, деталек, сварных листов и т. п. Но показываем, что в нём есть двигатель, трансмиссия, шасси и кузов. Так и частицы правильнее подразделять не на сотни отдельных электронов и позитронов, а на образуемые ими крупные комплексы, блоки, то есть, — на более сложные и тяжёлые частицы. Выше было показано, что фактически любую частицу можно представить в виде набора трёх типов мезонов, комбинируемых в разных сочетаниях. Потом удалось свести их даже к двум, когда выяснилось, что π-мезоны (пионы) — сами составные. Далее оказалось, что картину можно ещё упростить и исключить минусовые массы, если признать и μ-мезон (мюон) составной частицей, включающей в себя несколько гаммонов. То, что мюон составной, следует уже из его распада.

Как легко видеть, гаммонов в мюоне может быть не более трёх. Ведь в сумме масса трёх гаммонов 66·3=198 немного не добирает до массы мюона, равной 207, или 206, если исключить массу электрона, придающего мюону заряд. Очевидно, остаток с массой, равной восьми электронным (8me), соответствует новой частице. Эту гипотетическую частицу можно назвать "окто-мезоном" (или "октоном" — по её массе), обозначив "О". Поскольку, она до сих пор не открыта, то, надо думать, она так же нейтральна, как гамма-мезон. Мешает её обнаружению и малая масса. Что касается заряда мюона, то, раз его образуют нейтральные гаммоны и октоны, он обязан содержать, сверх того, — один избыточный электрон (или позитрон, если речь идёт о положительно заряженном антимюоне). Именно этот электрон вылетает из мюона при его распаде (Рис. 118). Оставшаяся масса мюона, как считают, попросту исчезает. На деле же она сохраняется в виде трёх гаммонов и октона, — нейтральных, а потому незаметных. Напомним, что точно так же сохраняется в виде гаммонов и масса при распадах пионов (§ 3.8).

Рис. 118. Предполагаемая схема распада мюона, его возможное строение и массы компонентов.

Итак, если мюон состоит из трёх гаммонов, одного октона и одного электрона, его масса составит 66·3+8+1=207. Тогда нейтральный пион состоит из четырёх гаммонов, а заряженный пион будет состоять из четырёх гаммонов, октона и электрона. Так что, его масса M=66·4+8+1=273. Таким образом, заряженный пион отличается от незаряженного только наличием октона, сцепленного с электроном. Гаммон и октон тоже должны, в свою очередь, состоять из электронов и позитронов. Удивляет, однако, почему же именно эти сочетания элементарных зарядов образуют стабильные блоки в виде длительно не распадающихся частиц. В случае октона, ответ напрашивается сам собой: ведь 8 — это число, сопряжённое с высокой устойчивостью. Недаром, в таблице Менделеева восьмёрка играет столь важную роль, порождая восемь групп элементов и служа основным периодом повторения свойств элементов, подобно тому как в музыке через октаву повторяется звукоряд. Также 8 — это одно из шести магических чисел, — особо устойчивых сочетаний нейтронов или протонов в ядре (§ 3.6). Интересно отметить, что и БТР с "Луноходом" сконструировали восьмиколёсными именно для обеспечения устойчивости на пересечённой, "тряской" местности (Рис. 200). Подобная "тряска" действует и в мире элементарных частиц, подвергающихся постоянным ударам (§ 3.14). И, во избежание скорого крушения, частицам необходима геометрическая устойчивость.

Причину такой "магичности" числа восемь легко понять. Ведь 8=2^3: именно восемь частиц образуют куб, размещаясь в его вершинах. Видно, так устроен и октон: из чередующихся в углах кубика четырёх электронов и четырёх позитронов. Заметим, что ещё И. Ленгмюр допустил способность восьми электронов, расположенных в атоме в вершинах куба, образовывать сверхстабильную структуру, чем объяснил периодичное повторение свойств элементов и апатичность инертных газов, с их целиком заполненными куб-оболочками (Рис. 106). Зато квантовая физика так и не объяснила толком, почему групп элементов ровно восемь. И лишь кристаллическая модель атома позволяет обосновать избранность восьмёрки, поскольку восьмивершинный куб и параллелепипед — это самая распространённая и простая форма кристаллической ячейки.

Осталось выяснить, почему стабильным оказывается и гаммон, — частица с массой в 66 электронных. Если дело в устойчивости кристаллической структуры, то причина, возможно, в близости 66 к 64=4^3. Иными словами, 64 частицы составляют куб с ребром в 4 частицы. И он тоже будет стабильным, поскольку электроны и позитроны стали бы в нём чередоваться, словно положительные и отрицательные ионы в кубическом кристалле соли (Рис. 119). Таким образом, гаммон должен состоять из 32-х электронов и 32-х позитронов. Правда, непонятно, откуда берутся в гаммоне две дополнительные единицы массы. Но, учитывая, что масса его рассчитана теоретически, а не измерена в опыте, вполне может статься, что реальная масса — именно 64. К тому же, надо учесть, что взаимодействие электронов и позитронов, их сближение и движение отдельных частиц может приводить к неточному измерению их общей массы (§ 3.18).

Рис. 119. Строение октона и гаммона, составленных из чередующихся электронов и позитронов.

Раз мюоны и пионы — составные, то все прочие частицы, представленные их наборами, можно представить и в виде сочетаний более простых частиц. Поэтому, пользуясь прежними таблицами (Таблица 2 и Таблица 3, учтённые в колонке I) и тем, что μ=3Г+О, π0=4Г, а π—= 4Г+О, можно нарисовать более полную и точную картину микромира (Таблица 4), изображая все частицы в виде наборов гаммонов и октонов (колонка II). В таком представлении минусовые массы окончательно исчезают. Так, K+-мезон состоит из 14 гаммонов и 5 октонов, что даёт для него M= 66·14+8·5= 964 (реально M= 966). K0-мезон построен из 14 гаммонов и 6 октонов, откуда M=66·14+8·6= 972 (реально M= 974). Неточность возникает от округления масс гаммона и октона до ближайшего целого числа и неучтённых масс электронов и позитронов, дополняющих комбинацию. Но грубо массу любой частицы можно искать по формуле M=66x+8у, где x и y — это числа гаммонов и октонов в частице.

Итак, все типы частиц можно представить в виде сочетания двух основных: гаммонов Г (с M=66) и октонов О (с M=8–9), дополненных иногда, для баланса заряда, электроном или позитроном. Существование гаммонов подтверждают реакции распада пионов, где бесследно исчезает масса, кратная 66 (Рис. 116). А реальность октонов следует из распада мюонов и того, что в семействах частиц (Таблица 4, выделены серым) массы M разнятся в среднем как раз на 8,5 единиц. Похоже, гаммоны и октоны, подобно нуклонам в ядре, выстраиваются в некие пространственные структуры, что объясняет стабильность одних частиц и нестабильность других. Мерой стабильности будет, как везде, степень симметрии, совершенства частицы, близости её к правильным геометрическим телам [21]. Частицы, структура которых несовершенна, — нестабильны и быстро распадаются. Так, и в природе: прочнее всего, тела, имеющие совершенную, кристаллическую форму. Менее прочны кристаллы с дефектами структуры. Наконец, наименее прочны аморфные тела. Всё это хорошо видно на примере кварца, кварцевого стекла и обычного стекла.

Более стабильны сочетания, в которых число частиц равно кубу или квадрату целого числа (Рис. 120). Взять, к примеру, гаммоны или октоны, построенные, соответственно, из 64 и 8 частиц. Так же, и пионы, состоящие из 4-х гаммонов, образующих квадрат 2x2, живут заметное по меркам микромира время. По той же причине, достаточно стабилен η-мезон, составленный из 4x4=16 гаммонов. Наиболее симметричен протон: в нём 27=3^3 гаммонов. Поэтому протон — одна из немногих стабильных частиц. Другая частица, у которой число гаммонов равно кубу, — это Λ+-гиперон: 64=4^3 (Таблица 5). Вот почему эта частица, несмотря на большую массу, при которой стабильность обычно мала, обладает, всё же, заметным временем жизни.

Рис. 120. Возможная структура элементарных частиц, состоящих из гаммонов, в свою очередь образованных электронами и позитронами.

Пользуясь этим, можно предсказать новые частицы. Особая стабильность должна отличать частицу из восьми гаммонов, образующих куб, поэтому назовём её "кубоном", обозначив буквой "C" (Рис. 120). Однако, такая частица с M=66·8=528 до сих пор не открыта. Возможно, причиной тому её нейтральность и стабильность (от кубической структуры), что мешает её обнаружить, как и гаммоны с октонами. Правда, согласно книге Д. Данина [43], в арагацкой высокогорной обсерватории среди космических лучей некогда уверенно регистрировали частицы с массами около 300, 500 и 1000 электронных. Частицы с массой около 300 (π-мезоны) и 1000 (K-мезоны) действительно были впоследствии открыты. Однако частицы с M порядка 500 до сих пор не найдены. Так, может, это были кубоны? Их существование подтверждает и распад η-мезона, который при делении на два заряженных пиона, бесследно теряет в весе как раз массу 528. Не кубон ли её уносит?

Такой кристаллический подход к объяснению стабильности частиц позволяет понять, почему из всех частиц наиболее стабилен, прочен и долгоживуч протон. Таблица 4 сразу даёт на это ответ: только у протона число гаммонов x=27 составляет куб целого числа: 27=3^3. По-видимому, эти 27 гаммонов складываются в правильный куб, вроде кубика Рубика, тоже состоящего из 27 мелких кубиков. Что же касается шести октонов, то они, вероятно, выполняют в этом кубе связующую функцию (подобно тому, как в кубике Рубика есть шесть сцепляющих кубики шарниров) или располагаются на шести его гранях. Таким образом, лёгкие октоны могут играть внутри частиц ту же роль, что нейтроны в ядрах, будучи связующим звеном, цементом, прокладкой между блоками частиц. Могут они выполнять и функции гнезда, в котором крепко сидят электроны и позитроны, придающие частицам заряд. Учитывая сказанное, можно узнать строение и всех прочих частиц, сложенных из кубиков, наподобие игрушечных зданий (Рис. 121). Таким образом, частицы должны выглядеть не как шарики, а иметь углы, грани, кромки, совсем как кристаллы. Микромиру, равно как объектам макро-, да и мегамира, свойственно кристаллическое, ячеистое, клеточное строение!

Рис. 121. Возможное строение протона и пионов, построенных из сотен электронов и позитронов, как кристаллы соли — из ионов Na+ и Cl-.

Стоит отметить, что из одного и того же числа гаммонов и октонов, по-разному их соединяя, можно составить несколько устойчивых конструкций. Возможно, поэтому частицы данной массы и заряда встречаются в нескольких вариантах. Точно так же, и ядра, имеющие одинаковый протон-нейтронный состав, могут иметь разные свойства и периоды полураспада за счёт разного пространственного размещения в них протонов и нейтронов (§ 3.6). Так же, и в химии у молекул может быть идентичный атомный состав, но разные свойства. Химические свойства молекулы зависят не только от того, какие её составляют атомы, но и от того, в каком порядке они располагаются и какие пространственные структуры образуют, как было открыто ещё русским химиком А. Бутлеровым, и как было предсказано ещё до н. э. Демокритом и Лукрецием (§ 5.16). Это явление получило название изомерии, а частицы одинакового состава, но разных свойств были названы изомерами. Точно так же, как у молекул, есть изомеры у ядер (§ 3.6) и элементарных частиц. Так, K^0-мезоны состоят из двух сортов частиц: K^0S и K^0L [86]. Равенство их масс, зарядов и магнитных моментов говорит об идентичности их электрон-позитронного состава, но располагаются электроны и позитроны в изомерах по-разному, что и ведёт к различию их свойств (времён жизни и типов распада). Возможен и такой случай, когда электроны и позитроны образуют одинаковые, но зеркально симметричные частицы, — зеркальные изомеры, также известные у органических молекул, например, у сахара, — как было открыто ещё Л. Пастером. Возможно, существование, в разной пропорции, правых и левых зеркальных изомеров частиц — ответственно за преимущественное испускание продуктов распада частиц в неком избранном направлении (§ 3.11).

Как же возникает геометрически точная кристаллическая форма атомов, ядер и частиц? Разве не должна материя собираться под действием сил притяжения в компактные капли-шарики, какими любят представлять частицы? Природа их геометрически чёткой формы та же, что у кристаллов, правильные грани которых когда-то тоже удивляли людей. Видно, форма кристаллов и подсказала Платону идею частиц-многогранников (§ 5.3). Ровные плоские грани кристаллов возникают оттого, что они построены из одинаковых упорядоченно сложенных частиц, атомов. Правильное размещение частиц обеспечивает минимум энергии связи, к которому стремятся все системы. Атомам энергетически выгодней не надстраивать атомную плоскость, а дополнять атомные слои до ровных, контактируя с возможно большим числом соседей. Так и возникают правильные многогранные формы кристаллов.

Если атомы, ядра и элементарные частицы и впрямь имеют структуру кристаллов, то и они должны быть составлены из множества однотипных упорядоченно расположенных частиц. И, точно, атом, как выяснили, сложен из ядра и электронов, образующих правильные конфигурации — слои, уровни, задающие чёткую структуру таблицы Менделеева (§ 3.3). Ядро, в свою очередь, образовано из протонов и нейтронов, расположенных так же упорядоченно, что подтверждают магические числа протонов и нейтронов, образующих особо стабильные ядра (§ 3.6). Наконец, сами протоны, нейтроны и прочие элементарные частицы — вовсе не элементарны, раз могут распадаться. Они образованы другими однотипными частицами, — электронами и позитронами, опять же сложенными в виде чёткой решётки. Проверить, так ли всё это на самом деле, можно с помощью метода, аналогичного рентгенографии обычных кристаллов. Направляя на одинаково сориентированные атомы, ядра и частицы пучок гамма-лучей с длиной волны порядка межэлектронного расстояния (10–15 м), удастся выявить по методу Лауэ дифракцию гамма-лучей на расположенных в правильном порядке элементарных частицах. Если на фотоплёнке возникнет дифракционная картина, то это докажет реальность кристаллического строения частиц. Изучая полученную лауэграмму, можно будет также точно рассчитать, как именно и на каком расстоянии расположены элементарные частицы, образующие более крупные кристаллические комплексы.

Итак, именно геометрический, пространственный подход открывает истинную структуру элементарных частиц и позволяет понять многие их свойства. А квантовый подход — слишком сложен, условен, формален и совершенно не отражает реального устройства частиц. Такой кристаллический подход к строению и распаду частиц мог быть развит ещё век назад первым исследователем радиоактивности — Пьером Кюри. Именно Кюри как химик и физик много сделал для понимания свойств кристаллов и вскрыл важную роль симметрии. Кроме того, будучи исследователем атомного магнетизма и коллегой П. Вейсса, Кюри, наверняка бы принял кристаллическую магнитную модель атома Ритца и мог однажды приложить эти знания к объяснению распадов ядер. Но Кюри погиб в 1906 г. от несчастного случая в возрасте 46 лет, и развитие структурного, кристаллического подхода к радиоактивности задержалось на век. Лишь сейчас к учёным постепенно приходит понимание огромной роли геометрической структуры частиц и ядер. А, ведь, ещё в Древней Греции Платон и Пифагор осознали большое значение геометрии и правильных геометрических тел для познания микромира. На фоне нынешних учёных, одурманенных бесструктурной теорией относительности и квантовой физикой, даже эти древние греки выглядят не мистиками, а последовательными материалистами.

§ 3.1 °Cистематизация и периодический закон элементарных частиц

Главный интерес химии — в изучении основных качеств элементов. А так как их природа нам ещё вовсе неизвестна и так как для них мы поныне твёрдо знаем только два измеряемые свойства: способность давать известные формы соединения и их свойство, называемое весом атома, то остаётся только один путь к основательному с ними ознакомлению — это путь сравнительного изучения элементов на основании этих двух свойств.

Д.И. Менделеев, "Основы химии" [98]

Поняв строение элементарных частиц, можно уже пытаться их систематизировать и строить таблицу элементарных частиц, аналогичную таблице Менделеева. Такая таблица необходима не только для систематизации частиц, но и для установления связи их свойств, для уточнения известных и предсказания ещё неизвестных характеристик (масс, времён и типов распада), а также для предсказания новых частиц, которые будут находиться в пустующих клетках. Чтобы систематизировать частицы, нужно выбрать параметр, по которому будем производить систематизацию. Этим параметром, несомненно, должна быть, как в таблице Менделеева, масса частиц. И свойства частиц должны с увеличением массы периодически повторяться. Но в таблице Менделеева порядок расположения частиц задаётся всё же не самим весом, а числом протонов элемента, равным заряду ядра (вес же с увеличением атомного номера может в редких случаях и уменьшаться). Как было выяснено, подобно тому, как ядра всех элементов можно представить в виде сочетаний всего двух типов частиц, — протонов и нейтронов, так же и все элементарные частицы можно представить в виде сочетания двух основных: гаммонов Г (с M=66) и октонов О (с M=8–9) (Таблица 5). При этом, гаммоны аналогичны протонам, а октоны — нейтронам. И, раз гаммоны — это некий аналог протонов, то именно число гаммонов в частице должно задавать её положение в таблице. Как видно из этой новой, уточнённой таблицы, построенной на базе предыдущих, масса частиц и впрямь нарастает с увеличением числа образующих их гаммонов.

Видим, что в некоторых случаях одному и тому же числу гаммонов соответствует несколько частиц. Эти частицы объединяются физиками в семейства, поскольку они имеют близкие свойства и массы. А предложенное представление частиц в виде сочетаний гаммонов и октонов позволяет понять природу этих семейств. Частицы семейства объединяет как раз одинаковое число гаммонов, — в этом и состоит причина сходства их свойств и масс. Отличаются частицы лишь числом октонов, потому и массы частиц во всех семействах отличаются в среднем на 8,5 единиц. Это хорошо видно по последнему варианту таблицы, где семейства (дублеты π, K, Ξ, D, триплет Σ) выделены полутоном. Ядерная физика объяснить таких стандартных скачков масс не могла. Частицы одного семейства, схожие свойствами и массами, — аналогичны изотопам одного элемента. Подобно тому, как у изотопов одинаковы числа протонов, но различны числа нейтронов, так же и частицы семейства, имея равные числа гаммонов, отличаются числом октонов.

Особенно интересным становится такое представление элементарных частиц и их масс в виде M≈66x+8у, если изобразить его на графике с осями x и y. Тогда каждая частица представится на плоскости точкой, координаты которой отвечают числу гаммонов x и октонов y в ней (Рис. 122). Этот план микромира открывает много интересных закономерностей. Так, он позволяет выявить дублеты и триплеты — группы частиц, расположенных одна над другой. Скажем, заряженный пион располагается точно над нейтральным, имея на один октон больше. Такие же пары, отличающиеся лишь одним октоном, составляют K+ и K^0-мезоны, Σ— и Σ^0-гипероны, D+ и D^0-частицы. Причём, характерно, что обычно заряжены в этих дублетах частицы, содержащие нечётное число октонов, а нейтральны те, в которых число октонов чётно. Это говорит о том, что октоны в частицах сцеплены с электронами и позитронами, а, потому, их можно рассматривать как заряженные. Кроме того, видно, что отдельные дублеты располагаются через равные интервалы в 10 гаммонов. Числа гаммонов в этих дублетах равны: 4, 14, 34, 54 (а также 38 и 58). Вдобавок, эти дублеты укладываются на некую кривую в форме баллистической траектории. Поэтому, можно предсказать ещё три дублета (их частицы помечены знаками вопроса). В одном 24 гаммона и 8–9 октонов, в другом — 44 гаммона, а в третьем — 48. И, действительно, частицы с такими числами гаммонов существуют. Поэтому рядом с ними однажды могут быть открыты и дополняющие дублет частицы.

Рис. 122. Карта частиц микромира.

Можно уловить на карте частиц и другие закономерности. Так, частицы явно кучкуются, тяготеют к определённым узлам и линиям, образуют ячейки-параллелограммы. Впрочем, для дальнейшего анализа следует привлечь все прочие, включая малоизвестные, частицы, установить их место на карте, а также уточнить местоположение (массы и состав) уже известных. Предстоит выявить связь места частиц на карте с их свойствами. Если это окажется ключом к разгадке микромира, то позволит в дальнейшем предсказывать и уточнять массы и свойства частиц, как это некогда позволил сделать периодический закон Менделеева. Кроме периодичности дублетов, аналогия здесь ещё и в том, что, если по таблице Менделеева масса атома тем выше, чем больше в нём протонов, то и в нашей таблице масса частиц растёт к концу таблицы с увеличением числа гаммонов. Впрочем, возможны и исключения, какие есть в таблице Менделеева (у элементов Ar и K, Ni и Co, Te и I). Ну а частицы с равным числом гаммонов, но разными массами (дублеты, триплеты и мультиплеты) — аналогичны изотопам, у которых тоже одинаково число протонов, но различны массы. И, если ядро любого атома представляет собой некое сочетание протонов и нейтронов, то и любая элементарная частица — это некое сочетание октонов и гаммонов. Не случайно, и для элементов таблицы Менделеева составлена подобная же карта, на которой по осям отложено число протонов и нейтронов в ядрах [11, 135]. Карты сходны наличием полос и островков стабильности, вне которых сочетания частиц крайне неустойчивы. В обоих случаях, наиболее стабильные частицы располагаются вдоль монотонно нарастающей кривой, проходящей через ноль и постепенно уменьшающей крутизну.

Итак, построен в общих чертах план нижних этажей мироздания — путеводитель по микромиру. Это пока первая попытка систематизации на основе октогамонной модели частиц. Конечно, этот план ещё неточен, гипотетичен, нуждается в опытной проверке, доработке, а, может, и отбраковке (читатель волен составить собственный план). Но его преимущество в том, что, на базе немногих естественных гипотез, план позволяет единым образом описать все свойства микрочастиц (масса, заряд, магнитный момент, стабильность, типы распада), причём легко, наглядно, на базе классических моделей, — в пику квантмеху и теории относительности. В этом плане, как того и желал Ритц, электрические явления сведены к механическим и подобны ядерным.

§ 3.11 Частицы и античастицы, симметрия и асимметрия

Много и после того, как мир народился, и после

Дня появленья земли и морей и восшествия солнца

Тел накопилось извне, и кругом семена накопились,

В быстром полёте несясь из глубин необъятной вселенной…

Вплоть до тех пор, пока всё до предельного роста природа

Не доведёт и конца не положит вещей совершенству;

Что происходит, когда собирается в жизненных жилах

Столько же, сколько из них, вытекая наружу, исходит…

Ибо, чем больше предмет оказался в конце разрастанья

И чем обширнее он, тем и больше всегда выделяет

Тел из себя, разнося их повсюду во всех направленьях.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Проводя картографирование нижних уровней мироздания, следует учесть, что этаж элементарных частиц надо разделить на две противоположных, зеркально симметричных части: сектор частиц и сектор античастиц. Строение частиц прояснилось на основе геометрической модели их строения. Попробуем рассмотреть в геометрическом ключе и проблему античастиц. Если все частицы составлены, в конечном счёте, из электронов и позитронов (§ 3.9), то, строго говоря, античастица есть лишь у электрона: это позитрон. Именно эти две частицы будут ярко выраженными образцами материи и антиматерии. Ведь античастица — это не совсем антиматерия, а, скорее, частица, у которой всё наоборот: все заряды, образующие частицу, заменены противоположными. Электроны замещены позитронами, а позитроны — электронами. Однако, если у гаммона или октона заменить все частицы античастицами (вместо электронов поставить позитроны и наоборот), ничего не изменится (Рис. 119). Вот почему, некоторые нейтральные частицы не имеют античастиц: частица и античастица совпадают. Таковы нейтральный пион и η-мезон. В них, как легко убедиться, инверсия знака зарядов (зеркальное отображение мира в антимир) даёт то же самое (Рис. 120). Выходит, лишь электроны и позитроны, придающие частицам заряд и магнитный момент, отличают частицы от античастиц. Так, если у мюона или протона заменить все электроны позитронами и, — наоборот, частица и античастица уже не совпадут, будучи отличны по числу электронов и позитронов, а, значит, и по знаку заряда. В протоне позитронов на один больше, чем электронов, а в антипротоне, имеющем отрицательный заряд, — на один меньше. То же и в мюонах μ+ и μ-.

Рассмотрим теперь нейтрон. В нём число электронов равно числу позитронов. Поменяв их местами, казалось бы, ничего не изменим. Но, на деле, нейтрон и антинейтрон отличаются. Похоже, что электроны и позитроны располагаются в нейтроне не симметрично. Об этом говорит уже тот факт, что нейтрон обладает магнитным моментом, который исчезал бы при симметричном размещении частиц. Наличие структуры и асимметричное расположение зарядов разного знака у нейтрона доказано и его зондированием. Оно выявило в нейтронах точечные заряды, — партоны, причём в центре нейтрона больше положительных зарядов, чуть дальше от центра преобладают отрицательные, а на поверхности — снова положительные [165]. У антинейтрона структура обратная. Зато у η-мезона, как легко видеть (Рис. 120), распределение зарядов симметрично, потому и нет у этой частицы заряда, магнитного момента и античастицы.

О сложной пространственной структуре частиц говорит и асимметрия иных распадов: у многих частиц в магнитном поле бóльшая часть продуктов распада летит в неком избранном направлении. Эта асимметрия — следствие асимметричного строения частицы, ориентированной магнитным полем. Так, опыт показал, что ядра 60Co, ориентированные магнитным полем (направленным вверх), испускали электроны в β-распадах преимущественно вниз (в 60 % случаев) [85, 86]. Та же асимметрия обнаружилась и в распадах элементарных частиц, таких как π- и μ-мезоны, Λ^0-гиперон. Видно, процент распадов в данном направлении определяется формой, прочностью частицы в разных её участках или процентом частиц данной формы, испускающих продукты распада в данном направлении. Отметим, что В. Паули считал такую асимметрию невозможной, причём, — как раз потому, что принимал квантовую бесструктурную модель частиц и ядер. По той же причине он ошибочно отвергал идею спина, вращения частиц, имеющего прямое отношение к асимметрии их распадов (§ 3.19, § 5.7).

Итак, античастицы — это ещё не антиматерия. В них почти поровну материи (электронов) и антиматерии (позитронов). Это следует из отсутствия пар у истинно нейтральных частиц и того, что лишь у электрона контакт с античастицей ведёт к аннигиляции. Так, при контакте нейтрона с антинейтроном они не исчезают, а образуют протон и антипротон (аннигилируют лишь входящие в них электрон и позитрон). Протон и антипротон при контакте тоже не исчезают, а образуют каскад пионов. Это — естественно, если протоны, как многие другие частицы, состоят из крупных блоков в виде мюонов и пионов, — обычных продуктов распада (§ 3.8). Выходит, раз в случае антипротонов нет аннигиляции, то их не следует считать антиматерией.

И, всё же, античастицы из истинной антиматерии существуют: это позитроны и образующие их ареоны (§ 3.20). Какова же природа этой самой антиматерии, — материи и массы со знаком минус? По одной из гипотез, античастицы представляют собой те же частицы, только движущиеся назад во времени. Вот почему античастицы (позитроны) движутся под действием ударов потока реонов в сторону, обратную движению частиц (электронов). Впрочем, этот вопрос выходит далеко за рамки современной физики, поэтому рассмотрим его подробней ближе к концу книги (§ 5.6).

Пока же отметим, что, возможно, эта временнáя асимметрия и порождает асимметрию свойств электронов и позитронов, от которой электроны часто встречаются в свободном состоянии и образуют оболочки атомов, тогда как позитроны в свободном состоянии отсутствуют, зато преобладают в связанном виде внутри ядер, протонов, придавая им положительный заряд. Объяснить эту асимметрию мира можно, вспомнив о возможной асимметрии параметров частиц (§ 1.17): если радиус электрона r, и он испускает в единицу времени N реонов, то у позитрона радиус чуть больше R=r+Δ, и испускает он ежесекундно n ареонов. Поскольку сила F=knr^2 воздействия одного заряда на другой пропорциональна числу испускаемых первым частиц — на сечение (квадрат радиуса) второго (Рис. 45), то всего существует четыре разных силы:

1) сила отталкивания электрона другим электроном F_1=kNr^2=knr^2(1+2Δ/r+Δ^2/r^2);

2) сила отталкивания позитрона другим позитроном F_2=knR^2=knr^2(1+2Δ/r+Δ^2/r^2);

3) сила притяжения электрона позитроном F_3=knr^2;

4) сила притяжения позитрона электроном F_4=kNR^2=knr^2(1+4Δ/r+6Δ^2/r^2).

Причём, асимметрия, разница размеров, как нашли выше, составляет ничтожную величину Δ/r=10–21 (§ 1.17). И, всё же, именно эта ничтожная разница, асимметрия размеров и сил, судя по всему, и приводит к асимметрии структуры нашего мира, порождая атомы с положительно заряженными ядрами — в окружении отрицательно заряженных электронов, которых много больше, чем свободных позитронов. Действительно, при указанном соотношении сил, позитрон всегда будет притягиваться нейтральной системой зарядов с удельной (приходящейся на единицу массы нейтральной частицы) силой W=F_4—F_2=2knrΔ=2FΔ/r, а электрон будет отталкивается с удельной силой W=F_1—F_3=2knrΔ (Рис. 123). Вот почему в нашем мире много электронов, образующих электронные оболочки атомов, а позитронов в свободном состоянии практически нет. По той же причине, ядра атомов заряжены положительно: в мире много протонов и крайне мало антипротонов.

Рис. 123. Притяжение позитронов с удельной силой W к нейтральной системе, сложенной из сотен электронов и позитронов, ведёт к образованию протонов, а отталкивание электронов с силой W вызывает распад нейтронов.

Электронов и позитронов во Вселенной, как говорилось, поровну (§ 1.6), но нейтральные частицы притягивают позитроны, образуя тяжёлые положительно заряженные частицы (протоны, ядра), и потому позитронов нет в свободном состоянии. А электроны, напротив, отталкиваются нейтральными частицами, и потому в нашем мире полно свободных электронов, образующих оболочки атомов, и нет свободных позитронов: все они связаны в протонах ядер. Эти силы W, нарушающие симметрию, крайне малы, но за необозримое время существования Вселенной они вполне могли привести системы элементарных частиц в состояние с наименьшей энергией, наблюдаемое ныне. Похожая ситуация имеет место и в мире атомов химических элементов: часть их пребывает в свободном, а часть — в связанном состоянии, за счёт разницы стягивающих атомы химических сил. Так, на Земле много свободного кислорода в виде молекул, атомов и отрицательных ионов, тогда как атомы водорода и его положительные ионы встречаются лишь в связанном виде (в составе воды и её кристаллов).

Асимметрия свойств позитронов и электронов (Рис. 124) вызвана тем, что для них все процессы идут противоположно, причём у обоих есть стандартный критический радиус r_0 (§ 1.5). Электрон, согласно Ритцу, постоянно сыплет реонами. Зато поглощать реоны, приходящие извне, он начинает лишь став меньше критического радиуса r_0 (так и ядра хорошо поглощают протоны и нейтроны, лишь сократившись до критического радиуса, при котором синтез энергетически эффективен). Поэтому электрон теряет массу, покуда не съёжится до критического размера, а по его достижении, приток реонов уже компенсирует их утечку, и радиус r_0 становится равновесным.

Рис. 124. Асимметрия элементарных зарядов. Электрон и позитрон стремятся к равновесному радиусу r0, имея, один дефицит радиуса, а другой — его избыток.

Так же поддерживается стандартный радиус r_0 позитрона. Но, поскольку позитроны — полная противоположность электронов, то для них испускание реонов соответствует поглощению ареонов (антиреонов), а поглощение реонов — испусканию ареонов (испускание частиц эквивалентно поглощению античастиц [139]). И потому позитроны непрерывно поглощают ареоны, а, по превышении критического радиуса r_0, начинают распадаться, испуская ареоны и теряя вместе с ними массу, пока вновь не съёжатся до равновесного радиуса r_0 (так же и ядра имеют критический радиус, превысив который, они эффективно распадаются). В силу инерционности процесса, реальный радиус R позитрона всегда чуть больше равновесного r_0, поскольку у возбуждённого состояния частиц есть конечное время жизни, запаздывания, по прошествии которого позитрон и начинает распад. Поэтому, прежде чем позитрон начнёт испускать ареоны, он успеет ещё немного поглотить их из внешнего потока. Распад позитрона всегда отстаёт от синтеза, отчего его радиус R чуть выше критического: R=r_0+Δ/2.

Электрон, напротив, постоянно испускает реоны, а поглощает их, лишь уменьшив радиус до r_0, тем самым поддерживая размер возле этого равновесного значения. Но и здесь полное равновесие недостижимо: реальный радиус r=r_0—Δ/2 электрона чуть меньше критического, поскольку, в силу инерции, синтез отстаёт от распада. Электрон и позитрон стремятся к равновесному радиусу r_0 с разных сторон, и никогда его не достигают. Отсюда ясно, почему электроны испускают больше частиц N=n(R/r)2, чем позитроны. Электроны источают частицы непрерывно, а позитроны — очередями, по превышении радиуса r_0. Выше нашли для электронов Nr^2=e^2/πε_0mc, а, раз эта величина константа, то и для позитронов nR^2=e^2/πε_0mc=Nr^2. Электрон и позитрон, периодически испытывающие незначительные сжатия и расширения, как бы дышат, впитывая и испуская потоки реонов, что и поддерживает их стандартный размер. Так же и человек, несмотря на постоянное вдыхание и выдыхание воздуха, в среднем не меняет объём и массу, поскольку эти процессы точно сбалансированы. Интересно заметить, что ещё в Древней Индии сформировалась подобная идея Вечного Дыхания (вечного движения), исходящего из невидимого огненного зародыша, а после вновь поглощаемого им (см. "Станцы Дзиан"). Поскольку "огнём" древние часто называли электричество, а "дыханием" — эфир (акашу, § 3.21), излучаемый неким источником, то не есть ли это символическое представление электрона, испускающего и впитывающего потоки реонов?

Не случайно идею такого динамического поддержания равновесного размера тел давно выдвигал и ученик индийских мудрецов, Демокрит (см. эпиграф § 3.11), который тоже связывал это с направленным течением времени. По сути, он изложил модель постоянно испускающего частицы электрона, попутно поглощающего сходящиеся к нему со всех уголков Вселенной потоки тех же частиц, что компенсируют утечку и поддерживают равновесный размер электрона (§ 1.5). Тем самым, электрон можно уподобить бочке Данаид, также расположенной по греческой мифологии на нижнем этаже мироздания. В эту мифологическую дырявую бочку, сколько ни наливай воды, — её не заполнишь доверху. В такой бочке, с приближением к верхнему критическому уровню, интенсивность потока уходящей воды растёт под напором давления. Позитрон же, напротив, можно сравнить с другим типом бочки, в которую постоянно льются потоки дождя, и, несмотря на беспрерывное вычёрпывание воды из неё, уровень не может упасть ниже критической отметки. Ещё лучше сравнить позитрон с плавающей лодкой (бочкой), имеющей широкую пробоину, сквозь которую постоянно втекает вода, и — тем интенсивней, чем ниже уровень воды в лодке. Поэтому, сколько ни вычёрпывай воду, та не опустится ниже некого предельного уровня.

Таким образом, несмотря на то, что антимир (сектор античастиц) — это зеркальная копия мира (сектора частиц), такое зеркальное изображение объектов мира не является их точной копией. Кроме того, что в зеркальном антимире меняются знаки зарядов, правое переворачивается на левое, а прямое движение становится попятным, несколько отличаются и размеры частиц, словно зеркало не плоское, а чуть-чуть вогнутое, отчего электрон отображается в виде увеличенного обратного изображения (позитрона), притягивающего электрон по законам электростатики [137, с. 86]. При этом, за счёт малости искажений, соблюдается точное сохранение пропорций и равенства количеств объектов и их изображений. Число электронов в точности равно числу позитронов. К вопросу о природе античастиц и антимира, о причинах асимметрии их свойств со свойствами мира частиц, ещё вернёмся в дальнейшем (§ 3.15, § 5.6).

§ 3.12 Природа ядерных сил

Ядерные силы имеют много особенностей, но у них нет особой природы. Отнюдь. Они кулоновские силы, электростатические. И потому нет необходимости ни в теориях обменных сил, ни в аналогиях с вращением нуклонов или пионов по орбитам атомарного типа.

В. Мантуров, "Ядерные силы — предложение разгадки" [79]

Притяжение нуклонов, ядер возникает, как было выяснено, за счёт их электрон-позитронной структуры (§ 3.2, § 3.9). Заряды e- и e+, расположенные, словно ионы в кристалле соли, периодично, в шахматном порядке, встают друг против друга. За счёт этого, даже нейтральные частицы такой структуры притягиваются (Рис. 125). Это подобно притяжению двух диполей: они нейтральны, но при их взаимной ориентации, возникает сила притяжения, быстро спадающая с удалением (такую электромагнитную природу ядерных сил физики предполагали уже давно [19, с. 228]). Подобный механизм ядерного взаимодействия ведёт к тому, что оно заметно лишь на дистанциях r порядка периода (шага) электрон-позитронной решётки, равного классическому радиусу электрона 10-15 м. Оттого такой радиус действия имеют и ядерные силы. Физики не обращали внимания на это совпадение, поскольку не могли его объяснить. Когда, в ходе сближения частиц, ядерная сила превысит силу кулоновского отталкивания, ядра станут притягиваться. С этого момента энергия притяжения преобразуется в энергию ядерной реакции, поскольку притяжение придаёт сходящимся ядрам скорость, кинетическую энергию, — как при аннигиляции e- и e+ (§ 1.16).

Рис. 125. Силы притяжения частиц со структурой электрон-позитронного кристалла (ядерные силы) и аналогичное взаимодействие диполей.

Аналогично ядерным реакциям, протекает распад-синтез элементарных частиц и выделение энергии. Деление частиц — это не обращение в новые частицы, а распад на составляющие, с сохранением их числа, — как в ядерной реакции сохраняется число протонов и нейтронов. Элементарные частицы, представляющие собой кристаллические комплексы из e- и e+, скрепляются воедино электростатическими силами притяжения, аналогичными ядерным. У ядер и частиц устойчивость, стабильность определяются формой этих кристаллов (§ 3.9). Чем более она совершенна, симметрична, ближе к правильному телу с плоскими гранями, — тем более устойчива, прочна частица. Так и в жизни: прочнее компактные вещи, близкие к кубу, лишённые выступов.

Почему же при делении частица всегда разбивается на одни и те же частицы, — на осколки правильной формы, и распады идут известным путём? Если бить однотипные кирпичи, кубики стекла, их осколки каждый раз будут иметь разные массы и формы, притом неправильные, в то время как частицы разбиваются всегда на известные элементарные частицы, с их строго заданной формой и массой. Всё дело в изотропных (одинаковых во всех направлениях) свойствах кирпичей и стекла, отчего им энергетически безразлично, на какие части ломаться. Зато, у элементарных частиц, за счёт кристаллической структуры, прочность сильно зависит от направления деформации, отчего кристаллы при ударе разваливаются по плоскостям спайности. Вспомним, что частицы, построенные из зарядов e+ и e-, подобны кристаллам соли из ионов Na+ и Cl- (Рис. 120). Так вот, если ударить молотком по кристаллу каменной соли, он развалится на куски правильной формы — на кубики и параллелепипеды [164]. То же и при распаде частиц, делящихся на правильные фрагменты, — на другие стандартные частицы, причём с заданным соотношением их масс и форм, поскольку частица разбивается на предельно устойчивые части, ломаясь в местах наименьшей прочности. Ведь, как нашли выше, частицы, подобно зданиям, пирамидам, построены из правильных кирпичей, блоков (мезонов, § 3.8), распадаясь при ударе не на мелкую пыль и крошку, а на эти "кирпичи" и крупные блоки из них. Частица может делиться и несколькими путями. Но в этом не больше странного, чем в способности молекул химически делиться двумя-тремя способами. Вероятность данного пути распада определяется прочностью образуемых фрагментов. Чем симметричней, устойчивей возникшие частицы, то есть, чем ниже их остаточная энергия и выше энерговыделение, тем вероятней данный путь распада, что подтверждает и опыт. Потенциальная энергия системы стремится к минимуму.

Рис. 126. Взаимодействие электрона с одномерным знакопеременным распределением заряда.

Чтобы лучше понять природу ядерных сил и изучить их количественно, рассмотрим одномерное периодичное знакопеременное распределение зарядов. Его можно представить зависимостью плотности заряда ρ от координаты x в виде

ρ=(e/r_0^2)cos(x/r_0),

где r_0 — радиус электрона, e — его заряд. Это — как бы набор чередующихся заряженных нитей с поверхностной плотностью ρ (Рис. 126). Сила притяжения электрона к тонкой заряженной нити шириной dx, есть

dF=eρdx/2πε_0R,

где R — расстояние до элемента dx. Нам важна лишь поперечная к оси х составляющая силы притяжения

dFz=dF(z/R)=eρzdx/2πε_0R^2,

где R^2=z^2+x^2. Интегрируя dFz в пределах изменения x от минус до плюс бесконечности, найдём по таблице интегралов силу

Fz= (e^2/2r_02ε_0)exp(—z/r_0).

Такова сила притяжения к системе электрона, помещённого над положительным зарядом (позитроном, Рис. 126). И с той же силой он будет отталкиваться, находясь напротив отрицательного заряда (электрона), как легко увидеть, изменив знак ρ.

Получить двумерное периодичное распределение заряда можно, сложив два одномерных ρ(x)=(e/r_0^2)cos(x/r_0) и ρ(y)=(e/r_0^2)cos(y/r_0), как бы переплетя две системы скрещенных заряженных нитей в полотно, ткань, сетку (Рис. 127). Тогда, сила притяжения к такой электрон-позитронной решётке, по принципу суперпозиции, есть просто сумма отдельных сил: Fz+Fz=(e^2/r_0^2ε_0)exp(—z/r_0). Таким образом, электрон притягивается к положительным узлам этой решётки, и сила притяжения экспоненциально спадает с удалением z от плоскости кристаллической частицы. Материя тел и частиц "соткана" из положительных и отрицательных зарядов, словно простая тканая материя — из переплетённых нитей основы и утка, выходящих на поверхность в шахматном порядке, подобно электронам и позитронам, образующим своего рода шахматную доску. Электроны, как магнитные шахматные фигурки, прилипают к этой шахматной доске в точно отведённых им клетках (напротив позитронов, Рис. 101).

Рис. 127. Сложение двух одномерных распределений заряда даёт двумерное, как в электрон-позитронной решётке.

Так же прилипают к электрон-позитронным слоям и протоны с нейтронами. Ведь и сами они подобны кристаллам, образованным электронами и позитронами (§ 3.2, § 3.9). Протон и нейтрон стягиваются гранями так, что электроны одной частицы становятся против позитронов другой и наоборот. Тогда полная сила F притяжения частиц равна сумме сил притяжения всех электронов и позитронов: F=N(e^2/r_0^2ε_0)exp(—z/r_0), где N — число зарядов в контактирующих гранях. То есть, сила сцепления двух протонов или нейтрона и протона спадает с удалением z по экспоненте. Именно такой закон и был открыт для ядерных сил. Причём, предложенный механизм ядерного притяжения сразу объясняет, почему ядерные силы — короткодействующие, а характерный радиус их действия совпадает с классическим радиусом электрона r_0 (порядка 10–15 м), чего квантовая физика объяснить не могла. Всё дело в том, что множитель exp(—z/r_0) в выражении для F, по мере удаления, быстро стремится к нулю, делая ядерную силу F заметной лишь на расстояниях z порядка r_0 и, практически неощутимой, — на расстояниях бóльших 3r_0.

Выходит, ядерные силы, так же как магнитные и гравитационные, имеют электрическую природу [19, 79]. Два протона при сближении сначала отталкиваются, поскольку сила электрон-позитронного взаимодействия их граней мала. По мере сближения, эта ядерная сила быстро нарастает и, наконец, превосходит силу кулоновского отталкивания. Напомним: протон образуют примерно 900 электронов и 900 позитронов, но позитронов на один больше, чем вызван положительный заряд протонов, который и отталкивает частицы. Силы взаимодействия прочих электронов и позитронов уравновешены. Но, при сближении и взаимной ориентации протонов, за счёт их упорядоченного строения, баланс сил нарушается: возникает притяжение их кристаллических решёток, удерживающее частицы вместе. Влияние взаимной ориентации нуклонов и ядер на степень их взаимодействия, действительно, давно обнаружено [19, с. 319], но от незнания природы ядерных сил и структуры ядерных частиц, этот эффект, подобно магическим числам, не находил объяснения.

Аналогично нуклонам, сцепляются и другие частицы, имеющие кристаллическое строение и крепящиеся друг к другу электронами, встающими напротив позитронов, как детали детского конструктора, с их крепёжными выступами и впадинами, расположенными в шахматном порядке. Интересно, что похожую механико-геометрическую теорию связи микрочастиц, сцепленных плоскими гранями тем прочней, чем больше площадь их контакта (а значит, число N образующих грани зарядов), ещё в середине XVIII века развивал М.В. Ломоносов. Впрочем, поверхности, которыми соприкасаются нуклоны, — это не всегда плоские грани, ибо они могут иметь и более сложную, уступчатую форму, с крупными выступами и впадинами, входящими друг в друга как элементы паззла. В этом случае, площадь контакта частиц и число связей N зарядов — увеличены, отчего увеличена прочность связи. Этим можно объяснить, почему некоторые сочетания нуклонов особенно прочны и стабильны (вспомним магические числа нуклонов, § 3.6), что происходит, когда при соединении они образуют наиболее правильное, законченное и симметричное тело с минимумом выступов, а, значит, — минимумом потенциальной энергии (отсюда же — симметричные плоские грани кристаллов). Так, особенно устойчиво сочетание двух протонов и двух нейтронов (альфа-частица, или ядро гелия), что легко объяснимо, если каждый их выступ прочно удерживается в ответной впадине, образуя укомплектованную частицу, подобно тому, как четыре элемента на эмблеме "Microsoft Office" составляют законченный паззл в виде ровного квадрата.

Как видим, кристаллическая, бипирамидальная модель ядра не только наиболее проста и естественна, с точки зрения идентичности атомов, но и приводит к изящному объяснению ядерных сил и характера их изменения с расстоянием. Без упорядоченной кристаллической структуры атома и ядра невозможно понять природу оболочек, уровней и спектров. И, вполне закономерно, что известные учёные И. Курчатов и П. Кюри, заложившие фундамент ядерной физики у нас и за рубежом, пришли в эту область не из квантовой физики, а из физики кристаллов, которым посвящены их ранние исследования. Конечно, отчасти квантовая физика справедлива в том, что в микромире есть дискретность, но суть её не в дискретности энергии (кванты), а в дискретности материи, атома, ядра, построенных из упорядоченно, периодично расположенных частиц. Это — истинно атомистический подход. В физике вообще только два пути: один — атомистика, а всё прочее — мистика (§ 5.14). К мистике относится и квантовая механика, и теория относительности, наделяющая пустое пространство свойствами. Согласно же атомистике в мире нет ничего, кроме пустоты, — пустого пространства, не имеющего свойств, и движущихся частиц и тел, наполняющих эту пустоту и подчиняющихся законам механики. Этот принцип постройки справедлив на всех этажах мироздания. Любое тело — это набор частиц, любой процесс, воздействие — это движение частиц, любая энергия — это кинетическая энергия частиц. Мир устроен предельно просто и гармонично!

§ 3.13 Ядерные реакции и дефект массы

Все перемены в натуре случающиеся такого суть состояния, что сколько чего от одного тела отнимается, столько присовокупится к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте… Сей всеобщий естественной закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своей силой другое, столько же оныя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает.

М.В. Ломоносов [84]

Современные физики не считают чем-то удивительным появление и исчезновение массы в ядерных реакциях: такая возможность непосредственно следует из теории относительности. Однако, как открыл ещё Демокрит, обосновал Ломоносов, и, как было показано в § 1.16, вопреки СТО, во всех реакциях масса сохраняется. Если мы не видим, куда она уходит, или откуда берётся, это не значит, что она исчезла или возникла из пустоты, из энергии. Так, и в химии прежде верили, что масса исчезает и рождается, не замечая, как она утекает или поступает в форме невидимых газообразных продуктов. Например, при нагреве свинцового прутка, его масса — растёт. Учёные трактовали это так, будто тепло (теплород или флогистон), поступившее в свинец, преобразовалось в массу, отчего вес прутка вырос. И лишь М.В. Ломоносов доказал, что рост массы свинца вызван поглощением частиц кислорода O из воздуха [84]. Соединяясь со свинцом и образуя окалину (окисел), частицы наращивают вес прутка. Если нагреть свинец в запаянной колбе, то, хотя вес прутка и вырастет, вес колбы не изменится: поглощённый свинцом кислород поступил из воздуха, который стал легче, а общий вес прутка и воздуха в колбе останется прежним. Открытый Ломоносовым закон сохранения массы справедлив всегда и всюду. Но современные алхимики, — физики-ядерщики, забыв уроки Ломоносова, снова стали верить, что масса рождается из энергии и исчезает, обратившись в энергию (этот современный аналог теплорода, флогистона), вместо того, чтобы, припомнив уроки истории, поискать пропавшую массу в неуловимых нейтральных частицах. Ведь сами учёные — признают их реальность, но считают эти частицы невесомыми нейтрино, а не частицами с массой равной исчезнувшей (§ 3.15).

Ломоносов своим изречением утвердил и закон сохранения энергии, указав, что энергия — это не абстрактная субстанция (типа флогистона, теплорода), а движение, которое передаётся от одних тел другим, не исчезая и не возникая. Если масса — это мера количества материи, то энергия — мера движения материи. Ломоносов первым понял, что все виды энергии сводятся к кинетической энергии частиц и интерпретировал тепловую энергию, как хаотичное движение атомов [84]. В СТО законы сохранения массы, энергии отвергаются и заменяются законом превращения массы в энергию, чем объясняют энерговыделение в ядерных реакциях. Будто, если б СТО не работала, не могли бы работать и атомные станции, бомбы.

Это в корне неверно. Возникшая в ядерных реакциях энергия это не энергия уничтожения массы, а освобождённая внутренняя энергия связи составляющих частей ядра или элементарной частицы. Ядерные реакции подобны химическим, суть которых в соединении или распаде частиц вещества с отдачей или поглощением энергии связи в виде тепла, излучения. Исходная энергия реагентов превосходит суммарную внутреннюю энергию продуктов реакции, — эта разница в полном согласии с законом сохранения и выделяется. Рассмотрим, к примеру, откуда берётся энергия в реакции деления урана. Когда ядро урана раскалывается пополам, его положительно заряженные осколки, расталкиваемые силой Кулона, получают огромные скорости. Внутренняя энергия ядра (по сути, энергия электрического поля) преобразуется в кинетическую энергию частиц-осколков, — в тепло. Вылетающие из ядер осколки, в том числе нейтроны, ударяя в другие ядра, заставляют их делиться. Так возникает цепная ядерная реакция, отдающая энергию в виде ядерного взрыва или спокойного горения в ядерных печах-реакторах.

К реакциям деления ядер можно отнести и α-распад (выброс ядром α-частицы — ядра гелия). Выясним природу энергии этих реакций на примере α-распада урана: 234U → 230Th + 4He. Отделившееся ядро гелия He разгоняется кулоновским отталкиванием ядра тория Th (Рис. 128). Полученная He кинетическая энергия равна энергии E электрического взаимодействия ядер He и Th на расстоянии, равном радиусу R ядра Th. По мере удаления α-частицы, эта потенциальная энергия E переходит в кинетическую — в энергию ядерной реакции. Энергия

E=q_1q_2/4πε_0R,

где q_1=2e — заряд ядра He, q_2=90e — заряд ядра Th. Отсюда

E=45e^2/πε_0R (Дж)=45e/πε_0R (эВ).

Подставив R=10-14 м, получим E=26 МэВ. Реальная же энергия этого и других α-распадов составляет около 5 МэВ, — в пять раз меньше, что считают доказательством неприменимости классической теории явления [135]. Но это несоответствие можно объяснить, во-первых, неточностью принятого значения R. Во-вторых, мы не учли ядерные силы, которые, притягивая и тормозя ядро гелия, снижают его энергию. В любом случае, кулоновское отталкивание вполне достаточно для придания ядрам энергии без её нелепого преобразования из массы.

Рис. 128. Природа энергии альфа-распада: выброс альфа-частицы кулоновой силой отталкивания.

Ядерные реакции деления сходны с химическими. Взять, к примеру, взрывчатые вещества, — нитроглицерин, гексоген, тротил. При делении их молекул выделяется много газа, — оксида азота. Его резкое расширение и создаёт эффект взрыва. Запущенная реакция идёт сама по себе: молекулы оксида азота, ударяя в другие молекулы, ведут к их распаду. То есть, и здесь идёт цепная реакция деления, в которой скрытая внутренняя энергия молекул преобразуется в энергию взрыва. Говорить о выделении энергии из массы в ядерном взрыве столь же глупо, как в обычном взрыве бомбы, выделяющей энергию и обращающейся в "ничто". И там, и там потеря массы — мнимая: масса не исчезает, а лишь уходит с невидимыми продуктами реакции. В химической реакции — это молекулы газа, а в ядерной — лёгкие, нейтральные, трудноуловимые частицы. Таковы не только реакции взрыва, но и реакции ядерного, химического горения. Химическое топливо (дрова), по мере сгорания в печи, "испаряется", переходя в газообразное состояние и оставляя лишь лёгкую золу. Так же, постепенно выгорает, теряя массу, и ядерное топливо в реакторах. В обоих случаях масса не исчезает, а уносится частицами. Нехватка, дефект масс возник лишь в головах физиков, поверивших в СТО. О растворении, испарении материи в ядерных реакциях говорили в своих работах ещё Циолковский и Тесла [110, 159], опять же, подразумевая под этим не пропажу массы, а, подобно физико-химическому растворению, — распад материи до микрочастиц. Недаром и открыты, исследованы были ядерные реакции без помощи СТО и её формулы E=mc^2 [111, 139]. А первые физики-ядерщики, в том числе Э. Резерфорд и Ф. Содди, считали теорию относительности бессмысленной и ненужной в их исследованиях.

Рассмотрим теперь реакции синтеза. В них тоже нет сверхъестественной пропажи массы и рождения из неё энергии. К таким реакциям отнесём и аннигиляцию электрона с позитроном. Те, как выяснили выше, не исчезают, а образуют частицу массы 2me. Выделяемая в виде γ-излучения энергия — это энергия электрического поля (работа кулоновской силы притяжения), освобождённая при сближения частиц (§ 1.16). Другой пример — слияние ядер дейтерия и трития, с образованием ядра гелия и нейтрона (Рис. 129). И тут энергия выделяется так же, как в реакциях химического синтеза. Скажем, при взрыве гремучего газа (смеси водорода и кислорода) атомы H и O сливаются воедино, образуя молекулу воды, с выделением внутренней энергии в виде взрыва. Аналогично и в реакции синтеза гелия в водородной бомбе выходит скрытая внутренняя энергия электрического слияния ядер водорода. При этом, реагентам необходимо прежде сообщить начальную, запальную энергию. В химии эта энергия называется "энергией активации". Такая же энергия активации есть и в реакциях ядерного синтеза: чтобы ядра водорода слились, и в игру вступили ядерные силы, ядра должны сойтись, преодолев кулоновское отталкивание. Для этого в ядерных снарядах водородное горючее "поджигается" запальным распадом плутония или урана. Подобный запал (детонатор с гремучей ртутью) есть и в обычных снарядах с химической взрывчаткой.

Рис. 129. Слияние ядер дейтерия и трития в ядро гелия. Слиянию противостоят кулоновские силы отталкивания ядер.

Таким образом, аналогия химических и ядерных реакций — полная. Однако, если в реакциях распада энергия выделяется в виде кинетической энергии разлетающихся осколков ядра (разогнанных полем кулоновского отталкивания), а в реакциях аннигиляции — в виде энергии γ-излучения (преобразованной энергии электрического притяжения e- и e+), то откуда же берётся энергия в реакциях синтеза? Ведь ядра заряжены положительно и отталкиваются: их сближение требует затрат энергии. Не зря, реакции синтеза идут не спонтанно, а — лишь при нагреве до высоких температур, дабы ядра, обладая достаточной кинетической энергией, могли сойтись. Лишь на расстояниях, порядка 10-15 м, в игру вступают ядерные, притягивающие силы, превышающие силы кулоновского отталкивания. Эти быстро спадающие с удалением силы — тоже электрической природы (§ 3.12). Поэтому, выделяемая при сближении в поле этих сил энергия — это тоже энергия электрического поля, а, в конечном счёте, кинетическая энергия реонов, — частиц-переносчиков электрического воздействия (§ 1.14).

Видим, что механизм выделения энергии в ядерных реакциях не имеет отношения к СТО и потере массы. Энергия и масса — разные понятия. Как открыл Ломоносов, отдельно сохраняется масса, отдельно энергия, они не исчезают и не возникают, а лишь передаются, соответственно, — в виде частиц и их движения от одних тел другим. Почему же тогда работает формула СТО, и потеря массы m в ядерной реакции приводит к выделению энергии E=mc^2? Мы видели, что "потеря" массы, как в химической реакции, связана с уходом трудноуловимых, незаметных частиц. Так, в реакции синтеза ядра, набрав большие энергии в ходе сближения, соударяются неупруго: вся их энергия идёт на выбивание из ядра мелких осколков. Эти осколки-частицы и уносят избыточную энергию ядра, которую передают окружающим телам в форме тепла. Если же соударение упругое, то образованное ядро переходит в возбуждённое состояние. Тогда его части колеблются: после удара ядра отскакивают, затем снова сходятся и т. д., пока не истратят всю энергию на излучение, сопровождающее любые колебания зарядов. Это даёт ещё один механизм генерации γ-излучения возбуждённых ядер (§ 3.7).

Итак, "потеря" массы связана с уходом нейтральных частиц. Чем больше энергия E соударения ядер, тем больший кусок они друг из друга выбьют. То есть, чем выше энерговыделение E реакции, тем больше теряемая ядрами масса m. Это подобно высеканию искры двумя кремнями: чем с большей силой и скоростью их сшибаешь, тем больше вылетает осколков-искр и тем они ярче, горячей, энергичней. Поскольку скорость V лёгких трудноуловимых частиц, вылетающих из ядер, обычно близка к скорости света c, то их кинетическая энергия E=mV^2/2 — порядка mc^2. Отсюда — соответствие между теряемой массой m и выделяемой энергией E=mc^2, хотя и не вполне строгое. Но, ведь, и в опыте физики обычно не могут точно измерить энергию одной ядерной реакции, имея дело с ансамблями частиц, число которых не известно, да и энергия не всегда точно измерима. Итак, в рамках классической физики тоже есть соответствие между выделяемой энергией E и теряемой массой m в виде соотношения E=mc^2, но смысл его — иной, чем в СТО, и оно отнюдь не такое строгое.

В реакциях распада выделение энергии тоже сопровождается потерей массы. Ведь, при делении ядра кроме двух дочерних ядер должны вылетать и совсем мелкие осколки. Аналогично, если разбить кирпич ударом на половинки, то, кроме них, останутся и мелкие крошки, осколки. Так же и при отрыве капель жидкости, — кроме основной капли, в перетяжке всегда отделяется и крошечный шарик Плато (Рис. 130). Поэтому, если уж следовать капельной модели ядра, физикам следовало принять, что такая же мелкая капля-частица образуется при делении ядер. Эта частица и уносит "пропавшую" массу. В случае деления тяжёлых ядер, эта частица — нейтрон (если его реальная масса чуть выше принятой, это и породит иллюзию исчезновения массы в реакции, § 3.15). В случае α-распада таких частиц вообще не обнаружили, хотя по капельной модели ядра они тоже должны бы быть. Понятно, почему и здесь масса m теряемой частицы соотносится с энергией распада: чем больше энергия деления E, чем мощней удар, сотрясающий и разрушающий частицу, тем массивней вылетающие осколки.

Рис. 130. Деление капель (или ядер) с образованием шарика Плато (частицы) из перетяжки [135].

Впрочем, всё это относилось к реакциям, а ядра обладают определённой массой, не зависящей от того, каким путём, — делением или синтезом, — они получены. Теряемый в реакциях вес (дефект массы) — это лишь разница масс исходных и конечных ядер. Значит, что-то задаёт устойчивую массу ядра, а, при делении или синтезе, ядро лишь сбрасывает лишнюю массу-балласт в виде частиц. Что же это за частицы? Вероятно, это упомянутые ранее гаммоны (§ 3.8). Ведь типичный дефект масс составляет около 0,04 масс протона (или кратную величину), то есть порядка 70me, а это близко к массе гаммона в 66me, так же бесследно исчезающей в реакциях с элементарными частицами. Почему же теряется всегда одна и та же масса, а ядра имеют стандартный вес? Ответ прост: каждое ядро состоит из определённого числа стандартных частиц, имеющих постоянную массу. И, точно, любое ядро состоит из нейтронов и протонов, однако сумма их масс никогда не равна массе образуемого ими ядра, — эту разницу и назвали "дефектом массы". По закону сохранения массы, этого не может быть, — частицы после слияния должны вместе весить столько же, сколько и до. Значит, в ядре есть и другие частицы. Действительно, мы выяснили, что ядро — это не одни голые протоны и нейтроны: в ядре эти частицы уложены, как в кульке, в бипирамидальном остове, каркасе (§ 3.3), вероятно, тоже имеющем стандартный вес, который надо учитывать. Иными словами масса ядра — это вес брутто (товар с упаковкой), а сумма масс протонов и нейтронов — это вес нетто (чистый вес, без тары).

Рис. 131. Масса m ядра складывается из масс нейтронов n, остова o, протонов p, уложенных в остове, словно семечки, горошины в кульке.

В таком случае, масса ядра m=nN+o+pZ, где n — масса нейтрона, N — число нейтронов, o — масса остова (упаковки), p — масса протона, Z — число протонов (Рис. 131). Тогда масса ядра водорода H=o+p, дейтерия D=n+o+p, гелия He=2n+o+2p. Поэтому, сумма масс двух ядер дейтерия D, каждое из протона и нейтрона, — не равна массе ядра гелия He. Оно чуть легче: при соединении двух ядер D один остов оказывается лишним, D+D=2n+2o+2p=He+o. Избыточный остов отделяется и улетает при слиянии ядер, унося массу и, — отдавая при соударениях энергию синтеза в виде тепла. Учёные же приписали этот дефект массы — переходу её в энергию, поскольку пренебрегли массой остова o, приравняв вес кулька, тары, — к нулю. Тем же вызван дефект массы у других ядер. Построенная Таблица 6 показывает, что дефект почти исчезает, если каждое ядро, кроме протонов и нейтронов, содержит ещё остов. Найденные по методу наименьших квадратов массы n, o, p, соответствуют не только массе ядер, но и найденной Чедвиком разнице масс нейтрона и протона (порядка массы гаммона), близкой к массе остова в 0,016·1822=30 me [55]. Как видим, вес голого протона p=0,992 отличается от обычно измеряемой в опытах массы ядра водорода H=o+p=1,008, поскольку в ядре протон окружён ещё остовом o=0,016. Если в ходе распада ядро лишается остова, оно его вскоре восстанавливает, поскольку в вакууме всегда носится множество мелких нейтральных частиц (октонов, гаммонов и т. п.).

Оставшиеся малые расхождения, скажем у инертных газов, можно устранить, учтя кроме массы остова (тары) ещё и массу перегородок (упаковочного материала), словно слои пенопласта и картона, отделяющих нуклонные слои, по гипотезе Ридберга. Именно Ридберг, ставший предтечей Ритца в открытии спектральных формул атомов, предположил, что массу ядра образуют не только протоны, но и окружающие их лёгкие оболочки с весом, равным дефекту масс и находящимся в периодической зависимости от номера элемента. Ту же точку зрения развивал и Ван-ден-Брук (см. его биографию, написанную Ю.И. Лисневским, М.: Наука, 1981), впервые открывший связь номера элемента с зарядом ядра, числом протонов и допускавший существования частиц с массой, много меньшей ядра водорода, дающих при соединении с ядрами малые отклонения атомных весов от целых чисел. Эта концепция оболочек (§ 3.6) — естественно следует не только из закона сохранения массы, но также из аналогии ядерных и химических свойств. Подобно тому, как в химии давно известны комплексные и кластерные соединения, в которых центральные группы атомов окружены молекулярными оболочками стандартных масс и правильных геометрических форм-многогранников, так же и ядра, нуклоны заключены в оболочки-капсулы из стандартных частиц.

Итак, по открытому Ломоносовым закону сохранения, масса ядра (частицы) всегда равна сумме масс компонентов. Любые расхождения, особенно большие, означают, что чего-то не учли, — каких-то летучих нейтральных частиц, реальность которых вытекает из закона сохранения массы. Масса не исчезает и не возникает из энергии. Так, при рождении электрон-позитронных пар частицы, как показали опыты, не рождаются из вакуума, а выбиваются из ядер γ-лучами. Другой пример: рождение частиц в столкновениях, скажем при соударении протонов в большом адронном коллайдере. Масса m возникших частиц соотносится с энергией столкнувшихся протонов как E=mc^2. Но это не значит, что частицы родились из энергии. Протоны, разогнанные в ускорителе до огромных скоростей, при столкновениях могут разбивать другие частицы, вырывая крупные осколки, порой тяжелее самих протонов. Ускорители подобны тяжёлой артиллерии, стреляющей снарядами-протонами по зданиям-частицам, как из кирпичиков сложенных из электронов и позитронов (§ 3.9). Чем выше энергия протона, тем больший кусок от здания другой частицы он отколет. Если все частицы состоят из связанных в кристаллы электронов и позитронов, то более энергичные протоны способны разорвать больше таких связей. Потому и масса отколотой частицы будет пропорционально больше. Поскольку энергия связи одного электрона и позитрона E_1=2mec^2 (§ 1.16), то частица из N электронов потребует для своего отрыва энергии E=2Nmec^2, но 2Nme — это как раз масса m образующейся частицы, равная сумме масс составляющих её электронов и позитронов. Потому масса образованной частицы и пропорциональна приложенной энергии E=mc^2.

Два сталкивающихся протона играют роль молота и наковальни. Возможно, между ними оказывается не одна крупная частица (ядро), а много мелких, типа гаммонов, собранных протонами по пути при движении в кольце ускорителя. При соударении все эти частицы сковываются воедино, как металлические заготовки на наковальне кузнеца. Чем выше энергия протонов, тем больше частиц они смогут склепать, припечатать, тем массивней возникшая частица. Итак, рождённые в столкновениях частицы это не преображённая энергия, а лишь продукт синтеза или распада от ударов.

Впрочем, измеряемая масса частицы может, всё же, немного отличаться от суммарной массы её компонентов, как за счёт изменения электромагнитной массы от сближения зарядов (§ 1.17, § 3.18), так и за счёт погрешности "электромагнитных весов", показывающих разный вес частиц, в зависимости от того, движутся они или покоятся (§ 1.15). Так, и некоторые торговцы, дабы обвесить, не кладут, а бросают товар на чашу весов, отчего он весит больше неподвижного. Соответственно, частицы, входящие в состав более сложных частиц-конгломератов и, возможно, участвующие в них в сложном колебательном движении, могут весить чуть меньше, чем в свободном состоянии. Именно весить! Ведь находят их кажущийся, измеряемый неидеальными приборами вес, а не реальную массу, которая должна оставаться неизменной, будучи характеристикой неизменного количества материи. Так и рождается мнимое несоответствие масс частицы и её составляющих, именуемое дефектом масс, хотя правильней его было бы назвать "дефектом весов". Такую природу дефекта масс предполагали ещё Лоренц и Резерфорд, а также Дж. Фокс [2], причём они тоже получили соответствие между исчезнувшим весом и выделяемой энергией E=mc^2 с позиций классической электродинамики, что вполне естественно, раз ядерные силы и ядерная энергия — электромагнитной природы (§ 3.12). Однако, нынешние физики считают, что "исчезнувшая" масса реально превращается в энергию и что её выделение в ядерных печах и бомбах доказывает справедливость теории относительности, словно ей они обязаны своим существованием.

Но, с тем же успехом, как видели, можно заявить, что и химические реакции деления, слияния молекул, простые печи и бомбы чем-то обязаны теории относительности. Реально в любых реакциях выделяется лишь внутренняя энергия движения и взаимодействия частей в атомах и элементарных частицах. Ядерные реакции были открыты и исследованы без помощи СТО [139]. А "пропажа" в реакциях крупных масс связана с присутствием ещё не найденных нейтральных частиц или частиц с антимассой. Пусть классический подход и ведёт к отклонению некоторых формальных законов превращения частиц, зато вернётся отвергнутый физиками закон сохранения массы, имеющий для науки фундаментальный смысл.

§ 3.14 Гипотеза индуцированных распадов ядер и частиц

Радиоактивный распад вызывается не разрушением ядра атома, а скорее является вторичным эффектом воздействия внешнего излучения, которые можно разделить на два типа: энергию сохранённую и энергию, поступающую извне.

Никола Тесла [110]

В свете предыдущего анализа ядерных реакций остался последний вопрос: а что же вызывает распад и синтез частиц? Синтез ядер, как известно, идёт лишь в недрах звёзд за счёт их гигантской температуры. Зато, распад, как будто, протекает сам собой, причём весьма странно: частица, ядро распадаются внезапно, — в случайный момент времени, известна лишь вероятность распада. С точки зрения детерминизма и классической физики, это невозможно. Из аналогии химических и ядерных реакций, раз реакция распада взрывчатого вещества не может начаться без толчка, запала, то и распад ядер не самопроизволен. Когда одного физика, объяснявшего принцип работы ядерной бомбы, спросили, что же вызывает распад первого ядра, запускающего цепную ядерную реакцию, он ответил, что это — великая загадка природы. Действительно, рассмотрим α-распад, — вылет из атомного ядра положительно заряженной α-частицы. Конечно, α-частица ускоряется силой кулоновского отталкивания ядра, выделяя энергию реакции Er, но для того, чтобы это произошло, нужно прежде инициировать реакцию распада: разорвать ядерные связи между α-частицей и ядром. То есть, надо сообщить ядру энергию активации Ea, аналогичную энергии активации химических реакций и реакций ядерного синтеза (Рис. 132). Самопроизвольно реакции ядерного распада идти не могут. Однако же, — идут! Квантовая механика, с подачи Г. Гамова, объясняет это туннельным эффектом.

Рис. 132. Зависимость потенциальной энергии U взаимодействия ядер от расстояния r между ними.

За счёт неопределённости положения, α-частица может ненадолго выйти за потенциальный барьер (туннелирует сквозь него). Тогда, силы кулоновского отталкивания смогут одолеть ядерные, и частица станет всё быстрей удаляться от ядра. Но в классической физике, где царит детерминизм, это невозможно. А, потому, должен быть внешний источник, сообщающий частицам энергию активации. И такой источник есть — это космические лучи, то есть, — приходящее из космоса электромагнитное и корпускулярное излучение, имеющее и мощную проникающую компоненту, для которой земные преграды — не помеха. Это излучение, судя по всему, и вызывает распад радиоактивных веществ и создаётся сверхэнергичными нейтральными частицами, поток которых постоянен и весьма однороден по направлениям. Поэтому, независимо от времени суток, температуры и других условий, от того, лежит ли распадающийся изотоп в свинцовом контейнере или на воздухе, распад всегда идёт с постоянной скоростью. Частота распадов определяется вероятностью попадания в ядро частицы достаточной энергии, — энергии активации. Удар частицы ведёт к возбуждению ядра и его делению, если эта энергия достаточна для разрыва ядерных связей. Чем прочнее частица или ядро, тем реже такое будет происходить, — тем больше время жизни частицы и период полураспада изотопа. Наиболее прочные ядра, обладающие большой энергией активации (меньше энергии налетающих частиц), — стабильны.

Нейтральные частицы, идущие из космоса, имеют, в отличие от сверхэнергичных заряженных (§ 5.10), естественное происхождение, рождаясь, вероятно, в недрах звёзд, — этих природных ядерных реакторах. То, что ядерный распад — это процесс не спонтанный, а индуцированный, заданный внешними факторами, доказывают опыты С. Шноля [167]. Впрочем, вполне возможно, что частицы, возбуждающие ядра, — это просто реоны и ареоны, ударяющие в заряды e+ и e- ядер и, как раз, обладающие огромной проникающей способностью с высоким постоянством потока (§ 1.5). К тому же, и сам электрон испускает реоны и дёргается, дрожит за счёт отдачи при выстрелах реонами и от ударов других реонов. То есть, подобно тепловым колебаниям атомов в кристаллах, колеблются e+ и e- в решётке ядер. Когда размах этих колебаний случайно превысит ширину потенциального барьера, ядра делятся. Совсем как тепловое движение атомов вызывает порой их распад, — отрыв электрона (ионизацию), так и тепловые колебания электронов в ядре могут приводить к распаду ядер, — отделению их фрагментов. Таким образом, удары реонов, выброшенных одними электронами к другим (Рис. 7), служат своего рода запальной искрой, провоцирующей взрыв ядра, будто пушечных разрывных ядер с фитилём. Удары реонов, сотрясая ядро, то и дело выводят его из равновесия, рано или поздно приводя к взрыву ядра, так же, как от случайных мелких ударов и искр, порой, "самопроизвольно" детонируют взрыватели бомб и ампулы с нитроглицерином.

Подобное сотрясение, тепловое дрожание частиц, — аналогично квантовой неопределённости их положения, но имеет классическую природу. Интересно, что такие колебания элементарных частиц, напоминающие случайное метание пылинок в луче света, описывал ещё Демокрит, предвосхитивший открытие броуновского движения (§ 4.16). Причём, Демокрит отмечал, что такое движение может возникать не только за счёт внешних ударов других частиц, атомов, но и под действием внутренних причин, под которыми ныне можно понимать испускание электронами реонов [31]. Позднее такие тепловые колебания атомов, ядер и электронов — под действием ударов микрочастиц, снующих со скоростью света, приводились Максвеллом и Пуанкаре в качестве аргумента против теорий Лесажа и Ритца [107]. Но, как выяснилось, если размер реонов достаточно мал, эти колебания будут незначительны, за счёт усреднения. К тому же электрон, под ударами реонов, не наращивает свои "тепловые" колебания бесконечно, поскольку не только поглощает вместе с реонами их энергию, но и столько же отдаёт, когда испускает их обратно (§ 1.5). Однако "тепловые" колебания электронов, предсказанные БТР, вполне достаточны для объяснения естественной ширины спектральных линий, эффектов туннелирования и ядерных распадов, через классическое объяснение принципа неопределённости (§ 4.13).

Выходит, "неопределённость", "случайность", "спонтанность" ядерных распадов — лишь кажущаяся, и носит классический вероятностный характер, а потому распады строго детерминированы и предопределены. Примерно так же, если выстроить много однотипных карточных домиков-пирамид на полу, то с течением времени они будут, один за другим, разваливаться, — казалось бы, спонтанно, в случайный момент времени, по тому же экспоненциальному закону, что и ядра. Однако, каждый такой распад домика (так же как распад ядра), связан с внешними воздействиями (вибрациями пола или дуновениями ветра), носящими случайный характер и, в момент сильных флуктуаций (превышающих прочность карточного домика или ядра), — разрушающими его. Более прочные типы домиков имеют большее время жизни и период "полураспада", и в спокойной обстановке могут простоять годами, но всё равно в итоге рухнут от редких, но сильных флуктуаций, скажем, — от землетрясений, ураганов. То же самое и с атомными ядрами, подверженными "случайным" ударам судьбы.

Удары частиц могут и не сообщать энергию активации, их смысл в выводе ядер из равновесия, разрыв же производят кулоновские силы отталкивания. Ведь ядерные силы, удерживающие ядра от разрыва, сильно зависят от упорядоченного расположения электронов и позитронов. Их колебания, смещения под ударами частиц снижают эти силы, делая временно меньше кулоновских. Дрожание электронов в узлах решётки ведёт к делению не прямым, а окольным путём, — более длинным, но с меньшим усилием. Связи e+ иe- в электрон-позитронном кристалле рвутся постепенно, по одной, и для разрыва хватает меньшей силы. Так, и усилие на сдвиг или разрыв реального кристалла — меньше расчётного, поскольку от искажений, дислокаций связи рвутся поочерёдно [164]. Аналогично, прочная кирпичная стена может быть разрушена небольшим, но длительным усилием, если расшатывать и извлекать кирпичи по одному. Вот и дрожание кирпичиков-электронов, хоть и не снижает работы Eк кулоновской силы по отрыву ядер, но позволяет местами электрическому отталкиванию превысить притяжение, снижая высоту барьера. Разрушение ядра идёт и не в гору, и не сквозь барьер (туннельный эффект), а — в обход, через перевал (Рис. 132).

Итак, распад не бывает спонтанным, но всегда связан с испусканием-поглощением реонов или других частиц, — с электромагнитным и корпускулярным излучением. Подобную гипотезу о запуске ядерных реакций внешним источником, выводящим систему из равновесия, выдвигали многие учёные. Так, признанный специалист по ядерной физике, Ф. Содди, отмечал, что, согласно Кельвину, ядерные реакции не могут протекать самостоятельно, но вызваны внешним воздействием, служащим запальной искрой [139]. Так же и Тесла, как видим из эпиграфа, считал радиоактивный распад не спонтанным процессом, а индуцированным за счёт космического излучения [110]. Именно внешнее излучение вызывает, по гипотезе Тесла, ядерный распад, сообщая энергию активации, и уже в запущенном процессе выделяется дополнительно внутренняя энергия, запасённая в частицах и ядре. Так же и в жизни, в химических реакциях, для того, чтобы камень скатился с горы, а дрова — загорелись, выделяя запасённую в них энергию, им надо сообщить начальную энергию активации: подтолкнуть или поджечь спичкой.

§ 3.15 Загадка нейтрино и слабого взаимодействия

Свойства нейтрино, рассмотренные на основе эмиссионной теории должны отличаться от наших нынешних о них представлениях. К примеру, Ритц предлагал возможные качественные объяснения непрерывного спектра β-распада [9, с. 418]. Основная идея состояла в том, что, если электрон обладает осью симметрии, то электромагнитная сила, выбившая его из ядра, должна по его теории меняться в зависимости от ориентации электрона. Иными словами, энергия электрона изменялась бы в зависимости от его поляризации. (Этот факт был недавно обнаружен.) Понятно, что при таком взгляде на вещи "нейтрино Ритца" могло бы отличаться от того, которое известно нам. Следовательно, наше истолкование экспериментов по распаду мезонов могло бы быть иным.

Дж. Г. Фокс, "Свидетельства против эмиссионных теорий" [2]

В настоящее время многие подвергают сомнению реальность открытого Вольфгангом Паули нейтрино, — всепроницающей и летящей со световой скоростью нейтральной частицы, имеющей массу много меньше массы электрона. Слишком уж странно выглядит эта гипотетическая частица, неуловимая, словно кварки, которых никто не наблюдал. И, в точности как для кварков, было придумано несколько сортов нейтрино, когда стало ясно, что одним обойтись не удастся.

Рассмотрим, что привело учёных к гипотезе нейтрино, для чего изучим строение и распад нейтрона. Ведь поводом к открытию нейтрино послужили именно реакции распада нейтрона и β-распада ядер, где один нейтрон, испуская электрон, превращался в протон. Из этого распада следует, что нейтрон n состоит из протона p и электрона e (Рис. 133), равно как распад молекулы воды на водород и кислород при электролизе означает, что вода состоит из этих элементов. Однако, учёные отрицают, что в нейтронах есть протоны или электроны, упирая на то, что магнитный момент электрона много больше, чем у нейтрона и протона: сумма моментов e и p не даёт момент нейтрона. Но, в действительности, если протон (и нейтрон) состоит из многих электронов и позитронов (§ 3.9), их магнитные моменты вполне могут гасить друг друга, почти обнуляя момент протона. Совсем как заряды e+ и e- нейтрализуются при слиянии, так же почти исчезают их магнитные моменты, направленные противоположно. Электрон вполне может быть частью нейтрона, если и протон — составная частица из сотен e+ и e- (Рис. 120, Рис. 121, Рис. 123).

Рис. 133. Деление нейтрона n на протон p, электрон e и остаточную частицу o, которую считали нейтрино.

Надо также учесть, что при распаде нейтрона, кроме протона и электрона, возникает ещё одна частица со своим магнитным моментом. Это следует из того, что энергия электрона в β-распаде принимает разные значения, хотя, по закону сохранения импульса, энергия распада должна делиться между протоном и электроном в постоянной пропорции [135]. Поэтому, Паули предположил образование неизвестной нейтральной трудноуловимой частицы, уносящей часть энергии. Полагали, что это нейтрино — нейтральная частица с массой, много меньшей массы электрона. Но, если нейтрон сложен из элементарных кирпичиков e+ и e-, то осколки, на которые он делится, должны состоять из тех же кирпичиков и иметь массу M ≥ me. Таковы электрон и протон, такова, значит, и вылетающая из нейтрона частица. Выходит, это не нейтрино, а, вероятно, другая, часто возникающая в распадах нейтральная и трудноуловимая частица — гамма-мезон, или гаммон Г, имеющий нулевой заряд и массу в 66 электронных.

Рис. 134. Строение пи-мезона и его распад с указанием масс частиц.

И, точно, как видели (§ 3.9), в реакциях, где, как полагали физики, возникало нейтрино, — при распаде пиона на мюон или мюона на электрон, рождались гаммоны (Рис. 134, Рис. 135). Именно невидимые, трудноуловимые нейтральные гаммоны скрыто уносили в этих реакциях массу, кратную 66me. Но у нейтрона масса почти равна массе протона: их разница составляет не 66me, а лишь 2,5me. Впрочем, возможно, что массу нейтрона нашли неверно. Ведь нейтральные частицы не взвесишь электромагнитными весами, — их массы находят косвенно, из баланса энергий в распадах. При этом, пользуются ложными формулами специальной теории относительности (СТО). Получается порочный круг: формулы СТО дают ошибочную массу нейтрона, которая даёт дефект массы, что снова подтверждает СТО. А, ведь, прежде, когда массу нейтрона рассчитали, непосредственно измеряя скорости ядер после соударений с нейтронами, найденная масса оказалась равна 1,15 масс протона, с максимальной ошибкой в 10 % [55, 135]. То есть, даже в пределах ошибки, прямой метод не дал согласия с массой нейтрона, найденной из СТО. Объяснить это расхождение не смогли, хотя его причина очевидна: теория относительности ошибочна, как и найденная из неё масса нейтрона.

Рис. 135. Строение мю-мезона и его распад с указанием масс частиц.

Если масса нейтрона составляет около 1,15 масс протона, то нейтрон тяжелей на 0,15·1836=275me. Но это — масса π^0-мезона, эквивалентного четырём гаммонам. Итак, во всех распадах, где предполагали рождение безмассовых нейтрино, на деле возникают гаммоны с массой 66me. Они и уносят недостающую массу (Таблица 7). Было придумано целых три сорта нейтрино: электронное νe, мюонное νμ и таонное ντ [135]. Уже то, что под каждую реакцию выдумывали новый сорт нейтрино, доказывает их искусственность, нереальность. Проще вместо трёх разных, допустить одну частицу, — гаммон. В реакциях с мюоном μ возникает один гаммон, с электроном e — три-четыре Г, а с таоном τ — десятки. Потому, и опыты дали для масс "нейтрино" m(νμ)<m(νe)<m(ντ) [135]. Гипотеза гаммонов объясняет и это, и "взаимопревращения" нейтрино.

Вывод о реальности гамма-мезонов (нейтральных частиц с массой в 66me) в классике следует из реакции распада π-мезона. В камере Вильсона видно, как при распаде пиона из него вылетает мюон μ- с массой, на 66 единиц меньшей (Рис. 134). Он летит в ином направлении, чем π- (треки частиц расходятся под углом). Значит, по закону сохранения импульса возникает ещё одна частица. Физики сочли, что это — нейтрино с почти нулевой массой. Но, из классического закона сохранения массы, — раз в реакции исчезает масса в 66me, то её должна уносить частица такой массы. То есть, образуется не призрачное нейтрино, а весомый гамма-мезон. Аналогично, при распаде μ-мезона видно, как вылетевший электрон меняет курс, значит, и здесь есть скрытая частица (Рис. 135). Раз масса электрона на 206 единиц меньше массы мюона, то невидимая частица — не пустое нейтрино, а тяжёлый конгломерат из трёх гаммонов и октона O, имеющих в сумме такой вес (§ 3.9). Полная пропажа массы при распаде пиона π^0 — тоже иллюзия: пион просто делится на 4 гаммона. Соударяясь с ядрами, гаммоны переводят их в возбуждённое состояние, и те испускают γ-излучение, наблюдаемое в распадах π^0. Нет пропажи массы и при аннигиляции, — слиянии электрона и позитрона: образуется лишь нейтральная частица (§ 1.16).

Если нейтрино Паули — это фикция, то что же, в таком случае, представляет собой обнаруженное в опытах нейтринное излучение, приходящее из космоса и ядерных реакторов? Чем вызывается распад нейтрона и какова природа слабого взаимодействия, вызывающего этот распад? Ответим на всё по порядку. Прежде всего, по поводу нейтринного излучения. Мы выяснили, что в β-распаде образуются не невесомые нейтрино, а вполне материальные нейтральные частицы. Нейтрино же, по своим свойствам (огромной проникающей способности, массе много меньшей массы электрона и световой скорости распространения), более всего напоминает реоны. Они так же имеют ничтожную массу, в сравнении с электроном, выбрасываются им всегда со скоростью света и, при этом, легко проникают даже сквозь самые толстые слои вещества, неся к ним электрическое, магнитное и гравитационное воздействие. Интересно, что ещё на основании расчётов Менделеева, предложенных им в рамках молекулярно-кинетической теории для описания частиц-переносчиков света и электрического воздействия, некоторые физики пришли к выводу об эквивалентности этих частиц (реонов) и нейтрино [99].

Нейтрино очень слабо взаимодействует с веществом, потому и взаимодействие, вызывающее распад нейтрона, называют "слабым". Но сходство свойств нейтрино и реонов, или, даже, — их тождественность, наводят на мысль о том, что нейтринное излучение — это тоже электромагнитное излучение, переносимое всё теми же частицами-реонами. Именно поэтому, скорость нейтринного излучения равна световой. В частности, это было обнаружено в оптических вспышках сверхновых, которые сопровождаются одновременными вспышками нейтринного излучения, зарегистрированного нейтринными телескопами, что говорит о том, что излучения дошли до Земли за одно и то же время, двигаясь с примерно одинаковой скоростью. Судя по всему, механизм генерации нейтринного излучения в распаде нейтрона во многом аналогичен механизму γ-излучения при распаде ядер. Однако, частота нейтринного излучения — на много порядков выше. Поэтому, если даже γ-излучение обладает очень высокой проникающей способностью, проходя сквозь толстые листы свинца, то нейтринное излучение имеет ещё на порядки большую проникающую способность.

Интересно, что ещё Виктор Франц Гесс, открыв космические лучи, предполагал, что в нём содержится и некое ультра-гамма-излучение, тем самым предвосхитив открытие космического нейтринного излучения [163]. Однако, эту и другие гипотезы Гесса забыли, как и его самого, а слава исследователей космических лучей досталась учёным-кванторелятивистам, не имевшим к открытию космолучей никакого отношения. Справедливости ради, стоит отметить, что нейтринное излучение первоначально как раз и посчитали электромагнитным излучением, полагая, что именно оно уносит часть энергии в β-распаде [135]. Но потом, под влиянием Паули и других физиков, эту гипотезу отвергли. Однако, в итоге физики, всё же, вернулись к ней (сама физика их заставила) и создали теорию электрослабого взаимодействия, объединяющего электромагнитное и слабое — в одно. Это было, по сути, и возвратом к гипотезе индуцированных нейтринным излучением распадов нейтронов (§ 3.14). Что же за силы вызывают распад нейтрона и некоторых других частиц? Эти силы называют "силами слабого взаимодействия", но природы их никто не знает.

Выше было показано, что магнитные, индукционные и гравитационные силы — это лишь частные проявления электрических. Так же, и ядерные силы, как нашли, имеют электрическую природу, будучи вызваны взаимодействием электронов и позитронов в ядрах. Кроме электромагнитного, гравитационного и сильного (ядерного) взаимодействий известно последнее, — слабое, ответственное за распад нейтрона и других частиц [45]. Судя по всему, эти распады тоже вызваны электрическими силами. Во-первых, электроны и позитроны, испытывая удары реонов и ареонов и отдачу, при их испускании, дёргаются, наподобие броуновских частиц (§ 3.14). Временами, силы ударов отдельных реонов, складываясь, могут превысить средние силы притяжения электронов к позитронам и вызвать распад частиц. Во-вторых, существует очень слабая сила W отталкивания электронов нейтральными частицами (Рис. 123, § 3.11). Видимо, это слабое отталкивание и ответственно за слабое взаимодействие, приводящее к распаду нейтронов, с образованием электронов и протонов. Оттого в нашем мире так много протонов и электронов, тогда как антипротоны и позитроны — крайне редки. В полном соответствии с опытами, сила W=2FΔ/r слабого взаимодействия по интенсивности — будет средней между электрическими силами F и гравитационными G=4FΔ^2/r^2.

§ 3.16 Единая теория взаимодействий, или Великое объединение

Природа проста и не роскошествует излишними причинами.

М.В. Ломоносов [84]

Как видели выше, баллистическая теория Ритца оказывается наиболее универсальной и общей из всех физических концепций, поскольку позволяет свести все виды взаимодействий — электромагнитное, гравитационное, слабое и сильное (ядерное) — к одному, а именно к электрическому. То есть именно теория Ритца приводит к единой теории взаимодействий и Великому Объединению, которое давно стремились осуществить физики, но до сих пор — не смогли. Так, Эйнштейн безрезультатно бился над созданием единой теории поля последние 30 лет жизни. Все попытки достичь такого объединения носили искусственный, умозрительный характер и осуществлялись путём введения массы абстрактных, ничем не подкреплённых, измышлений и гипотез. Вот почему они не имели успеха. Это относится и к максвелловой теории электромагнитного взаимодействия, искусственно объединившей электричество и магнетизм. Относится это и к квантовой теории электрослабого взаимодействия, в которой Ш. Глэшоу и С. Вайнберг пытались свести электрические и слабые взаимодействия — к одному общему.

А в теории Ритца такое объединение достигается сразу по всем видам взаимодействий и возникает оно не в форме дополнительных сложных гипотез, а — как естественное следствие единственной исходной гипотезы Ритца о механизме электрического взаимодействия зарядов, посредством реонов (§ 1.4). Ранее было показано, как из этой модели получаются магнитные (§ 1.7), индукционные (§ 1.8) и гравитационные силы (§ 1.17). Также продемонстрировано, как из построенной Мантуровым модели строения частиц и электрических сил получаются ядерные силы (§ 3.12). Наконец, сведено к электрическому и последнее, — слабое взаимодействие (§ 3.15), возникающее в качестве простого следствия ритцевой модели взаимодействия электронов. В свою очередь, электрическое взаимодействие элементарных зарядов сводится моделью Ритца к чисто механическому. Тем самым, все виды энергий сведены к механической энергии — к кинетической энергии движущихся частиц материи. Выходит, именно универсальная кинетическая электродинамика Ритца осуществляет синтез всех взаимодействий, сводит их к одному, электрическому.

Итак, из гипотезы Ритца о строении и распаде электрона — естественно следуют четыре типа взаимодействий и соотношения между ними. В свою очередь, эти соотношения автоматически задают масштабы размеров частиц, энергий их распада-синтеза и спектры излучения.

Так, соотношение магнитного и электрического взаимодействий задаёт размеры атомов и молекул: отталкиваемые кулоновой силой электроны удерживаются рядом на равновесном расстоянии, за счёт взаимодействия их магнитных моментов и притяжения ядра.

Соотношение электрического взаимодействия и сильного ядерного задаёт характерный размер ядер, в том числе, — их предельный размер и массу.

А соотношение электрического взаимодействия и слабого ядерного ограничивает размер элементарных частиц, — комплексов из электронов и позитронов.

Наконец, можно предположить, что соотношение электрического взаимодействия и гравитационного задаёт характерные размеры планет и звёзд.

В дальнейшем могут открыться более тонкие проявления электрического и гравитационного взаимодействий, вызванные движением частиц и тел. Такого рода взаимодействия будут задавать уже размеры и энергетику субэлектронных частиц и звёздных скоплений, галактик. Тем самым, всё разнообразие природы, в рамках теории Ритца, сводится к одному взаимодействию, к одной модели.

Именно такого сведéния многих явлений, взаимодействий — к немногим первопричинам, началам и добивались наиболее прогрессивные учёные, благодаря этому пришедшие к своим открытиям. Так, Демокрит, создав атомистическую теорию, указал путь сведения всего многообразия веществ к сочетаниям немногих (меньше ста) типов атомов. Так же, и Коперник построил свою теорию, опираясь на принцип, согласно которому "природа боится произвести что-то излишнее и потому одну вещь обогащает многими действиями". О том же говорили и Оккам, Ньютон, Ломоносов. Наиболее полно и глобально этот принцип единства, единой природы всех процессов Вселенной, сформулировал в своих работах Циолковский, в виде принципа монизма [159]. Интересно, что подобный же принцип всеобщего единства сущностей, сведения их к одному универсальному началу, обнаруживаем и в индийских верованиях, где многочисленные боги (силы, стихии) выступают лишь как разные проявления-ипостаси одного основного (§ 5.3). Так же и взаимодействия: сильное, магнитное, гравитационное, слабое — это лишь разные "ипостаси" электрического.

Отметим, что ещё Демокрит, построивший атомистическую теорию вещества и света, объяснял электрические, магнитные и гравитационные эффекты — на базе единой, механической модели. Действительно, в популярном изложении учения Демокрита-Эпикура, данном Лукрецием, свет, электричество, магнетизм, тяготение, — одинаково объясняются истечением и ударами мельчайших частиц (реонов в терминологии БТР) [77]. Под действием ударов этих частиц, потоками сходящихся ко всем телам, не только притягиваются магниты (§ 4.19), но и сбиваются в кучу атомы, образуя планеты и другие космические тела. Так же, и мускульные усилия, имеющие на молекулярном уровне электрическую природу, вызваны, как догадался Демокрит, сжатием мышечных волокон под ударами тех же частиц. Эти частицы Лукреций называет то "атомами воздуха", то "частицами эфира", дабы отразить их малость, тонкость, неощутимость, всепроницаемость. И, действительно, эти частицы-реоны, отвечающие за все известные взаимодействия, имеют, по теории Ритца, ничтожные размеры.

Теория Ритца не только сводит воедино все четыре типа взаимодействий-полей, устанавливая их общую механическую основу, но объединяет и поле с веществом, до сих пор считавшиеся разными проявлениями материи. Все полевые воздействия созданы потоками микрочастиц, — реонов и ареонов, из которых сложены электроны с позитронами, а, значит, — и все другие элементарные частицы, атомы, формирующие вещество. Выходит, физические поля представляют собой просто распавшееся, диссоциированное до реонов с ареонами вещество, — распылённую по пространству материю из микрочастиц. Именно так, в виде диссоциированной материи, представляли полевые воздействия Циолковский и Тесла [110, 159]. Они же отмечали, что такая диссоциация, испарение вещества, в процессе его распада, сопровождается, даже при ничтожной потере массы, высвобождением гигантской энергии, связанной с огромной скоростью c и кинетической энергией микрочастиц (реонов и ареонов), до которых идёт распад. Тем самым, они естественно истолковали "исчезновение" массы m в ядерных реакциях, связанной по формуле E=mc^2 с выделившейся при этом гигантской энергией E, не в пример Эйнштейну, считавшему массу эквивалентной энергии (§ 3.13). Циолковский показал, что более глубокая диссоциация вещества, — до ещё меньших частиц, должна сопровождаться выделением ещё больших энергий. Удельная энергия распада вещества стремительно растёт при делении сначала молекул, потом атомных ядер, затем электронов, а, в дальнейшем, возможно, и реонов, что откроет невиданные источники энергии (§ 5.8).

Наконец, именно теория Ритца сводит в единую систему все физические константы: заряд e и массу m электрона, скорость света c и постоянную Планка h, константы всех четырёх взаимодействий, весь набор масс и времён жизни частиц, как полагал ещё Фокс [2]. БТР позволит понять физическую сущность, природу этих констант, увязать их друг с другом, объяснить, почему они такие, а не иные, разгадать смысл ряда удивительных пропорций и соотношений между константами, включая загадочное число 1/137 (постоянную тонкой структуры) или 10^40. И, если до сих пор о природе этих чисел учёные, начиная с Эддингтона, только гадали, то баллистическая теория вскрывает механизм этой гармонии чисел и геометрии, которая, как отмечали ещё Пифагор и Платон, правит миром.

Подобно Ломоносову, Менделееву, Циолковскому и другим прогрессивным мыслителям, Ритц видел глубокое сходство всех явлений природы, единство её законов — на всех этажах мироздания. Поэтому, Ритц целенаправленно искал на базе своей теории взаимосвязь принципов механики, оптики, электродинамики, термодинамики, химии, ядерной физики и астрономии, стремясь выработать единое, сквозное их описание. Отчасти, ему удалось этого достичь, во многом его идеи подтвердил дальнейший ход развития физики, и ещё больший триумф ждёт теорию Ритца в будущем, когда откроется полное единство и взаимосвязь всех физических процессов, имеющих просто разные проявления на разных уровнях мироздания. Именно такие взгляды бытовали в древности, например у древних славян, мировоззрение которых отражено в "Велесовой книге". Она повествует о триединстве яви, нави и прави, то есть, — поля, вещества и управляющего ими закона: поле проистекает из вещества, порождается им, воздействует на него и снова обращается в вещество, по законам физики, заданным в свою очередь веществом и полем.

Итак, универсальная кинетическая электродинамика Ритца, построенная в 1908 г., во-первых, наглядно объясняет все электродинамические эффекты. Во-вторых, сводит магнитные, гравитационные, ядерные и другие взаимодействия — к электрическим, а те в свою очередь, — к чисто механическим. В-третьих, открывает доселе неисследованные направления развития науки, позволяет познать структуру частиц, электрона, разгадать загадки антиматерии, космоса, построить единую теорию взаимодействий. Именно баллистическая теория и альтернативная электродинамика Ритца позволит вывести науку из тупика, в котором она ныне пребывает, по вине теории относительности и квантовой механики. Лишь преждевременная гибель Вальтера Ритца 7 июля 1909 г. в возрасте 31 года, вскоре после публикации его теории, помешала ему добиться признания и развития БТР. Идеи Ритца на целый век опередили развитие науки и лишь сейчас обрели строгое обоснование, как в космосе, так и в микромире. Электродинамика Ритца — наиболее общая из теорий, объясняющая весь универсум.

§ 3.17 Проверка БТР с помощью ядерной физики

Теория Ритца затронула бы всю известную нам картину ядерных сил и, следовательно, ядерных энергий… С позиций логики, прежде чем использовать эксперимент в качестве опровержения теории Ритца, следует ещё доказать, что он демонстрирует растяжение времени, если его интерпретировать целиком на базе теории Ритца… Мы должны быть осторожны при выборе свидетельств, которые привлекаем для решения спора между двумя столь фундаментальными теориями со столь различными концептуальными базами как у теорий Ритца и Эйнштейна.

Дж. Фокс, "Свидетельства против эмиссионных теорий" [2]

Теперь, когда в общих чертах стало понятным строение ядер и элементарных частиц, можно рассмотреть эксперименты по проверке БТР в области физики высоких энергий [153]. Дело в том, что в микромире, также как в мегамире (§ 2.9), несогласие с теорией Ритца возникало лишь от неверного представления картины явлений и непонимания учёными сущности теории Ритца [2]. Рассмотрим, к примеру, некорректную попытку проверить БТР и второй постулат СТО с помощью распада быстродвижущихся пионов. В таких опытах сравнивали времена прибытия гамма-лучей распада к двум счётчикам, установленным на равном удалении от подвижного источника. Поскольку скорость пионов достигала 0,2c, полагали, что, по баллистическому принципу, она увеличит скорость одного гамма-луча и вычтется из скорости противоположного. Это привело бы к запаздыванию регистрации второго сигнала, хотя на деле сигналы регистрировались одновременно, вопреки БТР [153]. Но, согласно БТР, π^0-мезоны распадаются отнюдь не на гамма-кванты, а на гамма-мезоны (гаммоны), — нейтральные частицы с массой в 66 электронных (Рис. 116). Поэтому, источником гамма-лучей служат вовсе не летящие пионы, а неподвижные ядра мишени (§ 3.7), возбуждённые столкновением с гаммонами (Рис. 136). Так что, гамма-лучи не наследуют скорости пионов, а, вылетая из ядер со скоростью c, одновременно приходят к счётчикам. Не противоречат БТР и другие ядерные опыты, где неверно найдены скорости источников.

Рис. 136. Бомбардировка водородной мишени, вылет пионов, их распад на гаммоны и выброс гамма-лучей.

Неудивительно, что из неверного представления картины распада, основанного на СТО, делаются и неверные выводы, противоречащие БТР и подтверждающие теорию относительности. Точно так же, для проверки баллистического принципа пробовали использовать процесс аннигиляции [2, 136, 153]. В этом опыте измерялась разница между временем прихода к двум приёмникам — импульсов гамма-излучения, от аннигиляции движущегося позитрона с электроном (Рис. 137). Приёмники располагались в разных направлениях, которые выбирались таким образом, чтобы улавливать гамма-кванты, рождённые электронами, летящими с определённой скоростью. В системе отсчёта, движущейся со скоростью центра масс аннигилирующих частиц, гамма-кванты разлетались бы в точно противоположных направлениях. Но, в лабораторной системе отсчёта, за счёт движения аннигилирующей пары и сложения скорости гамма-квантов со скоростью источника, эти направления меняются и образуют уже угол, отличный от 180°. Если б скорость гамма-лучей зависела от скорости аннигилирующей пары, то одного приёмника излучение достигало бы раньше, чем другого, чего не наблюдалось. При этом, полагали, что позитрон врезается в электрон на полной скорости, а излучающая гамма-кванты пара будет двигаться со скоростью V~0,6c. Но это, как раз, — сомнительно, поскольку с неподвижным электроном аннигилировать способен лишь заторможенный позитрон, а летящий со скоростью V~c просто не успеет прореагировать с электроном и промчится мимо. Точно так же, с ядрами взаимодействуют лишь медленные нейтроны, для чего их и тормозят в замедлителях реакторов.

Рис. 137. Сравнение времён регистрации гамма-лучей.

Вдобавок, в БТР аннигиляция выглядит совсем иначе, чем в СТО. Как было показано выше (§ 1.16), аннигиляция представляет собой не процесс уничтожения электрона и позитрона, а лишь их схождение по спирали — до расстояния равного, классическому радиусу электрона, с образованием электрон-позитронного диполя. Это быстрое движение зарядов по спирали и порождает аннигиляционное γ-излучение, имеющее вид обычной сферической волны, а не пары гамма-квантов, летящих в противоположных направлениях (Рис. 42). Если ж учесть, что скорость v пары электрон-позитрон должна быть почти нулевой, скорость гамма-лучей сохранится равной c. Поэтому приёмники, расположенные под любыми углами, зафиксируют одновременное прибытие гамма-излучения и в рамках БТР. Опыт не противоречит теории Ритца. Таким образом, лишь неверное понимание ядерных процессов приводит к мнимому подтверждению теории относительности и опровержению БТР.

Известны и другие ядерные эксперименты (частично рассмотренные в статьях Дж. Фокса [2]), где измеряли скорость γ-излучения быстро летящих ядер, частиц и сравнивали её со скоростью света от неподвижных излучателей, но всякий раз решали, что скорость лучей не зависит от скорости источника. И всё же баллистический принцип выполнялся, поскольку физики либо сильно завышали скорость источников излучения (косвенно и ошибочно найденную из теории относительности), либо недооценивали переизлучение неподвижными ядрами среды, через которую шло γ-излучение (как в оптических опытах по БТР, § 1.13, § 2.9). Полагали, что высокоэнергичное гамма-излучение, в отличие от света, очень слабо взаимодействует со средой, а потому её рассеяние якобы и не влияло на скорость излучения. Но, если учесть наличие в каждом ядре многих тысяч электронов и позитронов (§ 3.9), служащих рассеивающими центрами, а также — ощутимое поглощение γ-излучения веществом, то взаимодействие гамма-лучей со средой и их показатель преломления может оказаться существенно выше, чем считалось. Поэтому, даже тонкий слой вещества может эффективно переизлучать гамма-лучи, снижая их скорость до значения c относительно среды по принципу Фокса. Это находит подтверждение в опытах с использованием эффекта Мёссбауэра, где сказывается влияние промежуточных слоёв вещества на скорость излучения (§ 1.18, § 1.19). Так что наличие на пути гамма-лучей воздуха или пластин вполне может погасить избыточную скорость лучей, сообщённую им быстро летящими источниками. А потому эксперименты, не выявившие этого избытка скорости, ничуть не противоречат теории Ритца.

Объясняет БТР и кинематику высоких скоростей, скажем, — то, почему протоны, при столкновениях на высоких скоростях, расходятся под совсем иными углами, чем предсказывает классическая механика. Как отмечает Фокс, понять это можно и вне релятивистской трактовки [2], стоит лишь учесть, что в БТР силы взаимодействия двух стремительно сходящихся протонов направлены не вдоль соединяющей их линии, а, за счёт запаздывания взаимодействий, — немного под углом (§ 1.7). Ведь переносящие взаимодействие реоны и ареоны, испущенные протонами, заимствуют, по баллистическому принципу, их скорость, приходя с иного направления (явление аналогичное аберрации света от движения Земли, § 1.9). Но, ещё важнее, что протоны, в момент сближения и резкого изменения курса, имеют огромные ускорения, что, по эффекту Ритца, ведёт, за счёт запаздывания, — к неравному изменению сил действия и противодействия, а, значит, — кажущемуся нарушению классического закона сохранения энергии и импульса. Но, на деле, энергии и импульсы — сохраняются, а движение протонов подчиняется классическим законам, — надо лишь учесть, что в момент соударения и резкого изменения скорости протоны излучают электромагнитные волны. Если учесть уносимые реонами импульс и энергию этого излучения, а также верно определить скорости протонов (§ 1.21), то никакого расхождения с классикой не будет. Зато, в теории относительности возникающее в таких реакциях излучение и его импульс — не учитывают, потому и появляются формулы релятивистской кинематики. Если строгим расчётом учесть импульсы и энергии излучения, окажется, что ошибочны, как раз, формулы теории относительности.

Как показал Дж. Фокс, рассмотрев совокупность ядерных экспериментов, приводимых в доказательство ошибочности БТР, ни один из них не опровергает убедительно баллистического принципа, ибо в каждом случае игнорируют некоторые важные аспекты. Разве можно проверить БТР с помощью ядерных экспериментов, когда нет чётких и адекватных представлений о микромире, нет понимания истинной структуры частиц и механизмов распада? Все представления ядерной физики сформировались под влиянием теории относительности и квантовой механики, отвергающих привычную механику. Поэтому нет ничего странного в том, что опыты, истолкованные в рамках неклассических моделей, противоречили классической физике и "подтверждали" СТО. Это — ещё один пример цикличного обоснования — типа "порочного круга", какой имел место при подобном же неклассическом истолковании явлений космоса, тоже якобы противоречащих теории Ритца. Итак, прежде чем использовать какое-либо явление для проверки баллистической теории, надо прежде построить классическую теорию этого явления. Лишь так можно проверить согласие опыта с теорией Ритца. А иначе, учёные уподобляются сторонникам геоцентрической теории Аристотеля-Птолемея, отвергавшим гелиоцентрическую теорию Коперника на том основании, что по механике Аристотеля на движущейся Земле предметы не могли б удержаться. И, всё же, именно теория Коперника оказалась верна, поскольку, вместе с космологией Аристотеля следовало отвергнуть и его абсурдную механику, заменив механикой Галилея. Так, и для анализа явлений микромира следует прежде нарисовать их классическую картину, отвергнув абсурдную механику Эйнштейна и Гейзенберга.

§ 3.18 Строение электронов и позитронов

Быть может, эти электроны — миры, где пять материков,

Искусства, знанья, войны, троны и память сорока веков!..

…Их мудрецы, свой мир бескрайний поставив центром бытия,

Спешат проникнуть в искры тайны и умствуют как ныне я …

Валерий Брюсов, 1922 г.

Несколько ранее, следуя классической физике, баллистической теории и закону сохранения массы, выяснили, что все элементарные частицы состоят, в конечном счёте, из упорядоченно расположенных электронов и позитронов (§ 3.9). Выходит, именно этим двум элементарным кирпичикам следует отвести роль тех единиц материи, из которых построен мир. Не случайно, в микромире массу электрона приняли за единичную, как некогда массу атома водорода в мире атомных весов. Как показала история науки, брать массу самой лёгкой частицы за единичную — вполне закономерно. Тот же атом водорода — это, по сути, протон, но ведь именно из протонов состоят все атомы!

Однако то, что электрон — самая лёгкая частица из всех известных, и что все частицы состоят из электронов, ещё не означает, что электрон — это самая простая частица. Вглубь наш мир столь же неограничен, как вширь пространства и времени. Поэтому, и электрон с позитроном должны иметь внутреннюю структуру и быть построенными из ещё меньших частиц. Ранее выяснили, что электроны, испускающие реоны, и построены должны быть из этих частиц, так же, как позитроны — из испускаемых ими ареонов (§ 1.6). Выяснили также, что массы всех частиц складываются из образующих их масс электрона, принятых за единицу (§ 3.9). Но что тогда есть масса самого электрона, какова её природа? В классической физике полагали, что его инертная масса m — это мера электрического воздействия электрона самого на себя. И представляли электрон в виде заряженной сферы радиуса r, при ускорении которой действие передней части, заряда сферы на заднюю превышало обратное (§ 1.17). Разница сил и создаёт силу инерции, мешающую ускорению электрона.

Это позволило рассчитать, так называемый, "классический радиус электрона" r. В самом деле, если для простоты разбить сферу электрона на два заряда e/2, отделённых расстоянием r, то в покое или при равномерном движении силы их взаимодействия F=e^2/16πε_0r^2 уравновешивают друг друга. Но, при движении с ускорением a, нарушается баланс сил F и F' взаимодействия зарядов (§ 1.17). Их разница ΔF= F'-F= 4Far/с^2= ae^2/4πε_0rс^2 — это и есть сила инерции Fин= ma (Рис. 138). Отсюда можно выразить инертную массу электрона m=e^2/4πε_0rс^2 и найти его радиус r= e^2/4πε_0mс^2= 2,82·10–15 м. Именно так определяют классический радиус r электрона [82].

Рис. 138. Деля сферу электрона на два заряда, можно выразить силу инерции, мешающую ускорению электрона, через его радиус r.

Поясним, какой смысл мы вкладываем в термин "классический радиус электрона" и величину 10–15 м, которую физики называют "ферми". Надо думать, она выражает не столько размер электрона, сколько некий масштаб микромира, — то расстояние, на котором исчезает электрическое взаимодействие, подобно тому, как сила тяготения утрачивает своё господствующее значение, при переходе от космических — к микроскопическим масштабам. Так, и кулонова сила на расстояниях порядка 10–15 м становится исчезающе малой — либо сама по себе, либо в сравнении с силами другой природы, проявляющимися на таких дистанциях. В итоге, именно на таких пространственных масштабах могут возникать отклонения от закона Кулона [60, 137]. Недаром, и размеры ядер атомов составляют как раз около 10–15 м: на таком расстоянии кулоновское отталкивание протонов в ядре уже не мешает им сблизиться. Так или иначе, притяжение и отталкивание зарядов на расстояниях порядка 10–15 м почти исчезает (или даже меняет знак), и это расстояние a становится равновесным.

Возможно, по той же причине, за счёт общей природы электрических и магнитных сил, на таком расстоянии иначе, чем обычные магниты, взаимодействуют и элементарные «магнитики» частиц-соседей в кристаллической структуре атома (§ 3.1). Вместо того, чтобы установиться противоположно, их моменты во внешнем поле ориентируются сонаправленно. Не в этом ли причина странного поведения частиц, устанавливающих спин и магнитный момент не только вдоль, но и против внешнего магнитного поля? А физики-кванторелятивисты "объясняют" это — абстрактным квантованием направлений спина [82]. Именно квантовая механика и квантовая электродинамика стала непреодолимым барьером на пути к пониманию строения и взаимодействия частиц, особенно электронов. Поэтому в нынешней физике возникают серьёзные трудности при объяснении радиационного трения, тормозного излучения электронов. Но все эти эффекты качественно и количественно следуют из построенной Лоренцем и Ритцем классической теории, представляющей электрон в виде заряженной сферы. Ускоренное движение этой сферы порождает не только тормозящую электрон силу (связанную с его электромагнитной массой), но и тормозное излучение, радиационное трение, которое и мешает разгону электрона.

Итак, классический радиус электрона — это, скорее, не реальный радиус частицы, а то критическое расстояние, на котором уже неприменим закон Кулона, что признают и современные физики, хотя и не могут объяснить [60]. А, в рамках БТР, объяснение легко найдётся. Ритц считал электрон частицей, источающей реоны, — словно бенгальский огонь, рассыпающий снопы искр. Но можно допустить, что электрон выстреливает не отдельные реоны, а — собранные в пачки, блоки, обоймы, имеющие вид более массивных частиц. На некотором расстоянии r от электрона эти частицы взрываются, распадаясь на отдельные реоны. Поэтому, назовём эти частицы "бластонами" (от англ. blast — взрыв, заряд для взрыва) и обозначим латинской B. Именно радиус сферы распада r, на котором бластоны, словно разрывные осколочные снаряды, взрываются каскадами реонов, и будет классическим радиусом электрона. Тогда электрон следует уподобить ракетнице, стреляющей зарядами, как в салюте рассыпающимися сотнями осколков (Рис. 139).

Рис. 139. Словно в фейерверке, бластоны B, выстреленные электроном e, взрываются на расстоянии r каскадами реонов R.

Часть этих осколков-реонов улетает со скоростью c прочь от электрона, создавая кулоновское отталкивание, а часть возвращается к нему, своими ударами порождая силу инерции электрона, поскольку сфера распада бластонов, испускающая реоны, эквивалентна равномерно заряженной сфере заряда e (по его определению, данному в § 1.6). Понятно, что едва только пара электронов или позитронов сблизятся до расстояния, меньшего r, отталкивание между ними исчезнет (Рис. 140). Электрон, находящийся внутри равномерно "заряженной" сферы распада, не испытывает воздействия, так же, как любой электрический заряд внутри равномерно заряженной сферы [60]. Не исключено, что в этом, отчасти, заключена и причина ядерного взаимодействия (сильного и слабого), проявляющегося лишь на таком расстоянии. Заряды (электроны и позитроны), входящие в состав элементарных частиц ядра, будучи сближены до расстояния r, перестают притягиваться или отталкиваться, вопреки закону Кулона, что и задаёт характерный размер ядер и элементарных частиц, а также масштаб расстояний меж ними и узлами электрон-позитронной решётки. Именно это расстояние r называют "радиусом действия ядерных сил", и именно такой размер r, — порядка 10–15 м имеют ядра.

Вообще говоря, сфера распада бластонов не имеет чётких границ, она размыта, в классическом смысле, поскольку эти разрывные частицы, выброшенные электроном, лишь в среднем распадаются на расстоянии r. Словно искры, одни из них живут чуть дольше и, как шальные пули, успевают улететь далеко от электрона, а короткоживущие — взрываются близко. Соответственно, на малых расстояниях кулоновская сила, порождаемая ударами реонов, случайным образом меняет не только свою величину, но и направление, а, потому, закон Кулона имеет лишь среднестатистический смысл и выполняется лишь на расстояниях, заметно бóльших r=10–15 м [60]. Этим можно, например, объяснить туннельный эффект — способность протонов к слиянию — даже на расстояниях, бóльших r (когда преобладать должны силы отталкивания, § 5.8), или, напротив, — способность протонов и α-частиц отрываться от ядра в ядерных распадах на расстояниях меньших r, когда должно преобладать ядерное притяжение (§ 3.14, § 4.12).

Рис. 140. Исчезновение кулонова взаимодействия электронов и позитронов при их сближении до расстояния L<r=3·10-15 м.

Далее рассмотрим притяжение позитрона и электрона. При сближении до расстояния r, они тоже должны перестать взаимодействовать. Как показал В. Мантуров, энергия, выделяемая при аннигиляции электрона и позитрона — это вовсе не энергия уничтожения их массы, а, всего лишь, — потенциальная энергия их электрического взаимодействия, выделившаяся при сближении частиц до расстояния, равного классическому радиусу электрона r (§ 1.16). Дальше энергия не выделяется, поскольку частицы уже не сближаются и не взаимодействуют. При этом, когда электрон с позитроном окажутся внутри общей сферы распада, они перестанут сопротивляться ускорению: их суммарная масса, подобно заряду, — обнулится (что естественно, если их массы разного знака, § 1.6). Возможно, поэтому такие частицы и нельзя обнаружить: от малейшего воздействия такие пары нулевой массы мгновенно ускоряются и улетают, не оставляя и следа. Именно такие электрон-позитронные пары, обладая свойствами электродиполя и нулевой инертной массой, могут формировать бипирамидальные каркасы, ответственные за свойства и спектры атомов и, в то же время, не вносящие вклада в атомные веса (§ 3.3). Отметим, что речь здесь идёт лишь об инертной массе, и, если сферы распада частиц не перекрываются, то их массы суммируются по модулю. А, при частичном перекрытии сфер распада, возможно частичное уменьшение инертной массы, что, возможно, объясняет дефект массы и может найти практическое применение (§ 5.7).

Таким образом, то, что обычно называют классическим радиусом электрона r_0= 2,82·10–15 м, возможно, лишь его внешний радиус, — радиус сферической оболочки распада, тогда как сам электрон (его основная, массивная часть) заключён в малой центральной области этой сферы, своего рода электронном ядре, или керне. Именно поперечник и площадь этого электронного ядра определяет сечение поглощения электроном потока подлетающих к нему реонов. Видимо, в этом и состоит одна из причин того, что реоны имеют очень большую длину пробега в веществе. За счёт малых размеров электронного ядра, вероятность столкновения с ним реонов — ничтожна (§ 1.4), и лишь высокая плотность потока реонов приводит к тому, что часть реонов всё же поглощается, и между электронами существует электрическое взаимодействие. Примерно так же, и неуловимое всепроникающее нейтринное излучение удаётся обнаружить лишь за счёт высокой плотности потока нейтрино.

Впрочем, если учесть, что сфера распада размыта, её параметры могут определять и сразу два масштаба электронных размеров. Вспомним, что электрон, и, соответственно, — шаг электронной сетки, решётки, имеет два характерных масштаба: один r_0=2,8·10-15 м, а второй a_0=5,3·10-11 м (§ 3.7). Первый, малый масштаб r_0,— внутриядерный. Именно он определяет размер и структуру ядра, протонов, элементарных частиц, расстояния между электронами и позитронами в них и расстояния между протонами и нейтронами в нуклонных слоях. Он же ответственен за ядерные спектры и величину ядерных сил. Второй, более крупный масштаб a_0,— внутриатомный. Именно он задаёт размер атома и структуру его электронных оболочек, расстояния между электронами на уровнях и между уровнями. Соответственно, этот масштаб, задающий размер ячеек электронной сетки, определяет атомные спектры и величину сил и энергий ионизации, притяжения и отрыва атомов (§ 4.14).

Теперь рассмотрим, каким образом сфера распада может задавать оба этих масштаба. Прежде всего, очевидно, что для инерции электронов определяющими оказываются наиболее близкие к электрону области сферы распада, поскольку сила инерции ΔF=ae^2/4πε_0rс^2 нарастает с уменьшением радиуса r сферы, из которой к электрону сходятся реоны. То есть, наиболее существенен вклад в силу инерции и в инертную массу электрона будет от самых ближних слоёв сферы распада. Так же, и ядерные силы (по сути, кулоновские силы притяжения между электронами и позитронами, § 3.12) быстро нарастают, с уменьшением расстояния. Таким образом, классический радиус электрона r_0 должен задаваться тем расстоянием, на котором начинают взрываться первые бластоны и на котором можно считать уже существенными электрические силы. Этот радиус сопоставим, вероятно, с истинным размером электрона, — электронного ядра. Второй масштаб, напротив, задаётся характерным расстоянием, на котором уже начинают сказываться отклонения от закона Кулона, что и позволяет зарядам образовывать устойчивые конфигурации, вопреки теореме Ирншоу [137].

Таким образом, этот радиус равен предельному пробегу бластонов, — расстоянию, пройдя которое, взорвались уже практически все бластоны, а, потому, на больших расстояниях закон Кулона можно считать справедливым. То есть, область, в пределах которой происходят распады бластонов, представляет собой скорее не сферу, а шаровой слой, внутренний радиус которого задаёт ядерный масштаб r_0, а внешний — задаёт атомный масштаб a_0. Этот шаровой слой, по своему действию, эквивалентен шаровому заряженному слою, в пределах которого как бы размазан заряд электрона, — каждая точка шарового слоя служит источником поля, будучи источником реонов (§ 1.6). Но эта "размазанность" электрона в пространстве имеет существенно классический характер (это область, в пределах которой распадаются бластоны, генерирующие поле, поток реонов) и не связана с квантовой неопределённостью его положения. Итак, подобно галактике, Земле, биологической клетке или атому, имеющих внешний размер и внутренний (размер ядра), электрон имеет два характерных размера. Именно этот внешний и внутренний размеры и определяют характерные размеры атома и атомного ядра.

Отклонения от закона Кулона на расстояниях порядка a_0 — малы, поскольку мы ещё только-только входим в сферу распада. Однако, именно это приводит к тому, что электроны и позитроны могут образовывать устойчивые конфигурации в электронных слоях атома (§ 3.3). Так, электрон в электрон-позитронном слое должен сближаться с позитроном, под действием притяжения, — лишь до расстояния равного внешнему радиусу сферы распада, после чего их взаимодействие ослабевает, поэтому электрон замирает на равновесном расстоянии от позитрона, поскольку испытывает, кроме его притяжения, — отталкивание электрона, расположенного за позитроном (Рис. 95). Когда ослабленное перекрытием сфер распада кулоновское притяжение уравновесится кулоновским отталкиванием (в случае справедливости закона Кулона превышающим притяжение в 4 раза), образуется равновесная конфигурация из равноотстоящих электронов и позитронов, вопреки теореме Ирншоу. Именно так образуются электрон-позитронные слои атома, задающие его систему уровней и сетку, определяющую спектр. Чтобы эта сетка изменила свой масштаб, и электроны с позитронами сблизились сильнее, надо приложить некоторую энергию, чтобы припечатать их ударом (§ 3.13), дабы вступили в действие ядерные силы. Таким образом, идея бластонов и их распада в пределах шарового слоя является не просто догадкой, но гипотезой, объясняющей широкий круг фактов.

Итак, не только атом, но, даже, электрон имеет свою достаточно сложную структуру. Поистине пророческими оказались слова "электрон так же неисчерпаем, как атом" известного поборника материализма — В.И. Ленина. Под этажом элементарных частиц, к которым относится и электрон, оказался ещё этаж субэлектронных частиц, к которым следует отнести реоны, ареоны, бластоны и, возможно, — нейтрино. Однажды нам удастся забраться ещё глубже и познать структуру самих реонов, но и на уже открытых этажах достаточно простора для исследований, которого хватит ещё на много лет вперёд.

§ 3.19 Спин и квантование магнитного момента атома

Но мы всё ещё не у предела; после электронов или атомов электричества пришёл магнетон или атом магнетизма, который входит сейчас двумя различными путями: через изучение магнитных тел и через изучение спектров элементов… Ритц представляет себе колеблющийся атом образованным из вращающегося электрона и из множества магнетонов, расположенных один за другим. В таком случае уже не взаимное электростатическое притяжение электронов управляет длинами волн, а магнитное поле, создаваемое этими магнетонами.

Анри Пуанкаре, "Последние мысли", 1913 г. [101]

Перейдём на время от субэлектронного к более привычному этажу микромира, — этажу электронов и тяжёлых элементарных частиц. Как было показано выше, и, как многие предполагали ранее [79], именно электроны и позитроны являются теми кирпичиками, из которых сложены все прочие частицы. Тогда нейтрон, весящий в 1838 раз больше электрона, должен состоять примерно из тысячи (919) электронов и из того же числа позитронов, дабы полный заряд нейтрона равнялся нулю. То же строение имеет и протон, но электронов в нём на один меньше, с чем и связан его положительный заряд. Тогда, в целом, атом и, вообще, — мир окажутся построены из равного числа электронов и позитронов.

Однако такое представление ведёт, на первый взгляд, к противоречиям. Во-первых, магнитный момент протона и нейтрона — заметно меньше, чем у электрона, что, как считают, доказывает его отсутствие в нейтроне. Но, если нейтрон или протон составлены из многих зарядов, то их магнитные моменты вполне могут сориентироваться так, что почти полностью погасят друг друга. То, что малый магнитный момент нейтронов и протонов обусловлен лишь взаимной компенсацией моментов образующих их частиц, подтвердили эксперименты В.В. Коробкина, Р.В. Серова и Г.А. Аскаряна. Этой группе в 1980-х годах удалось разбить тела нуклонов мощным лазерным импульсом, при этом регистрировались мощные магнитные поля, в миллионы Гаусс. Это легко объяснить тем, что при делении нуклона на части, их магнитные моменты перестают компенсировать друг друга и отчётливо проявляются, доказывая, что локальные магнитные поля внутри атомов и ядер — много больше, чем их внешние, скомпенсированные поля. Так что, наличие внутри нейтрона или протона сотен электронов и позитронов — не исключено. Более того, думается, лишь электроны и позитроны обладают собственным электрическим зарядом и магнитным моментом, а уже их присутствие придаёт эти характеристики другим частицам (§ 3.9).

Интересно, что именно Ритц первым предсказал существование стандартного магнитного момента (магнетона) у элементарных частиц, — кирпичиков, из которых сложен атом, атомный остов. К этим частицам, как выяснили, следует отнести электроны и позитроны. Однако никто теперь не связывает открытие магнитного момента электрона с именем Ритца. Все говорят или о магнетоне Вейсса, или о магнетоне Бора. Один лишь А. Пуанкаре упоминал о магнетоне и атоме Ритца. Будучи очень глубоким и смелым мыслителем, он хорошо видел перспективы и пути развития науки. Пуанкаре был не только замечательным математиком и философом науки (лично навестившим Ритца — для вручения ему награды и обсуждения математических проблем), но и первопроходцем во многих областях физики и астрономии. Думается, именно он мог бы осуществить развитие и обоснование теории Ритца. Ведь именно Пуанкаре был первым, кто принял ключевой для БТР принцип относительности явлений в оптике и электродинамике. Однако, указанные мысли Пуанкаре и впрямь оказались для него последними, поскольку в 1912 г. он умер, подобно Ритцу, не успев довести до конца свою работу. Лишь после смерти были изданы его мысли о магнитной модели атома и магнетонах Ритца.

Магнетоны Вейсса и Бора, в отличие от магнетона Ритца, связаны не с собственными магнитными моментами элементарных частиц, а, больше, — со свойствами атомов и вещества, как целого. Магнетон Вейсса — это, по сути, элементарный магнитный момент атома, ответственный за взаимодействие атомов в ферромагнетиках. А магнетон Бора — это единица магнитного момента микромира, связанная с его квантовыми свойствами и рассчитанная впервые не Бором, а Ланжевеном. Магнитный момент атома квантуется, дискретно меняясь на величину, кратную магнетону Бора. Однако, с позиций классической науки такой характер изменения не имеет никакого отношения к квантовым свойствам поля, а обусловлен наличием стандартного момента у электрона. Поскольку электроны в атоме располагаются упорядоченно, их элементарные моменты складываются, давая в сумме магнитный момент атома, кратный моменту электрона. Изменение общего момента на дискретную величину связано с тем, что моменты электронов ориентируются всегда либо сонаправленно, либо противонаправленно, гася друг друга.

Кроме того, у атома есть и магнитный момент, связанный с орбитальным движением электрона вокруг остова. Как легко рассчитать, этот момент не зависит от радиуса орбиты электрона и всегда равен одному и тому же значению, — как раз тому самому, пресловутому магнетону Бора. В самом деле, электрон заряда e и массы M, крутящийся по орбите радиуса R с частотой f, подобен витку с током I=ef, обладающему тем же радиусом и магнитным моментом m=Iπr^2=efπR^2. Из законов Планка и фотоэффекта, дающих связь энергии электрона E=M(2πRf)2/2=hf с частотой f его обращения в атоме, следует, что f=h/2π^2R^2M (§ 4.3). Подставляя значение f в m, получаем, что орбитальный магнитный момент не зависит от радиуса и частоты обращения: m=efπR^2=eh/2πM. Но это в точности равно удвоенному магнитному моменту электрона m=2μ. И точно, эксперимент давно подтвердил, что магнитный момент электрона, вызванный его орбитальным вращением в два раза превышает момент от его осевого вращения. Таким образом, орбитальный магнитный момент атома и вещества, действительно, квантуется, меняется дискретно, но связано это не с абстрактными квантомеханическими законами, а — с дискретно меняющимся числом атомов и крутящихся в них электронов. Таким образом, и магнетон Вейсса, и магнетон Бора — это, в конечном счёте, всего лишь следствия магнетона Ритца и его магнитной модели атома. Именно модель Ритца позволяет описать все магнитные свойства веществ.

Возникает лишь вопрос о природе магнитного момента у самого электрона и о том, что задаёт его величину, — значение магнетона Ритца. Давно уже было понято, что магнитный момент электрона создаётся его вращением: любой крутящийся заряд, как говорилось, подобен витку с током, генерирующему магнитное поле, момент. Именно так, электрон становится подобен элементарному магнитику (Рис. 95). Интересно, что первым эту идею выдвинул всё тот же Ритц, связавший анизотропию электромагнитных свойств электрона — с наличием у него оси вращения [2]. Он же выдвинул гипотезу вращения внутриатомных частиц, наподобие волчка, для объяснения гравитации (§ 1.17) и особенностей расщепления спектральных линий (§ 3.5). Однако, поздней физики стали отрицать вращение электрона, и слово "спин", означающее "вращение", стали понимать совсем иначе, считая, что для размытого по квантовым законам электрона неправомерно говорить о таких механических свойствах, как вращение. Например, Паули, считавший частицы бесструктурными (§ 3.11), выступал против гипотезы спина, вращения электрона и снова попал впросак. Но, поскольку здесь следуем классической теории частиц, обладающих конкретной пространственной структурой, геометрической формой и размерами, вполне правомерно говорить о вращении электрона. Раз у всех электронов одинаковый магнитный момент, то и частота вращения должна быть у них одинакова. Почему же электрон вращается и что поддерживает частоту его вращения на одном и том же уровне?

Судя по всему, вращение электрона связано с испусканием реонов. Если вспомнить аналогию электрона с пиротехническими снарядами (Рис. 7, Рис. 139), то сам собой напрашивается и простейший механизм раскрутки электрона реактивными струями реонов, как у вертящихся фейерверочных огненных колёс, или огненных мельниц (Рис. 141). Так же крутится паровой шар Герона, сегнерово колесо, — ороситель для газонов в виде вертушки, раскручиваемой струями воды [75]. Наконец, если ищем электрических аналогий, можно вспомнить описанную в "Физическом фейерверке" [148, с. 163] древнюю зрелищную игрушку — ионно-ветряную мельницу, называемую "колесом Франклина" [137]. Этот прибор представляет собой крестовину — в виде заряженной солнечной свастики, уравновешенной на острие иглы и вращаемой за счёт реакции отдачи стекающих с игл ионов, — реактивных струй ионного ветра, дующего от всех зарядов (Роуэлл Г., Герберт С. Физика. М., 1994, с. 410).

Рис. 141. Реактивная раскрутка: а) огненного колеса; б) электрона e, пускающего бластоны B, взрывающиеся каскадами реонов R на сфере распада; в) водополивалки для газонов; г) ионно-ветряной мельницы.

Возможно, так же вращается и заряженный электрон, испускающий реактивные струи реонов — реонный ветер. Но, возможно, вращение электрона, словно у мельницы, создаётся сходящимся из сферы распада потоком реонов, ударяющим по электрону и раскручивающим его. Если электрон случайно получит небольшое вращение, оно будет ускоряться, поскольку выбрасываемые электроном бластоны обретают окружную скорость этого вращения и передают её при своём распаде реонам, отчего те с большей частотой и скоростью ударяют по той стороне электрона, которая удаляется при вращении (Рис. 141.б). Тем самым, реоны ещё ускоряют это вращение. И так — до тех пор, пока сила реактивной отдачи от испускания бластонов не уравновесит воздействия ускоряющего вращение потока сходящихся реонов. На этом этапе скорость вращения электрона стабилизируется и автоматически поддерживается возле этого значения, обеспечивая постоянство магнитного момента электрона. Примерно так же, и крылья мельницы в потоке ветра, водяные и фейерверочные вертушки, наращивают скорость своего вращения, пока их окружная скорость вращения не достигнет величины на порядок-два меньшей скорости этого потока, после чего автоматически поддерживается на данном уровне.

Интересно оценить, исходя из этого, скорость вращения электрона. Если магнитный момент электрона μ=eh/4πM создан его вращением, то, как нашли, μ=m=efπr^2, где r — радиус электрона. То есть efπr^2=eh/4πM. Отсюда окружная скорость на экваторе электрона V=f2πr=h/2πrM. Если взять в качестве r классический радиус электрона r_0=2,8·10-15 м, получим V=4,1·10^10 м/с. Это на два порядка больше скорости реонов с=3·10^8 м/с. Если же, как выяснили, окружная скорость вращения должна быть, как в мельнице, сопоставима со световой скоростью с потока реонов, вызывающих вращение, то получим, что гораздо естественней принять r=a_0/2=2,7·10-11 м — половину межэлектронного расстояния (§ 3.1), что даёт скорость V=4,3·10^6 м/с, — как раз на два порядка меньшую световой скорости потока реонов. Как видим, радиус сферы распада, с поверхности которой и выбрасываются реоны и которую можно условно считать внешней границей вращающегося электрона, в действительности, равен не классическому радиусу электрона, а межэлектронному расстоянию, сопоставимому с радиусом атома. К такому же выводу о величине внешнего радиуса сферы распада электрона пришли и в предыдущем разделе (§ 3.18). Если инертная масса электрона и ядерная энергия, пропорциональные 1/r, задаются более существенным, в этом случае, — внутренним радиусом r_0 электрона (точней его сферы распада), то для магнитного момента m=efπr^2, пропорционального r^2, напротив, определяющим окажется внешний радиус a_0. Фактически, именно по этому внешнему радиусу и циркулирует круговой ток электрона, поскольку именно там расположено большинство источников поля, бластонов, в момент их взрыва реонами.

Как видим, ритцева модель, представляющая электрическое воздействие — через распад электрона, в процессе испускания им реонов, кроме природы заряда, автоматически раскрывает и природу спина электрона, его стандартного магнитного момента, а также причину его "квантования" и, вообще, квантования магнитного момента в атомах и телах. Обычно открытие спинового магнитного момента электрона связывают с именами С. Гаудсмита и Дж. Уленбека, а открытие спина ядра — с именем В. Паули. И никто не вспомнит, что впервые элементарный магнитный момент частиц, образующих атом и ядро, был предсказан Ритцем ещё в 1908 г., задолго до этих теоретических "открытий", сделанных в 1924–1925 гг. Именно Ритц первым предположил выделенную ось у электрона, на основе анализа непрерывного спектра β-распада (§ 3.15). Именно Ритц предсказал в 1908 г. квантование, дискретное изменение магнитного момента ядра и образующих его крутящихся частиц, исходя из анализа атомных спектров и расщепления их линий во внешнем и внутриатомном магнитном поле. А, потому, весьма возможно, открытие спина, так же как другие открытия Ритца, было просто украдено у него кванторелятивистами. Ведь, при "открытии" спина они, повторяя Ритца, исходили из анализа спектральных линий и их расщепления в магнитном поле ядра, которого до Ритца никто даже не предполагал. Кроме того, "открытие" спина состоялось с подачи П. Эренфеста, больше других общавшегося с Ритцем и бывшего в курсе его идей. Именно Эренфест был консультантом и руководителем Гаудсмита и Уленбека, направившим их заметку в печать [154, с. 140]. При этом идею вращения электрона подал Уленбек, бывший чистым классиком, не знакомым с квантовой механикой, тогда как сторонник квантового подхода Гаудсмит, по признанию Эренфеста, просто подписал готовую заметку. В связи со всем вышесказанным напрашивается вопрос: а сделано ли вообще хотя бы одно открытие самими кванторелятивистами, или же каждое было похищено у Ритца и других физиков-классиков?

§ 3.20 Реоны, ареоны и плюс — минус масса

Что касается современной науки, то мы здесь полностью должны отказаться от мысли, что, проникая всё глубже в область малого, мы достигнем когда-нибудь последнего рубежа. Я уверен, что от этой идеи мы можем отказаться без сожалений. Вселенная бесконечна во всех направлениях, не только в большом мире вокруг нас, но и в самом малом.

Э. Вихерт, 1896 г.

Произведём разведку самого нижнего, — субэлектронного этажа мироздания, населённого реонами и ареонами. Именно это, как увидим, позволяет понять природу массы и антимассы. Напомним: электроны и позитроны имеют массы разного знака (§ 1.6). Но, в таком случае, нейтрон, и другие частицы, образованные из равного числа электронов и позитронов, казалось бы, будут невесомы. Это, конечно, не так. Дело в том, что минусовая масса, как было отмечено ранее, — это условность, имеющая место лишь при контакте вещества с антивеществом, антиматерией, мерой количества которой и служит минусовая материальная масса. Если же речь идёт об инертной и гравитационной массе частиц, то, взятые отдельно электроны и позитроны, ведут себя, как частицы плюсовой массы, одинаково сопротивляющиеся ускорению и одинаково притягиваемые Землёй. Поэтому, в частицах, скажем, — в нейтроне, массы электронов и позитронов складываются по модулю: каждый из них противится изменению скорости нейтрона, внося свой вклад в его инертную массу.

То же самое — с массой гравитационной. Как было показано выше (§ 1.17), она пропорциональна числу зарядов, составляющих тело. Поэтому, Земля во столько же раз сильней притягивает протон, в сравнении с электроном, — во сколько раз больше в нём зарядов, то есть, — в 1836, поскольку одинаково притягивает каждый из них. Как раз то, что все тела, атомы — целиком составлены из электронов с позитронами, и ведёт к равенству инертной и гравитационной массы тела, проверенному с большой точностью [26]. А, потому, протон и электрон должны падать с равным ускорением. В связи с этим, интересен предложенный В. Петровым опыт по сравнению их ускорений свободного падения, отличных, по его оценкам, в тысячи раз, поскольку, имея тот же заряд, электрон легче протона в 1836 раз [96]. Но подобный опыт уже проведён, и измеренное в нём ускорение свободного падения электрона составило стандартное g=9,8 м/с^2 [170], а не те 919g=9000 м/с^2, что предсказаны В. Петровым. Впрочем, это не опровергает поддерживаемую этим автором идею об электрической природе гравитации, пропорциональной числу элементарных зарядов тела, выдвинутую ещё И. Цёльнером и В. Ритцем. Напротив, опыт лишь доказывает, что протон и нейтрон — не элементарны, а содержат тысячи зарядов, взаимно нейтрализующих друг друга. Такое строение позволило В. Мантурову и В. Чеплашкину допустить у ядерных сил электрическую природу (§ 3.12), поскольку кулоново отталкивание протонов может быть пересилено притяжением тысяч электрон-позитронных диполей, составляющих эти протоны [79].

Подобная модель протона позволяет понять и механизм кулоновского притяжения протона к электрону. Казалось бы, раз переносимый ударами реонов положительный импульс направлен в сторону от электрона, то, по закону сохранения импульса, протон, обладающий положительной массой, должен отталкиваться, — двигаться от электрона. Но, на деле, электрон эффективно воздействует в протоне — только на лишний позитрон (имеющий антимассу), а уже тот, притягиваясь и двигаясь к электрону, тащит за собой все прочие частицы, образующие протон и одинаково мешающие его ускорению.

Впрочем, это упрощённая модель, и электрон должен, по-видимому, испускать не отдельные реоны, а — собранные в стандартные группы, образующие другие частицы, — бластоны B, словно в фейерверке взрывающиеся на некотором удалении (в пределах сферы распада) каскадами реонов (§ 3.18). Посредством бластонов и сферы распада, можно не только объяснить процесс слияния электрона с позитроном, но и понять природу массы, инерции частиц.

А, главное, это позволяет наглядно описать природу минусовой массы. Напомним, что ударами реонов легко объяснить отталкивание зарядов, тогда как притяжение электрона к позитрону объяснимо лишь минусовой массой последнего, вполне естественной для минус-материи (антиматерии). Но как представить эту, введённую ещё Дираком, отрицательную массу и движение позитрона навстречу ударяющему в него потоку реонов? Оказывается, легко! Вспомним сферу распада, окружающую электрон. Из каждой её точки, — от взрыва бластонов B, во всех направленьях исходят реоны, часть которых летит прочь, ударами вызывая электрическое воздействие электрона, а часть сходится назад, порождая силу инерции, препятствующую разгону электрона. Такая же сила, но рождённая вернувшимися ареонами, мешает разгону позитрона (Рис. 142).

Рис. 142. Ускоренно движущийся электрон или позитрон, набрав скорость V внутри сферы распада, сформированной ранее, испытывает действие силы инерции от сходящихся назад реонов.

Теперь рассмотрим испущенные позитроном ареоны R- — в момент их подлёта к электрону. Поскольку концентрация реонов R в сфере распада электрона — огромна, то ареоны сталкиваются и аннигилируют с ними: реон и ареон исчезают (Рис. 143). И, как в случае электрон-позитронной аннигиляции, взаимодействуют лишь частицы, имеющие почти равные скорости (§ 3.17). Ареон попросту не успел бы подействовать на реон, несущийся навстречу со скоростью света. Зато ареоны действуют на реоны, с которыми им по пути. То есть, исчезают реоны, летящие к электрону с той же скоростью и с той же стороны, что и ареоны. В итоге, число реонов, сходящихся к электрону со стороны позитрона, окажется меньше, чем с обратной. И поток реонов с обратной стороны подталкивает электрон навстречу позитрону. Так же возникает и притяжение электроном позитрона, с той только разницей, что сфера распада последнего испускает ареоны, поток которых, сходящийся со стороны электрона обратно к позитрону, редеет от аннигиляции с потоком реонов, испущенных электроном (Рис. 143.б). Интересно, что Демокрит и Лукреций, создав первую теорию электромагнитного взаимодействия, посредством источаемых всеми телами потоков мельчайших частиц (реонов), объясняли электромагнитное отталкивание тел — действием ударов этих частиц, а притяжение — расчисткой пространства между телами, исходящим из притягивающего тела потоком частиц, отчего внешние потоки частиц подталкивают тела навстречу друг к другу (эпиграф к § 4.19). В этой теории гораздо меньше противоречий, чем у возникших по её следам через два тысячелетия теорий тяготения Ньютона и Лесажа.

Рис. 143. Аннигиляция ареонов R¯ и реонов R, сходящихся к электрону из сферы распада, рождает силу притяжения F=F+от избытка ударов реонов с обратной стороны (а, г), равную силе отталкивания F— двух электронов (в).

А, главное, эта теория устраняет кажущееся нарушение закона сохранения импульса от движения электронов навстречу ударам ареонов. Ведь ареоны несли импульс p=mc, направленный от позитрона, а электрон приобрёл обратное движение, — к позитрону. Однако, закон сохранения всё же соблюдён, если принять в расчёт импульсы всех тел системы, включая реоны. Так, и парусная яхта идёт галсами против ветра (ударов атомов воздуха), в согласии с законами физики, если учесть импульс, уносимый водой. А в опыте Кокереля груз втягивается в трубу, вопреки напору встречного воздуха, за счёт созданного потоком разрежения перед грузом и давлением воздуха снизу, толкающим груз вверх, — против силы тяжести. Здесь тоже соблюдён закон сохранения, если учесть, кроме импульса груза и напирающего воздуха, импульс нисходящего потока.

То же верно и для воздействия потока ареонов (ареонного ветра) на электрон. Кроме импульса ареонов и электрона, надо учесть ещё импульсы реонов, которые при контакте с ареонами, пролетая мимо, уносят импульс, равный удвоенному импульсу p электрона. В итоге, общий импульс сохраняется. Подобный механизм притяжения тел от испускания частиц, расчищающих пространство между телами, был теоретически и экспериментально обоснован д.т.н. К.П. Станюковичем, построившим теорию электричества и гравитации, альтернативную максвелло-эйнштейновской. Будучи признанным специалистом по теории горения и газодинамике взрыва, он опирался на баллистические модели, созвучные идеям Ритца (см. сборник "Вселенная", М.: Культпросветгиз, 1955). Но критика теории Эйнштейна и основанной на ней теории Большого взрыва — была негативно воспринята учёными-релятивистами, как огня боящимися возрождения идей Ритца. Поэтому, работы Станюковича были забыты, а сам он был отстранён от фундаментальной физики. И, всё же, работы этого и ряда других учёных убеждают, что поток частиц может создавать силу тяги, направленную навстречу потоку, — тезис, исходно обоснованный с помощью понятия отрицательной массы (§ 1.6).

Как видим, в конечном счёте, представление об отрицательной массе оказалось условным, ибо это — не гравитационная и не инертная масса, а, именно, материальная масса, — относительное количество вещества (у которого знак плюс можно сопоставить материи, минус — антиматерии, а можно наоборот). Поэтому, вполне можно рассматривать электроны, позитроны, реоны и ареоны как частицы положительной массы, а притяжение разноимённых зарядов считать следствием аннигиляции материи и антиматерии. Тем не менее, минусовые массы — удобны при описании взаимодействия вещества с антивеществом (минус-веществом). Надо добавить, что не стоит рассматривать аннигиляцию, как процесс уничтожения двух взаимодействующих частиц. Их исчезновение может быть и результатом слияния в пару, которую нельзя зарегистрировать (как в случае аннигиляции электрона и позитрона § 1.16), и следствием резкого ухода частиц из области наблюдения (§ 3.18, § 5.7). Так, реон и ареон при контакте вряд ли исчезают, но, скорее, — разлетаются в результате отторжения материи и антиматерии, их принципиальной несовместимости.

Это взаимодействие возникает между реонами лишь на сверхмалых дистанциях ρ (составляющих порядка радиуса реона). Вероятно, именно оно приводит к их вылету из электрона с огромной скоростью, подобно тому, как α-частицам, вылетающим из ядер, огромную и стандартную скорость придаёт кулоново отталкивание (§ 3.13). Интересно, что ещё Ритц сравнивал испускание электроном частиц-реонов — с распадами радиоактивных веществ, — с β-распадом крупиц радия, испускающих постоянный поток электронов. Во всех остальных случаях реоны и ареоны можно считать практически невзаимодействующими друг с другом, — свободно движущимися материальными точками. Взаимодействие реонов, — отторжение и притяжение, сцепляющее эти частицы в электроне, говорит о существовании сил новой природы и ещё более мелких частиц-переносчиков, из которых составлены сами реоны. Но это, пока, — совсем недоступный нашему взору субреонный этаж микромира. Да и найденная модель взаимодействия — это лишь одна из возможных гипотез, имеющая перед другими только то преимущество, что, на базе немногих допущений (о реонах и бластонах), она объясняет очень многое: электрические, магнитные, гравитационные и релятивистские эффекты, причём, — наглядно, на базе классических механических моделей.

Взаимное влияние реонов, ареонов на малых расстояниях ρ позволяет глубже понять не только природу элементарных сил электрического притяжения F+ и отталкивания F-, но и причину их ничтожного различия, приводящего к появлению гравитации (§ 1.17). Напомним, что БТР, в первом приближении, приводит к равенству этих сил F+ и F-. Испущенные позитроном ареоны удаляют столько реонов, сходящихся к электрону, сколько пришло бы к нему от расположенного на том же расстоянии второго электрона. С реонами аннигилируют лишь ареоны, летящие через площадку S (на Рис. 143 заштрихована), равную сечению электрона. Поэтому, недостаток реонов, идущих к нему из сферы распада со стороны позитрона, почти точно равен их избытку, идущему от второго электрона через S, откуда F+=F-. Говорим "почти", поскольку равенство это — неточное, из-за конечного времени τ и радиуса ρ взаимодействия реона с ареоном, аннигилирующих не только при параллельном движении, но и при сближении под малым углом α. Главное, чтобы за время взаимодействия τ они не успели разойтись на расстояние, большее ρ, то есть, — имели векторную разность скоростей, меньшую ΔV=ρ/τ. Это чуть расширит площадку S', в пределах которой поступают ареоны, "действующие" на электрон (Рис. 143.г). Так что, притяжение F+ — чуть больше отталкивания F-, для которого эффективное сечение взаимодействия реонов с электроном в точности равно S. Этот дисбаланс сил F+ и F- зарядов тела и порождает гравитацию.

Предложенная модель дисбаланса более проста, чем рассмотренная в § 1.17, ибо допускает точное подобие электрона и позитрона. Надо лишь принять гипотезу о сфере распада электрона, которая попутно устраняет одну из трудностей прежней модели, а именно, выявленное неравенство воздействий W нейтральной системы зарядов на положительный и отрицательный заряды (§ 3.15). Но тогда нейтральная система, типа Земли, стала бы притягивать электроны и отталкивать протоны с позитронами, хотя, реально, только притягивает, сообщая стандартное ускорение g (вспомним опыт Петрова). Следовательно, на больших (в сравнении с размером электрона или атома) расстояниях, действие нейтральной системы на электрон и позитрон — одинаково, а значит, потоки реонов и ареонов от нейтральной системы на таких расстояниях — тоже одинаковы: производительности N электрона и n позитрона — равны. Зато N>n на малых расстояниях (сопоставимых с радиусом электрона), что может быть объяснено разным радиусом сфер распада электрона и позитрона (обе частицы ежесекундно испускают равное число бластонов, которые взрываются на разном расстоянии от центра). Тогда понятно, почему компактная нейтральная система зарядов выталкивает электрон с силой W, но притягивает позитрон, так что нейтроны испускают электроны, а протоны удерживают "лишние" позитроны (§ 3.15). Зато на больших расстояниях (заметно превышающих размер ядра и радиус сфер распада), где все испущенные электронами и позитронами бластоны уже взорвались, образованные при этом потоки реонов и ареонов точно компенсируют друг друга и способны создать лишь гравитационное притяжение, как показано выше.

Говоря о бластонах (§ 3.18), отметим, что эти частицы должны, подобно реонам с ареонами, населять тот же нижний, субэлектронный этаж микромира. К той же категории можно отнести и другие субэлектронные частицы, — нейтрино, если только они реально существуют (§ 3.15). Впрочем, весьма возможно, что нейтрино — это и есть реоны, судя по сходству их свойств: ничтожной массе, много меньшей массы электрона, огромной проникающей способности и почти неограниченной длине свободного пробега в веществе, отсутствии ощутимых взаимодействий с другими частицами и световой скорости распространения. Возможно, на этом этаже обнаружатся и другие частицы, но об их свойствах и реальности можно только гадать, настолько ещё мало исследован этот этаж мироздания.

Вот мы и описали, в общих чертах, самый нижний из доступных пока этажей мира. Мироздание на всех уровнях устроено сходно, всюду действуют единые законы механики. И глупо вводить для каждого этажа бесконечной цепи миров свои законы — квантовые или релятивистские. В мироздании нет ничего кроме частиц или, скажем так, — "стандартных блоков", движения и контакты которых в пустом пространстве и порождают весь видимый мир, все мыслимые формы энергии и материи. По сути, любая энергия, — это, в конечном счёте, энергия кинетическая — энергия движения частиц, равно как тепловая энергия представляет собой просто беспорядочное движение атомов. Все виды и превращения энергии означают лишь изменение характера движения тел и частиц, передачи движения от одних к другим. И поистине удивительно, как ещё Демокрит и Лукреций, осознав это, догадались, что все явления, энергии и воздействия уходят корнями в микромир, к нижним этажам мироздания, представляя собой движения, соединения и распады мельчайших частиц. Лишь познав строение частиц, нижних этажей мироздания, можно открыть доселе скрытые неиссякаемые источники чистой энергии, которые позволят взойти к верхним этажам мира, — покорить Космос (§ 5.11). Но пока современная наука надёжно блокирует доступ к этим этажам — нагромождениями абсурдов.

§ 3.21 Эфир и реоны

В оптике успешно применялись два разных способа представления явлений: посредством эмиссии (свет движется) и посредством эфира (свет распространяется в неподвижной среде). Второй вводит абсолютное движение, тогда как первый приводит к движению света в вакууме именно так, как того требует принцип относительности: световые частицы в момент t разлетаются по всем направлениям, двигаясь с постоянной радиальной скоростью и формируя сферу с центром, движущимся со скоростью v, которую имела точка P в момент испускания. Если v постоянна, то этот центр продолжает совпадать с P.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Спустившись до самого нижнего, из доступных пока, — субэлектронного этажа мироздания, обнаруживаем, что всё пространство, вся беспредельная пустота заполнены носящимися со световыми скоростями частицами — реонами и ареонами, через посредство которых передаются электрические, магнитные, гравитационные, ядерные воздействия и свет (§ 3.16). Может показаться, что эти частицы образуют своего рода среду, — некий аналог эфира, которому прежде и отводили роль переносчика всех воздействий. Действительно, отчасти эта динамическая среда из частиц напоминает эфир, но, всё же, в корне от него отличается. Прежде всего, реоны и ареоны свободно летают во всех направлениях — с примерно одинаковой скоростью, равной скорости света c, в то время как в обычных газовых средах устанавливается максвелловское распределение частиц по скоростям. Во-вторых, реоны и ареоны практически не взаимодействуют, не сталкиваются, двигаясь независимо и прямолинейно, что в корне отличает их от частиц среды, где частицы сталкиваются или колеблются возле средних положений. При огромной плотности потока реонов их свободное движение становится возможным, благодаря отсутствию взаимодействий между реонами и малым, почти точечным, их размерам, которые делают вероятность столкновений — ничтожной, а длину свободного пробега — очень большой.

Из-за отсутствия взаимодействия частиц в такой среде не могут возникать волновые процессы. А, именно, волнами в эфире прежде объясняли свет, электромагнитные волны, в которых воздействие по эстафете передавалось от точки к точке — частицами эфира, при их столкновениях. Поэтому, в эфире скорость распространения электромагнитной волны связывали с его упругими свойствами. Причём, эфир наделяли огромной жёсткостью, для обеспечения высокой скорости световых сигналов. А в модели Ритца скорость передачи электрических воздействий, включая свет, связана со световой скоростью движения реонов. Столь высокие скорости для микрочастиц, возникающих в ходе распадов, — обычны, в отличие от сравнительно медленных волн в средах. Не знавшие этого учёные прошлого, такие как Гюйгенс и Эйлер, отвергали корпускулярную гипотезу как раз на том основании, что не могли помыслить, как материальные тела, частицы могут двигаться со столь высокой скоростью, а, потому, считали движение света возмущением, распространяющимся в неподвижной среде. Удивительна на этом фоне прозорливость Галилея, который отметил в "Беседах", что как раз такие высокие скорости должны быть присущи светоносным микрочастицам (реонам), ускоряемым даже ничтожной силой и своими ударами в сфокусированном пучке света плавящим металлы, разбивая их тела на атомы. Так же, и Кеплер (первооткрыватель законов движения планет и основатель научной оптики) защищал теорию истечения света и считал, что его частицы в космосе движутся с гигантской скоростью. Да и задолго до Галилея с Кеплером о том же говорили древние атомисты, Демокрит и Лукреций [77]:

Лёгким, во-первых, вещам, из мелких тел состоящим,

Чаще, чем всяким другим, быстрота, очевидно, присуща,

Солнечный свет, как и жар, относятся к этим предметам,

Так как они состоят из мелких начальных частичек;

…Прежде всего потому, что довольно ничтожной причины,

Что бы их, сзади толкнув, далеко уносила и гнала.

Впрочем, многие учёные критиковали корпускулярную теорию истечения света — как раз на том основании, что скорость света была не универсальной константой среды, а определялась скоростью выбрасывания частиц. Поэтому, полагали, что световые лучи разного цвета двигались бы с разными скоростями, поскольку состояли бы из различных частиц. Такое возражение приводилось и против теории света Ньютона, и в XX веке Эйнштейном против теории Ритца [6]. По мнению Эйнштейна, Ритц, отвергая постулат о постоянстве скорости света и допуская зависимость её от скорости источника, фактически отрицал существование константы c, поскольку было не ясно, с чем она связана. Это доказывает, что Эйнштейн даже не понял сути баллистической теории Ритца. В теории Ритца, в отличие от ньютоновской, свет любой частоты, любого цвета переносится одними и теми же стандартными частицами-реонами. А цвет, то есть частота и длина волны света, задаётся частотой следования скоплений реонов и пространственным периодом образуемых ими периодичных распределений (§ 1.9, § 1.11). Поэтому, в вакууме скорость лучей всех цветов получается одинаковой и равной скорости c выбрасывания этих частиц-реонов электронами. Причём, скорость эта должна быть стандартна с большой точностью, так же, как скорость альфа-частиц, выбрасываемых одинаковыми ядрами, или скорость выстреливаемых одной и той же пушкой снарядов (§ 1.5). Именно эта "дульная скорость" выброса частиц-снарядов и задаёт константу c в системе отсчёта, связанной с источником и электроном. Существование такой стандартной скорости не противоречит тому, что в системах, движущихся относительно источника, эта скорость иная.

Отметим, что ещё у Демокрита и Лукреция, у которых Ньютон заимствовал многие свои идеи (включая атомистическую теорию, гипотезу корпускул и идею о том, что белый свет составлен из всех цветов радуги [77]), говорилось, что свет переносят однотипные частицы, а цвет определяется лишь их пространственными характеристиками. Эта мысль в корне отличалась от более поздней ньютоновской идеи о различии масс и размеров частиц света, и больше соответствовала идее Ритца о стандартных частицах-переносчиках света. Таким образом, концепция Ритца о том, что стандарт скорости света задан скоростью испускания частиц-реонов, выглядит гораздо естественней, чем гипотеза о скорости c как мере упругости всё заполняющей среды. Ведь плотность и упругость эфира могут меняться от точки к точке, как меняется упругость воздуха, воды, почвы на Земле, и, соответственно, — меняется скорость распространения в них звука или света.

Итак, в средах скорость волн определяется взаимодействием и столкновением частиц, тогда как у реонов скорость, с которой они переносят свет, задаётся скоростью c самих частиц. А волновыми свойствами свет обязан не волновым процессам в среде (возмущением, расходящимся в неподвижном эфире), а движением самой среды, — реонов, образующих в пространстве периодичные сгустки-разрежения, волнообразные распределения концентрации и скорости частиц, переносимые со скоростью света, вместе с потоком частиц (§ 1.9). Такое свободное движение частиц и перенос ими световых волн позволяет понять, почему волны не рассеиваются, не теряют энергию в вакууме, даже проходя гигантские космические расстояния.

Величайшая проблема эфирной теории Максвелла в том и состоит, что эфир не мог бы переносить свет на огромные космические расстояния, без потерь энергии и рассеяния. Ведь в любых материальных средах, включая эфир, энергия волн постепенно расходуется, переходя в тепло. Имеют место диссипативные процессы, поскольку волновой процесс, вовлекающий в движение всё новые частицы, постоянно отдаёт этим частицам часть своей энергии, ибо в материальной среде не может быть полной обратимости процессов, всегда есть гистерезис, пусть даже ничтожный. Именно так постепенно затухает, к примеру, звуковая волна в воздухе. Однако, вопреки электродинамике Максвелла, мы видим далёкие звёзды и галактики, практически без затухания и рассеяния идущего от них света. В отличие от частиц эфира, реоны не взаимодействуют друг с другом, летят свободно и прямолинейно, а, потому, несомый ими свет, в принципе, не может затухать и рассеиваться, раз нет энергообмена. Именно обмен энергией (её взаимопревращения при столкновении и взаимодействии частиц, полей), необходимый для передачи волнового возмущения в среде типа эфира, ведёт к трению, необратимой утрате энергии.

Потому и провалилась теория эфира, как материальной среды, проводящей колебания: любые материальные среды — не идеальны. Любые движения и колебания в них сопровождаются трением, потерями энергии. Именно столкновения частиц среды, необходимые для распространения волнового процесса, ведут к рассеянию энергии волны и росту энтропии. В БТР такой проблемы нет: у реонов, с момента их испускания, нет столкновений и взаимодействий, вплоть до момента их попадания в приёмник, — оттого нет и потерь, неизбежных в материальных средах. Зато в максвелловской эфирной теории эту проблему невозможно устранить рациональным путём. Поэтому физикам, осознавшим порочность эфира, и пришлось выдумать, для спасения теории Максвелла, идеализированную, нематериальную, невесомую среду-носитель, — абстрактное электромагнитное поле: состояние пустого пространства, заданное в каждой точке набором четырёх чисел. Разумеется, о его физических свойствах нельзя ничего сказать и нельзя никак обнаружить поле само по себе, ввиду его нереальности, нематериальности. Это поле, заданное и исследуемое чисто аналитическим путём, невозможно описать механически, хотя, вопреки невесомости, нематериальности, оно непостижимым образом взаимодействует с весомыми материальными телами. А это мистика, математический формализм. Поэтому, если ритцеву электродинамику можно назвать "баллистической", то максвеллову — "кабалистической", основанной на мистических, не имеющих отношения к реальности операциях над буквами и цифрами. Не зря, Максвелл, как и некоторые нематериалистически мыслящие учёные, увлекался сверхъестественным, в том числе демонологией. Так, в физике широко известен термин "демон Максвелла". Словно и впрямь это сам дьявол в лице Максвелла направил науку по ложному пути. Ведь, как видели, и теория относительности, и квантовая механика — это лишь следствия столь же абстрактной, формальной и иррациональной теории Максвелла.

И, напротив, поиск простых, рациональных объяснений явлений природы заметно продвигает науку вперёд. Так, секрет успеха атомистической теории Демокрита, сумевшего правильно понять многие явления, заключался в том, что он отверг мистику, нематериальные сущности (именно такой сущностью является поле) и признавал, что в мире существуют лишь атомы, имеющие свойства, и — пустота (небытие), не имеющая свойств [31]. Так что, физическому полю (нематериальному эфиру) нет места в материалистической атомистической концепции. Если же мы считаем, в рамках атомистической концепции, эфир — образованным из независимо летящих частиц, то приходим к баллистической теории Ритца, где эти частицы представлены реонами. Именно такого корпускулярного взгляда на эфир придерживался Ньютон, Ломоносов, Менделеев, Циолковский, Тесла. Да и сам Демокрит и Лукреций не отрицали эфир в такой форме. Все эти учёные говорили об эфире в своих произведениях, как о мельчайших частицах, наполняющих мировое, космическое пространство, как о первооснове, из которой построена материя. Именно в такой форме вводили эфир и древние. Не зря, Платон, много взявший у древних мудрецов, считал эфир состоящим из частиц в форме додекаэдра [144]. У того же Платона в "Тимее" излагались и начатки теории истечения света, во многом созвучной теории света Демокрита. Ошибочен лишь принятый физиками XIX в. аристотелев сплошной неподвижный эфир, заполняющий без зазоров всё пространство и пребывающий в неподвижном состоянии или вихревом движении, как у Декарта, в противоположность прямострельному независимому движению частиц-реонов, переносящих все воздействия. Ложное понимание физиками-схоластами эфира, как неподвижной сплошной среды, критиковал в своих "Диалогах" и Джордано Бруно, показавший, что древние подразумевали под эфиром именно быстрые частицы-бегуны, переносящие воздействия, о чём говорит уже сам перевод древнегреческого слова "эфир". Итак, эфир, по Платону и Демокриту, — это тончайшая атмосфера космоса, остающаяся в пространстве, если его очистить, удалив все атомы и образующие их частицы.

Неподвижный сплошной эфир недопустим ещё и по той причине, что вводит абсолютную систему отсчёта, с ним связанную. Но введение такого абсолюта — эквивалентно введению Аристотелем абсолютного центра мира и абсолютных границ Вселенной. Не случайно, именно Аристотель был одновременно автором гипотезы об абсолютном неподвижном эфире и геоцентрической, замкнутой в сферу, модели мира. Не случайно, и Аристотель XX века, — Эйнштейн, задержал крах теории Максвелла, основанной на эфире (поле), и возродил аристотелеву космологию (замкнутой, ограниченной Вселенной). Но мир, как показали Демокрит, Бруно, Циолковский, не может иметь центра и границ, будучи беспредельным (§ 2.6). А, потому, к безграничному пространству неприменимо понятие покоя или движения, которые проявляются, так же, как центры и границы, — лишь в качестве относительных, имеющих локальный, условный характер. Вот почему, абсолютный неподвижный и сплошной эфир — это абсурд. Если же мы признаём, что эфир не сплошной, а имеет части, то эти части, — атомы эфира, должны двигаться относительно друг друга. Таким образом, исчезает абсолютно покоящаяся система отсчёта, ибо мы уже не имеем привязок, не имеем тела, к которому можно было бы привязать абсолютную систему. И абсолютное время, и абсолютное пространство — должны быть привязаны к каким-то телам и их равномерному движению. Но, поскольку не существует таких тел, которые абсолютно покоятся или движутся строго равномерно, не будучи подвержены влиянию других тел, то надо признать, что и абсолютов нет: они чистая идеализация.

Итак, главное преимущество БТР перед прежней теорией эфира в том, что реоны и ареоны летят в вакууме свободно, без соударений, и в переносе волнового распределения участвуют одни и те же частицы, не обменивающиеся энергией в процессе движения, а, потому, — не теряющие её. Вот почему, свет и другие излучения всегда движутся в необозримых просторах космоса прямолинейно, без рассеяния и потерь энергии. Похожую модель эфира строили Циолковский и Менделеев, считавшие эфир не какой-то абстрактной, сплошной средой, а крайне разреженным газом, субатомные частицы которого практически не взаимодействуют друг с другом. Эти вездесущие и всепроницающие элементарные частицы имеют массу много меньше массы электрона и световую скорость движения [99, с. 42]. Именно световая скорость таких частиц и определяла, по Циолковскому, скорость света. Эту концепцию он изложил в своей работе "Кинетическая теория света" [159], ныне забытой и, возможно, — навсегда похороненной в архивах.

К тем же взглядам на природу переносчиков света ещё задолго до опыта Майкельсона пришёл и величайший знаток электричества Никола Тесла, принявший, как видно из его работ, теорию Ритца и отвергший эфир с теорией Максвелла, как экспериментально, так и на основе теоретического анализа. Он писал: "Когда доктор Генрих Герц проводил свои эксперименты в период с 1887 по 1889 год, его целью была демонстрация теории, заключающейся в том, что среда, которая наполняет всё пространство, называется эфир, не обладает структурой, очень тонка, однако одновременно чрезвычайно прочна… За много лет до этого я установил, что такая среда не может существовать, и мы должны принять точку зрения, которая заключается в том, что всё пространство заполнено газообразным веществом" [110]. Такой корпускулярный подход к проблеме переноса света в среде не только решал все теоретические проблемы эфира, но и объяснял результат опыта Майкельсона и звёздной аберрации (§ 1.9).

Отметим, что данное Ритцем описание электрического и гравитационного взаимодействий тел, посредством ударов реонов, очень напоминает известную гипотезу другого швейцарского физика, Ж. Лесажа, придуманную ещё в середине XVIII века и неоднократно упомянутую в работах Ритца. Согласно Лесажу, притяжение тел вызвано беспорядочно носящимися в пространстве микрочастицами эфира, которые, ударяя в тела, подталкивают их навстречу друг другу. При этом Лесаж, опираясь на древнюю атомистическую теорию взаимодействий Демокрита и Эпикура о снующих в пустоте частицах [106], показал, что из неё сразу вытекает ньютонов закон тяготения (равно, как из реонной модели Ритца — прямо следуют законы Кулона и Ньютона, § 1.4, § 1.17). Интересно, что Лесаж, в отличие от его последователей, называл эти частицы не "атомами эфира", а просто "ультрамировыми частицами", отмечая их ничтожные размеры и огромную скорость. Этим он объяснил их высокую проникающую способность и отсутствие соударений друг с другом. Так же, и Ритц спустя век обосновал свободное движение реонов и почти неограниченную длину свободного пробега — их малыми размерами, позволяющими рассматривать реоны, как материальные точки.

Вдобавок, Лесаж задолго до Резерфорда догадался, что основной объём вещества составляет пустота, тогда как вся масса тел и атомов сосредоточена в малых областях, периодично рассеянных по телу [107]. Представив тела и атомы в виде пустотелых ячеек и клеток, основная масса которых собрана в тонких прутьях постоянного сечения, Лесаж не только предугадал существование ядер и электронов стандартного размера, но и кристаллическую, решётчатую структуру тел и элементарных частиц (§ 3.1, § 3.9). Благодаря такому строению даже плотные тела представляют для ультрамировых частиц (и реонов) ничтожную преграду, словно редкие прутья клетки — для песчинок, подхваченных ветром и пролетающих сквозь ячейки решётки. Это объясняет, почему вещество практически не задерживает, не экранирует гравитационное воздействие. Атомы экрана задерживают лишь ничтожную часть потока частиц, оказывающую гравитационное воздействие на преграду, а основная, прошедшая часть потока действует на тела, расположенные за экраном. Аналогично и БТР объясняет выдвинутый Ритцем тезис о том, что реоны свободно пролетают сквозь плотные тела, не меняя направления и скорости (ввиду ничтожных, точечных размеров электронов, электронных ядер, образующих вещество и поглощающих реоны, § 1.4, § 3.18), а потому доносят электрическое и гравитационное воздействие до самых глубоких слоёв вещества.

Ныне и впрямь известно, что микрочастицы, — электроны и протоны, летящие со скоростью, близкой к скорости света (с которой движутся реоны), легко пронзают сравнительно толстые слои вещества. Так что же говорить об ультрамировых частицах Лесажа (или реонах), которые, имея много меньшие размеры и не подвергаясь действию полей (ими же несомых), должны легко пронзать гигантские толщи вещества, словно пресловутые нейтрино. Всё это характеризует Лесажа и Ритца, этих славных сынов Швейцарии, как гениальных провидцев, угадавших свойства ядер и элементарных частиц, а также их строение. Впрочем, в отличие от БТР, гипотеза Лесажа имела ряд недостатков. Так, если учесть отражения частиц Лесажа телами, воздействия вообще не возникнет. Этих недостатков лишена теория реонов, хотя бы потому, что они не отражаются, а — лишь испускаются и поглощаются зарядами. Поэтому, больше ритцева теория напоминает не теорию Лесажа, а исходную теорию Демокрита, Ньютона, Римана и Пирсона, где потоки частиц просто поглощаются центрами тяготения (заряда), увлекая своим движением тела, которые они пронизывают [77, 99, 107]. Впрочем, Лесаж уточнил свою теорию, приняв, что ультрамировые частицы прилипают к частицам вещества при ударе, а, спустя время, — снова вылетают, уже в ином направлении. Это ещё больше сближает теорию Лесажа с теорией Ритца, где реоны поглощаются электроном, а после снова отделяются от него (§ 1.5).

Максвелл и Пирсон тоже предлагали в чём-то схожую механическую модель, считая положительные заряды источниками эфирной жидкости, а отрицательные — стоками, чем объясняли взаимодействие зарядов и масс [107]. Но, во-первых, опыт отверг сплошной неподвижный эфир, подтвердив классический принцип относительности для электродинамических явлений и теорию Ритца. Во-вторых, модель Ритца — более естественна, поскольку не вводит нематериальных, неощутимых жидкостей, а описывает всё посредством движения и распада элементарных частиц, — явлений известных, не требующих преумножения сущностей. В-третьих, модель Ритца избавлена, как видели, от всех пороков эфира. В том числе, среда из реонов объясняет поперечный характер электромагнитных волн, статические электрические и магнитные воздействия (Часть 1), что было не под силу теории эфира, который попеременно считали то бесконечно твёрдым, то бесконечно лёгким и проницаемым. На многочисленные недостатки концепции эфира указывали многие учёные, и, особенно, — Ритц.

Наконец, ещё одна существенная проблема эфира состояла в том, что тела, движущиеся в нём с космическими скоростями, должны были бы испытывать сопротивление, тормозящее движение планет, и те бы падали на Солнце. Может показаться, что так же будут тормозиться и тела, движущиеся в пространстве, заполненном реонами. Ведь любое тело, движущееся в потоке реонов, должно испытывать сопротивление. Но, кроме реонов, в пространстве носится такое же число ареонов, оказывающих противоположное воздействие. Эти воздействия взаимно нейтрализуются, и, потому, на тело, заряд, даже если они несутся в вакууме с огромной скоростью, не действуют тормозящие силы. С другой стороны, наличие в пространстве реонов и ареонов, хоть и не влияет на механические и оптические явления, задаёт, всё же, некую выделенную систему отсчёта. Это — такая система, в которой средние потоки реонов (и ареонов) во всех направлениях — одинаковы. Все эти реоны испущены телами из наблюдаемой части Вселенной (§ 2.5). Поэтому и такая система отсчёта не будет абсолютной: в ней мы сможем находить лишь скорость относительно ближайшего нашего окружения в бесконечной Вселенной, так же, как сейчас астрономы определяют среднюю скорость Земли относительно ближайшего звёздного и галактического окружения или реликтового фона, на основании эффекта Доплера. В других участках Вселенной иные системы отсчёта, привязанные к реонной среде, могут двигаться относительно нашей с заметными скоростями.

Таким образом, хотя динамическая среда из реонов и ареонов по своим свойствам во многом аналогична эфиру, она всё же существенно отличается от него, обеспечивая адекватное механическое описание всех явлений и взаимодействий — на единой основе. Причину, по которой эфир порой ошибочно пытаются ассоциировать с реонами, состоит в следующем. Давно стало ясно, что дальнодействия не существует: тела не могут непосредственно действовать друг на друга на расстоянии, — в пространстве между ними должен быть некий материальный посредник (промежуточная среда или агент), переносящий воздействие от одного тела к другому. О его реальности свидетельствует, хотя бы, запаздывание света и воздействий, идущих от источника к приёмнику. Следовательно, это воздействие существует в каком-то виде в пространстве между источником и приёмником, а, ввиду материальности его носителя, переносится с конечной скоростью, что признают и современные физики [60]. То есть переносчик-среда обладает массой. Эту среду и назвали "эфиром". В таком смысле эфиром можно назвать и потоки реонов, пронизывающие все тела, всё пространство и тоже переносящие все виды взаимодействий. Но это совсем не тот эфир, под которым понимают то абстрактную сплошную нематериальную среду-флюид без физических свойств (поле), то среду типа жидкостей и газов, где воздействие передаётся в виде волн, распространяющихся в среде от точки к точке, без переноса самой среды.

Поэтому, во избежание путаницы мы не говорим о реонах как о среде типа эфира, а считаем их просто независимо движущимися частицами, типа частиц космических лучей, тоже пронизывающих всё пространство и носящихся с околосветовыми скоростями. Отметим, что именно в форме свободно носящихся частиц, заполняющих космическое пространство и служащих первоосновой всего, питающих материей и энергией (силами, светом) все тела, вводили эфир в своих работах и Демокрит с Лукрецием Каром [77]. Подобно реонам, эфир они представляли потоками высокоэнергичных частиц, наполняющих космос, считали эфир первоисточником всех тел, взаимодействий и просто космической средой, свободным пространством, откуда поступает материя и энергия. Примерно так, и мы ныне употребляем слово "эфир" в выражениях "транслировать в эфир", "мы в эфире" в смысле приёма-передачи сигналов в пространство, хотя прекрасно знаем, что эфира нет.

Итак, следуя концепции Ритца, надо отвергнуть сплошной неподвижный эфир, равно как электромагнитные поля и волны, в их обычном понимании. БТР требует либо полного упразднения этих понятий, либо коренного их пересмотра, поскольку некий аналог эфира (§ 3.21), полей (§ 1.8) и волн (§ 1.11) возникает и здесь. Хотя теория Ритца и содержит общие моменты с моделями эфира, квантовой электродинамикой (КЭД) [106], утверждать их равноправие — это как равнять модели Птолемея и Коперника, словно не важно, Солнце ли вращается вокруг Земли или Земля — вокруг Солнца. Тоже схожие модели, — а какая разница! Так и модель Ритца — проще и естественней моделей Максвелла и КЭД. Если максвеллова модель ошибочна, неадекватна реальности, то модель Ритца отвечает и физическому, и жизненному опыту (здравому смыслу). Поскольку Ритц сводил все электрические эффекты к испусканию и столкновению частиц, его модель была для электродинамики тем же, чем молекулярно-кинетическая теория (МКТ) — для термодинамики. МКТ свела давление, тепловые, диффузионные, звуковые процессы к движению атомов. А Ритц объяснил электрические, магнитные и световые процессы движением реонов. Таким образом, именно реоны и ареоны оказываются пока наименьшими частицами и выполняют функции эфира не только в качестве квинтэссенции, — первоосновы, стройматериала мироздания (элементарных кирпичиков, из которых сложены все тела и частицы), но и в качестве первоисточника, переносчика всех известных типов взаимодействий (сильного, электромагнитного, слабого и гравитационного, § 3.16), будучи, по сути, ещё и цементом, который связывает друг с другом и отделяет друг от друга частицы-кирпичики мироздания.

ОСНОВНЫЕ ИДЕИ ЧАСТИ 3

1. Магнитная модель атома Ритца ещё в 1908 г. классически объяснила все особенности спектра водорода и щелочных металлов, как результат колебаний электронов в магнитном поле атома возле устойчивых положений. Это позволяет отказаться от планетарной и квантовой модели атома Бора.

2. Классическая модель атома Томсона-Ленарда, представляющая остов атома в виде набора связанных в пары зарядов, образующих бипирамидальную структуру, позволяет объяснить строение электронных слоёв и химические свойства атомов, их связь со спектрами и положением в таблице Менделеева.

3. Магнитная модель атома Ритца, будучи объединена с моделью атома Томсона, классически объясняет расщепление линий по эффектам Зеемана, Штарка, а также ряд тонких особенностей спектров.

4. Классическая модель атома устанавливает связь строения атома со строением ядра, благодаря общему принципу укладки электронов и нуклонов в бипирамидальном каркасе, естественно объясняя магические числа нуклонов.

5. Идея Томсона о кристаллической структуре атома позволяют установить строение протонов, нейтронов и других элементарных частиц, образованных из двух-трёх типов мезонов, в свою очередь образованных из связанных в кристаллическую решётку электронов и позитронов. Отсюда естественно следуют значения масс элементарных частиц, времена их жизни и другие свойства, а также — некий аналог таблицы Менделеева для них.

6. Кристаллическая модель частиц и теория Ритца объясняет ядерные (сильное и слабое) взаимодействия как частные проявления электрического. То есть все типы взаимодействий (включая гравитационное) сводятся к одному — электрическому, в свою очередь сводящемуся к механическому.

7. Из теории Ритца следует, что в ядерных реакциях материя сохраняется, причём распады частиц оказываются не спонтанными, а индуцированными внешним источником, например, — ударами реонов. Это позволяет пересмотреть ряд ядерных экспериментов, считавшихся подтверждением теории относительности и опровержением теории Ритца, в пользу последней.

8. Ритцева модель электрона впервые позволяет исследовать субэлектронный этаж мироздания, выяснить природу инертной массы электрона, механизм генерации его магнитного момента и спина, установить строение электрона и позитрона, природу материи и антиматерии, а также причину их асимметрии.

Часть 4

ЭЛЕКТРОНИКА И ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В БТР

День, когда мы узнаем, что такое электричество, вероятно, станет ещё более величайшим событием в летописи человечества, чем любое другое происшествие, отражённое в нашей истории. Придёт время, когда комфорт, возможно, даже само существование человека будут зависеть от этого замечательного явления.

Никола Тесла [110]

Побывав в мега- и микромире, вернёмся в привычный земной макромир, дабы объяснить на базе Баллистической Теории Ритца открытые здесь явления и закономерности. Часть 3 показала, что классическая теория Ритца проясняет геометрическую структуру и свойства элементарных частиц, атомов. Теперь, пора применить эти знания к большим ассоциациям атомов и объяснить строение вещества, свойства материальных сред, дабы создать не квантовую, а чисто классическую теорию твёрдого тела, особенно для явлений излучения, фотоэффекта, теплоёмкости, электрической проводимости и сверхпроводимости. Как увидим, классическая картина этих явлений не только возможна, но и наиболее естественна, проста и точна.

В частности, будет показана абсурдность гипотезы корпускулярно-волнового дуализма и принципа неопределённости Гейзенберга, нагоняющих туман в наши представления о микромире. То, что в квантовой механике атомный мир, электроны — размыты, замутнены, и позволяет учёным, пользуясь такой неопределённостью, "творить" в микромире всё, что вздумается, принимая самые абсурдные гипотезы и картины явлений. Именно в мутной воде квантового мрака и размытости, в тумане математических формулировок "хорошо рыбка ловится", менее заметны манипуляции, подтасовки и подмены, которые уже исходно противоречат здравому смыслу, — можно творить полный беспредел, и никто не схватит учёного за руку. Поэтому в микромире нас стремятся приучить к мысли, что здесь бесполезен наш здравый смысл, к которому обычно апеллируем при разрешении спорных вопросов и противоречий. Уже поэтому, квантовую теорию следовало бы признать ложной. И лишь отсутствие до сих пор классической картины явлений не позволяло отвергнуть квантовую их картину.

Тем не менее, как покажем в этой части, все эффекты, будто бы доказывающие принцип неопределённости, волновые свойства частиц и корпускулярные свойства света, имеют простое классическое объяснение, зачастую, даже, — более точное и всеобъемлющее, нежели их квантовая трактовка. Лишь классическая теория вещества и излучения позволяет верно понять их свойства и управлять ими, создавая материалы с нужными свойствами. В микромире нет квантового тумана и размытости, а царит строгий, классический детерминизм. Недаром наш известный физик А.А. Власов, специалист по оптике, термодинамике, электродинамике и физике плазмы, написавший одноимённое кинетическое уравнение [25], утверждал, что воспеваемый невеждами триумф квантовой теории, в объяснении явлений микромира, свойств газов, жидкостей и кристаллов, — сильно преувеличен. Кванторелятивисты лишь угадали или имитировали методами "тыка", подбора и плагиата некоторые феноменологические законы и эмпирические правила, не открывающие природы явлений и не позволяющие продвинуться дальше. Поэтому, остро необходимо установление истинных, глубинных, классически детерминированных законов происходящего.

Такое классическое понимание электрических и других явлений в средах оказывается важным не только в теоретическом и мировоззренческом ключе, но, более всего, — в практическом плане. Как верно отметил Тесла, именно понимание природы электрических явлений имеет для человечества первостепенное значение. И, как раз, баллистическая модель, принятая Тесла, позволяет достичь такого понимания. Не зря, и в макромире электрических приборов так распространена баллистическая терминология: батарея, электронная пушка, баллистический гальванометр, пушка Гаусса, безынерционный баллистический транзистор, болометр. Слово "батарейка" тоже пришло к нам из артиллерии, где батареей (от фр. "бить", того же корня и слово "баталия") называют группу периодично расположенных однотипных арторудий. Так же и периодично дислоцированные силовые центры — однотипные атомы в кристалле, или электроны с позитронами в атоме, выстроены в батареи, стреляющие реонами и ареонами. Наконец, вся вакуумная и СВЧ-электроника: лампы, клистроны (§ 2.11), гиротроны, магнетроны и т. д., — тоже работает на баллистических принципах, то есть, — на свободном или управляемом полёте пучка электронов, выстреленных электронной пушкой. Именно баллистика оказывается ключом к электронике. Не случайно, известный курс "Электроники" В. Гапонова открывается главой "Электронная баллистика и электронная оптика" [36]. Осталось внести баллистические механические принципы и в самые теоретические основы явлений, что приведёт к грандиозному прорыву в этой области. Так, важнейшая задача сейчас состоит в создании высокотемпературных сверхпроводников для передачи электроэнергии на большие расстояния и постройки экономичного транспорта. Остро необходимы и дешёвые эффективные и экологически чистые генераторы электроэнергии, например, солнечные батареи. В решении этих задач неоценимую помощь может оказать именно БТР, предлагающая, в пику квантмеху, адекватную классическую картину явлений. А, ведь, нет ничего более практичного, чем хорошая теория.

§ 4.1 Ритц и проблема излучения абсолютно чёрного тела

Принципиальные трудности в теории излучения чёрного тела ведут нас не столько к тому, чтобы вместе с Планком вводить частицу энергии-времени, но скорее к требованию восстановить при помощи принципа наименьшего действия нарушенный современной электронной теорией принцип детерминизма природных процессов в духе классической механики, чтобы известное конечное число заданных факторов было достаточным для определения процесса движения системы электронов в любой момент времени.

Вальтер Ритц, "Об основаниях электродинамики и теории излучения абсолютно чёрного тела" [9]

История квантовой физики началась с Планка, — учёного, бывшего сторонником классических взглядов и не ожидавшего, что его идеи приведут к отказу от классической физики и станут фундаментом для абсурдной квантовой механики. К идее световых квантов Планк пришёл, исследуя механизм излучения нагретых тел. Планк сначала эмпирически подобрал формулу для описания спектра излучения абсолютно чёрного тела, которая хорошо согласовалась с экспериментально измеренной зависимостью спектральной интенсивности от частоты света. Пытаясь дать физическую интерпретацию этому закону, Планк пришёл к мысли о квантовой структуре света. Однако, закон Планка легко объяснить и классически, — в рамках волновых представлений о свете, если верно интерпретировать процесс теплового излучения.

Действительно, исходная идея Планка не противоречила классической физике. Планк просто показал, что открытый им закон теплового излучения легко получается, если допустить, что энергии E атомных осцилляторов (электронов, колеблющихся в атомах) принимают не все возможные значения, а жёстко связаны с частотой f колебаний электрона, испускающего, как любой вибрирующий заряд, свет той же частоты f. Эта связь выражается известной формулой E=hf, где величина h, именуемая постоянной Планка, и была названа элементарным квантом действия. Прежде казалось, что в рамках классической физики нельзя получить такую связь, ибо энергия осциллятора, скажем, — груза на пружинке, как известно, может принимать самые разные значения при одной и той же частоте колебаний груза. Потому, и была выдвинута квантовая гипотеза, согласно которой свет излучается порциями, в виде квантов энергии E=hf. Но, в действительности, такую связь частоты и энергии, как видели (§ 3.3), легко получить и в рамках классической физики, если принять магнитную модель атома Ритца. В магнитном поле бипирамидального атомного остова электрон, крутящийся с частотой f, как раз имеет энергию E=hf, где величина h, на основании данных о радиусе и магнитном моменте электрона, получается в точности равна постоянной Планка. А, потому, планковский закон излучения естественно возникает и в классической физике, раз уж он прямо следует из соотношения E=hf. Разберём подробней механизм теплового излучения и закон Планка.

Тепловое излучение, как выяснили, возникает при поглощении атомами электронов. Когда атом металла или газа захватывает электрон, тот начинает вращаться в атоме, излучая на частоте своего вращения f=E/h, где E — энергия поглощённого атомом электрона.

Электроны, как любые другие частицы при температуре T, подчиняются распределению Максвелла. То есть, доля, концентрация электронов со скоростью V есть

n~Ee—E/kT,

где E=MV^2/2, а M — масса электрона. Спектральная плотность энергии u (энергия, излучаемая на данной частоте f) пропорциональна NE, где N — частота захвата атомами электронов энергии E=hf. Для быстрых, высокоэнергичных электронов частота столкновений и захватов определяется их концентрацией n и скоростью V, много большей скорости атомов: N~nE. В итоге, энергия, излучаемая атомом на частоте f, будет

u~E^3e—E/kT=(hf)3e—hf/kT,

что совпадает с законом излучения Вина и с формулой Планка для высоких частот. Низкие частоты возникают от ударов медленных электронов, имеющих малую энергию. Скорости этих электронов меньше средней скорости атомов, и частота их столкновений, захватов зависит уже не от энергии E, а определяется скоростью, энергией атомов N~nkT. Поэтому, энергия, излучаемая атомом на низких частотах, есть

u~E^2kTe—E/kT=(hf)2kTe—hf/kT

или

u~(hf)2kT,

если учесть близость e—hf/kT к единице. Но это — формула Релея-Джинса или формула Планка для низких частот (Рис. 144)!

Рис. 144. Максвелловское распределение электронов n(E) переходит в планковское u(f). Частота захвата электронов атомами зависит от их взаимной скорости (v-V), равной в крайних случаях v либо V.

Так что, формула Планка имеет классическое объяснение в обоих предельных случаях. Критерий перехода между ними даёт соотношение тепловой энергии атомов и электронов, — соотношение энергии kT и E=hf. При kT>>hf получаем формулу Джинса, а при kT<<hf — формулу Вина. Можно рассчитать и промежуточный случай, и он даст близкое, но неточное совпадение с формулой Планка. Но, ведь, и она не вполне точна, давая порой заметные расхождения с опытом, хотя это и объясняют тем, что в природе нет абсолютно чёрных тел.

Итак, спектр излучения чёрного тела легко объясним в рамках классической теории Ритца. А, значит, фундамент квантовой физики подорван. Ведь квантовую физику выдумали как раз потому, что классическая не смогла объяснить спектр излучения чёрного тела и привела к ультрафиолетовой катастрофе, — излучению на высоких частотах бесконечной энергии. От ультрафиолетовой катастрофы физику спас закон Планка и его квантовая трактовка. Но после оказалось, что квантовая физика и электродинамика рождают ещё больше расходимостей и бесконечностей: "за что боролись — на то и напоролись"! А, смешнее всего, что энергия излучения чёрного тела на высоких частотах выходила бесконечной и в квантовой механике. Следуя ей, к излучению на каждой из частот надо добавить энергию нулевых колебаний hf/2, стремящуюся к бесконечности, с ростом частоты f. Так вернулись к ультрафиолетовой катастрофе классического закона Релея-Джинса.

Всё это не вредит формуле Планка, но говорит о ложности нынешней квантовой трактовки этой формулы. Не зря, Планк призывал к осторожному обращению с квантами, которые он ввёл как формальный приём, веря, что открытый им закон излучения удастся объяснить и в рамках классической физики. О том же говорил в своём споре с Эйнштейном и Ритц (см. эпиграф § 4.1). Он связывал ультрафиолетовую катастрофу с неверным описанием процесса излучения и порочностью максвелловской электродинамики. Словно предчувствуя грядущие квантовомеханические потрясения, Ритц указал, что главная проблема теории излучения чёрного тела состоит в неверном описании движения электронов в металле и атомах, в его неопределённости. Уравнения Максвелла и теория Лоренца слишком неоднозначны, то есть, — допускают большое число физически невозможных решений. Если наложить соответствующие ограничения, в том числе условие запаздывающих потенциалов (по сути, классический принцип причинности, детерминизма) и предложенную Планком связь частоты колебаний и энергии электрона, то планковский закон излучения получится сам собой в рамках классического подхода. Этому вопросу посвящена серия из четырёх статей, в том числе, — предсмертная статья Ритца, где он вступил в схватку с самим Эйнштейном (Рис. 23), вставшим горой за электродинамику Максвелла и термодинамическую необратимость [6, 146, 161].

И, точно, как показано выше, закон Планка вполне объясним классически и связан с детерминированной частотой обращения электрона, с дискретностью, прерывистостью, но не света, а самого вещества и излучения, состоящего из отдельных актов. Ведь в тепловом излучении каждый акт излучения и поглощения света сопряжён с движением по орбите отдельного электрона, захваченного атомом или вылетающего из него. Примечательно, что ещё в начале XX в. Ритц отмечал, что именно теория Максвелла противоречит классической механике и принципу причинности, детерминизма в физике. И, потому, не механика Ньютона, а теория Максвелла ответственна за кризис науки начала XX века, в связи с проблемой опыта Майкельсона и закона излучения чёрного тела. Как верно заметил Ритц, именно теория Максвелла, противоречащая классической механике и лишающая поле с веществом чёткой корпускулярной структуры, ответственна за появление теории относительности и квантовой физики. Эти абсурдные теории — неизбежное следствие столь же абсурдной теории Максвелла.

То, что энергия E колебаний, кружения электрона в атоме, — связана с частотой f его обращения, подтверждает и фотоэффект: внешний электрон атома, срываясь со своей орбиты под действием света частоты f, при вылете из металла, как раз имеет энергию E=hf (§ 4.3). Планк стремился вернуть физику в классическое русло, борясь за правильное истолкование своих идей в рамках дискретных свойств электричества, атомов, а не света. Модель атома Ритца позволила этого добиться. Модель поясняет не только то, как рождается сплошной и линейчатый спектр излучения нагретых тел, но и почему тела излучают тем интенсивней, чем выше их температура.

Нагрев приводит к убыстренному движению атомов. Растёт сила и частота их столкновений, толчки побуждают внутренние и внешние электроны атома интенсивней кружиться и излучать, генерируя соответственно дискретный и сплошной спектры. Внешние электроны чаще отрываются от атомов и, набрав в столкновениях добавочную энергию, излучают её в виде сплошного спектра при захвате другими атомами (Рис. 145). Это явление, именуемое "обратным фотоэффектом", рождает также сплошной X-спектр рентгеновской трубки [134]. Однако, в газе атомы удалены друг от друга, они редко теряют и поглощают электроны. Потому, у газов, в отличие от раскалённых твёрдых тел, с их сплошным спектром, более ярок дискретный, линейчатый спектр, природу которого разобрали выше (§ 3.1). Лишь в протяжённой плазме звёзд электроны движутся свободно и в больших объёмах газа часто соударяются с атомами, генерируя сплошной спектр, не хуже твёрдых тел. Заметим, что квантовая физика объяснить сплошной спектр излучения Солнца и звёзд не способна.

Рис. 145. Генерация сплошного и линейчатого спектра соответственно внешними и внутренними электронами. Максвеллово распределение электронов по энергиям E, переходящее при E=hf в планковское распределение по интенсивности спектра.

Интересно отметить, что ещё в 1750 г. М.В. Ломоносов в своей работе "Размышления о причине теплоты и холода" (§ 4.15) связал тепловые свойства тел с вращением их частиц, которое с ростом температуры становится всё более интенсивным, отчего тело излучает всё больше тепла. Тем самым, Ломоносов не только предсказал существование в атомах крутящихся электронов, но и догадался, что именно их кружение ответственно за тепловое излучение тел. Классическое объяснение спектра излучения абсолютно чёрного тела — это лишь первый кирпич, изъятый из фундамента квантовой теории и встроенный в здание классической физики. Как покажем далее, и все прочие кирпичи фундамента: фотоэффект, эффект Комптона, опыт Франка-Герца и т. д., — не имеют отношения к квантовой концепции, в здании которой лежат ненадёжно, однако, стройно укладываются в рамки классической физики.

§ 4.2 Существуют ли фотоны — кванты света?

Если пиво всегда продают в бутылках, содержащих пинту, отсюда вовсе не следует, что пиво состоит из неделимых частей, равных пинте.

А. Эйнштейн о различии фотонной и планковской гипотезы [73, с. 147]

Вопрос о природе волновых свойств света обсуждался ранее (§ 1.12). Теперь пришла пора обсудить природу корпускулярных проявлений света и показать, что световая волна не может быть частицей, так же, как частица — волной. Но, ведь, ранее мы утверждали, что согласно БТР свет — это поток частиц-реонов. И, вот, оказывается, свет не частица? Вот именно: одна частица это ещё не свет, так же, как один, два и даже три ореха это ещё не куча. Согласно Ритцу, свет — это волна, несомая со световой скоростью потоком из множества реонов. Иными словами, в БТР нет квантов света, — фотонов, но есть кванты электрического воздействия, — реоны. Как же тогда объяснить существование фотонов, — частиц, каждая из которых может сама по себе рождать свет? Ниже покажем, что представление о фотонах возникло в результате ошибки.

Прежде всего, в излучении и поглощении света стандартными порциями нет ничего странного. Вполне естественно, что похожие, как две капли воды, атомы будут и энергию излучать одинаковыми порциями, словно однотипные радиопередатчики, посылающие стандартные импульсы в виде "точек" и "тире". Видно, так уж устроены атомы, что, подобно радиотелеграфу, они излучают лишь дискретный ряд энергий и, подобно радиостанциям, — в дискретном диапазоне частот. Этот внутренний механизм атома пытались вскрыть многие учёные. Наибольшего успеха в этом добился непревзойдённый мастер создания моделей Вальтер Ритц, как было показано выше (§ 3.1). Предложенный им атомный механизм позволил не только объяснить прерывистый характер спектра излучения атома, но и найти весь ряд генерируемых атомом частот. В этих моделях не было фотонов и квантовых переходов, напротив, — свет в виде обычных электромагнитных волн создавался классическими колебаниями электронов в атоме.

Как известно, история фотонов, — квантов света, началась с открытия Максом Планком квантов излучения. Впервые он заговорил о квантах, столкнувшись с проблемой излучения абсолютно чёрного тела. Проблема состояла в том, что классическая теория неверно описывала спектр излучения нагретых тел, скажем, раскалённой нити в лампе. Макс Планк решил эту проблему, предположив, что энергия E осциллятора, — колеблющегося электрона в атоме, — не произвольна, а жёстко связана с частотой f его колебаний, по формуле E=hf, где h — это постоянная Планка. Но идею Планка истолковали превратно, посчитав, зачем-то, что квантование связано с самим светом, а не с излучающими его атомами, внутри которых колеблются электроны. Хотя уже тот факт, что квантовые свойства света проявляются лишь при его взаимодействии с веществом, говорил, что всё дело — в атомном механизме, а не в свете. И, вместо того, чтоб искать, по идее Планка, дискретность в недрах атома, учёные, начиная всё с того же Эйнштейна, стали саму энергию делить на части: кванты, фотоны, — частицы, в виде которых, якобы, излучался свет. А, между тем, связь энергии и частоты колебаний электрона в атоме, а, значит, и спектральный закон Планка, — прямо следует из магнитной модели атома Ритца (§ 4.1).

Интересно, что сам Планк, введя представление о квантах, опирался на взгляды Больцмана, который, по мере защиты кинетической теории газов и атомистической концепции, подобно Ритцу, осознал ошибочность теории Максвелла, оперирующей с непрерывными величинами. Больцман указал, что в уравнения Максвелла надо внести элемент прерывистости, учитывающий дискретность во взаимодействии поля с веществом и обусловленный, по мысли этого физика-атомиста, дискретностью не энергии, а материи, состоящей из стандартных атомов и других частиц. По сути, Больцман предсказал реоны Ритца, отметив, что электромагнитное воздействие должно квантоваться. И это были именно кванты электрического воздействия (реоны), а не кванты света, энергии (фотоны). Смысл термина "квант" исходно был ближе к понятию "атом", поэтому Больцман, Томсон, Планк, Штарк и другие говорили о квантах материи (атомах), квантах электричества (электронах), то есть, — о реальных частицах. И лишь по вине Эйнштейна, Бора и, отчасти, самого Планка понятие кванта стали трактовать с позиций энергетизма (§ 5.14), в форме дискретных порций энергии, а не материи или электровоздействия.

Впрочем, и сам Планк отнюдь не считал, что в процессе излучения и поглощения атомами квантов энергии возникают и исчезают какие-то частицы-сгустки света, фотоны. Он лишь говорил, что атомы хранят и выдают электромагнитную энергию дозировано, стандартными порциями. А, конкретнее, он утверждал, что энергия E электрона в атоме — пропорциональна частоте его колебаний f с коэффициентом пропорциональности h, — постоянной Планка: E=hf. Но было бы глупо считать, что и распространяется свет, будучи собран в эти порции. Это всё равно, как думать, что, при излучении одинаковыми радиопередатчиками стандартных по энергии импульсов "точек" и "тире", эти импульсы распространяются в виде частиц, в виде отдельных "тире" и "точек", собранных каждая в своей точке пространства. Ясно, что импульс радиоизлучения расходится сразу во всех направлениях — в виде широкой сферической волны.

Выводя свой закон излучения, Планк отнюдь не считал свет состоящим из квантов, фотонов, но допускал, что атомы отдают энергию порциями, и каждая порция равномерно рассеивается по всем направлениям. Планк считал, что свет — это волна, а дискретность возникает лишь при испускании и поглощении света [73, 83]. То есть, планковский закон излучения вызван не зернистой структурой света, а дискретностью вещества и процесса излучения, которое есть совокупность элементарных актов, связанных с изменением состояний электронов в отдельных атомах. Это отличие планковских квантов и фотонной гипотезы Эйнштейна было проиллюстрировано последним в форме пивной аналогии (см. эпиграф к § 4.2). И, действительно, дозированный характер излучения света и открытая Планком связь частоты колебаний электрона с энергией этих колебаний, ни в коей мере не означают, что свет распространяется и существует в виде этих порций, — абстрактных фотонов, предложенных Эйнштейном.

То же и с поглощением света. Так, С.И. Вавилов изучал столь слабые потоки света, что, после адаптации глаза к темноте, свет то наблюдался, то исчезал [82]. При этом, по мнению экспериментатора, глаз фиксировал отдельные фотоны, — тогда и наблюдался свет. Однако, опыт этот ещё не говорит о дискретной структуре света, а демонстрирует особенность нашего зрения. Аналогично, если в полной тишине пытаться расслышать слабый источник звука, скажем, тиканье наручных часов, их звук будет то исчезать, то появляться [95]. К счастью, из этого никто не заключил, что звук дискретен и состоит из квантов звука, иначе, и это могли бы истолковать как подтверждение выдуманных И. Таммом фононов. Просто, когда ухо работает на пределе слышимости, звук неразличим по громкости. Он либо слышен, либо нет, — это зависит от порога восприятия звука и напряжения внимания. Так же и глаз — это прибор с порогом чувствительности: глаз либо видит слабый источник, либо нет. Всё дело в дискретности восприятия, а не самого света. Пытаться с помощью наших грубых приборов обнаружить дискретность света (фотоны) — так же глупо, как пробовать заметить дискретность массы (атомы) цифровыми весами. При взвешивании малой массы (например, граммовой гирьки) показания весов скачут вплоть до нуля, меняясь на дискретное пороговое значение массы, составляющее обычно 1 грамм. Но, ведь, это не значит, что весы регистрируют отдельные "атомы" (весом в 1 грамм!) или вообще действие на гирьку отдельных квантов гравитации (пресловутых гравитонов). Просто значения и изменения массы, которые меньше некоторого порога, весы в принципе не способны различить и показать. Вся причина в дискретизации значений измеряющим прибором (весами, глазом, детектором), а не в дискретности самой величины.

Та же ситуация, — если использовать в качестве регистрирующего прибора не глаз, а фотоплёнку, фотоумножитель, фотодетектор, счётчик Гейгера (детектор гамма-излучения). Любой из них имеет порог чувствительности. И достаточно малой случайной вариации слабого потока света или порога чувствительности, чтобы этот порог был превышен. Тогда прибор регистрирует свет, в противном случае, сигнал начисто отсутствует. Вызван порог чувствительности тем, что реакция поглощения света идёт на атомном, молекулярном уровне. Так, в фотоумножителе и счётчике Гейгера акт регистрации начинается с одного электрона, вылетевшего из поглотившего свет атома, за счёт фотоэффекта (§ 4.3). Этот электрон, будучи разогнан электрическим полем, рождает лавину электронов, которая и регистрируется (Рис. 146). Так же, и в фотоплёнке: кристалл бромистого серебра распадается начиная с одной молекулы, получившей от света достаточно энергии. Этот распад влечёт за собой цепную (лавинную) реакцию распада всех молекул кристалла. То есть, дискретность акта поглощения связана не с прерывистой, зернистой структурой света, а — с порогом чувствительности, зернистостью приёмника, плёнки. И глаз, и прибор, в принципе, не способны различать малые интенсивности света: они либо регистрируют сигнал, либо нет. Учёные же интерпретируют это так, будто фотон либо поглощается, либо нет.

Рис. 146. Каскадный, лавинный процесс — основа работы чувствительных детекторов света. В фотоумножителе падение света частоты f приводит к выбросу из атома электрона, крутящегося с частотой f. Он и рождает лавину электронов.

Показателен в этом плане следующий опыт. На пути лазерного луча ставят экран с двумя тонкими прорезями, за счёт чего на фотопластинке возникает обычная интерференционная картина от двух щелей (Рис. 147). После луч лазера с помощью фильтров так ослабляют, что фотодетектор регистрирует уже не сплошной поток света, а отдельные импульсы, вызванные, как считают, попаданием в детектор отдельных фотонов. Но, хотя фотоны следуют друг за другом крайне редко, на фотопластинке снова возникает всё та же интерференционная картина. Выходит, каждый фотон, создающий на фотопластинке отдельное засвеченное зерно (из таких зёрен по прошествии времени складывается интерференционная картина), проходит сразу через обе щели (иначе откуда интерференция?). То есть, фотон обладает противоречивыми свойствами: он размазан по пространству, и в то же время, собран в одной точке (где его регистрирует фотоплёнка или фотодетектор). Учёные не могут объяснить это противоречие и говорят, что человеку просто не дано понять наш мир.

Рис. 147. Хотя свет дифрагирует на щелях как волна, изображение на фотопластинке состоит из зёрен, как от падения отдельных фотонов.

Но, на деле, — всё просто: надо лишь отказаться от гипотезы фотонов и принять идею Ритца, по которой свет равномерно расходится во все стороны, в виде сплошного потока частиц с периодичным, волновым их распределением в пространстве. Такой поток, даже будучи ослаблен, содержит мириады частиц и сохраняет волновые свойства, ведущие к дифракции и интерференции (§ 1.12). Поэтому, на экране всегда образуется интерференционная картина. Однако, малая интенсивность света ведёт к тому, что атомы и молекулы в регистрирующем приборе не получают энергии, достаточной для акта регистрации. И лишь в редкие моменты, в редких точках, за счёт случайных вариаций, флуктуаций потока реонов (в том числе за счёт дифракции на тепловых неоднородностях воздуха), — энергия переносимой ими волны оказывается выше пороговой. Тогда и возникают редкие импульсы в фотодетекторах, а на фотопластинке — редкие тёмные точки. Аналогично, если на земле выстроить несколько одинаковых карточных домиков, то очень слабый порыв ветра сможет повалить лишь некоторые из них, лавинно распадающиеся, начиная с единственной карты. Но это не значит, что поток ветра квантуется, а означает лишь его случайные флуктуации, завихрения на препятствиях. А дискретность связана с дискретными актами регистрации ветра: карточный домик не может развалиться наполовину: он либо стоит, либо разваливается целиком. Точно так же и слабый поток света, приводящий к лавинному распаду (начиная с одной молекулы) отдельных фотографических зёрен — не квантуется, а испытывает случайные вариации от дифракции на препятствиях, и потому затрагивает лишь отдельные зёрна: процесс регистрации оказывается вероятностным, случайным.

Особенно ярко это проявляется при регистрации гамма-излучения, источником которого служат редкие ядра атомов и микрочастицы, отчего энергия отдельных актов излучения — мала. В итоге, лишь изредка счётчик Гейгера регистрирует излучение, что интерпретируют как попадание в детектор отдельных гамма-квантов. На деле же, источник всегда испускает гамма-излучение сразу во всех направлениях, в виде сферической волны, а не гамма-квантов, как подтвердил эффект Мёссбауэра (§ 3.7). И срабатывание лишь одного-двух из множества счётчиков обусловлено малой мощностью излучения и его флуктуациями. Это видно при аннигиляции электрона и позитрона, рождающей, по квантовой теории, два гамма-кванта (§ 1.16, § 3.13). А, на деле, не всегда одновременно регистрируют излучение лишь два детектора: изредка срабатывают разом и три детектора, ещё реже — четыре, чего квантовая теория объяснить не может. Причина же — в образовании сферической волны гамма-излучения (Рис. 42), слабо действующей на детекторы, отчего шанс срабатывания сразу многих счётчиков, у которых порог чувствительности будет случайно превышен, хоть и мал, но не равен нулю.

Как видим, прерывистость регистрации света связана с его малыми флуктуациями, случайными колебаниями яркости, которые у слабого сигнала сопоставимы с самим сигналом и порогом чувствительности. Чем же вызваны эти флуктуации света? Дело тут не в колебании яркости источника, а в промежуточной среде, воздухе, малые тепловые флуктуации плотности которого ведут к рассеянию и дифракции света, за счёт чего яркость в каждой точке экрана постоянно и случайно меняется, что вызвано ещё и дрожанием лазера с экраном. Эти малые флуктуации, действительно, были обнаружены, скажем, в опыте Брауна-Твисса, но, по ошибке, были истолкованы как флуктуации числа фотонов в пучке света [82]. Особенно хорошо заметны эти случайные колебания яркости в монохроматичном луче лазера: лазерное пятно на экране разбивается на сотни мерцающих точек: излучение кажется зернистым. Но, как было показано, это вызвано не зернистостью и дискретностью света, а его малыми флуктуациями. Аналогично, тепловые флуктуации, турбулентность в атмосфере Земли приводят к мерцанию света звёзд, быстрым колебаниям их цвета и яркости (§ 2.11). Отметим, что сторонники фотонных теорий хотели и это явление истолковать, как подтверждение дискретной структуры света: будто свет звёзд столь слаб, и фотоны следуют так редко, что мы видим отдельные кванты разных цветов лишь в моменты их точного попадания в фоторецепторы — оттого и мерцание (здесь кванторелятивисты снова пошли по пути Аристотеля, объяснявшего мерцание звёзд слабостью их световых лучей, которые от малой яркости якобы дрожат и часто летят мимо глаза). Но, к счастью, связь мерцания звёзд с волнением атмосферы доказана столь надёжно, что у фотонного объяснения нет шансов.

Первый "квантовый заскок" в представлении о свете, как о фотонах, произошёл с выходом в 1905 г. работы Эйнштейна о фотоэффекте и световых квантах. Ф. Ленард, исследуя фотоэффект, открыл, что в этом процессе "вырывания" светом электронов с поверхности металла, скорость V вылета электронов зависит не от интенсивности, а от частоты f выбившего их света. Отсюда Эйнштейн заключил, что световая энергия не только при взаимодействии с атомами, но и во всех прочих процессах излучается и поглощается только порциями, квантами. Так, электрон массой m, поглощая свет, приобретает энергию mV2/2=hf одного кванта. То есть, Эйнштейн, в противоположность Планку, счёл кванты реальными частицами, фотонами, в виде которых распространяется свет, хотя, по Планку, выпуск и поглощение света (или пива) порциями ещё не доказывает, что свет состоит из квантов (а пиво — из неделимых порций).

Следующим пришёл Бор, который процесс излучения и поглощения света атомом вообще не связывал с колебаниями в нём электрона, а, значит, — и с электромагнитными волнами. Бор просто принял, что электрон скачком меняет свою энергию, отдавая или поглощая её разницу в виде кванта света. Всё это, вкупе с отказом от эфира, постепенно привело к мысли, что свет — это не просто электромагнитная волна, но частица, фотон, в форме которого свет не только излучается и поглощается, но и распространяется. В то же время, никто не думал отрицать, что свет — это волна. Так, в науку вошло осмеянное Дж. Оруэллом в романе "1984" двоемыслие, скрытое в физике под серьёзным научным термином "корпускулярно-волновой дуализм". Следуя ему, всякую волну надо одновременно считать частицей и, — наоборот, делая вид, словно, на самом деле, тут нет противоречия.

Неспособность истолковать корпускулярно-волновой дуализм света, одновременно способного интерферировать и вызывать квантовые эффекты, всегда смущала учёных. Понимая абсурдность, двусмысленность этого положения, они отмечали, что им приходится по понедельникам, средам и пятницам считать свет волной, а по вторникам, четвергам и субботам — частицей. Этот вопрос настолько неудобен, что некоторые учёные, скажем Фейнман, просто орали в ответ: "Не думай, а вбей себе в башку, что это так!". Так же и Ландау, когда ученики задавали ему подобные вопросы, называл их дураками и огрызался фразой: "Заткнись, дурак, не возникай и делай, как говорят!". Это отчаяние и бессилие учёных при объяснении противоречивых свойств света лучше всего свидетельствует об ошибочности квантовой физики и электродинамики Максвелла. Вместо того, чтобы способствовать пониманию, размышлению, нас призывают в "лучших" традициях религии веровать, ибо это абсурдно. В итоге, у всех, кто исповедует неклассическую модель мира, развивается комплекс неполноценности: они видят, что просто не могут понять природу света, осознают своё слабоумие и, потому, крайне раздражаются, когда им задают такие неудобные вопросы, которые они пожелали бы вообще забыть [111]. Впрочем, сам Эйнштейн уже к концу жизни в 1951 г. честно признался, что не может объяснить, что такое свет и световые кванты (фотоны).

В том числе, квантовая теория не может объяснить наличия у света групповой и фазовой скорости, поскольку фотоны, согласно теории Эйнштейна, движутся всегда с одной и той же скоростью c. Так же непонятно, отчего свет меняет свою скорость, попадая в преломляющую среду, хотя скорость фотонов не меняется. Все эти явления, так же как и явления распространения радиоволн, способна объяснить лишь волновая теория света. Лишь за счёт сложения, интерференции света, испущенного разными излучателями, в том числе рассеянного атомами среды, приводит к изменению фазовой скорости света, несмотря на движение несущих свет реонов с постоянной скоростью c (§ 1.12).

Так волна или частица всё же свет? Как следует из замечательной книги о природе света [83], этому вопросу уже сотни и тысячи лет. Пожалуй, первыми им серьёзно задались Демокрит и Лукреций, а, спустя два тысячелетия, — И. Ньютон. Не зря наш известный физик С.И. Вавилов счёл их идеи столь актуальными, что перевёл на русский отдельные фрагменты поэмы Лукреция "О природе вещей" [77] и трактат Ньютона по оптике [89]. Ньютон ещё в XVII веке пытался совместить волновые и корпускулярные представления о свете, но без обманного дуализма. Он допускал, что свет, распространяясь в виде корпускул, создаёт их ударами колебания атомов среды, испускающих новые корпускулы [89, с. 282]. Это роднит взгляды Ньютона с электронной теорией Лоренца, в представлении Ритца. Ведь, согласно Ритцу, колебания электронов создают переменный по силе и направлению поток частиц (Рис. 29, Рис. 30), удары которых заставляют колебаться другие электроны, создающие, в свою очередь, — вторичные волны, потоки реонов. Более того, по верному замечанию Вавилова [31], уже древние атомисты, — Демокрит, Эпикур и Лукреций, представляли свет в виде последовательных волновых фронтов, переносимых потоком мельчайших частиц, с огромной скоростью источаемых предметами (см. Часть 1, эпиграф). А последователи атомистов, Ньютон и Ломоносов, предугадали даже открытие электронов, когда говорили об атомах среды, колеблющихся под воздействием света и передающих его дальше, за счёт выброса новых светоносных частиц.

Пусть, однако, критика фотонной, корпускулярной теории света не заставит читателя впасть в другую крайность и принять представления о свете, как о волнах в неподвижной среде, эфире. Согласно БТР, свет — это и не волна в среде, и не частица, и даже не волно-частица (как в квантовой механике). По Ритцу, свет — это волна, переносимая со скоростью света вместе с потоком частиц, как бы "вмороженная" в него. Такая же волна возникает, если дать очередь из автомата, быстро водя им из стороны в сторону: пули образуют в пространстве волнообразную цепочку, движущуюся со скоростью пуль (Рис. 22). Именно такую предложенную Ритцем форму распространения света, переносимого частицами, и, в то же время, обладающего волновыми свойствами, и пытались найти многие учёные от Ньютона до Вавилова [83]. Выходит, правы были Демокрит и Лукреций, сумевшие догадаться не только о частицах тел (атомах), но и об источаемых ими светоносных частицах. И частицы эти — никакие не фотоны (кванты света), но реоны — зёрна, кванты, атомы электрического воздействия, обладающие стандартной массой.

Как видели выше, гипотеза эфира столь же беспочвенна, сколь и гипотеза фотонов (§ 3.21). Свет — это не совсем волна, и не совсем частица. Так же, и периодические сгустки-разрежения электронов в клистроне (§ 2.11) нельзя назвать просто "потоком частиц" (это огромные скопища упорядоченных в пространстве частиц), и нельзя назвать "волнами в среде". Пусть пока не все опыты объяснены без привлечения фотонов, зато разрушен миф о всесильности квантовой теории и полной беспомощности классической физики в трактовке "чисто квантовых" эффектов. Так что, теперь недолго уже ждать полного разрешения проблем классической науки. Думается, именно классический взгляд на "квантовые" явления позволит, наконец, решить такие важные задачи физики и техники, как проблема создания солнечных батарей с высоким КПД и высокотемпературных сверхпроводников, где бессильна помочь квантовая механика.

Итак, частицы всегда остаются частицами, а волны — волнами. Поэтому, бессмысленно вести двойную бухгалтерию волн-частиц (§ 4.11). Наш мир устроен просто и ясно. И лишь нежелание или неумение разобраться в сути происходящего, в природе явлений, побуждает учёных выдумывать запутанные теоретические схемы. Эти схемы противоречат принципу Оккама, ибо вводят столько новых, абсурдных, ниоткуда не следующих допущений, что их шанс оказаться верными — ничтожен. Ещё Ритц предупреждал, что нельзя принимать новые сложные гипотезы, покуда нет уверенности, что исчерпаны более простые и естественные. Остро отточенная бритва Оккама должна быть главным орудием учёного. Именно она позволяет отсечь всё лишнее, мистическое, абсурдное и разделить частицы с волнами.

§ 4.3 Фотоэффект

При такой ситуации естественно предположить, что источник энергии отрывающихся от металла электронов заключён всё же не в лучах, а в самом металле. Что касается лучей, они лишь освобождают её, служат своего рода запалом — ведь одной искры бывает довольно, чтобы взорвать бочонок с порохом…

Макс Планк о фотоэффекте, 1919 г. [83, с. 143]

Одно из первых свидетельств корпускулярных свойств света дал фотоэффект, то есть, — вылет электронов из металла при облучении его светом. Напомним, в 1888 г. русский физик-экспериментатор А.Г. Столетов (Рис. 148) исследовал явление фотоэлектрического эффекта, установил его природу и главные закономерности. Явление не только кардинально повлияло на развитие физики, но и повлекло за собой массу открытий, изобретений. Все теле- и видеокамеры, цифровые фотоаппараты, фотоэлементы, солнечные батареи и прочие устройства, преобразующие свет в электрические воздействия и обратно, — основаны на фотоэффекте. Без него немыслима современная техника. Казалось бы, столь важное явление должно быть подробно изучено и объяснено. Но, несмотря на более чем столетнюю историю исследований, фотоэффект так и не нашёл адекватного исчерпывающего объяснения и таит ещё уйму загадок.

Рис. 148. Александр Григорьевич Столетов (1839–1896).

Суть фотоэффекта, как открыл Столетов, состоит в испускании металлом, под действием света, отрицательно заряженных частиц, — электронов. Первый закон фотоэффекта, открытый Столетовым, гласит: интенсивность тока электронов (фототока) из металла — пропорциональна интенсивности освещения. Из этого, полагали, естественно заключить, что именно свет даёт энергию фотоэлектронам, заставляя их вылетать из металла: чем больше света, — тем больше электронов покидает металл. Но Столетов обнаружил удивительную вещь: электроны начинали выходить из металла мгновенно, едва включали освещение [23]. Как показали расчёты, свет просто не успел бы передать электронам требуемую для выхода энергию [134]. Другой загадкой был открытый Ф. Ленардом закон, по которому скорость и энергия E фотоэлектронов зависит не от интенсивности света, а лишь от его частоты f.

Вместе эти два факта, — безынерционность фототока и независимость энергии электронов от яркости, — означали, что вовсе не свет даёт энергию электронам. И, вот, Макс Планк предположил, что фотоэлектроны получают энергию от самого металла, а свет лишь включает спусковой механизм фотоэффекта, играя роль искры, вызывающей взрыв бочонка с порохом, выстрел кремневого ружья, — атома металла, стреляющего пулями-электронами [83]. Чем больше света, — запальных искр, тем чаще раздаются выстрелы: металл чаще стреляет электронами. Но эту идею Планка забыли и приняли другую его гипотезу, которую сам он не рассматривал всерьёз: гипотезу квантов, по которой свет состоит из малых порций, сгустков энергии hf (квантов, фотонов), которые разом отдают электронам свою энергию. Квантовая гипотеза объясняет безынерционность фотоэффекта и зависимость E=hf, но не объясняет других свойств фотоэффекта и не вяжется с волновой, электромагнитной природой света (§ 4.2).

Теоретически свет, будучи электромагнитной волной, мог бы, заставив электрон колебаться, придать ему скорость и "выбить" из металла. Но, в таком случае, неясно, почему скорость электрона не зависит от яркости света, а определяется лишь его частотой. Кроме того, в опытах выяснилось, что энергия вылетевшего электрона нередко больше энергии поглощённого им света, словно энергию электрону передала не распределённая в пространстве волна, а именно фотон, световой квант, — энергетический сгусток, в малом пространстве аккумулирующий всю энергию волны [134]. Вот и решили, что только фотонам по плечу выбивать электроны из металла, потому-то энергия электронов и зависит лишь от частоты света. И, всё же, фотоэффект можно объяснить без привлечения фотонов и квантов света, если принять, следуя Планку, что "источник энергии электронов заключён всё же не в лучах, а в самом металле". В самом деле, учёные признают, что фотоэффект возможен лишь в металле: никто ещё не наблюдал аналогичного фотоэффекту действия света на одиночный электрон в вакууме. А, раз энергию электрону даёт металл, то даже слабый свет, давя на спусковой крючок фотоэффекта, способен высвободить электроны с огромной энергией, независимо от яркости. Так же, и слабое нажатие на спусковой крючок арбалета, баллисты, — высвобождает запасённую в тетиве огромную энергию, приводящую к выбросу стрелы или снаряда.

Но где же источник этой скрытой энергии? Вероятно, в атоме. На эту мысль наводит явление внутреннего фотоэффекта, — процесса, в котором связанные электроны полупроводника, оторвавшись под действием света от атомов, уже не покидают его поверхность, но свободно движутся внутри, снижая сопротивление [74]. На этом явлении основана вся фотоэлектроника: цифровые камеры, фотоаппараты и сканеры. Так вот, похоже, и при внешнем фотоэффекте происходит, в действительности, не передача энергии свободным электронам металла, а лишь вылет электронов из атомов, о чём пишут многие учебники (Рис. 149). А электрон в атоме, двигаясь по своей орбите, уже изначально обладает энергией и скоростью. Всё что остаётся сделать свету — это снять электрон с орбиты. Тогда тот, словно камень, сорвавшийся с пращи, вылетит из атома, сохранив орбитальную скорость V.

Рис. 149. Природа фотоэффекта.

То, что электроны обладают энергией с самого начала, неопровержимо доказывает один малоизвестный, а, возможно, и намеренно замалчиваемый эффект, открытый ещё А.Г. Столетовым, отцом фотоэффекта. Столетов обнаружил, что при длительном облучении металла, тот как бы "устаёт" — выход электронов постепенно уменьшается и может совсем сойти на нет, хотя сила света не менялась [23, сс. 385, 392]. Как же так: свет есть, электроны есть, а фотоэффект ослабевает? Квантовая физика объяснить этого не может. Но, если электроны получают энергию не от света, а обладают ей изначально, то такое явление вполне закономерно, ибо, с течением времени, источник энергии истощается. Всё меньше остаётся способных "выстрелить" атомов, "заряженных" готовыми сорваться электронами, — вот и слабеет фототок. То же явление "утомляемости" обнаружилось у внутреннего фотоэффекта. С этим его проявлением знаком каждый, кто по неосторожности подверг фотоматрицу видеокамеры или "цифровика" действию слишком яркого света, отчего работа фотоэлементов матрицы ненадолго нарушилась. Подобно слепнущему на ярком свету человеку, временно "слепнет" и фотоприбор: картинка искажается "шумами", "мурашками" (эту аналогию фотоэлемента и глаза отмечала ещё С.В. Ковалевская, наш замечательный математик и физик, как следует из книги П. Кочиной). В момент яркой вспышки атомы вещества выбрасывают почти весь свой запас фотоэлектронов, и должно пройти некоторое время, прежде чем он восстановится.

Вполне закономерно и то, что свет заданной частоты выбивает из атомов электроны со строго определённой скоростью. Свет представляет собой переменное электромагнитное поле, эффективно воздействующее на электрон лишь в том случае, если частота света f, с которой меняется поле, совпадает с частотой f обращения электрона по орбите (так и на качелях для раскачки — надо махать ногами, в такт качаниям). Атом можно уподобить циклотрону, в котором для воздействия на электрон нужно переменное поле, синхронное с круговым движением частицы (Рис. 150). От такого воздействия электрон сходит со своей орбиты и вылетает из атома, сохранив орбитальную скорость. Понятно, что эта его скорость V тем больше, чем выше была частота обращения, равная частоте f выбившего электрон света: E=MV^2/2=hf. Именно такая зависимость энергии и скорости от частоты следует из магнитной модели атома Ритца (§ 3.3).

Рис. 150. Действие волны, синхронной с обращением электрона внутри атома.

Рассмотрим подробнее открытую Столетовым усталость фотоэффекта, — уменьшение фототока с течением времени, при постоянном уровне освещения [23]. Объяснить это можно, лишь признав, что источник энергии фотоэлектронов скрыт в металле. С течением времени этот источник истощается, как нашёл Столетов, — тем быстрее, чем сильней фототок. Квантовая теория объяснить этот эффект не может. Другой эффект, тоже проблемный для теории квант, и тоже открытый Столетовым, — это температурная зависимость фототока [23]. Оказалось, при постоянной освещённости, фототок заметно увеличивается с ростом температуры металла, причём, — задолго до того, как начинает сказываться термоэлектронная эмиссия. Если источник энергии фотоэлектронов не в свете, а в металле, то зависимость эта вполне понятна: чем выше температура металла, его энергия, тем больше электронов достаточной энергии накапливает металл.

Итак, свет воздействует не на свободные электроны металла, а на захваченные атомами и крутящиеся в их магнитном поле, если следовать магнитной модели атома (Рис. 151). Такие электроны уже обладают необходимой для вылета кинетической энергией. Падающий свет лишь изменяет их траектории так, что они покидают магнитные ловушки атомов, сохранив исходный запас энергии (в отличие от электрического удержания электронов, магнитное не меняет их энергии). Вскоре на их место приходят другие электроны, набравшие энергию в ходе теплового движения и случайных столкновений. Чем сильнее нагрет металл, тем больше таких электронов, обладающих нужной энергией и захваченных атомами. Отсюда понятна температурная зависимость фототока. Таким образом, нет принципиальной разницы между внутренним и внешним фотоэффектом: в обоих случаях свет воздействует на электроны в атомах, как в случае фотоионизации (§ 4.6). Просто, в первом случае, электроны остаются внутри образца, а, во втором, — покидают его.

Рис. 151. Движение внешнего электрона в магнитном поле B атома и критические радиусы орбит.

Таким образом, фотоэлектроны, вырываемые из атома электромагнитной волной, уже изначально обладают энергией E и орбитальной скоростью V, связанной с частотой f света и обращения электрона — соотношением E=MV^2/2=hf. Если бы электрон удерживала на орбите электрическая кулонова сила притяжения к ядру, частота его обращения была бы пропорциональна кубу, а не квадрату скорости V. Вот почему, эта сила должна быть магнитной, а не электрической природы. И, действительно, в магнитном поле В атома на электрон действует сила Лоренца F=eVB=MV^2/r. Ранее выяснили (§ 3.1, § 3.3), что в магнитном атоме с увеличением радиуса r орбиты поле меняется, как B=μ_0μ/πar^2, где a — расстояние между частицами в стержне, μ — их магнитный момент. Поэтому, MV^2/r= eVμ_0μ/πar^2, откуда, домножив всё на r/2, получим MV^2/2= k(V/2πr), где V/2πr — это частота f обращения электрона, а k= eμ_0μ/a— некоторая константа.

Если коэффициент k равен постоянной Планка h, то приходим к общеизвестной формуле E=MV2/2= hf, связывающей энергию E фотоэлектрона — с частотой выбившего его света f. Покажем, что k=h. Для этого, в формулу k= eμ0μ/a подставим известные значения магнитного момента электрона μ= eh/4πM и расстояний a между электронами и позитронами, составляющих порядка удвоенного классического радиуса электрона a= e^2/4πε_0Mс^2 (3×10–15 м). Отсюда k=h/ε_0μ_0с^2=h. Строго соответствующая величина и направление магнитного поля B и закон E=hf получаются и при непосредственном рассмотрении ориентированных магнитных частиц в стержнях бипирамидального атома, имеющего форму противотанкового ежа (Рис. 108).

Атом играет роль магнитной ловушки электронов, захватывающей и длительно удерживающей их на орбите. Когда падающий свет, — электромагнитное поле, меняющееся с частотой f, попадает в резонанс с частотой обращения электрона, то заставляет его сойти с устойчивой орбиты и покинуть атом, а, затем, — металл (Рис. 149). Отрыв светом электронов от атома давно открыт во внутреннем фотоэффекте. Но, если искромётная гипотеза Планка верна, то и во внешнем фотоэффекте свет будет воздействовать лишь на пойманные атомами электроны. Именно атомы будут ружьём, пращей, баллистой, стреляющей электронами, тогда как свету отведена скромная роль спускового механизма этих метательных орудий. Итак, энергия фотоэлектронов заключена в атомах, от которых они отрываются, поэтому никто ещё не обнаружил передачи светом энергии свободному электрону. Свободный электрон, как признают сторонники квантовой теории, в принципе не может поглотить энергию hf у света [134]. Вот почему, фотоэффект и комптон-эффект (§ 4.7) наблюдают только в веществе, — у электронов, связанных с атомами.

Рассмотрим подробней механизм фотоэффекта, — то, как он идёт на атомном уровне. Понять его можно лишь на базе магнитной модели атома Ритца. Ритц показал, что электроны в атоме занимают возле ядра устойчивые положения, откуда следует стабильность атома (невозможная в динамических, планетарных моделях). Если электроны и движутся вокруг ядра, то лишь — под действием магнитных, а не электрических сил. При этом, вращающийся электрон, теряя энергию на излучение, будет не падать на ядро, а отдалятся от него: в магнитном поле вся энергия электрона кинетическая, и она спадает с удалением. Когда захваченные атомом внешние электроны отрываются, на смену им приходят новые. Магнитное поле атома генерируют элементарные магнитные диполи, — электроны и позитроны, выстроенные в правильном порядке. В итоге, ядро, остов атома, напоминает песочные часы, — четырёхгранную бипирамиду (Рис. 151). Электрон движется в её средней плоскости и его кинетическая энергия E связана с частотой f обращения электрона и генерируемого им излучения — законом E=hf, где h — постоянная Планка. В металле различные атомы содержат электроны колеблющиеся, вращающиеся — с самыми разными частотами (именно эти колебания образуют сплошной тепловой спектр металла, где представлены все частоты § 4.1). Вот почему, свет частоты f, попав в металле в резонанс с обращением отдельных электронов, крутящихся с той же частотой f, срывает их с орбиты, и те вылетают с сохранением своей энергии E=hf (Рис. 149). При этом, раз электроны — внешние, избыточные, а поле — магнитное, им не приходится затрачивать энергию на отрыв от атома. Ведь электрической силы со стороны атома нет.

Заметим, что и Планк, объяснив закон теплового излучения посредством гипотезы квантов, говорил исходно лишь о связи E=hf энергии осцилляторов (электронов в атоме) — с частотой их колебаний f (§ 4.1, § 4.2). А, раз именно такую связь даёт бипирамидальная модель атома, из неё сразу следует закон излучения Планка. Лишь позднее классическую идею Планка извратили так, будто энергия квантуется: свет излучается квантами, фотонами. Судьба идей Планка напоминает историю открытий Ритца. Их выводами воспользовались адепты неклассической физики, проигнорировав классические идеи, в рамках которых эти выводы были получены.

Рассмотренный механизм образования фотоэлектронов приводит к выводу, что фотоэффект можно наблюдать лишь в некотором диапазоне частот. Раз энергия электрона E=MV^2/2=hf, а его скорость связана с радиусом орбиты R зависимостью V=2πRf, то f=h/2π^2R^2M. Но радиус R орбиты электрона в атоме не может быть ни слишком велик, ни слишком мал, а, значит, и диапазон частот излучения, выбивающего электроны, ограничен сверху и снизу. Электрон не должен находиться слишком близко к ядру, где кулоновское притяжение ядра преобладает над магнитной силой (как показывает опыт Резерфорда). Внешний электрон обязан располагаться за сферой внутренних, узловых электронов, экранирующих заряд ядра. Это даёт синюю границу фотоэффекта. С другой стороны, радиус орбиты не может быть больше размеров атома: вне атомного остова магнитное поле быстро спадает, и атом в этой области не может удержать электроны на орбите. Так что, и для внутреннего фотоэффекта, где электрон остаётся в образце и ему не надо совершать работу выхода, должна быть красная граница фотоэффекта: свет с частотой меньшей f=h/2π^2R^2M — неэффективен (R — радиус атома). И такая красная граница обнаружена.

Интересно рассчитать эти границы, зная минимальный r и максимальный R радиусы орбиты электрона (Рис. 151). Минимальный радиус должен быть порядка сотни радиусов ядра, то есть электроны вряд ли могут располагаться ближе r≈10–13 м. Отсюда, — максимальная частота f=h/2π^2r^2M≈10^21 Гц. Поэтому, излучение с частотой много большей 10^21 Гц (жёсткие гамма-лучи) уже не сможет вызвать фотоэффекта (что подтверждают и опыты). Максимальный радиус орбиты составляет порядка радиуса атома R≈10–10 м. Так что, красная граница фотоэффекта будет лежать в области частот fкр=h/2π^2R^2M≈10^15 Гц, но это есть видимый свет. И во внешнем фотоэффекте красная граница действительно соответствует видимому свету. Считают, что это связано с наличием работы выхода — минимальной энергией A, которую должен затратить электрон, дабы покинуть металл (§ 4.12). Тогда наименьшая частота света (красная граница), выбивающего электрон fкр=A/h. Но, не исключено, что красная граница и работа выхода связаны со свойствами самих атомов, а не металла. Тому есть подтверждения.

Так, самую длинноволновую красную границу имеют щелочные металлы, что естественно, поскольку у них наибольшие атомные радиусы R. У этих металлов красная граница расположена в диапазоне видимого света, а предельная длина волны λ=с/fкр растёт с ростом атомного радиуса. У металлов же с меньшими атомными радиусами, красная граница расположена в области ультрафиолета (Таблица 8). Выходит, и красная граница, и сама работа выхода заданы свойствами атомов, а не металла в целом. И это естественно, ведь металл — это, по сути, одна гигантская молекула, — много атомов, слившихся воедино: их электроны обобщены. А работа выхода — это энергия ионизации такой молекулы, пропорциональная энергии ионизации её атомов.

И, точно, у металлов с наименьшей энергией ионизации Eи,— у щелочных металлов, — минимальна и работа выхода A, и эти энергии растут с уменьшением атомного радиуса (Таблица 9). Почему-то этот факт, загадочный с точки зрения квантовой теории, игнорируют, хоть и отмечают, что красная граница тем дальше сдвинута в сторону длинных волн, чем электроположительней атомы металла, то есть, — чем легче они отдают свои электроны [74]. К вопросу о природе работы выхода ещё вернёмся и обсудим её подробней (§ 4.12).

Итак, волновой подход не уступает квантовому, позволяя наглядно объяснить гораздо больше эффектов, прежде казавшихся совершенно загадочными. Волновая теория более удобна и для объяснения комптон-эффекта и рождения электрон-позитронных пар под действием гамма-излучения. Почему же не откажутся от квантового объяснения со всей его несуразностью? Первая причина состоит в игнорировании альтернативных подходов (путь, открытый Планком, давно забыт). Вторая причина — в упорном нежелании академических кругов подвергать сомнению основы квантовой механики, ведь фотоэффект — её фундамент. Поэтому, представители официальной науки всеми правдами и неправдами скрывают альтернативные пути и проблемы квантовой теории фотоэффекта. Это замалчивание, скрытое противостояние классической и неклассической физики, — восходит корнями к началу XX века, к тому же Столетову, с внезапной смертью которого связана тёмная история, каких немало в науке.

Столетов был сторонником классического подхода в физике и стоял на страже здравого смысла в науке, за что и пострадал [15]. Дело в том, что другой физик, Б. Голицын, задолго до Эйнштейна и Луи де Бройля выдвинул идею корпускулярно-волнового дуализма, в том числе в отношении света, приписав ему некую температуру, как меру энергии атомов света (подобно фотонам, имеющим свои энергии). Столетов выступил с резкой критикой этой идеи и добился того, что её признали ошибочной. После это ставили в вину Столетову: не окажи он своим авторитетом такого влияния, идея корпускулярно-волнового дуализма прижилась бы много раньше и принадлежала бы России. Якобы Столетов сам загубил идею, объяснявшую исследованный им фотоэффект. Но, на деле, Столетов, будучи тонким теоретиком и экспериментатором, глубоко чувствовал истинную природу явлений, интуитивно понимал, что идея корпускулярно-волнового дуализма, идущая от ненавистного ему мистического энергетизма Маха и Оствальда, — абсурдна, чужда материализму и чёткому атомистическому представлению о мире (§ 5.14). Не случайно, Столетов был другом и научным единомышленником таких учёных-материалистов, как Менделеев, Тимирязев, Циолковский, бывших противниками энергетизма и мистики [23].

Трагичен конец этой истории. Сторонники энергетизма Голицына, используя своё высокое положение, в ответ на критику Столетова добились, чтобы у того стали возникать служебные неприятности [15, 23]. А Столетов, будучи человеком принципиальным, не мог поступиться своими научными убеждениями. Началась настоящая травля учёного. Всё кончилось тяжёлым сердечным приступом и скорой смертью Столетова. Эта история мало освещалась. И, до сих пор, подобные тёмные дела продолжают замалчивать, помогая некой скрытой силе творить беспредел в науке и проводить в жизнь абсурдные неклассические идеи, сметая с пути всех, кто им сопротивляется. Именно эти силы не допускали таких гигантов мысли, как Столетов и Менделеев, — в Российскую Академию Наук, где ещё со времён её основателя — Петра I, установилось засилье иностранцев, не допускавших в академическую среду отечественных, оригинально и смело мыслящих учёных. И, до сих пор, в РАН главенствуют деятели некоренного происхождения, блокирующие прогрессивные направления исследований — под предлогом борьбы с лженаукой, которую сами на деле и представляют. Лишь немногие учёные-герои, вроде Столетова, осмеливаются, вопреки вышестоящим чинам и академикам, публично выступить против абсурда, обнажая его глупость, как в сказке про голого короля. Уже за одно это такие учёные достойны уважения. Их усилиями свет однажды разгонит мрак, царящий в учении о свете и фотоэффекте.

Итак, видим, что фотоэффект гармонично вписывается в классическую картину мира, которая, вдобавок, объясняет гораздо больше особенностей фотоэффекта. Достаточно лишь признать, что свет — это всё же волна, а не фотоны, и принять магнитную модель атома Ритца. В рамках этой модели находит строгое обоснование гипотеза Планка о том, что источник энергии фотоэлектронов скрыт не в свете, а в металле, тогда как свет служит своего рода запальной искрой, ведущей к взрыву металла электронами, словно бочонка с порохом или заряда шрапнели.

§ 4.4 Селективный фотоэффект

Селективность фотоэлектрических явлений очень напоминает резонансные эффекты. Дело происходит так, как будто электроны в металле обладают собственным периодом колебаний, и по мере приближения частоты возбуждающего света к собственной частоте электронов амплитуда колебаний их возрастает и они преодолевают работу выхода. Подтверждение подобного взгляда можно было бы видеть в том обстоятельстве, что явление селективного фотоэффекта сильно зависит от направления поляризации света и угла падения.

Г.С. Ландсберг, "Оптика" [74]

Ещё одна загадочная и, до сих пор, не объяснённая особенность фотоэффекта, — селективный (избирательный) фотоэффект. Суть его в том, что вблизи некоторых частот фототок сильно возрастает, как при резонансе (Рис. 152). Причём, селективный фотоэффект сильно зависит от поляризации падающего света (потому его называют ещё "векториальным" [36, Ч.I]). Действие оказывает лишь составляющая поля, нормальная к поверхности металла, что можно выявить, например, с помощью стопы Столетова (стопки стеклянных пластин) [74]. Зависимость фототока от поляризации света, по отношению к поверхности металла, доказывает, что и здесь причина эффекта кроется в металле, а не в фотонах. Понять природу эффекта легко, если заметить, что он обнаружен в области ультрафиолета. Но, как раз, в ультрафиолете металлы обретают прозрачность, как было обнаружено ещё Р. Вудом [56, 136]. То есть, ультрафиолетовые лучи некоторого диапазона способны вырывать электроны не только с поверхности металла, но также из глубины, проникая в его толщу. Вот почему, на этих частотах фототок заметно возрастает.

Рис. 152. Зависимость фототока I от длины волны падающего света в селективном фотоэффекте для двух направлений поляризации [74].

Тогда усиление воздействия света в селективном фотоэффекте вызвано, во-первых, тем, что меньшая часть света отражается, проникая вглубь. Во-вторых, свет воздействует на большее число атомов, готовых к выбросу электрона, отчего эффективность воздействия света на вещество повышена. Итак, пик фототока наблюдается в окне прозрачности металла для света. Как показывает Таблица 10, частота f=c/λm, отвечающая этому пику, нарастает с уменьшением размера атома R. Поэтому, пик может быть обусловлен и тем, что в атомах есть орбиты, где электронов особенно много, причём, в силу подобия атомов, радиус этих орбит растёт с увеличением размера атома.

Итак, селективный эффект возникает, поскольку на некоторых частотах металлы плохо отражают и хорошо пропускают свет, который проходит в толщу металла и, тем самым, наращивает фототок. Поскольку поглощение имеет именно резонансный характер и связано с наличием собственных частот колебаний электронов, то и фототок обнаруживает выраженный пик в полосе поглощения. Поглощение вблизи резонансных частот fm сильно меняет диэлектрическую проницаемость металла ε= n^2= 1-fp^2/(f^2-fm^2), где fp — плазменная частота электронного газа в данном металле [74]. В итоге, мнимая часть показателя преломления n уменьшается, что ведёт к снижению проводимости металла, вплоть до того, что вблизи частот f= fm его можно условно считать диэлектриком. Соответственно, падает и коэффициент отражения R металла, за счёт сниженной проводимости перестающего хорошо отражать свет и сближающегося по своим отражательным свойствам с диэлектриками. Поэтому, свет на данных частотах особенно эффективно воздействует на электроны, за счёт проникновения в металл. И, точно, в области ультрафиолета, где в основном и наблюдался селективный фотоэффект, многие металлы хорошо поглощают и плохо отражают свет. Так, серебро, имеющее высокую отражательную способность R=95 % в видимом свете и потому применяемое в качестве отражающего покрытия зеркал, уже для света с длиной волны λ=316 нм уменьшает отражательную способность до 4,2 %, становясь по свойствам близкó к стеклу [136, с. 431]. Таким образом, зависимость фототока от частоты — это отражение кривой спектральной чувствительности металла, то есть, — зависимости его коэффициента поглощения (обусловленного электронами) от частоты света. При этом, на сплошной непрерывный спектр поглощения налагаются полосы-пики поглощения, связанные с наличием в атомах собственных частот колебаний электронов.

Рис. 153. Падение на границу двух сред света с продольной и поперечной относительно плоскости падения поляризацией.

Осталось объяснить зависимость селективного фотоэффекта — от поляризации излучения. Так, при падении луча перпендикулярно границе металла, селективный фотоэффект отсутствует. Зато, при косом, скользящем падении луча, эффект — максимален. Если селективный эффект вызван компонентой излучения, проникающей в глубь металла, то объяснение — очевидно. Из оптики [74] известно, что излучение разной поляризации по-разному проникает в преломляющую среду (Рис. 153). Лучше всего проходит излучение с вектором поляризации, лежащим в плоскости падения (параллельная поляризация E║), то есть, — как раз излучение с составляющей электрического поля, нормальной к границе среды. А излучение с вектором поляризации, перпендикулярным плоскости падения (перпендикулярная поляризация E┴), — не имеет нормальной к границе составляющей поля и проникает в среду заметно слабее, эффективно отражаясь.

Рис. 154. Зависимость коэффициента отражения R от угла падения φ для двух типов поляризации [74].

При угле падения, равном углу Брюстера, излучение с продольной поляризацией полностью проходит в среду (Рис. 154). Различие проницаемости среды для света выражено тем ярче, чем выше показатель преломления среды n. Для ультрафиолетовых лучей металл можно условно считать прозрачной средой, но — с большим и, при том, комплексным n (строго это делают в металлооптике [136]). Отсюда — высокая отражательная способность металлов (коэффициент отражения R растёт с ростом n) и отсюда же ясно, почему свет с вектором поляризации E┴ почти не проникает в толщу металла и не даёт селективного фотоэффекта, будучи почти полностью отражён из-за R┴, близкого к единице. Зато, как видно из графика (Рис. 154), свет с продольной поляризацией E║, имея низкий коэффициент отражения R║, хорошо проникает в металл и создаёт фототок тем эффективней, чем больше угол падения φ и нормальная к поверхности металла компонента поля E в падающей электромагнитной волне. Если n велико, то угол Брюстера, при котором всё излучение E║ проходит в металл, близок к 90°. Соответственно, и фототок должен расти с увеличением угла падения вплоть до угла Брюстера. Именно такая зависимость фототока от угла падения и наблюдалась в опытах: фототок монотонно нарастает, по мере увеличения угла φ от 0 до 90º [134].

Отметим, что ключ к пониманию селективного и простого фотоэффекта, на основе волновой теории, был предложен ещё П. Друде, который развил классическую теорию проводимости металла, на основе модели электронного газа (§ 4.17). Именно Друде открыл, что свет, отражённый металлом, поляризуется, словно при отражении диэлектриком, что доказывает преимущественное пропускание и поглощение металлом света одной поляризации [136]. Однако, Друде вскоре после разработки этих теорий трагически умер в 1906 г. в возрасте 42-х лет, как считают, — в результате самоубийства [161]. Это не только позволило спокойно расправиться с его классическими теориями металлооптики и проводимости, но и открыло дорогу теории относительности и квантовой теории на страницы редактируемого им журнала "Анналы физики", — одного из ведущих в то время.

§ 4.5 Нелинейный фотоэффект

Вот уже более пятнадцати лет развивается новое научно-техническое направление, связанное с умножением оптических частот (применяется также термин "генерация оптических гармоник": второй гармоники, третьей, четвёртой и т. д. — в зависимости от того, во сколько раз умножается частота исходного лазерного излучения).

Л.В. Тарасов, "Что такое нелинейная оптика" [143]

Другая важная разновидность фотоэффекта — нелинейный фотоэффект, чаще называемый ошибочно — "многофотонным". Суть его в том, что мощное лазерное излучение частоты f выбивает электроны с энергией уже не hf, а — удвоенной и кратной энергии E=nhf, где n — целое число [74]. Это принято объяснять тем, что в лазерном излучении плотность потока света столь высока, что электрон, порой, поглощает не один, а сразу n фотонов, у каждого забирая энергию E=hf, потому эффект и называют ещё "многофотонным". И, всё же, этот эффект легко объясним в рамках волновой оптики. Металл под действием лазерного излучения генерирует, за счёт нелинейных эффектов, излучение удвоенной и других кратных частот. Вторичное излучение и выбивает электроны из металла. В отличие от принятого многофотонного объяснения, это позволяет понять, почему нелинейный фотоэффект вызывает, опять же, лишь нормальная к металлу компонента поля волны. То есть, нелинейный фотоэффект, подобно селективному, чувствителен к поляризации света (§ 4.4). Это означает, что и здесь свет вырывает электроны не с поверхности, а из толщи металла, проникая вглубь.

Как раз тот факт, что какую-то роль играет поляризация излучения, направление колебаний поля, — доказывает, что нелинейный, а, значит, и простой (линейный) фотоэффект связан с волновыми свойствами света [74]. Об этом говорит и тот факт, что эффект проявляется только под воздействием мощного лазерного излучения, когда в среде возникают нелинейные эффекты и колебания. А, раз дело в волнах, колебаниях, то фотоны уже не к месту.

В самом деле, давно известны среды, генерирующие в свете лазерного луча излучение с удвоенной, утроенной и, вообще, — кратной частотой. Этот нелинейный эффект, чисто классически следующий из нелинейной теории колебаний [103], называют умножением оптических частот или генерацией оптических гармоник [143, с. 110]. Так, инфракрасный луч, упав на кристалл ниобата лития, выходит из него уже зелёным. Видимо, то же происходит и в нелинейном фотоэффекте: луч, упав на границу полупроводника или металла, рождает излучение удвоенной и кратной частоты nf. Это вторичное излучение и выбивает электроны кратных энергий hnf (Рис. 155). Нелинейный и селективный фотоэффекты потому и зависят от направления световых колебаний относительно среды, что электроны выбивает вторичное, преобразованное средой излучение. Так, в селективном фотоэффекте резонанс излучения в веществе избирательно усиливает пропускание света в определённом диапазоне, наращивая фототок на данной частоте (§ 4.4). А в нелинейном фотоэффекте среда генерирует излучение кратных частот. Итак, фотоэффект легко объясним в рамках волновой теории света, и фотоны с квантами здесь излишни.

Рис. 155. Нелинейный фотоэффект.

Вообще, нелинейные эффекты в оптике сейчас любят сводить к квантовым. Так, генерацию второй гармоники в нелинейной среде (чисто волновое явление) теперь зачем-то объясняют сложением двух фотонов в один, но с удвоенной энергией, вдобавок с переходом через несуществующий виртуальный уровень. Никто не наблюдал такого сложения фотонов в свободном пространстве: для него всегда требуется вещество, среда, а, значит, не в фотонах дело, а как раз в среде. Об этом говорит ещё и тот факт, что интенсивность второй гармоники существенно зависит от нелинейных характеристик среды. Так, есть среды с кубичной нелинейностью, которые легко генерируют третью гармонику и намного хуже — вторую, хотя, по квантовой теории, всё было бы наоборот, поскольку двум фотонам сложиться проще, чем сразу трём. То же касается двух- и многофотонного поглощения, нелинейного фотоэффекта, где реально происходит не захват многих фотонов, а поглощение излучения кратной частоты, сгенерированного средой, под напором лазерного света. Таким образом, следуя принципу Оккама, не стоит умножать сущностей сверх необходимого. Раз для объяснения фотоэффекта, включая селективный и нелинейный, вполне достаточно классической волновой теории, то ни к чему придумывать кванты света и фотоны, противоречащие ряду особенностей фотоэффекта. Зачем огород городить и квантовать, раз и без этого всё вполне понятно? Если бы причина была в поглощении электроном нескольких фотонов, то нелинейный фотоэффект интенсивней всего шёл бы на поверхности металла, где интенсивность света и пропорциональная ей вероятность многофотонных процессов — выше. А, на деле, как показывает чувствительность фотоэффекта к поляризации излучения, свет вырывает электроны из толщи металла, подтверждая волновую природу фотоэффекта.

Интересно, что нелинейный эффект генерации разностных или суммарных (в том числе кратных) частот от сложения двух колебаний, гораздо раньше, чем в оптике, был открыт и исследован в акустике (тоны Гельмгольца [72]). Никому и в голову не придёт объяснять этот эффект сложением квантов звука (гипотетических фононов), поскольку эффект легко объясним классической нелинейной теорией колебаний. Однако, когда и в оптике, наконец, выявили генерацию разностных и суммарных частот света (скажем, в рамановском комбинационном рассеянии), то учёные почему-то прибегли к квантовой трактовке эффекта, по принципу сложения и деления квантов света, хотя существовала готовая теория взаимодействия световых колебаний в нелинейных средах и соотношения Мэнли-Роу. Таким образом, квантовая теория эффекта Рамана и умножения оптических частот не только не нужна, но даже вредна, поскольку вводит избыточные и ошибочные утверждения, мешающие правильному пониманию процессов и их точному описанию.

Так, только волновая, колебательная трактовка объясняет тот факт, что для нелинейного фотоэффекта существует зависимость величины фототока от направления поляризации падающего света, совсем как в селективном фотоэффекте (§ 4.4). Раз преобразование излучения во вторую гармонику — это обычный нелинейный волновой эффект, протекающий в веществе (любое вещество в сильных лазерных полях становится нелинейной средой), то излучение должно прежде проникнуть в среду. А это, как видели, возможно лишь для света с продольной поляризацией, проникающего в толщу металла и выбивающего электроны уже не только с поверхности. Действительно, свет высокой интенсивности, даже при сильном затухании, способен сравнительно глубоко проникать в металл. Интенсивный свет, прошедший в глубь металла, и создаёт нелинейные эффекты. Удвоение частоты может происходить как в объёме металла, так и в отдельных его кристаллах, ориентированных случайным образом, в том числе, — таким, который обеспечивает выполнение условия синхронизма и эффективное преобразование первой гармоники во вторую. Итак, прозрачность металла — вещь относительная. Вдобавок в сильных лазерных полях, за счёт эффекта просветления среды, даже непрозрачная среда может стать отчасти прозрачной. Именно это позволило, в своё время, создать полупроводниковые лазеры, хотя полупроводники непрозрачны для света и во многом сходны по свойствам с металлами, что, как полагали кванторелятивисты, делает полупроводник непригодным в качестве активной среды лазера (§ 4.9). Таким образом, фотоэффект, часто называемый "многофотонным", гораздо правильней называть "нелинейным", как у Ландсберга [74]. Нелинейный фотоэффект — это чисто волновое, колебательное, классическое явление, относящееся к нелинейной оптике.

§ 4.6 Обратный фотоэффект, фотоионизация и солнечные батареи

Широко используется в практических целях так называемый внутренний фотоэффект, при котором, в отличие от внешнего, оптически возбуждённые электроны остаются внутри освещённого тела, не нарушая нейтральности последнего… Происходит пространственное разделение внутри объёма проводника оптически возбуждённых электронов и микрозон (дырок), возникающих в непосредственной близости от атомов, от которых оторвались электроны… Таким образом достигается прямое преобразование световой энергии в электрическую.

Г.С. Ландсберг, "Оптика" [74]

Последняя разновидность фотоэффекта — обратный фотоэффект: генерация металлом излучения при обстреле его поверхности электронами энергии E (§ 4.1). Электрон при захвате атомом начинает излучать на частоте своего вращения f=E/h (Рис. 156). Подобный же эффект работает и в некоторых светодиодах, где в переходном слое полупроводникового кристалла, края которого находятся под напряжением V, электроны набирают энергию E=eV и, при захвате атомами, закручиваясь в их магнитном поле, излучают на частоте вращения f=eV/h. Ещё раз отметим, что захват и выброс электрона атомом происходит без изменения энергии (без затрат и выделения энергии ионизации), поскольку захват производит магнитное поле нейтрального атома, не меняющее энергии захваченного электрона. Что касается потенциального электрического поля атомного ядра, то оно в принципе не способно захватить электрон. Поэтому, в фотоэффекте электроны лишь малую долю энергии получают от света, основная же часть энергии у них есть изначально. И, не исключено, что однажды опыт покажет: энергия электронов, покинувших металл, порой превосходит энергию выбившего их света. Энергия света идёт лишь на изменение орбиты электрона и отрыв его от атома при сходе с устойчивой орбиты. В фотоэлементах (солнечных батареях) эта энергия освобождения электронов и преобразуется в электрическую. В случае, если бы энергия света шла ещё и на придание скорости электронам, по сути, — на нагрев полупроводника, КПД солнечных батарей было бы существенно меньше известного. Реально же энергия света напрямую, с минимальными потерями, преобразуется в электрическую.

Рис. 156. Прямой (а) и обратный (б) фотоэффекты: выброс электрона атомом под действием света (а) и генерация атомом рентгеновского излучения при захвате электрона.

Вполне возможно, что правильное понимание механизма фотоэффекта позволит ещё сильней повысить КПД солнечных батарей, найти более дешёвые и эффективные полупроводниковые материалы, преобразующие свет в электроэнергию. Пока же поиск таких материалов вёлся вслепую. И, лишь на базе классического подхода, этот поиск станет, наконец, целенаправленным, осмысленным и эффективным. Стоит отметить, что в диэлектриках и полупроводниках, в отличие от металла, свету, возможно, всё же приходится совершать некоторую работу по ионизации атомов, поскольку производится отрыв уже не только внешних, но, порой, и внутренних электронов в атоме. Вероятней всего, в таких случаях свет не сам выбивает эти внутренние электроны, а делает это через посредство внешних. Сначала свет воздействует на внешние, крутящиеся возле атома электроны энергии E=hf, заставляя их срываться с орбиты (§ 4.3). Эти внешние электроны ударяют в другие атомы и, при достаточной энергии E (если она достигает энергии ионизации Eи), выбивают из атомов внутренние электроны, производя ионизацию. В этом, видно, и состоит причина того, что атом может быть ионизован лишь светом частоты f=Eи/h или большей. Поэтому, фотоэлементы и солнечные батареи необходимо конструировать на основе материалов с возможно меньшей энергией отрыва электронов от атомов.

Аналогично протекает фотоионизация в газах: внешние электроны атомов, сорвавшись с орбиты — под действием света частоты f=Eи/h, без потерь своей энергии E=Eи ударяют в другие нейтральные атомы и выбивают из них внутренние электроны, которым уже приходится преодолевать притяжение ядра, затрачивая на это сообщённую энергию Eи. Известна и многофотонная ионизация, когда ионизацию производит свет меньшей частоты f=Eи/nh, где n — целое число [74]. Однако, объясняется этот феномен, подобно нелинейному фотоэффекту, — не поглощением сразу n фотонов, а генерацией средой кратных частот 2f, 3f…, nf, за счёт нелинейных эффектов (§ 4.5). Интенсивное излучение частоты f, проходя через среду, обогащает свой спектр, за счёт генерации новых гармоник атомами газа. Это вторичное излучение кратных частот f'=nf=Eи/h и выбивает электроны из атомов. Впрочем, возможно и вырывание электрона из атома под действием ударов сразу нескольких фотоэлектронов (не фотонов!), с энергией, меньшей энергии ионизации.

Во многом схож с фотоэффектом и процесс образования электрон-позитронных пар, под действием гамма-излучения, тоже имеющего критическую частоту f=Eп/h, по превышении которой из ядер вырываются электроны с позитронами [139]. Только здесь энергия Eп — это уже не энергия связи электронов с металлом или с атомом (энергия ионизации), а электростатическая энергия связи электронов и позитронов в ядре, составляющая величину, порядка Eп=2mc^2 (§ 1.16, § 3.12, § 3.13). В целом, процесс "рождения" электрон-позитронных пар протекает подобно фотоионизации: излучение с частотой выше f>Eп/h воздействует на электрон, крутящийся в магнитном поле ядра, с той же частотой f и энергией E=hf>Eп. Этот электрон, при ударе о ядро, способен за счёт своей высокой энергии выбить из ядра либо электрон, либо позитрон, которых в ядрах почти поровну. Оттого гамма-излучение и создаёт поток, где электронов и позитронов поровну, что трактуют как рождение их парами. Впрочем, нередко они и впрямь вылетают парами, если электрон, выбивший позитрон, не поглотится ядром, а отскочит от него. Тогда, в камере Вильсона видно, как из одной точки (от одного ядра) исходят сразу два следа: электрона и позитрона. Если вспомнить аналогию электронов и позитронов — с чёрными и белыми шашками, сидящими в своих клетках на шахматной доске (атомном ядре, § 3.2, § 3.12), то механизм вылета из ядра электрон-позитронных пар напоминает игру "Чапаев", где удары чёрных шашек (электронов) выбивают с шахматной доски белые шашки (позитроны), вылетающие нередко парой, вместе с ударившими их чёрными.

То, что ядра содержат позитроны, а удары электронов выбивают их оттуда, подтверждено явлением β+-распада и опытами Д. Скобельцына, в которых электрон-позитронные пары вылетали из ядер при облучении высокоэнергичными электронами [19, с. 326]. Если же энергия налетающего электрона или иной частицы (скажем, из космических лучей) — достаточно высока, то, при ударе о ядро, она может освободить до нескольких десятков электронов и позитронов. В этом случае, в камере Вильсона или на эмульсии видны "звёзды": из одной точки (ядра) исходят сразу сотни треков, — ядро как бы взрывается на сотни составлявших его элементарных зарядов (§ 3.9). Так же, и при облучении гамма-лучами с частотой f>>Eп/h образуются высокоэнергичные электроны, выбивающие из ядра сразу несколько электрон-позитронных пар. Понятно и то, почему число образуемых пар пропорционально квадрату заряда ядра Z^2. Ведь, в ядрах с высоким Z — пропорционально Z^2 увеличено число электронов, крутящихся в магнитном поле ядра — на соответствующих орбитах, с энергией порядка 1 МэВ. Значит, гамма-излучение в Z^2 раз эффективней воздействует на вещество, вырывая эти электроны и, при ударе их о ядра, порождая больше электрон-позитронных пар.

Итак, опыт убеждает, что все так называемые "квантовые закономерности", открытые в явлениях фотоэффекта, фотоионизации и рождения электрон-позитронных пар, обусловлены отнюдь не свойствами света, но — свойствами атомов, вещества. Так, селективный и нелинейный фотоэффекты явно свидетельствуют, что процессы излучения и поглощения веществом света имеют резонансный, колебательный, волновой характер, а никак не квантовый. Лишь классическая модель фотоэффекта, которую отстаивал и отец фотоэффекта А. Столетов, способна помочь адекватному и простому пониманию всех закономерностей фотоэффекта.

§ 4.7 Эффект Комптона

Явление изменения длины волны при рассеянии света можно было бы объяснить с волновой точки зрения при помощи явления Доплера: электроны, рассеивающие рентгеновские лучи, под действием их выбрасываются из атомов по различным направлениям с разными скоростями. Таким образом, рассеянное излучение должно иметь изменённую длину волны в зависимости от скорости и направления движения рассеивающих электронов. Вычислив, как должны были бы двигаться рассеивающие электроны, нетрудно получить классическую картину явления Комптона.

Г.С. Ландсберг, "Оптика" [74]

Не составит большого труда объяснить с классических позиций и другое "квантовое" явление — эффект Комптона, который вместе с фотоэффектом считают неопровержимым доказательством фотонной теории. Суть его в том, что рентгеновские лучи претерпевают на электронах так называемое "комптоновское рассеяние" (Рис. 157). Причём, в отличие от обычного рассеяния, длины волн падающего λ_0 и рассеянного λ' излучения не совпадают, а их разница жёстко связана с углом рассеяния θ соотношением

λ'—λ_0= 2λкsin^2(θ/2),

где λк — комптоновская длина, составляющая для электрона массы m величину λк=h/mc= 2,4·10–12 м [134]. Кроме того, как показали опыты, электрон в процессе рассеяния испытывает отдачу, приобретая скорость, направленную под таким углом φ к падающему лучу, что tgφ= ctg(θ/2)/(1+λк/λ_0). Всё выглядит так, словно не волна рассеивается на электроне, а с ним упруго сталкивается частица, фотон, передающий электрону часть своего импульса и энергии. К тому же, как утверждают многие учебники, классическое взаимодействие волны с электронами вещества не могло бы породить рассеянного излучения на смещённой частоте. Ведь свободный электрон, по теории Дж. Томсона, должен колебаться под действием электромагнитной волны — с частотой поля этой волны, а, значит, и излучение испускать — на той же частоте и с той же длиной волны λ_0 [82]. А, между тем, рассеянное излучение в эффекте Комптона, кроме несмещённой компоненты спектра λ_0, содержит сдвинутую, — с длиной волны λ'.

Рис. 157. Эффект Комптона.

Кроме того, совсем как в фотоэффекте, в комптоновском — скорость и энергия электрона часто превосходят те, которые ему могла бы сообщить волна в момент облучения [134]. Это, опять же, трактуют как соударение с электронами световой волны, собранной в порции, кванты. Но, в действительности, похоже, и здесь луч не отдаёт электронам энергию, а лишь высвобождает электроны, изначально обладавшие скоростью в атомах. Поэтому, никто ещё не смог наблюдать комптоновское рассеяние на свободных электронах. Учёные признают, что его дают только электроны атомов, но полагают, что атом, испустивший электрон, — это лишь досадная помеха и электроны в нём можно рассматривать как свободные. На самом же деле, без участия атомов комптон-эффект был бы вовсе невозможен, его никто и никогда не сможет наблюдать у свободных электронов. Так, в случае обратного комптон-эффекта, когда уже действительно свободно летящий электрон не поглощает, а, напротив, отдаёт энергию свету, имеет место лишь классическое рассеяние [151, с. 312]. Далее покажем, что и прямое комптоновское рассеяние имеет чисто классические причины.

Собственно говоря, некоторые учёные даже проговорились, что такое объяснение существовало, но было основательно забыто. Так, Г.С. Ландсберг пишет, вопреки часто приводимому в учебниках утверждению, по которому классическая теория не способна объяснить рассеяния на новой частоте, что реально и классика предсказывает смещённые компоненты излучения. Ведь, если учесть, что электроны, вылетающие из атомов под действием внутреннего фотоэффекта, обладают большими скоростями, то рассеянное ими излучение, по эффекту Доплера, обязано иметь иную длину волны [74]. Эта длина волны λ', в полном согласии с комптон-эффектом, будет зависеть от длины волны λ_0 падающего излучения, от угла вылета электрона и направления рассеянного излучения. Так возникает классическая картина эффекта Комптона. Ландсберг не раскрывает подробностей этого описания и того, кто его автор. Поэтому попробуем реконструировать, восстановить эту забытую трактовку, отреставрировав классическую картину явления.

Пусть электромагнитная волна частоты f_0, падая на атом, "вырывает" из него электрон, имеющий, как показывает фотоэффект (§ 4.3), энергию mV^2/2= hf_0. Угол φ вылета электрона может оказаться любым. Падающая волна заставит этот свободно летящий со скоростью V электрон колебаться, но, в силу эффекта Доплера, — с частотой f=f_0(1+Vcosφ/c), отличной от f_0 (Рис. 158). Вибрирующий электрон излучает вторичные волны, частота прихода f' которых, в некотором направлении θ,— отлична от частоты их испускания f. Из эффекта Доплера f'=f(1+Vcos(φ+θ)/c)= f_0(1+Vcosφ/c)(1+Vcos(φ+θ)/c). Кроме того, падающая волна заставит колебаться и излучать с частотой f_0 электроны, оставшиеся в атоме. Эти две волны от атома и свободного электрона интерферируют, но правильно сложиться не могут, поскольку их частоты f_0 и f' не совпадают. Во всех направлениях эти две волны сложатся беспорядочно, создавая биения, или вообще не сложатся от несинхронного прихода. И, лишь в направлении θ, для которого f_0= f'= f_0(1+Vcosφ/c)(1+Vcos(φ+θ)/c), волны интерферируют за счёт равенства частот и одновременного прибытия, откуда cosφ= —cos(φ+θ), то есть φ=90°-θ/2.

Рис. 158. Механизм комптон-эффекта: излучение f_0, "вырывая" электрон из атома, рассеивается им с частотой f'.

Подставляя значение φ, найдём, что лучи, идущие в направлении θ, имеют частоту

f'= f_0(1–Vsin(θ/2)/c)(1+Vsin(θ/2)/c)=f_0(1–sin^2(θ/2)V^2/c^2)

и длину волны

λ'= с/f'= λ_0+ λ_0sin^2(θ/2)V^2/c^2.

Учтя же, что для излучения, выбившего электрон, λ_0=c/f_0=2hc/mV^2, найдём

λ'= λ_0+ sin^2(θ/2)2h/mc.

То есть, пришли к проверенной опытом формуле λ'—λ_0= 2λкsin^2(θ/2), где λк= h/mc. Также приходим к правильному соотношению углов рассеяния и отдачи, ибо если φ =90°- θ/2, то tgφ = ctg(θ/2). Это довольно точно совпадает с опытно проверенной зависимостью tgφ = ctg(θ/2)/(1+λк/λ_0), поскольку λк= 2,4·10–12 м обычно много меньше длины волны λ_0 рентгеновского излучения, диапазон которого простирается от 10–7 до 10–12 метра. Лишь для самых жёстких рентгеновских лучей величина (1+λк/λ_0) будет заметно отличаться от единицы. Но тогда надо, соответственно, уточнить и наш приближённый расчёт, ибо при сопоставимости λк= h/mc и λ_0=2ch/mV^2 скорость V электрона становится сравнимой со скоростью света c, и в выражении для f' надо учесть квадратичный эффект Доплера (§ 1.20). При расчёте сделан и ряд других упрощений, конечно, не меняющих сути дела, поскольку более строгий классический анализ, учитывающий отдачу атома при испускании электрона, взаимодействие с волной обратного рассеяния и условие волнового синхронизма, даёт ту же картину эффекта Комптона.

Отметим ещё одно отличие квантовой и классической теории комптон-эффекта. В квантовой теории свет (фотон) излучается лишь в плоскости, образуемой лучом света с линией движения электрона. А в классической картине рассеянный свет излучается во всех направлениях вдоль образующих конуса, ориентированных под углом φ+θ к линии движения электрона (оси конуса), поскольку для всех этих направлений выполнено условие интерференции лучей. Однако, наиболее интенсивное излучение испускается всё же под углом θ к исходному лучу. Дело в том, что электроны, вылетающие под углом φ к оси луча и создающие излучение соответствующей длины волны λ'=λ_0+ sin^2(θ/2)2h/mc, могут лететь не только вверх, но и вбок, и вниз, вдоль образующих конуса с углом φ и осью луча. Все эти электроны формируют свои конусы излучения, которые, складываясь, дают усреднённую картину. Касательная поверхность к этим конусам даёт каустическую поверхность, вдоль которой излучение наиболее интенсивно. Эта поверхность имеет форму конуса, с углом при вершине θ и осью, совпадающей с исходным лучом. Таким образом, хотя рассеяние происходит во всех направлениях, наиболее интенсивное излучение света длины волны λ'=λ_0+ sin^2(θ/2)2h/mc идёт под углом θ, где θ=180°-2φ. Именно это обнаружилось в опыте. Причём, комптоновское излучение λ' действительно исходит не только в направлении θ, но и под другими углами, просто с меньшей интенсивностью. Поэтому, на спектрограммах, для данного угла θ, видно излучение не только на длине волны λ'=λ_0+ sin^2(θ/2)2h/mc, но и на соседних длинах волн [134], чего квантовая теория объяснить не может.

Чтобы проверить, какая из теорий эффекта Комптона (квантовая или классическая) справедлива, достаточно исследовать эффект Комптона на свободных электронах, скажем летящих в вакуумных лампах или в электронно-лучевых трубках. Если эффект Комптона при этом будет наблюдаться, то справедлива квантовая теория явления. Если же он не обнаружится или будет слишком слаб, то квантовая теория ошибочна, а справедлива классическая теория, по которой лишь электроны, вылетающие из атомов, способны создавать комптон-эффект. Различить, рассеивается ли свет свободными электронами или остаточными атомами в колбе, можно по известной скорости электронов в лучевых трубках. Эта скорость внесёт известный доплеровский сдвиг в положения спектральных линий комптоновского излучения.

Было проведено много экспериментов по измерению энергий электронов в эффекте Комптона, углов испускания излучения, проверки синхронности испускания излучения и электронов [82, 134]. Все они подтвердили справедливость квантовой картины эффекта Комптона. Однако та же картина, как показано выше, должна возникать и в классическом случае, только объяснение будет совсем иным. То есть, эксперименты никоим образом не подтверждают квантовой трактовки комптон-эффекта, а, зачастую, и противоречат ей, подтверждая скорее классическую картину явления, если учесть ряд опытно выявленных особенностей эффекта Комптона.

Выходит, фотоэффект и эффект Комптона, — эти два главных свидетельства в пользу фотонной теории и корпускулярно-волнового дуализма, оказались ничтожны: световую волну ни к чему считать фотоном, частицей. Не существует опытов, для истолкования которых нужны кванты света. Введение фотонов, в то время как все свойства света легко объяснить классическими волнами, — это то самое преумножение сущностей, против которого предостерегал Оккам. Два фундаментальных эффекта, — фотоэффект и эффект Комптона, на которых держалось всё здание квантовой физики, как оказалось, вполне можно интерпретировать в рамках классической физики, причём столь удачно, что удалось объяснить ряд особенностей, проблемных для квантовой физики. В итоге, фотоны и кванты света оказываются не просто избыточными, ненужными, но и вредными для адекватного понимания сути явлений. Ведь неклассические, дуалистические объяснения — не материалистичны (§ 4.13, § 5.12). Не случайно, по своим взглядам А. Комптон был как раз сторонником физического идеализма, поскольку пытался в рамках физики развивать нематериалистические идеи релятивизма [29, с. 20], говорящего об отсутствии объективной реальности и относительности понятия "частица" и "волна".

Мы многое знаем о Комптоне, но, к несчастью, ничего не можем сказать о том Неизвестном Учёном, который, как следует из "Оптики" Ландсберга, предложил классическую трактовку комптон-эффекта. В этом плане учебник Ландсберга, вообще, — весьма примечателен и заслуживает пристального внимания. Сознательно или случайно в него были внесены многие верные идеи, или упоминания о них, пусть и в критическом ключе. Это и изложение сути БТР, и упоминание классической модели атома Ритца, а также ажурной модели атома Ленарда (прообраза ядерной модели Резерфорда), и интересные замечания о нелинейном, селективном фотоэффекте, наконец, — классическая трактовка эффекта Комптона. Будучи тесно связан с оптическими проблемами, Г.С. Ландсберг, по-видимому, имел доступ к закрытым источникам информации, располагал и интересовался многими сокрытыми данными об идеях и личностях, забытых в кванторелятивистской горячке. Но и целой книги не хватит, чтобы всех их перечислить, рассказать об их жизни и заслугах. Сколько было таких безвестных учёных-героев, осмелившихся, вопреки общему мнению и хору глупцов-подпевал неклассической физики, усомниться в кванторелятивистской картине мира и выдвинуть свои альтернативные идеи? Сколько таких великих, порой бесценных идей погибло по вине чьих-то амбиций, злой воли, зависти и корысти? Сколько таких безвестных учёных было замучено в застенках институтов — травлей сворой академиков, террором научной мафии, запретами на публикации в журналах? Сколько их, ищущих и бескорыстно служащих истине, безвестно умерло, не успев донести до нас свои светлые мысли? Но не их имена произносят с уважением, а имена их мучителей и попирателей истины. И не стоит ли, раз существует Могила Неизвестного Солдата, почтить память Неизвестного Учёного, Борца за классическую науку и свободу мысли, подобным памятником? Также, все усилия следует приложить и к тому, чтобы восстановить, реконструировать имена и идеи этих учёных, самозабвенно отдавших жизнь борьбе за истину, против мракобесия в науке. Они достойны памяти и уважения не меньше, чем герои войны.

§ 4.8 Опыт Франка-Герца

Когда разность потенциалов достигнет 4,9 В, электроны при неупругом столкновении с атомами ртути вблизи сетки отдадут им всю свою энергию… Аналогичные опыты в дальнейшем были проведены с другими атомами. Для всех них были получены характерные разности потенциалов, называемые резонансными потенциалами.

А.Н. Матвеев, "Атомная физика" [82]

Итак, энергия не излучается и не поглощается атомом в виде фотонов, квантов света. Нет "квантовых явлений", которые нельзя бы было истолковать в рамках классической физики. Но и внутри атомов энергия электрона не квантуется, не меняется дискретно, вопреки квантовой механике. Дискретное изменение энергии в атоме обычно доказывают дискретным спектром атомов (излучаемый атомом спектр частот создаётся, якобы, переходами между постоянными уровнями энергии) и опытом Франка-Герца. Как помним, дискретный спектр излучения связан, в действительности, не с уровнями энергии, а с наличием у электронов собственных частот колебаний в магнитном поле атома (§ 3.1). Поэтому, и опыт Франка-Герца, видимо, связан с этими резонансными частотами атома. В этом опыте выяснилось, что атомы поглощают энергию порциями [82, 134]. Это следовало из того, что электроны, разгоняемые электрическим полем, при столкновении с атомами, — отдавали им свою энергию E, едва она достигала значения E_1, равного первому резонансному потенциалу атома (минимальной энергии электрона необходимой для возбуждения атома). Уже само упоминание резонанса говорит о том, что потеря электроном энергии вызвана совпадением частот. В самом деле, электрон с энергией E, столкнувшись с атомом, либо отскочит, либо на время с ним соединится, угодив в магнитную ловушку атома и начав обращаться с частотой f=E/h. Повращавшись в обществе атома, он может его покинуть, сохранив свой запас энергии.

Но всё будет иначе, если частота обращения f этого внешнего электрона совпадёт, войдёт в резонанс с частотой собственных колебаний одного из внутренних электронов, сидящих в узлах атома (Рис. 159). Тогда, внешний электрон, кружась, станет своим периодичным воздействием, при регулярном сближении, сильно раскачивать узловой, и, передав ему свою энергию, покинет атом — с заметно меньшим её запасом. А колеблющийся, внутренний электрон начнёт постепенно терять энергию в виде излучения с частотой f своего кружения в узле, пока не замрёт там. Вот почему, едва электроны наберут в ускоряющем поле критическую энергию E_1, они сразу её теряют, вызывая свечение газа на частоте f=E_1/h первой резонансной линии [134].

Рис. 159. Опыт Франка-Герца: уход энергии электрона в излучение при резонансе.

Отметим, что в случае, если энергия захваченного электрона больше резонансного потенциала, он уже не сможет возбудить колебания внутреннего электрона, поскольку будет вращаться с большей частотой. Усовершенствованный опыт Франка-Герца, действительно, показал, что если электрон влетает в газ уже с энергией, большей резонансного потенциала, он эту энергию не теряет, и ток электронов не снижается [134]. Это ещё раз доказывает резонансный характер явления: атом не может забрать энергию у электронов не только с энергией, меньшей критической, равной резонансному потенциалу, но и с большей. В противоположность этому, ионизацию атома, отрыв от него электрона, как показали опыты, способны производить и электроны с энергией, большей потенциала ионизации Eи. Это соответствует классической теории, поскольку в отличие от возбуждения излучения, ионизация атома вызывается чисто механическим ударом электрона по атому. Но это явление ударной ионизации — в корне противоречит квантовой теории атома Бора, по которой атом, с его дискретной системой уровней, способен поглощать только строго определённые порции энергии, как при возбуждении, так и при ионизации.

Впрочем, кванторелятивисты выдумали следующую уловку. Если электрон имеет энергию E, большую потенциала ионизации Eи, то его энергия может быть поглощена атомом, независимо от значения E, поскольку выше Eи спектр энергий атома становится из дискретного — сплошным, так как энергия электрона вне атома может быть произвольной [134]. Это якобы подтверждает и то, что линейчатый спектр излучения атома становится сплошным — после достижения границы серии f∞ (так, у водорода это частота f∞=Rc(1/n^2–1/m^2)=Rc/n^2, для которой m=∞ [74]). Но это, именно, — уловка, ибо она противоречит постулату Бора о порционном захвате энергии атомом. Ведь электроны вне атома уже не имеют отношения к его энергетическому спектру, и надо отдельно рассматривать дискретные скачки энергии электрона внутри атома и непрерывные её вариации уже после ионизации и поглощения энергии Eи. То есть, квантовая трактовка не проходит, зато классическая легко объясняет как ионизацию, так и сплошной спектр, примыкающий к границе серии. Сплошной спектр генерируют электроны, захваченные магнитным полем атома, когда крутятся в нём с частотой f=E/h и излучают на этой частоте (§ 3.1). От излучения их энергия E убывает, и плавно снижается частота f излучения электрона, по мере расширения витков его орбиты. Так атом генерирует сплошной спектр. Но, едва частота вращения f снизится до значения f∞ (до предельной частоты излучения в спектральной серии), как внешний электрон, за счёт резонанса, станет быстро отдавать свою энергию внутренним, узловым электронам (с собственными частотами ~f∞), как в опыте Франка-Герца. Поэтому, внешний электрон, отдав им энергию и потеряв скорость, уже не удерживается силой Лоренца. Он отрывается от атома, перестав вращаться и излучать, а генерируемый им сплошной спектр обрывается на границе серии f∞.

Тем самым, ещё один фундаментальный опыт, доказывающий будто бы, что энергия излучения и электрона в атоме квантуется, принимая лишь дискретный ряд значений, как оказалось, можно легко истолковать с классических позиций, если принять магнитную модель атома Ритца. Энергия электрона в атоме меняется непрерывно, а мнимая дискретность вызвана связью частоты колебаний электрона и его энергии, а, также, — дискретным рядом частот, которые может излучать атом из-за дискретного распределения в нём узловых электронов. Возможно, поэтому многие учебники избегают упоминаний о резонансных потенциалах, наводящих на мысль о резонансе частот, и говорят о них как о критических потенциалах или потенциалах возбуждения.

§ 4.9 Лазеры и квантовая электроника

Никто не оспаривает тот факт, что я сделал первый лазер… Если они сделали это, то где же тогда, чёрт возьми, их лазер?

Теодор Мейман об учёных-кванторелятивистах

Лазеры стали важнейшей составляющей современной науки, техники и быта. Поэтому особенно обидно, что эти генераторы света, вопреки идеям их создателей, называют квантовыми генераторами, а саму лазерную физику — квантовой электроникой. На деле, лазерное излучение, как видели (§ 4.5), не стоит связывать с квантами и фотонами, ведь лазер — это просто высокодобротный оптический резонатор и усилитель, который избирательно усиливает одни волны и гасит другие, подобно акустическому, выделяя заданные частоты и фазы колебаний. Происходит, по сути, такая же, как в опыте Франка-Герца, перекачка энергии, запасённой во внешних электронах атома, частота колебаний которых не фиксирована и превышает основную частоту f, — к узловым, внутренним электронам, колеблющимся и излучающим на этой стандартной частоте f. Именно это и позволяет трансформировать разные виды энергий накачки — в когерентный свет, с его жёстко заданной фазой и частотой. А стандарт этой частоты задан отнюдь не квантами и дискретными значениями энергии атома, а кристально чёткой пространственной структурой атома, с твёрдым масштабом расстояний и констант радиуса r_0, магнитного момента μ и заряда e электрона (§ 3.1).

Лазер — это чисто классический прибор, в котором происходит нелинейное взаимодействие электромагнитных волн и колебаний атомных электронов. За счёт этого, энергия электронов, вибрирующих с разными частотами и фазами, и преобразуется в энергию колебаний электронов на стандартной частоте f лазерного излучения. Этот процесс уже давно описан в классической, хоть и нелинейной теории колебаний [103], а фотонами и квантами здесь, как говорится, "и не пахло". Сначала оптическое излучение накачки (скажем, от лампы-вспышки) возбуждает колебания внешних и внутренних электронов атома на множестве собственных частот, причём на некоторой частоте f колебания возбуждаются особенно эффективно. Электроны, вибрирующие с частотой f, теряют энергию медленней, чем получают её от взаимодействия с другими электронами и излучёнными ими волнами. Поэтому, при некоторой интенсивности излучения, превышающей пороговую, колебания электронов на частоте f будут усиливаться, за счёт энергии всех прочих колебаний, переходящей в энергию колебаний и излучения на основной частоте f.

Как следует из соотношений Мэнли-Роу [103], такая перекачка энергии эффективна лишь в случае, если высокочастотное излучение преобразуется в низкочастотное. Вот почему, излучение накачки обязательно должно иметь частоту fp — большую, чем частота f излучения лазера, хотя здесь играет роль и постепенное расширение витков орбиты внешних электронов, передающих свою энергию узловому электрону, при снижении частоты их колебаний с fp до f. То есть, здесь ни при чём обычное объяснение, по которому энергия кванта излучения лазера E=hf не может быть больше энергии кванта накачки Ep=hfp. Совершенно излишне здесь и представление об инверсии населённостей уровней атома, ибо порог генерации задаётся балансом скорости притока и оттока энергии основных колебаний электронов на частоте f. Так что, "квантовые" генераторы и усилители работают исключительно по классическим принципам теории колебаний и волн, не требуя квантовых. В некоторых типах лазеров, например в полупроводниковых, газовых и некоторых других, механизм перекачки энергии может иметь и более сложный, но, всё равно, — классический характер. В этих случаях, генерация лазерного излучения может идти примерно так. При накачке (скажем электрическим разрядом) атомы, а, точнее, — их внешние электроны, набирают энергию. Одновременно возбуждаются и внутренние электроны в узлах, которые генерируют пока ещё некогерентное, но уже имеющее стандартную частоту f излучение (могут присутствовать и другие частоты спектра, которые усиливаются и излучаются гораздо хуже).

Это излучение, проходя сквозь атомы, заставляет их, по спусковому механизму фотоэффекта, выбрасывать те внешние электроны, что крутятся с той же частотой f (в отличие от внутренних электронов, они излучают очень слабо, поскольку имеют гораздо меньшие значения скоростей и ускорений, § 3.2). Тогда, атом испытывает отдачу, отчего происходит взбалтывание его узловых электронов, особенно электронов с частотой собственных колебаний f, так же как в опыте Франка-Герца. Поэтому, они сами начинают генерировать излучение f, причём, — в той же фазе, что и падающий свет, поскольку их колебания запущены синхронным с падающей волной внешним электроном (Рис. 160). Его рывок-отдача не только запускает колебания внутреннего электрона, но и синхронизует их с падающим светом.

Рис. 160. Генерация лазерного света: набор электроном энергии в поле E разряда, его захват и выброс атомом от фотоэффекта.

Таким образом, запальное излучение будет лавинно нарастать, за счёт энергии внешних электронов. Спустя время те восполнят утерянную при вылете энергию, за счёт устройства накачки, затем поглотятся атомами и снова будут испущены при падении волны. Итак, каждый акт усиления начального излучения связан с выбросом и захватом электрона. Недаром, наибольшим КПД и распространением обладают разработанные отечественными физиками Г. Алфёровым и Н.Г. Басовым полупроводниковые лазеры (те, что стоят в СD- и DVD-устройствах), где инжекционная генерация света напрямую связана с внутренним фотоэффектом. Это доказывает тесную связь лазерного излучения с прямым и обратным фотоэффектом — с элементарными актами испускания-поглощения электронов и света атомами среды. Не зря, и сам фотоэффект Планк уподоблял взрывному, лавинному процессу, где свет лишь высвобождает запасённую энергию, служа спусковым механизмом лавины (§ 4.3). Вообще, лазер стали применять в качестве оружия отчасти потому, что его работу издавна иллюстрируют с помощью баллистической аналогии. В лазере атомы сначала запасают энергию, как запасает её тетива лука, арбалета, баллисты, или заряд пороха в ружье, а после энергия взрывообразно высвобождается спусковым крючком, которым в лазере служит сам свет.

В квантовой же физике объяснение генерации лазерного света звучит крайне неправдоподобно. Достаточно сказать, что основное свойство лазерного излучения — его когерентность, равенство частот и фаз у всех волн света, — там объясняют, не рассматривая сами волны и их генерацию, а рассуждая исключительно о фотонах и квантах света, — о неволновой стороне явления. И, вообще, ошибочно считать, что создание лазеров чем-то обязано квантовой теории. Лазеры изначально были разработаны исключительно на основании известного из опытов оптического свойства сред, — способности возбуждённых атомов среды излучать свет заданной частоты под действием падающего света (сугубо классического эффекта фотолюминесценции, § 3.1). Поэтому, первые лазеры были изобретены и построены техниками, инженерами, экспериментаторами, людьми далёкими от квантовой и вообще теоретической физики (так же и первый мазер был построен Басовым и Прохоровым, на основе классической молекулярной радиоспектроскопии и нелинейной теории колебаний). Первые подвижки в этом направлении и, даже, реально работающие лазеры были сделаны ещё в XIX веке инженером-изобретателем Н. Тесла, позднее крайне негативно относившимся и к теории относительности, и к квантовой физике. Созданная им в 1890 г. электронная лампа давала свет по механизму, близкому к генерации монохроматичного света в опыте Франка-Герца (§ 4.8) и уже имела зеркальный резонатор с полупрозрачным участком, как в нынешних лазерах [110, с. 537].

Саму же идею лазера выдвинул в 1939 г., и более развёрнуто в 1951 г., советский техник-энергетик В.А. Фабрикант, причём не в виде научной статьи, а в форме заявки на изобретение. Открытие В. Фабриканта, однако, было отвергнуто, как не реализуемое и противоречащее теории. А построил первый работающий лазер в 1960 г. опять же инженер, американец Т. Мейман, руководствуясь больше не расчётами, а опытом и здравым смыслом (см. www.ritz-btr.narod.ru/mejman.html). Мейман собрал лазер, по сути, в домашних условиях: из простой лампы-вспышки и рубинового стержня. Этот лазер умещался в кармане, как современные лазерные указки [143], и был настоящим эффективно работающим лазером, не шедшим ни в какое сравнение с созданными даже спустя некоторое время громоздкими установками представителей официальной квантовой науки. Мейману, однако, пришлось опубликовать отчёт об этом изобретении в обычной газете, тогда как научные журналы отказывались принять статью к печати, поскольку, во-первых, это была статья не специалиста-теоретика, а во-вторых, лазер Меймана работал вопреки квантовой теории. Сам Мейман основой своего успеха считал, как раз, отход от квантовой догмы, от традиционных представлений, основанных на "незыблемых" постулатах научной элиты. Именно слепая вера в авторитеты ("эффект гуру", как называл его Т. Мейман) не позволила, по словам изобретателя, достичь успеха другим учёным. И неизвестно, были бы у нас вообще сейчас работающие лазеры, не осмелься кто-то пойти против официальных квантовых догм.

То же самое и с мазером — прибором, излучающим радиоволны строго фиксированной частоты и, оттого, послужившим основой для создания лазеров и высокостабильных часов. Мазер тоже работает на чисто классическом принципе возбуждения и усиления электромагнитных колебаний в резонаторе — от пучка возбуждённых молекул аммиака, отдающих энергию собственных колебаний, в виде энергии излучения на стандартной частоте этих колебаний. Дабы обеспечить преобладание усиления над поглощением, пучок молекул, поступающий в резонатор, пропускают через неоднородное электрическое поле. Оно выводит из пучка поглощающие молекулы аммиака, которые не колеблются, а, потому, обладают постоянным дипольным моментом, на который и действует поле. В то же время, колеблющиеся, возбуждённые молекулы аммиака подобны пульсирующему диполю (Рис. 29): их дипольный момент периодически меняет величину и знак, отчего усреднённый по времени дипольный момент и действие электрического поля за время пролёта равны нулю. Поэтому, возбуждённые излучающие молекулы не выводятся из пучка электрическим полем, а, попав в резонатор, возбуждают его на частоте своих колебаний. Колебания молекул аммиака NH_3, имеющих вид пирамидки, с атомом азота N в вершине и тремя атомами водорода H в основании, носят классический непрерывный характер: атом азота механически колеблется, пролетая между атомами водорода и выходя то по одну, то по другую сторону от них (если же атом азота обладает малой энергией, он не пройдёт меж атомов водорода, а молекула не будет колебаться). Так что, дискретные изменения состояний и энергетические уровни из квантовой физики здесь совершенно ни при чём (§ 3.4). Более того, квантовая теория противоречит работе мазера.

Как рассказывает Н.Г. Басов, физик-инженер, совместно с А.М. Прохоровым построивший первый мазер, он обращался с идеей такого генератора ко многим видным специалистам по квантовой теории. И все кванторелятивисты в один голос утверждали, что мазер создать невозможно, что частоту излучения нельзя жёстко зафиксировать, ибо это противоречит принципу неопределённости Гейзенберга (Крюков П.Г. Фемтосекундные импульсы, М.: Физматлит, 2008, с. 53). И, всё же, вопреки догматам квантовой физики, мазер был построен Басовым в 1954 г. Лишь после этого под уже готовое изобретение, реализованное физиками-инженерами, подогнали теоретическую базу кванторелятивисты, будто именно квантовой теории мазер обязан своим появлением. На деле же, видим, что мазер и лазер были созданы не благодаря, а, скорее, — вопреки квантовой теории и должны считаться не триумфом, а грандиозным провалом неклассической физики. То же можно сказать и об основе современных лазерных систем, — полупроводниковых лазерах, идею которых выдвинул всё тот же Басов, хотя против этого восстали все теоретики, твердившие, что такой лазер не сможет работать, — из-за сильного поглощения света полупроводником. А, ведь, ещё в 1920-х годах нижегородский радиоинженер О.В. Лосев наблюдал свечение, исходящее из полупроводников, и эффект усиления, открыв путь создания не только всей нынешней электроники и транзисторов, но и светодиодов с лазерами. В итоге, вопреки всем прогнозам кванторелятивистов, полупроводниковый лазер заработал, да ещё как!

Итак, первые мазеры и лазеры не могли работать по квантовой теории! Мейману, выступившему против квантовых догм, приходилось трудиться в условиях постоянного безденежья, неверия и насмешек. Когда же твердотельный лазер был построен, и 7 июля 1960 г. на пресс-конференции, организованной Мейманом, все увидели, что лазер работает, его сразу же использовали в своих целях кванторелятивисты, забыв об авторе изобретения и начав утверждать, что лазер построен и предсказан по квантовой теории. Так, задним числом Ч. Таунс и другие учёные подогнали теоретическую базу под уже готовое изобретение, хотя исходная теория лазера Таунса, как показал Мейман, — неработоспособна, а предложенный Таунсом лазер на парах натрия так и не удалось построить. Однако, в итоге нобелевскую премию за создание лазеров получил не В. Фабрикант, и не Т. Мейман, открывший лазеры и указавший все известные в настоящее время сферы их применения, а Ч. Таунс, совместивший лазеры с неклассической физикой и применивший их для утверждения диктатуры квантовой теории и теории относительности. Повторялась ситуация, уже имевшая место при открытии сверхпроводимости, сверхтекучести (которые квантовая теория не могла предсказать и, даже, после открытия долго не могла объяснить, § 4.20, § 4.21), при открытии ядерной энергии (ничем не обязанной теории относительности, § 3.13). Так же, и лазер — это сугубо классический прибор, для понимания принципов работы которого не нужны квантовые представления, а достаточно знать классическую модель атома или опытно открытую способность среды из возбуждённых атомов резонансно усиливать падающее излучение. Секта кванторелятивистов присвоила себе открытие лазера так же, как открытие сверхпроводимости, ядерной энергии, спектральных формул Ритца, его же формул для смещения перигелия Меркурия, квантов электрического поля (реонов), — всего того, к чему кванторелятивисты не имели никакого отношения, но до сих пор приводят в качестве успехов своих абсурдных теорий. "Наказать невиновных и наградить непричастных" — таков девиз кванторелятивистов. Изобретение лазера, построенного руками инженеров и физиков-классиков, было украдено у них дельцами от науки, совсем как в повести А. Толстого "Гиперболоид инженера Гарина", и использовано для утверждения всемирного господства кванторелятивистской секты.

§ 4.10 Электрон — волна или частица?

— Кому велено чирикать — не мурлыкайте!

— Кому велено мурлыкать — не чирикайте!

Не бывать вороне коровою,

Не летать лягушатам под облаком!

К. Чуковский, "Путаница"

Приход квантовой физики перевернул науку с ног на голову: не только свет стали наделять корпускулярными свойствами, но и частицы материи начали считать волнами, запутав всё, как в стихотворении Чуковского. Действительно, нет более странного утверждения квантовой физики, чем гипотеза де Бройля, по которой всякую частицу надо одновременно рассматривать как волну, а волну — как частицу. Однако, учёные приняли сей парадоксальный тезис, нарушающий столь почитаемый ими принцип Оккама, по которому свет незачем рассматривать как частицу, если можно объяснить его свойства, считая свет волной, и не стоит считать электроны и атомы волнами, раз легко понять их свойства, как частиц. Впрочем, казалось, электроны в опытах проявляли и волновую природу, а свет — корпускулярную. Поэтому, теперь мало кто сомневается, что электроны обладают кроме корпускулярных ещё и волновыми свойствами. Помимо законов проводимости (§ 4.17) и эффекта туннелирования (§ 4.12), косвенно подтверждающих двойственную природу электрона, имеются будто бы и прямые доказательства наличия у него волновых свойств. Это опыты, обнаружившие интерференцию и дифракцию электронных пучков или, даже, — отдельных электронов. Однако, как видели, многие неклассические эффекты вполне можно объяснить и классически. Именно так, выше было показано, что квантовые эффекты можно объяснить, считая свет простой волной. Так же, и "волновые" свойства электрона можно истолковать классически, считая его частицей. Эти объяснения не были найдены только потому, что физики, ослеплённые успехами квантовой механики, и не пытались их найти. Так существуют ли реальные доказательства корпускулярно-волнового дуализма?

Первым опытом, "подтвердившим" волновую природу электрона, был опыт Дэвисона и Джермера, которые облучали кристалл никеля высокоэнергичными электронами [134]. Те рассеивались поверхностью кристалла неравномерно: в некоторых направлениях электронов вылетало больше, в других — меньше. Максимумы и минимумы рассеяния чередовались, как при дифракции света на дифракционной решётке или рентгеновских лучей на кристалле (Рис. 161). Поэтому, сочли, что электроны подобны волне, рассеиваемой поверхностью кристалла, атомы которого играют ту же роль, что штрихи отражательной дифракционной решётки. Казалось, это подтвердили и согласующиеся с опытом численные оценки длин волн электронов — по формуле де Бройля, на основании их известных скоростей и энергий.

Рис. 161. Дифракция электронов: электронный луч, рассеянный кристаллом, в зависимости от угла φ даёт максимумы и минимумы тока электронов, попавших в детектор.

Физики, однако, не учли, что электроны при ударе о металл всегда генерируют электромагнитные волны. И, наоборот, электромагнитные волны, свет, попав в металл, вырывают из него электроны. Поэтому, не исключено, что реально на кристалле никеля дифрагировали не сами электроны, а — созданное ими ещё в электронной пушке электромагнитное рентгеновское излучение. Не зря, сравнивают дифракцию на кристалле электронов и рентгеновских лучей. А детектор, призванный регистрировать электроны, обнаруживает именно рентгеновские лучи. Ведь фотоплёнку, часто применяемую для регистрации дифракционной картины, одинаково способны засвечивать как электронные пучки, так и рентгеновские лучи.

Если же в качестве детектора использован гальванометр, меряющий величину тока, заряда, приносимого электронами, то и он может регистрировать, в действительности, просто интенсивность рентгеновских лучей. Эти лучи могут наводить ток и фото-ЭДС в гальванометре, а могут выбивать электроны из детектора, рождая ток, обратный тому, что дают электроны. Поэтому, кроме величины тока гальванометра, надо измерять его знак — соответствует ли он привнесению электронов или их уходу? Величина фототока, как гласит закон Столетова, пропорциональна интенсивности излучения. Поэтому, там, где дифракция рентгеновских лучей даёт максимумы, будет максимален и фототок, что интерпретируют как рост числа падающих электронов. А где расположены минимумы, там и фототок мал, — поэтому считают, что в эти области электроны почти не попадают (Рис. 162).

Рис. 162. Классическая трактовка опытов Джермера. Электроны, ударив в металл, генерируют рентгеновские лучи, дифрагирующие на кристалле и воздействующие на детектор.

Кроме качественного, имеется и количественное согласие. Длина волны де Бройля λ=h/MV, где M — масса частицы, V — её скорость, h — постоянная Планка. Чем выше скорость и энергия электрона, тем короче отвечающая ему длина волны. Судя по положению дифракционных максимумов в опыте Дэвисона, с ростом энергии электрона длина волны именно так и убывает. То же даёт и классическая картина явления. На кристалле дифрагируют не электроны, а созданные их ударами рентгеновские лучи, длина волны λ которых по законам обратного фотоэффекта связана с энергией электрона E=hf=hc/λ, или λ=hc/E. То есть, и в классике длина волны дифрагирующего излучения падает с ростом энергии, скорости электронов. Поскольку в опытах исследуют быстрые электроны со скоростями порядка скорости света c, их импульс p=MV выражают через энергию релятивистской формулой E=pc=MVc. Отсюда найдём λ=hc/E=h/MV, что совпадает с формулой де Бройля.

Если б учёные для оценки импульса электрона пользовались классическим выражением E=MV^2/2, они бы заметили несоответствие, ибо длина волны выражалась бы иначе: λ= 2hc/MV^2. Не замечают этого лишь от принятия формулы СТО E=pc. Одна ошибочная теория скрывает ошибки другой. Как в поговорке "рука руку моет, вор вора кроет", так и теория относительности с квантовой механикой: не будь одной, ложность другой стала б очевидна.

И, всё же, опыт Джермера обнаруживает расхождение с квантовой теорией. По СТО формула E=pc справедлива лишь для очень быстрых электронов, рождающих наиболее жёсткое излучение. Поэтому, чем медленней электроны, тем сильней отклонение в сторону классической формулы E=MV^2/2. Так что, для медленных электронов, по классической теории, должны наблюдаться заметные несоответствия формуле де Бройля. И они, действительно, возникают, приводя в недоумение физиков [56, 134]. Те, правда, пытаются спасти теорию, полагая, что в металле, за счёт работы выхода, длина волны электрона меняется [82, 134]. Но все эти отчаянные попытки не выдерживают критики. Так, находимые из опытов Джермера, с учётом этой гипотезы, значения работы выхода — совершенно не согласуются с её реальными значениями. Значит, проблема именно в квантовой теории явления, а не в неучтённых помехах.

Как видим, классическая трактовка опытов Джермера не только возможна, но и даёт лучшее согласие с экспериментом, чем квантовая. Аналогично трактуются все прочие опыты по дифракции "электронов" на кристаллах и поликристаллах: везде дифрагируют не сами электроны, а вызванное ими рентгеновское излучение, которое и регистрируют детекторы. Правда, в одном из опытов Г. Томсон и П. Тартаковский, поняв, что дифракционную картину могут создать и рентгеновские лучи, пытались исключить этот эффект, наложив магнитное поле в пространстве за экраном [82]. Если дело в рентгеновских лучах, то картина, как полагали, не изменится (магнитное поле на них не влияет), а если причина в электронах, магнитное поле исказит картину, что и наблюдалось в опытах. Но и в классической картине явления электроны, прошедшие за экран и выбитые из детектора, могут исказить картину, созданную рентгеновскими лучами. Гораздо проще разделить явления, вовсе исключив попадание электронов в детекторы посредством перегородки, задерживающей электроны, но пропускающей рентгеновские лучи, либо наложив столь мощное магнитное поле, которое так отклонит электронный пучок, что электроны вообще не смогут попасть на плёнку. Если при этом дифракционная картина всё же возникнет, то причина эффекта будет однозначно заключаться в рентгеновских лучах.

Так же можно объяснить и опыты по "дифракции" или "интерференции" электронов на краю экрана, на одной или двух щелях в экране. Считают, что электронная волна, дифрагируя на перегородке, подобно свету, создаёт интерференционную картину на люминесцентном покрытии. Но, и в этом случае, очевидно, дифрагируют и интерферируют не сами электроны, а рождённые ими в металле электромагнитные волны, которые воздействуют на люминофор экрана так же, как электроны, вызывая его свечение. Особенно показателен опыт по интерференции электронов в установке, аналогичной интерферометру из опыта Саньяка (§ 1.13). Пучок электронов делился на два, которые вновь сводились на детекторе, где "интерферировали". При этом, в зависимости от вращения установки интерференционная картина менялась, словно в опыте Саньяка, где интерферировали световые волны. Однако, здесь учёные перестарались и сами себя "подставили", поскольку опыт привёл к выводу, что волны в опыте движутся со скоростью света, а не со скоростью электронов. То есть, интерферировали не электронные, а электромагнитные волны, возбуждённые электронами и отражённые плоскими электродами электронных зеркал. То есть, никакой интерференции электронов или других частиц в подобных опытах не наблюдалось: была классическая интерференция света.

Именно классическая трактовка позволяет решить одну из главных загадок интерференции и дифракции электронов. Если электроны пускать редко, дабы те следовали по одному, то интерференция на двух щелях и другие дифракционные картины, всё же, возникают, как показали опыты В. Фабриканта (изобретателя лазера, § 4.9). Но это значит, что каждый электрон проходит сразу через обе щели, интерферируя сам с собой, иначе б интерференция была невозможна. С другой стороны, можно зафиксировать, через какую именно щель прошёл каждый электрон, а также заметить то место люминесцентного экрана, куда электрон попал. Всё это не вяжется с волновым представлением электрона и тем, что он проходит сразу обе щели [15]. Учёных гнетёт это противоречие, и, потому, они либо избегают этой темы, либо выдумывают совсем уж мистические теории.

А на деле — всё просто. Раз причина дифракции не в электроне, а в вызванных им рентгеновских лучах, то ему и незачем проходить сразу обе щели. Электроны, поодиночке пролетающие через щели, вообще не влияют на дифракционную картину. Можно вообще заткнуть щели материалом, непроницаемым для электронов, но прозрачным для рождённого ими излучения, — дифракционная картина сохранится, хотя до приёмника не долетит ни один электрон. А точки, где детекторы фиксируют электроны, это не места попадания электронов, прошедших через щели, а участки, где энергия излучения достаточна для возбуждения атомов детектора, для засветки кристаллов люминофора или бромистого серебра. Всё точно так же, как в рассмотренном выше случае для обычного оптического излучения (Рис. 147).

Известен также опыт по дифракции электронов на атомах инертных газов. Такой опыт был выполнен Рамзауэром и Таунсендом [82]. Коротко суть его в следующем. Между источником И электронов и установленным напротив него приёмником П (Рис. 163) помещается рассеивающая среда — инертный газ. Выстреливаемый источником к приёмнику узкий пучок электронов известной энергии рассеивается атомами газа. Часть электронов из тех, что не рассеялись или рассеялись на малые углы, достигает приёмника, создавая электрический ток, измерение которого даёт процент долетевших частиц (этот процент и ток тем больше, чем меньше рассеяние).

Рис. 163. Электронный пучок от источника приходит к приёмнику ослабленным за счёт рассеяния электронов атомами газа.

Теоретически, с уменьшением скорости и энергии частиц, степень их рассеяния атомами, определяемая через эффективное сечение рассеяния σ, должна монотонно нарастать. Точно так же, быстро мчащийся автомобиль или снаряд, влетающий в полосу препятствий, отклоняется от прямого пути, «рассеивается» тем раньше и сильнее, чем меньше его начальная скорость.

Но в опыте такая картина, — рост рассеяния с падением скорости, — наблюдается только до определённого значения E_1 энергии электронов (Рис. 164). С достижением его, дальнейшее снижение скорости приводит уже не к росту, а к спаду рассеяния. Лишь после того, как энергия электронов понизится до следующего характерного значения E_0, степень рассеяния снова начнёт расти. Если Резерфорд, в своём известном опыте, сравнивал α-частицы, отбрасываемые назад тонкой золотой фольгой, с винтовочными пулями, отскакивающими от листа бумаги, то медленные электроны, пробивающие слой газа в опыте Рамзауэра, следует, напротив, уподобить лёгким соломинкам, прошивающим толстый лист брони. Действительно, классическая теория долгое время не могла объяснить аномально высокой проницаемости газов — для сравнительно медленных электронов.

Рис. 164. Зависимость сечения рассеяния электронов от их энергии в опыте Рамзауэра.

Но, достаточно было предположить у электрона волновые свойства, как всё становилось на свои места. По квантомеханическим представлениям, рассматривать рассеяние электрона, как частицы, можно лишь до тех пор, пока его импульс выше некоторого значения, пока дебройлевская длина волны электрона мала, — много меньше размеров рассеивающего атома. (Точно так же геометрическая оптика, по сути рассматривающая свет, как поток прямолинейно летящих частиц, — фотонов, применима лишь для оптических систем, значительно превосходящих размерами длины световых волн.) Но, при некоторой, достаточно малой, скорости дебройлевская длина волны электрона (λ=h/p, где h — постоянная Планка, а p — импульс электрона) сравнивается с размерами рассеивающих электроны атомов.

В таком случае, согласно квантовой теории, электроны рассеиваются атомами уже не как частицы, но как волны: происходит дифракция электронных волн на атомах. При дифракции же, как следует из оптических опытов, волны огибают экран, создавая при сложении интерференционные максимумы позади него, в области геометрической тени. Так, например, при освещении круглого экрана в центре его тени, при определённых условиях, появляется светлое пятно (пятно Пуассона). Примерно то же происходит с электронами. При достаточно малой скорости они начинают как бы проходить сквозь атомы, огибать их, что проявляется в уменьшении рассеяния и создании на приёмнике своеобразного электронного пятна Пуассона. (Так же и автомобиль, медленно въезжающий в полосу препятствий, уже не будет в них врезаться, а станет их объезжать, и, потому, несмотря на малую скорость, сможет длительное время двигаться в правильном направлении).

Так и получилось, что рассеяние электронов, при убывании их скорости, растёт только до определённого значения их импульса, энергии. Едва скорость электронов уменьшится настолько, что длина их волны станет сопоставима с размерами атомов, рассеяние резко снизится. Этим и объясняется необычный характер графика (Рис. 164), имеющего аномальный провал, — минимум в области низких значений энергии электронов.

Замечательно, что, чем тяжелее используемый инертный газ, тем при меньших скоростях электронов удаётся наблюдать эффект аномального снижения рассеяния. Так, в "Общем курсе физики" [134] для сравнительно лёгкого аргона приводится критическое значение энергии E_1= 13 эВ, для более тяжёлого криптона E_1 = 11 эВ, а для тяжёлого ксенона E_1 = 6 эВ. Снижение E_1 объясняют тем, что размер атомов инертных газов постепенно растёт с увеличением их атомного номера, при переходе от He к Xe (Таблица 11: радиусы по статье «Инертные газы» из БСЭ). Поэтому, чем тяжелее газ, тем больше его атомы, и тем больше должна быть дебройлевская длина волны λ электрона, для дифрагирования на них. Тем сильнее нужно снизить скорость электронов для появления аномально низкого рассеяния. Выходит, по зависимости рассеяния электронов атомами можно даже оценивать значения атомных радиусов.

Такова квантомеханическая трактовка опыта Рамзауэра-Таунсенда, казалось бы, предельно ясная и убедительная. Но, на самом деле, — не всё так гладко.

Дело в том, что рассмотренный закон усиления рассеяния с падением скорости обоснован лишь для случая упругого рассеяния, то есть, — для рассеяния, при котором сумма кинетических энергий электрона и рассеивающего атома до и после соударения — одинакова: энергия удара не переходит во внутреннюю энергию атома. Поэтому, в учебниках специально оговаривается, что рассматривается только случай упругого соударения [82]. Но, в том-то и дело, что при энергиях порядка 10 эВ соударение уже близко к неупругому (§ 4.8).

Действительно, для каждого из газов энергия E_1, начиная с которой возникает расхождение с классическим законом рассеяния, — лишь немногим меньше соответствующих энергий ионизации (Таблица 11). А, по другим данным, для аргона эти энергии и вовсе совпадают. Так, например, по учебнику А.Н. Матвеева [82] для аргона энергия наибольшего рассеяния составляет 16 эВ, что почти совпадает с энергией ионизации его атомов (15,7 эВ). Но тогда соударение становится уже неупругим: при такой энергии отдельные электроны, столкнувшись с атомом, уже не отскочат от него упруго, а потеряют скорость, отдав часть энергии на ионизацию атома, — на отрыв от него электрона.

Впрочем, столкновение становится неупругим ещё задолго до того, как энергия удара превысит энергию ионизации. Заметно меньше последней — энергия возбуждения атома (Таблица 11), — минимальная порция энергии, которую атом может поглотить. Только такая, но, — никак не меньшая, порция энергии способна перевести атом в возбуждённое состояние. Лишь электроны энергии E_1, колеблющиеся при захвате атомом с частотой f=E_1/h, способны войти в резонанс с собственной частотой колебаний внутренних электронов атома и, потому, легко отдают атому эту энергию E_1, которая излучается в виде так называемой "первой резонансной спектральной линии атома". Существование такого порогового значения энергии было открыто в опыте Франка-Герца (§ 4.8), не менее простом и убедительном, чем опыт Рамзауэра-Таунсенда. Да и во многом другом эти опыты похожи.

И там, и там имелся источник и приёмник электронов с рассеивающей средой (парами металла или инертным газом) между ними. В обоих опытах измерялся процент долетевших до приёмника электронов — по созданному в нём току. И, так же, по мере увеличения скорости и энергии электронов, всё большая их часть должна была, благодаря уменьшению рассеяния, достигать приёмника: ток I приёмника должен был монотонно нарастать по мере роста энергии электронов (Рис. 165, пунктирная кривая).

Рис. 165. Зависимость тока I электронов от их энергии E в опыте Франка-Герца.

Однако, так же, как в опыте Рамзауэра, на экспериментальной кривой (Рис. 165, сплошная линия) возникали минимумы и максимумы: по достижении электронами определённой скорости, соответствующей некоторой энергии E_0, число частиц, долетевших до приёмника, при дальнейшем росте скорости — переставало увеличиваться и начинало убывать. Лишь по достижении электронами следующего характерного значения скорости (и энергии E_1), доля частиц, поглощённых приёмником, начинала снова расти. Объясняется опыт просто: пока скорости движения электронов малы, атомы рассеивают их упруго, почти не уменьшая их скорости при соударениях, поскольку атом гораздо массивней отскакивающих от него электронов.

Но, едва нарастающая энергия электрона превысит потенциал возбуждения атома E_1 (и его первой резонансной линии), как последний отберёт энергию у частицы: энергия электронов сгорает, как при переборе в карточной игре «очко» (именно так в гелии набор электроном энергии большей 21 эВ, ведёт к её "сгоранию"). Электроны с такой энергией теряют скорость и не могут больше преодолеть запирающего поля. Если же электрон имеет заметно большую энергию, то, в зависимости от условий опыта, он либо теряет только часть её (равную резонансному потенциалу), либо совсем её не теряет (усовершенствованный опыт Герца). Вот почему, по мере дальнейшего роста энергии электрона, процент достигших приёмника частиц снова начнёт увеличиваться (Рис. 165).

Сходство опытов столь очевидно, что сразу обращает на себя внимание. В обоих опытах наблюдается, вопреки предсказанной зависимости (на Рис. 164 и Рис. 165 показана пунктиром), — резкое падение числа долетевших до приёмника электронов, которое минимизируется, при достижении ими энергии E_1. Недаром, зависимости на Рис. 164 и Рис. 165 качественно являются зеркальным отражением друг друга, поскольку σ~1/I. То есть, в опыте Рамзауэра возникает так же зависимость тока электронов от энергии, что и на Рис. 165. Поэтому, опыт Рамзауэра-Таунсенда объясняется так же, как опыт Франка-Герца. Набрав определённую энергию, электроны перестают в столкновениях рассеиваться упруго, а разом отдают атомам накопленную энергию (равную энергии возбуждения, — резонансному потенциалу). При этом, скорость их падает, что ведёт к усилению рассеяния, снижающего процент долетевших до приёмника частиц. Тогда, на монотонно убывающей кривой рассеяния появляется своеобразный резонансный максимум, всплеск. Вот почему график (Рис. 164) так напоминает знакомую всем со школы резонансную кривую.

Таким образом, резонансный максимум и сопровождающий его минимум рассеяния должны наблюдаться в любом случае, независимо от природы электрона. О резонансном пике сечения рассеяния, приходящемся на энергию возбуждения, упоминается и в литературе по теории столкновений и рассеяния электронов на атомах. А, раз на графике (Рис. 164), кроме экстремумов, связанных с возбуждением атома, нет никаких других, то, выходит, ни к чему здесь привлекать дифракцию и волновые свойства электрона. Так что, результат опыта Рамзауэра-Таунсенда не может служить доказательством волновой природы электрона: этот опыт есть не более, чем видоизменённый опыт Франка-Герца.

Это подтверждается и значениями энергии максимумов рассеяния в опыте Рамзауэра, которые близки к энергиям возбуждения указанных газов (Таблица 11: энергии возбуждения атомов по книге [91, с. 44]). Из-за того, что резонансный пик кривой рассеяния по разным причинам сильно размыт, минимум рассеяния может заметно отстоять от максимума, а энергия максимума — не точно совпадать с энергией возбуждения.

И вовсе не увеличением размеров атомов объясняется в опыте Рамзауэра уменьшение энергии E_1 максимума рассеяния, а тем, что энергия возбуждения (и ионизации) постепенно убывает при переходе от гелия к ксенону. Если же размеры атомов, действительно, иногда оценивают по рассеянию и дифракции на них электронов, то, возможно, ошибочностью такой методики измерения и вызваны большие расхождения (иногда в 5 раз) значений атомных радиусов, найденных разными методами.

Итак, опыт Рамзауэра-Таунсенда не подтверждает волновых свойств электрона и должен быть исключён из соответствующих разделов учебников. Казалось бы, ничего страшного: просто в данном опыте проявляется, как и во многих других, не волновая, а только корпускулярная сторона двуликого электрона, зато в других дифракционных опытах волновые свойства этих, да и других частиц налицо. Но не всё так просто…

В опыте Рамзауэра, как и в опыте Франка-Герца, волновые свойства электрона, приводящие к уменьшению рассеяния, всё же должны проявляться, если и не при указанных, то при чуть меньших значениях энергий. Но в том-то и дело, что на зависимостях (Рис. 164 и Рис. 165), кроме обязательных колебаний рассеяния, связанных с возбуждением спектральных линий и ионизацией атомов, — больше нет никаких других. Получается, что опыт Рамзауэра не только не подтверждает волновой природы электрона, но даже опровергает её.

Вдобавок, ошибочная волновая трактовка опыта Рамзауэра, вошедшая в учебники, подрывает доверие к волновому объяснению и всех остальных опытов по интерференции или дифракции электронов и других частиц. Как увидим, все эти опыты можно объяснить рационально, без привлечения волновых свойств частиц. Выходит, реально нет никакого корпускулярно-волнового дуализма, и учёные ожидаемое — принимают за действительное. Просто результаты опытов по интерференции электронов, как и результаты опыта Рамзауэра, были настолько необычны, казались столь противоречащими классическим представлениям, что волновая природа электрона была в них признана безоговорочно, и не было попыток дать опытам альтернативное объяснение. А, между тем, видим, что такое объяснение может быть найдено, его следует поискать. Не зря, даже Эйнштейн и Планк, которых никто не обвинит в слепой приверженности классическим взглядам, работами которых и было положено начало квантовой физике, до конца своих дней отрицали квантовую механику и индетерминизм явлений микромира, утверждая, что невозможно для частицы быть одновременно волной, а для волны — частицей. И многие другие физики верили, что со временем в каждом из случаев выживет только одна модель, которая объяснит как волновые, так и корпускулярные свойства частиц или волн. Эту точку зрения самоотверженно защищал и А.Г. Столетов (§ 4.3).

§ 4.11 Волновые свойства частиц

Его богатое воображение, его оптимистическая готовность овладеть проблемой, не затруднённые слишком критическим подходом, были бы здесь весьма уместны.

А. Зоммерфельд по поводу ранней кончины В. Ритца [50]

Вальтер Ритц, подобно Шерлоку Холмсу, был непревзойдённым мастером по простому рациональному объяснению, на первый взгляд, сверхъестественных явлений и загадочных фактов, оказавшихся не по зубам представителям официальных структур. Так, Ритц классически объяснил результат опыта Майкельсона, спектры атомов, излучение чёрного тела. И, в объяснении волновых свойств частиц, пожалуй, именно Ритц, которому было многое по плечу, благодаря его оптимизму и смелому воображению, предложил бы разгадку. Однажды он уже сделал это, объяснив на базе корпускулярной теории истечения света и баллистического принципа волновые свойства света, переносимого частицами-реонами. Несомненно, Ритц предложил бы разумное наглядное классическое объяснение и волновым свойствам всех других частиц.

Так, волновые свойства были обнаружены не только у электронов, но и у других частиц, — нейтронов, атомов и молекул. Но, совершенно так же, как в случае реонов и электронов, эти опыты можно объяснить классически, не прибегая к гипотезе корпускулярно-волнового дуализма, а продолжая считать частицы простыми телами, корпускулами.

Рис. 166. Схема работы селектора скоростей, пропускающего молекулы со скоростями V=d/t.

Рассмотрим, например, дифракцию молекулярных пучков на поверхности кристалла. Сначала прибор, называемый "селектором скоростей" и представляющий собой два вращающихся диска с прорезями [134], выделяет из пучка частицы, обладающие заданной скоростью и соответствующей длиной волны де Бройля (Рис. 166). Этот пучок падает на кристалл и отражается, подобно электронному (Рис. 161). При этом, кроме пучка, отражённого под углом падения φ, возникают два побочных пучка, — два вторичных максимума, как от дифракции (Рис. 167). Эти максимумы отстоят от главного тем дальше, чем ниже скорость молекул и больше длина волны. Кажется, этот опыт уверенно доказывает волновые свойства частиц. Но это только кажется, поскольку он тоже имеет простую классическую трактовку. Прежде всего, селектор пропускает помимо молекул со скоростью V=d/t, частицы, летящие со скоростями d/(t+nT), где n — целое число, T — период обращения дисков. То есть, в кристалл попадают и сравнительно медленные частицы, за время пролёта которых селектор делает один или n оборотов.

Рис. 167. Картина рассеяния пучка атомов кристаллом напоминает дифракционную, но объясняется классически.

Теперь рассмотрим частицу, падающую на поверхность кристалла. Атом отскакивает не от отдельных атомов кристалла, а от взаимодействия с их общим электрическим полем. Поле атомной плоскости имеет волнистые эквипотенциальные поверхности, горбы которых расположены напротив атомов, а впадины — между ними. При этом, чем дальше от границы кристалла, тем более плоскими и гладкими становятся плоскости равного потенциала. От этих эквипотенциальных поверхностей и отскакивают, отражаются атомы или молекулы газа. Чем выше энергия частиц газа, тем от более глубокой поверхности они отразятся, словно от жёсткой, то есть, — под углом равным углу падения. Если сечение поверхности изобразить синусоидой с предельной крутизной α, то видно, что атомы будут отражаться под любыми углами, заключёнными в пределах от φ–2α до φ+2α. Причём интенсивней всего идёт отражение именно под этими крайними углами: каждый пучок создаёт по два максимума (Рис. 168). У медленных частиц они отстоят мало, поскольку частицы отражаются внешними эквипотенциальными слоями, почти плоскими, — с малым α. Эти медленные молекулы с V=d/(t+nT), которых в газе больше всего, и создают высокий главный пик возле угла φ — максимумы слиты в один (Рис. 167). Зато быстрые молекулы c V=d/t доходят до более глубоких слоёв с большей волнистостью и крутизной α. Именно они создают возле главного два побочных максимума, ошибочно принятых за дифракционные.

Рис. 168. Рассеяние атомов поверхностью кристалла под избранными углами — результат отражения атомов эквипотенциальными поверхностями.

Чем выше скорости быстрейших молекул, пропущенных селектором, тем глубже лежат отражающие их эквипотенциальные поверхности, имеющие большую крутизну α. И тем дальше отстоят побочные максимумы от главного. Впрочем, с углублением угол α может и снижаться. Вот почему результаты таких опытов неоднозначны, и не приводится их количественный анализ. Ведь, если эффект — классический и не связан с дифракцией, то опыт и не может дать согласия с формулами квантовой механики, доказав ложность волн де Бройля.

Бесполезность волновых свойств частиц и "дифракции" для объяснения эффекта следует и из того, что эффект удалось наблюдать лишь у лёгких атомов гелия и молекул водорода. Если же применялись более тяжёлые инертные газы и пары металлов, то "дифракционная" картина не возникала. Как показали опыты 1971 г., вместо трёх максимумов получался либо один пик, либо два симметричных горба ("Техника — Молодёжи" № 4, 2001). Видимо, это связано с низкой скоростью тяжёлых атомов, отчего через селектор проходили лишь самые быстрые из них, а все прочие рассеивались. Как показано выше, именно такие атомы, летящие со скоростью V=d/t, и образуют два симметрично рассеянных горба. Если же угол φ близок к углу предельной крутизны α, то из этих двух горбов остаётся только один горб-лепесток, соответствующий отражению пучка атомов под углом φ+2α. А второй горб, отвечающий углу отражения φ–2α, не может возникнуть или имеет ничтожную интенсивность, подобно пику, отвечающему зеркальному отражению под углом φ. Тем самым, доказано, что отражение атомных и молекулярных пучков носит не дифракционный характер, "предсказанный" квантовой механикой, а вполне классический.

Последний убедительный, по мнению физиков, довод в пользу волновых свойств частиц — это дифракция нейтронов. Поток нейтронов, равно как поток электронов, при падении на кристалл рождает дифракционные картины. Однако, причина их вряд ли в дифракции нейтронов. Скорее дело в том, что нейтроны, как известно, тоже генерируют при попадании в вещество электромагнитные волны рентгеновского и гамма-диапазона. Нейтроны, сталкиваясь с ядром, переводят его в возбуждённое состояние, подобно электронам, возбуждающим атом (именно по такому принципу накачки нейтронами работает, к примеру, γ-лазер). Вспомним, что нуклоны (протон и нейтрон) играют ту же роль в генерации ядерных спектров, что и электрон с позитроном — в генерации атомных спектров (§ 3.7). Ядро, поглотившее нейтрон, возбуждается и начинает излучать электромагнитные волны, частота f которых связана с энергией E падающего нейтрона. Возможно, в ядре он распадается до протона и электрона, которые, получив всю энергию нейтрона, начинают вращаться в магнитном поле ядра с частотой f=E/h, излучая на длине волны, близкой к дебройлевской λ=h/(E/c)≈h/p, где p — импульс падающего нейтрона (§ 4.3). И, наоборот, излучение частоты f способно резонансно выбить из ядра нейтрон энергии E=hf, скажем, — в результате удара по ядру фотоэлектрона энергии E или вылета крутящегося с частотой f протона, захватившего при вылете из ядра электрон [135, с. 64]. Такой резонансный вылет протонов и нейтронов, под действием гамма-излучения соответствующей частоты, давно известен [19] и называется "ядерным фотоэффектом" (фотоядерными реакциями). То есть, аналогия проявления "волновых" свойств электронов и нейтронов при взаимодействии с атомами — это ещё один пример родства свойств атома и ядра, а также единого механизма генерации атомных и ядерных спектров (§ 3.1, § 3.7).

Таким образом, снова имеем классическую картину: падающие нейтроны возбуждают излучение соответствующей длины волны, которое и дифрагирует на кристалле. Затем, в тех точках дифракционной картины, где излучение наиболее интенсивное, из ядер вылетают нейтроны (в ходе ядерного фотоэффекта § 4.6), которые регистрируются приборами. Рентгено-, электроно- и нейтронография потому и стали самыми популярными методами анализа структуры вещества, что в каждом из них создаётся рентгеновское излучение, удобное для изучения кристаллов. Разнятся лишь способы генерации и регистрации этого излучения. Таким образом, ни к чему считать частицы ещё и волнами. Все их так называемые "волновые" свойства — это иллюзия. Принцип Оккама снова оправдал себя!

Явления и законы природы жёстко детерминированы и вполне познаваемы. Поэтому, учёный, желающий добиться настоящего успеха в науке, должен быть, прежде всего, оптимистом, обладать безграничной уверенностью в возможности понять и объяснить явления природы на рациональной основе, с позиций наглядных классических, а не мистических представлений. Если по-настоящему захотеть и постараться, то удастся найти простое естественное объяснение любым загадкам природы. Именно в таком оптимизме, смелости воображения, как верно заметил Зоммерфельд, и состояла одна из причин успеха Ритца в понимании явлений природы. Не зря, именно Ритц, в согласии с законами диалектики, непротиворечиво соединив волновые и корпускулярные представления о свете, впервые дал наглядное адекватное классическое описание потока волн материи — образуемых реонами кинематических волн, аналогичных классическим электронным "волнам" в клистронах (§ 1.11).

§ 4.12 Работа выхода и туннельный эффект

Молньи стремителен бег, и разит она тяжким ударом

И с быстротою всегда чрезвычайной скользит при полёте

Из-за того, что сама в облаках набирается силы,

Прежде чем вылетит вон, получая огромную скорость.

А когда больший напор её выдержать туча не может,

Вырвавшись тут, вылетает она с изумительной силой,

Вроде того, как снаряд из могучих несётся орудий.

Кроме того, элементы её мелки и гладки,

И потому не легко для молньи поставить преграды.

Внутрь проникает она и проходит по пористым ходам.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Чтобы окончательно доказать адекватность и достаточность классического описания движения частиц, рассмотрим напоследок туннельный эффект. Туннельный эффект — это последнее важное "проявление волновых свойств" электронов и других частиц, которое тоже легко истолковать классически. Электроны образуют в металле электронный газ, который, как всякий газ, не имеет резких границ и, потому, частично выходит за пределы металла. Именно так электроны и "туннелируют" сквозь границу без помощи волновых свойств.

Рассмотрим подробней эффект туннелирования и природу работы выхода электронов. Известно, что электрон может покинуть металл, лишь затратив энергию, равную работе выхода A [36, Ч.I]. Вот почему, для интенсивной электронной эмиссии из металла требуется его нагрев. Только так возникают электроны со скоростями и энергиями, достаточными для ухода с поверхности (термоэлектронная эмиссия). Но, как оказалось, электроны могут уходить даже с поверхности холодного металла, если приложить снаружи достаточно сильное электрическое поле (холодная эмиссия). Считали, что в классической теории такое невозможно. Ведь для того, чтобы электрон набрал в электрическом поле энергию выхода, ему надо пройти в этом поле некоторый путь, отойдя от поверхности. А, чтобы выйти из металла, нужна энергия, равная работе выхода A. Возникает порочный круг: электрон мог бы набрать требуемую энергию, если б перепрыгнул через энергетический барьер, но для этого-то ему и нужна энергия [134]. И, всё же, электроны как-то выбираются из металла, словно беря энергию взаймы и следуя не поверх барьера, а сквозь него, как сквозь туннель, огибают барьер словно волны, будучи размыты в пространстве и времени, за счёт квантовой неопределённости. Вот почему, этот туннельный эффект считают возможным лишь в рамках квантовой механики.

И, всё же, туннельный эффект не доказывает квантовых фантазий о размытом в виде волны электроне, но допускает чисто классическую трактовку, если правильно истолковать работу выхода. Прежде всего, подвижные электроны, даже в холодном металле, то и дело покидают его поверхность, придавая ей положительный заряд, который тянет электроны обратно (Рис. 169). В итоге, над поверхностью любого металла реет облако взмывающих и падающих электронов, — своего рода электронная атмосфера, окружающая металл тонким слоем. Эта прослойка и задаёт работу выхода. Каждый электрон, вырвавшись с поверхности металла, влетает в облако, электрическое отталкивание которого создаёт тормозящую силу FT, тянущую электрон назад. Электрон между отрицательно заряженной вершиной облака и положительно заряженной поверхностью оказывается как меж пластин конденсатора с запирающим полем.

Рис. 169. Электроны, вылетевшие за границу металла, втягиваются назад. Лишь самые быстрые и ускоренные полем E покидают металл насовсем.

По сути, тонкий слой электронного газа, обволакивающий поверхность металла, аналогичен атмосфере Земли, атомы которой тоже не могут уйти в космическое пространство, поскольку для этого необходимо преодолеть земное притяжение, совершив своего рода работу выхода. Скорости атомов меньше первой космической, и, взлетев до некоторой высоты, они возвращаются к поверхности. Лишь у планет с горячей атмосферой или малыми размерами атомы непрестанно утекают в пространство. Подобно концентрации атомов в атмосфере, концентрация электронов падает с удалением от поверхности — по экспоненциальному закону. И лишь редкие высокоскоростные электроны доходят до внешних слоёв электронного облака.

Нагрев металла ускоряет движение электронов, и всё большему их числу удаётся покинуть металл. Так возникает термоэлектронная эмиссия, аналогичная утечке атомов газа из нагретой атмосферы. В случае холодной эмиссии, реализуется иной вид утечки: не от роста скорости частиц электронного газа, а от падения запирающей силы и работы выхода (это соответствует утечке газов с малых планет, не способных удержать атомы своим полем). Ведь, при холодной эмиссии электрон находится не только в запирающем поле электронной атмосферы, но и во внешнем ускоряющем поле E, которое снижает возвратную силу FT и позволяет электронам, преодолев притяжение металла, покинуть его насовсем.

Прежде считали, что внешнее поле не способно придать достаточную энергию электрону, поскольку внутри металла электрическое поле отсутствует, а выйти из металла электрон, по прежним представлениям, не мог. Реально же электроны вылетают из металла и на пути L набирают в поле E энергию EL. То есть, внешнее поле успевает сообщить электрону энергию A достаточную для полного выхода из металла. Здесь и впрямь наблюдается, своего рода, туннельный эффект: электронный газ выходит на некоторую высоту из металла, не будучи скован его границами, словно он размыт. Но размытость эта не имеет ничего общего с квантово-механической неопределённостью положения и энергии электрона, с представлением его в виде волны. Явление имеет чисто классическую природу, ибо газы и атмосферы, в том числе электронные, не могут иметь чётких границ. Их граница всегда условна, размыта.

Наконец, и количественно ток электронов при холодной эмиссии вполне соответствует классической теории. Как было сказано, концентрация электронной атмосферы в приповерхностном слое металла спадает с расстоянием h от границы — по экспоненциальному закону Больцмана n~e—h/H, подобно спаду концентрации молекул земной атмосферы с высотой h, где H~kT — характерная высота, растущая с увеличением температуры T и оценочно равная толщине атмосферного слоя. Набрать энергию A, достаточную для полного улёта из металла, способны только те электроны, которые пройдут в ускоряющем поле E путь L=A/E. Иначе говоря, покинуть металл смогут электроны, взлетающие на высоту h>L. Число их легко найти интегрированием их концентрации n~e—h/H, в пределах изменения h от высоты L до бесконечности. Отсюда найдём, что процент вылетающих электронов, способных покинуть металл, пропорционален e—L/H= e—A/HE. Именно такая зависимость тока холодной эмиссии I~ e—E'/E и была найдена в опытах, где постоянная E'=A/H [36, 134].

Аналогично объясняется туннельный эффект для двух металлических пластин, отделённых тонким слоем диэлектрика. Электроны одной пластины влетают внутрь диэлектрика и, при малой его толщине, могут пройти в другую пластину. В отсутствие напряжения, этот поток уравновешивается обратным. Но, при наложении напряжения, этот баланс нарушается, и через такой контакт пойдёт небольшой ток, величина которого экспоненциально растёт с температурой T и с уменьшением толщины L диэлектрика. Такое же тонкое электронное облако создаётся в переходном слое на границе двух металлов, имеющих разную концентрацию электронов, что объясняет контактную разность потенциалов.

Кроме того, как было показано ранее, существование работы выхода напрямую связано со свойствами атомов и молекул, с наличием у них энергии ионизации, поскольку металл можно рассматривать как одну гигантскую молекулу, имеющую определённую энергию ионизации, которая и есть работа выхода из металла (§ 4.3). Интересно, что чёткие механические представления о движении электронов в металле сформировались ещё в античном мире у Демокрита и Лукреция, которые представляли разряд молнии в виде тока мельчайших частиц (электронов), преодолевающих запирающее поле облака и стремительно вылетающих из тучи. Не зря, и в этой древней теории электричества нашла применение баллистическая аналогия, позволившая предвосхитить открытие работы выхода электрона, критического поля пробоя и ударной ионизации.

Другое проявление "туннельного" эффекта, уже для альфа-частиц, было рассмотрено выше (§ 3.14). Феномен тоже нашёл простое классическое истолкование, так что и α-частицу ни к чему считать волной, вводя неопределённость её положения и энергии в ядре. Необходимую для отрыва от ядра энергию активации α-частице сообщают случайные удары реонов, заставляющие компоненты ядра дёргаться наподобие броуновских частиц. Когда совокупная энергия ударов превысит энергию активации Ea, α-частица отрывается и дальнейший её разгон осуществляют кулоновские силы, отдающие потенциальную энергию Eк (Рис. 132). При этом, вероятность получения энергии активации по законам математической статистики, экспоненциально убывает с ростом этой энергии. А, потому, если эта энергия велика, то распады происходят крайне редко: ядра имеют большой период полураспада T1/2. Поскольку средняя запасённая в разных ядрах внутренняя энергия реакции Er — примерно одинакова, то полная энергия Eк= Er+Ea, приобретённая α-частицей за счёт внутренней энергии ядра и случайных ударов, мало отличается у разных ядер, составляя 2–9 МэВ. Причём, увеличение энергии α-частиц, происходящее за счёт сообщения добавочной энергии активации Ea, как говорилось, сопровождается очень сильным ростом периода полураспада ядра T1/2. Тем самым, получает простое объяснение закон Гейгера-Неттола, теперь уже не требующий привлечения квантовой теории α-распадов Гамова [135].

Аналогично было показано, что электрон, постоянно испускающий реоны или испытывающий их удары, тоже должен постоянно дёргаться, дрожать, что отчасти напоминает квантовую неопределённость его положения, однако, — с чисто классической природой. Наконец, некоторая "размытость" присуща электронам и по той причине, что они генерируют поток реонов не сами, а испускают прежде бластоны, взрывающиеся каскадами реонов на разном расстоянии от электрона — в пределах сферы распада, имеющей некоторую толщину и протяжённость (§ 3.18). Это приводит к тому, что кулоновские силы и закон Кулона, так же, как сила давления, порождаемая ударами атомов воздуха, имеют лишь среднестатистический смысл: на малых масштабах кулонова сила, подобно силе давления, оказывается случайно меняющейся, в какой-то момент оказываясь то больше, то меньше, — в зависимости от того, на каком расстоянии взрываются бластоны. Этим тоже можно, в некоторых случаях, объяснить эффекты туннелирования, которое происходит в те моменты, когда силы притяжения или отталкивания зарядов ослаблены или увеличены за счёт флуктуаций. Таким образом, эффекты туннелирования, хоть и связаны с вероятностными процессами, "размытостью" частиц, но вероятность и размытость эта — чисто классическая, детерминированная, имеющая простое наглядное механическое объяснение.

§ 4.13 Детерминизм в физике и объективная реальность

Демокрит настолько был увлечён возможностью "сквозного" причинного объяснения мира, что объявлял всякого рода случайные события лишь субъективной иллюзией, порождённой незнанием подлинных причин происходящего. Знание же их, по убеждению Демокрита, превращает любую случайность в необходимость.

Б.Б. Виц, "Демокрит" [31, с. 62]

Основная проблема неклассической физики состоит, пожалуй, в том, что она лишает мир свойства быть объективной реальностью, делает его существенно зависящим от наблюдателя, то есть, по сути, — отрицает материальность мира и материалистический подход в науке. Все понятия и свойства тел становятся условными, относительными, неопределёнными. Относительным становится не только время, пространство, длина, масса, но даже понятие волна и частица. Поэтому, все кванторелятивистские теории вполне подходят под определение "релятивизма", — идеалистического учения, отрицающего возможность объективного познания действительности, вследствие якобы полной относительности наших знаний (§ 5.12). В самом деле, Эйнштейн, в своей теории относительности, ставит весь мир в подчинение наблюдателю: к нему всё привязано. Понятия ритма процессов, длины, массы и других индивидуальных характеристик тел, по Эйнштейну, уже не имеют смысла безотносительно к наблюдателю. Это — чистейшей воды субъективизм, отрицающий объективную реальность мира. Такая абсолютизация наблюдателя — это, по сути, возвращение к геоцентрической теории Аристотеля-Птолемея, ставивших в центр мира земного наблюдателя, относительно которого всё и вертелось. Совсем как Аристотель не мог себе представить, что Солнце "покоится", так же и Эйнштейн не мог представить "покоящегося" солнечного луча света, который якобы всегда должен двигаться относительно наблюдателя с одной и той же скоростью c, равно как с постоянной скоростью движется по кругу Солнце в системе Аристотеля. О том, что Эйнштейн свёл на нет достижение Коперника, говорил ещё век назад А.К. Тимирязев [25]. Именно абсолютизированный наблюдатель (или наблюдательный прибор) выступает во всех неклассических теориях как "Пуп Земли" и своими субъективными ощущениями задаёт физическую реальность.

Причём, Эйнштейн утверждает, что зависимость явлений от наблюдателя имеет характер не просто иллюзии, а реальности. Так, ранее был рассмотрен эффект Доплера и Ритца, говорящий об изменении частоты от движущегося источника (§ 1.10). Однако, это изменение носит лишь видимый, мнимый характер. Мы знаем, что реальная частота процессов в источнике, разумеется, не меняется при движении наблюдателя относительно источника. Источнику свойственна собственная, строго заданная частота. А, следуя Эйнштейну, можно было бы и в этом случае сказать, что в зависимости от движения источника и наблюдателя происходит реальное изменение частоты процессов источника. Причём, разные наблюдатели, движущиеся с разными скоростями, зарегистрируют разные частоты источника и, с релятивистских позиций Эйнштейна, все они будут правы. Ведь и здесь нет способа узнать реально или мнимо изменение хода времени. То есть, возникает неопределённость, многозначность, индетерминизм, "физическое беззаконие": источник не имеет одной, строго заданной частоты, — частота, время не существуют в объективной реальности, они относительны, в согласии с определением релятивизма и в противоречии с материалистической классической картиной мира. То же самое и с массой, длиной: эти физические свойства теряют определённость, размываются и ставятся в зависимость от наблюдателя. В этом суть СТО. Тем самым, Эйнштейн сам идёт против детерминизма (однозначности физических значений, связанных жёсткой причинно-следственной связью), который он отстаивал, когда критиковал квантовую механику, отрицающую классический принцип причинности: принцип причинной, исторической обусловленности, закономерности всех явлений.

Могут возразить, что в такой относительности, зависимости явлений от наблюдателя нет ничего странного. Так, в книге Мартина Гарднера "Относительность для миллионов" [37] приведён такой пример: два человека равного роста смотрят друг на друга через одну и ту же рассеивающую линзу, отчего каждому кажется, что другой меньше, и в этом нет противоречия. Поэтому, точно так же, каждому из двух движущихся наблюдателей вполне может казаться, что другой короче и что частота тиканья часов у другого меньше. Но существенно то, что теория относительности указывает на реальность подобных изменений, тогда как мы знаем, что это просто фокус, иллюзия. Через линзу мы видим не сам предмет, а, лишь, — его увеличенное, искажённое изображение (§ 1.12), тогда как, истинные размеры предмета остаются неизменными, существуя в объективной реальности. Точно так же, при движении не меняется и ритм времени наблюдаемого объекта, сохраняя своё стандартное значение. У Эйнштейна же объективная физическая реальность не существует, и весь мир — это лишь субъективное восприятие, своё для каждого наблюдателя и прибора. А это есть субъективизм, идеализм, просто, — физический, завуалированный, поскольку в качестве познающего субъекта выступает уже не только человек, но и физический измерительный прибор.

С ещё большими нарушениями детерминизма и попранием объективной реальности сталкиваемся в квантовой механике. Каждая частица оказывается размыта в форме тумана неопределённости, причём, не просто распылена в каком-то объёме, а, по принципу неопределённости Гейзенберга, может находиться в каждой точке с некоторой вероятностью. Определить, в какой точке будет обнаружен, например, электрон, принципиально невозможно, в отличие от известных примеров случайных вероятностных процессов (бросание монет, костей, движения броуновских частиц). Причём, опять же, это свойство оказывается напрямую связано с наблюдателем. В зависимости от скорости движения частицы относительно наблюдателя, её положение оказывается более или менее размытым. Кроме того, относительным становится и само понятие "частица". В зависимости от системы отсчёта и наблюдателя, объект оказывается то волной, то частицей. Мы не только не можем определённо сказать, где находится в данный момент частица, но даже не можем толком указать частица ли это или волна. Это — полный индетерминизм, неопределённость, лишающая мир всех физических свойств и, прежде всего, свойства быть объективной реальностью, независимой от наблюдателя.

Именно с приходом принципа неопределённости Гейзенберга, индетерминизм, противоречащий духу материалистической науки, достиг своего апогея в физике. Не случайно, сам Гейзенберг был сторонником идеализма, который и привнёс в физику [156]. Ритц убедительно показал, в пику Эйнштейну и Гейзенбергу, что энергия локализована, что поведение атома и движение электронов в нём подчиняется законам классической механики: оно жёстко детерминировано. В то же время, именно теория Ритца позволила дать классическую трактовку принципу неопределённости Гейзенберга. Так, модель Ритца показывает, что заряд электрона и впрямь может быть "размазан" в пределах некой сферы распада, что классически объясняет эффекты туннелирования (§ 3.18). Но эта "размытость" имеет классическую природу: электрон имеет структуру, состоит из мелких частиц, летающих и делящихся в пределах его сферы. При этом, положение и движение каждой частицы в любой момент строго определено. Так же и облако атомов, электронов можно считать размытым, не имеющим чётких границ, но эта "размытость" — классическая, связанная с усреднением по времени случайного движения частиц.

Кроме того, ещё Р. Фритциус показал, что, согласно Ритцу, электрон в атоме под действием ударов реонов, испущенных ядром, должен дёргаться, дрожать: его движение становится сложным, случайным. Электрон, подобно броуновской частице в сосуде, начинает беспорядочно метаться в пределах некой области атома, имея неопределённое положение и энергию. Но, при этом, в каждый момент времени можно точно зафиксировать его мгновенную координату, скорость и энергию: тут нет принципиальных ограничений. Случайные тепловые блуждания электрона и действие ударов реонов ведут к тому, что в некоторые моменты энергия электрона и образованных из электронов частиц может превысить высоту потенциального барьера, отчего частицы его преодолевают и отрываются (§ 3.14, § 4.12). Дрожанием электронов в атоме от ударов реонов можно объяснить и естественную ширину спектральных линий, тоже связанную с принципом неопределённости (§ 3.4). Выходит, эти и другие "квантовые" явления можно объяснить без нелепого индетерминизма, а — вполне рационально и классически, если только распространить принципы статистической молекулярной физики, в том числе, принцип вероятностной необратимости, — на явления электродинамики, как предлагал ещё Ритц в споре с Эйнштейном [161].

Против индетерминизма, неопределённости, восставали все прогрессивные учёные, вспомним того же Столетова, который ещё накануне пришествия квантовой механики стал на борьбу с нематериалистическими, энергетическими веяниями в науке (§ 4.3, § 5.14). Но и задолго до этого отстаивал детерминизм первый учёный-материалист Демокрит. Этот древнегреческий атомист отрицал индетерминизм не из глупого страха перед случайностью явлений. Напротив, именно Демокрит, а за ним Эпикур и Лукреций ввели в физику случайное, вероятностное движение броуновских частиц под действием беспорядочных ударов атомов, — спонтанное механическое развитие процессов, независимое от воли богов. Именно эти древние атомисты, как отмечал С. Вавилов, предугадали принцип неопределённости, объяснив его классическими причинами. Однако, все они понимали, что за этой случайностью стоит жёсткий порядок, причинно-следственная взаимосвязь явлений. Демокрит утверждал, что не существует реальной неопределённости, и все случайности лишь кажутся таковыми, поскольку мы не знаем исходных условий, связи явлений [31]. Так, подбрасывая монетку, игральную кость, мы не знаем, какой стороной она упадёт, но — не потому, что это совершенно случайное, неопределённое событие, а потому что мы не знаем начальных условий её запуска (которые задаём бессистемно, произвольно). Зная же направление, скорость броска и скорость вращения жребия при запуске, можно точно рассчитать, что именно выпадет на основании законов механики и аэродинамики. Ещё Лаплас отмечал, что, обладая знанием скоростей и координат всех частиц мира, можно, на основании законов механики, как угодно точно вычислить их последующие положения, то есть предсказать будущее, сколь угодно отдалённое. Итак, по Демокриту нет случайностей: все случайности — это неизбежное следствие предшествующих событий. Поэтому, частица, скажем, электрон, имеющий некоторую начальную скорость и положение, всегда попадёт в строго определённую щель или предопределённое место на экране, даже если мы не знаем его исходных характеристик (§ 4.10).

Порой утверждают, что весь этот релятивизм и индетерминизм — это лишь продолжение программы Демокрита, Коперника, Галилея и Ньютона. Именно Демокрит, а затем и Коперник с Галилеем ввели в механику кинематический принцип относительности, показав относительность понятия скорости. То есть, если предмет движется в одной системе с заданной скоростью, то в другой системе, движущейся относительно первой, скорость предмета будет иной. Иллюзорность абсолютного движения окружающих предметов для наблюдателя на корабле отмечали ещё Демокрит и Лукреций (см. эпиграф § 2.19). Так же и Коперник показал, что видимое движение Солнца по небу не обязательно свидетельствует о его движении, и, в действительности, движется, вращается Земля. В этом суть кинематического принципа относительности и баллистического принципа в БТР. Но это никоим образом не лишает мир объективной реальности, а, как раз, — утверждает её. Нет ничего странного в том, что с разных точек зрения, разными наблюдателями всё видится по-разному: если первому одни предметы кажутся ближе, быстрее, то второму — другие.

При этом Демокрит, Коперник и Галилей в один голос утверждают, что все такие, воспринимаемые наблюдателем, движения звёзд и планет по небесной сфере — это лишь видимость, иллюзия, созданная вращением Земли. Существует чёткий вариант взаимного положения и движения тел, — существует объективная реальность, по-разному воспринимаемая разными людьми. А неклассические теории относительности и квантовой механики, напротив, вернули к воззрениям Птолемея-Аристотеля, приписав видимости — статус реальности, абсолютизировав наблюдателя. Не зря, выходит, А.К. Тимирязев обвинял Эйнштейна, который обесценил своей теорией — творение Коперника, жертву Бруно, подвиг Галилея. Что же касается скорости, то относительность этого понятия следует, в отличие от относительности массы, длины и времени, уже из определения: скорость вводится как отношение смещения в пространстве ко времени этого смещения. Естественно, что по-разному движущимся наблюдателям, относительно которых это смещение разное, и скорость тел представляется различной. Важно, что существует одна единственная скорость движения тела относительно выбранной определённым образом системы отсчёта. Во всём мироздании соблюдается чёткий единый план, общий строй, строгий порядок, закономерность и последовательность явлений, то что называют "детерминизмом".

Итак, неклассические теории навязывают нам нематериалистические, иррациональные, мистические взгляды, индетерминизм и релятивизм, отвергая объективную реальность. Весь мир неклассической физики XX века — это комната смеха, королевство кривых зеркал. И нас призывают считать реальными не истинные виды предмета, а его кривые, изогнутые изображения, видимые разными наблюдателями в разных зеркалах. В таких зеркалах медленно идущие процессы кажутся быстротекущими и наоборот; большое кажется малым и обратно; кривое выглядит прямым, а прямое — скошенным; короткая палка, частица, — представляется вытянутой и волнистой, а волна выглядит прямой, как стрела, или точечной. А, хуже всего, что именно эти ложные искривлённые изображения и мнения наблюдателей нас и призывают считать за образец красоты и истинности, как в повести В. Губарева "Королевство кривых зеркал". Разумеется, такой подход к явлениям мира нельзя считать научным.

В мире, на самом деле, властвует детерминизм: все тела и частицы имеют в каждый момент времени строго определённые координаты и физические свойства. Благодаря этому, как верно заметил "смеющийся философ" Демокрит, а также герой комедийно-философского фильма "Трасса 60": "любое случайное событие является в действительности закономерным и предопределённым, иначе бы оно не произошло". Далее покажем, как на основании этого строго детерминистического, научного подхода и чётко заданного в рамках БТР положения частиц в атомах и кристаллах объясняются различные феномены и свойства физических субстанций и твёрдых тел.

§ 4.14 Строение вещества и химическая связь

Что, наконец, представляется нам затверделым и плотным,

То состоять из начал крючковатых должно несомненно,

Сцепленных между собой наподобие веток сплетённых.

В этом разряде вещей, занимая в нём первое место,

Будут алмазы стоять, что ударов совсем не боятся…

Вещи, в которых их ткань совпадает взаимно с другою,

Так что, где выпуклость есть, у другой оказалась бы там же

Впадина, — эта их связь окажется самою тесной.

Есть и такие ещё, что крючками и петлями будто

Держатся крепко и так друг с другом сцепляются вместе.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Не только физика атома, ядра, но и физика твёрдого тела, термодинамика и химия опираются теперь на квантовую механику. Неужели даже в этих, исконно классических науках нельзя объяснить явления наглядно, а нужен сложный аппарат квантовой механики? В физике ядра, атома и элементарных частиц, как оказалось, квантовые представления не только не обязательны, но, часто, — просто ошибочны и уступают классическому описанию. Да и в других разделах физики классический подход даёт естественное адекватное описание всех "квантовых" эффектов, стоит лишь правильно их истолковать, найти удачную механическую модель явлений, строения атомов и частиц. Такой моделью оказалась бипирамидальная магнитная модель атома. Её основы заложены Ритцем, Томсоном, Ленардом, Ленгмюром и Льюисом — ещё в начале XX в. [19, 46]. Согласно модели, атом имеет форму двух пирамид, соединённых вершинами и послойно заполняемых электронами, что объясняет спектры атомов, закон Менделеева и законы фотоэффекта (§ 3.3, § 4.3).

Размеры атомов и межэлектронные зазоры в слоях задают и межатомные расстояния в молекулах и кристаллах. Ближе атомы сойтись не могут. Однако, почему они не могут разойтись? Что удерживает атомы вместе в молекулах и кристаллах? Первое научное объяснение этому предложили те же Ленгмюр и Льюис, на основе разработанной ими кубической модели атома, по которой ядро атома послойно окружают электроны, занимающие устойчивые положения в вершинах кубов [19, 46]. Эта модель во многом соответствует бипирамидальной, поскольку бипирамида вписывается в куб (Рис. 170). Модель Ленгмюра без всяких оснований отвергли, приняв квантовую теорию химической связи с абстрактными электронными облаками, орбиталями и их перекрытием. Зато в классической модели всё выглядело предельно просто. Электроны послойно заполняли пространственные уровни, оболочки атомов — в форме куба. Если в атоме уровень был заполнен не до конца, его могли занять электроны других атомов, входящие в вакантное место, как ключ в замок. Это позволяло образовывать химические соединения — только определённым подходящим друг к другу по форме атомам и в строго заданном отношении. Например, атом кислорода имеет два свободных места на электронном уровне (Рис. 170). Поэтому, к нему могут пристыковаться два атома водорода, содержащие по одному электрону. Так образуется молекула воды (Рис. 171). Тогда угол между отрезками, соединяющими центры атомов, составит около 109° (угол меж диагоналями куба). Это соответствует реальному углу в 105–109°, измеренному у молекул воды в экспериментах [138].

Рис. 170. Электронные слои атомов с вакансиями-петлями для образования химических связей или ионов O2-, Cl- при захвате электронов e.

Всё это очень напоминает демокритову модель сцепления атомов по принципу "ключ-замок". Демокрит и Лукреций считали, что на атомах есть выпуклости и впадины, крючки и петли (см. эпиграф § 4.14). Когда выпуклость (крючок) одного атома попадает во впадину (петлю) другого, они соединяются, как детали игрушечного конструктора [105]. Выпуклости-крючки — это электроны одного атома, а вогнутости-петли, провалы, — не занятые электронами места в слое другого. Такую впадину будем в дальнейшем называть "вакансией", "пазом" или "гнездом", по аналогии с посадочным гнездом в конструкторе. Такой термин был предложен В. Мантуровым в его кристаллической модели ядра [79]. При этом, силы, удерживающие атомы вместе, имеют электрическую природу. Те же силы удерживают в слое электроны — это силы притяжения к электрон-позитронной решётке, аналогичные ядерным, только с иным масштабом (§ 3.12).

Рис. 171. Образование молекулы воды с углом между атомами водорода 109º.

Так получается предельно наглядная механическая картина связи атомов, сцепленных по принципу шипового соединения деревянных деталей мебели, где выпуклости, зубья, шипы одной доски попадают в пазы и прорези другой, входя с ними в зацепление. Эти периодичные ряды шипов, расположенных в шахматном порядке, вполне аналогичны электронной шахматной структуре атомов (Рис. 170). Только в атомах роль клея и сил трения, удерживающих шипы во впадинах, играют электромагнитные силы, удерживающие электроны в слое, в его не занятых участках. Кстати, именно по принципу "шип-впадина" устроен и широко применяемый в химии молекулярный конструктор из разноцветных шариков-атомов — с разным числом отверстий, в которых силами трения удерживаются связующие их прутики, изображающие электроны. Выходит, структурная химия отчасти вернулась к геометромеханической модели связи атомов (за счёт их форм, "шипов", "крючков" и "переплетений"), открытой ещё в античности, затем надолго забытой, но возрождённой Бойлем и Дальтоном [106]. Интересно, что ещё Демокрит и Лукреций, открывшие эту модель связи атомов, за счёт подобия их форм, предугадали, что связующим элементом (выпуклостями и крючками) должны быть те же мельчайшие частицы, что создают разряд молнии (электроны, см. § 4.17).

Так же легко модель объясняет существование отрицательных ионов. В боровской же модели атом не в силах связать избыточный электрон, а, тем более, — несколько. А, между тем, есть много отрицательных ионов, скажем Cl—, O2–. По Бору, нейтральный атом не удержал бы лишние электроны, зато, если учесть наличие в классической бипирамидальной модели вакансий в слое, то в них электрон-позитронная решётка вполне может связать и несколько лишних электронов. В атоме хлора всего одно свободное место (Рис. 170). Поэтому, атом захватывает один электрон и прочно его удерживает, образуя ион Cl—. В атоме кислорода слой имеет два незанятых места. Соответственно, по присоединении к ним электронов образуется ион O2–. Энергия связи электрона с атомом, в этом случае, называется "сродством к электрону". Она — того же порядка и той же природы, что энергия ионизации. Впрочем, если избыточных электронов чересчур много, отталкивание мешает их удержанию атомом.

Атому, в котором больше свободных мест, чем занятых, проще отдавать электроны. Таким образом, валентность атома, — его способность образовывать химическую связь, — определяется числом электронов, которые он может удержать или отдать. Причём, валентность определяется ещё и способом размещения электронов на уровне: электроны могут перемещаться внутри слоя, словно фишки в "пятнашках". Совершенно так же, как для нуклонов в ядре (§ 3.6), атом может образовывать несколько устойчивых конфигураций электронов, способных захватить или отдать больше или меньше электронов (как предположил ещё А. Майер § 3.1). Вот почему, одни и те же атомы могут проявлять разную валентность, образуя разное число связей. Эта первая и самая наглядная модель химической связи объясняет, как у атомов возникает данное число связей, почему энергия связи того же порядка, что и энергия ионизации (отрыва электрона). Квантовая же физика даёт невразумительные туманные объяснения, напоминающие мистические умствования Аристотеля, — вечного противника Демокрита [105]. Самое странное, что пошла эта квантовая теория химической связи из Гёттингена, словно по смерти Ритца власть там также перешла к его противникам, сторонникам неклассических взглядов: М. Борну, В. Гайтлеру, Ф. Лондону, В. Паули, В. Гейзенбергу [46]. Именно они развили абстрактную теорию связи бесструктурных атомов, посредством перекрытия туманных электронных орбиталей и квантового обменного взаимодействия, не имеющего отношения к обмену частицами, а связанному с перекрытием волновых функций электронов.

Рассмотренный выше классический механизм связи атомов работает не только в молекулах, но и в аморфных твёрдых телах, жидкостях, где связи носят беспорядочный характер, то возникая, то разрываясь, отчего атомы соединяются без всякой системы. Другое дело — кристаллы. В них связи упорядочены и порядок этот, возможно, задан во многом правильным строением атомов и электронных слоёв. Оттого и соединение атомов происходит в геометрически точном стиле. Аналогично, кирпичи, блоки, с их правильной формой, укладываются в зданиях и пирамидах правильным образом. Ещё лучше эти чёткие межатомные связи кристалла видны на примере паззла, квадратные детали которого, благодаря геометро-механическому зацеплению их выпуклостей и впадин, образуют целостную картину, напоминая кристаллическую решётку из атомов, образующих единое тело, кристалл. Уже давно открыто, что форма молекулярных кристаллов напрямую связана с формой молекул. Так же, и кубическая, октаэдрическая (бипирамидальная) форма алмазов, простых кристаллов, возможно, обусловлена такой же формой атомов. Квантовая теория химической связи не только неестественна, но и попросту не нужна, поскольку все особенности атомной связи (ионной, ковалентной и металлической) прекрасно объясняла созданная гораздо раньше классическая теория Томсона-Льюиса-Ленгмюра. Кванторелятивисты беззастенчиво присвоили себе успехи этой классической теории, забрав её терминологию, обозначения и принципы, лишь переиначив их на квантовый лад.

Атомы, с их жёстким каркасом, скованные связями, обладают, всё же, некоторой свободой движений. Они могут отдаляться друг от друга. При этом, на атомы действуют силы притяжения электронов одного атома к электрон-позитронной решётке другого. Могут атомы и сближаться, — тогда их отталкивают силы упругости атомного каркаса. Поэтому, есть определённое равновесное межатомное расстояние, есть сопротивление тел сжатию и растяжению, и есть хаотические тепловые колебания атомов возле положений равновесия. Полагали, что классически нельзя получить стабильных систем из положительных и отрицательных зарядов. На этот счёт есть специально доказанная теорема Ирншоу. Поэтому, утверждают, что лишь квантовые, неклассические законы обеспечивают стабильность атомов и вещества. И, всё же, стабильность этих систем объяснима классически, достаточно учесть неэлектрические, магнитные силы и изменение характера кулоновского взаимодействия на малых расстояниях (§ 3.18). Именно наличие характерного размера частиц, заданного эффективным радиусом их отталкивания, позволяет заряженным частицам образовывать устойчивые конфигурации в виде атомов, ионных кристаллов, типа кристалла соли. И сами физики признают реальность такого спинового, электромагнитного взаимодействия электронов, обеспечивающего устойчивость системы зарядов, но не хотят признать его классический характер.

Убедиться в стабильности некоторых типов электромагнитных систем помогают опыты А. Майера, где магниты, плавающие в воде, самопроизвольно образовывали стандартные устойчивые правильные структуры (§ 3.1). Примечательно, что сам Альфред Майер рассматривал свои опыты именно как иллюстрацию, как модель строения атомов, структуры молекул и кристаллов. Он даже объяснял на основе этой модели — многие свойства веществ, такие, как рост объёма некоторых тел (к примеру, льда) при затвердевании, аллотропию, изомерию, связывая их с наличием у одного атома, молекулы нескольких возможных устойчивых форм, конфигураций [78, с. 372]. И действительно, как видели, атомы и частицы могут существовать в виде разных устойчивых конфигураций электронов и позитронов (§ 3.9). Точно так же, и плавающие магниты в опыте Майера могли образовывать несколько устойчивых правильных конфигураций, с различной степенью стабильности. Возможно, Майер был прав и в том, что смена одной устойчивой конфигурации атома на другую, ведёт к изменению типа кристаллической решётки материала, с изменением его объёма (смена аллотропных модификаций). Наличие у атомов и молекул определённой геометрической формы, далёкой от сферической, объясняет, как заметил Майер, и расширение некоторых тел при кристаллизации. Ведь упорядоченная постройка из кубиков, контактирующих только вершинами (Рис. 171), имеет больший объём, чем те же кубики, но сваленные в одну кучу. Так же, и кубические, бипирамидальные атомы при кристаллизации вещества могут увеличить удельный объём тела в сравнении с жидким его состоянием, что наблюдается у таких веществ, как вода, германий, галлий, сурьма, висмут (§ 4.17). Такое расширение представляет большую проблему для квантовой теории, с её бесструктурными, размытыми сферическими атомами.

Замечательно, что ещё Демокрит и Лукреций высказывали эту мысль о влиянии на свойства тела не только составляющих его частиц, но и формы, порядка их расположения, образуемых ими конфигураций, словно порядка букв в слове, — на его смысл (§ 5.16). Эту ключевую идею структурной химии, впервые чётко сформулированную Бутлеровым, пророчески высказывал ещё Ломоносов, считавший, подобно древним атомистам, что атомы элементов различаются весом, формой и соединяются в молекулы или твёрдые тела — по принципу подобия, соответствия геометрических форм, на чём и строил науку химию. Причём, сила химической связи задавалась, по Ломоносову, лишь геометрическими свойствами атомов в соединении, — их взаимным положением и площадью контактирующих граней, что недалеко от истины, раз энергия химической связи определяется числом связующих электронов, образующих плоские электронные слои соприкасающихся атомов, и расстоянием меж ними.

Вернёмся к анализу стабильности системы зарядов. Если условно рассматривать электроны и позитроны не как точечные заряды, а как жёсткие заряженные шарики — с радиусом, равным классическому радиусу электрона r_0, то они вполне могут образовать стабильные комплексы: элементарные частицы, ядра и атомы. Притягиваемые заряды сближаются и образуют кристаллическую решётку, как в кристалле соли. Но дальнейшее сближение либо рождает силы отталкивания, либо ослабляет кулоновское притяжение. Это и задаёт равновесное расстояние между частицами, равное классическому радиусу r_0=2,8·10-15 м, — потому-то их и можно считать жёсткими шариками. Нарушение кулоновского закона, при сближении до r_0, связано с механизмом электрического взаимодействия (§ 3.18) и признаётся физиками [60]. Электронные комплексы, как выяснили, могут иметь и другой характерный масштаб, отличный от r_0 и — куда более крупный, сопоставимый с радиусом атома a_0=5,3·10-11 м, на котором тоже должны возникать отклонения от закона Кулона (§ 3.7, § 3.18). Вдобавок, кроме электрических, есть ещё магнитные силы взаимодействия электронов. Всё это, как видели, и позволяет им образовать устойчивые электронные слои масштаба a_0, задавая характерный размер атома. Электроны сближаются вплоть до взаимопроникновения их сфер распада, после чего сближение электронов или образованных ими атомов останавливается.

Сопротивление атомов или электронов сближению соответствует известному в квантовой механике принципу "запрета Паули", по которому два электрона не могут занять одно состояние. В классике этот закон возникает не как формальное правило, но как естественное следствие наличия у частиц (электронов и позитронов) эффективного радиуса отталкивания, отчего те ведут себя, как жёсткие шарики, не способные занять одну позицию в атоме. Если один электрон занял своё положение на электронном уровне, другой уже не сможет там очутиться. Для него просто не будет места, как нет места в целиком занятой ячейке для яиц. Итак, электрон-позитронная решётка, сетка имеет, подобно миллиметровке, два характерных масштаба с разницей в 10^4–10^5 раз (§ 3.7). Один масштаб, с шагом решётки в 10–15 м (1 ферми), определяет характерные размеры ядер и элементарных частиц. Другой, с шагом в 10–10 м (1 ангстрем), задаёт типичные размеры атомов, длины связей в молекулах. Переход от крупного масштаба к мелкому происходит по достижении частицами энергий, достаточных для преодоления отталкивания.

Наличие двух масштабов расстояний между электронами и позитронами имеет много важных следствий. Подобие двух этих сеток — объясняет аналогию химических и ядерных процессов. Не зря, механизмы распада или синтеза молекул и ядер, выделение и поглощение энергии в химических и ядерных реакциях во многом сходны. Ведь, в обоих случаях происходит соединение и распад кристаллических комплексов, сцепляемых электростатическими силами притяжения электрон-позитронной решётки. Отличаются лишь масштабы. И, поскольку масштабы расстояний r меж зарядами отличны в 10^5 раз, соответственно, — различаются и величины сил, выделяемых энергий и энергий связи. Ведь энергия кулоновского взаимодействия зарядов пропорциональна 1/r. И, точно, характерные энергии связи электронов в атоме и самих атомов, энергии единичных актов химических реакций — составляют единицы электронвольт, а энергии связи ядер, нуклонов, энергии распадов — измеряются мегаэлектронвольтами, то есть, — в 10^6 раз больше (§ 3.12, § 3.13). Энергия химической связи, ионизации атома в несколько электронвольт — это, по сути, энергия электрического взаимодействия E=e^2/4πε_0r электрона с позитроном, с электрон-позитронным слоем в атоме на межэлектронном расстоянии r= a_0=5,3·10-11 м. А характерная энергия единичного акта ядерной реакции — это суть энергия взаимодействия E=e^2/4πε_0r электрона с позитроном или электрон-позитронной решёткой на расстоянии r= r_0=2,8·10-15 м.

Обычно атомы, ядра и элементарные частицы изображают шариками (что порой делалось для удобства и в данной книге), а, потому, мысль об их чёткой периодичной структуре, о кубической, пирамидальной форме частиц, с их рёбрами и гранями, кажется диковатой. Но, с другой стороны, атомы и частицы издавна называют элементарными кирпичиками, из которых построена материя. Так что же удивительного, если эти кирпичики имеют форму многогранников, как обычные строительные кирпичи, игрушечные кубики или детали конструктора? И что странного, если и сами эти кирпичи построены из ещё меньших кирпичиков, расположенных правильными, периодичными рядами? Не зря, Кеплер и Ломоносов, которые первыми научно обосновали атомарную и кристаллическую структуру вещества, считали атомы многогранниками, пирамидками [63]. А нынешние учёные, даже применив электронный микроскоп, ещё не получили чётких изображений атомов и лишь гадают об их форме.

Итак, классическая модель атома, мало того, что помогает наглядно и естественно объяснить механизм химической связи, но и позволяет установить глубокую аналогию химических и ядерных процессов, энергий и связей. Интересно, что эта геометро-механическая модель связи, впервые предложенная ещё Демокритом, возрождённая Ломоносовым, развитая Льюисом и Ленгмюром, но потом — надолго забытая, ныне вновь обрела признание, скажем в органической химии, в иммунологии, молекулярной генетике и в теории обонятельных рецепторов, где присоединение атомов и молекул часто происходит по принципу соответствия их геометрической формы, — по механизму ключ-замок. Не исключено, что такое представление о структуре материи, частицы которой связаны за счёт механического переплетения с образованием слоистых периодичных, шахматных структур (§ 3.12), формирующих затем объёмные тела и полые многогранники, отражены и в материальной культуре наших предков, для которых плетение, особенно венков и кос, имело глубокий символический смысл. Не случайно быт славян был основан на переплетении волокон льна, шерсти, волос, соломы, лыка, бересты, ивовых прутьев и даже брёвен, как видно на примере тканой одежды, лаптей, корзин, плетёных коробов, котомок, а также изб, теремов и других шедевров народного зодчества, возведённых без единого гвоздя. Если же наши предки-умельцы и применяли металл, то его они тоже переплетали наподобие волокон, когда соединяли вместе звенья цепей или кольца кольчуг (наиболее распространённых как раз на Руси), образующих такие же узоры, как цепочки и сетки связанных электронов и позитронов (Рис. 95, Рис. 102). Такой механизм формирования мира, путём плетения или связывания нитей материи и поля (истекающего из частиц, словно пряжа), отражён и в "Велесовой книге", составленной древнеславянскими учёными-волхвами. Аналогичные воззрения о том, что наш мир соткан из периодично расположенных зарядов противоположного знака, находим и в древнеиндийских "Станцах Дзиан": "И ткань эта есть Вселенная, сотканная из Двух Сущностей, воедино слитых".

§ 4.15 Вымерзание степеней свободы

Очевидно, теплота состоит во внутреннем движении материи… Внутреннее движение можно себе представить происходящим трояким образом: 1) неощутимые частицы непрерывно изменяют место, или 2) вращаются, оставаясь на месте, или, наконец, 3) непрерывно колеблются взад и вперёд… Первое мы назовём поступательным, второе вращательным, третье колебательным внутренним движением… При более быстром вращении частиц связанной материи должна увеличиваться теплота, а при более медленном — уменьшаться. Частицы горячих тел должны вращаться быстрее, более холодных — медленнее… Должна существовать наибольшая и последняя степень холода, которая должна состоять в полном прекращении вращательного движения частиц.

М.В. Ломоносов, "Размышления о причине теплоты и холода", 1750 г.

Ещё одним "подтверждением" квантовой теории в молекулярной физике считают явление вымерзания степеней свободы [19]. Известно, что двухатомная молекула, скажем, молекула водорода H_2, обладает пятью степенями свободы. Три из них связаны с поступательным движением молекул вдоль трёх осей, и две — с вращением вокруг двух осей (Рис. 172). На каждую степень свободы частицы приходится энергия kT/2, и двухатомная молекула обладает в среднем энергией 5kT/2, где k — постоянная Больцмана, T — температура в кельвинах. Одноатомная же молекула наделена лишь энергией поступательного движения 3kT/2. У двухатомных молекул реально есть ещё и энергия упругих колебаний атомов внутри молекулы. Поэтому, энергия реальных двухатомных молекул 7kT/2.

Рис. 172. Энергии и степени свободы двухатомной молекулы (а) и атома в кристалле (б) связаны с поступательным движением, вращением и колебаниями.

В итоге, молярная теплоёмкость C (прирост внутренней энергии тела фиксированного объёма из Na=6·10^23 молекул при нагреве на 1 ºС) для газа из реальных двухатомных молекул — 7R/2; из жёстких двухатомных — 5R/2; из одноатомных — 3R/2 (здесь R=kNa — газовая постоянная). И, точно, при высоких температурах теплоёмкость водорода C=7R/2, однако при охлаждении C падает до 5R/2 (Рис. 173.а). А, с приближением к абсолютному нулю, C стремится к 3R/2, словно у молекул газа при охлаждении "вымерзают" (сковываются) степени свободы. Двухатомные молекулы сначала становятся жёсткими, а, при дальнейшем охлаждении, прекращают вращение, словно одноатомные.

Рис. 173. Изменение с температурой теплоёмкости а) двухатомного газа (водорода), б) твёрдого тела (медь).

Такое уменьшение теплоёмкости двухатомных газов, при понижении температуры, считалось противоречащим классической молекулярно-кинетической теории и нашло объяснение в квантовой теории, предложенной В. Нернстом, который и открыл феномен. Долгое время казалось, что классическая физика не совместима с этим феноменом. И, всё же, ему можно найти простое истолкование в традициях классики, стоит лишь принять модель атома Ритца. Тогда, при высоких температурах, атомы в полужёстких молекулах действительно колеблются, и C=7R/2. При снижении температуры, энергии атомов уже не хватает для разрыва части связей и колебаний, — молекула становится "жёсткой". Например, атом водорода устроен таким образом, что в первом электронном слое (Рис. 104, Рис. 105), где всего два места, электрон занимает лишь одно (Рис. 170). Поэтому, электрон второго атома водорода попадает в вакантное место, образуя химическую связь. А пустующее место в слое второго атома — заполняется электроном первого. Так возникает молекула водорода H: H, где атомы H связаны ковалентной связью — из пары электронов, обозначенных по Ленгмюру точками (Рис. 174). При высоких температурах T, у большинства молекул водорода одна связь порвана, и молекула H·H получается полужёсткой: её атомы могут вращаться, колебаться вокруг единственной точки связи, в виде электрона. При спаде температуры, энергии не хватает для разрыва связей, атомы полностью стыкуются, образуя двойную связь и жёсткую молекулу H: H, атомы которой уже не способны колебаться. Оттого и C=5R/2 при такой не слишком высокой температуре.

Рис. 174. При высоких T атомы водорода разделены (а). При снижении T один электрон обобщается, образуя полужёсткую молекулу H·H (б). При низких температурах в жёсткой молекуле H: H обобщены оба электрона (в).

В водороде одновременно присутствуют полужёсткие молекулы с одной связью H·H и жёсткие, с атомами, скованными воедино двойной связью H: H. С понижением температуры, теплоёмкость плавно убывает от C=7R/2 до C=5R/2, поскольку плавно меняется соотношение числа молекул H·H и H: H (Рис. 173.а). Как выяснили, охлаждение ведёт к снижению процента полужёстких молекул H·H, отчего плавно спадает и теплоёмкость. В то же время, теоретически, газы из этих двух типов молекул можно разделить, ведь, за счёт разного строения, они должны различаться физико-химическими свойствами и спектрами (§ 3.4). И такое разделение водорода на два компонента с разными свойствами и спектрами, действительно, осуществлено в лабораториях [19, 134]. Из водорода удалось выделить два газа — ортоводород и параводород, обладающие разными свойствами и теплоёмкостями. Поскольку, при низких температурах водород почти полностью состоит из более устойчивого параводорода, то он, очевидно, образован частицами с парой связей H: H. Соответственно, ортоводород, возникающий при сильном нагреве, состоит из частиц H·H, где одна из связей порвана.

Тот факт, что ортоводород можно преобразовать в параводород и — обратно, посредством химических методик (нагрев-охлаждение, катализаторы [134, с. 333]), доказывает, что различие меж ними вызвано не разной ориентацией спинов ядер, не ядерными свойствами [82], а — химическими, — разной структурой химических связей. Не случайно параводород H: H удаётся преобразовать в ортоводород H·H, разорвав одну из связей, с помощью электрического разряда, применяемого обычно, как раз, — для ионизации молекул и разрыва в них атомных связей. Отметим, что в чистом состоянии параводород, а, тем более, ортоводород, получить сложно, а потому всегда имеют дело с их смесями, обогащёнными тем или другим компонентом. При этом, с течением времени, газ постепенно приходит в состояние с равновесной концентрацией орто- и параводорода [134]. И это — естественно, поскольку лишь при низких температурах атомы, пребывая в энергетически более выгодном состоянии, остаются прочно связаны в молекуле H: H. А, при высоких температурах, за счёт столкновений, связи постоянно то рвутся, то восстанавливаются: имеет место динамическое равновесие между молекулами орто- и параводорода, попеременно обращающихся друг в друга. Итак, при падении температуры именно рост концентрации параводорода H: H (C=5R/2), с параллельным падением процента ортоводорода H·H (C=7R/2), ведёт к снижению теплоёмкости их смеси в водороде (Рис. 173.а).

С дальнейшим охлаждением вымерзает и вращательная степень свободы: двухатомные молекулы перестают вращаться, что тоже вполне объяснимо. Молекулы получают вращение от косых, боковых соударений, когда часть кинетической энергии в ходе удара переходит в энергию вращения. Но, с понижением температуры, молекулы всё чаще испытывают прямые, лобовые соударения, и уже не закручиваются. Ведь, при малой температуре частицы движутся медленно, отчего, в процессе сближения, электрические дипольные моменты молекул (созданные взаимной поляризацией) успевают сориентировать их перед ударом — вдоль линии сближения. Вдоль неё они и отскакивают, не получив вращения (Рис. 175). Именно так, двухатомный газ, при стремлении температуры к абсолютному нулю, и теряет вращательные степени свободы, ведя себя как одноатомный, — с теплоёмкостью C=3R/2. При низких температурах имеет место классическое упорядочение, но, если у большинства газов упорядочиваются положения молекул от слияния их в кристаллы, то у водорода, остающегося газом вплоть до температуры в 14 K, упорядочивается само тепловое движение молекул.

Рис. 175. Быстрое сближение молекул (а) ведёт к боковому удару и их закрутке, а при медленном они ориентируются (б) вдоль оси удара, не получив вращения (в).

Отсюда легко получить теоретические графики зависимости теплоёмкости газа от температуры, соответствующие экспериментальным данным (Рис. 173.а). Очевидно, что характерная температура, при которой идёт изменение теплоёмкости двухатомного газа — с 5R/2 на 3R/2, зависит от момента инерции молекулы. Чем массивней, инертней двухатомная молекула, тем медленней она поворачивается от дипольного электрического взаимодействия молекул. Поэтому, требуются меньшие скорости сближения и большее охлаждение для осуществления точной ориентации и прямого удара молекул, вместо косого. И, действительно, если у водорода снижение теплоёмкости становится заметно уже при 200 K, то у других газов, обладающих бóльшими молекулярными массами и моментами инерции, — при гораздо меньших температурах [19]. Также, температурный ход теплоёмкости различен для выделенных отдельно пара- и ортоводорода. Связано это, по-видимому, не только с разницей их молекул, но и с тем, что рост температуры ведёт к распаду молекул параводорода до ортоводорода. А дополнительная теплота (аналогичная теплоте плавления § 4.20), которую необходимо сообщать для нагрева параводороду, воспринимается как его увеличенная теплоёмкость C, превосходящая даже типичное для средних температур значение C=5R/2 [19, с. 185]. Как видим, все квантовые эффекты имеют классическую молекулярно-кинетическую трактовку.

Интересно, что уже М.В. Ломоносов, построивший первый вариант молекулярно-кинетической теории теплоты, газов, жидкостей, растворов и твёрдых тел, чётко различал все три вида возможного теплового движения частиц тела. Огромную роль Ломоносов отводил именно вращательному движению молекул, которое замедляется с уменьшением температуры и сопровождается соответствующим уменьшением теплотворных свойств вещества. Таким образом, Ломоносов, даже без помощи математического аппарата, открыл, за век до Гельмгольца, Джоуля, Кельвина, Максвелла и других, — молекулярно-кинетическую теорию тепла и существование абсолютного нуля температуры ("последней степени холода, состоящей в полном прекращении движения частиц"). Кроме того, Ломоносов приблизился к пониманию роли вращательного движения частиц в образовании теплоёмкости тел, с его остановкой, при стремлении температуры к абсолютному нулю. Тем самым, Ломоносов проявил себя как стойкий сторонник атомизма Демокрита, в отличие о В. Нернста, который, открыв явление уменьшения теплоёмкости газа, при стремлении его температуры к абсолютному нулю, поспешил объяснять этот феномен с помощью гипотезы квантования вращательного движения молекул [156]. И это не удивительно, ведь Нернст, будучи учеником Оствальда, этого ярого сторонника энергетизма, воспринял его взгляды, близкие к кванторелятивистским (§ 5.14).

В действительности, как видим, явление не содержит ничего сверхъестественного и обретает наглядную классическую трактовку. Поэтому, обнаружив отклонения от классических законов, следует уточнять классическую модель, учтя неидеальность модели и приблизив её к реальности, а не отвергать сходу. Именно так Ван-дер-Ваальс, для объяснения отклонений от молекулярно-кинетической теории (МКТ), проявляющихся, опять же, и в изменении теплоёмкости, — предложил учесть в законе идеального газа конечный размер молекул и их взаимодействие, тем самым открыв точный закон [19, 45]. А физики нового поколения, такие как В. Нернст, наверняка предпочли бы отвергнуть классическую модель и вывести уравнение Ван-дер-Ваальса из квантовых законов. Итак, правильный путь развития физики пролегает через уточнение классических моделей и отход от идеализаций, работающих в узких рамках. Следуя путём Ван-дер-Ваальса, учтя взаимодействие атомов, их размеры, ограничивающие колебания, вращение, мы классически объяснили поведение теплоёмкости. Физики, начиная с А. Эйнштейна и В. Нернста, игнорировали рациональный путь Ван-дер-Ваальса и сгоряча (по недомыслию или по злому умыслу) отвергали классические модели, нагромождая квантовых.

Во многом такая смена методологических установок связана с тем, что один из основных защитников МКТ, Больцман, доказавший эффективность классико-механического подхода, трагически умер в 1906 г., в ходе травли со стороны последователей Аристотеля, этих современных противников атомистического учения и кинетической теории Демокрита [156]. Именно эти извечные враги атомизма, сторонники так называемого "энергетизма", — составляют правящую верхушку современной шайки кванторелятивистов. Поняв, что атомы реальны, и от этого никуда не деться, они решили отказать атомам в материальности, считая их абстрактными размытыми сгустками энергии, — оттого такое представление ныне и господствует в науке. Именно от этих извечных противников материализма и атомизма Демокрита — пошло представление о массе не как о материи, а как о мере энергии тела. От них же и представления о квантах, уровнях энергии в атоме, да и сами атомы, электроны, частицы, они предлагают теперь считать, так же, как и электромагнитное поле, не материальными телами, а абстрактными размытыми волнами, энергетическими возбуждениями пространства. Как раз в период 1906–1909 гг., когда погибли активные защитники классики и атомизма (Кюри, Друде, Больцман, Менделеев, Томсон, Ритц), пошло быстрое развитие неклассической физики в направлении энергетизма. Как сказал К.А. Тимирязев о столь же трагичной судьбе Лавуазье и Ю. Майера, вслед за Ломоносовым открывших механический эквивалент теплоты с законом сохранения энергии и массы: "Словно какой-то злой рок тормозил развитие занимающего нас вопроса, удаляя с научной сцены именно тех, кто всех более мог способствовать движению науки в этом направлении".

§ 4.16 Неквантовая теория теплоёмкости

Первоначала вещей сначала движутся сами,

Следом за ними тела из малейшего их сочетанья,

Близкие, как бы сказать, по силам к началам первичным,

Скрыто от них получая толчки, начинают стремиться

Сами к движенью затем понуждая тела покрупнее…

Те, у которых тесней их взаимная сплоченность, мало

И на ничтожные лишь расстояния прядая порознь,

Сложностью самых фигур своих спутаны будучи цепко,

Мощные корни камней и тела образуют железа

Стойкого, так же, как всё подобного рода.

Прочие, в малом числе в пустоте необъятной витая,

Прядают прочь далеко и далёко назад отбегают.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Явление, очень похожее на вымерзание степеней свободы у газа, обнаружилось и в твёрдых телах, кристаллах. Согласно МКТ и закону Дюлонга-Пти, теплоёмкость твёрдых тел должна равняться 3R, поскольку каждый атом в твёрдом теле должен иметь энергию 3kT. Половина её приходится на энергию движения атома — вдоль трёх осей, а половина — на энергию колебаний атома — вдоль тех же трёх осей (Рис. 172). Опыт показал справедливость закона Дюлонга-Пти в широком интервале температур. Однако, с приближением температуры к абсолютному нулю, теплоёмкость твёрдых тел снижается вплоть нулевой, как от вымерзания степеней свободы (Рис. 173.б). В рамках классической физики и МКТ это не удавалось понять. Лишь квантовая теория дала объяснение феномену. Оно было предложено А. Эйнштейном и уточнено П. Дебаем. Теория эта — сложная, формальная и надуманная. Так, вместо классического максвелловского распределения молекул и атомов по скоростям, вводятся распределения Ферми-Дирака, Бозе-Эйнштейна, привлекаются гипотетические фононы, — возбуждения кристаллической решётки. Впрочем, классически истолковать этот эффект, как полагали, вообще невозможно. И, всё же, предложим простое объяснение феномена.

Реально повторяется ситуация с вымерзанием степеней свободы молекул газа, только в твёрдом теле: при снижении температуры, сковка атомов происходит в огромных масштабах. Всё больше атомов жёстко соединяются друг с другом, обретая новые связи и теряя свободу движений. При охлаждении в теле возникают всё более крупные жёсткие конгломераты из атомов, — как бы гигантские жёсткие молекулы. С понижением T их становится всё меньше, за счёт нарастания и слияния с другими. А, раз на каждую частицу, жёсткую молекулу, — приходится энергия 3kT, то, с уменьшением их числа, внутренняя энергия U твёрдого тела и теплоёмкость C=dU/dT — падают. Наконец, при абсолютном нуле, когда всякое движение замирает, остаётся одна гигантская жёсткая молекула, включающая весь кристалл и имеющая энергию 3kT. Поэтому, внутренняя энергия тела U уже не 3kTNa, а 3kT (Na=6·10^23 — число атомов тела молярного объёма). Поскольку k=1,38·10-23 Дж/К, то эта энергия U=3kT ничтожно мала. Оттого и получаем C=dU/dT=3k≈0, вместо обычной теплоёмкости C=3kNa=3R, поскольку k/R=1/Na<<1. Это классически объясняет спад теплоёмкости до нуля, при низких температурах вещества (Рис. 173.б). Хотя, логичней было бы говорить об изменении самого вещества, у которого с учётом укрупнения молекул пересчёт молярной теплоёмкости дал бы прежнее значение C=3R.

Стоит отметить, что такое объединение атомов внутри кристалла — в гигантские жёсткие конгломераты, кластеры, аналогичные жёстким молекулам, имеет очень важное значение для эффекта Мёссбауэра (§ 3.7), в котором тепловое движение атомов, обладающих даже в твёрдом теле огромными скоростями, нарушало бы стабильность частоты гамма-излучения, за счёт эффекта Доплера. Но были обнаружены кристаллы, в которых при охлаждении атомы жёстко соединялись, порой образуя единый комплекс, включающий в себя весь кристалл [74]. Весь такой комплекс обладает кинетической энергией MV^2/2 порядка 3kT, а, потому, если учесть его гигантскую массу M, скорость V его, при той же температуре T, окажется много меньше тепловой скорости одиночных атомов, колеблющихся в узлах решётки обычных, нежёстких кристаллов и твёрдых тел (§ 3.7). Это практически исключало доплеровский сдвиг от движений атомов и давало совпадение частоты излучения и поглощения в эффекте Мёссбауэра, то есть, — эффект обращения спектра. Причём, как подтвердили эксперименты [135], это совпадение тем лучше, чем выше твёрдость, жёсткость кристалла и его характерная температура перехода в сверхсвязанное состояние (называемая температурой Дебая, см. ниже).

Таким образом, кристаллы, оказывается, тоже характеризуются разной степенью упорядоченности: есть абсолютно жёсткие кристаллы, в которых атомы, словно детальки конструктора, прочно связаны своими формами. К ним относятся наиболее твёрдые и плотные тела, типа алмаза, сапфира, как отмечал ещё Лукреций (§ 4.14). А есть полужёсткие, в которых атомы, хоть и расположены упорядоченно, но оказываются одиночными, связанными нежёстко, подвижно, то разрывая, то образуя связи, а, потому, и двигаясь много быстрей, с большей амплитудой колебаний, как догадался тот же Лукреций, изложивший идеи Демокрита о молекулярной природе теплоты и броуновского движения пылинок (§ 4.16). Такие полужёсткие кристаллы напоминают уже не крепко связанные детали конструктора, а, скорее, — кубик Рубика, который легко деформируется от смещения формирующих его кубиков-атомов. Или же этот кристалл подобен собранному паззлу, который, будучи поднят за край со стола, легко гнётся, поскольку детали в нём, не имея достаточно жёстких связей, вихляются. Существование кристаллических тел с жёстко и нежёстко связанными частицами подтверждается, как раз, поведением их теплоёмкости при изменении температуры. Так, у свинца, образованного слабо связанными атомами и, потому, легко режущегося даже ножом, теплоёмкость остаётся на уровне 3R — даже при опускании температуры до 50 K, подтверждая тем самым, что его атомы не образуют жёстко связанных комплексов. Зато, у алмаза и бериллия (материалов известных своей твёрдостью и прочностью, за счёт жёсткой связи атомов, образующих монолитный кристалл) уже при комнатных температурах теплоёмкость гораздо ниже 3R [45, Т. 1, с. 596]. И, лишь при нагреве до 1000 К их теплоёмкость начинает приближаться к уровню 3R, за счёт теплового разрушения жёстких связей в крупных атомных комплексах.

Эту характерную температуру, ниже которой твёрдые тела "перестают подчиняться классическим законам" и становятся заметны отклонения от C=3R из закона Дюлонга-Пти, называют "температурой Дебая" ΘD=E/k, которую вводят через минимально допустимую по квантовым законам температуру и энергию E колебаний атомов в кристалле. На деле же, как видели, эту температуру легко определить классическим образом, как температуру, при которой средняя кинетическая энергия атомов ~kT становится сопоставима с удельной энергией ES полностью насыщенной связи атомов. То есть, характерная температура TS=ES/k. Отсюда, в отличие от формулы Дебая, сразу видно, что прочные, твёрдые тела, с очень большой энергией связи ES (бор, алмаз, кремний), обладают высокой характерной температурой TS, тогда как мягкий свинец и щелочные металлы — очень низкой. Зато при охлаждении того же свинца ниже этой температуры, его атомы сцепляются так прочно, что по твёрдости, упругости он сравнивается с лучшей рессорной сталью [90]. По той же причине, температура TS (классический аналог температуры ΘD Дебая) связана со скоростью звука, коэффициентами упругости и проводимости металлов (§ 4.17). Все эти характеристики напрямую зависят от жёсткости, твёрдости металла, — от энергии связи в нём атомов, электронов, от степени насыщения этой связи.

Сказанное в общих чертах верно и для теплоёмкости жидкостей, молекулярные связи в которых возникают и рвутся беспорядочно (§ 4.14). Но и здесь молекулы при соединении могут образовывать сравнительно жёсткие кластеры, "мерцающие", "пульсирующие" микрокристаллы, обнаруженные с помощью рентгенографии, например, — в воде [138]. С повышением температуры процент таких кристаллов уменьшается от разрыва жёстких связей, отчего, по примеру твёрдых тел, теплоёмкость почти всех жидкостей растёт при нагревании, за счёт роста числа независимых частиц и приходящихся на их долю степеней свободы.

Итак, видим, что классическая молекулярно-кинетическая теория объясняет все особенности поведения твёрдых тел, жидкостей и газов, молекул, атомов и ядер. И, более того, классика открывает гораздо более тонкие градации между агрегатными состояниями вещества. Слишком легко уступили учёные давлению модного квантового течения, даже не попробовав истолковать эффекты в рамках классической физики. Кризис физики начала XX в. возник не от классической картины явлений, а от неудачных, неточных моделей, особенно, — моделей атомов и молекул. Большей частью эти модели страдали идеализацией, грубым упрощением. Они описывали предельные случаи и не учитывали ряд атомных свойств и взаимодействий, важных при низких температурах. Если учесть все эти скрытые механизмы, то любые явления удаётся истолковать, применяя классические модели. И самая удачная из них — бипирамидально-сеточная кристалломагнитная модель атома Ритца.

§ 4.17 Неквантовая теория проводимости

Этот тончайший огонь из огней существующих в мире,

Сделан природою весь из мельчайших и самых подвижных

Тел, для которых ничто не в силах поставить преграды.

Даже сквозь стены домов проникают могучие молньи…

Внутрь проникает она и проходит по пористым ходам,

Без промедленья скользя и немного встречая препятствий…

Не причиняя вреда, она много предметов пронзает,

Ибо текучим огнём без ущерба сквозь поры проходит.

Много и рушит она, коль столкнётся своими телами

Прямо с телами вещей, где тела эти связь образуют.

Далее, молния медь распускает и золото сразу

Плавит легко потому, что сама из до крайности мелких

Тел основных состоит да и гладких притом элементов.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Это кажется невероятным, но, ещё за две тысячи лет до нас, люди догадались не только об атомах материи и света (реонах), но и об атомах электричества (электронах), стремительным движением которых, как поняли античные учёные-атомисты, вызван разряд молнии. Осознав, что любые тела не являются сплошными, а представляют собой соединения атомов, между которыми достаточно пустого пространства, пор, эти учёные построили и первую теорию проводимости, указав, что мельчайшие частицы молнии (электроны) легко проходят сквозь эти поры металлов, создавая электрический ток и ведя к нагреву металла — от столкновений электронов с атомами. Лукреций догадался, что те же частицы-электроны, что создают ток, образуют и связи атомов (§ 4.14). Это была первая механическая классическая теория проводимости. И, всё же, этот, сильно опередивший время, прогрессивный взгляд на вещи, выработанный ещё Демокритом, Эпикуром и Лукрецием, ныне предан забвению вместе с классической теорией проводимости Друде, поскольку пока общепринята квантовая теория проводимости.

В настоящее время считают, что только квантовыми законами можно объяснить электрическую проводимость металлов. А, между тем, впервые именно классическая теория проводимости Друде позволила объяснить природу электропроводности, электросопротивления и многие их особенности. Казалось бы, уж что проще и классичней электрического сопротивления? Закон Ома, резисторы, электрические потери в проводах и выделение тепла нагревательными приборами, — со всем этим мы знакомы с детства. Однако теоретики нагнали столько тумана в это интуитивно всем ясное явление сопротивления, что и его природа стала тайной за семью печатями. Случилось это, когда сопротивление отнесли к квантовым явлениям, которые уже нельзя представить наглядно, а можно лишь описать формулами, отрёкшись от здравого смысла и приняв на веру догматы квантовой механики. Однако, наглядный классический подход отнюдь не исчерпал себя, а, зачастую, — даже лучше объясняет загадки сопротивления, чем квантовая механика и зонная квантовая теория металлов Зоммерфельда.

Рис. 176. Подобие силы тока I и расхода газа Q через фильтр, а также электрического R и гидродинамического X сопротивлений.

Электрический ток в металлах представляет собой направленное движение электронов, — течение своего рода электронного газа, в котором роль атомов играют электроны. Подобно тому, как обычные газы испытывают сопротивление от движения по трубопроводу, так и электронный газ, протекая по проводнику, тормозится им. То есть, возникает электросопротивление, микроскопическая картина которого подобна той, что существует в газе. Атомы газа, сталкиваясь друг с другом и с атомами стенок трубопровода, усиливают их колебания, расходуя на это часть своей кинетической энергии. Это и вызывает сопротивление току газа и соответствующий нагрев трубопровода, ибо рост колебаний атомов означает рост температуры. Вполне естественно, что долгое время так же объясняли и электросопротивление с нагревом проводов.

Рис. 177. Вязкость газа при снижении температуры T падает до нуля, равно как сопротивление металла, пропорциональное вязкости электронного газа.

Электроны, набрав в электрическом поле скорость, то и дело теряют часть её в столкновениях с ионами металла, усиливая их колебания. Так создаётся электросопротивление и выделяется джоулево тепло от идущего тока (§ 4.17). Не зря, электроток в проводнике издавна сравнивали с потоком газа, текущего через трубку-фильтр, отсюда и сами термины: "электрический ток", "напряжение", "источник тока" (Рис. 176). Ещё Франклин сравнивал металл с пористой губкой, сквозь которую просачивается электрическая материя, частицы которой (электроны) учёный сравнивал с атомами воздуха. Расход газа через такой трубопровод подчиняется в точности тем же законам, что и ток в проводнике, — он пропорционален напору, то есть, — разности давлений p_1-p_2 (разности потенциалов φ_1-φ_2, равной напряжению U), площади сечения S фильтра-провода и обратно пропорционален его длине L. Удельное же сопротивление такой трубы, как у металла, растёт с повышением температуры (Рис. 177). Соединяя трубы, можно моделировать и разветвлённые электросети (Рис. 178).

Рис. 178. Общее сопротивление двух резисторов можно найти так же, как сопротивление двух параллельных фильтров. Потоки разделяются и замедляются в соответствии с сопротивлениями, а затем вновь соединяются.

Но современные учёные отвергают это простое и наглядное объяснение сопротивления проводников. По их мнению, сопротивление связано с рассеянием электронов на фононах — вымышленных квантовых возбуждениях кристаллической решётки металла [32]. После абсурдных фотонов, — квантов света, такие физики как И.Е. Тамм, выдумали фононы, — кванты звука, квазичастицы упругих колебаний. Учёные сочли, что упорядоченная кристаллическая решётка металлов в идеале вообще не оказывает сопротивления движению электронов. Однако, атомы примесей, дефекты и тепловые колебания кристаллической решётки нарушают её идеальность. И, чем сильней искажена решётка металла, тем хуже он проводит ток. Именно этим в квантовой физике объясняют температурный рост сопротивления металлов и его заметную прибавку при введении даже ничтожной примеси. Полагали, что такое объяснение сопротивления — много лучше классического. На самом же деле, как раз квантовое объяснение не выдерживает критики.

Ведь, по квантовой теории расплавленные металлы, у которых полностью разрушена кристаллическая решётка, вообще не могли бы проводить ток. А, между тем, они пропускают электроток почти так же хорошо, как твёрдые, кристаллические. Скажем, жидкая ртуть, которую мы обычно наблюдаем при температуре на 60 градусов выше точки её плавления, была бы, по квантовой теории, изолятором. Однако, удельной электропроводностью она не слишком уступает другим металлам (например, свинцу — лишь в 5 раз), а, такие металлы как висмут, — даже превосходит. Да и меняется при нагреве сопротивление жидкой ртути совсем как у твёрдых металлов: монотонно нарастает.

Даже сами учёные считают, что, если жидкий металл проводит ток, то, по квантовой теории, механизм проводимости был бы совсем иным, а проводимость получалась бы гораздо ниже. А, между тем, тот факт, что проводимость сохраняет в расплаве такой же порядок величины, как в кристаллическом состоянии, — доказывает, что механизм проводимости в жидком металле тот же, что и в твёрдом. В том же ключе интересно рассмотреть проводимость растворов и расплавов электролитов, скажем, — обычной поваренной соли. В этом случае, переносчиками заряда окажутся уже не электроны, а — ионы хлора и натрия. При этом, для объяснения проводимости электролитов и выделения в них тепла, учёные пользуются классическим законом и объяснением, хотя, казалось бы, всё, что изменилось, — это только тип носителя заряда. Проводимость электролита определяется его вязкостью и подвижностью ионов. Поэтому, выполняется всё тот же закон: электросопротивление пропорционально расстоянию между электродами и обратно пропорционально площади сечения трубки, наполненной электролитом. Однако, в противоположность электронному газу, вязкость электролитов, как у любой жидкости, падает с ростом температуры [64]. Соответственно, и сопротивление электролитов при нагреве не увеличивается, как у металлов, а падает. Используя для одинаковых, по своей сути, явлений проводимости металлов и электролитов разные теории, учёные ведут двойную игру. Уже отсюда должно быть ясно, что применение квантового подхода — не обязательно и, даже, вредно. Но вернёмся к расплавам металлов.

Большинство металлов в момент плавления увеличивают сопротивление всего в полтора-два раза [147], сохраняя и чисто металлическую способность наращивать сопротивление при дальнейшем нагревании. Уже одного этого достаточно, чтоб отвергнуть как ошибочную квантовую трактовку сопротивления. Ведь, если, по квантовой теории, даже ничтожные искажения кристаллической решётки, вносимые фононами и примесными атомами, заметно наращивают сопротивление, то в расплаве, где порядок кристаллической решётки предельно нарушен, сопротивление росло бы безмерно. Но, самое смешное, что некоторые проводники при плавлении не только не увеличивают сопротивления, но, даже, — напротив, уменьшают его, опять же, в полтора-два раза. Таковы металлы висмут, сурьма, галлий, а также полупроводники германий и теллур [147, с. 126].

Столь странное поведение проводников, с точки зрения квантовой теории, совершенно загадочно. Но мы легко решим эту проблему, если заметим, что все эти материалы — висмут, сурьму, галлий, германий и теллур — объединяет другое аномальное свойство. Если все прочие металлы и полупроводники при плавлении расширяются, то эти пятеро сжимаются, уменьшая свой объём на несколько процентов. Это убедительно доказывает, что кристаллическая решётка и её дефекты сами по себе не влияют на сопротивление: основную роль здесь играет плотность размещения атомов вещества. И рост сопротивления металлов при плавлении связан лишь с их расширением, — отдалением атомов. Зато, металлы, уменьшающие объём при расплавке, уменьшают и удельное сопротивление. По той же причине взаимосвязаны скорость звука в металле и его проводимость: и то и другое растёт вместе с твёрдостью вещества, насыщенностью его межатомных связей, то есть с температурой Дебая, а точнее TS (§ 4.16). Так, ртуть и свинец, атомы которых слабо связаны, имеют максимальные значения сопротивления и TS, но минимальную скорость звука среди чистых металлов.

Классически это легко объяснить. Известно, что проводимость пропорциональна числу носителей заряда, — свободных электронов. Вот почему при нагревании, освещении (внутренний фотоэффект) сопротивление диэлектриков и полупроводников падает: связанные в их атомах электроны обретают скорости, достаточные для отрыва от атомов, и начинают участвовать в переносе заряда. К тому же ведёт и рост плотности металла: его атомы сближаются, их электрические поля всё больше перекрываются, и электронам требуется всё меньше энергии для отрыва от атомов и участия в переносе заряда (Рис. 179). При сближении атомов происходит обобществление их электронов, формирующих новые атомные связи и заполняющих вакансии, которые прежде могли удерживать свободные электроны (Рис. 170). В итоге всё больше становится избыточных, свободных электронов, которые отрываются от атомов и начинают участвовать в переносе заряда. К тому же, от "закрытия вакансий", свободные электроны всё меньше взаимодействуют с атомами, что наращивает ширину "пор" металла (областей потенциала, доступных для движения электронов), сквозь которые сочится электронный газ. Потому-то рост плотности металла и снижает сопротивление.

Рис. 179. Чем ближе атомы в кристаллической решётке, тем шире область перекрытия их электронных оболочек (заштрихована), тем легче электроны уходят от атомов и текут потоком по расширенным каналам, порам.

И, точно, давно замечено, что металлы, наращивая под давлением плотность, — уменьшают сопротивление. Так, сопротивление хрома и других металлов под давлением p (измеренным в атмосферах) снижается примерно на 10–6p от своей начальной величины. Более того, при сжатии под огромным давлением становятся проводниками даже диэлектрики, к примеру, — водород, сера. А некоторые материалы, скажем, кремний, германий, — переходят под большим давлением в сверхпроводящее состояние. Не исключено, поэтому, что температурный рост сопротивления вызван отчасти температурным расширением тел. А у металлов с отрицательным термическим коэффициентом расширения возможен даже минусовой термический коэффициент сопротивления. Поэтому, интересно было б узнать, как меняется сопротивление веществ, сжимающихся при нагреве: магнитных сплавов, германия возле -243 °C, плутония выше 400 °C, а также хрома в районе 37 °C — температуры, возле которой хром вдруг перестаёт менять объём. Впрочем, сопротивление должно меняться и в зависимости от состояния электронного газа. Ведь скорость течения газа через фильтр зависит как от размеров и формы пор фильтра, так и от свойств газа.

Прежде считали, что классическая теория проводимости Друде не может объяснить, почему введение даже малой примеси в чистый металл — заметно меняет его сопротивление. Так, введение в медь всего 1 % марганца увеличивает её сопротивление в три раза. Ясно, что столь сильное влияние связано с нарушением примесными атомами правильной кристаллической решётки меди. Поэтому, в квантовой теории проводимости сочли, что именно строгая периодичность решётки обеспечивает проводимость. Но, на деле, дефекты решётки просто меняют плотность металла и связывают электроны. Все знают, что уложенные правильными рядами предметы занимают меньший объём, чем беспорядочно сваленные. Вот и дефекты, — примесные атомы, нарушая порядок, распирают металл и увеличивают его сопротивление. Так что, и здесь важна не сама кристаллическая решётка, а лишь её средние межатомные расстояния.

По той же причине, заметно разнятся удельные сопротивления разных кристаллических модификаций одного и того же металла. Каждой упаковке атомов отвечает своя плотность и свои межатомные расстояния. Важную роль играет и пространственное их расположение. Недаром, сопротивление металлического кристалла зависит от направления, в котором идёт ток (Рис. 180). Так, у ранее упомянутого металла галлия удельные сопротивления вдоль разных осей кристалла отличаются в семь раз [100]. Связь такой рекордной разницы сопротивлений с разной плотностью атомов в атомных плоскостях кристаллического галлия (аналогично связи гидросопротивления с густотой волокон на разных срезах фильтра) подтверждается тем, что у него вдоль разных осей сильно разнятся и термические коэффициенты расширения (их связь с сопротивлением показана выше). Также сопротивление металла во многом зависит от его механической и термической обработки, меняющей структуру и плотность металла, за счёт изменения величины зёрен, кристаллической модификации, числа дефектов. В классической теории проводимости учитывалось лишь состояние электронного газа и почти не уделялось внимания материалу (фильтру), по которому он тёк. Но, вместо того, чтобы учесть влияние материала, физики совсем отказавшись от наглядной картины проводимости, заменив классическую теорию — квантовой. И, хоть классический подход пока не везде достаточно развит количественно, зато квантовая теория, даже качественно, — не способна правильно описать многих явлений.

Рис. 180. Различие удельных сопротивлений вдоль разных осей кристалла, словно для тока газа вдоль и поперёк волокон фильтра.

Итак, движение электронов в веществе подчиняется законам классической механики, а поведение электронного газа — законам классической аэрогидродинамики и термодинамики. Классическая теория металлов П. Друде была неточной — не по вине классического подхода, а от неучтённой роли проводящей среды и межэлектронного взаимодействия. Перспективы применения классической механики в материаловедении и физике твёрдого тела — грандиозны, но малоизученны. Слишком долго наука шла по тупиковому пути квантовой механики, с чем и связаны её нынешние проблемы и застой. Мало того, что оказались ненадёжны опытные основы квантовой физики (фотоэлектрический, комптоновский и туннельный эффекты), квантовая механика, как выяснилось, вообще не способна объяснить ряд явлений. Поэтому, только классическая физика позволит, наконец, решить проблему высокотемпературной сверхпроводимости и создать новые материалы с уникальными свойствами, не говоря уже о том, чтобы сделать в проблеме сопротивления всё тайное — явным и наглядным.

Наконец, скажем несколько заключительных слов по истории вопроса. П. Друде создал свою электронную теорию проводимости металла, представив ток — потоком электронного газа, в 1900 г. Эта теория, во-первых, объяснила все особенности проводимости и поведения сопротивления металлов, при изменении условий, во-вторых, предложила простое истолкование закона Видемана-Франца, — пропорциональности проводимости и теплопроводности металла, относящихся всегда в одной и той же пропорции, независимо от рода металла. Ведь теплопроводность металла, так же как и его электропроводность определяется потоком электронного газа, который переносит заряд (проводимость) и тепло, кинетическую энергию электронов (теплопроводность). Кажется странным, что учёные так легко отказались от столь простой и изящной теории. Но всё прояснится, если вспомнить, что П. Друде трагически погиб в 1906 г. в результате самоубийства, не дожив до 43-х лет. Это и позволило учёным отказаться от его классической теории — в пользу квантовой.

Период 1906–1909 гг., вообще, как говорилось, очень насыщен многочисленными и странными смертями ключевых учёных-классиков — тут и смерть от несчастного случая Кюри (1906 г.), и самоубийства Больцмана и Друде (1906 г.), и уход из жизни защитников кинетической теории, У. Кельвина и Д. Менделеева (1907 г.), гибель в больнице В. Ритца (1909 г.). Здесь в полной мере оправдалось высказывание М. Планка о том, что новые теории признаются не путём переубеждения учёных, а лишь в процессе умирания всех несогласных, по принципу "нет человека — нет проблемы". Кончина Друде служит ярким тому подтверждением. Его самоубийство не только позволило отвергнуть предложенную им классическую теорию металлов, но и привело к установлению господства вообще всей неклассической физики. Дело в том, что П. Друде был редактором одного из ведущих научных журналов того времени, — "Анналы физики", и стоял на страже классических взглядов. Однако, после его смерти в 1906 г. журнал возглавил М. Планк и В. Вин. Они сыграли крайне негативную роль, поскольку без ограничений допускали публикации по теории относительности и квантовой теории, всячески препятствуя публикациям их критики и альтернатив [161]. Кстати, на Вине же лежит и вина за допуск к публикации первых статей Эйнштейна в 1905 г. Вот так: внезапно и странно произошёл переворот, приведший к замене классической физики — на квантовую. История эта ещё ждёт тщательного расследования.

§ 4.18 Фазовые переходы 1-го и 2-го рода

Я полагаю, что следует ввести в физику понятия симметрии, столь привычные для кристаллографов.

П. Кюри, "О симметрии физических явлений", 1894 г.

Эти исследования, если бы они были продолжены П. Кюри, могли бы, вероятно, иметь для развития естествознания в целом немногим меньшее значение, чем работы по радиоактивности для развития физики и химии.

А.В. Шубников [164]

В качестве одного из свидетельств в пользу квантовой физики, приводят, порой, экзотические фазовые переходы второго рода. Напомним, что "фазовыми переходами первого рода" называют агрегатные превращения вещества, идущие с выделением или поглощением энергии. В них скачком меняется в точке перехода плотность, теплоёмкость и другие параметры физического тела. Другое дело, — фазовые переходы второго рода — они происходят без выделения скрытой теплоты, а характеристики вещества в точке перехода меняются плавно, непрерывно. К фазовым переходам второго рода относят переходы ферромагнетик-парамагнетик, проводник-сверхпроводник, нормальный-сверхтекучий гелий и другие, кажущиеся сверхъестественными, с позиций классической физики, превращения. Поэтому, и объяснить их якобы можно — лишь с позиций квантовой физики. Но, на самом деле, как покажем далее, фазовые переходы второго рода не отличаются особо от первого и объясняются целиком в рамках классической физики и представляют собой лишь более сложные превращения вещества, которые, в действительности, — тоже сопровождаются выделением и поглощением тепла.

Более того, выделение и поглощение тепла в этих переходах — обязательно. Совершенно так же, как для переходов первого рода, такое тепловыделение следует из законов термодинамики. Ведь любой фазовый переход подразумевает перестройку атомов вещества. При понижении температуры вещество переходит в энергетически более выгодное состояние, уменьшает свою внутреннюю энергию. Вот почему, эта избыточная энергия выделяется и её необходимо отводить, чтобы перевести вещество из одного состояния в другое. Так, при кристаллизации, атомы выстраиваются в правильном порядке, что уменьшает энтропию соединения и потенциальную энергию взаимодействия атомов. Эта энергия и выделяется в форме скрытой теплоты кристаллизации. То же самое происходит, в действительности, и в фазовых переходах второго рода, скажем, — при переходе парамагнетик-ферромагнетик. Там переход происходит без перестройки взаимного положения частиц, именно поэтому фазовые переходы второго рода не сопровождаются изменением плотности и объёма. Однако, этот переход сопровождается глубокими внутренними перестройками структуры вещества.

Так, при образовании ферромагнетика магнитные моменты электронов выстраиваются параллельно друг другу. То есть, происходит упорядочивание, но не положений частиц, а их ориентаций в пространстве. А упорядочение неизбежно сопровождается снижением энтропии, энергии взаимодействия, тоже выделяемой в форме тепла (при обратном переходе тепло поглощается, на чём основан принцип магнитного охлаждения). И, хотя считают, что фазовые переходы происходят без отдачи теплоты, и что этим они существенно отличаются от фазовых переходов первого рода, реально они, как покажем далее, выделяют скрытое тепло ничуть не хуже. Тем самым, устраняется принципиальное различие между фазовыми переходами первого и второго родов, а, значит, рушатся все представления об исключительности переходов 2-го рода, и становится бессмысленной и ненужной вся их феноменологическая теория, построенная Л. Ландау и В. Гинзбургом, во многом, — на базе квантового подхода. В действительности, фазовые переходы первого и второго рода — совершенно симметричны, подобны, имея одинаковую классическую природу. Разница у них не принципиальная, а количественная, и заключается она в ширине температурного интервала, в пределах которого происходит фазовый переход.

Правильную теорию фазовых переходов второго рода и их связи со степенью симметрии начал развивать ещё Пьер Кюри, как специалист по физической химии, основательно изучивший кристаллы и переход парамагнетик-ферромагнетик. Однако ранняя трагическая смерть помешала Кюри закончить эту грандиозную классическую работу, важную роль которой отмечал наш выдающийся кристаллограф А.В. Шубников [156]. Примечательно, что его однофамилец и современник Л.В. Шубников (по вине Ландау погибший ещё более рано и трагично, чем Кюри) был пионером советской физики низких температур и основателем передовой отечественной криогенной лаборатории, исследователем сверхпроводимости, магнетизма, фазовых переходов второго рода, кристаллов и процесса кристаллизации, что ещё раз отражает их тесную связь. Далее рассмотрим подробнее некоторые из переходов второго рода.

§ 4.19 Магнетизм и ферромагнетизм

Мне остаётся сказать, по какому закону природы

Может железо к себе притягивать камень, который

Греки "магнитом" зовут по названию месторожденья…

Прежде всего из магнита должны семена выделяться

Множеством или же ток истекать, разбивая толчками

Воздух, который везде между камнем лежит и железом.

Только что станет пустым пространство меж ними, и много

Места очистится там, как тотчас же, общею кучей,

Первоначала туда стремглав устремятся железа…

Дело ведь в том, что к тому побуждают извне их удары…

Будто бы сзади толкает кольцо и уносит, и гонит.

Ведь ударяет всегда окружающий воздух предметы.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Природа магнетизма уже была раскрыта ранее (§ 1.7, § 3.19). По гипотезе Ампера, магниты и ферромагнитные материалы притягиваются, за счёт существующих в них элементарных круговых молекулярных токов. Взаимодействие электрических токов, переносимое потоками реонов и ареонов, источаемых магнитами, и вызывает их притяжение (или отталкивание). Что самое удивительное, такую гипотезу магнитного взаимодействия ещё две тысячи лет назад выдвигали Демокрит и Лукреций, говорившие, что его осуществляют элементарные частицы магнитов и железа, посредством источаемых ими токов, пронизывающих ткань магнита и железа. По их гипотезе, те же мельчайшие семена, частицы (реоны), что постоянно источаются телами и переносят свет, оказывают и магнитное воздействие, имеющее электрическое происхождение, в полном согласии с гипотезой Ритца. Казалось бы, эти истечения способны лишь отталкивать предметы. Но Лукреций удивительным образом смог объяснить притяжение тем, что атомы железа, постоянно ударяемые частицами окружающего воздуха, при поднесении магнита испытывают больше таких ударов с внешней стороны, поскольку частицы, источаемые магнитом, расчищают своими ударами пространство до железного тела. Именно так, по реонной гипотезе, осуществляется притяжение: ареоны, выбрасываемые позитроном, расчищают пространство до электрона, и, потому, удары внешнего, сходящегося реонного потока подталкивают электрон навстречу позитрону (§ 3.20). Небольшое преобладание этого притяжения зарядов над отталкиванием и порождает силу притяжения магнитов. Лукреций первым произвёл и классификацию тел по магнитным свойствам, аналогичную современному разделению на диа-, пара- и ферромагнетики. Этот античный исследователь и популяризатор атомистического учения Демокрита догадался, что нет принципиальной разницы между магнитными и немагнитными телами: просто одни реагируют на магнитные токи в большей степени, а другие — в меньшей, — тела обладают разной магнитной восприимчивостью и проницаемостью [77]. Удивительное прозрение!

С чем же связано наличие магнитных свойств у одних тел и отсутствие у других? В настоящее время магнетизм и ферромагнетизм причисляют к квантовым явлениям, хотя, в действительности, — это рядовые, классические феномены. Не зря, первое объяснение ферромагнетизма было дано ещё век назад Пьером Кюри — целиком в рамках классической науки. Он объяснил ферромагнетизм спонтанной намагниченностью. Магнитные моменты атомов, взаимно влияя друг на друга, одинаково выстраиваются вдоль одного направления. В итоге, их магнитные моменты складываются, тем самым создавая заметные магнитные поля вещества. С увеличением температуры, от беспорядочного движения атомов, магнитные моменты рассогласуются и спонтанная намагниченность выше некоторой температуры (точки Кюри) исчезает. Имеет место переход ферромагнетик-парамагнетик. Этот фазовый переход не содержит ничего сверхъестественного и его ни к чему считать переходом второго рода, — этой лишней сущности, введённой Эренфестом и Ландау, вопреки принципу Оккама. Реально, в процессе перехода парамагнетик-ферромагнетик выделяется тепло, как во всех переходах первого рода. Однако, этот переход происходит не резко, а растянут в некотором температурном интервале, поэтому выделение и поглощение тепла воспринимается как рост теплоёмкости ферромагнетика. Теплоёмкость стремится к бесконечности с приближением к точке перехода (точке Кюри). Поэтому, скрытую теплоту таких переходов можно найти, как площадь, заключённую под кривой теплоёмкости. Этот вопрос будет подробней рассмотрен в следующем разделе (§ 4.20).

В таком переходе тепло не может не выделяться, поскольку образование ферромагнетика связано с большей степенью упорядоченности: атомы и электроны в них расположены упорядоченно не только по своим координатам, но и по направлениям, образуя кристалл более высокой степени симметрии — "сверхкристалл". Раздельно с упорядочением по координатам и по направлениям частиц (их моментов) мы встречаемся в обычных и в жидких кристаллах, а у ферромагнетиков эти свойства совмещены в форме сверхкристаллического состояния высшего порядка. Именно это упорядочение неизбежно ведёт к снижению энтропии, с выделением соответствующей энергии в некотором температурном интервале. И, лишь из-за того, что это тепловыделение растянуто, его интерпретируют как рост теплоёмкости. Для охлаждения на один градус необходимо не только отнимать тепло, связанное с кинетической энергией беспорядочного движения атомов, но и внутреннее тепло, постепенно выделяющееся в переходе. Существование скрытой теплоты перехода подтверждает и магнитокалорический эффект, — выделение тепла при намагничивании ферромагнетика, словно при кристаллизации.

В том, что ферромагнетизм не имеет отношения к квантовой теории, а объясняется чисто механически, с помощью классических теорий, следует уже из существования пьезомагнитного и обратного пьезомагнитного эффекта, то есть, — намагничивания ферромагнитных материалов под действием давления, деформации. Именно за счёт этого эффекта намагничиваются, со временем, острия ножниц, отвёртки, ножи мясорубок. Связано это с тем, что пластическая деформация приводит к перестройке внутренней структуры металла и чисто механическому упорядочиванию в расположении его атомов и зёрен, что хорошо заметно на протравленных срезах металла. Механическое упорядочивание в расположении атомов и приводит к сонаправленному расположению их магнитных моментов, прежде ориентированных случайным образом. Пластические деформации вызывают постоянные перестройки атомной структуры — в энергетически более выгодную, снижающую энергию взаимодействия, что достигается при сонаправленном расположении магнитных моментов атомов. Не составит большого труда объяснить с классических позиций и все другие особенности ферромагнетизма, в том числе, — кривую намагничивания, а также явления пара-, диа- и антиферромагнетизма.

Стоит отметить, что классическая теория переходов ферромагнетик-парамагнетик была построена Пьером Вейссом и Пьером Кюри [50], чему предшествовало создание Кюри теории кристаллов и кристаллизации (фазового перехода первого рода), а, также, — важной для этих процессов теории симметрии [156, 164]. Однако, Кюри умер в 1906 г. и теперь теорию такого рода фазовых переходов, основанную на теории симметрии, чаще связывают с именем Л.Д. Ландау, по сути укравшего и извратившего на кванторелятивистской основе идеи Кюри. Подобное не раз происходило и с идеями Ритца. Сейчас можно только пожалеть о ранней кончине В. Ритца и П. Кюри. Оба исследовали с разных сторон один и тот же вопрос и были близки к разгадке тайн строения вещества. Если Ритц построил магнитокристаллическую модель атома, то Кюри установил связь кристаллов и магнетизма. Проживи они оба чуть подольше и объедини свои усилия, люди ещё сто лет назад могли бы получить в руки адекватную теорию атома и ядра, а, вместе с ними, и полностью классическую картину мироздания. Итак, магнетизм, в целом, и ферромагнетизм, в частности, — вполне объяснимы в рамках классических законов. Более того, именно классическая теория атома, основанная на модели Ритца, позволяет понять, почему одни материалы и элементы обладают свойствами ферромагнетиков и антиферромагнетиков, а другие — нет (§ 3.3, § 3.19).

§ 4.2 °Cверхтекучесть

Эта жидкость кажется невесомой, почти несуществующей. А может, и нет её вовсе — жидкости?

Г. Камерлинг-Оннес о сверхтекучем гелии [61]

Ещё одно необычное и до сих пор не объяснённое свойство вещества — это сверхтекучесть, наблюдавшаяся пока только у гелия. Символично, что это чудо физики низких температур открыто в нашей стране, славной своими морозами. Ещё символичней, что открыл его в 1938 г. не физик-теоретик, а физик-экспериментатор, практик, инженер — Пётр Леонидович Капица, выпускник политеха Санкт-Петербурга [62]. Ведь квантовая теория не то что предсказать, но, даже, объяснить толком сверхтекучесть так и не смогла, равно как и сверхпроводимость. В этом основная причина ограниченного применения того и другого в жизни и технике. Всеми успехами по открытию сверхтекучести, сверхпроводимости, созданию всё более высокотемпературных сверхпроводников мы обязаны только экспериментаторам, интуитивно, случайно, вслепую нащупывающим соединения и сплавы с нужными свойствами. Роль теории в этих поисках ничтожна и сведена к объяснению (формально подогнанному) уже открытого. Поэтому, как многие отмечают, квантовая теория сверхтекучести и сверхпроводимости не оправдала себя. И жизненно необходима принципиально новая теория этих явлений, отличная от квантовой.

Итак, гелий. Как известно, этот инертный газ — самый упрямый из всех газов. Его атомы ни в какую не хотят сцепляться ни друг с другом, ни с атомами других элементов. Упорное нежелание атомов гелия взаимодействовать объясняет, почему этот газ последним сдал свои позиции и поддался сжижению (гелий обладает самой низкой критической температурой TК=5,25 К). Но и в жидком состоянии он сохранил своё упрямство, став единственным веществом, которое даже при абсолютном нуле не затвердевает (лишь под давлением в 25 атмосфер удаётся получить твёрдый гелий). Именно в этом запредельном состоянии, — ниже температуры Т=2,17 К, гелий обретает удивительное свойство сверхтекучести, иначе говоря, теряет вязкость и, даже сквозь тончайшие капилляры, течёт практически без трения.

Сверхтекучесть часто сравнивают со сверхпроводимостью, тоже наступающей возле точки абсолютного нуля [71, 134]. Ведь рождающие ток электроны снуют внутри металла, словно атомы газа. Потому и стали говорить о токе, течении "электронного газа". Его вязким трением, когда тот "сочится" сквозь поры кристалла, и объясняли прежде сопротивление проводников (§ 4.17). Ещё Ом ввёл наглядную гидродинамическую аналогию тока: проводник — это трубопровод; сила тока — расход жидкости (газа); разность потенциалов — разница давлений; сопротивление проводника — сопротивление трубопровода; выделение джоулева тепла — нагрев от вязкости жидкости (или газа) и т. д. А в сверхпроводнике вязкое трение электронного газа, как у гелия, исчезает, и он протекает по проводнику без сопротивления и потерь энергии.

Плодотворность классической модели тока делает её полезной и в настоящее время. Именно она вскрывает связь явлений сверхпроводимости и сверхтекучести, а, значит, — их природу. Правда, в проводнике говорят об электронном газе, тогда как сверхтекучий гелий считают жидкостью. Но вот с этим-то можно поспорить. Всё свидетельствует о том, что сверхтекучий гелий — это, в действительности, тоже газ, и аналогия с электронным газом полная.

Начать с того, что у всех газов с падением температуры T вязкость η, в отличие от жидкостей, не растёт, а убывает по закону η~T1/2. Именно с этим когда-то связывали температурный рост сопротивления металлов: с повышением температуры росла вязкость электронного газа (Рис. 177). Как легко видеть, эта теория предсказывала и полное исчезновение сопротивления возле точки абсолютного нуля, при T=0 К. Поэтому, естественно допустить, что и гелий при охлаждении ниже критической температуры 2,17 К переходит в сверхтекучее состояние, за счёт превращения в газ, обладающий в таких условиях почти нулевой вязкостью η. И точно, опыт Э.Н. Андроникашвили показал, что при падении температуры вязкость сверхтекучего гелия снижается по закону η~T1/2, вплоть до нуля при T=0 К [134]. Но этот опыт почему-то истолковали как подтверждение абсурдной двухжидкостной модели Гинзбурга-Ландау, по которой гелий состоит из нормальной и сверхтекучей компонент: доля последней нарастает при охлаждении, достигая 100 % при абсолютном нуле, что якобы и объясняет нулевую вязкость. На деле же наблюдалось лишь классическое и давно предсказанное падение вязкости газообразного гелия.

Казалось бы, с чего бы это жидкому гелию, полученному при охлаждении газообразного, вновь становиться газом при дальнейшем остывании? Но, зная упрямство гелия, его нежелание пребывать в жидком состоянии, мы можем ожидать от него любого фокуса. Так, на фазовой диаграмме (Рис. 181), показывающей состояние гелия, в зависимости от давления и температуры, видно, что линия AC перехода нормального гелия (He I) в сверхтекучий (He II) — начинается в той же точке А, откуда выходит и линия AB перехода жидкость-газ. Это доказывает тесную связь сверхтекучего и газообразного гелия. Тогда С будет тройной точкой, в которой сходятся твёрдое, жидкое и газообразное состояние вещества, и которой, как полагали физики, нет у одного только гелия.

Рис. 181. Фазовая диаграмма гелия показывает связь сверхтекучего He II с твёрдым гелием и газом.

Физики привыкли твердить, что переход гелия в сверхтекучее состояние принципиально отличен от простых фазовых превращений жидкость-газ (кипение), жидкость-твёрдое тело (кристаллизация) и т. д., сопровождаемых поглощением или выделением определённого тепла и называемых "фазовыми переходами первого рода". А переход He I — He II, не выделяющий тепла, называют уже "фазовым переходом второго рода" (§ 4.18). Но это ошибка: переход гелия в сверхтекучее состояние требует отнятия у него некоторого стандартного количества тепла и столько же тепла надо вернуть, чтобы перевести гелий назад в нормальное состояние. Проморгали физики эту поистине скрытую теплоту перехода, так как привыкли иметь дело с фазовыми переходами, где всё скрытое тепло передаётся при постоянной фиксированной температуре. Так, температура плавящегося льда не тронется с 0 ºC, пока он не поглотит всю теплоту плавления. И, строя кривую теплоёмкости воды, в точке плавления следовало бы изобразить, кроме скачка теплоёмкости, ещё и очень острый пик (так называемую дельта-функцию), соответствующий бесконечной теплоёмкости, ибо в точке плавления подвод тепла не наращивает температуры. Ведь теплоёмкость единицы массы тела — это и есть, по определению, отношение подводимой теплоты к повышению температуры тела.

У гелия теплоёмкость в точке перехода (Рис. 182) тоже устремляется в бесконечность, создавая обычный для фазовых переходов пик [134]. Однако, пик этот уже слегка размыт, что говорит о растянутости самого фазового перехода, но перехода первого рода, сопровождаемого передачей теплоты! Её количество q равно площади S, заключённой под графиком теплоёмкости — в пределах узкой полосы температур в точке перехода (Рис. 182). Такие "размытые" фазовые переходы действительно существуют, особенно, — в сложных двухфазных, двухкомпонентных системах.

Рис. 182. Пик на графике теплоёмкости воды и гелия соответствует фазовому переходу, а его площадь S — скрытой теплоте q этого фазового перехода.

Так, в качестве возможной причины аномального поведения плотности воды возле точки плавления тоже называлось растянутое в широком температурном интервале плавление кристаллов льда (содержащего тяжёлые изотопы), взвешенных в воде [120]. Тем же, видно, обусловлена и другая аномалия воды. Её теплоёмкость с увеличением температуры не растёт, как у всех жидкостей, а падает, достигая минимума при 40 ºC, и лишь при дальнейшем нагреве начинает нарастать (считают, что это и задаёт стандарт температуры тела человека и всех теплокровных [138]). Аномально высокую теплоёмкость воды и её спад в диапазоне от 0 до 40 ºC тоже можно связать с плавлением кристаллов тяжёлого льда, для чего нужен подвод дополнительной теплоты плавления льда (80 кал/г). Причём, это избыточное количество теплоты 0,14 кал/г, находимое как площадь сегмента под левой ветвью кривой теплоёмкости (Рис. 183), в точности равно теплоте плавления заключённого в воде тяжелоизотопного льда. Содержащиеся в 1 г воды 0,0018 г тяжёлого льда H_2^18O, поглощают, по мере плавления, как раз 0,14 кал = (80 кал/г)×(0,0018 г). Выходит, у воды без тяжёлых изотопов нормальный ход имела бы и кривая плотности, и кривая теплоёмкости.

Рис. 183. Пик теплоёмкости С воды от плавления тяжёлого льда.

Интересно, что воду со сверхтекучим гелием роднит как раз очень редкое свойство уменьшать объём при нагревании. Заметим, что природный гелий тоже содержит изотоп, но, в отличие от воды, не тяжёлый, а лёгкий — 3He в количестве от 10–4 до 10–8 %.

Итак, переход гелия в сверхтекучее состояние вполне может быть простым фазовым переходом с отнятием тепла. Вероятно, одноатомный гелий при низкой температуре образует двух- и многоатомные молекулы He_2 и Hen. Причём, это состояние многоатомного газа ниже Т=2,17 К оказывается энергетически более выгодным, чем одноатомной жидкости, и, потому, гелий снова становится газом. Вот почему, превращаясь из жидкости в газ, гелий не поглощает, а выделяет тепло, которое надо отводить. И, точно, одиночка гелий иногда всё же образует двухатомные молекулы. Так, в разрядах удалось выявить ионы He_2+. Да и переход 3He в сверхтекучее состояние, как считают, возможен лишь при слиянии его атомов в пары, словно электронов в сверхпроводнике [134].

Но, скорее, атомы гелия соединяются даже не в пары, а образуют гигантские комплексы, насчитывающие тысячи и десятки тысяч атомов. Это, по сути, уже не молекулы, а микрокристаллы, не имеющие постоянного числа атомов и движущиеся подобно броуновским частицам, коллектив которых ведёт себя как газ большой молекулярной массы. Размер таких кристаллов должен составлять порядка десяти поперечников атома гелия, т. е. — около 10 Å или 1 нм. Значит, гелий, всё же, переходит в твёрдое состояние (с чем и связан выход тепла), но ведёт себя при этом — как газ, поскольку тепловое движение и слабая связь инертных атомов гелия мешают нарастанию кристаллов и их агломерации. В итоге получается нечто среднее между газом и кристаллом — "газолёд", аэрозоль из кристаллов, снежная пыль, ледяной пар. По сути, это новое агрегатное состояние вещества. Вот в чём причина сходства свойств гелия и воды, содержащей микрокристаллы льда [120, 138]. Подобные же промежуточные состояния вещества, в форме жёстко связанных кристаллических комплексов, уже были рассмотрены для случая твёрдых тел и водорода (§ 4.15, § 4.16).

Кристаллы зарождаются уже в жидком гелии, причём их число и размеры нарастают с падением температуры. Именно с кристаллизацией связан размытый пик теплоёмкости гелия. Да и эксперименты показали, что в жидком гелии (как в воде) плавают кристаллики, насчитывающие сотни атомов, — "снежки" и "льдинки" [12, 138]. Как любые кристаллы, они нарастают вокруг ядер кристаллизации: ионов и электронов. Рост кристаллов в жидком гелии, как показал физик Аткинс, имеет чисто классические причины [12]. По мере укрупнения кристаллов расстояния между ними растут и, при определённой температуре (2,17 К), они оказываются столь велики, что жидкость переходит в газ (Рис. 184), причём, в силу плавности перехода, — не меняя плотности, словно в критической точке, где свойства жидкости и пара совпадают.

Рис. 184. В зависимости от давления и температуры микрокристаллы, вырастающие в жидком гелии, либо отдаляются, образуя "газовую" фазу, либо смерзаются в единую "снежную" массу гелия.

Но разве могли бы физики спутать газ и жидкость? В случае гелия это вполне возможно. Просто обычно газы не удаётся наблюдать в условиях, когда газ должен напоминать жидкость. Из-за низкой температуры его молекулы будут иметь ничтожную скорость, недостаточную даже для того, чтобы, преодолев силу тяжести, вылететь из сосуда. Такой газ уже не обладает основным свойством газов — заполнять весь предоставленный объём, а скапливается, подобно жидкости, на дне сосуда. В больших масштабах это происходит с земной атмосферой, которая не может покинуть Землю и разливается по ней воздушным океаном. Вот и газ He II возле абсолютного нуля выглядит как жидкость: его можно переливать из стакана в стакан, он течёт, словно жидкость, и, даже, обладает, за счёт заметного коэффициента преломления (плотность 146 кг/м^3), — призрачной, едва видимой и волнующейся "поверхностью раздела" (Рис. 185). Примерно так же, уже при комнатных температурах можно "переливать", словно жидкость, из стакана в стакан углекислый газ или зеленовато-жёлтый газ хлор, а также наблюдать, как от костра "фонтаном струй" взлетает разогретый воздух (имеющий чуть иной показатель преломления), или, — как стелится, течёт по земле туман, пар из охлаждённого воздуха.

Рис. 185. Газ из частиц гелия не способных покинуть сосуд.

В то же время, сам жидкий гелий He I сильно смахивает на газ. Он столь прозрачен и лёгок (плотность в десять раз меньше, чем у воды), что усомнишься, — не газ ли это? Как сказано в книге Карцева [61], такое сомнение охватило и Камерлинг-Оннеса, открывшего жидкий гелий: "…и вот уже сосуд наполнен чуть ли не до краёв кипящей жидкостью, настолько прозрачной, что увидеть её почти невозможно. Эта жидкость кажется невесомой, почти несуществующей. А может и нет её — жидкости…?". То же сомнение берёт и в отношении сверхтекучего гелия. Хотя внешне сверхтекучий гелий He II, как нечто среднее между газом и твёрдым телом (Рис. 181), и впрямь должен напоминать жидкость. Вот почему, наблюдая гелий возле абсолютного нуля, газ легко спутать с жидкостью, тем более если эту субстанцию нельзя "пощупать", изучить непосредственно.

В том, что сверхтекучий гелий — это именно газ, а не жидкость, убеждает хотя бы неспособность его кипеть, пузыриться, на что способна любая жидкость. Это можно объяснить только тем, что данная субстанция — многоатомный газ, которому и не надо кипеть для перехода в обычный одноатомный гелий и который просто не может образовать пузырей, не обладая поверхностным натяжением. Однако, неспособность сверхтекучего гелия кипеть, физики объясняют его огромной теплопроводностью. А, ведь, они имеют прямое доказательство превращения жидкого гелия в газ при переходе в сверхтекучее состояние. Так, если при T< 2,17 К снизить давление над жидким гелием, то в нём возникнет бурное кипение, заканчивающееся лишь с переходом в сверхтекучее состояние [134]. Ну разве это не доказывает, что сверхтекучий гелий — газ? Ведь точно так же, при снижении давления, кипит, образуя пары, вода и все другие жидкости. Но физики, имея перед носом столь явное свидетельство, даже не удивятся: с чего бы это вдруг жидкому гелию вскипать пузырьками газа при охлаждении, тем более, раз он всё равно переходит в жидкость (пусть и сверхтекучую), и раз, по их мнению, при температурах ниже 2,17 К гелий в форме газа и газовых пузырьков вообще не существует?

К сожалению, здесь, как во многих других "неклассических" явлениях, теоретики стали всё усложнять, выдумав кучу абсурдных объектов (фононы, ротоны, квантовую жидкость), искусственных гипотез (скажем, формальное деление гелия на сверхтекучую и нормальную компоненты). И всё это — вместо того, чтобы как следует разобраться, провести опыты и найти простое, наглядное, а, потому, и наиболее вероятное объяснение. Впрочем, выводы квантовой физики и теории относительности всегда были скоропалительны и непоследовательны. Любое же классическое объяснение сторонники этих абсурдных теорий отвергали лишь по причине его классичности, даже если оно было проще, точней и естественней их собственного.

Если сверхтекучий гелий — газ, то все его "странности" найдут простое и естественное объяснение. Так, известно, что при погружении пробирки со сверхтекучим гелием в сосуд разница уровней гелия постепенно выравнивается. Обычно это объясняют образованием на поверхности пробирки тонкой плёнки гелия, в которой гелий течёт по принципу сифона. Но и без этого гелий может легко переходить из пробирки в окружающую жидкость и обратно, поскольку стекло пробирки не идеально, оно всегда имеет массу дефектов и микротрещин, из-за своей тонкости служащих непреодолимой преградой для всех жидкостей и газов, кроме сверхтекучего гелия. Сквозь такие поры, трещины стекла, гелий и вытекает (Рис. 186). Поэтому скорость вытекания гелия зависит, как показали опыты, не от длины пути мнимой плёнки, а от числа дефектов стекла — трещин и царапин. Точно так же обнаружили, что сверхтекучий гелий, за счёт ничтожной вязкости, легко проходит сквозь стенки закрытого керамического сосуда, сочась через его тончайшие поры. Даже при комнатной температуре газообразный гелий легко проходит через малейшие трещины и поры герметичных сосудов [90], а при нулевой температуре и вязкости этот газ ещё более пронырлив.

Рис. 186. Выравнивание уровней сверхтекучего гелия, сочащегося сквозь стенки и стекающего по ним в виде иллюзорной плёнки.

Интересен механотермический эффект: если два сосуда, до разной высоты заполненных сверхтекучим гелием, соединить трубкой с наждачным порошком, то, при выравнивании уровней, температура в сосуде, откуда гелий уходит, растёт, а куда притекает — падает. Обычно это объясняют тем, что через трубку протекает лишь сверхтекучий компонент гелия, не несущий тепла [134]. Этим теоретики противоречат сами себе, так как огромную теплопроводность гелия связывают именно со сверхтекучей компонентой, производящей сверхбыстрый перенос тепла. Такая противоречивость характерна для всей квантовой физики. На деле, природа механотермического эффекта тривиальна. Как было сказано, вязкость газа растёт с температурой, — с увеличением скорости молекул. Поэтому, в щели между крупицами наждачного порошка легче проходят молекулы гелия с наименьшими скоростями, образующие гелий с малой вязкостью. Быстрые же молекулы, несущие вязкий гелий, с трудом проходят в поры, "застревают" в них (недаром сверхтекучесть заметна лишь в тонких капиллярах, куда нет доступа быстрым частицам). Поэтому, сосуд, откуда идёт утечка гелия, нагревается: там растёт процент быстрых молекул (Рис. 187.а). А в сосуде, где гелия прибывает, растёт доля медленных молекул, и он остывает. Тонкопористый фильтр, по сути, производит сепарацию молекул по скоростям. Похожее явление мы наблюдаем при испарении жидкости. Так, если капнуть на руку спиртом, то, за счёт ухода с поверхности более энергичных молекул, жидкость быстро охлаждается: её энергия уходит, и преобладать начинают медленные молекулы.

Рис. 187. а) Утечка медленных, "холодных" молекул гелия через тонкопористый фильтр создаёт разницу температур; б) Нагрев ампул ведёт к притоку в них сверхтекучего гелия и выбросу его через сопло.

Существует и термомеханический эффект. В нём, наоборот, нагрев одного из двух сосудов, соединённых фильтром, ведёт к притоку сверхтекучего гелия в нагретый сосуд (Рис. 187.б). Это происходит оттого, что нагретый гелий, имея большую вязкость, практически не проходит через фильтр, в то время как гелий из холодного сосуда, за счёт малой вязкости, легко проходит сквозь капилляры в нагретый сосуд, повышая в нём уровень гелия. При сильном нагреве сосуда приток в него сверхтекучего гелия столь силён, что струя фонтаном бьёт через сопло.

Аналогично объясняется интересный опыт Капицы, где струя из нагретого сосуда, погруженного в сверхтекучий гелий, отклоняла лёгкое крылышко. Через поры и трещины стекла сверхтекучий гелий поступал внутрь нагретого сосуда, одновременно вытекая через сопло (поэтому уровень сверхтекучего гелия в сосуде не менялся), как в случае фонтанирования. Струя из сопла и отталкивала крылышко. Как видим, для трактовки этих и других аномалий сверхтекучего гелия вполне достаточно классической физики. Так что мы имеем дело, хоть и с редким, необычным, но — классическим явлением, понять которое можно без сложного представления сверхтекучего гелия квантовой жидкостью из двух бессвязных компонент. А, вскоре, классическая трактовка свойств гелия найдёт и точное количественное обоснование.

Кроме того, что явление сверхтекучести может стать ключом к разгадке сверхпроводимости, оно представляет и самостоятельный интерес, может иметь важные практические применения. Однако, так же, как в случае сверхпроводимости, для этого надо добиться увеличения температуры перехода в "сверхсостояние". А, значит, надо искать новые вещества и условия, рождающие сверхтекучесть. Гелий — вряд ли исключение. Причина его сверхтекучести — лишь в способности гелия пребывать в жидком и даже газообразном состоянии возле точки абсолютного нуля, на что не способны другие вещества. Но теперь физики, пусть и с большим трудом, научились сохранять в виде газа и атомарный водород вплоть до T=0,08 K [134]. А, потому, есть надежда обнаружить сверхтекучесть и у него. К тому же, водород — это второй после гелия газ с наинизшей температурой перехода в жидкое и твёрдое состояние (Таблица 12).

Удалось перевести в сверхтекучее состояние и изотоп гелия 3He, хотя у него сверхтекучесть наступала лишь при температурах ниже 0,0027 К. Столь низкая температура перехода связана, видно, с меньшей на 25 % массой атомов изотопа. Соответственно, скорость движения атомов 3He, при той же температуре, — больше, чем у простого 4He. Недаром газообразный 3He переходит в жидкость лишь при температурах ниже 3,35 К. По той же причине, атомы 3He с большим трудом сливаются вместе, рождая "гелевый лёд" и сверхтекучее состояние. У сверхтекучего гелия есть сходство и с потоками реонов, тоже летящими сквозь поры тел без сопротивления, за счёт инертности, отсутствия взаимодействий. Эта аналогия электродинамической среды со сверхтекучим гелием, предложенная Сотиной и Болдыревой [22], восходит к идеям ещё одного исследователя низких температур и критических, переходных состояний вещества, — Д.И. Менделеева, который сравнивал частицы-переносчики света и гравитации, без трения пронизывающие тела, — с атомами гелия и прочих инертных газов (§ 1.5, § 3.21). Выходит, классик Менделеев, в отличие от кванторелятивистов, смог предсказать в своих работах и феномен сверхтекучести этих экстравагантных элементов.

Так что, есть смысл поискать сверхтекучесть и у других инертных газов, скажем, у неона, стоящего на третьем месте (после гелия и водорода) — по малости температур кипения, плавления и всё чаще применяемого как хладагент. Загадочна причина сверхмалой вязкости жидкого кислорода, тоже обладающего одной из самых низких температур кипения, плавления и необычными магнитными свойствами. Так что, обнаружение новых и, даже, высокотемпературных сверхтекучих газов — вполне возможно. Многих поражает, как за век, почти истёкший с момента, когда Камерлинг-Оннес, — такой же трудяга-экспериментатор, как Менделеев и Капица, — открыл сверхпроводимость и осуществил сжижение гелия, эти два явления так и не произвели революции в технике. Видно, лишь отказ от созданных Ландау и Гинзбургом квантовых теорий сверхпроводимости и сверхтекучести, откроет новые пути применения и исследований сверхсостояний, чуть не на век закрытых и замороженных квантмехом.

§ 4.21 Сверхпроводимость

Эренфест и его товарищ Вальтер Ритц совершили совместную поездку в Лейден. Надо сказать, что Лейден того времени славился не только Лоренцем, но и Камерлинг-Оннесом, директором криогенной лаборатории, в которой велись захватывающе интересные исследования низкотемпературных свойств твёрдых тел. И вот вместе с Ритцем Эренфест придумал остроумный метод выбора тем для диссертационных работ: они брали учебник физики и обращались к предметному указателю. Один зачитывал собранные там термины, а другой добавлял сакраментальное: "при низких температурах".

В.Я. Френкель [171]

Во многом напоминает явление сверхтекучести и магнетизма феномен сверхпроводимости [71], открытый, подобно жидкому гелию, Камерлинг-Оннесом. Как многие отмечали, квантовая теория сверхпроводимости в корне ошибочна, с чем и связано крайне ограниченное применение сверхпроводников, которые, по идее, должны бы уже давно произвести революцию в технике. Поэтому, большие надежды в последнее время возлагают на классическую теорию сверхпроводимости. Любой газ, в том числе электронный, постепенно теряет вязкость с падением температуры (Рис. 177). То есть, согласно классической теории, при абсолютном нуле сопротивление должно стать нулевым, тогда металл и перейдёт в сверхпроводящее состояние. Но реально сверхпроводящее состояние наступает, даже, — немного не доходя до абсолютного нуля. Электроны, образующие электронный газ, подобно атомам обычных газов, обладают разными скоростями, подчиняющимися максвелловскому распределению (Рис. 188). Поэтому, в металле всегда есть электроны с почти нулевой скоростью. При комнатной температуре их ничтожно мало. Однако, возле абсолютного нуля процент таких электронов уже заметен, и они способны создавать токи достаточной величины.

Конечно, быстрых электронов больше, но, образуя электронный газ высокой вязкости, они фильтруются "микропорами" металла (§ 4.17), создавая лишь слабые токи, в сравнении с токами медленных электронов, так что вносимое ими сопротивление — ничтожно. Сепарация газа медленных электронов, рождающих ток сверхпроводимости, идёт тем эффективней, чем тоньше "поры" металла, через которые сочится электронный газ (так же отделяются в порах фильтра быстрые и медленные молекулы сверхтекучего гелия § 4.20). Поэтому в сверхпроводящее состояние легко переходят сплавы и металлы типа олова, ртути, свинца, тантала, ниобия, обычно обладающие высоким сопротивлением (так и сверхтекучесть проявляется лишь в тонкопористых фильтрах, оказывающих повышенное сопротивление току нормальных жидкостей), тогда как у металлов низкого удельного сопротивления (серебро, медь, золото) переход в сверхпроводящее состояние затруднён. Наличие токов медленных и быстрых электронов — аналогично протеканию тока через два параллельных резистора, первый с малым сопротивлением R_1, второй — с большим R_2: почти весь ток, выбирая путь наименьшего сопротивления, пойдёт по резистору R_1, а сопротивление второго почти не повлияет на величину тока, если R_2>>R_1 (Рис. 178). Впрочем, именно быстрые электроны могут порождать ничтожно малое, но ощутимое сопротивление сверхпроводника. Не исключено, что их ток и задаёт величину критических токов и магнитных полей, разрушающих сверхпроводимость. С ними же, видимо, связана и низкая (в сравнении с нормальным состоянием) остаточная теплопроводность сверхпроводника [90], поскольку основной ток медленных, низкоэнергичных электронов почти не переносит тепла.

Рис. 188. Распределение частиц электронного газа по скоростям.

Настоящей загвоздкой для квантовой теории стало открытие сверхпроводников, которые в нормальном состоянии, при высоких температурах, являются диэлектриками. Зато, по классической теории, при низких температурах диэлектрик вполне может стать сверхпроводником. Диэлектрик лишь потому не проводит ток, что в нём почти нет свободных электронов: все электроны связаны с атомами. Считалось, что, по классической теории, диэлектрики вообще не проводят ток [32, с. 22]. На деле же, и в классике, из-за разброса скоростей (Рис. 188) в диэлектрике всегда есть электроны со скоростью, достаточной для отрыва от атомов. С ростом температуры и скорости электронов, всё большая их часть отделяется от атомов и переносит заряд, с чем и связан рост проводимости диэлектриков при нагреве. Но у диэлектриков с высокой степенью теплового расширения возможен заметный рост проводимости и при охлаждении. Ведь охлаждаемый диэлектрик, уменьшаясь в объёме, сближает атомы, их поля всё больше перекрываются, высвобождая много электронов (§ 4.17). Для этих диэлектриков сжатие охлаждением — аналогично сжатию давлением, превращающим их в проводники (за счёт обобществления части электронов и высвобождения оставшихся), как, например, в случае серы. Так что у диэлектриков при низких температурах вполне могут открыться металлические и сверхпроводящие свойства, поскольку, как нашли выше, сверхпроводниками легче становятся вещества, обладающие обычно повышенным сопротивлением. И диэлектрик, в обычном состоянии представляющий для тока такое же серьёзное препятствие, как микропористый фильтр — для газа, благодаря "узким порам" может стать сверхпроводником даже при меньшей степени охлаждения, чем металл. От разной ширины межатомных "пор" разнятся и температуры перехода в сверхпроводящее состояние у разных кристаллических модификаций одного металла, имеющих разные плотности (§ 4.17).

Итак, поведение электронов в веществе вполне соответствует законам классической механики и термодинамики. А квантовая механика не только "безумна", но и часто даёт ложные предсказания, хоть теоретики и привыкли твердить, что квантовый подход — лучше классического. Кванторелятивисты пытаются убедить всех, что современная полупроводниковая электроника создана по квантовой теории и разработанной в её рамках зонной теории твёрдого тела. Но это — такая же наглая ложь, как байка о ключевой роли теории относительности в создании ядерной энергетики (§ 3.13), или как утверждение о роли квантовой теории в постройке лазеров (§ 4.9). На деле все эти изобретения XX в. строились не благодаря, а — вопреки квантовой физике и теории относительности, при серьёзных помехах со стороны их апологетов. Так, полупроводниковое радио на кристадине ещё в 1922 г. создал в нижегородской радиолаборатории О.В. Лосев. Примерно тогда же он построил первый транзистор (основу современной электроники), изучив физический механизм его работы, а также открыл явление электролюминесценции в полупроводниках (построил и исследовал первые светодиоды, без которых немыслима современная техника).

А главное, вполне адекватные объяснения работы всех этих приборов Лосев давал на основе классической физики и своих опытов (см. сборник "Опередивший время". Н.Новгород: ННГУ, 2006). Но именно эта независимость, оригинальность и самобытность Лосева, игнорирующего сложный квантовый подход, привела к тому, что внедрение его изобретений в практику задержалось на десятки лет. И виноваты в этом были как раз сторонники квантовой теории во главе с А. Иоффе. Если причастность Иоффе к трагической судьбе Ритца ещё под вопросом (§ 1.1), то про Лосева однозначно можно сказать, что задержка внедрения его изобретений в практику и гибель в блокадном Ленинграде целиком лежат на совести Иоффе, стоявшего во главе советской электроники и насаждавшего в стране бред кванторелятивистских теорий, а, потому, оказавшего негативное воздействие на развитие отечественной науки и полупроводниковой электроники, которая к середине XX века из передовой превратилась в отсталую.

В целом, заключая Часть 4, можно сказать, что различные свойства веществ, даже самые экзотические, любые "квантовые" эффекты, включая связанные с излучением вещества и волновыми свойствами частиц, — вполне понятны в рамках классической механики и физики. Причина её прежних мнимых несоответствий состояла не в декларируемой апологетами квантмеха "ошибочности" классической науки, а — в отсутствии адекватной теории, модели явлений, — от незнания устройства атома и механизмов различных процессов, а, нередко, из-за намеренного игнорирования, сокрытия и забвения таких удачных классических моделей. Так же, и все остальные явления, которые ещё будут когда-нибудь открыты, удастся легко объяснить классически. Зачастую, квантовое объяснение заметно уступает классическому, позволяющему понять и предсказать гораздо больше эффектов. Всё это означает, что классический подход далеко не исчерпал себя в термодинамике, теории излучения, физике твёрдого тела и теории строения вещества. Если его глубоко развить должным образом, это позволит предсказать новые свойства тел, создать новые вещества с требуемыми характеристиками. Квантовая теория такой возможности лишена, более того, — её "предсказания" часто — ошибочны и вредны, поскольку могут вести к авариям. А потому до сих пор приходилось подыскивать вещества слепым гаданием, "методом научного тыка", пользуясь разве что эмпирическими правилами. Однако и эти достижения "задним числом" выдавали за "триумфы" квантовой теории. Именно это привело к длительному застою в наиболее перспективных направлениях развития науки. Поэтому, думается, лишь классический подход, развитый Ритцем, Столетовым, Друде, Кюри и другими, позволит выйти из этого кризиса, застоя, замороженного состояния науки.

ОСНОВНЫЕ ИДЕИ ЧАСТИ 4

1. Магнитная модель атома Ритца позволяет легко и естественно объяснить спектр чёрного тела и закон Планка на базе классических законов излучения колеблющихся в атоме электронов, отвергнув квантовую трактовку.

2. Фотоэффект, эффект Комптона, опыт Франка-Герца и другие феномены, якобы доказавшие реальность фотонов, квантование энергии света и атома, находят в магнитной модели Ритца простое классическое объяснение. Квантовая трактовка этих опытов оказывается ненужной и, даже, ошибочной, т. к. не объясняет ряд их особенностей (селективный, нелинейный фотоэффект и т. д.).

3. Лазеры, мазеры, солнечные батареи и полупроводниковые приборы созданы физиками-классиками и работают исключительно на классических принципах, в согласии с моделью атома Ритца. Квантовая физика не помогала, а мешала их созданию, давая неверные предсказания и объяснения принципа их работы.

4. Электрон и другие элементарные частицы обладают лишь корпускулярными свойствами, а опыты, "доказывающие" их волновые свойства, были неверно истолкованы. Подробный анализ позволяет дать опытам простое классическое объяснение и выявить ряд особенностей, отвергающих их волновую трактовку.

5. Туннельный эффект и ряд других феноменов, якобы подтвердивших принцип неопределённости Гейзенберга, допускает простую классическую интерпретацию: процессы в микромире детерминированы, закономерны и, если содержат элементы вероятности, то лишь классической, статистической природы, скажем, от дрожания электрона под ударами реонов, наподобие броуновской частицы — под ударами атомов.

6. Классическая теория атома на единой основе описывает строение вещества и механизм связи его частиц — атомов, нуклонов, электронов и позитронов за счёт электромагнитных сил. Это открывает связь масштабов расстояний в микромире с масштабом энерговыделения в химических и ядерных процессах.

7. Классическая модель атома и строения вещества выявляет реальные механизмы изменения электропроводности и теплоёмкости тел, не привлекая квантовую теорию и вскрывая её несоответствия опыту.

8. Классическая модель атома вскрывает единый механизм фазовых переходов первого и второго рода, выявляя ряд важных особенностей сверхтекучести и сверхпроводимости, противоречащих квантовой теории, но легко объяснимых в классической теории, которая открывает новые возможности их применения.

Часть 5

Перспективы и выводы

Книги учат мечтать, фантазировать…

А конструктор, помимо всего, должен быть мечтателем. Именно в мечтах рождаются новые идеи, замыслы конструкций… Добиться исполнения мечты — в этом величайший смысл жизни человека, а конструктора особенно.

А. Яковлев о воспитании научной фантазии [69]

В предшествующих разделах был раскрыт огромный потенциал баллистической теории Ритца и классической физики по части объяснении феноменов излучения и взаимодействия, Космоса и микромира, атомов и света. Тем самым мы показали, что не было необходимости принимать такие сложные и абсурдные теории как квантовая механика и теория относительности. Гораздо проще и точней можно всё объяснить на базе привычной, наглядной и простой в обращении классической физики. Однако всё это было больше по части теоретической физики.

Объяснение уже известных явлений, причём более точное, простое и адекватное, конечно, необходимо, хотя бы для того, чтобы правильно их описывать и рассчитывать в практических задачах. Но гораздо выше значение БТР в плане предсказания новых, ещё неизвестных явлений и принципов физики, которые открывают сказочные перспективы перед земной техникой и наукой. В книге не раз была показана большая предсказательная сила БТР в отношении многих явлений космоса, макро- и микромира, которые были в дальнейшем реально открыты. Однако ещё интересней, что теория Ритца предсказывает явления принципиально новые и совершенно неисследованные.

В самом деле, из-за того, что целый век мы пользовались ошибочной теорией относительности и квантовой механикой, земная наука отстала в своём развитии на сто лет. Очень вероятно, что многие явления природы не были открыты именно из-за этого: большинство открытий XX века (полупроводники, сверхпроводимость, сверхтекучесть, лазеры и т. д.) это не результат планомерного поиска на основе принятых тогда кванторелятивистских теорий, а в основном случайные находки настойчивых экспериментаторов. Чтобы делать открытия, необходим компас — руководящая теоретическая концепция, которая направляла бы поиски экспериментаторов. Именно так на основе таблицы Менделеева были предсказаны новые элементы, на основе законов Ньютона — новые планеты, действительно открытые. Если же мы пользуемся плохой теорией, сломанным компасом, — он либо никуда не приведёт, либо заведёт в болото, в пропасть, в тупик. В этом случае хаотичный экспериментальный поиск будет слепым блужданием. Тогда как целенаправленный экспериментальный поиск, руководимый верной теорией, эффективен и быстро, экономично приводит к цели. Ложные теории, такие как теория относительности, квантовая механика, лишь затуманивают явления, мешают их пониманию, препятствуют проникновению в тайны космоса и микромира. Зато верные, истинные теории ведут к адекватному осмыслению явлений, существенно продвигая вперёд науку и технику. Потому и говорят, что нет ничего более практичного, чем хорошая теория.

Именно так долгое время, пока господствовала геоцентрическая система мира Птолемея и механика Аристотеля, в науке царил застой. Но едва Коперник, Галилей, Кеплер, Ньютон открыли новую, истинную систему мира, наука двинулась вперёд семимильными шагами, и открытия посыпались как из рога изобилия. Поэтому даже не поддаётся воображению, какие фантастические возможности нам откроются, когда будет принята и верно применена новая баллистическая картина мироздания. Тогда Человечеству гарантирован ещё один прорыв в неведомое. Судя по всему, именно БТР позволит, наконец, выйти людям в дальний Космос, освоить не только околосолнечное пространство, но и всю Галактику. Подобные фантастические перспективы и раскрыты в этой последней части книги. Многие из них носят характер догадок и смелых гипотез. Поэтому просим читателя отнестись к ним критически и снисходительно. Конечно, многие из этих догадок могут в дальнейшем не подтвердиться, но интересно уже то, что в БТР открывается принципиальная возможность создания всевозможных удивительных устройств и разгадки тайн природы, человека и общества.

Если в предыдущих частях с помощью БТР отвоёвывали и исследовали уже открытые области познания, то здесь вступаем в область неизведанного. Поэтому здесь БТР производит своего рода разведку боем, открывая фантастические горизонты и необычные направления исследований, способные привести к прорыву в науке. Следуя баллистической аналогии, аппарат БТР можно уподобить взрывчатому веществу бомбы, а научно-фантастические идеи и перспективы, открытые БТР, — детонатору, запалу этой бомбы, взрывающей уродливое строение нынешней физики, тем самым расчищая путь к творческой свободе и ведя к революции в науке и технике. Вместе с БТР вступаем в век сверхтехнологий, переходя в стадию высокоразвитой цивилизации.

§ 5.1 Фантазия и реальность

Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка; за ними шествует научный расчёт, и уже в конце концов исполнение венчает мысль.

К.Э. Циолковский [69]

Пока только в фантастических произведениях мы читаем о межзвёздных космических кораблях, о путешествиях во времени и телепортации, о генераторах силового поля, антиграв-установках и других удивительных приборах. А между тем давно стало ясно, что любая, даже самая дерзкая научная фантазия рано или поздно воплотится в жизнь. Сказки о коврах-самолётах и летающей ступе, магических кристаллах и зеркалах, клубках-навигаторах и блюдце с цветным яблочком, дающим развёртку изображений, о сапогах-скороходах и самодвижущейся дымящей печи, гуслях-самогудах и мече-самосеке, — уже не сказка, а реальность. Нас уже не удивишь самолётом, судном на воздушной подушке и ракетой, телевизором на жидких кристаллах и навигационными спутниками-шпионами (§ 2.1), автомобилем, CD-проигрывателем и лазерным оружием. Все мечты человека рано или поздно сбываются, если применить адекватный инженерный и научный подход. И потому перечисленные вначале фантастические устройства, вполне возможно, найдут реальное воплощ§ение уже в ближайшие годы благодаря применению БТР. Самое интересное, что многое из предсказанного теорией Ритца можно найти в фантастических произведениях. В частности это касается бипирамидальной модели атома.

Роль научной фантастики и фантастических идей, изложенных в данном разделе, состоит ещё и в том, чтобы раскрепостить наш ум, воображение, открыть им дорогу, сбросить ярмо догм и освободиться от косности ума. Именно они во все времена мешали усваивать новые прогрессивные идеи, мешали делать открытия. Как в рассказе Р.Ф. Джоунса "Уровень шума", открывая шлюзы, фильтры мышления и воображения, мы открываем путь к реализации смелых идей, изобретению удивительных устройств, казавшихся прежде фантастикой. Стоит только допустить, что их можно построить, отвергнуть нависшие над ними запреты всё той же теории относительности Эйнштейна, как тут же найдётся простое решение проблемы. Интересно, что даже сам Эйнштейн отмечал, что открытие совершает, как правило, не специалист, а человек посторонний, не знающий о существующих запретах, он-то и делает открытие, казавшееся невозможным, поскольку не знает, что его сделать нельзя.

Открытие, изобретение всегда делают те, кто безгранично верит в мечту, в осуществимость своего замысла, каким бы невозможным он ни казался для других. Именно так Ритц, благодаря своему бескрайнему оптимизму и вере в классические идеи, смог вопреки мнению большинства разгадать веками мучавшие людей загадки о природе света, электричества, магнетизма, гравитации, о строении электрона и атома, до сих пор неразрешённые учёными. Чем более несбыточной, фантастичной представляется мечта, проект, концепция, тем грандиозней будет их воплощение, изобретение или открытие. Поэтому человек обязан дерзать, выбирать себе задачу по плечу (Большую Мечту) и обладать для её осуществления безграничным энтузиазмом, оптимизмом, твёрдой уверенностью в своей идее, критическим подходом к господствующим в науке догмам и предвзятому мнению большинства. Только так на протяжении веков удавалось творческим людям преодолевать инерцию мышления и встающие на пути преграды. Такую смелость и оптимизм, стремление "невозможное" сделать возможным и развивает в человеке чтение научной фантастики.

Как показано в рассказе Джоунса, лишь исследователь, обладающий критическим умом, богатой фантазией и воображением, непредвзятым и независимым мнением, нестандартным, оригинальным, неожиданным подходом к проблеме, способен к открытию. Всё, что можно было открыть, мысля стандартно, уже открыто. Однако не следует путать оригинальное мышление с извращённым, больным. Психически больные люди не способны к пониманию простых, красивых вещей, и всюду стремятся навязать вместо них свои бредовые, уродливые и абстрактные фантазии. Вот почему больными следует считать не инакомыслящих, а мыслящих противоестественно, не гармонично, не мудро. Особенно опасны психические расстройства у учёных, призванных вносить порядок и ясность в науку, но порой вместо этого, отвергнув простые естественные механические схемы, измышляющих для объяснения явлений природы какие-то невообразимые сверхъестественные сущности. К числу их относится эфир Аристотеля и схоластов, потусторонние силы алхимиков и астрологов, а также абстрактно-нематериальное электромагнитное поле, искривление пространства, растяжение времени, неопределённые волно-частицы и прочий мистический бред учёных-кванторелятивистов.

Именно извращённо мыслящие учёные в начале XX в. отбросили науку на много веков назад, вернув к тёмным мистическим суевериям и схоластике, поставили Землю на грань ядерной и экологической катастрофы. Как показывает вся история науки и рассказ Джоунса, настоящие открытия делаются просто, изящно, мудро, но не мудрствуя лукаво, не увлекаясь математической формалистикой — этим аналогом астрологической кабалистики, а в свободном полёте мысли, раскованного воображения, смелой фантазии. Делать открытия, изобретения мешают не физические законы или слабое научно-техническое развитие, а законы социальные, психологические — инертность, косность мышления, засилье догматиков и мистиков в науке. Не зря Демокрит и другие атомисты древности, имевшие смелый критический ум, идя против авторитета Аристотеля, смогли опередить развитие науки на тысячелетия (§ 5.5). Смелая фантазия, воображение, вера в чудо, сказку, мечту, стремление их реализовать, осуществить, и движет науку. Но и сказка сказке рознь, а потому фантастические открытия, прозрения и изобретения учёных так же разительно отличаются от невозможных мистических бредней кванторелятивистов, как здоровые красочные сновидения и грёзы — от ночных кошмаров и пьяного бреда сумасшедшего. Фантазия должна быть не только смелой, но и здоровой, естественной! В этом причина реальности, предсказательной силы научной фантастики и сказок, заключающих в себе многовековую мудрость народа, а не пустые выдумки.

Не случайно многие учёные и инженеры выбрали научно-техническую стезю и сделали великие открытия с изобретениями под влиянием фантастических и сказочных мотивов, навеянных книгами и фильмами. Так, К. Циолковского на создание ракет вдохновили романы Жюль Верна. А изобретатель голографии, Ю. Денисюк, разработал методы объёмного отображения под влиянием идеи из книги И. Ефремова. И таких примеров сотни. До сих пор в фантастике заложен гигантский заряд гениальных, но пока не реализованных идей и проектов. Ниже показано, что многие из этих идей фантастов находят обоснование и пути реализации на базе БТР. Более того, именно БТР даёт ключ к построению многих фантастических устройств. Конечно, тут мы ступаем на скользкий путь гипотез и предположений. Поэтому многое из описанного в последней части может показаться читателю чистой воды фантастикой. И всё же замечательно, что именно БТР предлагает пусть пока не техническую, но хотя бы принципиальную возможность создания фантастических машин, снимая принципиальные запреты и ограничения. Баллистическая теория Ритца как раз и помогает превратить фантазию в реальность.

§ 5.2 БТР в древних играх

Народ, не помнящий своего прошлого, не имеет будущего.

Платон, IV в. до н. э.

Известно, что дети познают мир в процессе игры. Как теперь становится ясно, и взрослые люди, учёные познают реальный мир при помощи игр. Именно поэтому лишь увлечённые, любознательные и наделённые богатой фантазией, игровым воображением исследователи и совершали великие открытия в ходе своеобразной игры интеллекта, гимнастики ума. Так, Менделеев открыл одноимённую таблицу, раскладывая пасьянс из карт с названиями химических элементов. Для учёного научный поиск — это сложная игра со своими правилами. Смысл её в том, чтобы разгадать загадки природы, выложить мозаику, собрать головоломку фактов. Даже постановка опытов и экспериментов содержит ряд игровых элементов. Но это не абстрактная, формальная игра ума без правил и не бессмысленное буйство фантазии, как у Эйнштейна, Эддингтона, Бора, а честная логическая игра с Природой в попытке раскрыть её тайны, установить реально существующие взаимосвязи. Такой игровой способ познания мира существовал всегда и практиковался во многих древних культах и играх. Тому же служат и современные детские игры и головоломки — Кубик Рубика, пятнашки, конструктор, кубики, паззлы. Все они учат детей созиданию и комбинированию элементов мира, установлению связей, выстраиванию целостной картины мира. Роль развивающих игр (волчков, головоломок, магнитов) в формировании у ребёнка глубоких представлений об устройстве мира и в обострении его восприятия отражена и в фильме "Последняя Мимзи Вселенной", снятом по рассказу Г. Каттнера. Иными словами, игры — это миниатюрные модели мира. Именно в таком качестве они издревле и служили людям, начинающим с самого детства моделировать в процессе игры большой мир.

Пожалуй, древнейшей научной игрой человека является игра с огнём, пиротехника, уже не раз приводившаяся для иллюстрации баллистической модели (Рис. 7, Рис. 139, Рис. 141). Очень может быть, что внешнее уподобление электрона бенгальскому огню, взрывающемуся каскадом искр, имеет глубокий смысл. Как оказалось, карнавальная пиротехника (ракеты, фейерверки, огненные колёса) имеет очень древнее происхождение. Считается, что порох и пиротехнику изобрели в Китае больше двух тысячелетий назад. Но в действительности, это, вероятно, гораздо более древнее изобретение. Ведь и компас, порох, бумага, как теперь выясняется, были изобретены не в Китае, а пришли туда в качестве наследия от гораздо более древних цивилизаций, так же как многие "изобретения" арабов, заимствованные из Европы, где были забыты в средневековую эпоху варварства.

Вероятнее всего порох и пиротехника пришли из Индии, где они выполняли не только развлекательную, но и важную военную и ритуальную функцию. Об индийском происхождении пиротехники говорит уже название "бенгальский огонь". И точно, так же, как в Великую отечественную войну славились русские "Катюши", ещё в XVIII веке была знаменита индийская ракетная техника, применённая против колонизировавших Индию англичан. В Индии существовали даже специальные ракетные войска [68]. Индийское происхождение пиротехники подтверждается и тем, что именно там более всего был развит культ огня, Солнца и огнепоклонников. Вот откуда пошли факиры и факельные шествия, да и само слово "огонь", как считают, произошедшее от имени огненного бога Агни, которому поклонялись древние арии. В индийских обрядах огонь и пиротехника играли важную ритуальную роль. Столь большое и серьёзное значение, придаваемое фейерверкам, говорит о том, что огонь имел скрытый, сакральный смысл. И потому не исключено, что фейерверк служил именно моделью, иллюстрацией знаний древних об испускании света, о строении электрона, источающего, словно бенгальский огонь, поток искр-реонов (§ 1.4). И скорее это даже не просто модель, а, подобно многим играм, ключ к пониманию мега- и микромира и своеобразное активное взаимодействие с Природой.

То же верно и в отношении вертящихся огненных колёс, раскручиваемых реактивными струями искр. Именно такой механизм раскрутки, видимо, реализуется в электроне и придаёт ему спин и магнитный момент (§ 3.19). Не зря и на Руси слово "коло", "колесо" ассоциировалось всегда с огнём, Солнцем и его круговым движением. Достаточно вспомнить огненные колёса, пускаемые на Руси с гор в день летнего солнцестояния и другие русские огневые игры, подтверждающие отмеченную ещё Н. Рёрихом связь с древнеиндийской культурой. Вращение и качение Солнца символизировала и древнеиндийская и древнерусская свастика — самый распространённый узор у наших предков. Потому упомянутая ранее игрушка, ионно-ветряная мельница-вертушка (Рис. 141.в) и свастика имеют глубокий смысл, удивительно точно отражая реальную четырёхсекторную картину силовых магнитных линий кружащегося Солнца и источаемых им потоков солнечного ионного ветра. Если по тому же механизму идёт и раскрутка электрона, это будет лучшей иллюстрацией подобия микро-, макро- и мегамира. Есть и другая похожая игрушка — четырёхсекторная пирамидальная вертушка из бумаги, уравновешенная на игле и при поднесении правой руки самопроизвольно раскручиваемая против часовой стрелки, подобно Солнцу и ионно-ветряной вертушке [94, с. 119].

Таким образом, пиротехника была прежде не просто игрой и зрелищем, развлечением, но, видимо, несла глубокий скрытый научный смысл, знания о структуре света, электричества, о строении нижних, и верхних этажей мира, и, возможно, была символическим языком общения с этими мирами. Выходит, древнеиндийская пиротехника, ракетная техника и баллистика, подобно БТР, может представлять собой верную модель и орудие для освоения микромира и космоса (§ 5.11). Свидетельство этому можно усмотреть и в том, что Демокрит создал свою атомистическую теорию, говорящую о распространении света в виде мельчайших частиц, источаемых светящимися телами, во многом под влиянием индийских магов и факиров, у которых учился [31, с. 103]. Эти глубокие познания индусов о структуре мироздания отмечены и в упомянутом выше рассказе Р. Джоунса "Уровень шума".

К играм с огнём примыкают спортивные ритуальные игрища. Олимпийские игры, зародившиеся в Древней Греции, пропитаны символикой огня. Вечный, неугасимый олимпийский огонь, вполне вероятно, символизировал основу нашего мира — неиссякаемые заряды, электроны, источающие вечный поток энергии, искр-реонов (§ 1.5). А эстафета, передача бегунами факела, искры от одного олимпийского огня к другому — это полная аналогия обменного взаимодействия зарядов, связанных посредством искр, бегунов-реонов, которыми поддерживают друг друга (Рис. 7). Особенно чётко эта модель обмена импульсами отражена в играх с мячом и воланом, перелетающим от игрока к игроку, скажем в теннисе, пинг-понге, бадминтоне, где на мысль о баллистической аналогии излучения наводит уже само название метательных снарядов: мяч (англ. "ball") и "ракетка". И в этих играх спортсмены умело используют баллистический принцип, зная, что скорость и сила удара мячика зависят как от скорости броска, так и от общего движения бросающего, добавочно придающего свою скорость мячику, равно как движение зарядов сообщает дополнительную скорость реонам. Не случайно и Р. Фейнман, позаимствовав у Ритца баллистическую обменную модель взаимодействия зарядов, приводил в качестве её иллюстрации переброску мяча меж двух игроков.

Та же обменная модель отражена и в командных играх с переброской мяча меж игроками, воротами, корзинами в волейболе, хоккее, футболе, баскетболе, известных в разных вариантах с древности, например у индейцев Майя. Отметим, что у Майя, известных своими пирамидами и глубокими научными познаниями о природе, "игра" носила важный ритуальный характер и велась жрецами (учёными), заключая в себе их образные представления о мире. Кстати, в важнейших олимпийских состязаниях, таких как метание диска, ядра или копья с разбега, отражён баллистический принцип для света, лучи которого издревле сравнивали с метательными снарядами (Зевс, или Перун, которому посвящены олимпийские игры, метал свет огненных молний, словно стрелы). Брошенное тело по баллистическому принципу наращивало скорость и дальность полёта за счёт разбега метателя, что издревле применяли в сражениях всадники-копейщики и лучники, стрелявшие с мчащихся коней и боевых колесниц, этих предков мотострелковой техники. Кстати, военные колесницы, подобно другим боевым орудиям, тоже применялись в спортивных состязаниях, на гонках колесниц, ныне переродившихся в соревнования гоночных болидов. Завершая рассказ о символике олимпийских игр, отметим, что и сама награда за победу в играх — венок, пучок, связка стеблей с узкой перетяжкой (обычные в любом гербе), или олимпийский кубок, — своей биконической формой символизировала другую важную основу мира — атом с его бипирамидальной формой (Рис. 191).

Другой древнейшей игрой, относимой к спортивным (военным) и заключающей в себе глубокий смысл, представления древних об устройстве мира, являются шахматы. В шахматах две армии, фигуры двух цветов, — движутся по клеткам шахматной доски. Это очень напоминает, как говорилось, пошаговое смещение электронов и позитронов по электрон-позитронной сетке атома при генерации спектра (§ 3.2). Шахматная доска — это электрон-позитронная сетка, электроны — фигуры чёрного цвета, позитроны — белого (Рис. 101, Рис. 105, Рис. 109). Да и сами шахматные фигуры имеют биконическую, бипирамидальную форму атома. Не меньше сходства у шашек, где все фигурки однотипные, но также делятся на чёрные, соответствующие частицам, электронам, и белые, изображающие античастицы, позитроны. Причём число чёрных и белых фигур на доске исходно одинаково, словно частиц и античастиц в атоме и вообще в мире. Наконец, подобно тому как электроны прилипают только к позитронам в сетке, а позитроны — к электронам, так же и шашки движутся всегда по клеткам исходного цвета.

Напоминает шахматная доска и квадратные электронные слои в атоме, на которых электроны и позитроны могут в зависимости от элемента образовывать различные конфигурации, аналогичные позициям в шахматах (§ 3.3), и генерировать различные спектры (§ 3.2). И словно в шахматах, где возможны разные комбинации (способы движения фигур), в атоме ключевым для генерации спектра оказывается комбинационный принцип Ритца, задающий разрешённые типы движений электронов по сетке атома. Наконец, и число клеток, узлов в крайних — 6-м и 7-м электронных слоях (ключевых для элементов последних периодов) — соответствует числу клеток шахматной доски. Это те же квадраты из 8×8=64 клеток (Рис. 105), половина которых (32 чёрных клетки напротив позитронов) отведена электронам (Рис. 109). Оттого и элементов в 6-м и 7-м периодах по 32. Потому не исключено, что и шахматы, подобие которых было ещё в Древнем Египте, несут в себе скрытый, забытый смысл и знания древних об устройстве атома (§ 5.3). О роли шахмат в адекватном понимании мира говорит уже пример известного шахматиста Э. Ласкера, научно критиковавшего теорию относительности и считавшего, что в абсолютном вакууме, в отсутствие снижающего скорость вещества (§ 1.13), можно обнаружить отличие скорости света от c=3·108 м/с, причём сколь угодно большое [58].

В древних шахматах, по-видимому, отражено также единство атомных и ядерных свойств. С одной стороны электроны и позитроны подобны шахматным фигурам двух цветов, шагающим по шахматной доске электрон-позитронной сетки (§ 3.3), но с другой, есть ещё протоны с нейтронами, сидящие в той же сетке (§ 3.6). Всего 4 типа частиц, фигур, четыре армии почти равной численности. И надо отметить, что в исконной древнеиндийской версии шахмат были фигуры как раз 4-х цветов, 4 армии, базирующиеся по углам шахматной доски, за которой играли четверо (Рис. 189). Потому и назывались шахматы "Чатуранга", — "четыре армии", символизирующие 4 силы влияний, 4 стихии. Отсюда напрашивается мысль, что в схеме древних шахмат отражены забытые представления о структуре атома, всё ещё доходящие до нас в форме популярной некогда в России игры Рич-Рач, где фишки 4-х цветов ходят вдоль крестовины, как электроны в модели Ритца (§ 3.1).

Также в чатуранге и Рич-Раче отражён случайный характер движения генерирующего спектр электрона по узлам сетки, поскольку фигуры там ходят не произвольно, а в зависимости от выброшенного числа очков на игральных костях, на этом древнем примере гадательной игры и генератора случайных чисел. Впрочем, "случайность" при этом связывалась с проявлением высшей воли, с предопределением, природным законом (§ 4.13). Напомним, что интенсивность данной спектральной линии элемента задаётся именно вероятностью пребывания электрона в данном узле, определяемой стабильностью его положения (§ 3.4). Такой вероятностный закон движения частиц и фигур в чатуранге [18], в зависимости от выпавшего числа очков, хоть и не сохранился в современных шахматах, зато остался в других играх с фишками, скажем в Трик-Траке (нардах) или в том же Рич-Раче. Пара игральных костей в чатуранге случайно задаёт два целых числа, определяющих ход фигуры, так же как комбинация двух целых чисел задаёт в атоме положение электрона и генерируемую им частоту по комбинационному принципу Ритца, предсказывающему спектр водорода (§ 3.1).

Эта взаимосвязь шахмат, чатуранги с другими играми и предсказаниями, с моделью микро- и мегамира, и особенно с магнитной моделью атома, следует из работ Дж. Нидэма, который ещё в 1962 г. писал о глубокой связи магнита и шахмат. Одна из глав его книги так и называлась: "Магнит, предсказание и шахматы" (см. Линдер И. Шахматы на Руси. М.: Наука, 1975, с. 23). Тезис Нидема о родстве шахмат с магнитом, компасом, балансом мировых позитивных и негативных сил, вполне согласуется с магнитной моделью атома Ритца, где так же сбалансировано число позитронов и электронов, и где магнетизм с закономерной случайностью играют ключевую роль. Эта связь магнитов и чатуранги ныне вновь проявилась, хотя бы в виде карманных шахмат с магнитными фигурками.

О связи чатуранги, шахмат и шашек с миром баталий и атомов говорит и некогда популярная у нас игра "Чапаев", в которой моделируются уже не только исходные позиции электронов и позитронов в ядре, но и их соударения с вылетом из атомов (§ 4.6), а также соударения самих атомов. Не случайно по примеру этой игры ударами шашек на шахматной доске, так же как соударением бильярдных шаров, иллюстрируют столкновения атомов и элементарных частиц в учебниках физики. Бильярд и будто бы несерьёзная игра в "Чапаева" имеют в действительности глубокие корни и смысл, происходя от древнеиндийской игры под названием "карром", подобно шахматам имевшей квадратное поле и четыре лузы по углам, вместо шести луз в бильярде.

Возможно, эти родственные игры (карром, "Чапаев" и бильярд) не просто иллюстрируют столкновения частиц и обменную модель их взаимодействия, но отражают реальные представления древних об атомах, электронах и их строении. Не случайно фишки, шашки и шары в этих играх исходно выстраиваются в кристаллически правильном, пирамидальном порядке. А будучи посланы битой или кием, они моделируют процесс испускания электронами реонов, перенос ими импульса с конечной скоростью и поглощение другим электроном или позитроном, когда этот переносчик импульса ударяет в другой шар, шашку, или "поглощается" лузой. О связи этих игр с чатурангой говорит и применение в них костей, но уже не игральных кубических, а круглых, тоже бросаемых или толкаемых в качестве биты и вносящих элемент случайности в игру. Элементы бросания костей, модели обменного взаимодействия и кристаллического, пирамидального строения ударяемых частиц прослеживаются и в древнерусских играх в бабки и лапту, ныне сохранившихся в виде игры в кегли и городки (а на западе — в бейсбол). Возможно, причина популярности всех этих игр, даже среди взрослых, скрыта именно в том, что они несут заложенные в них знания древних об устройстве мироздания, атомов, о законах и механизмах природы. Люди интуитивно чувствуют этот глубокий смысл и потому с огромным азартом, интересом и удовольствием играют в эти, на первый взгляд, немудрёные аналоги древнеиндийских каррома и чатуранги.

Наличие четырёх основных первоэлементов, четырёх разноцветных армий чатуранги отражено и в современных игральных и гадальных картах, тоже имеющих древнейшее происхождение и ровно 4 масти, каждая из 14-ти карт. В картах и пасьянсах, раскладываемых правильными рядами-таблицами, в согласии с жёсткими правилами, опять же отражён гадательный, случайный характер движений электрона по атомной сетке, подчинённый однако определённым законам. Поэтому не удивительно, что именно Менделеев, как любитель пасьянсов, учащих систематизации, стал открывателем одноимённого закона, напрямую связанного со строением атома. Да и в древности азартные и гадательные игры, в отличие от их современных аналогов (рулетки, карт, ошибочно служащих целям обмана и обогащения), помогали человеку познавать устройство и закономерности мироздания. Не потому ли пара кубиков игральных костей так напоминает кубические атомы Льюиса-Ленгмюра с электронами-точками на гранях [139]? А в домино эти точки на костяшках, срисованные с граней пары игральных костей в разных комбинациях и изображающие электроны атомных уровней, отражён и характер соединения атомов в молекулы, кристаллы и протяжённые цепи по принципу подобия форм, соответствия числа точек-электронов в соседних костяшках-атомах (§ 4.14).

Ещё одна древняя азартная игра, Лото, тоже тесно связана со строением атома и заселением его этажей электронами по законам случая и порядка. Подписанные числами клетки на особых картах Лото занимают фишками, пока одна из карточек не заполнится, подобно заполнению электронами ячеек на уровнях атомов. Причём фишки могут образовывать на картах только строго определённые конфигурации, заданные расположением чисел при совпадении их с вынутыми вслепую номерами бочонков. Это соответствует различным размещениям электронов на уровне атома, дающим в зависимости от конфигурации различные спектральные линии, особенно в многоэлектронных атомах, где действуют строгие правила отбора возможных комбинаций (§ 3.4). Много общего у размещения частиц в атоме и Лото с игрой в пятнашки и магическими квадратами, тоже заполненными числами по определённым законам. Не случайно и особо устойчивые конфигурации протонов и нейтронов в атоме называют "магическими" (§ 3.6), что так же как в магических и полумагических квадратах связано с определённой симметрией, гармонией заполнения квадратов.

Рис. 189. а) чатуранга; б) шахматная фигура; в) бипирамида; г) матрёшка; д) восьмёрка; е) p-орбиталь атома.

Другой пример подобия игр и строения атома даёт русская матрёшка — семь фигур-оболочек, вложенных одна в другую. Чем не модель атома, отражающая наличие у него семи электронных слоёв-оболочек, окружающих ядро с двух сторон (двух частей бипирамидального атома) и отвечающих за 7 периодов таблицы Менделеева? И чем не модель макрокосма, соотносящаяся с древнеиндийской схемой мира: центра мира в кольцах семи гор и морей (эта же схема строения мира представлена и в зачинах русских сказок: "За семью горами, за семью морями…")? К тому же матрёшки выполняют в форме восьмёрки, близкой к биконусу и бипирамидальному атому. Даже в квантовой физике эта восьмёрка-гантель возникла в виде p-орбитали атома [46]. Часто рисуемые на матрёшках загадочные идентичные спирали, упорядоченно размещённые на оболочках, могут изображать электроны, с их периодичным размещением на уровнях атома и вращением, порождающим магнитное (вихревое) поле, которое исходит от каждого электрона в виде потока реонов (точек, на которые разбиваются спирали). Также матрёшка отражает осевую структуру атома, допускающую вращение внешних электронов в магнитном поле атома по круговым орбитам (аналогично вращению половинок матрёшек вокруг оси в плоскости их разъёма). А ведь матрёшка — это очень древний элемент русской культуры, который нынешняя наука зачем-то пытается произвести от японских болванчиков.

Ещё одна аналогия — это древнекитайская игра, называемая теперь "Пифагор", возникшая более 4000 лет назад. В ней из треугольных кусочков складывают разные фигуры-предметы. Причём число кусочков в головоломке равно семи — по числу электронных уровней. Чем не древняя модель, отображающая построение тел из атомов, а атомов из плоских треугольных слоёв? Ведь именно из плоских треугольников, образованных электронами и позитронами, складываются бипирамидки атомов и молекул с их треугольными гранями (Рис. 107). Также вспоминается модель атомов Платона (§ 5.3), который считал их пирамидками, сложенными из однотипных треугольников, и выше всего чтил геометрию [144]. Не зря и в Китае головоломка служила не просто игрушкой, а обучала детей геометрии, ключевой для понимания структуры мира [94].

Пирамиды почитались всюду и имели сакральный смысл ещё и потому, что издавна ассоциировались, хотя бы тем же Платоном, с огнём, — отсюда слова пиротехника, пир, пирог. С одной стороны это подчёркивает связь БТР и баллистической модели электрона с древнеиндийскими огнепоклонниками, а с другой говорит о том, что древние, представляя атом в форме пирамиды, возможно, знали о заключённой в нём взрывной атомной энергии. Вообще, пирамида — это символ иерархии — многоуровневого устройства мира. Даже детская пирамидка — 7 разноцветных колец, поэтажно насаживаемых на ось, — является, по сути, такой же моделью мира, 7-уровнего атома. Поэтому игры, в которые играют дети, — куда глубже, чем принято считать: это тоже модели мира. Все перечисленные игры — "Пифагор", шахматы, чатуранга, Рич-Рач, карты, пирамидка, матрёшка — носили прежде сакральный смысл, в них "играли" в храмах (исполнявших роли наших "храмов науки" — библиотек, институтов и лабораторий), следуя строгому ритуалу, жрецы, исконно выполнявшие по совместительству функции учёных, хранителей знаний. Игры всегда помогали людям глубоко вникнуть в суть мироздания, как показано в фильме "Игры богов". Не случайно один из авторов этого фильма, Валерий Никитич Дёмин, одним из первых поддержал и начал развивать баллистическую теорию в нашей стране (см. его книгу "Тайны Вселенной" и [44], написанную вместе с проф. В.П. Селезнёвым).

Другим игровым примером бипирамидальной, биконической модели атома и крутящегося электрона оказывается обычная юла, волчок — конус или биконус, вертящийся на тонкой ножке. Эта игрушка, известная с глубокой древности, тоже имеет сакральный смысл. Ещё тысячелетия назад игроки Древней Греции и Древней Руси запускали волчок-кубарь в форме катушки-биконуса, который кнутом раскручивали и гоняли по плоской поверхности, порой сталкивая несколько кубарей. Так возникло выражение "катиться кубарем" и название "игрального кубика", тоже случайно снующего по поверхности и изображающего атом. Прыгающие, беспорядочно мечущиеся волчки-кубари — это красивая модель хаотично движущихся, сталкивающихся атомов, обладающих той же формой и тоже периодично подстёгиваемых энергией налетающих электронов, спирально наматывающих витки орбит на атомы. То, что нашим предкам волчок-кубарь служил моделью атома и крутящегося электрона, подтверждает и другое название кубаря — "точка" (атомы и электроны, как наименьшие частицы вещества, часто называли "точками", § 1.4). Не случайно и атомист Ломоносов, глубоко разбиравшийся в древнерусской культуре и в строении атомов, сравнивал микрочастицы с волчками (§ 4.1, § 4.15). Близка к бипирамидальной модели атома и другая разновидность волчка — диаболо (йо-йо) — два конуса, соединённые вершинами в форме катушки, песочных часов, и раскручиваемые на весу ниткой, охватывающей эту катушку [148]. Очень возможно, что в этих нехитрых, но зрелищных игрушках (ионно-ветряных вертушках, юлах, волчках, кубарях, йо-йо), отражена и структура Громового храма, тоже имеющего, как увидим, прямое отношение к форме и строению атома (§ 5.3).

Наконец, в таких играх как домино, кубики, паззлы, детский конструктор, по сути, отражены принципы связи атомов и построения материи из периодично расположенных частиц, соединённых плоскими гранями или стык в стык. Та же модель построения по принципу геометрического соответствия, взаимного дополнения форм деталей, их выпуклостей и впадин, отражена и в популярной компьютерной игре "Тетрис", а также в некоторых других логических компьютерных играх, из числа развивающих пространственное воображение и навыки конструктора.

В свете сказанного становится понятно, насколько важен подбор подходящих игрушек для малолетнего ребёнка, у которого ещё только закладывается разум и картина мироздания, — для адекватного воспитания его интеллекта и представлений о мире. От того, какую предысторию развития и обучения имел в детстве человек и насколько хорошо помнит уроки юности, напрямую зависит насколько успешен он будет в зрелости, в будущем. Воспоминания детства — самые яркие. Они сопровождают и учат человека всю жизнь. Вот почему игрушки и игры должны быть не просто забавой, но нужны, чтобы ещё воспитывать, развивать физически, духовно и умственно. Это — так называемые развивающие игры. И лучшие кандидаты на их роль — это те, в которые играли ещё наши предки. Не зря одни и те же игрушки порой передаются из поколения в поколение. Такие игры сохраняют традицию и несут древнее знание, до поры до времени не осознаваемое. От того, насколько хорошо мы помним прошлое, уроки истории науки и человечества, — напрямую зависит наше будущее, как мудро заметил Платон. И, действительно, именно знания древних, донесённые до нас, правильно понятые и обогащённые новым знанием, позволят сделать прорыв в будущее, создать совершенно фантастическую технику будущего и восстановить гармонию мира.

§ 5.3 БТР в древних культах и скрытое знание

Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания вдруг оказались уничтоженными, и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза, то какое утверждение принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это атомная гипотеза.

Р. Фейнман

Баллистические представления, как ни странно, встречаем и в древних культах, особенно в древнеиндийской ведической философии, основанной на "Ведах", величайших культурных памятниках древних ариев. На это впервые обратил внимание ещё Никола Тесла, который, как следует из его работ, либо воспринял идеи Ритца, либо самостоятельно к ним пришёл. В частности Тесла отрицал существование эфира в том виде, как его принимали другие физики, и считал, что пространство наполнено частицами газообразной среды, аналогичными реонам (§ 3.21). Поэтому он утверждал на основании своих экспериментов, что электромагнитные воздействия "путешествуют в виде продольных, напоминающих полёт пули импульсов и, таким образом, несут намного больше энергии, чем приписывалось поперечным волнам Герца" [110, с. 144]. По сути, модель Ритца Тесла излагает и в другом своём утверждении о распаде электрона до мелких частиц материи (реонов § 1.4, § 3.18), своими ударами производящих электрическое отталкивание и переносящих электромагнитные волны: "Воздействие на чувствительную пластину вызывается направленными частицами или колебаниями очень высоких частот… Потоки формируются из вещества, находящегося в первичном или элементарном состоянии… Выталкиваемые [электроном] комья материи действуют как неэластичные тела, подобно множеству мелких свинцовых пуль. Эти комья расщепляются на фрагменты настолько маленькие, что они полностью теряют некоторые физические свойства, которыми обладали раньше. Возможно ли, что в феномене Рентгена мы становимся свидетелями трансформации обычной материи в эфир? Или перед нами происходит растворение материи до какой-то неизвестной первичной формы, акасы из старой ведической философии" [110, с. 222].

Подобные упоминания Тесла о ведических верованиях и их приложениях к физике встречаются и в других его работах, сводящих все явления к двум ведическим понятиям: пране (жизненной силе, которую можно назвать энергией движения — кинетической энергией) и акасе (под которой Тесла понимает "частицы эфира" — реоны, элементарную материю § 3.21). Тесла не только принимал эту древнюю ведическую философию, но и руководствовался ею в своих научных поисках, будучи обязан ей многими своими идеями и открытиями, и полагал, что эту концепцию можно доказать строго математически. Действительно, в отличие от библейской концепции, близкой к иррациональным взглядам Аристотеля, средневековых схоластов и нынешней релятивистской науки, включающей теорию Большого взрыва, индийская ведическая концепция отрицает рождение мира из пустоты и утверждает, что сотворение нечто из ниоткуда невозможно (по сути, это закон сохранения материи и движения) [110, с. 218]. А потому, согласно "Космогоническому гимну" Ригведы, мир и природа существуют вечно, не имея начала, конца и границ: Вселенная бесконечна в пространстве и времени, что тоже соответствует БТР и мнению наиболее прогрессивных мыслителей (§ 2.7). Так же в противовес аристотеле-библейской системе, ставившей в центр мира Землю, Николай Коперник отдал пальму первенства Солнцу в полном согласии с культом Солнца древних индийцев и русов, считавших Солнце центральным элементом, что отражено и в древнем солнечном символе (свастике). Древние индийцы, следующие культу Солнца, ещё тысячелетия назад знали, что Земля имеет форму шара, который вращается, движется, а небеса и солнце покоятся, о чём говорилось в Ригведе и в учениях индийских мудрецов [18, сс. 254, 257].

В древнеиндийских текстах Тесла находил подтверждение и своей идее об индуцированных внешним излучением ядерных распадах (§ 3.14). Выстреленные космическими источниками всепроникающие частицы (реоны и частицы космических лучей, ассоциируемые Тесла с ведической акасой), поглощаются ядрами, инициируя их распады [110, с. 535]. Идея древних о том, что акаса (частицы эфира по Тесла) — это первооснова материи, опять же находит обоснование в баллистической теории, если под этой субстанцией понимать реоны (§ 3.21). Именно из реонов, как выяснили выше, построены электроны, в свою очередь образующие в форме кристаллов все другие частицы и атомы. Но и задолго до Тесла такой точки зрения придерживались Демокрит, Лукреций, а также Кеплер, первым догадавшийся об атомарной природе правильной формы кристаллов [63]. Все они считали, что тела в конечном счёте состоят из эфира, который, поступая непрерывным потоком из космоса, питает энергией и материей звёзды и земные тела. И такая точка зрения вполне оправдана, если считать эти потоки реонами, подпитывающими энергией и материей электроны (§ 1.5). Предки индийцев тоже прекрасно знали о вечности, неиссякаемости материи, об атомных и субатомных частицах и их размерах, что отражено в "Ведах", само название которых, родственное русскому слову "ведать", говорит о содержании этого древнего кладезя знаний.

Таким образом, в древнеиндийских верованиях, родственных языческой вере древних русов (отголоски её сохранились и в православии, хотя бы в строении русских церквей, отражающем, подобно священной горе Меру индийцев и Громовому храму славян, ключевые принципы мироздания: четыре маковки вокруг пятого центрального купола), в отличие от гораздо более поздних библейских, находим много рациональных зёрен, проросших в теориях Ритца, Тесла и других прогрессивных мыслителей. Всё это касается не только электродинамической части БТР, но и атомистического учения, теории строения электрона и атома Ритца, во многом сходной с планетарно-кристаллической теорией атома Тесла, построенной им за 10 лет до Резерфорда [110].

В отличие от современной абстрактной религии, древняя вера, так же как и древняя наука, основывалась не на мистических, трансцендентных сущностях, а на вполне реальных: люди поклонялись не вымышленным существам, а силам, законам природы, закону мировой гармонии и взаимосвязи. Олицетворением этих физических сил-стихий (света, огня, воды, ветра, грозы, дождя) и были древнеиндийские и древнеславянские божества, имена которых служили просто для обозначения явлений природы, как теперь говорят о великой силе Электричества, Магнетизма, Гравитации. Причём важная особенность индуистской мифологии состояла в том, что все эти божества (силы природы) рассматривались как разные проявления (ипостаси, воплощения, аватары) одного основного, обычно Вишну, что переводится как "всепроницающий". Так же и концепция Ритца сводит все явления природы и физические силы к проявлениям одной основной, электрической, созданной всепроницающим потоком реонов (§ 3.16). Именно эту мировую гармонию, стройность мироздания и почитали древние, отражая это в строении храма (в том числе Громового Храма), где в отличие от нынешней церкви славили не туманные мистические сущности, а вселенский порядок и гармонию природы. Не случайно и само слово "храм" или "хором", родственное словам "хор" (порядок, строй голосов), "хорошо" и греческому слову "гармония", отражало стройность, красоту мироздания, а сам храм служил моделью-символом вселенского миростроя. Вот почему в нашем языке до сих пор сохранились выражения "храм, или мастерская природы", "храм мироздания".

Выходит, концепция древних индийцев и славян под внешним образным, символическим, антропоморфным описанием мира (аналогичным нынешнему представлению о силах) скрывает вполне научную материалистическую основу. Не случайно по воззрениям древних индийцев именно материя признаётся первоосновой мира [18, с. 86]. В фундамент древнеиндийской мифологии закладывались объективные закономерности мира, она была материалистичной. Такая концепция принималась разумом и душой, будучи созвучна им, а не навязывалась силой, как нынешняя религия и неклассическая наука. И была древняя вера неотделима от науки, поэтому Демокрит, будучи материалистом, не отрицал душу, а нашёл ей естественнонаучное объяснение, связав мыслительную, психическую деятельность с электрическими процессами, вызванными движением атомов души — электронов и ионов, ответственных также и за разряды молний. А нынешняя во многом абсурдная наука — это параллель столь же иррациональной современной религии. И так же как древнюю веру вытеснила религия, древнее знание было заменено аристотеле-эйнштейновской наукой.

Но вернёмся к древней вере и науке, выдающимся достижением которых было открытие атомистической структуры мира. Создателем атомизма заслуженно считают древнегреческого учёного Демокрита, который, как было не раз показано в книге, ещё 2,5 тысячи лет назад пришёл к верным представлениям об атомистической структуре материи и света, близким к баллистической теории. Основы же учения об атомах и свете он привёз из Индии, Вавилона и Египта, страны пирамид. Другой древний грек, Платон, тоже посетивший Египет, представлял пять первоэлементов (атомов) — невидимых глазом частиц воды, огня, земли, воздуха и эфира в виде фигурных пирамид [63], правильных многогранников — платоновых тел. Он даже получил из этой модели формулу воды H2O [144]. По древним представлениям, изложенным Платоном в его диалоге "Тимей", частица воды имеет вид икосаэдра — правильного многогранника, сложенного из 20-ти равносторонних треугольников. В "Тимее" показано, что частицу воды можно получить, соединив две частицы воздуха (водорода H) — 2 октаэдра, каждый из 8-ми треугольников, и одной частицы огня (кислорода O — неизменного спутника горения) — тетраэдра из 4-х треугольников: 2x8+4=20 (Рис. 190). А воду, по Платону, можно вновь разложить на водород и кислород (скажем, путём электролиза).

Прозрение-догадка или закономерное открытие? Может, представления древних о микромире — это не одна мистика, а лишь искажённые и полузабытые знания древних цивилизаций? Не случайно Платон, рассказывая о форме атомов, упоминает о гибели в глобальной катастрофе легендарной высокоразвитой цивилизации Атлантиды и её древних знаний, частично изложенных в "Тимее". В любом случае эти идеи содержат зёрна истины. Не зря и Кеплер, открывший правильное атомарное строение кристаллов, придавал огромное значение правильным многогранникам в космосе и микромире [63]. И современные учёные всё чаще обращаются к кристаллической, геометрически правильной модели ядра и атома, поняв, что на базе квантомеханических идей нельзя описать микромир. И действительно, как видели (Часть 3), согласно БТР, атом должен иметь многогранную, кристаллическую форму, объясняющую многие его химические и ядерные свойства.

Рис. 190. Пять платоновых тел-элементов и образование частицы воды по Платону.

Говоря о мистике, стоит заметить, что, в свете изложенного, многие мистические учения предстают в совсем ином виде, производя впечатление забытых древних знаний, смысл которых был утрачен и трансформировался в атрибуты культа, в мистические понятия. Достаточно вспомнить идеи Платона, Пифагора и пирамиды. Пирамиды были не просто культовыми, ритуальными сооружениями, но представляли собой храмы, модели мира, изображавшие его основу [48]. А в основе мироздания как раз лежат атомы — это его фундамент, без которого мир бы рухнул. Так что пирамида — это, возможно, модель атома, которую древние стремились увековечить и донести до потомков. И они смогли это сделать, ведь пирамиды — самые древние и величественные из уцелевших сооружений, сразу обращающие на себя внимание. Учёные до сих пор спорят, как были созданы эти мегалитические постройки, проблемные даже для современной техники. А многие пирамиды Америки вообще построены из каменных блоков, которые могли добыть лишь за сотни километров от места, где они сложены. Но ведь индейцы не знали даже колеса, и потому нередко звучит гипотеза о применении для постройки пирамид антиграв-техники (потому и колёс не изобрели — в них не было надобности). Об использовании антигравитации при перемещении огромных каменных мегалитов рассказывается также и в легенде о сооружении Стоунхенджа. Такое использование антиграв-техники вполне возможно, если древним было ведомо глубинное устройство атома (§ 5.7).

Пирамида — это к тому же символ огня, взрыва: вспомним слово "пиротехника", имеющее тот же корень. Не зря и Платон, по примеру огнепоклонников востока, считал частицы огня пирамидками (Рис. 190). Неужели древние знали не только об атомах, но и о мощной взрывной силе, таящейся в их недрах — об атомной, ядерной энергии? Свидетельства этого находят в Библии, и особенно в древнеиндийском эпосе, Махабхарате, где приведено описание удивительных видов оружия. Неужели и в этой области всё новое — это хорошо забытое старое? И даже в русском выражении "меж двух огней" и биконическом волчке diabolo (что в переводе с латинского значит "меж двух сжигающих или метающих") [148], возможно заложено знание о бипирамидальной структуре атома и баллистической модели взаимодействия зарядов, посредством перекрёстного огня (Рис. 7). Само слово "дьявол" в прежних, языческих верованиях не имело негативной окраски и обрело таковую лишь с приходом христианства, стремившегося демонизировать языческих богов, включая этого бога плодородия и животворной силы. Негативное значение придала тёмная религия и священному огню наших предков, поместив его в ад. Точно так же был демонизирован в Ветхом Завете и Люцифер (в переводе с лат. "светоносный") — светлый бог рассвета, утренней звезды (Венеры). В новой религии, в противоположность языческой, вся власть отдаётся хтоническим, тёмным, мёртвым, подземным божествам. Тот же безжизненный, тёмный культ проник и в науку.

Между пирамидами и предложенной моделью атома много общего. Во-первых, пирамиды тоже сложены из блоков и имеют ступенчатое строение. Если у египетских пирамид оно выражено слабо (более явно в древних версиях, как у пирамиды Джосера), то у американских пирамид Перу — очень чётко. И число ступеней, уровней, как в атоме, часто равно семи. На вершине пирамиды находится алтарь с ритуальным огнём — это сердце пирамиды, концентратор энергии, так же как у атома в вершине пирамиды расположено атомное ядро — концентратор энергии и массы. Эта структура отражена и в современных культовых сооружениях в виде Вечного огня (например, на Красной Площади), горящего на вершине, в центре пирамидально-ступенчатых звёзд-алтарей. Многих удивляло, как у двух независимых культур — народов Египта и Америки могли возникнуть одинаковые культовые сооружения. И нередко допускают, что связующим звеном, а точнее источником этих знаний, была как раз платоновская Атлантида, погрузившаяся в бездну Атлантического океана в ходе катаклизма.

Аналогичное пирамидальное, ступенчатое строение имеют зиккураты, к которым относят и легендарную Вавилонскую башню, включавшую семь уровней разного цвета. Ту же структуру имели по легенде и висячие сады Семирамиды, которые тоже располагались в Вавилоне и содержали семь уровней-террас. Быть может, и само название строения отражает его структуру (отличающую пять из семи чудес света), а не просто имя царицы: СЕМИРАМИДА — СЕМИуровневая пиРАМИДА, названная впоследствии Вавилонской башней? Древнегреческие, римские и этрусские храмы так же возводились на пирамидально-ступенчатом пьедестале и украшались рядами колонн, пирамидальные база и капитель которых, направленные встречно, тоже могут отражать структуру атомов и их упорядоченное расположение, не зря колонны символизируют ось, основу мира. Китайские пагоды тоже имеют ярусное пирамидальное строение крыши. Так же и русские терема, храмы (скажем, храм Василия Блаженного), возведённые в традициях народного зодчества, имеют пирамидально-башенное, ярусное строение. Да и русские крепости, кремли-детинцы, их башни, и даже устроенные по аналогии военные машины — танки и бронетранспортёры — имеют именно такую четырёхгранную, пирамидальную, многоярусную, уступчатую форму. Во всех таких постройках отражены представления древних о структуре мира, который по самой распространённой версии имел 7 этажей-уровней (отсюда выражение "быть на седьмом небе"), заселяемых соответствующими существами [18, 48]. Такое поэтажное заселение семи уровней мироздания отражено и в русской народной сказке "Теремок". Не является ли эта модель мира лишь стилизованной моделью атома, который тоже имеет 7 уровней, послойно заселяемых электронами, откуда и 7 периодов таблицы Менделеева? Ведь и сама пирамида — это символ иерархии — многоуровневого устройства.

Говоря о семиуровневых пирамидах, стоит, наряду с Платоном, снова вспомнить Демокрита, который тоже многому научился у египетских геометров и жрецов. Оказывается, Демокрит, придумавший атомы (что значит "неделимые"), не считал их элементарнейшими частицами, а представлял их сложенными из однотипных ещё более элементарных точечных частиц, амер (безразмерных единиц), которые соответствуют единицам материи — электронам и позитронам [31]. О том же говорил в своём письме к Геродоту и последователь Демокрита, Эпикур [77, с. 299]. Все атомы у Демокрита составлены из амер, как кристаллический атом в БТР — из позитронов и электронов (§ 3.9). Вот почему по Демокриту атомы имеют разные формы и размеры — всё дело в разном количестве и расположении амер. Причём число амерных структур он полагал в атоме равным семи, что отвечает семи электронным оболочкам-слоям. Откуда могли почерпнуть Демокрит, Платон, Эпикур и древние жрецы все эти представления об атоме?

В качестве модели мироздания кроме построек часто почитали и холмы, горы, вековые деревья (частные воплощения Космической горы, Мирового древа, — райского или чудо-дерева) [48]. У всех них было общее: это была модель основы мира, имевшая характерные черты — пирамидальную форму и многоуровневость (террасы на горах, ступени на пирамидах, ярусы веток на деревьях со своими плодами). Скажем, легендарная космическая гора Меру имела по преданию пирамидальную четырёхгранную форму [48]. При этом во многих учениях пирамида, гора или древо дополнялись такими же, но смотрящими вершиной вниз, как в пещерах навстречу сталагмитам растут с потолка сталактиты, и в точности как две направленных навстречу друг другу пирамиды в бипирамидальной модели атома. Интересно, что у древних славян мировое космическое древо, служившие символом жизни, изображалось буквой "Ж" ("Живёте") — это и есть, по сути, вид бипирамиды сбоку (Рис. 191). Остаётся гадать, имели ли все эти мифические образы отношение к структуре атома. Но интересно уже то, что в древнеегипетском учении мировая гора называлась Атум, что даже по звучанию сходно с введённым Демокритом словом "атом" [48]. Так же и мировая четырёхгранная гора Меру индийцев созвучна "амерам" Демокрита.

Кстати, и сами древние индийцы, у которых Демокрит и почерпнул концепцию атомов, называли их похожим словом "ану" и "атман", означавшим вечное и неизменное начало вещей, их невидимую тонкую сущность, определяющую свойства тел. Атман по воззрениям индийцев, изложенным в упанишадах и Ведах, — это общая основа мира и человека, роднящая их между собой, "атман — это то, что меньше ядра просяного зёрнышка и больше всех миров" (Альбедиль М.Ф. "Индия: беспредельная мудрость". М., 2003). Так в понятии "атом" для индийцев, совсем как для современной науки, сочеталось малое и великое (поскольку весь мир — это атомы). А потому неудивительно, что в качестве символа атома у них выступала гигантская мировая гора. Воззрения индийцев и тибетцев на структуру, строение атома отражены, видимо, и в древнейшем символе — мандале, одна из вариаций которой дана на обложке книги. Мандала, будучи символом мироздания, аналогична мировому древу, горе, храму (К. Королёв. "Энциклопедия символов, знаков, эмблем", М.: Эксмо, 2003). Не случайно многие храмы, скажем буддийское святилище Боробудур на острове Ява, выстроены в виде мандалы, имеющей квадратную форму и ступенчато-уровневое пирамидальное строение, отчётливо заметное и на рельефных изображениях мандал. Характерными элементами мандал-янтр служат треугольники-пирамиды, направленные вершинами навстречу друг другу, образуя семиступенчатую конструкцию и отражая бипирамидальную структуру атома с его семью электронными оболочками. Не зря по убеждениям индийцев мандала изображает центр, начало мира, источник его энергии, каковым по мнению учёных как раз и является атом с его ядром. Так же и пирамидальная гора Меру, которую олицетворяет мандала, по легенде питала Вселенную через стекающие с её четырёх склонов четыре реки (символизирующие, аналогично чатуранге, четыре силы-стихии, § 5.2), равно как атом и четыре типа образующих его частиц служат источником четырёх типов взаимодействий, разносимых по всему миру потоками реонов (§ 3.21). Таким образом, сбросив с древних символов покров мистики, удаётся обнаружить их глубокое научное содержание, отражающее забытые и закодированные знания древних об основах мироздания, как это изображено в упомянутом фильме "Последняя Мимзи Вселенной". А мандала, издревле почитаемая как ключ к мирозданию, возможно, служила именно той цели, которую Фейнман сформулировал в эпиграфе.

Рис. 191. а) бипирамида; б) наковальня; в) кубок или потир; г) мельница; д) песочные часы; е) космическое древо жизни; ж) буква Ж.

Интересно, что и в Древней Руси, кроме вселенского древа и мировой горы, сохранялось представление о специальном сооружении — Громовом храме, или Громовом жернове, имевшем по описанию строение близкое к бипирамидальному и находящемся, подобно горе Меру, на Северном Полюсе. Такая форма храма и его размещение (на полюсе магнитное поле Земли наиболее интенсивно) отражают представления наших предков о строении и магнитных свойствах атома. И до сих пор символика и форма Громового храма находят отражение в мельницах: встречные жернова, пирамидальная, четырёхгранная уступчатая форма, поворотная башня, вроде пирамидальной танковой. Так же и другое его именование, Громовой жернов, — соотносится с главным элементом мельницы — жерновами. Да и по функции мельница, где идёт выделение энергии, движение однотипных зёрен, их расщепление, соответствует АЭС, зёрнам материи (атомам, ядрам, электронам) и ядерным лабораториям. Не зря мельницы считали местами силы, но весьма опасными. Даже внутри мельницы, в форме загрузочных лотков и бункеров для зерна, находим эту модель. Бипирамидальные и биконические формы можно встретить и в рыбацких, корабельных снастях в виде катушек и лебёдок, а также в современной радиотехнике и кино-фототехнике — в виде звуко- и радиоизлучающих или светопоглощающих пирамидальных рупоров, бленд и камер. Две светолучевых пирамиды с общей вершиной в объективе (или зрачке), издавна стали основой и символом проекционной техники, символом глаза, как показал ещё Леонардо да Винчи. В аэродинамике тоже обычны биконические, бипирамидальные формы, которые придают, например, соплам ракет. Так что структура Громового Храма может отражать, помимо представлений о строении атома, и другие научные достижения наших предков, включая технологию космических перелётов.

Отражена бипирамидальная структура и в форме наковальни (аналоге алтаря). Эта кузнечная аналогия, возможно, ещё глубже. И наковальня, и молот имеют характерную для ядер форму бипирамиды (Рис. 192). Сами кузницы почитались прежде как священные места, а кузнецы — как колдуны, способные управлять метаморфозами материи, соединять и дробить субстанции, перековывать (трансмутировать) одни объекты в другие. Поэтому возможно, что символика кузниц — это некий реликт прежних ядерных лабораторий и знаний о строении материи. Именно в трансмутации, трансформации материи и энергии состояла основная функция Громового храма. Уместно в связи с этим вспомнить русское масленичное ритуально-игровое действо — "Перековывание стариков на молодых", осуществляемое кузнецом. Интересен в этом ключе миф о кузнеце Гефесте и Прометее (в Греции их часто отождествляли), принёсшем на Землю огонь, возможно, атомный. Недаром один автор написал такие строки "О, искра огня Прометея, к Олимпу из мрака прорыв, но, ею бездумно владея, мы вызвали атомный взрыв". Не поняв всех тайн, смысла атомной энергии, мы и воспользовались ею неразумно, словно шаловливые дети — спичками (§ 5.17).

Рис. 192. Молот и наковальня — иллюстрация к соударению ядер и их бипирамидальной форме.

Стоит отметить, что упомянутый Никола Тесла, будучи изобретателем высокочастотного трансформатора, пытался построить и отчасти реализовал некий аналог Громового храма — гигантское пирамидальное сооружение-трансформатор, завязанное с ионосферой и преобразованием огромных энергий (так называемая "башня Тесла") [110]. Продолжением этих работ Тесла многие считают американский проект — станции "ХААРП", или "АРФА", расположенные в авроральной, полярной области и способные сильно влиять на климат Земли. Однако в руках неправедных учёных эти станции, подобно боевой станции "Звезда смерти" из столь любимых американцами "Звёздных войн", используются в качестве геоклиматического оружия (для дестабилизации климата) и служат лишь разрушению, а не созиданию и стабилизации (в том числе климата Земли) — этой исконной функции Громового храма. Неизвестно, откуда Тесла черпал свои идеи — из древних ли источников (он очень много времени проводил в библиотеках, интересуясь и сакральными знаниями) или же из своих видений, о которых часто рассказывал, но он определённо знал об устройстве мира многое из того, что знали древние. Некоторые исследователи отрицают огромные возможности станции-башни Тесла, поскольку неясно, откуда бы он мог черпать гигантскую энергию. Однако Тесла изобрёл также и устройства для улавливания энергии космических лучей (§ 5.10), поток которых наиболее интенсивен как раз в авроральной области, окружающей Северный полюс, где по преданиям как раз и располагался Громовой храм, гора Меру [18], а теперь и станции "ХААРП", и где за счёт максимизации густоты силовых геомагнитных линий и потока космических частиц реализуется глобальное воздействие на климат Земли. Уже само название "Громовой храм" говорит о его связи с электрическими разрядами, с процессами ионизации атмосферы, так же как у башен Тесла и станций "ХААРП".

Но вернёмся к бипирамидальной модели атома и её отражениям в предметах быта и культа. Наиболее отчётливо бипирамидальная, биконическая форма прослеживается в форме кубка, бокала, и особенно чаши-потира, какую имел предположительно Святой Грааль (Рис. 191). Наконец, и в форме песочных часов, издавна служивших символом мироздания и миропорядка, извечного преобразования, перетекания одного в другое, обмена двух сосудов песчинками, будто электронов реонами, хорошо прослеживается бипирамидальная модель атома и баллистическая модель взаимодействия зарядов. Кажется, словно и впрямь древние обладали знанием о структуре лежащих в основе мироздания атомов и образующих их электронов. Лишь с веками эти знания забылись, утратили исконный смысл, а их сохранившиеся следы приобрели культовые, мистические формы. Так же всегда почитали и кристаллы, превозносили их правильную форму, связывая её с возможностью выделения больших энергий, правда, в форме магии. Впрочем, под магией понимали весьма широкий круг явлений, включавший самые обычные физические процессы, в том числе магнетизм — отсюда и само слово "магия". Так же и древние алхимики, не понимая смысла химических превращений, придавали им мистический смысл, а астрономией занимались астрологи.

Нынешних учёных многое роднит с древними жрецами. И те и другие обладали скрытым знанием о мире и всеми силами ограждали это знание от непосвящённых. Учёные, жрецы хотели одни обладать информацией, поскольку знание — это сила, власть, как сказал ещё Бэкон. И потому до сих пор учёные рьяно оберегают науку от "дилетантов", считая, что здесь удел лишь избранных, прошедших все стадии обучения и усвоивших аппарат нынешней абсурдной кванторелятивистской физики. Особенно же они боятся тех, кто несёт это знание в массы, тем более, если это знание альтернативное, не соответствующее тому, которое они насильно прививают. Для них это страшнее всего, поскольку подрывает основы их власти над умами (а, значит, и над многим другим) и благополучного существования. В итоге в отношении продуктов интеллектуального труда складывается та же ситуация, что и в отношении продуктов физического: честные исследователи добывают знание и несут его людям, а торгаши и жрецы от науки присваивают его себе, разными способами ограничивая его применение в угоду своим интересам.

Возникает интересная ситуация: наука и мистика поменялись местами. Теперь наука, которой по современным представлениям положено быть рациональной, приобрела форму религии, наполнилась абсурдами теории относительности, квантовым туманом, мистическим бредом. И, напротив, в мистических представлениях древних обнаруживаются рациональные зёрна, вполне здравые научные идеи, если вскрыть внешние, наносные слои. В том немногом, что дошло до нас из древних представлений об основах мира, больше смысла, чем в горах литературы по кванторелятивистской физике. Поэтому стоит внимательней отнестись к этим давно забытым знаниям, ибо в них, быть может, спрятан ключ к пониманию устройства атома и мироздания. Не случайно так интересовался оккультными тайнами древних цивилизаций Третий Рейх, стремившийся добиться синтеза науки и магии. А немецкими разработками в свою очередь интересовались американские спецслужбы, переправившие в США много данных, приборов и учёных, связанных с атомной проблемой и другими темами. Этим информационным мародёрством промышляла американская группа "Алсос", в которую входил и С. Гаудсмит, как "физик" известный расхищением чужих идей (§ 3.19), а как "египтолог" — разграблением египетских гробниц [156].

Но тайны древних цивилизаций так и не были до конца раскрыты. Едва люди приближаются к некоему пониманию, вкушая плоды с древа познания, как что-то начинает их ограничивать. Вспомним легенды об изгнании из рая, о вавилонской башне, о гибели той же Атлантиды. И лишь удивительные следы-послания, скажем в форме тех же пирамид, от древних цивилизаций остаются нам напоминанием об их былом могуществе и ключом к нему. Вспомним также преследование Демокрита, Бруно, Ритца, сокрытие или уничтожение их трудов.

Отметим, что в такой гипотезе о существовании древних, доегипетских цивилизаций, обладавших сверхглубокими знаниями об устройстве мира, нет ничего антинаучного или сенсационного. Многие учёные, в том числе серьёзные и авторитетные физики-ядерщики, скажем Ф. Содди, допускают на основании исторических данных и археологических находок, реальность таких древних высокоразвитых цивилизаций, однажды умерших или деградировавших. Так что сейчас мы, возможно, лишь повторяем давно пройденный ими путь развития и ещё далеки от его завершения [139]. Что же это была за древняя цивилизация? Исторические, лингвистические и этнографические свидетельства и легенды, а также многие материальные следы, находимые на Урале и в Индии, позволяют предположить исследователям, что это была легендарная Гиперборея (см. Дёмин В.Н. В поисках колыбели цивилизаций. М.: Вече, 2004). Она представляла собой гигантскую державу, расположенную в основном на территории современной России и, сверх того, уходящую далеко на юг (вплоть до средней Африки) и на север, включая всю полярную область вокруг Северного полюса, где располагалось святилище древних русов, гиперборейцев — Громовой храм. Именно нашими предками, древними русами и считает большинство исследователей гиперборейцев. И следы этой древней цивилизации до сих пор прослеживаются в русской культуре, обрядности, быте, символике, фольклоре и древнем русском языке [166], а также в сказках и традициях близких нам славянских народов и стран, входивших прежде в состав Древнерусской Державы. Выходит, древность разных народов и культур, реально имеющих единое происхождение, определяется не столько материальными следами (которые могут уничтожить, спрятать, приписать другим) и письменной историей (часто подложной), сколько степенью, в которой народ смог сберечь дух, культуру, язык и знания предков, их своеобразие и самобытность.

Завершая рассказ о древней вере, культах и сакральных знаниях, отметим, что материализм не отвергает душу, дух, идеи, а просто объясняет их как частные проявления материи, которая является первичной. Так же, к примеру, электричество, магнетизм, для которых раньше предлагали мистические объяснения, материалистическая теория Ритца сводит к естественным, механическим причинам. Иными словами, материализм вполне допускает существование различных "сверхъестественных" явлений, вплоть до существования души и Бога, однако предлагает им естественные объяснения, объясняя их как следствия физических причин и законов природы (§ 5.16). Именно в таком синтезе, гармонии материального и духовного, физического мира и мира идей-символов и сосуществовали прежде древние культы и наука. А мистика, иррационализм возникли лишь тогда, когда материальный мир, законы природы отвергали как первичный элемент, отдавая первенство миру абстрактных понятий и энергий, когда смешивали, инвертировали функции этих двух миров. Так, физические явления вместо того, чтобы их упрощать, делать грубо материальными, механистичными, стали, напротив, усложнять, объясняя с помощью трансцендентных, иррациональных сущностей, энергий (типа электромагнитного поля), — отсюда и пошло направление энергетизма и вся неклассическая физика — теория относительности и квантовая механика (§ 5.14).

В то же время духовный мир, мир человеческой психики, идей, напротив, стали обеднять, огрублять, упрощать, низводить до уровня механических животных инстинктов, скажем в психоанализе З. Фрейда. Тогда как реально интеллект, душа, разум — это, как известно, высшие формы развития материи, большое количество связей которой даёт совершенно новое качество, к описанию которого нельзя подходить с мерками одной лишь материи. Не зря для высоконравственных, духовно развитых людей низменные материальные ценности мало значат в сравнении с интеллектуальными и духовными: мечтой, честью, высокими идеалами. По той же причине ошибочно мнение, будто власть над физическим миром, миром вещей даёт власть над духовным миром человека, над истиной, мыслями, идеями. Определяющей оказывается не сама материя, а её форма, структура, связи, то есть информация, дух, интеллект, мышление, — как высшая ступень организации материи. Материя — это низшая, простая форма, и предпочитать её духовным ценностям — это всё равно что предпочитать глину кирпичам, а кирпичи — готовому дому. Только контроль духовного над материальным обеспечивает гармонию мира, как открыли ещё древнеиндийские материалисты, хорошо понимавшие, что это ничуть не противоречит первичности матери, как физической основы мира. Именно такой гармоничный взгляд на вещи, выработанный ещё Демокритом, устанавливает диалектический материализм.

Одно из достоинств теории Ритца состоит в том, что она восстанавливает исконный порядок, устраняет смешение, инверсию миров. С одной стороны БТР объясняет просто и ясно физический, материальный мир, очищая физику от нематериалистических концепций и трансцендентных сущностей. А, с другой стороны, — обогащает мир идей, раскрывает смысл древних духовных знаний, культовых сооружений и т. п., имеющих вполне научную материалистическую основу. Баллистическая теория восстанавливает баланс, гармонию и субординацию материального физико-механического мира и духовного мира идей наших предков.

Как видим, древние были, вероятно, мудрее нас и обладали глубокими познаниями о структуре мироздания. Но гибель архаического знания в глобальных катастрофах, целенаправленное уничтожение и сокрытие источников открытий господствующими научными школами, осуществляемое по сей день, ведёт к забвению этих кладезей мудрости и деградации человечества. На наше счастье, кроме недолговечных письменных источников информации и материальных следов культуры, существуют и гораздо более надёжные способы передачи древнего знания. О них поведаем в следующем параграфе.

§ 5.4 БТР в сказках и фантастике

Сказка — ложь, да в ней намёк — добрым молодцам урок.

Русская народная мудрость

В книге были рассмотрены многие загадки космоса и микромира, представлявшиеся сверхъестественными даже в рамках современной науки. Однако, как показывает история науки, явления кажутся невероятными и мистическими лишь ввиду неполноты нашего знания о них, и имеют в действительности простое естественное объяснение, которое надо лишь суметь найти. Действительно, если познанию космоса мешают большие масштабы, то пониманию микромира — крайне малые. А таинственность, временная непостижимость порождает мистические, сверхъестественные объяснения. В итоге из-за отсутствия чётких наглядных представлений нынешняя физика ядра и элементарных частиц, так же как физика космоса, напоминает уже не науку, а сказку с её волшебными превращениями, исчезновениями и появлениями объектов (вселенной, звёзд, частиц). Это отражено и в "научной" терминологии: "тёмная материя и энергия", "волшебный", "очарование", "странность", "магические числа", абсурдные "кварки" из бредового сна, и тому подобная мистика, всегда возникающая там, где научные концепции, будучи неадекватны природе, не могут рациональным образом объяснить её явлений [165]. Вселенная тут возникает из пустоты, энергия магическим образом исчезает, обратившись в массу, а масса исчезает, обратившись в энергию. Столь вздорные теории учёные приняли не от хорошей жизни, а от бессилия, полагая, что материалистическая, классическая наука не сможет объяснить ряд явлений. Но, как было показано в четырёх предшествующих частях, именно классика вносит ясность в "чудеса" Природы, объясняя все загадки микромира и космоса.

С другой стороны, сказки, равно как научная фантастика (этот современный заменитель сказок и мифов), содержат много интересных, рациональных идей, перекликающихся с изложенными в данной книге. Достаточно вспомнить электрон (или позитрон), подобный кошельку-самотрясу из русских сказок, который, сотрясаясь, разбрасывает монетки-реоны, не уменьшаясь в размерах (Рис. 9). Или можно вспомнить сравнение электрона с бездонной бочкой Данаид из древнегреческих мифов (§ 3.11). Причём и кошелёк-самотряс, и бочка Данаид происходят из подземного, нижнего этажа мироздания — из микромира, мира вечного распада частиц. Вот почему в ряде народных и авторских сказок [16, 48] фигурируют этажи, ступени мироздания — нижний, средний и верхний мир (микро-, макро- и мегамир, Космос, в терминологии учёных), которые посещают и осваивают сказочные герои. Подобным образом и в сказке "Теремок" идёт заселение животными разных весовых категорий семи уровней пирамидального мироздания, — аналогично постепенному заполнению семи уровней атома всё большими наборами электронов (§ 5.3). Эта семиуровневая схема отражена и в других кумулятивных сказках: "Репка", "Зимовье зверей", "Колобок", а также в сказочных зачинах и народных выражениях: "за семью замками (или печатями)", как бы запирающими электроны в уровнях.

Наконец, та же кристальная семиуровневая структура атома отражена и в сказках о Кощее Бессмертном, смерть которого спрятана на острове, под дубом, в хрустальном сундуке, где далее, как матрёшки, слоями расположены заяц, утка, яйцо, в котором заключена игла — смерть Кощеева. Магнитная игла, издревле применяемая в качестве стрелки компаса, символизирует магнитную стержневую структуру атома, его ядро, управляющее движением электронов и радиоактивными свойствами, мощь и губительность которых, видимо, и отражены в сказке. Сам же хрустальный сундук висит под дубом на четырёх златых цепях, расположенных как рёбра пирамиды (с основанием-сундуком) и символизирующих, видимо, цепочки электронов и позитронов из атомного остова-пирамиды (Рис. 95, Рис. 108). А под островом и дубом, как считают многие авторы, подразумевается опять же легендарный остров на Северном Полюсе (что тоже отражает связь с магнетизмом), где по легенде расположена гора Меру или Мировое священное древо — другие символы атома. Те же остров, дуб, или ель, фигурируют и в пушкинской "Сказке о царе Салтане" (написанной по мотивам народных сказок), где тоже находим символическое описание расщепления атомов, их кристаллического ядра, окружённого оболочкой из электронов (ассоциируемых в древности с золотом, янтарём, смолой, § 1.7, § 2.7): "А орешки — не простые, всё скорлупки золотые, ядра — чистый изумруд".

Подобные аналогии прослеживаем и в научной фантастике. Например, идея о возможности влиять на скорость распада частиц и ядер с помощью излучения из космоса (§ 3.14) отражена в повести Б. Шоу "Путешествие в эпицентр". А в известных фантастических авантюрно-приключенческих фильмах "Вспомнить всё", "Пятый элемент", "Гудзонский ястреб", "Мумия", "Библиотекарь", "Дети шпионов" содержится гипотеза о связи пирамид и строения атома, о том, что в кристаллах, пирамидах кроется мощный источник энергии и способ трансмутации элементов. Кроме того, в "Пятом элементе" отражена символика Громового храма — храма четырёх стихий-первоэлементов: огня, воды, воздуха и земли, группирующихся вокруг пятого информационного и трансформирующего элемента. Это соответствует расположению 4-х типов элементарных частиц (электронов, позитронов, протонов и нейтронов) вокруг информационного структурирующего элемента атома — атомного остова, ядра, имеющего форму пирамиды (§ 3.2). Сходство картин, независимо рисуемых фантастами, создателями фильмов и художниками, доказывает, что их фантазии — не просто выдумка, а идея, имеющая под собой реальную общую основу, интуитивно, по едва уловимым следам и фрагментам угадываемую этими талантливыми творцами и провидцами.

Ещё полнее символика Громового храма, — святилища древних русов, гиперборейцев, владевших знанием об устройстве мира, — отражена в старом фильме "Синдбад и глаз тигра". Этот храм, называемый в фильме "святилищем четырёх стихий", имеет четырёхгранную уступчатую пирамидальную форму с золотым навершием-концентратором и расположен в оазисе на Северном полюсе, подобно легендарной горе Меру из индийских сказаний. Причём храм по фильму служит не только культовым и священным, а — больше практическим, научным целям, будучи стабилизатором климата, генератором энергии и преобразователем материи, что неудивительно, если древние знали о строении атома, отражённом в форме храма. Представление о заповедном оазисе посреди пустыни, с пирамидальной, многоярусной горой в центре (в основе мира), находим и в фильме "Мумия II", в повести В. Брюсова "Гора Звезды", а также — в цикле сказок Л.Ф. Баума о стране Оз. Не зря страна эта делилась на части четырёх цветов, по числу стихий, сторон света и сторон пирамиды, с кристальным храмом (Изумрудным городом) в центре [16]. Представление о ключевой роли и священности Северного полюса (места паломничества, к которому под влиянием родовой памяти стремятся и люди и животные), где прежде располагался оазис с мощной энерговыделяющей горой, отражено и в романах Жюль Верна ("Путешествие капитана Гаттераса"), В. Обручева ("Земля Санникова", "Плутония"), А. Толстого ("Аэлита"), А. Беляева.

Когда-то эта тема глобальных полярных энергоустановок была весьма популярна и активно развивалась, в том числе Н. Тесла (§ 5.3, § 5.8), но с середины XX в. стала постепенно забываться с приходом к власти неклассической физики, необратимой утраты и намеренного сокрытия древних знаний в ходе революций, мировых войн, особенно сильно затронувших Россию. Впрочем, рудиментарные следы этого знания присутствовали ещё на исходе Второй Мировой войны: когда 7 мая 1945 года в честь успехов отечественной радиотехники и открытия А.С. Попова был учреждён День Радио вместе с наградой "Почётный радист СССР", то на значке этой награды красовалась гигантская многоярусная пирамидальная радиоизлучающая башня-станция на Северном полюсе Земли, отвечающая описанию горы Меру, Громового Храма и башни-излучателя Тесла. Паломничество к священной энерговыделяющей Горе, расположенной в центре (на полюсе) Земли отражено во многих древних мифах, сказках, произведениях классиков и фантастов. Причём в качестве такой горы нередко выступал вулкан, имеющий во время извержения как раз бипирамидальный вид от расходящегося кверху столба огня и дыма. Не зря вулканы, например Фудзияма у японцев, особенно почитались в качестве священных гор и именно к ним устремлялись герои Обручева, Жюль Верна, Данте [48], пересекавшие несколько ярусов, соответственно заселённых (как уровни атома).

Раскрыт в фантастических фильмах и глубокий смысл шахмат, игр с фишками, которые, как видели, отражают движение электронов по клеткам атомной сетки. Так, в сказочном фильме "Джуманджи" показана игра, во многом напоминающая древнеиндийскую чатурангу (§ 5.2), где четыре типа фигур дискретно смещаются вдоль клеток, вокруг центрального элемента (ядра), в соответствии с числом выпавших на костях очков. С одной стороны этот элемент случайности, вносимый бросанием костей, отражает магический, гадательный характер древних шахмат, чатуранги, а с другой, уже как модель атома, отражает случайный характер движения электрона и пребывания его в данном узле, клетке атома. Напомним, интенсивность данной спектральной линии атома и его валентность, химические и ядерные свойства напрямую зависят от устойчивости соответствующего положения электрона, позитрона, протона или нейтрона, то есть от вероятности их нахождения в соответствующем квадрате атома (§ 3.4). Отражена в фильме "Джуманджи" и связь чатуранги с магнетизмом, магнитной моделью атома.

Всё это могло бы показаться фикцией: мало ли кто чего навыдумывает в фантастических произведениях и фильмах — разве могут эти совпадения иметь научную основу и иллюстрировать реальное устройство мира. Однако число и точность таких совпадений, повторение их в самых разных произведениях и преданиях на протяжении всей истории человечества свидетельствуют о том, что они не случайны, а закономерны и имеют под собой реальную почву. Не зря многие предсказания фантастов сбылись. Всё дело в том, что природа устроена просто, а потому сказочники, фантасты, эти художники пера, тонко чувствуя реальность, часто понимают явления природы глубже учёных. Так что внимательный читатель может найти в древних сказках и современных фантастических произведениях уже готовые рецепты изобретений и даже сможет реализовать их.

Итак, видим, что и здесь произошла инверсия миров: наука поменялась местами со сказкой. Если вся современная наука, основанная на СТО и квантмехе, всё больше выглядит как выдумка, бессмысленная умозрительная фантазия, то древние сказки, напротив, предстают как носители скрытого и забытого знания о структуре мира, космоса и микромира. Не зря говорят "Сказка — ложь, да в ней намёк — добрым молодцам урок". Обычно эту фразу, приведённую здесь в качестве эпиграфа, понимают слишком буквально. Мол, сказки, хоть и вымышлены, но содержат мораль. А в действительности именно сущностная составляющая сказки, её параллельные сюжеты, архетипические мотивы, необычные существа и предметы, ритуализованные формулы и являются тем намёком, ключом, который обязана в первую очередь передать сказка. Именно так в сказку иносказательно закладывалось древнее знание и правила жизни.

Народные сказки передают древнее представление о многоэтажности, многоуровневости мироздания, учат всеобщей взаимосвязи явлений, отражая единую структуру мироздания (§ 5.16). Русские народные сказки по количеству сюжетов, их архаичности и сохранности не знают себе равных. Их следует признать весьма древними и близкими к исходным. Поэтому сказки служат великим кладезем знаний, сосредоточием мудрости наших предков. Не исключено, что как раз благодаря духовной близости, преемственности, передаче древних знаний и стиля мышления предков к потомкам в форме сказок и фольклора, именно среди русских, славянских учёных так много выдающихся изобретателей и открывателей глубоких законов природы: Н. Коперник, М. Ломоносов, Г. Мендель, Д. Менделеев, А. Майкельсон, Н. Тесла, К. Циолковский, М. Кюри, А. Белопольский и ещё ряд имён, упомянутых и не упомянутых в данной книге.

Одной из особенностей русских народных сказок является их доброта, светоносность, борьба за солнце, свет, огонь, а также бескорыстное стремление героя освободить из лап драконов энергогенераторы (волшебные кристаллы, жерновки, чудесную мельницу, горшочек), дабы, принеся их с неба, сделать достоянием всех людей и разогнать тьму, мракобесие. Подобные мотивы прослеживаются и в древнеиндийских сказаниях, и в древнегреческом мифе о Прометее (аналогичном древнеславянской легенде о Перуне, подарившем людям небесный огонь), и в финно-карельском эпосе "Калевала", и в известной всем сказке "Краденое солнце" К. Чуковского, имеющей глубокие корни и составленной по древнерусским сюжетам. Именно солнце, свет, огонь были главным символом и объектом поклонения наших предков — русов, славян, имя которых по одной из версий как раз происходит от слов солнце, свет, светлый (отсюда и "русый"). Не случайно, в первую очередь, именно русские имена связаны с открытиями природы света и устройств по его использованию и высвобождению — солнечных батарей и светоизлучающих приборов. Вот наиболее известные среди русских Прометеев: Кулибин (мощные прожекторы), Петров (открытие электрической дуги), Яблочков (первая электродуговая лампа), Лодыгин (первая лампа накаливания с угольной и вольфрамовой нитью), Ульянин (первый полупроводниковый фотоэлемент — солнечная батарея), Вавилов (теория и создание первых газосветных, люминесцентных ламп), Лосев (открытие электролюминесценции полупроводников — первые светодиоды), Фабрикант-Басов-Прохоров (изобретение первых лазеров), Прохоров (изобретение первых полупроводниковых лазеров и светодиодов), Алфёров (светодиоды и лазеры на гетероструктурных полупроводниках). Таким образом, именно русским людям человечество обязано изобретением всех мыслимых источников света от первых ламп накаливания до светодиодов и лазеров, причиной чему, возможно, в том числе культ почитания света, прививаемый с детства русскими сказками. Так же и в понимании законов оптики, природы света велика заслуга славян, русских людей: Ломоносова (открывшего электроволновую природу света), Менделеева и Циолковского (создавших кинетическую теорию света), Столетова (изучившего и объяснившего фотоэффект), Лебедева (открывшего давление света, а значит, и материальность его носителей), Белопольского (выявившего ритц-эффект покраснения и дисперсии света в космосе), Дуплищева (экспериментально доказавшего справедливость баллистического принципа для света). И до сих пор русскую науку достойно представляют, открывая и неся в мир тайны света, такие люди как В.И. Секерин, С.П. Масликов, М.Г. Иванов. Так же и стремление наших людей к солнцу, звёздам, ярко проявившееся в трудах Циолковского, Цандера, Королёва, Келдыша, проложивших дорогу в космос, во многом может быть навеяно прочтёнными в детстве народными сказками.

Очень возможно, что именно глубина идей и знаний, заложенных в сказках, согласующихся с подсознательным пониманием человеком природы вещей, и определяет живучесть жанра сказки и её сюжетов. А прозорливость и архетипичность мотивов научно-фантастических произведений, определяет их популярность и то, станут ли они бестселлером-однодневкой, или же войдут в историю и будут пользоваться вниманием многих поколений читателей и зрителей. Мы хорошо принимаем именно те произведения, которые затрагивают глубинные струны души, будучи созвучны и ей, и разуму, то есть такие, в которых чувствуется глубокий смысл, истина, реальность, отличающие настоящую сказку, фантастику — от пустой и нелепой выдумки. И потому пустое произведение, не содержащее глубоких идей, если и имеет поначалу громкий успех, быстро забывается. Настоящая сказка, фантастика позволяет захватить воображение благодаря своей реалистичности, несмотря на всю фантастичность. Думается, именно в таком реализме, предсказательной силе и состоит главная причина успеха произведений Л.Ф. Баума, Жюль Верна, А. Беляева, силой воображения воссоздавших миры прошлого и будущего. Потому их фантазии и полюбили, что они соответствуют реальности некогда существовавшей, либо они уже сбылись, либо ещё сбудутся.

Итак, смысл настоящей сказки и фантастики в том, чтобы иносказательно, под видом выдумки, передавать реальные знания об устройстве мира, о прошлом или будущем его состоянии, хоть и с использованием фантастических, сказочных элементов. Поэтому истинный (отвечающий своему призванию) сказочник, фантаст — это тот же учёный. Он точно так же познаёт мир, внимательно наблюдая, делая обобщения, открытия, изобретения, идеи которых излагает в своих произведениях. Об этом говорил ещё М. Горький, который усматривал в волшебной сказке прототип научных гипотез.

Отметим, что сказка, передаваемая из поколения в поколение изустно, воспроизводит тексты гораздо более точно, чем письменная традиция. Не случайно древние греки и индийцы больше полагались на тексты, заученные наизусть, чем на записи [18]. Ведь любые письменные источники, материальные свидетельства можно легко подделать, спрятать, уничтожить, фальсифицировать, что и осуществлялось чрезвычайно широко на всём протяжении существования письменности. Практически вся летописная история Древней Руси была уничтожена ревнителями новой "истории". В итоге ещё со времён Петра I нерусскими академиками, надолго прописавшимися в РАН, была придумана совершенно искусственная неадекватная история Руси. Против этой подложной истории восставал ещё М.В. Ломоносов, написавший труд о реальном прошлом России, тоже впоследствии сокрытый.

Однако чтобы уничтожить информацию, заложенную в сказке, передаваемой слово в слово из поколения в поколение, пришлось бы уничтожить целый народ. Сказка являлась не пустой забавой, не примитивной моралью или абстрактной притчей, а носителем закодированной древней информации о структуре мира, о сути вещей, о праистории. Речь здесь идёт, в первую очередь, о русских народных сказках, представляющих наиболее широкое полотно сюжетов, имеющих глубокий корень и смысл. Если умело расшифровать информацию, заложенную в языке, обрядности, графических символах, фольклоре (сказках, заговорах, песнях, колыбельных, пословицах, считалках, прибаутках и т. п.), можно во многом восстановить древние фундаментальные знания наших предков. Своеобразное "кодирование" информации в сказках возникает не столько потому, что они открывают истину, сакральное знание лишь избранным ("добрым молодцам"), но больше потому, что не всё может передать язык сказки, или потому, что он стал менее понятен. Для некоторых чудес просто не существует подходящих слов и описаний, как говорится "ни в сказке сказать, ни пером описать". Вот почему в сказках применяется обычно образное, символическое описание, с помощью метафор, сравнений (шапка-невидимка, скатерть-самобранка, избушка на курьих ножках, ступа), несущих скрытый важный смысл, понять который ещё предстоит. Овладев этими древними знаниями об устройстве мира, мы однажды сделаем реальность удивительней любой фантазии, как об этом мечтал ещё Жюль Верн.

§ 5.5 Лукреций "О природе вещей" и феномен Демокрита

Вся история науки на каждом шагу показывает, что отдельные личности были более правы в своих утверждениях, чем целые корпорации учёных или сотни и тысячи исследователей, придерживающихся господствующих взглядов.

В.И. Вернадский

В настоящей книге не раз ставились в пример смелые догадки Демокрита и цитаты из поэмы "О природе вещей" Тита Лукреция Кара, популярно изложившего атомистическое учение Левкиппа, Демокрита и Эпикура. Произведение Лукреция по праву считают первой научно-популярной книгой, причём книгой глубоко научной, своей мудростью превосходящей не только "научно-философские" трактаты таких учёных античности, как Аристотель, и схоластов средневековья, но во многом и современную науку. Такое научное опережение доказывает, что истина проста и легко постижима, а все сложные туманные, математически запутанные абстрактные концепции ошибочны (§ 5.15). Не зря ещё Резерфорд, отвергавший теорию относительности, сказал, что в три шеи надо гнать того учёного, который не может доступно объяснить суть своей работы пятилетнему мальчишке с улицы, простой уборщице из лаборатории. А современная теория относительности и квантовая механика как раз таковы, что по этому правилу надо увольнять всех их приверженцев, начиная с верхов.

При этом надо помнить, что Лукреций Кар — это лишь пересказчик и популяризатор учения Демокрита. Он мог воспринять демокритову концепцию в уже искажённой форме, с многочисленными пробелами и неточностями. Ведь сочинения Демокрита, как известно, скупались и уничтожались его противниками, в первую очередь последователями Аристотеля. Именно поэтому до нас не дошло ни одного произведения Демокрита — о его воззрениях мы знаем лишь из упоминаний о нём других авторов. Поэтому можно представить, сколь грандиозной, опережающей столетия концепцией была оригинальная демокритова теория. Не зря, когда Демокрит прочёл народу на площади фрагменты из своего "Большого Миростроя", все были настолько очарованы его концепцией мироздания, что автор не только избежал наказания за растрату наследства в научных целях, но и получил награду с признанием. Это ещё раз доказывает, что истина всегда проста, красива и доступна пониманию любого человека, в отличие от абсурдных кванторелятивистских теорий, непонимание которых пытаются списать на "ограниченность человеческого ума".

Даже судя по тому немногому, что до нас дошло из наследия Демокрита, кажется невероятным, чтобы один человек сделал столько научных открытий, опережающих на тысячелетия развитие науки. Вот только некоторые из опередивших время идей Демокрита [31, 105]:

1) атомистическое учение (в мире есть только атомы и пустота);

2) атомы непрерывно и хаотически движутся (механическая теория теплоты);

3) сцепляясь с помощью выступов-впадин, атомы образуют все известные тела;

4) свет представляет собой поток мельчайших частиц, испускаемых светящимися телами с огромной скоростью и образующих периодичные слои, плёнки (волновые фронты);

5) движение в космосе частиц со сверхсветовыми скоростями (космические лучи);

6) законы сохранения (неуничтожимости) энергии, движения и материи;

7) концепция множественности миров (в том числе обитаемых);

8) концепция бесконечности пространства, материи, Вселенной;

9) космогония космических вихрей (галактик, звёздных систем и их эволюция);

10) вечная жизнь Вселенной от постоянного обновления, рождения и гибели миров;

11) отрицание самозарождения организмов (ничто не рождается из ничего);

12) выживание приспособленных организмов, развитие от простейших (теория эволюции и естественного отбора);

13) процессы мышления протекают в мозгу, а нервная чувствительность имеет электрическую природу — ощущения передаются атомами души (электронами и ионами, снующими в воздухе и при контакте создающими огонь, молнии);

14) исчисление бесконечно малых — поиск объёмов тел с помощью интегрального анализа.

В действительности этот список можно продолжать и продолжать. А ведь Демокрит, судя по поэме Лукреция, давал свою теорию не как набор умозрительных, ниоткуда ни следующих гипотез или из соображений математических идеалов, как было принято в его и в наше время в неклассической физике. Напротив, каждое своё утверждение Демокрит выводил из опыта, подкрепляя многочисленными наблюдениями и сопровождая наглядными иллюстрациями, параллелями, аналогиями из жизни. Поэтому его идеи строго научны. В этом, видимо, и состояла основная причина удивительной научной прозорливости Демокрита. Он не пытался создать, как многие философы его времени, свою модель мира — посложней да повычурней. Он не выдумывал свои теории, не пытался подогнать факты под теорию, но лишь стремился понять и объяснить природу явлений, найти их начала, докопаться до сути. Именно поэтому в поэме Лукреция для одного явления порой предлагалось несколько возможных объяснений, когда имеющихся данных было недостаточно для точного установления причины феномена. Так же и в данной книге, если порой и приводим несколько объяснений, то они даны лишь как варианты, которые со временем, в свете более полных экспериментальных данных, могут отпасть, пока не останется одно, наиболее точное объяснение.

Демокрит использовал наблюдения, механические модели, применял материалистический подход, отвергнув все иррациональные, абстрактные, трансцендентные объяснения и стремясь найти простые, естественные. Именно в этом рациональном подходе, непрерывном учении и самообучении, в изнуряющем каждодневном труде состояла главная причина успешности, футуристичности его теории. Впрочем, этот прорыв в будущее был столь стремителен и необычен, что к теории Демокрита отнеслись враждебно: её отвергли и изничтожили. Слишком она опередила своё время. Более того, атомисты древности сильно опередили и нынешнее состояние физики, когда говорили о существовании в космосе элементарных свободно летящих частиц со скоростями много большими скорости света [77] (см. эпиграф к § 2.15). Что это, как не изложение теории о сверхсветовой скорости частиц космических лучей (§ 1.21, § 5.10)? Или вспомним открытое Демокритом интегральное исчисление бесконечно малых, позволявшее вычислять объёмы тел [31]. Этот метод яростно критиковался Аристотелем, равно как другие открытия Демокрита, включая его корпускулярную теорию света и вещества. Поэтому интегральное исчисление было надолго забыто и лишь спустя две тысячи лет переоткрыто Ньютоном, многое перенявшим у Демокрита и по части физики.

Кажется невероятным, чтобы один человек открыл так много, причём каждое открытие опережало своё время не на века даже, а на тысячелетия. Откуда он мог всё это знать? Существует предположение, что Демокрит лишь изложил уже известную ему информацию, завезённую из будущего, с другой планеты, либо из хранилищ древнего забытого знания. Вспомним, что говорилось выше о следах бипирамидальной модели атома в культах и играх Востока. Демокрит долгое время путешествовал и учился в Египте, Индии, Персии, Вавилоне, знакомился с научными достижениями египетских и индийских жрецов, магов и халдеев [31, 105]. На это он истратил всё своё солидное состояние. Вот он наглядный пример достойного и эффективного вложения денег! Ведь нет ничего дороже истины, информации, знания. И именно такой информации хотят в первую очередь лишить народ властьпредержащие.

В итоге может сложиться впечатление, будто Демокрит лишь изложил, озвучил уже известное, но тщательно скрытое, оберегаемое жрецами знание древних. И всё же, думается, это не совсем так. В поэме Лукреция "О природе вещей" даны не голые знания, а показан весь сложный путь их добычи со всеми ошибками, блужданиями, тупиковыми путями. Приведён, по сути, метод научного познания, поиска истины, в котором полученные Демокритом знания сыграли лишь роль вспомогательных ориентиров. Всё это убеждает в огромных возможностях и мощи человеческого интеллекта, носителями которого, несомненно, были Левкипп, Демокрит, Эпикур и Лукреций. Это подтверждает простоту, доступность, познаваемость истины. Как отмечал Ньютон, чтобы делать открытия, надо просто постоянно думать над ними, не предаваться пустым развлечениям и бессмысленной праздности. Поэтому удивлять должны не опережающие время открытия Демокрита, Лукреция и других мыслителей древности, а косность мышления, человеческая глупость, особенно тех, кто принял теорию относительности и квантовую физику. Именно тупость, неумение мыслить критически и самостоятельно является отклонением от нормы.

Добавим только, что думать надо ещё и правильно, конструктивно, иначе на свет появляются такие уродцы как та же теория Аристотеля, теория относительности, квантовая механика. Как раз правильный конструктивный метод мышления изложен в поэме Лукреция. Не зря эту поэму так почитали учёные, сделавшие действительно великие открытия, — Галилей, Ньютон, Ломоносов, Менделеев, Циолковский, Вавилов, восторгавшиеся произведением Лукреция, и очень много заимствовавшие из него для своих открытий (даже корпускулярная теория света и идея о том, что белый свет — это смесь цветов радуги, почерпнута Ньютоном оттуда). Всех этих учёных отличала космическая философия, когда один человек единым взором охватывал весь мир, всю Вселенную от галактик до мельчайших частиц материи — все этажи мироздания на всех масштабах пространства и времени. А такие учёные, как Эйнштейн, Бор, Паули и многие другие деятели неклассической науки, либо не знали этого произведения, либо по своей ограниченности не могли его воспринять, потому и навыдумывали гору умозрительных нелепостей, отвергнутых ещё Демокритом. Думается, многих ошибок современной науке удалось бы избежать, если бы поэму Лукреция проходили в старших классах школы вместе с другими научно-художественными произведениями древних классиков, таких как Джордано Бруно, Галилей. Ведь нельзя поверить, чтобы современные учёные стали бы всерьёз говорить о конечной расширяющейся Вселенной и прочих мистических бреднях, если бы прочли в юности поэму Лукреция с "Диалогами" Бруно и Галилея.

Вообще стоит отметить, что на уроках литературы в школе было бы гораздо полезней читать научно-популярные и научно-фантастические произведения, чем те горы романов, в основном описывающих малый исторический отрезок (XVIII–XIX вв.) жизни дворянства и интеллигенции, изолированных от традиционной русской культуры и наделённых непонятным, чуждым народу бытом, психологией и устремлениями. Литература традиционного школьного курса, при всей её художественности, во многом бесплодна, анемична и бесполезна, а потому быстро забывается.

Куда полезней было б изучать сказки, особенно русские народные и созданные на их основе авторские сказки А. Пушкина, Н. Гоголя, П. Ершова, А. Толстого, К. Чуковского, а также произведения классиков научной фантастики: Жюль Верна, Г. Уэллса, В. Обручева, А. Беляева, Р. Брэдбери, И. Ефремова, С. Гансовского, К. Булычёва, романы и рассказы которых не только высокохудожественны, но имеют и огромное воспитательное значение, раскрывают характеры и взаимоотношения людей, повествуют о радостях физического и умственного труда. Эти произведения прививают полезные навыки, дают необходимые, жизненно важные практические знания по астрономии, географии, медицине, технике, физике. Именно мифы, былины, сказки, эта древняя научная фантастика, и современные фантастические произведения полнее всего раскрывают человеческий характер, ставя человека в необычные условия, перемещая в пространстве, во времени, забрасывая на другие планеты, в миры утопий и антиутопий. На этом фоне все наши земные проблемы, устремления и тревоги выглядят мелкими и нестоящими. Фантастика приучает к спокойному восприятию необычного, нового, даёт своеобразную психологическую закалку, иммунитет в нашем безумном, стремительно развивающемся мире бешеных скоростей и бурных потоков информации. Именно сказки во все времена приучали не только к простому, открытому, доброму отношению к людям, животным, природе, но и развивали фантазию, смекалку, умение решать загадки, научные и жизненные проблемы, находить выход из "безвыходных" ситуаций, каких сейчас полно и в науке.

Именно научно-фантастические и научно-популярные произведения развивают любознательность, пробуждают мысль, делают людей ищущими, целеустремлёнными, дают тягу к познанию нового, к освоению космоса, приучают к смелому и нестандартному мышлению. Поэтому очень полезны книги таких популяризаторов науки, как Я.И. Перельман [94, 95]. Вот почему важная составляющая литературы будущего — это научно-популярные произведения и научная фантастика. Это живая литература для интеллекта, души и мечты.

Неправда, что научная фантастика нужна лишь мечтателям и идеалистам — она как воздух необходима всем людям. Лишь стремление к мечте, фантазия делает человека Человеком и составляет, как верно заметил конструктор Яковлев, смысл его жизни. Без фантастической мечты человек навсегда останется всего лишь мыслящей обезьяной, видящей смысл жизни в удовлетворении своих низменных животных инстинктов. Неосознанно человек выстраивает именно такой мир, какой воспитывают в нём художественные произведения. Если это, пусть и сложный, опасный, но светлый мир далёкого будущего, то такой мир мы в итоге и получим. Как поётся в "Балладе о борьбе" В. Высоцкого: "Если путь прорубая отцовским мечом, ты солёные слёзы на ус намотал, если в жарком бою испытал, что почём, значит, нужные книги ты в детстве читал". И точно, научно-приключенческая фантастика воспитывает смелых мыслителей, борцов с неправдой, мечтателей, стремящихся к звёздам, но мечтателей особого рода — мечтателей действия, прилагающих активные усилия по воплощению мечты в жизнь, преобразующих мир, науку и технику мечтой, по сути, строя силой воображения новый мир. Именно таким мечтателем действия был К.Э. Циолковский, открывший людям путь в космос. Свои мечты и романтические устремления он воплотил не только в своих научных работах, но и в написанной им фантастической повести. Известен и другой исследователь космоса, параллельно созидавший фантастику и верные научные теории, — Фред Хойл.

Как раз такой, фантастичной и в то же время научно-популярной, излагающей представления о мире, воспитующей, дающей необходимые практические знания и была в прежнее время литература, фольклор — сказки, мифы, предания, былины. Преимущественно в такой фантазийной форме и должна существовать художественная литература будущего. Только так, иносказательно, с примерами, иллюстрациями, надолго врезающимися в память, можно донести до человека что-то действительно важное и глубокое, чего нет в основной массе современной литературы.

Поэма "О природе вещей" — это первое и притом замечательное научно-художественное произведение, открывающее увлекательность, романтику научного поиска и несущее великие знания и качества Человеку. Полезна поэма и в плане изучения истории науки, её тернистого пути, примера того, как верные концепции отвергаются и забываются на многие тысячелетия, а господствуют ошибочные. По той же причине полезно читать и любые другие оригинальные научные произведения учёных прошлого, их биографии и книги по истории науки, имеющие огромное воспитательное значение и показывающие развитие научной мысли и учёных, их путь в науку, к открытию, их прозрения и ошибки. Вся эта литература (сказки, фантастика, биографии, книги по истории науки, и особенно поэма Лукреция) содержит в себе готовые открытия и рецепты изобретений — их надо лишь уметь найти, увидеть и развить. Так же, как сказки, многие, на первый взгляд, наивные, идеи Лукреция на поверку оказываются, при более тщательном рассмотрении, наполненными глубоким смыслом и находят обоснование в рамках современной физической концепции, особенно на базе БТР.

Популярное изложение идей Демокрита, предпринятое Лукрецием, имело ещё и другое важное значение. Поскольку все научные мысли излагались там в художественной, стихотворной и очень образной форме, они становились доступны широкому кругу людей, легко усваивались, запоминались и передавались не только в письменной, но и в изустной форме. И если ни одного оригинального произведения Демокрита до нас не дошло (из-за целенаправленного уничтожения), то поэма "О природе вещей" до нас дожила. Это ещё раз доказывает, что изустный, иносказательный способ передачи информации гораздо надёжней письменного (§ 5.4). Лукреций вполне осознавал всё это и потому намеренно, как он сам пишет, придал информации художественную, стихотворную и легко запоминающуюся форму.

Именно таких популярных книг более всего боятся апологеты господствующих ложных учений. Вот почему так ожесточённо набросилась церковь на Галилея, когда он изложил в своих "Диалогах" учение Коперника — мало того, что на живом и ясном итальянском языке (вместо мёртвой учёной латыни), так ещё и в популярной, занимательной форме. И до сих пор многие учёные, будучи сторонниками господствующих неклассических взглядов, косо смотрят на научно-популярную литературу, особенно если она предлагает идеи, отличные от общепринятых. Так, Эйнштейн, этот современный Аристотель, — яростно ругал известного популяризатора астрономии К. Фламмариона, допускавшего сверхсветовые скорости в космосе [73, с. 178]. Тот же Эйнштейн критиковал Галилея за его "Диалоги", сражение с церковниками и популяризацию учения Коперника среди народа, который презрительно назвал "толпой" [58, с. 117]. Самому же Эйнштейну признание теории относительности досталось легко, без боя и жертв, благодаря поддержке вышестоящих сил. Мы же знаем, что именно этой открытой и смелой борьбе Галилея, Бруно, привлёкшей общественное внимание, теория Коперника обязана своему скорейшему признанию. Поэтому роль научно-популярной литературы, отстаивающей новые революционные идеи, — несомненна. И поэма Лукреция "О природе вещей", несмотря на давность, остаётся главным и надёжным бастионом классической материалистической науки.

§ 5.6 Античастицы — ключ к загадке времени и хронопортёры

Также и времени нет самого по себе, но предметы

Сами ведут к ощущенью того, что в веках совершилось,

Что происходит теперь и что воспоследует позже.

И неизбежно признать, что никем ощущаться не может

Время само по себе, вне движения тел и покоя.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Как верно отметил Лукреций, последователь атомистического учения Демокрита, — понятие "время" неотделимо от тел, материи, массы и их движения. Выше уже неоднократно упоминалось о связи массы и времени, этих двух великих загадок мира (§ 1.6, § 1.15, § 1.18, § 3.11). Одним из удивительных свойств массы оказалась возможность существования антимассы у антиматерии — массы со знаком минус. А из связи массы и времени, имеющей вполне классическую, а не релятивистскую природу, следует, что, быть может, для минус-массы (скажем для позитрона, — электрона-навыворот, § 1.6) и направление течения времени обратное — время течёт назад. И действительно, нередко античастицы считают теми же частицами, только движущимися назад во времени, отчего все процессы для них текут в обратном направлении. Вот и ведут они себя наоборот, словно в кино, пущенном задом-наперёд. О предположениях учёных в отношении антимассы и античастиц можно прочесть в книге Р. Подольного "Чем мир держится?" (М., 1978, с. 172).

Таким образом, не исключено, что не только природу материи, но и природу антиматерии позволит раскрыть геометрия, но не пространственная, а временная [35, 54, 160]. В самом деле, позитрон был предсказан Дираком не как положительный электрон, а как электрон с минусовой массой. Именно минусовая масса позволяет объяснить аннигиляцию и притяжение разноимённых зарядов (§ 1.6). Частица с минусовой массой M под действием силы F должна двигаться с ускорением a=F/M в сторону обратную движению обычной частицы. Это и дало повод допустить, что античастицы тем и отличны от частиц, что движутся назад во времени (кино-наоборот) [150, с. 207]. Пусть, например, позитрон испускает поток ареонов. Поскольку каждый ареон, как и позитрон, движется назад во времени, то ареоны, ударяющие в электрон со стороны позитрона, подобны реонам, летящим в обратном направлении и ударяющим в электрон сзади. Тем самым ареоны будут подталкивать электрон навстречу позитрону. В силу симметрии материи и антиматерии так же и позитрон под ударами реонов пойдёт навстречу электрону.

Создатель капельной модели ядра, физик Дж. Уилер, совместно с Р. Фейнманом переоткрывший ритцеву обменную модель взаимодействия зарядов, предполагал даже, что многочисленные электроны и позитроны — это один и тот же электрон, имеющий смятую мировую линию [150]. Движение тел часто изображают на графике, где по одной оси отложено время, а по другой — координата. Этот график движения и есть мировая линия тела, электрона — его летопись, своего рода историческая кинолента всех его событий (Рис. 193.а). Каждое временное сечение (вертикальная прямая) даёт одну точку пересечения: в каждый момент электрон находится в заданном месте — это как один кадр с изображением электрона в последовательности кадров на непрерывной киноленте времени. Но если линия перекошена, как в случае графиков движения звёзд (Рис. 81, Рис. 83 в § 2.14), её петли заходят друг за друга, придавая графику многозначность (Рис. 193.б). Тогда каждое временное сечение даст много точек: в каждый момент видно много идентичных частиц, как на смятой киноленте от наложения кадров просвечивает сразу много изображений одного и того же прыгающего мяча. Так и от эффекта Ритца на звёздной орбите наблюдалось вместо одной несколько одинаковых звёзд. Раз все сечения линии равноценны, то все частицы обладают одинаковой массой, зарядом и т. д. В этом, по Уилеру, и состоит причина идентичности всех электронов.

Рис. 193. Смятие мировой линии электрона рождает его копии, видимые одновременно. Аналогия с умножением числа изображений звезды от перекоса кривой лучевых скоростей.

Эквивалентность, однако, не полная. При смещении секущей на одних ветвях точки пересечения движутся вдоль исходного направления кривой, а на других — против нормального хода времени, показанного стрелкой. Эти точки пересечения, движущиеся вспять, назад во времени, соответствуют позитронам, подобным электронам, но движущимся задом-наперёд (для них мировая линия электрона, его историческая кинолента, мотается назад). Точно так же при размножении изображений звёзд от перекоса кривой лучевых скоростей (§ 2.15) часть изображений движется против естественного хода звезды по орбите — задом-наперёд, словно назад во времени, исчезая при слиянии с изображениями, движущимися в естественном направлении (как точки 1 и 2 на Рис. 81.в). Поскольку пересечение каждой петли даёт по электрону и позитрону, то частиц обоих типов (с прямым и попятным движением) будет поровну, как и положено в приводимой модели строения частиц и мира, содержащего поровну электронов и позитронов. Не зря и сам Уилер считал, что в атоме поровну электронов и позитронов, поскольку каждому электрону соответствует позитрон, сидящий в протоне (искал позитроны в протонах и открывший антиматерию Дирак) [150].

С приближением секущей к краям петель точки, отвечающие позитрону и электрону, всё быстрее сходятся, словно притягиваемые, а при слиянии исчезают (аннигиляция). И наоборот, едва секущая встретит новую петлю, возникает пара точек, как при рождении электрон-позитронных пар (Рис. 193). Так Уилер объяснил природу электронов и позитронов, единство их свойств, притяжение и аннигиляцию. То, что частицы движутся по естественному ходу времени, а античастицы — против него, вносит некую асимметрию. Вот почему в ядрах находятся избыточные позитроны, а в атомных оболочках — электроны (§ 3.11).

Впрочем, такие искажения пространства и времени невозможны в классической механике, где пространство и время евклидовы, однородны и абсолютны в смысле независимости от внешних влияний. Поэтому к таким идеям, равно как к теории относительности, всё же стоит относиться скептически. Зато сама гипотеза о том, что античастицы — это те же частицы, но движущиеся назад во времени, вполне допустима и интересна в плане использования античастиц для перемещения назад во времени, открывая путь к созданию машины времени, о которой столько писали фантасты, начиная с Г. Уэллса. Ведь в любом теле, включая тело человека, достаточно антиматерии — позитронов, которых ровно половина. Если бы удалось подчинить их себе, обуздать и устремиться с их потоком назад, цель была бы достигнута.

Конечно, идея Уилера спорна, но интересна тем, что объясняет всё посредством геометрии. Ещё Вальтер Ритц полагал, что все физические законы должны свестись к пространственно-временным соотношениям, взаимосвязям. Это соответствует глубокой идее Демокрита и Лукреция о том, что время не существует, не течёт само по себе: его ход мы познаём и ощущаем лишь через наблюдение движений тел — изменение их положений в пространстве, через соизмерение различных движений, скажем движения бегуна и песчинок в песочных часах. Понятие времени вне движения тел бессмысленно, так же как и понятие энергии, температуры, тепла, не существующих самих по себе.

Ритц, пожалуй, ближе всех подошёл к пониманию физики времени и перемещений назад во времени, однако ввиду внезапной смерти был безвозвратно потерян для науки. Именно Ритц первым задался вопросом о временной необратимости явлений (стреле времени) с позиций физики и имел по этому поводу острую полемику с Эйнштейном в печати, поскольку считал, что физическая необратимость вызвана направленностью электродинамических процессов излучения, радиационным трением, а не только молекулярным [161]. И французский физик Л. Бриллюэн, известный своей критикой теории относительности, поддержал точку зрения Ритца в его дискуссии с Эйнштейном (см. Бриллюэн Л. Научная неопределённость и информация. М., 1966). Ритц объяснял необратимость стрелы времени через прямой необратимый полёт стрел света, реонов от излучающего источника, задающего направление времени. Поток реонов от источника, приносит информацию о нём всегда с запозданием и никогда — с опережением. Но если учесть, что БТР даёт явлениям электродинамики такое же статистическое описание, как МКТ — явлениям термодинамики, то и здесь, как в примере Больцмана (§ 2.7), может найтись лазейка для обратимых во времени процессов и уменьшения энтропии. Ведь благодаря тому, что Вселенная представляет собой бесконечную открытую систему, испущенные электроном реоны в итоге возвращаются к нему, восстанавливая утраченную энергию и массу (§ 1.5). А в свойствах античастиц, позитронов и ареонов, предположительно движущихся назад во времени, видится даже путь к созданию машины времени (хронопортёра). Ибо если направление стрелы времени и впрямь задано электродинамикой, направлением полёта стрел реонов, то для их античастиц (ареонов), как не раз говорилось, можно ожидать обращения временной стрелы.

Как отметил Р. Фритциус, именно Ритц, по сути, и ввёл с позиций физики и электродинамики представление о стреле времени, потоке времени — однонаправленном и непрерывном, откуда в частности вытекал эффект Доплера и Ритца (§ 1.10). Впрочем, интуитивно понятие о потоке времени сформировалось ещё в глубокой древности. Поэтому время издавна сравнивали с движением реки, поток которой несёт мимо нас различные события. Поэтому ещё в Древней Греции принцип необратимости времени был сформулирован так: "всё течёт, всё изменяется", "нельзя дважды войти в одну и ту же реку". Не зря и первые механические часы работали на неудержимом потоке частиц песка (песочные часы) или воды (часы-клепсидра). До сих пор в нашем языке сохранилось это представление о времени как о потоке, и потому мы говорим, что время "течёт", "с того времени много воды утекло", "всех нас несёт река времени", "ваше время истекло". Время течёт неумолимо, с одной и той же скоростью в одну и ту же сторону.

Каждому электрону, атому или предмету в этой реке соответствует своя линия или трубка тока, которую и называют мировой линией или линией жизни (Рис. 193). Эти линии тока, как в реке, то сближаются, то расходятся, изображая изменение взаимного положения предметов с течением времени. Эта связь относительного положения точек с их расположением вдоль линии тока времени и даёт пространственно-временные соотношения, о которых говорил Ритц. Утверждение Лукреция о том, что нет времени самого по себе, и мы наблюдаем его течение лишь по изменению взаимного положения тел, означает, по сути, что существуют сразу все точки данной линий тока (положения тела, или отдельные кадры непрерывной и целиком заданной исторической киноленты, отвечающие разным моментам времени). И эти линии тока непрерывны, как само время. Однако благодаря наличию жёстких пространственно-временных связей мы в каждый момент наблюдаем только один временной срез — сечение линий тока плоскостью, в которой сами находимся (видим кинофильм не весь сразу, а покадрово, скользя по времени). Линии тока могут загибаться, возвращаться, образуя петли, завихрения, вроде водоворотов реальной реки. Встречая такие линии, эти обратные токи времени, идущие в попятном направлении, мы воспринимаем их как частицы, движущиеся назад во времени, то есть античастицы, например позитроны.

Может петлять и сама река времени, образуя, подобно реальным рекам, петли и меандры, своего рода складки ткани времени. Тогда возникает неоднозначность и одному временному сечению соответствует несколько точек одной линии тока (Рис. 193). В местах сближения петель реки возможно соприкосновение прошлого, настоящего и будущего. В таких перекрёстках пространственно-временного континуума можно было бы переходить из раннего момента в поздний и обратно: прыгать через временную петлю в прошлое или в будущее. Значит, всё же можно дважды войти в одну и ту же реку. Это так сказать естественные временные переходы, позволяющие отдалённому прошлому влиять на будущее, или наоборот, будущему влиять на прошлое (вопреки постулированному Эйнштейном принципу причинности). Не в этом ли причина вещих снов, пророчеств, предсказаний и дежа вю?

Не исключено, что именно в ходе такой "утечки" информации будущего к древним цивилизациям, прорицателям, учёным и фантастам попадают знания будущих или прошлых эпох. Такое пересечение хронопотоков не ведёт к временным парадоксам и размножению реальностей — существует один единственный вариант событий, совсем как в системе двух уравнений, имеющих единственное решение. Прошлое задаёт будущее через первое уравнение, а будущее влияет на прошлое через второе. В итоге разрешается лишь один вариант событий. Это иллюстрирует и потоковая модель. Если трубу, по которой течёт вода, выгнуть петлёй и сварить (Рис. 178), чтобы через малое отверстие более поздние части потока сливались с ранними, понятно, что после установления равновесия поток будет течь строго определённым образом. Так что связь времён и временные перемещения и петли, давно описанные фантастами, не ведут к противоречиям и парадоксам.

Помимо естественных временных переходов возможно и активное перемещение во времени (без изменения русла реки, которое потребовало бы слишком больших энергозатрат). Такое путешествие во времени подразумевает выход из сухопутного состояния, снятие с якоря-сечения и отчаливание от берега реки времени на своего рода амфибии (Рис. 37), машине времени (хронопортёре), и движение на ней либо вверх по течению — в будущее, либо вниз — в прошлое. Стоит отметить, что в самом известном фильме о перемещении во времени, "Назад в будущее", предлагался сходный принцип перемещения с помощью накопителя потока времени (флюксуатора). Такое же представление о 8-мерном потоке пространства-времени дано и в упомянутом рассказе Р. Джоунса "Уровень шума", где идёт речь об осуществлении антигравитации. Конечно, всё это из области фантастики, однако в фантастике, как помним, часто встречаются удивительные догадки и прозрения (§ 5.4). В любом случае ясно, что именно БТР, именуемая ещё теорией истечения в силу существования вечного и необратимого потока частиц-реонов из зарядов (словно песчинок из песочных часов), открывает путь к пониманию извечной загадки времени, природы его потока и, возможно, даёт ключ к технологиям перемещения по нему.

§ 5.7 Агравиторы, генераторы силового поля и телепортёры

— Броуновское движение беспорядочно, хаотично. Правда, теоретически не исключён такой случай, когда все молекулы одновременно устремятся вверх. И тогда камень или человек мог бы подняться над землёй…

— И вы поставили себе задачу овладеть броуновским движением, управлять беспорядочными скачками молекул… Как же вам удалось превратить хаотическое движение молекул в направленное? — спросил Фокс.

— Физики учитывают только роль тепла, игнорируя электрические явления. Мне пришлось углубиться в изучение сложной игры сил, происходящей в самих атомах, из которых состоят молекулы, и овладеть этой игрой.

А. Беляев, "Ариэль", 1941 г.

Обычно от предсказания устройств в научно-фантастической литературе до их реального воплощения проходит не так уж много времени. Вспомним, как триумфально осуществились многие проекты Жюль Верна, Беляева, как блестяще подтвердились кибернетические и биотехнологические фантазии Лема и других авторов. Причина этого вполне ясна: в этих областях наука шла правильным путём, развивалась и потому в некоторый момент достигла высот, заданных фантастами. В области же фундаментальной физики, электродинамики, наука пошла ложным путём и чем дальше, тем всё больше заходила в тупик и низвергалась в пропасть. Видимо, именно ошибочные представления о природе электричества и магнетизма, гравитации, об управляющих ими законах, о структуре космоса и микромира, тормозят прогресс науки в этих областях, не позволяя создать высокотемпературные сверхпроводники и другие кажущиеся пока фантастичными устройства, вроде антигравиторов, генераторов силового поля, телепортационных установок. Эта мысль чётко отражена в повести Р. Джоунса "Уровень шума", где путём отказа от догм теории относительности удалось создать антигравитационную машину.

Поэтому очень возможно, что с приходом в науку электродинамики Ритца, его баллистической теории и магнитокристаллической модели атома, прогресс в этих областях пойдёт семимильными шагами. Выше мы обсуждали возможность построения машины времени для совершения скачков во времени на основе свойств античастиц. Не исключено, что в античастицах же спрятан и ключ к телепортации — мгновенным прыжкам в пространстве. Ранее было выяснено, что масса электрона может по предположению Ритца иметь электромагнитную природу — неравенство электрических сил отталкивания двух одноимённых зарядов при их ускорении создаёт тормозящую силу, пропорциональную ускорению (§ 1.17). Но что если взять разноимённые заряды. В этом случае сила, действующая на пару зарядов, будет направлена в ту же сторону, что и ускорение. То есть скорость такой системы зарядов стала бы мгновенно и неограниченно нарастать. Так при соединении электрона с позитроном, их притяжение заставит систему мгновенно ускориться и уйти в бесконечность (§ 3.18). Быть может, поэтому внезапно исчезают, аннигилируют электрон и позитрон при контакте.

Тем самым открывается способ мгновенного перемещения в пространстве, давно предсказанный фантастами, — телепортация, или нуль-транспортировка. Ведь все тела состоят из электрон-позитронных пар (§ 3.9), на каждый электрон тела приходится по позитрону, и если их ненадолго свести, а потом развести, скажем, при наложении мощного электрического поля, вызывающего поляризацию, то удастся мгновенно перемещать тела. Впрочем, такое будет возможно лишь в том случае, если возникающая сила будет больше сил инерции электрона и позитрона. Иначе говоря, расстояние между частицами должно быть меньше их радиуса — тогда частицы как бы сольются — их масса исчезнет, что сделает возможным мгновенное ускорение частиц (§ 3.18). Тогда однажды именно это управление внутриатомными силами позволит создать устройства телепортации для мгновенного перемещения в пространстве. По аналогии с хронопортёрами, служащими для мгновенного перемещения во времени, такие устройства для мгновенного перемещения в пространстве можно назвать телепортёрами, или нуль-транспортёрами. Судя по всему, примерно такие устройства, предназначенные для мгновенных скачков на 7 миль, наши предки описывали в сказках под видом семимильных сапог. И если другие сказочные чудеса уже реализованы, то телепортёр ещё ждёт своего череда.

В случае, если мы сближаем электроны и позитроны до расстояния чуть большего классического радиуса электрона, наблюдается лишь частичное уменьшение силы инерции и массы частиц. В этом видится путь к созданию устройств антигравитации, левитации, или безопорного парения, — агравиторов. Другой способ состоит в экранировании гравитационного поля, создаваемого, подобно электромагнитному, потоками реонов (§ 1.17), как прозорливо догадался ещё Герберт Уэллс, предложивший в повести "Первые люди на Луне" такой тип агравиторов. Ведь ранее выяснили, что хотя реоны обладают огромной длиной пробега в веществе, они всё же поглощаются его толщей, иначе взаимодействие было бы невозможно. Поэтому, казалось бы, взяв достаточно толстый и плотный слой вещества, можно экранировать гравитационное поле. Но в этом случае сам экранирующий слой станет источником сильного гравитационного поля, раз уж он обладает столь большой плотностью, и потому будет препятствовать парению летательного аппарата.

Поэтому более рациональные пути постройки агравиторов, генераторов силового поля и телепортёров видятся всё же в более тщательном и глубоком изучении электродинамики и строения электронов. Конечно, экранировать гравитационное поле бесполезно, но зато можно создать с помощью силового поля дополнительную силу, которая будет отталкивать тело от земли, поддерживая на заданной высоте в равновесии. Это вполне возможно, если учесть, что электродинамические силы, как показал Ритц, зависят не только от первых и вторых степеней скоростей и ускорений, но и от более высоких. Поэтому, приводя тем или иным способом части летательного аппарата в движение, мы можем создать дополнительные силы, которые уже будут не магнитными и не гравитационными, а совсем иными частными проявлениями электрического взаимодействия.

В большинстве современных проектов устройств безопорного движения авторы пытаются создать механизмы, нарушающие закон сохранения импульса и третий закон Ньютона — равенства действия и противодействия. Но, поскольку БТР полностью опирается на классическую физику, эти законы не должны нарушаться. Поэтому для поддержания тела на весу, вопреки силе тяготения или для придания ему горизонтальной скорости, необходимо по закону сохранения импульса производить выбрасывание материи к тяготеющему телу (к земле) или в направлении противоположном движению. То есть надо использовать открытый Циолковским реактивный принцип. Если вниз и назад отбрасывается поток воздуха, окружающего аппарат, то это обычный самолёт или вертолёт. Если же выбрасывается поток запасённого в аппарате топлива — то это простая ракета. Однако у агравиторов и аппаратов безопорного полёта предполагают обычно парение и движение не только в безвоздушном пространстве, но и без расхода топлива. Казалось бы, это невозможно, поскольку реактивное движение подразумевает обязательный выброс материи. А БТР как раз даёт такую возможность, поскольку Ритц утверждает, что любое тело постоянно источает поток материи — поток реонов и ареонов, выбрасываемых всеми зарядами тела с огромной скоростью. Если бы удалось как-то обуздать их поток, направить его в нужную нам сторону, то получили бы устройство для безопорного движения и парения. Однако, как было указано ещё Ритцем, и как следует из многих явлений, электрон выбрасывает реоны случайно, во всех направлениях, и потому импульсы отдачи от вылета реонов должны в среднем нейтрализовать друг друга. А потому электрон лишь дёргается из стороны в сторону возле среднего положения (§ 4.13).

И всё же не исключено, что поток реонов от электрона анизотропен, неоднороден: в некоторых направлениях реонов вылетает больше, чем в других. И лишь постоянные случайные повороты электрона под действием ударов реонов, приводят к тому, что в среднем во всех направлениях электрон испускает одинаковое число реонов и, подобно броуновской частице, случайно мечется в разные стороны, обладая в среднем нулевым импульсом (§ 3.14). Такое избирательное выбрасывание реонов в определённом направлении может быть связано с наличием у электрона спина и магнитного момента, вызванного его вращением. То есть существует исключительное направление вдоль оси этого вращения, и потому очень возможно, что вверх или вниз по этой оси реонов выбрасывается больше. Ещё Ритц предполагал такое сферически асимметричное строение электрона и различие его взаимодействий в разных направлениях за счёт наличия у частицы выделенной оси [2, 9].

В таком случае, если электрон заданным образом сориентировать внешним полем, он будет выбрасывать реоны преимущественно в требуемом направлении, получая реактивную отдачу. Самое интересное, что такое явление реально известно. Так, ядра 6 °Co, ориентированные магнитным полем (направленным вверх), чаще испускают электроны вниз (в 60 % случаев, § 3.11). Та же асимметрия открыта в распадах элементарных частиц π- и μ-мезонов. Процент осколков, вылетающих в данном направлении, определяется формой и прочностью соответствующих участков частицы. Аналогично и процесс испускания реонов электроном в ходе его распада может быть асимметричен. Это даёт возможность управлять направлением потоков реонов. Первый способ состоит в ориентации электронов магнитным полем, так же как ядер кобальта. Если большую часть электронов тела выстроить преимущественно в одном направлении, сориентировав их магнитные моменты параллельно, то это позволит создать достаточную подъёмную силу. Причём ориентировать электроны таким образом можно и без постоянных затрат энергии. Скажем, все постоянные магниты представляют собой именно такой ансамбль атомов с упорядоченно расположенными моментами электронов (§ 3.19).

Выходит, однажды намагнитив, скажем, диск, мы могли бы получить постоянно действующий агравитор. Таким образом, даже простые магниты могут обладать небольшой подъёмной силой, хоть и много меньшей их собственного веса. Поэтому следовало бы провести опыт по сравнению веса ферромагнитных образцов до и после намагничивания. Наверняка подъёмная сила ничтожна, но с помощью чувствительных весов она может быть обнаружена. Для создания большей подъёмной силы нужны материалы, охлаждённые до сверхнизких температур, при которых достижимы сверхсильные магнитные поля, сверхупорядоченные, сверхкристаллические состояния вещества (§ 4.19). В том числе такие мощные поля создают сверхпроводящие магниты. И тут интересно отметить, что именно у сверхпроводников в криотехнике впервые обнаружилось явление левитации — парения магнитов, наподобие парения гроба Магомета. В сверхпроводниковых магнитных установках удаётся подвешивать даже живые объекты — мелких насекомых, пауков. Однако, в квантовой теории сверхпроводимости, это явление левитации объясняют вытеснением магнитного поля из сверхпроводника [71], несмотря на то, что потеря веса над сверхпроводящими раскрученными дисками и в поле сверхпроводящих магнитов была открыта не только у постоянных магнитов, но и у простых, немагнитных тел. Поэтому, ключ к пониманию феномена левитации, возможно, спрятан именно в том, что сверхпроводимость и сверхсильные магнитные поля возникают за счёт упорядоченного ориентирования электронов, источающих потоки реонов вдоль направления ориентации. В таком потоке реонов, оказывающих давление, тела парят так же, как пенопластовый шарик — в потоке атомов воздуха из фена. Итак, один из путей к созданию агравиторов состоит в осуществлении сильной спонтанной или вынужденной намагниченности образцов.

Другой способ придания всем электронам тела заданного направления состоит в быстром вращении тела. В самом деле, из механики давно известен гироскопический эффект. Он состоит в том, что быстровращающийся волчок, установленный на поворотной платформе при её вращении стремится совместить ось своего вращения с осью вращения платформы, причём так, чтобы вращение происходило в том же направлении. Именно так работают судовые гирокомпасы, устанавливающие ось своего вращения параллельно земной оси, давая направление на север. Точно так же можно ожидать, что и магнитные моменты крутящихся электронов, скажем внутри металлического диска, при его быстром вращении установятся параллельно оси вращения под действием гироскопического момента. С одной стороны это приведёт к появлению у диска магнитного момента (диск намагнитится) — это эффект Барнета, открытый в 1909 г. и обратный эффекту Эйнштейна-Де Гааза, заявленному в 1915 г. без ссылок на Барнета. С другой стороны параллельность осей, спинов электронов приведёт к направленному выбросу потока реонов и появлению подъёмной силы вдоль оси вращения. Самое интересное, что такой эффект, действительно, уже давно обнаруживается: быстровращающиеся диски теряют в весе [59]. Однако вокруг этого явления много споров, хотя бы потому, что этот эффект противоречит современной физике. Однако он вполне согласуется с БТР и находит объяснение в рамках этой теории.

Впрочем, полученные в лабораториях подъёмные силы у вращающихся дисков и покоящихся магнитов чрезвычайно малы. Ведь упорядочивание моментов электронов неполное — в нём участвуют не все электроны и при том их спины не строго параллельны, как за счёт тепловых колебаний, рассогласующих магнитные моменты, так и за счёт внутриатомных магнитных полей, упорядочивающих расположение электронов и позитронов. Поэтому ожидать заметных эффектов можно лишь при сверхсильном намагничивании в криогенных установках, либо при сверхскоростном вращении дисков. Связано это ещё и с тем, что поток реонов, источаемый электроном, если и неоднороден, то весьма слабо, практически незаметно. Однако если учесть, что реонный поток переносит огромный импульс (лишь малую часть которого мы воспринимаем в явлениях электродинамики и электростатики § 1.14), то даже эта ничтожная асимметрия способна создать заметные силы, такие, что станет возможным их практическое применение в агравиторах и безопорном транспорте.

Стоит отметить, что возможность создания агравиторов уже давно связывают с быстровращающимися дисками, а также с созданными их вращением торсионными полями. Однако отсутствует теория этого эффекта, а существование торсионных полей вообще под вопросом. Зато БТР даёт всем этим явлениям последовательное, логичное объяснение, показывая, что безопорный транспорт не ведёт к нарушению закона импульса, поскольку основан на реактивном принципе и связан с направленным отбрасыванием потока реонов. Возможность использования такого рода сил открывает поистине грандиозные возможности — от антиграв-транспорта и гравипоплавков до космического транспорта, не нуждающегося в гигантских запасах топлива. Именно в возможности построения звездолётов видели герои рассказа Р. Джоунса "Уровень шума" основное назначение своего изобретения. Многие считают, что именно на этом принципе работают пресловутые летающие тарелки-НЛО, основным элементом которых полагают крутящиеся диски [59].

Другой путь состоит в использовании магнитных материалов. Интересно, что ещё в XVII веке Сирано де Бержерак в своём фантастическом произведении "Иной свет" предлагал применить для полёта на Луну, наравне с ракетным двигателем, магнитный. При этом Сирано высмеивал учение Аристотеля (прежний аналог физики Эйнштейна), отстаивая учение Демокрита, Галилея и Гассенди (основу физики Ритца). Так же и Дж. Свифт, предсказав в "Путешествии Гулливера" многие открытия будущего, предложил и магнитовращательный механизм летающего острова-НЛО. Интересно, что у Свифта, а также у Т. Годвина в рассказе "Необходимость — мать изобретения", устройство антигравитации, наравне с магнитом, содержит алмаз — тело совершенной кристаллической структуры (§ 4.16), наиболее близкое с сверхкристаллам с их магнитными свойствами (§ 4.19). Многие фантасты предвидели открытие магнитных антиграв-материалов [95], вроде сплава кейворита (с температурой Кюри в 60 ºF) из повести Г. Уэллса "Первые люди на Луне" или лунита-магнетита из "Незнайки на Луне" Н. Носова. Кстати, Уэллс, подобно Ритцу, утверждал единство электрических, магнитных и гравитационных воздействий, переносимых потоками материи, исходящей от тел. А в фильме "Флаббер" даже предлагалось применить в аппарате левитации для создания подъёмной реактивной силы радиоактивный распад, направляемый особым устройством. Если всё это недалеко от реальности, то не исключено, что скоро оправдается и смелый прогноз создателей фильма "Назад в будущее", полагавших, что уже к 2015 г. будет существовать антиграв-транспорт. Ну а первую научно-обоснованную схему левитаторов, близкую к описанной выше, ещё полвека назад изобрёл А. Беляев, предлагавший в "Ариэле" упорядочить случайное движение микрочастиц, напрямую связанное с электричеством, обуздать его электромагнитными силами благодаря адекватному пониманию устройства атомов и электрона. Думается, и Джоунс не случайно назвал свою повесть: "Уровень шума", подразумевая под этим использование шумового фона, хаотического движения, выделяя из него полезную компоненту.

Характерно, что А. Беляев в "Ариэле" и Р. Джоунс в "Уровне шума" связывали проблему антигравитации с Индией, индусами и факирами — известными мастерами левитации и контроля над внутренними силами организма и природы. Тут призадумаешься: а может древним индийцам и факирам-огнепоклонникам и впрямь были ведомы тайны микромира и левитации (§ 5.2, § 5.3)? Да и Жюль Верн называл в качестве создателей техники будущего именно индийцев — покоривших все стихии капитана Немо и Робура-завоевателя, противопоставляя их англичанам и американцам. Не зря Р. Джоунс пишет: "Индусы достигли большего успеха в раскрытии тайн вселенной, чем американские научно-исследовательские лаборатории". Раз проблема левитации, телепортации и перемещения во времени связана с управлением поведением электронов и позитронов, из которых сложены атомы нашего тела, то может и впрямь человеку подвластно перемещение в пространстве и времени без дополнительных технических средств, но исключительно лишь усилием воли, нервными электроимпульсами по рецепту Беляева и индийских факиров? Ведь истинные возможности человека, возможности не мистические, а именно физические и познавательные — далеко ещё не изучены и, возможно, безграничны.

Итак, когда к нам придёт реальное и глубокое понимание природы массы и тяготения, электрических сил и строения атомов, автоматически решится и проблема антигравитации, о чём прозорливо говорил ещё А. Беляев. А в свойствах античастиц, заложенных в БТР, видится даже путь к построению хронопортёра и телепортёра.

§ 5.8 Изобилие энергии и ХЯС

Я продвинулся вперёд в решении загадки, когда в 1899 году получил математические и экспериментальные доказательства того, что Солнце и другие небесные тела равно испускают лучи высокой мощности, состоящие из неуловимо малых частиц, движущихся со скоростью, во много раз превышающей скорость света. Пронизывающая сила этих лучей столь велика, что они способны проходить сквозь тысячи миль твёрдого вещества, почти не теряя скорости. Пересекая пространство, наполненное космической пылью, они испускают вторичное излучение постоянной интенсивности, которое днём и ночью изливается на Землю со всех сторон… Я покорил космические лучи и с их помощью запустил движущееся устройство… Самым большим преимуществом этих лучей является их постоянство. Они льются на нас круглые сутки, и если построить станцию, способную использовать их силу, нам не потребуются устройства для хранения энергии, которые необходимы при использовании силы ветра, приливов или солнечного света.

Никола Тесла [110]

Многие исследователи отмечали, что чем глубже мы погружаемся в недра материи, тем с большими энергиями сталкиваемся [159]. Прежде люди имели дело со сравнительно невысокими энергиями синтеза и распада молекул. На смену им пришли гораздо более мощные энергии синтеза и распада ядер, когда мы спустились на следующий этаж мироздания. Когда мы спускаемся на следующий, субъядерный этаж, то сталкиваемся с ещё более мощной энергией "аннигиляции", слияния электронов и позитронов (§ 1.16). Можно теперь представить, какие нас ждут гигантские энергии на субэлектронном этаже мироздания, заселённом реонами!

И действительно, как понял ещё Тесла, в жизни мы используем лишь ничтожную часть движущихся в пространстве реонов (§ 1.14). Это энергия света, электрического и гравитационного поля, выделяемая в соответствующих установках. Если бы мы научились использовать всю энергию реонов, она бы с лихвой перекрыла любые мыслимые энергетические потребности человечества. Эта энергия движущихся реонов пронизывает нас, всё пространство. Её, по сути, и можно назвать той пресловутой энергией вакуума, о которой теперь так много говорят, но которую ещё никто не выделил и не объяснил её природы. Возможно, знание БТР и строения частиц позволит, наконец, повысить коэффициент использования энергии реонов — энергии электрического поля.

Рис. 194. Никола Тесла (1856–1943).

Другой возможный путь — это использование энергии космических частиц, извлекать которую предлагал всё тот же Н. Тесла (Рис. 194), разработавший и соответствующие устройства [110]. Энергия частиц космических лучей и пронизывающих всё потоков реонов — это такая же даровая и доступная в любой точке Земли энергия, как энергия ветра (потока атомов), но гораздо более внушительная, сопоставимая с общим потоком энергии солнечного света на Землю и доступная в любое время суток [151]. Однако все эти проекты незаслуженно забыты вместе с именем самого изобретателя, подобно имени Ритца, вымаранном из инженерной и научной литературы [110]. Возможно, правильней сравнить энергию свободно носящихся частиц не с ветровой, а с тепловой. Ведь в отличие от ветра, представляющего собой более-менее упорядоченное движение атомов, реоны и космические лучи движутся беспорядочно во всех возможных направлениях, напоминая больше хаотическое, тепловое движение атомов. Но именно тепловую энергию, как считается, нельзя выделить и напрямую преобразовать в работу, согласно второму началу термодинамики. По той же причине скрытая энергия вакуума, — кинетическая энергия реонов, возможно, так и останется навсегда недоступной для нас. Разве что второй закон термодинамики окажется несправедлив в микро- и мегамире, что позволит его обходить. Есть предположение, что энергию беспорядочного движения можно всё же извлечь с помощью особых периодичных решётчатых, сетчатых микроструктур, имеющих шаг, период, сопоставимый с расстоянием между частицами вещества, энергию которых требуется извлечь.

Но БТР открывает и много других путей получения даровой энергии, а также более простые и эффективные способы добычи уже используемых видов энергии. Так, установление действительной природы фотоэффекта позволило бы заметно повысить КПД и понизить стоимость солнечных батарей (§ 4.6). Ведь растения, которые не пользуются никакими квантовыми законами, используют свет Солнца с гораздо большей эффективностью, чем люди с их современными исследовательскими лабораториями. Кроме того, механическое единство всех видов энергий (§ 3.16), возможно, позволит преобразовывать одни типы энергии в другие, минуя промежуточные этапы, напрямую, без потерь в каждом преобразовании существенной доли энергии.

Так же и познание тайн реакций распада и синтеза частиц позволит найти более эффективные и простые методы выделения ядерной энергии, скажем, осуществив холодный ядерный синтез (ХЯС). Ведь из химии известно, что в реакциях для сообщения реагентам энергии активации часто не обязателен нагрев. Благодаря веществам-катализаторам многие реакции интенсивно идут уже при комнатной температуре. Наглядный пример — организм человека — сложная химическая лаборатория, в которой миллионы реакций протекают при температуре тела за счёт природных катализаторов — ферментов. Так же и для ядерных реакций, во многом подобных химическим, однажды удастся найти частицы-катализаторы (§ 3.13, § 3.14). Примером их уже могут служить нейтроны. Именно они позволили осуществить первые искусственные ядерные процессы с их гигантским энерговыделением. Некоторые физики, как, например, В.П. Савченко, предлагают использовать для осуществления ХЯС туннельный эффект. Подобно тому, как альфа-частицы способны преодолеть потенциальный барьер и вопреки ядерному притяжению оторваться от ядра с выделением энергии в α-распаде, так и в реакциях синтеза теоретически возможно слияние ядер дейтерия за счёт туннельного эффекта. Управлять этим эффектом опять же удастся лишь при верном понимании его природы (§ 3.14, § 3.18, § 4.12).

Обычно, чтоб ядра прореагировали, их стремятся сильно разогнать для преодоления кулонова отталкивания. Но огромная энергия ядер при сближении снижает эффективность взаимодействия, поскольку при быстром подлёте они не успевают прореагировать или отскакивают друг от друга. Поэтому правильней было бы плавно сближать ядра, пока в игру не вступят ядерные силы, что позволит вести ядерный синтез при низких температурах. Так, у нейтронов эффективность взаимодействия с ядрами гораздо выше, если их скорость мала, поскольку при этом больше время взаимодействия. Вдобавок при медленном сближении поле ядра успевает сориентировать нейтрон так, чтобы увеличилась сила ядерного притяжения [19, с. 319], что происходит, когда в кристаллической решётке нейтрона электроны располагаются точно напротив позитронов ядра и наоборот (§ 3.12), порождая ядерное взаимодействие уже на больших дистанциях. То же должно выполняться и для двух сливающихся ядер: для эффективного ядерного взаимодействия они должны плавно сближаться. И сейчас реально известны способы управления скоростью движения атомов и ядер, методы их разгона и торможения посредством лазерного излучения. Выходит, лазеры и впрямь могут быть ключом к синтезу, но к не лазерному термояду, о котором все трубят, а к холодному ядерному синтезу.

Таким образом, именно путь, по которому движется БТР, открывает новые горизонты в плане выделения и использования доселе скрытой энергии. Поэтому в нынешних условиях энергетического и топливного кризиса, загрязнения окружающей среды малоэффективными двигателями внутреннего сгорания, открытие новых источников энергии на базе БТР было бы весьма желательно. Уже только поэтому теория Ритца заслуживает пристального внимания и исследования её возможностей.

§ 5.9 Создание новых веществ, элементов, частиц

Хотя атомы остаются неизменными в химических процессах, когда-нибудь будет найден сильный и тонкий агент, позволяющий разбить атомы на ещё меньшие частицы и превратить одни атомы в другие.

Р. Бойль

Велика может быть роль нового взгляда на мир с позиций БТР и в плане создания новых веществ с заданными свойствами, новых частиц и элементов. Если теория Ритца рисует верную картину строения вещества, атомов и правильно объясняет их свойства, то, вероятно, именно БТР позволит разведать путь к созданию материалов, необходимых для дешёвых солнечных батарей с высоким КПД (§ 4.6), высокопрочных кристаллов (§ 4.14), высокотемпературных сверхпроводников (§ 4.21), которые до сих пор искали вслепую, не умея правильно понять их свойств. Использование законов БТР позволяет, как видели, и как отмечал ещё Дж. Фокс, теоретически рассчитывать величины сил, связывающих частицы, их прочность и время жизни, предсказывать существование новых частиц и их характеристики, такие как масса, время жизни и т. д. (§ 3.10). Знание строения частиц позволит конструировать их целенаправленно по заранее разработанному плану, а не методом простого перебора возможностей, — методом "научного тыка", как нередко действуют нынешние учёные.

Технически в решении этой задачи целенаправленного синтеза новых веществ и частиц могут помочь новые частицы-катализаторы, "тонкие агенты", предсказанные ещё Бойлем и обретающие реальность в БТР (§ 5.8). Такие катализаторы позволят осуществить и дешёвую трансмутацию для получения благородных металлов и других ценных элементов, как в химии научились синтезировать дефицитные природные вещества, кристаллы и молекулы. Надо лишь разработать на базе БТР новую дешёвую и энергосберегающую методику трансмутации, учитывающую кристаллическую структуру ядер и обеспечивающую, благодаря наложению внешнего поля, точную взаимную ориентацию ядер-реагентов. Познание структуры частиц научит конструировать новые трансурановые элементы и частицы. Пока же от ложной теоретической основы ядерной физики и незнания структуры частиц, их создание — это дорогостоящий метод слепого гадания, напоминающий получение новых веществ алхимиками. Те наугад брали разные вещества, смешивали, разогревали, меняли условия и т. п. Вот и нынешние "алхимики" получают новые частицы грубым перебором условий: столкнуть одни, другие, третьи частицы и посмотреть, что получится. Пора уже ядерной физике преодолеть тот рубеж, который век назад перешла химия, познавшая структуру молекул, синтезируемых теперь целенаправленно, дёшево и эффективно. Тогда удастся вырабатывать холодную ядерную энергию, легко синтезировать золото и дефицитные элементы, применяя простые, компактные установки и ядерные катализаторы — аналоги философского камня алхимиков, созданного уже не на почве мистики, а на строго научной основе, как предлагал Бойль. Для этого надо по его примеру отказаться от всех алхимических, мистических теорий (включая СТО и квантовую механику) в пользу атомистических теорий, иначе дальнейший прогресс будет невозможен, а наука останется в руках шарлатанов.

§ 5.10 Космолучевая сверхсветовая связь

— Постой, но ведь все наши приборы говорят, что вне Земли нет жизни.

— Я бы всё объяснил, но вы, земляне, до сих пор считаете, что E=mc^2.

Из фильма "Мой любимый марсианин"

Астрономы и радиоастрономы приложили громадные усилия по поиску в космосе следов и сигналов внеземных цивилизаций. Но всё было тщетно: Вселенная молчала. И это естественно, если учесть, что сигналы инопланетян искали в виде радиосигналов, забывая о недостатках радиосвязи в космосе. Среди них малая скорость сигнала и его малая мощность, обусловленная слабой направленностью радиоантенн. Если даже до Марса радиоимпульс идёт несколько минут, а до ближайших звёзд — несколько лет, то какую бездну времени и пространства он пройдёт до далёких обитаемых миров и какой ничтожной мощностью будет обладать в конце пути. Поэтому человечество, привыкшее к общению радиоволнами и пробующее искать на них связи с инопланетянами, уподобляется дикарям с отдалённого острова (где сообщения передаются звуком барабанов), пытающимся выйти с нами на связь, изо всех сил стуча в тамтамы и стремясь через океан расслышать звуки наших барабанов. Даже соорудив сверхбарабан, они вряд ли с нами свяжутся: слишком мала скорость и мощность звука в масштабах Земли, равно как скорость света и мощность радиосигнала в масштабах галактики.

Раз искусственные радиосигналы в космосе искать бессмысленно, то как же установить контакт, если мы не в силах вообразить те технологии связи, что использует инопланетный разум? Ведь мы, наверное, так же слепы, как те туземцы с острова, мимо которых снуют тысячи наших радиопосланий, никем не замечаемых, тогда как мимо нас летят невидимые инопланетные депеши. Впрочем, причина нашей слепоты не в примитивности или слабости земных приборов, а в косности, догматичности земного ума и науки. Ведь ещё век назад, в 1912 г., были обнаружены первые сигналы из космоса. Открыл их австрийский физик Виктор Франц Гесс, который, смело отправившись в полёт на воздушном шаре, обнаружил посредством простого электроскопа, что из космоса на Землю поступает мощный поток заряженных частиц огромной энергии — то, что поздней назвали космическими лучами (Рис. 195), или космическим корпускулярным излучением [53, 108, 163].

Рис. 195. Поток космических лучей — частиц, приходящих к Земле со всех направлений.

Учёные до сих пор гадают, откуда берутся космические лучи, ведь энергии некоторых частиц излучения в триллионы раз больше тех, что имеют место в ядерных распадах. Даже у частиц, разогнанных лучшими из современных ускорителей (синхрофазотронами и синхротронами), энергия в миллиарды раз меньше, чем у самых быстрых частиц космолучей [108]. Ни звёзды, ни планеты не могут придать частицам такие энергии. А потому напрашивается вывод, что космолучи имеют не естественное, а искусственное, техногенное происхождение — это продукт деятельности инопланетных цивилизаций, обладающих техникой, способной придать частицам гигантскую энергию. Не зря частицы космолучей всегда сравнивали с частицами из ускорителей. Стоило развить эту аналогию, и всё бы стало на свои места. Странно, как физики, исследующие космолучи, не поняли их истинной сути — того, что это лучи межзвёздной связи.

Почему же в космосе столь удобна связь на космических лучах? Прежде всего, благодаря огромной скорости частиц их поток можно очень точно направить в нужную точку пространства — отклонение пучка частиц от намеченной траектории будет обратно пропорционально скорости частиц, то есть будет ничтожным. Другими словами, космический излучатель — это поистине дальнобойное орудие, имеющее сверхострую диаграмму направленности, а потому даже на космических просторах мощность сигнала, переданного посредством космических лучей, будет огромна. Кроме того, свободно летящие потоки высокоэнергичных частиц, в противоположность радиолучам, не будут ослабевать, рассеиваться межзвёздной средой — столь мала вероятность соударений частиц с её атомами. Наконец, что самое важное для межзвёздной связи, космолучи имеют огромную скорость, отчего время задержки сигнала будет составлять уже не многие годы, а порядка месяца или меньше: всё зависит от мощности передатчика, то есть от энергии и скорости запущенных космолучей.

Рис. 196. Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935).

Проблему космосвязи решил ещё Циолковский [159, с. 149]: "Свет, правда, распространяется для звёздных расстояний недостаточно быстро. Ему нужны года для одоления их. Но, может быть, в эфире найдём и другую среду… Её невидимые колебания могут достигать соседние солнца не в года, а в дни, даже часы. Так что разговоры будут много удобнее, чем теперь". Под эфиром Циолковский (Рис. 196) понимал не тот абстрактный сплошной неподвижный эфир, в котором, как считали, движутся световые волны, а динамическую космическую среду, образованную, как в баллистической теории Ритца (БТР), мириадами частиц, летящих со скоростью света (§ 3.21). А "другие среды" — это потоки ещё более быстрых частиц, и лучшие в них кандидаты — это космолучи.

В самом деле, основная проблема межзвёздной связи — это малая скорость сигналов. Свет, как любой электромагнитный сигнал, движется в вакууме со скоростью c=300000 км/с, ничтожной в масштабах космоса. По специальной теории относительности (СТО) ничто не может лететь быстрее света — ни излучения, ни частицы. Но эксперименты последних лет показали, что свет и частицы вполне могут двигаться со скоростью большей c (§ 1.21, § 2.1). А значит, ничто не мешает разгонять частицы до сколь угодно высоких скоростей. Тогда формула СТО E=mc^2, связывающая энергию E и массу m частицы, — ошибочна, и для частиц справедлива классическая формула E=mV^2/2. По этой формуле огромная энергия E частиц космического излучения свидетельствует не об огромной массе m (при скорости V порядка c по СТО), а о сверхсветовой скорости V при обычной массе, как это утверждает БТР. Если пересчитать по классической формуле скорости частиц космолучей, они окажутся в сотни раз выше скорости света. Даже электроны с энергией в 10 ГэВ, уже сегодня получаемые в ускорителях, должны двигаться со скоростью в 100 раз превышающей световую (§ 1.21). Такие частицы пролетают межзвёздные расстояния за дни и часы.

Итак, вызывающие недоумение учёных наиболее энергичные, быстрые космические лучи — это, по-видимому, всего лишь лучи сверхсветовой связи. Какие же частицы удобней всего использовать для космолучевой связи, ведь их известно несколько сотен?: Проще всего применить лёгкие электроны, которые легче разогнать до высоких скоростей. Но можно использовать и другие типы частиц, скажем, для создания многих каналов связи, так же, как в радиосвязи есть много не перекрывающихся диапазонов частот. При этом частицы должны быть стабильными, то есть это должны быть в основном атомные ядра, протоны и электроны. Излучатели обязаны выстреливать лишь заданные типы частиц или ионов, а приёмники должны быть настроены на регистрацию соответствующих сигналов (Рис. 197). Даже земные лаборатории обладают такими избирательными детекторами, автоматически выделяющими из потока заданные классы частиц, отсеивая, словно фильтр радиоприёмника, всё лишнее.

Рис. 197. Принцип космолучевой связи: передатчик формирует модулированный поток частиц, улавливаемых антенной (вся аппаратура выведена в космос).

Ранее мы привели опытные свидетельства, доказывающие БТР и отвергающие СТО, вместе с формулой E=mc2 и запретом на превышение скорости света c (§ 1.21, § 2.1). Впрочем, всё это пока доказывает лишь сверхсветовые скорости частиц космоизлучения, предсказанные ещё Лукрецием (§ 2.15). А есть ли доказательства их искусственной природы? На первый взгляд, единственный аргумент в пользу такой гипотезы даёт огромная энергия частиц, которая может быть получена лишь в ускорителе (и то ускорители только начали приближаться к данному уровню). Чтобы доказать искусственный характер лучей, надо исследовать направления прихода потоков частиц и выявить закономерности их вариаций во времени.

Действительно, единственный способ закодировать информацию в потоке частиц космического излучения, — это промодулировать его по плотности, интенсивности (аналогично световые и радиосигналы — это модулированный поток частиц-реонов). А потому вариации интенсивности потоков космических частиц, которые реально наблюдаются, должны носить не случайный, а во многом правильный, регулярный характер. И, самое интересное, что эти правильные вариации, закономерности действительно обнаружены, причём не какой-то тонкой аппаратурой, выведенной в космос или поднятой в горы, а — простейшими приборами. Эти закономерности прослеживаются уже в характере ядерных распадов, — хрестоматийном примере совершенно случайных процессов. Все распады имеют характерные частотные спектры (кривые статистических частот данного числа распадов в единицу времени). Теоретически эти спектры должны описываться распределением Пуассона (Рис. 198). Но всегда есть флуктуации — отклонения от Пуассона, естественные для случайного процесса. Однако, неестественно то, что спектры этих флуктуаций с течением времени претерпевают цикличные правильные изменения, вызванные, очевидно, космофизическими причинами, а, конкретней, — космическими лучами (как выяснили, способными индуцировать распады § 3.14). Оказалось, спектр в каждый момент зависит от того, какая точка звёздного неба находится в зените, то есть, — с какого направления приходят космические лучи, влияющие на ход распада.

Рис. 198. Отклонение частоты n числа k распадов в секунду от закона Пуассона p(k) даёт спектр флуктуаций (справа), циклично изменяющийся.

Это явление обнаружено известным российским исследователем биоритмов, солнечной активности и космоизлучения, С.Э. Шнолем [167]. Но учёные игнорируют эти данные и стремятся замять дело, предав факты забвению, ввиду их противоречия догмам. Всё это снова доказывает, что причина слепоты в отношении внеземных сигналов состоит не в слепоте аппаратуры, а в слепоте ума, приверженного догмам и толкающего на совершение научного преступления. Прав был марсианин — мы не найдём братьев по разуму, пока верим в СТО: нельзя считать разумными тех, кто верит в абсурдную теорию.

Отметим, что ещё Никола Тесла разработал устройства для преобразования и использования энергии космических лучей (§ 5.8). Он же предполагал возможность применения космолучей, благодаря сверхсветовой скорости образующих их частиц, — для межзвёздной связи и разработал соответствующие устройства — приёмники и передатчики космических лучей [110]. Напомним, что Тесла же предполагал и то, что ядерные распады вызываются космическим излучением, что и было подтверждено С.Э. Шнолем (§ 3.14).

Вариации интенсивности космических лучей впервые были обнаружены всё тем же Гессом и до сих пор не получили убедительного объяснения. Поэтому, казалось бы, ещё в 1912 г., в момент открытия, было бы естественно допустить их искусственную природу в предположении, что вариации потока космических лучей представляют собой сигналы внеземных цивилизаций, которые так упорно ищут астрономы. Учёные, можно сказать, вплотную подходят к этой мысли, но никогда не доводят её до конца. Вот что, например, сказано в малой энциклопедии "Физика Космоса" [151, с. 318]: "Информация, «записанная» и «переносимая» частицами космических лучей на их пути к Земле, расшифровывается при исследовании вариаций космических лучей — пространственно-временных изменений потока космических лучей". Такое впечатление, что астрофизики либо чувствуют, либо знают правду, однако испуганно прячут ключевые слова в кавычки. А чтобы хоть как-то объяснить режущие глаза невообразимые энергии космических лучей, такие учёные, как Э. Ферми и В.Л. Гинзбург, выдумывают весьма искусственные, неправдоподобные теории разгона космических частиц магнитными облаками газа и другими гипотетическими объектами, изобретёнными по случаю. Почему-то именно эти имена теперь связывают с космическими лучами, тогда как имя их первооткрывателя Гесса пребывает в забвении [163].

Итак, ещё век назад были открыты космические лучи, была готова баллистическая теория, раскрывающая их смысл. Поэтому как минимум пятьдесят лет назад мы могли выйти на связь с внеземными цивилизациями, могли создать передатчики и приёмники, работающие на космических лучах. Если бы не СТО, мы бы, возможно, давно расшифровали код космолучей и могли бы летать к другим звёздам. Лишь инертный, зашоренный разум держит людей на Земле. Из-за СТО и квантовой механики человечество отстало в развитии на сотню лет, земная наука погрязла в дурмане метафизики и самообмана. Но, вопреки всем усилиям сторонников СТО, новые факты выходят наружу, демонстрируя шаткость позиций релятивистов. Поэтому многие уже предчувствуют, что в ближайшие годы должна грянуть новая научно-техническая революция, которая откроет человечеству путь к звёздам. А проложат этот путь открытые Гессом космические лучи, оставляющие свои автографы, стартреки, звёздные следы в фотоэмульсиях. Именно космолучи, эти частицы-гонцы, несут нам вселенскую весть о том, что в космосе есть высший разум.

§ 5.11 Космические лучи — путь к звёздам

…Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели.

…Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе всё околосолнечное пространство.

К.Э. Циолковский [69]

Как верно сформулировал инопланетянин в прошлом эпиграфе (§ 5.10): именно вера в теорию относительности и абсурдную формулу E=mc^2 мешает нам обнаружить жизнь в других мирах и выйти с ними на связь. Более того, эта ложная формула мешает и самим нам вырваться в дальний космос, построить межзвёздные корабли. Основная проблема для корабля, посылаемого в межзвёздное плавание, — это его малая скорость и малый запас топлива. И та и другая проблема решаются по формуле Циолковского увеличением скорости выброса реактивной струи частиц или газов. Однако по СТО эта скорость не может превышать скорости света. Конечно, у современных ракет скорости истечения реактивной струи далеки от скорости света, но скоро двигатели станут ионными, плазменными, что позволит приблизить скорость вылета частиц к световой, и по теории относительности эта скорость уже не будет превышена. А скорость самой ракеты была бы ещё заметней ниже скорости света, и звездолётам пришлось бы веками ползти меж звёзд, словно черепахам. Но если СТО ложна, и справедлив баллистический принцип (Рис. 50), то частицы вполне могут вылетать из дюз космического корабля со скоростью в тысячи раз больше световой, а сам корабль — лететь со скоростью в сотни раз большей c. Тогда огромные межзвёздные расстояния уже не преграда!

Если кто-то летает и держит связь меж звёзд, то только так — с помощью сверхсветовых космолучей, а не черепашьим темпом. Путь в космос пролегает через микромир (§ 1.21)! И метко замечено, что космические лучи — это мосты, соединяющие микромир и космос, Землю и звёздные миры [108]. Частицы, рвущиеся из дюз космолётов, обладали б огромной энергией, сопоставимой с энергией быстрейших частиц космолучей. Поэтому космические лучи могут оказаться отчасти и выхлопами, реактивными струями далёких космолётов. Когда струя чиркает по Земле, приборы регистрируют усиление потока космолучей, возникают ливни частиц, равно как выхлопы земного транспорта способствуют выпадению простых ливней в крупных городах.

В целом видим, что наиболее энергичная, быстрая компонента космических лучей, вероятней всего, имеет техногенное происхождение: это всего лишь лучи сверхсветовой связи и выхлопы космотранспорта. Чтобы выхлопы не заглушали связь помехами, для связи и транспорта должны применяться по межзвёздной договорённости разные типы частиц, которых известно множество. Причём частицы, используемые для связи, должны быть долгоживущими (это могут быть стабильные лёгкие ядра), дабы информация не терялась по пути.

Рассмотрим кратко устройство звездолётов с космолучевой тягой. Сердцем таких звездолётов должен быть мощный ускоритель, разгоняющий частицы до сверхсветовых скоростей и выстреливающий их из дюз корабля в космическое пространство. Возможно, более удобными для этой цели окажутся не циклические, а линейные ускорители (Рис. 199.а). Подбором геометрии ускорительной камеры-волновода в них можно создать бегущую электромагнитную волну, фазовая скорость которой постепенно растёт и на выходе ускорителя заметно превосходит скорость света (быстрая волна). В итоге частицы, ускоряемые продольным полем волны, по сути, несомые ею, — обгоняют свет. Прообразом таких двигателей являются уже существующие ионные и плазменные ракетные двигатели, в которых ионы ускоряются мощными электромагнитным полями — это своего рода электронные или ионные пушки [38, 42].

Рис. 199. Космолучевые двигатели.

Работают эти двигатели на электрической энергии [38], но ныне их проекты в основном заброшены. А напрасно, ведь в отличие от химических, они могут работать на любом веществе, включая воду. В двигателе при нагреве она превращается в плазму — ионизованный газ, который либо сразу поступает в плазменный ускоритель, либо разделяется на положительные и отрицательные ионы, поступающие в разные ускорители, на выходе из которых частицы обретают нужную скорость. Двигатель можно использовать и как передатчик космических лучей — корабль может сигналить двигателем, переведённым в импульсный режим.

Остался вопрос об источнике питания ускорителя, дающем нужную мощность и способном придать частицам гигантскую энергию. Из известных источников энергии подходит ядерный и термоядерный. Современные проблемы по созданию новых источников энергии связаны всё с теми же квантово-релятивистскими теориями, не дающими адекватных представлений о строении частиц и о том, как эффективней из их распада и синтеза черпать энергию. Значит, и с этой стороны путь в космос пролегает через микромир, через верное понимание его устройства (§ 5.8). Кстати, ядерные ракетные двигатели тоже разрабатывались одно время, но потом были заброшены [38, 42]. Так мы отсекли себе пути в дальний космос и сами себя заперли на Земле, как в романе А. Азимова "Конец Вечности".

А ведь именно ядерная и ускорительная техника была бы наиболее естественна в ракетостроении. Исторически космос, ракетная техника напрямую связаны с баллистикой, артиллерией [10, 68], как это видно хотя бы из романов Жюля Верна. Отсюда термины: баллистическая траектория и ракета, баллистический маятник, баллистический пуск или спуск и т. д. Да и мощные телескопы часто сравнивают с зенитными орудиями, направленными в небо. Но с баллистикой же тесно переплетена и техника ядерная. Отсюда её терминология: бомбардировка ядрами, кобальтовая пушка, отдача, мишень и т. д. Сам открыватель ядра, Резерфорд, сравнивал альфа-частицы со снарядами, а ядра с бронёй, и в наши дни мощные ускорители сравнивают с тяжёлой артиллерией. Всё идёт к тому, что именно ядерная физика, физика высоких энергий станет основой для космолётов [38]. Интересно, что уже С.П. Королёв исследовал возможность ядерных ракетных двигателей, как альтернативы химическим, и обсуждал эту проблему с И. Курчатовым. Но, если на тот момент их разработка казалась рискованной, ввиду жёстких сроков космической программы, то теперь уже нет помех к разработке ядерных двигателей. Тем более, что именно в открытом космосе применение ядерной энергии было бы наиболее безопасным, экологичным и эффективным.

Но это — что касается энергии для космолёта. А что же по поводу топлива? У сверхсветовых кораблей надобность в запасах топлива либо сильно уменьшится, либо вообще отпадёт. Ведь на скоростях близких к световой частицы разреженного межзвёздного газа встречаются довольно часто, и корабль может собирать их на своём пути, превращать в плазму (скажем, мощными лазерными импульсами) и, разогнав, выстреливать из дюз (Рис. 199.б). Сбор частиц с пути следования необходим ещё и потому, что на высоких скоростях они оказывают заметное сопротивление движению и могут представлять серьёзную опасность. На таких скоростях межзвёздная среда воспринимается как плотная, и космолёт может лететь по принципу реактивного самолёта, турбина которого тоже засасывает встречный воздух, разгоняет его и с огромной скоростью отбрасывает назад [42].

Итак, стоит лишь предположить, что для света справедлив классический закон сложения скоростей, вводимый БТР, и путь в Космос будет открыт (Рис. 200)! БТР сметает все световые барьеры и пролагает дорогу к звёздам. Нет, и не может быть, никаких ограничений на скорость материальных тел и сигналов в космосе. И частицы космического излучения — яркий тому пример!

Рис. 200. В космос на внедорожниках 8×8! Шасси "Лунохода" (справа) разработано ВНИИ-100 — главной научной базой бронетанковых войск.

Всё это показалось бы фантастичным и голословным, если б не отдельные экспериментальные данные, изложенные выше. Помимо таких косвенных свидетельств, как отсутствие естественных источников космических лучей, необъяснимость их огромной энергии и вариаций интенсивности, есть и конкретные факты, доказывающие возможность сверхсветовых скоростей и искусственный характер мощной компоненты космического излучения. Обычно эти факты либо игнорируют, либо намеренно замалчивают, дабы не навредить принятой модели мира.

Возникает впечатление, что кто-то намеренно препятствует выходу человека в дальний Космос и с этой целью активно поддерживает теорию относительности, блокируя все альтернативные научные концепции, такие как БТР. Как тут не возникнуть гипотезе о диверсии инопланетян, словно в упомянутом фильме (§ 5.10) вызывающих гибель космических аппаратов, тех же "Фобосов" и марсоходов (§ 2.1)? Реальная же причина, как было выяснено, состоит в ошибочности СТО. Впрочем, если поддерживают СТО и препятствуют БТР как раз подобные силы, то создатели фильма были недалеки от истины.

Поэтому разумно пересмотреть навязанную кванторелятивистами картину мира, которая обращает людей в рабов нелепых, неестественных законов, навечно запирающих человечество на Земле. Чтобы не предать космических напутствий Циолковского и его взглядов на фундаментальные вопросы физики, следует стремиться в Космос, к самым отдалённым землям, звёздам и галактикам, разбросанным по безбрежному океану космоса. Именно так люди когда-то стремились к далёким островам и материкам, именно так Колумб рвался в неведомую бездну океана! А обывателей и ортодоксов, готовых потешаться над такими проектами и всячески препятствовать им, хватало во все времена. Они осмеивали и Колумба, и Циолковского. Но время всё расставляет по своим местам.

Теперь мы видим, что прав был именно Циолковский, убеждённый, подобно другим конструкторам ракет (включая С.П. Королёва и М.И. Дуплищева [47]), в порочности теории относительности, стоящей глухим барьером на пути к истине и звёздам. Циолковский верил, что Человечество может быть по-настоящему свободным и самореализованным лишь в открытом пространстве космоса и бесчисленных звёздных миров. Если призвание и высший смысл жизни человека состоят в том, чтобы осуществить своё предназначение, свою мечту, то высший смысл существования Человечества состоит в освоении далёкого Космоса, в распространении по самым отдалённым уголкам Галактики и Вселенной. Это же — и единственный путь спасения Человечества. Вечно оставаясь на Земле, люди безоружны перед глобальными катаклизмами, и рано или поздно сами себя поглотят, словно бактерии в замкнутом объёме питательной среды, изживут в ходе глобальных военных конфликтов, в кризисе перенаселённости и загрязнения, при исчерпании ресурсов. И предвестия этого заметны уже сейчас. Поэтому путь Человечества неизбежно пролегает к звёздам! Именно БТР с космическими лучами позволяет открыть, освоить и проехать этот звёздный путь, вырвавшись на широкие просторы космоса.

§ 5.12 Материалистический подход в науке

Релятивизм — Идеалистическое философское учение, отрицающее возможность объективного познания действительности вследствие якобы полной относительности наших знаний.

Релятивист — Последователь, сторонник релятивизма.

С.И. Ожегов, "Словарь русского языка"

Определение релятивизма, данное Ожеговым, вполне можно отнести и к релятивистской теории Эйнштейна, и к квантовой механике, ставящих на первое место наблюдателя, субъекта и тем самым отрицающих существование независимой от наблюдателя объективной реальности (§ 4.13). Ведь в рамках кванторелятивистских теорий такие понятия как пространство и время, масса и длина, частица и волна становятся относительными, существенно зависящими от наблюдателя, а значит физически не существующими. Такое релятивистское представление, скажем, о массе, этом синониме материи (её количественном выражении), разумеется, не материалистично. Субъективными, относительными, зависящими от точки зрения и движения наблюдателя и его системы отсчёта, могут быть только те характеристики, которые находятся в прямой связи с его положением и движением — это координаты, углы, скорости, ускорения, импульсы, кинетические энергии предметов.

Могут зависеть от взаимного положения, движения двух тел и характеристики, связанные со взаимодействием тел, например сила. Но и они по определению не зависят от внешнего наблюдателя, не действующего на тела. Именно поэтому время жизни и масса — собственные, объективные характеристики частиц — не могут меняться в зависимости от того, в какой системе отсчёта они меряются. А все видимые изменения — это лишь иллюзия, вызванная влиянием движения на относительную скорость и силу (§ 1.15, § 1.21). Проблема всех релятивистских теорий, будь то теория относительности или геоцентрическая механика Аристотеля, состояла в том, что они ставили на первое место как раз наблюдателя, наблюдательные приборы, считая первичными именно их субъективные, зависящие от точки зрения оценки, и лишая мир собственных объективных характеристик (§ 4.13). Квантовая теория и теория относительности потому и не были научными материалистическими теориями, что основную роль отводили наблюдателю, субъекту. То есть полагали мир не реальным, а существенно зависящим от внешнего наблюдателя, и принимали вместо единственной объективной реальности — бесчисленное множество миров каждого наблюдателя, вопреки жёсткому детерминизму, однозначности явлений.

К такому абсурдному релятивистскому видению мира физики пришли из-за развившегося в XX в. формально-математического метода исследований, стремясь познать в первую очередь не реальный механизм явлений и суть происходящего, а построить формальное описание видимого мира. Выбор между теориями происходил не по принципу предпочтения наибольшей простоты теории и предлагаемого ей механизма явлений, а по принципу математической, формальной простоты. Так, Эйнштейн заявлял, что тоже рассматривал возможность построения физики и электродинамики на основе баллистического принципа. Но, он отверг эту возможность, поскольку она не позволяла составить волновое уравнение [153].

Однако математика — это не критерий истинности теории. Критерий её — простота, естественность, наглядность гипотез и соответствие теории фактам. Что же касается волнового уравнения, то, как неоднократно отмечал Ритц, это уравнение, записанное в частных производных, не является строгим, фундаментальным, не отражает сути явлений природы, поскольку допускает, подобно уравнения Максвелла в частных производных, множество физически невозможных решений [8]. Ритц показал, что волны света правильней и точней задаются чисто кинематически, без помощи дифференциальных уравнений. Впрочем, как показал сам Ритц, и для таких волн, подчиняющихся баллистическому принципу, можно придумать дифференциальное уравнение: это будет либо обычное волновое уравнение (как для волн на воде, у которых, при переходе в другую систему отсчёта, скорость меняется), либо уравнение Римана для простых волн, к классу которых и относят кинематические волны [103].

Ритц видел, что БТР оказывается в математическом отношении более сложной, поскольку описывает все явления интегральным путём, сводя всё к основам, к элементарным силам. Ведь теория Ритца, так же как МКТ или электронная теория Лоренца, исследует микроскопическую картину явлений, а потому оказывается математически более сложной, чем феноменологические теории, вроде термодинамики и электродинамики Максвелла. Но именно такой путь сложения, синтеза (интегральный подход) является физически более точным, простым и естественным, чем путь вычитания и дробления (дифференциальный подход). Так, возникающие в современных задачах дифференциальные уравнения квантовой механики и теории относительности оказываются столь сложны, что не поддаются решению даже на ЭВМ, тогда как аналогичные задачи в теории Ритца легко и быстро решаются на ЭВМ, путём интегрирования численными методами. Только интегрирование по всем источникам поля даёт единственно верное решение. Именно к основам, первоначалам, первоисточникам должны сводиться все факты, явления природы в правильных теориях. Не зря первоначала, основы искали всегда Демокрит, Ньютон, Ломоносов, Менделеев, и потому добились успеха. Так же и Луи Пуансо как сторонник наглядного, геометрического подхода в физике писал: "Ни в коем случае нельзя считать, что наука закончена, если её удалось свести к аналитическим формулам. Ничто не освобождает нас от изучения явлений в самих себе (в их сущности)" [69].

Формально-аналитический подход очень редко ведёт к установлению объективной истины. Примером такого формального подхода является геоцентрическая система мира Аристотеля-Птолемея, в которой были искусственно математически подобраны параметры сфер, эпициклов, позволившие добиться соответствия видимого движения звёзд и планет теории. Другим примером была теория относительности, также обеспечившая формальное соответствие теории Максвелла опытам с помощью искусственного условного математического соглашения. Наконец, квантовая теория атома — это та же птолемеева геоцентрическая система, где чисто математически были искусственно введены и подобраны правила квантования, параметры электронных сфер, орбит, оболочек без каких-либо на то механических и опытных оснований.

С другой стороны было много неудачных механических моделей. Так, Максвелл построил свою электродинамику на основании сложной механической модели из роликов, шариков и шестерёнок эфира. Именно сложность, искусственность этой модели и была причиной того, что максвелловская электродинамика оказалась ошибочной и не соответствующей опыту (например, опыту Майкельсона). Также неудачной оказалась планетарная механическая модель атома Резерфорда (не объяснявшая стабильность и спектры атома). Ошибочность этих, по сути, классических моделей привела к тому, что механическую, классическую материалистическую основу явлений учёные начисто отвергли. В ходе такого формального отказа из теории Максвелла возникла теория относительности, а из модели атома Резерфорда — квантовая физика и механика, эти неклассические теории. Однако ошибочность отдельных механических моделей ещё не означает порочности механического подхода и классической физики в целом, а должна побуждать к поиску других, более простых, естественных и адекватных механических моделей, лучше объясняющих суть явлений природы. Именно такие модели в электродинамике и атомной физике были найдены Ритцем.

Лишь благодаря материалистическому подходу, признающему существование независимой от наблюдателя объективной реальности (откуда следует естественность, простота, познаваемость явлений) такие учёные как Демокрит, Менделеев, Ритц, Циолковский пришли к своим великим открытиям [162]. Не зря Демокрит как первый учёный-материалист критиковал релятивистские теории Аристотеля [31, 105]. А учёные-релятивисты, создавшие неклассическую физику, держась нематериалистических, идеалистических взглядов и сводя всё к сверхъестественным, трансцендентным, мистическим сущностям, ставя на первое место субъективный мир наблюдателя, всегда заводили науку в тупик, во мрак библейского, средневекового мистицизма. Такие учёные как Аристотель, Эйнштейн, Леметр, Эддингтон, Комптон, Гейзенберг открыто отстаивали идеалистические взгляды [29, 156]. И совершенно непонятно, как их нематериалистические теории могли быть приняты научным сообществом.

Пример такого субъективного, оторванного от реальности, умозрительного характера построения теорий дают многие "научные" открытия Аристотеля, который в угоду своей умозрительной системе идей считал, например, что у женщины зубов и рёбер меньше, чем у мужчины, что у мухи не 6, а 8 ног. При этом Аристотель даже не удосужился хотя бы раз посчитать число зубов, рёбер и ног, хоть и был дважды женат и славился как зоолог. А самое скверное, что и все последующие учёные-теоретики, считавшие Аристотеля непререкаемым авторитетом, несмотря на эти вопиющие противоречия опыту, продолжали много веков считать точно так же, не попробовав усомниться в этом и проверить. С тем же ожесточением они отстаивали и аристотелеву геоцентрическую систему мира, даже когда появилась намного более точная и естественная теория Коперника.

То же отношение мы встречаем и в настоящее время при рассмотрении творений физиков-теоретиков, например Эйнштейна, этого современного аналога Аристотеля, любителя умозрительных экспериментов и непререкаемого авторитета, создавшего научную концепцию, механику столь же очевидно абсурдную, как и аристотелеву. И так же яростно его теорию относительности и квантовую фотонную теорию защищают армии теоретиков. Они попросту игнорируют явные расхождения теории Эйнштейна с опытами и космическими наблюдениями, подтверждающими теорию Ритца. Такое релятивистское, пренебрежительное отношение к реальности, к наблюдению, опыту очень точно отражено в реплике жены Эйнштейна при осмотре гигантского 2,5-метрового телескопа обсерватории Маунт-Вильсон. Узнав, что он служит изучению структуры Вселенной, Эльза Эйнштейн насмешливо ответила, что её мужу для этого достаточно клочка бумаги для теоретических выкладок [58, с. 159].

Из сказанного можно заключить, что истинная физическая теория должна быть сугубо материалистической, строиться на основании объективных данных и фактов, а не на основании субъективных представлений отдельных наблюдателей и теоретиков.

Едва в науку проникают умозрительные, ни на чём не основанные гипотезы, противоречащие всему нашему жизненному опыту, надо бить тревогу и предельно критично анализировать такие гипотезы. Лишь естественные, наглядные, простые механические, материалистические модели имеют право преимущественного использования и должны допускаться к рассмотрению в первую очередь.

§ 5.13 Инженерно-механический подход в науке

Я — чистейший материалист. Ничего не признаю, кроме материи. В физике, химии и биологии я вижу одну механику. Весь космос только бесконечный и сложный механизм.

К.Э. Циолковский [69]

В современной науке царит формальный, аналитический способ описания явлений, причём сущность явлений не проясняется формулами (как, скажем, в классической физике), а затемняется (как в кванторелятивистской теории). Необходимо помнить, что математика и формулы — это не самоцель, а лишь — инструменты науки, даже своего рода костыли. Математический формализм, условное принятие новых необоснованных гипотез, вроде правил квантования Бора или второго постулата СТО — это ненаучный метод. Суть же научного метода состоит в сведении всего к механике, к наглядному движению, соединению и распаду тел и частиц. В мире, как понял ещё Демокрит, нет ничего кроме материи, — частиц, носящихся в пустом пространстве. Лишь атомистическая, механическая модель мира будет истинно материалистичной, научной. К изучению природы надо подходить с инженерным методом, рассматривая её законы и объекты как механические конструкции, устроенные наиболее просто, красиво, гармонично, рационально, считая Природу гениальным инженером. Замысел одного инженера сможет понять лишь другой инженер. Поэтому для анализа творений природы надо мыслить творчески, инженерно, конструктивно, используя геометрию, механику, пространственное воображение. Как говорил Ломоносов, "Природа проста и не роскошествует излишними причинами". Мир устроен предельно просто и экономно, а потому законы природы вполне постижимы — в них нет сверхъестественного. Именно так сформулировал Оккам свой знаменитый принцип, и тем же руководствовался Коперник при построении новой системы мира. В нагромождениях запутанных и абстрактных формул, как в костылях и подпорках, нет ничего красивого. Они не отвечают реальному устройству мира, в отличие от простых механических моделей.

Когда наука уходила от наглядных механических аналогий, она заходила в тупик: в античности и средневековье, когда осмеивали атомистические идеи Демокрита и превозносили умозрительные фантазии Аристотеля; в новое время, когда наравне с атомизмом Ньютона и Ломоносова процветали абстрактные флюиды — теплород, флогистон, эфир; или сейчас, когда классическая механика частиц в опале, а превозносятся неопределённость и релятивизм. Многие учёные любят осмеивать грубые наглядные механические модели, считая их слишком примитивными, ненаучными и придавая чересчур большое значение идеальному, нематериальному, математическому, абстрактному описанию. Но, как показывает история науки, именно "грубые", простые механические модели, нередко построенные неспециалистами, обычными людьми, инженерами, — всегда сильней всего продвигали науку, были ключом к решению проблем. Именно так Демокрит построил атомистическую гипотезу, оказавшуюся величайшим прозрением и достижением античной науки. Но философы-идеалисты, такие как Аристотель, считавшие, что мир не может быть так грубо механистичен, а должен быть в основе своей идеален, абстрактен, математичен, критиковали Демокрита и всячески способствовали забвению его концепции. Так же и современники Циолковского критиковали его инженерные идеи, в их применении к фундаментальным вопросам физики и космологии. Так же и теперь академические круги критикуют механистические теории Ритца.

И всё же именно механистический, инженерный подход к явлениям оказывается истинно материалистическим, поскольку сводит все явления к немногим основным и известным, к наглядным моделям, по сути, к механике движения материальных частиц в пустоте. Любые тела и объекты, согласно этой материалистической теории, — это сочетания, конгломераты частиц разного уровня. И любая энергия — это, в конечном счёте, кинетическая энергия частиц (§ 1.14, § 3.16, § 5.14). То есть, именно механический подход соответствует принципу Оккама, — не вводить сверхъестественных, абстрактных объектов: флюидов, струн, искривлений пространства, — всех этих сложных умозрительных гипотез, покуда не исчерпаны возможности простых и классических. На этом всегда настаивал Вальтер Ритц. Другой известный физик У. Томсон (Лорд Кельвин) тоже считал механику основой всего и потому говорил: "Истинный смысл вопроса: понимаем ли мы, или не понимаем физическое явление? — сводится к следующему: можем ли мы построить собственную механическую модель или нет?". Недаром Томсон, как последователь механицизма, был одним из активных и сильных защитников классической физики, и считал, что опыт Майкельсона и излучение чёрного тела имеют классическое, но пока не найденное объяснение.

Томсону же мы во многом обязаны развитием молекулярно-кинетической теории и приложением её к различным разделам физики, в том числе к электродинамике и гравитации (именно Томсон возродил корпускулярную теорию тяготения Лесажа, аналогичную теории Ритца). Такой атомистический, механистический взгляд на вещи всегда существенно продвигал науку вперёд. Классическая механическая картина мира дала науке важнейшие законы сохранения массы, энергии, импульса, заряда и т. д. Отказ же от механических моделей приводит к забвению этих доставшихся таким трудом законов. Во всём следует опираться на факты и лишь на их основе строить теорию, как учил ещё литературный герой Шерлок Холмс, иначе мы рискуем отдаться во власть пустого фантазирования, абстрактного формализма, не имеющего отношения к реальности. Так, Эйнштейн признался, что свою теорию он строил не на основе опытных фактов, а чисто умозрительно. А ведь факты — это воздух учёного, без которого наука задохнётся. Надо лишь по рецепту Холмса верно их истолковать, отобрать из них несомненные, освободив от домыслов обывателей. Впрочем, груда фактов не есть наука, равно как куча кирпичей не есть здание. Чтобы правильно понять, систематизировать, связать воедино факты, без подгонок встроить их в здание научной теории, надо владеть правильным методом познания. Без него научный поиск подобен слепому блужданию. Возможно, поэтому сейчас от развращения ума абстрактными, нематериалистическими, ненаучными теориями и забвения правильных методов познания, измельчали открытия, ставшие не плодом планомерного поиска, а уделом редких учёных, случайно натыкающихся на частные решения.

Правильный и рациональный метод исследований развивается обычно у инженеров — их мышление по самой своей структуре конструктивно, чуждо пустой философии и бессмысленным абстракциям. Ведь пропитавший нынешнюю науку абстрактно-теоретический подход по определению отвлечён, отдалён от реальности, отчего порождает неклассические теории, не имеющие к ней отношения и физического смысла, тогда как инженерный подход максимально приближен к реальности. Именно поэтому во все времена наиболее смелые, новаторские, интересные и правильные физические идеи выдвигали именно люди с инженерным, техническим складом ума, любящие мастерить, конструировать: Архимед, Герон, Леонардо да Винчи, Коперник, Галилей, Ньютон, Ломоносов, Кулибин, Ритц, Тесла, Циолковский, Белопольский, Мейман, Дуплищев. Так, к примеру, Леонардо да Винчи первым построил правильную теорию полёта снарядов по баллистической траектории, вопреки господствующей механике Аристотеля. Леонардо был разносторонним инженером, спроектировавшим множество построек и машин будущего, в том числе, — первого бронетранспортёра, подобно современным БТРам имеющего бипирамидальный, биконический корпус и способного вести огонь во всех направлениях (см. рисунок на последней странице книги). Не случайно Леонардо в своих оптических исследованиях развивал атомистическую баллистическую теорию света Демокрита и Эпикура, по которой тела разбрасывают во всех направлениях световые частицы (образы), образующие последовательные сферические фронты, чем объяснял волновые свойства света (см. Леонардо да Винчи. Избранные произведения. М.: Ладомир, 1995).

Ещё больше поражают воображение успехи отечественных инженеров-самоучек, таких как Кулибин, Циолковский, которые, не имея ни образования, ни поддержки, на собственные средства строили технику будущего и буквально в домашних условиях открывали сложные физические законы. Так, великий русский механик И.П. Кулибин (вероятный прообраз лесковского Левши) смог на основе собственных опытов и наблюдений ещё в XVIII веке глубоко вникнуть в законы физики, химии, механики, сопромата, построив уникальные машины и сооружения, долгое время не имевшие аналогов. Среди них — не только непревзойдённые микроскопы, телескопы, механические игрушки-часы, электрические машины и микроавтоматы, но и рабочие модели мостов, самодвижущихся судов и повозок. На век опередили развитие оптической техники гигантские проекторы и прожекторы Кулибина, его пиротехнические устройства, для создания которых требовалось виртуозное владение законами оптики, баллистики и химии. Несмотря на это, вклад в науку и технику Кулибина, так же как вклад Циолковского, — фигур сопоставимых с Архимедом, Героном и Леонардо, до сих пор недооценён. Их живые новаторские идеи, направленные на облегчение труда, на процветание человечества, на службу народу, глушились жрецами академической науки, по большей части — мёртвой и в практическом плане бесполезной.

Зато инженеры первыми с готовностью воспринимали смелые новые идеи этих и других мыслителей, начинали разрабатывать и применять их на практике. Вот что пишет, к примеру, о К.Э. Циолковском А. Космодемьянский: "Многие учёные его не понимали. Он публиковал свои статьи в журналах, редко привлекавших внимание официально признанных научных деятелей. Его больше знали инженеры-изобретатели, люди чуткие к новому, неожиданному. В конце XIX в. и первой четверти XX в. для большинства учёных был неактуален сам предмет основных исследований Константина Эдуардовича. С «общего согласия» боевые пороховые ракеты были похоронены в 80-х годах XIX столетия" [69, с. 175]. Отметим, что то же самое в полной мере справедливо и в отношении баллистической теории и ритцевой электродинамики, вместе со всей классической наукой, похороненной в начале XX в. И хотя заслуги Циолковского и перспективность ракет были в итоге доказаны и признаны, всё равно с тех пор так ничего и не изменилось. До сих пор умалчивают о работах Циолковского по космологии и фундаментальным вопросам физики. До сих пор на страницы научных журналов не допускают статьи по классической трактовке "неклассических" эффектов. И потому самыми продвинутыми и смело мыслящими по-прежнему оказываются инженеры, первыми воспринявшие идеи Ритца.

Говоря о Ритце и инженерах, стоит отметить интересную деталь: можно сказать, что на любом чертеже незримо присутствует имя Ритца. Дело в том, что широко распространённое на чертежах обозначение неровности, шероховатости Rz (со значком √¯ и соответствующим числовым индексом) происходит как раз от немецкого слова Ritz, что значит "царапина, трещина" (отсюда же и слово риска). Имя Ритца и его идеи, действительно, стали неприятной царапиной, задориной на казавшемся столь идеально прилизанном монументе теории относительности и квантовой механики. Ритц предлагал прямой, но, для иных, — тернистый, неровный, задористый путь. Поэтому учёные всячески старались изгладить его имя и идеи из научной литературы и памяти человечества (как уже однажды сделали с трудами Демокрита). Слишком неудобной оказалась правда о Ритце. Но получилось всё наоборот: царапина стала разрастаться в трещину, которая неотвратимо расколет монумент неклассической физики, а затем приведёт к его полному краху. Тогда на смену абстрактной модели мира придёт рабочая инженерно-механистическая модель Ритца.

Полную противоположность учёным-инженерам составляют учёные-теоретики, не умеющие мыслить творчески, конструктивно, наглядно, а потому не чувствующие природу. Яркий тому пример — техническая и механическая безграмотность Аристотеля, предпочитавшего умозрительный стиль исследований, презиравшего физический труд и опыт, грубую материю, а потому создавшего нематериалистическую теорию. Аристотель терпеть не мог наглядных, всем понятных моделей (таких как атомы Демокрита), а потому презирал геометрию и упрекал своего учителя Платона за геометрические занятия, идущие в ущерб абстрактной философии. Так же и Эйнштейн, предпочитавший реальному — мысленный эксперимент, был механически безграмотен, органически не способен к ощущению законов природы, механическому и наглядно-геометрическому моделированию. Это демонстрирует хотя бы пример того, как Эйнштейн теоретически рассчитал оптимальную форму профиля крыла самолёта. В итоге получилось нечто уродливо-извращённое — самолёт с непрямым, изогнутым горбообразным крылом, — и здесь Эйнштейн пошёл по пути кривды. Потому и самолёт этот при испытаниях показал себя с худшей стороны и чуть не разбился [58, 73].

Именно такая категория учёных-теоретиков составляет, судя по всему, основную часть современных научных кругов. Из-за того, что наука становится слишком отвлечённой, абстрактной, оторванной от реальности и от практических нужд общества, далёкими от реальности получаются и сами научные теоретические концепции. При таком увлечении наукой ради самой науки учёный, отдаляясь от общества и его нужд, неизбежно теряет интерес к реальному миру и уходит в мир своих абстрактных фантазий, чем дальше, тем глуше, начиная мнить себя чуть ли не господом Богом, вольным навязывать Природе свои выдуманные законы. Вот почему Аристотель (философ, презиравший физический труд, грубую материю, относящий себя к расе господ, которую должны содержать рабы, и гордящийся полной практической бесполезностью своих умствований и теоретических изысканий) выдумал совершенно абсурдные концепции о сплошном неподвижном эфире, о космосе, замкнутом в хрустальную сферу с Землёй в центре мира, разработал нелепую механику. И след в след по его стопам пошли Эйнштейн, Бор и все прочие создатели современной нематериалистической кванторелятивистской картины мира.

Истинный учёный, способный познавать мир, — это учёный-инженер, техник, изобретатель, экспериментатор, занятый прежде всего не созданием сверхгромоздкой теоретической, умозрительной концепции, а поиском реальных законов природы, её начал. Такой учёный заботится не о своих частных интересах и торжестве своей концепции любой ценой, даже вопреки опыту, а ищет объективное знание и методы использования этого знания об устройстве мира — в практических общественно-полезных целях. Вот почему ни Эйнштейн, ни Бор не известны чем-либо практически значимым. В то же время открытия, общественно-научная и организаторская деятельность учёных-инженеров и экспериментаторов, таких как Ломоносов, Кулибин, Менделеев, Столетов, Ритц, Циолковский, Белопольский, Дж. Томсон, Тесла, Мейман, Дуплищев, имела много практически важных последствий. Отсюда следует вывод, что настоящий Учёный — это не господин Природы и не обуза общества, а ученик, обучающийся мудрости у Природы, и служитель, передающий эту мудрость обществу. Потому общество и поддерживает учёного в рамках этого социального симбиоза.

Таким образом, для понимания, ощущения законов природы учёный должен быть механически грамотным, обязан уметь работать руками, конструировать, должен любить физический труд, работу в лаборатории, должен быть конструктором, творцом, художником, дабы чувствовать красоту Природы и создаваемых по её законам механизмов, приборов.

Всем этим требованиям отвечали Демокрит, Леонардо да Винчи, Ломоносов, Менделеев, Ритц, Циолковский, Тесла, Белопольский, но не отвечали Аристотель, Эйнштейн и Бор.

§ 5.14 Атомизм или энергетизм?

Очень хорошо известно, что теплота возбуждается движением: от взаимного трения руки согреваются, дерево загорается пламенем; при ударе кремня об огниво появляются искры, железо накаливается от проковывания частыми и сильными ударами… Из всего этого совершенно очевидно, что достаточное основание теплоты заключается в движении. А так как движение не может происходить без материи, то необходимо, чтобы достаточное основание теплоты заключалось в движении какой-то материи.

М.В. Ломоносов, "Размышления о природе теплоты и холода", 1750 г.

В книге было неоднократно показано, что БТР — это яркий пример атомистической концепции. Вот почему баллистическая теория так близка к воззрениям Демокрита, Лукреция, Галилея, Ломоносова, Менделеева, Циолковского, которые всегда противопоставляли своё атомистическое учение мистическим концепциям современной им науки. Но по той же причине атомизм БТР не признаётся современной наукой. Казалось бы, атомистическая картина мира надёжно признана научным сообществом, тогда как мистические выдумки Аристотеля, отвергшего атомы Демокрита, надёжно забыты. Но это только кажется, ибо сейчас в науке преобладают взгляды, отвергающие материальность мира и атомов. В самом деле, если присмотреться к нынешней физике внимательней, станет ясно, что она следует программе отнюдь не Демокрита, но Аристотеля, отвергшего материю и атомы как основу мира.

Так, в нынешней электродинамике вводится представление о сплошном электромагнитном поле — идеальной среде, непрерывно заполняющей всё пространство, наподобие эфира Аристотеля. А по Лукрецию в мире нет ничего кроме атомов (частиц материи) и пустоты (небытия), не имеющей свойств (Часть 3). В СТО масса (в том числе масса атомов), это основное свойство, количество материи, — считается относительной, зависящей от наблюдателя и потому объективно не существующей (§ 1.15). Атомы, масса, материя могут появляться и исчезать, обращаясь в энергию, опять же вопреки атомизму (§ 1.16). В ОТО Вселенная полагается конечной в пространстве и времени, а также замкнутой в сферу, что тоже идёт вразрез с учением Демокрита, но согласуется с Аристотелем (§ 2.6). Пространство по Эйнштейну вдобавок искривлено действием тел, опять же вопреки Лукрецию, полагающему пространство небытием, не имеющим структуры и свойств (§ 2.2). Наконец квантовая механика отказывает материи, атомам в последнем свойстве — определённости их положения и движения: частицы оказываются размазанными в пространстве и времени, представляя собой волны, энергетические возбуждения некой среды или даже самого пространства (§ 4.10, § 4.11). То, что теория относительности и квантовая механика — это, по сути, возвращение к противостоящим атомизму нематериалистическим взглядам Оствальда и Маха, уже ни для кого не секрет [78, с. 410]. Не случайно мистики, церковь и религиозные фанатики сразу поддержали квантовую механику, теорию относительности и основанную на ней космологию Большого взрыва [58, сс. 79, 159], совсем как богословы-схоласты средневековья — космологию и физику Аристотеля. Ведь все эти концепции под внешне логичной и наукообразной формой скрывали некие туманные, трансцендентные, чуждые разуму человека принципы, вполне отвечающие выдумкам мракобесов и церковников, но противоречащие простой материалистической картине мира.

Таким образом, в современной науке под видом приятия атомистических взглядов, в действительности проводятся в жизнь совершенно противоположные им нематериалистические воззрения Аристотеля. Это вечно противостоящее атомизму направление в науке обычно называют энергетизмом, энергетической теорией. Ведь именно энергетизм, отчётливо проявившийся в конце XIX в., ставил своей задачей отвергнуть учение об атомах и свести всё к абстрактной энергии, которую полагал первичной, тогда как материю, её движение считал вторичными проявлениями энергии. Атомизм же, напротив, сводит все виды взаимодействий, энергий к проявлениям материи, атомов и их движения, как учил ещё Демокрит и Ломоносов (§ 1.14, § 3.16). Так что атомизм — это синоним материализма, признающего первичность материи. Не зря Левкиппа и Демокрита считают первыми последовательными учёными-материалистами. С другой стороны, энергетизм, отвергающий первичность материи и во многом согласный с современной наукой, — это антиматериалистическая, идеалистическая концепция. Вот почему энергетизм, энергетическую теорию считают разновидностью физического идеализма, полагающего материю всего лишь формой проявления энергии, как утверждали главные защитники энергетизма В. Оствальд и Э. Мах, эти известные философы-идеалисты [156]. Не случайно Эйнштейн при построении своих теорий во многом опирался именно на учение Маха [78]. Потому и нынешнюю релятивистскую неклассическую науку многие считают нематериалистической (§ 5.12). Кстати, многие кванторелятивисты, например Эддингтон, Комптон, Гейзенберг, даже и не скрывали своих идеалистических, энергетических взглядов и открыто защищали аристотелеву доктрину, например о том, что атомы нереальны, а являются лишь энергетическими возбуждениями среды-пространства.

Удивительно, что нынешние учёные, имея перед глазами столько примеров торжества атомистической модели мира, продолжают следовать противоположной, энергетической концепции. Так, долгое время тепло, электричество, свет связывали с движением неких энергий, флюидов, соответственно, — теплорода (флогистона), электрофора и эфира. Но ведь ещё Демокрит доказал, что тепловая энергия — это лишь проявление хаотического движения атомов (§ 4.16). Эту концепцию поддержал и развил Ломоносов, отвергший теплород и доказавший, что тепловая энергия неразрывно связана с движением материи и без материи не имеет смысла, не существует. Поздней было доказано, что и электрический ток — это не абстрактный энергетический флюид, а всего лишь поток частиц-электронов, как догадались ещё древние атомисты (§ 4.17). Наконец, учёные признали, что и эфир не существует, однако до сих пор продолжают считать свет движением чистой энергии электромагнитного поля (§ 3.21). И даже когда в нынешней физике вводят частицы света (фотоны), их считают отнюдь не частицами материи, а нематериальными сгустками энергии, не имеющими ни размера, ни формы, ни массы. И только баллистическая теория Ритца даёт свету материалистическое истолкование, связывая его с движением весомых частиц (реонов), имеющих конкретные размеры, массы и тоже предсказанных Демокритом. Также и все другие виды энергий, включая ядерную, БТР сводит к механической энергии движения материи и её частиц, будучи исчерпывающим воплощением программы Демокрита (§ 3.16). Зато современное представление энергии, становящейся массой в ядерных процессах, — это полный аналог флогистона, теплорода, преобразуемого в массу из тепловой энергии в химических процессах и по этой причине отвергнутого Ломоносовым (§ 3.13).

Ныне даже школьник знает, что не масса, а именно энергия, как свойство движущейся материи, является вторичным и относительным понятием. Так, если в наземной системе отсчёта летящая пуля обладает большой энергией, то для лётчика в самолёте, летящего с той же скоростью, пуля выглядит неподвижной, её энергия равна нулю, и потому для пилота пуля безобидна, её буквально можно на лету схватить руками [95]. Однако, и по сей день многие учёные продолжают считать энергию первичной, а материю вторичной, относительной. Именно такие учёные-идеалисты наделяют частицы волновыми свойствами, считая и свет лишь энергетической волной. Подобный энергетический взгляд на вещи позволяет безнаказанно творить беспредел в физике — считать частицы размазанными в пространстве, а свет — имеющим одну и ту же скорость в разных системах отсчёта. Ведь энергия в отрыве от материи не локализована в пространстве и времени. Не случайно против идеи корпускулярно-волнового дуализма ещё в XIX веке выступил А. Столетов (§ 4.3), принципиальный противник энергетизма, сразу угадавший в этой идее выпад против материализма и классической науки. Точно так же Столетов высмеивал идею Оствальда о переносе лучистой энергии в абсолютно пустом пространстве, без участия материи. Но именно такую абсурдную энергетическую идею ныне выдвигает полевая электродинамика и теория относительности (то, что теперь пустое пространство, вакуум, называют "физическим полем" и "физическим вакуумом" означает лишь формальную замену идеализма на физический идеализм). Не зря на энергетизм обрушились, поддержав Столетова, и такие известные защитники атомистического учения, как Менделеев и Больцман [23, сс. 485, 500].

Обычно энергетизм связывают с именами В. Оствальда и Э. Маха, бывших непримиримыми врагами атомистического учения, яростно нападавшими на Больцмана, что повлекло гибель последнего. Но, в действительности, энергетизм имеет куда более глубокие корни и восходит к эпохе античности, когда уже существовал физический идеализм Аристотеля, отрицавшего атомы. Оствальд и Мах, подобно схоластам средневековья, лишь повторяли ошибочные взгляды идеалистов античности, считавших атомистические, материалистические взгляды слишком грубыми и наивными [78, с. 238]. И позднее наука всегда сворачивала на кривую дорожку мистицизма именно под влиянием учёных-энергетиков, уводивших физику с прямого пути атомизма (представители этих двух противоборствующих школ сопоставлены в таблице из приложений). Один из таких поворотов произошёл с приходом электродинамики Максвелла-Фарадея, когда сошли с прямого пути Ампера, Вебера и Гаусса. Ведь максвеллова электродинамика была продолжением динамики Аристотеля, описывающей движение тел исключительно в сплошных средах и полях, типа эфира [105], в противовес атомистическому подходу, изучавшему движение и столкновение частиц в вакууме.

Действительно, максвеллова электродинамика началась с М. Фарадея, который по признанию В. Оствальда был приверженцем энергетизма. Именно Фарадей довёл динамизм Ньютона до крайнего предела и в противоположность механицизму, счёл, что непосредственно данной является сила, энергия, тогда как "материя исчезает, а её качества, суть не что иное, как свойства полей и сил в пустом пространстве" [78, с. 86]. И многие отмечают, что такой поверхностно описательный метод исследований Фарадея более всего напоминает слепые блуждания и умствования Аристотеля [61]. Поэтому, едва физик начинает утверждать, что именно силы, поля, энергии, волны — это данность, будто они первичны, надо бить тревогу. Не зря учёный мир встретил полевую концепцию Фарадея крайне скептически, хотя потом физики под влиянием Максвелла всё же поддались энергетизму Фарадея. Из этого в итоге и выросла энергетическая максвеллова электродинамика, теория относительности, квантовая механика, релятивистская космология, по духу одинаково противные атомизму классической науки, как отмечали физики в начале XX в. [72, с. 360]. И только баллистическая теория восстанавливает статус кво и возвращает физику в атомистическое русло. Ведь основа физики — это атомистика, а всё прочее — мистика. Не случайно Пуанкаре отождествлял классическую физику с атомистикой, противопоставляя им неклассическую энергетическую физику [101].

Стоит отметить, что Оствальд под давлением неопровержимых аргументов признал ошибочность своей энергетической теории в 1908 г., славном многими победами классической науки. К этому времени и впрямь существование атомов уже нельзя было оспаривать. Однако сторонники энергетизма, признав реальность атомов, уже ничего не теряли, поскольку к этому моменту появилась квантовая теория и теория относительности, которые позволяли, даже признав атомы, считать их энергетическими сущностями. Именно так Бор в своей теории представил атом набором энергетических уровней, и Бор же выдвинул так называемый принцип соответствия, позволяющий переложить все простые атомистические, классические объяснения на квантовый лад (именно так он извратил и спектральную формулу Ритца, полученную классически). Так были обмануты здравый смысл и только-только признанная атомистическая теория.

Как отмечает Ф. Содди, такое извращение идей Демокрита практиковалось и прежде. В ньютонову эпоху под видом приятия представлений об атомах на деле проводили мистические доктрины, поскольку атомам, как и в современной квантовой механике, отказывали в материальности, в наличии чётких размеров и форм, собственно и задающих по Демокриту свойства тел и химических соединений (§ 4.14). А воздействия, вопреки Демокриту, но в согласии с теорией относительности и электродинамикой Максвелла, толковали не как результат ударов частиц, механических толчков атомов, а как мистические полевые и силовые влияния, введённые Ньютоном [139, с. 35]. С подачи Ньютона, Дальтона и Эйнштейна разные свойства предметов и цвет световых лучей стали объяснять разницей масс и энергий у частиц, образующих тела и свет, а не геометрической формой и взаимным положением этих частиц по Демокриту. Так, почитаемый за основателя научного атомизма Дальтон, не разглядел не только природу цвета, но и теплоты (которая по гениальному прозрению Демокрита, Бойля и Ломоносова заключалась в пространственно-временном группировании и движении микрочастиц). Это надолго задержало механическое, атомистическое понимание световых, тепловых и иных воздействий, породив ряд мистических, абстрактных, энергетических субстанций, наподобие теплорода, флогистона, электромагнитного поля, лишённых атомарной структуры.

Итак, изучая теорию, надо быть начеку, поскольку очень часто под наукообразными формулировками авторы неклассических теорий незаметно проводят иррациональные нематериалистические взгляды, отвергая материю и её основные качества.

Каждый, кто хочет заниматься наукой, должен прежде чётко для себя решить, принимает ли он атомизм Демокрита и материальность мира, или же энергетизм, с его субъективизмом, релятивизмом и отрицанием материи. Если первый путь ведёт в будущее, на прямой, уходящий в бесконечность светлый проспект Баллистической теории, то второй путь сворачивает на тёмную кривую улочку нынешней неклассической науки.

§ 5.15 Наглядность, естественность и простота — признаки верной теории

Эта концепция [СТО] обязывает нас заменить простые аксиомы сохранения массы, неизменности твёрдых тел, параллелограмма скоростей, и т. д. (аксиомы, от которых мы должны отказаться лишь в самом крайнем случае) сложными соотношениями, создающими значительные трудности для воображения (подобно трудностям понимания искривлённого трёхмерного пространства), с которыми в принципе невозможно работать строго, кроме как посредством аналитического рассмотрения.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]

Основные черты, отличающие нынешнюю неклассическую физику и космологию, — это, как верно заметил Ритц, их чрезмерный формализм, абстракционизм, излишняя математизация, отсутствие наглядных образов и моделей. Из-за этого учёным приходится работать с невообразимыми, физически невыразимыми объектами, которые невозможно представить наглядно, подыскав им аналоги в нашем мире. А ведь именно воображение, интуиция, наглядно-геометрический стиль мышления были во все времена главными двигателями науки. В современной науке создали идеальные условия для процветания посредственностей, бюрократов, рутинёров, не имеющих воображения, безразличных к природе и не нацеленных на поиск истины, умеющих лишь чисто автоматически манипулировать формулами, переливать из пустого в порожнее, особо не задумываясь над сутью происходящего в реальности. Что может быть проще и примитивней, чем слепо и бесцельно блуждать в лабиринтах формул, пока случайно не обнаружишь полезное решение? Именно поэтому в современной физике и астрофизике, в университетах и институтах так много формалистов, номинальных работников, и так мало творчески мыслящих людей. Потому так мало нынче великих открытий, словно их источник уже иссяк. На деле же он, конечно, неисчерпаем, а люди просто забыли, как из него добывали знания и открытия наши предшественники.

В прежние времена учёные мыслили совсем иначе. Они пытались постичь мир, а не просто получить его математическое описание, пытались открыть первоначала, причины явлений, а не свести их к трансцендентным сущностям. Благодаря развитому воображению, наглядным представлениям, этот поиск был целенаправленным и эффективным. Именно стремление к поиску первоначал позволило Демокриту, Галилею, Ньютону, Ломоносову, Менделееву, Ритцу сделать свои эпохальные открытия. Труды и лекции этих мыслителей насыщены образами, наглядными описаниями, которые, думается, служили не только средством иллюстрации, красочного изображения феноменов, но и главным методом их анализа и поиска первооснов. Лишь благодаря открытию первоначал, явления предстают перед нами в кристально ясной форме, становясь простыми, понятными и естественными. Классическая наука проясняла суть происходящего в природе. А неклассическая наука, напротив, словно пытается скрыть, завуалировать, замутить смысл явлений, сделать их непознаваемыми, трансцендентными.

Именно так действовали прежние учёные-богословы, схоласты, последователи Аристотеля. Для них на первом месте стояла не природа и реальная суть происходящего, а их нелепые умозрительные и запутанные концепции. Простая же, наглядная и доступная разуму теория воспринималась ими как примитив, как нестоящая вещь, раз она доступна всем. На деле же истина должна быть как раз простой, естественной и всем понятной. Если теория не проясняет суть явлений, а лишь запутывает, затуманивает, то она ничего не стоит. Как сказал один известный физик, надо гнать в три шеи учёного, не способного объяснить суть своих научных изысканий обычному ребёнку. Природа устроена просто и красиво — в ней нет ничего сложного и непознаваемого. По самой своей сути она рациональна и сторонится противоестественных, вычурных, сложных решений. Ещё Ломоносов отмечал, что природа проста и не роскошествует излишними причинами. И тут нет какой-то мистики или пустой философии. История развития науки доказывает, что именно простые, понятные, естественные и интуитивно всем ясные концепции во все времена торжествовали в итоге над сложными, формальными и умозрительными, лучше объясняя суть явлений.

Поэтому наглядность, естественность, простота — неизменные спутники верных теорий.

Такие теории обычно объясняют очень широкий круг явлений немногим числом естественных гипотез, для каждой из которых имеется своё интуитивно-очевидное и опытно-физическое обоснование. Такова, к примеру, атомистическая теория Демокрита и баллистическая теория Ритца. Полную противоположность таким теориям составляют абстрактные неклассические учения, вроде теории относительности или квантовой теория атома. В них Эйнштейн с Бором призывают принять группу взятых с потолка постулатов, ниоткуда не следующих, ничем не обоснованных и, более того, противоречащих всему нашему жизненному опыту и интуиции. И не суть важно, что "доказаны", причём не всегда убедительно, некоторые следствия этих постулатов. Справедливость следствий никоим образом не доказывает верности исходных посылок.

Часто абсурдные постулаты сравнивают с аксиомами евклидовой геометрии, которой восхищались и Эйнштейн, и Бор. При этом забывают, что аксиомы геометрии Евклида принимаются без доказательств лишь потому, что они очевидны, интуитивно ясны, и их просто нельзя проверить, вывести из чего-то другого. А потому и в физике аксиомы могут быть лишь классическими, интуитивно понятными, естественными. Если же они неклассические, противоречащие здравому смыслу, то их можно будет принять не раньше, чем они будут доказаны прямым экспериментом, да и то всегда есть шанс неверной интерпретации опыта или вообще фальсификации его результатов. Недаром подобные противоестественные теории, сколько бы веков ни прошло, отторгаются всеми здравомыслящими людьми как нечто чуждое, отталкивающее, органически неприемлемое.

Вот поэтому, как верно заметил Ритц, учёные должны приложить все силы к тому, чтобы до конца исследовать возможности наглядной классической науки, которые далеко не исчерпаны. Это необходимо не только для того, чтобы подыскать всем известным явлениям более простые и естественные объяснения, но главным образом, чтобы понять и предсказать что-то новое. Наше мышление привыкло работать не с абстрактными, а с наглядными образами. Творческий поиск неразрывно связан с образным, ассоциативным мышлением, которое теряет опору в отсутствие таких образов, становится слепым блужданием. До какой-то степени математика, этот костыль учёного, — помогает ему восстановить равновесие и пройти чуть дальше, но с большим трудом и очень недалеко. Невозможно творить, познавать мир, чисто формально, автоматически оперируя математическими символами. Они не способны открыть новых идей, как программа ЭВМ не может выдать больше, чем в неё заложено программистом. Ведь суть науки не столько в том, чтобы решать задачи, а в том, чтобы прежде их ставить, задавать правильные вопросы Природе.

Учёный в первую очередь должен быть увлечённым, ищущим, любознательным и лишь во вторую — математически грамотным и образованным. Создание, конструирование новых физических идей — это процесс творческий, неотделимый от физических, наглядных образов и моделей. Пусть не всегда эти наглядные модели полностью отражают суть происходящего, но зато указывают направление движения, дают новые идеи. Поэтому для того, чтобы делать открытия, не нужно забредать в научные математические дебри. Не случайно, Ньютон, хоть и был автором интегрального и дифференциального исчисления, предпочитал излагать свои "Начала" не аналитическим, а классическим геометрическим языком, привлекая многочисленные наглядные примеры. То же можно сказать о Галилее и о Ритце, которые были отличными математиками, но мыслили и старались преподносить свои мысли наглядно. Ведь, как показывает многовековая история науки, все открытия и изобретения лежат у нас на виду — в обычных явлениях природы, механизмах — надо лишь уметь наблюдать, видеть, удивляться им, рассматривая под неожиданным углом. Недаром столь удачной оказалась капельная модель ядра, а также приведённая здесь баллистическая, пиротехническая модель Ритца, объяснившая природу электрона и электромагнитных явлений. Наконец, во многом именно магнитная поплавковая модель А. Майера позволила Ритцу и Томсону объяснить спектры и структуру оболочек атома, свойства вещества. Эти модели оказываются опорой, компасом, поводырем в тех сферах, куда человеческий взгляд проникнуть не в силах. Сила таких моделей заключена в том, что явления природы на всех этажах мироздания описываются сходными законами (автомодельность § 5.16) — число их ограничено, потому-то многие модели, взятые в макромире, оказываются применимы и в микромире, и в мегамире.

И полную противоположность этой наглядной, модельной интерпретации составляет математический формализм, который с одной стороны сковывает воображение, иссушает науку, становится непреодолимой преградой на пути к открытию нового. А с другой стороны излишняя математизация физики, как верно отметил ещё Ленин в своём труде "Материализм и эмпириокритицизм", ведёт к уклонению физиков от практики, реальности в сторону идеализма, трансцендентных конструкций. Результатом этого и стал кризис физики начала XX в., приведший к появлению нематериалистических кванторелятивистских теорий [29]. В итоге правильными признаются абстрактные теории, которые в принципе не могут содержать наглядных, красивых представлений и моделей. Снова в чести фраза "верую, ибо абсурдно", а простота, красота, понятность теории, её механистичность стали чуть ли не синонимом наивности, примитивизма, убожества, отсталости. Так, Гейзенберг, отец квантовой механики и сторонник идеализма, презирал наглядные классические картины и модели в физике [154]. Совсем как в ситуации с абстрактным искусством, в рамках которого классическим, понятным, гармоничным картинам противопоставляются превозносимые законодателями моды уродливые абстрактные неклассические картины бездарных малевателей, презирающих гармонию красок, форм, пропорций, и просто изливающих на холст царящий в голове хаос. Как не раз отмечалось [111], это явная аналогия современной абстрактной неклассической физики.

Математические конструкции — это не самоцель науки, а лишь костыли, дополнительные опоры, применяемые для более надёжного обоснования и точности, за недостатком силы воображения. Вот почему современная наука пребывает в столь плачевном состоянии. Ритц понимал это лучше чем кто-либо, поскольку сам он был виртуозным математиком и меньше других мог опасаться математических трудностей. Но он сбросил математические оковы воображения, что позволило создать наглядную классическую модель мироздания. Это раскрыло невиданные горизонты, неисчислимые пути для возможных открытий и фантастических изобретений, поскольку появилась возможность наглядного описания явлений. При помощи БТР был расчищен путь к свободному полёту мысли и фантазии. Благодаря этому стало возможным здравое осмысление структуры Вселенной, удалось легко единым образом (в том числе на базе эффекта Ритца) разгадать многие загадки космоса, не углубляясь в математические дебри. Обнаружились совершенно неизученные и промежуточные агрегатные состояния вещества (сверхкристаллы, газолёд, кластерные кристаллы и т. д., см. § 4.15, § 4.16, § 4.20).

Открылись пути решения многих чисто прикладных практических задач — от высокотемпературной сверхпроводимости и холодного ядерного синтеза до казавшихся совершенно фантастичными проектов. Так же сразу прояснилась структура элементарных частиц, строение электрона, над которым прежде даже не задумывались (§ 3.18). Открылся субэлектронный этаж мира, к которому даже не было подступов. Прояснился путь для установления глубинной природы всех известных взаимодействий и механизма их взаимосвязи, единой основы. Этот переход к новым горизонтам науки и снятие пут пространственно-геометрического воображения аналогично переходу от плоскости, двумерия к трёхмерному пространству, от чёрно-белого к цветному, от ползания науки и мысли по земле к их полёту. А ведь это ещё только самое начало! Итак, будущее за наглядными, простыми моделями, тогда как абстрактные — неизбежно отмирают и остаются в прошлом.

§ 5.16 Ассоциативный метод, единство и взаимосвязь явлений

Даже и в наших стихах постоянно, как можешь заметить,

Множество слов состоит из множества букв однородных,

Но и стихи, и слова, как ты непременно признаешь,

Разнятся между собой и по смыслу, и также по звуку.

Видишь, как буквы сильны лишь одним измененьем порядка.

Что же до первоначал, то они ещё больше имеют

Средств для того, чтоб из них возникали различные вещи.

Тит Лукреций Кар, "О природе вещей", I в. до н. э. [77]

Одним из критериев справедливости теории, проверки её естественности, можно считать то, с какой лёгкостью она объясняет широкий круг явлений, насколько точно и непринуждённо встраивается в механизм природы, словно деталь мозаики, нашедшая своё место. В противоположность этому многие учёные, и особенно кванторелятивисты, используют противоестественные, насильственные методы. Они не встраивают свои концепции, а пытаются силой вбивать их в Природу и в головы людей, производя грубую формальную подгонку (достаточно вспомнить Эддингтона). Если что-то не сходится, такие деятели с помощью условного соглашения принимают абсурдный и ниоткуда не следующий постулат и тем самым добиваются согласия теории с наблюдаемой картиной явления. Например, когда электродинамика Максвелла не смогла объяснить ряд опытов, то была искусственно создана противоестественная релятивистская механика теории относительности, позволявшая состыковать теорию с фактами. Таким же согласующим звеном были постулаты Бора вместе с квантовой механикой, которые позволили примирить неудачную планетарную модель атома Резерфорда с фактом стабильности атома и атомными спектрами.

Зато любая верная теория, как показывает история науки, напротив, сразу начинает непринуждённо и естественно объяснять широкий круг явлений, встраиваясь в наблюдаемую картину мира, словно удачно подобранный паззл. Она начинает предсказывать и объяснять сразу очень многое (именно так было с атомистической теорией Демокрита, в отличие от теории Аристотеля, где на каждое явление приходилось выдумывать свою гипотезу). Такая теория стремительно, словно снежный ком, обрастает фактами и находит подтверждение в самых разных областях. Демокрит и все другие творцы, мыслящие индуктивно, исходя из верных предпосылок, выдают сразу лавину ассоциаций, поток образов, которые позволяют объяснить и объединить широкий круг явлений.

Вот почему теории должны строиться по методу индукции, конструирования от частного к общему. Надо установить первоосновы явлений, начала, и если они найдены правильно, то из них можно вывести, объяснить весь мир. В малом зерне истины заключается сразу многое, из него прорастает весь мир, целостная его картина. Именно так Демокрит, который и разработал индуктивный метод, на основании гипотезы о том, что в мире есть только атомы и пустота, построил удивительно точную картину мира, правильно поняв многие явления [31]. Как говорил Конан Дойль устами Шерлока Холмса: "Следует выделить из массы измышлений и домыслов досужих толкователей несомненные, непреложные факты. Установив исходные факты, мы начнём строить, основываясь на них, нашу теорию". Поэтому Демокрит критиковал чисто дедуктивный метод Аристотеля, который строил сперва умозрительную, ни на чём не основанную общую концепцию, а потом начинал уже к ней подгонять факты [31]. Впрочем, Демокрит не отрицал роли дедуктивного метода, поскольку именно он позволял найти те исходные предпосылки, начала, на основании которых строилась вся концепция. Именно так он создал свою атомистическую теорию, по которой в мире существуют только атомы и пустота. Однако Демокрит, в отличие от Аристотеля и Эйнштейна, открывал эти исходные положения, начала не умозрительно, а на основании опытов и фактов, как результат обобщения и систематизации большого числа наблюдений, как видно из поэмы "О природе вещей" [77]. Кроме того, именно дедуктивный анализ позволяет выбрать из нескольких построенных теорий, версий правильную.

Поэтому Шерлок Холмс, как специалист по расследованиям и исследованиям, так высоко ценил метод дедукции — движения от общего к частному. На проблему нужно смотреть всегда в целом, глобально — проверять насколько естественно испытуемая теория или гипотеза описывает весь круг известных явлений, а уже потом прорабатывать теорию подробно, изучать частности и заниматься проверкой её следствий. Когда одна простая гипотеза объяснит сразу широкий круг явлений, она с большой долей вероятности и будет верной. Тогда на её основе методом индукции можно будет построить всеобъемлющую теорию. Именно по такой схеме была построена и атомистическая теория Демокрита с его фундаментальной идеей об атомах, и теория Ритца, и данная книга, не дающая подробного математического анализа явлений, а исследующая общие возможности теории. Так же, от общего к частному, создают свои творения архитектор, художник, литератор. Никогда они не станут выяснять детали, пока не понят общий замысел, схема, пока не нарисован план, эскиз. И уже потом, когда готов остов, костяк, он начинает обрастать плотью, и идёт проработка деталей. Это опять же пример инженерного, планомерного стиля мышления.

Полную противоположность этому классическому методу составляет неклассическая наука, вводящая ниоткуда не следующие постулаты, порой совершенно абсурдные, и из них уже начинают строиться далеко идущие выводы. Если что-то не согласуется с этими выводами, то считают, что или эксперимент неверен, или вводят дополнительные подгонки, исправляют другие и давно проверенные теории, всё больше усложняя концепцию, лишь бы добиться её признания. Именно так теория относительности, основанная на двух постулатах, перекраивала всю классическую механику только потому, что та противоречила этим постулатам и абстрактной максвелловской электродинамике. Ещё большую перекройку наших взглядов произвела общая теория относительности. Но это всё равно, как если кто-то, почти разгадав кроссворд, вдруг обнаружит, что придуманное им последнее слово не подходит по буквам, но вопреки этому впишет его и начнёт переписывать, подгонять в соответствии с ним весь кроссворд, с большими натяжками и жертвами. Этот метод от частного к общему, — есть не что иное, как известный "метод постепенности", "раскрутки", применяемый мошенниками и торгашами: человека принуждают пошагово соглашаться сначала с одним, затем со вторым, … и т. д. В итоге человек оказывается обманутым, поскольку он при каждом "шаге" исходил из навязанной искусственной ситуации, а не из начальной, от которой с каждым шагом отдалялся. Если б он был начеку и имел интегральный, целостный взгляд на вещи, не сосредотачиваясь на частностях, обмануть его было бы непросто.

Именно так, в полном противоречии со стройной существующей системой классической науки, строилась и теория относительности, и квантовая теория. И так же пошагово она принудительно, обманом продвигалась к противоестественному итогу торгашами от науки. Если опыт подтверждал какое-то следствие исходных постулатов, его считали подтверждением всей концепции. А между тем, как известно, хотя бы из метода математической индукции, такое доказательство ничего не стоит, если не доказан исходный базис. Ведь верные следствия часто получают и из неверных предпосылок. Поэтому доказательство отдельных следствий ещё не доказывает всей концепции и всех её следствий. Так что теория относительности и квантовая механика — это типичные софизмы, вроде математических софизмов, которые доказывают заведомо абсурдные вещи, например, что 2×2=5, что все треугольники равносторонние. Так же и СТО вводит равенство скорости света во всех системах отсчёта.

Сходу бывает сложно найти ошибку в софизме, и доказательство кажется безупречным. Но неявный порок всегда имеется и скрыт он в одном из исходных ложных положений софизма, на нём и строится весь вывод.

В теории относительности это — постулат независимости скорости света от движения, противоречащий первому постулату о справедливости закона инерции для света.

В квантовой теории это — постулат квантования энергии и принцип неопределённости, дуализма волна-частица.

Сколь бы правдоподобными ни казались выводы этих теорий, они ничего не стоят, ибо построены посредством индукции на базе ложных предпосылок. Не случайно Эйнштейн преклонялся перед логикой, подобно Аристотелю, называемому отцом этой науки: оба они выводили свои ложные умозаключения, следуя абстрактным, формально-логическим путём, изолированным от реальности. Как верно отмечено в символичном и остроумном фильме "Трасса 60", именно такая софистика и казуистика позволяет адвокатам в судах, используя логику и манипулируя законами, доказывать, что белое — это чёрное и наоборот. Совсем как в случае кванторелятивистских теорий: все прекрасно видят, что решение ложно, но формально всё выглядит столь безупречно, что комар носа не подточит. По замечанию самого же Эйнштейна такой формально-математический индуктивный метод — это единственный совершенный способ водить за нос самого себя (а заодно и других).

Начинать с индукции кроме того и не рационально. Если сразу подробно математически прорабатывать частности, можно потратить уйму времени впустую. Всё равно, как если архитектор начнёт строить здание, а в ходе постройки окажется, что оно не вписывается в окружающее пространство. Рецепт кванторелятивистов при таких нестыковках состоит в сносе мешающих зданий, хотя причина ошибки состояла лишь в их собственной недальновидности и некомпетентности.

Таким образом, всегда надо прежде понять, каким путём следует идти, определить направление развития, построить план, каркас, схему, а затем уже продвигаться дальше, на каждом этапе проверяя соответствие построения реальным условиям. Поэтому в науке необходимо сначала анализировать проблему глобально, в целом, не сосредотачиваясь на частностях, следя в первую очередь за естественностью всей концепции, а не отдельных её аспектов. Так, Коперник никогда бы не построил свою теорию, если бы застопорился на объяснении некоторых кажущихся несоответствий его концепции, — таких, как отсутствие параллакса звёзд, неощутимость движения Земли и т. д. Так же и Колумб никогда бы не открыл Америки, не будь он уверен в правильности своей идеи, благодаря чему упорно стремился к своей цели, не обращая внимания на частные затруднения. И Коперник, и Колумб нашли верный, наиболее естественный путь, которому видели массу подтверждений, а частности, мелкие несоответствия своих теорий, справедливо сочли временными проблемами, которые однажды будут разрешены.

Итак, методы индукции и дедукции должны работать в паре, дополняя друг друга и работая в правильном порядке. Тогда верная теория сама, без натяжек, начинает ассоциироваться с разными явлениями природы, общества и даже языка. Одно истинное зерно теории ведёт к далеко идущим выводам и предсказаниям, обрастает целым миром, как бы кристаллизует его вокруг себя. Часто такая теория обнаруживает аналогии, параллели не только в физическом мире, но и в быту, в мире наших ощущений, в фольклоре, в разговорном языке и других культурных проявлениях. Если почитать поэму Лукреция "О природе вещей", можно поразиться тому количеству моделей, сравнений, иллюстраций, метафор, аллегорий из жизни и даже простой речи и письма. Так, Лукреций сравнивает атомы с буквами алфавита. Подобно тому, как тексты, слова представляют собой сочетания букв, так и тела, молекулы — это сочетания атомов. От типа букв и порядка их расположения зависит качество, звучание слов. Точно так же от типа атомов и порядка их сцепления зависят свойства тел. Тем самым Лукреций не только опередил развитие физической химии на два тысячелетия, но и предвосхитил открытие великим русским учёным А. Бутлеровым структурной химии. Даже число основных атомов, из которых составлено большинство тел, примерно равно числу букв в современных алфавитах — около тридцати (остальные — атомы инертных газов, редкоземельных металлов и других редких или рассеянных элементов, которым могло бы найтись соответствие в древних, более полных славянских и санскритских алфавитах).

Казалось бы, случайное совпадение. Но в нашем мире ничто не случайно. Всё в природе и в жизни имеет свой смысл. Мир на всех уровнях организован по одной схеме, по одним и тем же оптимальным законам, поскольку есть глубокая взаимосвязь всех явлений. Мир устроен просто, гармонично, самоподобно, по законам симметрии. И в этом нет никакой метафизики, мистики или умозрительной философии. Разве это не проявление физических законов, что всё в мире взаимосвязано, что всё, так или иначе, пусть через много промежуточных звеньев, влияет на всё, на всём отражается, что всё пребывает со всем в гармонии? Полагают даже, что именно эту всеобщую физическую взаимосвязь явлений, их гармонию и следует называть Богом, так же как разум и личность человека — это, по сути, лишь совокупность всех связей нейронов. В силу таких законов всеобщей взаимосвязи людям и воздаётся всегда по заслугам этим миропорядком, всевышним судьёй, называемым Богом. Именно в такой форме всеобщей взаимосвязи признаёт Бога даже диалектический материализм. Не зря и первый материалист Демокрит пытался вывести, и часто успешно, все божественные проявления, включая душу и психику, из открытых им атомистических законов, в том числе законов детерминизма и сохранения [77]. При этом Демокрит опирался на распространённый в древности принцип аналогии микрокосмоса и макрокосмоса [31, с. 62].

Таких взглядов о влияниях всего на всё — явлений космоса на наш мир, микромира на космос — придерживался и великий Кеплер, и А.Л. Чижевский, коллега и друг Циолковского, создатель одноимённой люстры и ионотерапии [163]. Наконец, и сам Циолковский этот принцип всеобщей взаимосвязи явлений, их единой природы, самоподобия (автомодельности, фрактальной структуры) природы на всех этажах мироздания сформулировал в виде принципа монизма Вселенной [159]. Такое единство, самоподобие законов и явлений природы, составляющее основу русского космизма, космической философии, развитой Циолковским, было не раз отмечено в книге. Это и бесконечность Вселенной во всех направлениях, и работа на всех этажах мироздания одних и тех же законов механики, огненных, искромётных баллистических и наглядно-геометрических моделей. Это и единство, подобие кристаллической структуры вещества, атомов, ядер, элементарных частиц. Даже в космических масштабах обнаружилась кристаллическая структура, скажем у Земли, имеющей особые точки в вершинах вписанного в неё икосаэдра. Так же и Вселенная, как открыли астрономы, разбивается на элементарные ячейки, имеет сотовую структуру (§ 2.7): галактики концентрируются в стенках этих сот, тогда как их полости не содержат светящегося вещества [66, 168]. Обнаружено даже, что скопления располагаются вдоль рёбер октаэдров (бипирамид), упорядоченно расположенных в пространстве. Таким образом, и на микро- и на макро- и на мегауровне мироздание имеет сотовую, кристаллическую структуру, словно будучи разбито на жилые блоки, квартиры. Вселенная на каждом уровне повторяет сама себя, только в ином масштабе, словно фрактал, то есть обладает фрактальной структурой.

Именно в силу естественности, гармоничности и закона всеобщей связи у верных теорий возникает множество неожиданных параллелей, аналогий. Их было много и в данной книге. Многие из них читатель мог воспринять как художественный приём, как метафору, сравнение, аллегорию, а зачастую и просто как шутку. Однако в каждой шутке, как говорилось, лишь доля шутки, остальное — правда. Вот почему аналогии, казалось бы, чисто внешние, нередко имеют реальные внутренние скрытые причины. Даже в фольклоре, языке, особенно в одном из древнейших — русском, как это хорошо демонстрирует Михаил Николаевич Задорнов, заложен глубокий смысл — не только в каждом слове, но даже в каждом слоге, звуке, в их порядке и связи. Нет языка богаче русского по смыслу, форме и содержанию. Это своеобразие древнерусского языка, его глубина в сочетании с красотой и ясностью особенно ярко отражены в фильме "Игры богов" и в книгах В.Н. Дёмина, одного из создателей данного фильма, а также автора работ в защиту баллистической теории [44].

Давно отмечено, что форма и содержание связаны. Поэтому, как подтверждает Дёмин, люди и предметы получают свои имена не случайно, а по некоему закону связи формы и содержания, словно мы интуитивно чувствуем природу явлений. Оттого в языке приживаются именно те слова, имена, названия, которые ложатся на душу, резонируют, отвечают внутреннему содержанию называемого объекта, о чём говорил ещё Пифагор, слышавший по его признанию музыку, гармонию объектов природы. Поэтому уже из внешнего анализа языка, фольклора можно многое узнать об устройстве нашего мира, как в силу интуитивно точного подбора смысла слов, так и по причине того, что в языке сохранились многие ныне забытые открытия древних. В силу этого огромный заряд древних знаний содержат книги В.И. Даля: "Толковый словарь живого великорусского языка" и "Пословицы русского народа". И наоборот, форма (имя, название) определяет, программируют содержание. Как учил доблестный капитан Врунгель: "Как вы яхту назовёте, так она и поплывёт".

Достаточно вспомнить примеры, когда имя учёного, изобретателя удивительным образом перекликалось с темой его исследований (§ 1.4). Скажем, И.И. Ползунов построил первый паровой двигатель, работающий за счёт двух поршней-ползунов в непрерывном режиме. А. Белл (bell — звонок) изобрёл телефон. Братья Люмьер (фр. lumiere — источник света, просвещение) изобрели кинематограф. Биохимик М.С. Цвет разработал хроматографию. Физик П.Н. Лебедев открыл давление света с помощью белых и чёрных крылышек. Астрофизик Аристарх Белопольский построил, подобно Аристарху Самосскому, новую картину космоса, надолго забытую и альтернативную замкнутому в сферу космосу Аристотеля, а сочетание "Белое Поле" — означает в традиции "Небесный Мир". Наконец, словно по имени Вальтера Ритца, создателя баллистической теории (БТР), назван популярный автоматический восьмизарядный пистолет "Вальтер". И таких примеров сотни. Здесь нет никакой мистики, идеализма, а есть глубокий закон природы — закон всеобщей взаимосвязи явлений. Не зря именно такую взаимосвязь явлений признаёт диалектический материализм. А сверхъестественными подобные совпадения кажутся, как понял ещё Демокрит [31], лишь от незнания этой скрытой взаимосвязи и законов природы. Примерно так и закономерное движение солнца, звёзд, прежде окутанное во тьме незнания туманом мистики, в последствии нашло естественное объяснение. Итак, созвучия, параллели, символизм, их анализ, важны в науке не меньше, чем в поэзии, живописи и художественной литературе.

С одной стороны яркие образные сравнения помогают лучше воспринять, усвоить и запомнить информацию, порой на всю жизнь, если сравнение удачное: работает ассоциативная память. Именно так устроены наше мышление и память: образуются стойкие связи, ассоциации. Они увязывают одно с другим, структурируют информацию, облегчая её запоминание и осмысление. Именно в этом состоит суть мнемонических методик. Образный язык помогает увлечь читателя, зажечь идеей. Поэтому такие сравнения находят широкое применение в научно-популярной литературе (§ 5.5). Да и в научных книгах, статьях не стоит ими пренебрегать. Одна удачная модель, аналогия, — порой заменяет целую страницу формул. С другой стороны, количество и точность, удачность таких параллелей, аналогий, ассоциаций, может служить мерой и критерием истинности теории. Не зря мы приемлем именно те теории, в которых нам многое созвучно, в которых мы видим отражение привычного для нас мира и предметов.

К другим же теориям, скажем к теории относительности или квантовой, многие люди испытывают неприятие и даже отвращение. Такие бессмысленные концепции им органически чужды, поскольку противоречат миру привычных вещей и взглядов — тому, что обычно называют здравым смыслом, интуицией. И лишь насильственно, через постепенное привыкание, учёные сживаются с этими теориями. Внутреннее отторжение подобных идей людьми, не скованными догмами, должностями, привычкой мыслить извращённо (как некоторые учёные), — служит лучшим критерием ошибочности теории.

Наконец, последнее. Поиск ассоциаций, взаимосвязей, параллелей явлений служит весьма эффективным средством научного поиска. Именно такой метод аналогий, как показывает история науки, кратчайшим путём приводит к открытию. Ведь суть науки состоит как раз в установлении взаимосвязей явлений и фактов. Поэтому в науке образное, ассоциативное мышление важно не меньше, а может и больше, чем в искусстве. Учёный тем и отличается, оттого и совершает открытия, что, подобно другим людям творческих профессий, чутко улавливает существующие в природе взаимосвязи, закономерности явлений, их скрытую гармонию, которую и доносит до людей своим творчеством, облекая в привычные образы.

Природа, как отмечали Коперник, Ломоносов, Ньютон, — крайне проста, экономна и не роскошествует излишними причинами. Именно за счёт взаимосвязей, самоподобия природа в малом содержит сразу многое, "одну вещь обогащает многими действиями", чему видели массу примеров в данной книге, где один рисунок служил для иллюстрации многого, а эффект Ритца объяснял весь космос. Недаром по такому ассоциативному механизму работает и наша память, вмещающая благодаря установлению связей очень многое. Так и кусок голографической пластинки содержит информацию сразу обо всей запечатлённой на ней картине. Такой ассоциативный метод мышления, тесная взаимосвязь, автомодельность явлений важны ещё и потому, что одно фундаментальное открытие влечёт за собой целую цепочку, лавину важных открытий, словно ядро кристаллизации, вызывающее в пересыщенном растворе стремительную кристаллизацию. То же и в науке: одно цепляется за другое, что ведёт к перестройке всей физики и космологии. Именно так Демокрит и Лукреций выстроили целую батарею важных и правильных идей, полностью пересмотрев картину мира Аристотеля. Так же и открытие Коперника привело к цепной реакции расцвета механики, физики, астрономии в XVII в. Аналогично и баллистическая теория, открывая единую природу всех типов взаимодействий, ведёт к прорыву в будущее и разработке сверхтехнологий.

Приведём ПРИМЕР. Учёные давно открыли электрическую природу света и то, что различные типы излучений (радиоизлучение, ИК-лучи, свет, УФ-лучи, X-лучи, гамма-лучи) — это всё электромагнитные колебания, разнящиеся лишь частотой. Однако непонимание механической природы света, его структуры и принципов движения, долго не позволяло открыть способ трансформации света в другие частотные диапазоны. Ведь гораздо удобнее, вместо громоздких генераторов на каждый из диапазонов, иметь под рукой компактный лазерный источник и трансформатор спектра его излучения, подобно использованию трансформаторов напряжения (вместо набора разных источников) или редукторов, коробок скоростей в автомобиле (вместо набора разных двигателей). Конечно, нелинейная оптика открыла ряд способов преобразования оптического спектра. Лазеры ультракоротких импульсов позволяют превращать свет даже в терагерцовое и рентгеновское излучение, но с малой эффективностью. Можно вызвать сдвиг спектра и по эффекту Доплера, меняющему частоту f света на f'= f/(1+Vr/c), например в редукторе Белопольского с крутящимися зеркалами. Но доплеров сдвиг частоты обычно ничтожен ввиду малой скорости источников Vr<<c [74]. Лишь в лазерах на свободных электронах с помощью мощных ускорителей, разгоняющих электроны до V≈c, удалось трансформировать свет лазера, рассеянный летящими электронами (отражённый "электронным зеркалом"), в гамма- и рентгеновские пучки. Но и эта технология слишком дорога, сложна и малоэффективна. К счастью, способы преобразования частоты от движения источника не исчерпываются эффектом Доплера, ибо есть ещё эффект Ритца f'=f/(1+Lar/c^2) (§ 1.10). Именно он открывает новый, универсальный способ трансформации оптического спектра в любой другой диапазон электромагнитных волн от радио- до гамма-излучения, поскольку не требует разгона до световых скоростей. С подобными трансформаторами светового излучения в неоптические диапазоны уже встретились в космосе на примере пульсаров, квазаров, радиогалактик и барстеров (§ 2.21). Они удалены на астрономические расстояния L и потому сильно преобразуют спектр звезды даже при малых ускорениях ar.

Однако применимость эффекта Ритца для трансформации частоты в земных условиях, казалось бы, ограничена ещё больше, чем у Доплеровского, поскольку в f'=f/(1+Lar/c^2) надо обеспечить Lar/c^2 порядка ±1, т. е. для L~1 м нужны ar= c^2/L~10^17 м/с^2! Это ускорение недостижимо для излучающих приборов, но его легко сообщить атомам и электронам, излучающим и переизлучающим свет! Поскольку в поле E ускорение электрона a=Ee/m, где e/m=1,76·10^11 Кл/кг, то a=10^17 м/с^2 уже при E~10^6 В/м (для ионов E~10^9 В/м). Этот и даже на порядки большие уровни поля ныне легко достижимы. Поэтому в земных лабораториях можно создать универсальные трансформаторы спектра аналогичные космическим. Для этого в поле E~10^6–10^9 В/м надо придать ускорение пучку излучающих ионов или рассеивающих свет электронов, и их оптическое излучение, пройдя в сверхчистом вакууме путь L, преобразуется в радио-, терагерцовый, ИК-, УФ-, рентгеновский или гамма-диапазон в зависимости от знака и величины поля E. Частоту излучения можно плавно перестраивать, меняя пролётную дистанцию L до переизлучающей пластины (Рис. 201). А раз частицы не надо разгонять до V≈c, то КПД трансформации оптического излучения будет почти 100 %.

Рис. 201. Трансформатор Ритца: свет лазера частоты f переизлучается ускоренными электронами и на пути L преобразуется в излучение f' любого иного диапазона.

Интересно, что нечто подобное ещё в 1950 г. предложил С.И. Вавилов, как раз имея в виду проверку баллистической теории. Он предлагал модулировать скорость пучка ионов, каналовых лучей за счёт быстрой перезарядки (быстрых изменений величины ускоряющего поля) и наблюдать, возникнут ли при этом предсказанные Ритцем нелинейные преобразования спектра и фазы световых колебаний (УФН, 2001, Т.171, № 10). Но внезапная смерть Вавилова в 1951 г. не позволила ему построить установку и осуществить эксперимент (§ 2.9). Теперь же применение БТР и возросшие технические возможности позволят легко сконструировать такие эффективные преобразователи и реализовать замысел Вавилова. Более того, возможно, подобные трансформаторы излучения уже давно работают там, где электроны движутся с огромными ускорениями (в грозовых разрядах, генераторах аттосекундных импульсов, синхротронах), однако генерируемое при этом рентгеновское и гамма-излучение интерпретируют как синхротронное или тормозное излучение электронов.

Таким образом, единая механическая основа движений света и частиц, снарядов открывает большие возможности в плане преобразования световой энергии. Говоря об ассоциациях и образах, надо отметить, что эта баллистическая модель света и единство излучений разных частот с детства прививается нам мнемоническим правилом для запоминания цветов светового спектра радуги: "Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан". Причём эта баллистическая аналогия насчитывает много тысячелетий: ещё в древнеиндийском эпосе "Рамаяне" радуга называлась "семицветным луком Громовника", то есть охотничьим или боевым луком Индры, которому, так же как славянскому Громовнику-Перуну, лук служил для метания световых стрел-молний, вошедших позднее в эмблемы римских легионеров и российских войск связи (§ 1.9, § 5.2). Тем самым баллистическая, стрелковая аналогия связывает воедино прошлое и будущее, механику и оптику, оптическое и радиоизлучение. Будем надеяться, что открытая Ритцем единая механическая, баллистическая основа, взаимосвязь всех типов энергии, всех видов взаимодействий и излучений, позволит далеко продвинуться в плане их понимания и практического применения путём преобразования одних энергий в другие.

По убеждению многих учёных и философов, включая таких древних, как Пифагор и Платон, в природе действует великий закон единства и аналогии, а потому метод аналогий — это наиболее простой и эффективный метод научного поиска. Именно тесная взаимосвязь и единство явлений природы позволили сделать важнейшие открытия Ритцу, Тесла, познать глубины микромира и космоса таким гигантам русской мысли, как Ломоносов, Менделеев, Циолковский, Белопольский. Такие исследователи, в отличие от учёных-жрецов, скрывающих знание за туманными формулировками, не прячут, а щедро разбрасывают идеи, делятся с миром открытиями, сеют знания, излагая их легко и доступно. Истиной, в отличие от лжеинформации, нельзя торговать, её можно только дарить. В такой широте, всеохватности, универсализме, энциклопедичности этих гигантов мысли — нет ничего удивительного. Просто, верно поняв что-то одно, есть возможность познать и многое другое, подобно тому как, найдя конец клубка, можно легко его размотать. Это и позволяет независимо приходить к одним и тем же важным и верным идеям разным исследователям, единство независимых мнений которых служит лучшим подтверждением справедливости их общей идеи. Именно в этом смелом полёте фантазии, воображения, управляемом кормилом строгой логики и ассоциативного мышления, большинство прогрессивных мыслителей видело основную причину своего научного успеха.

§ 5.17 Гармония природы, науки и человека

В последнее время меня, правда, больше привлекало изучение загадок, поставленных перед нами природой, нежели те поверхностные проблемы, ответственность за которые несёт несовершенное устройство нашего общества.

Артур Конан Дойл, "Последнее дело Холмса"

Как было не раз показано в книге, баллистическая теория не просто раскрывает картину мироздания, устанавливая взаимосвязь явлений, но делает это ещё и легко, изящно, классически, в гармонии со здравым смыслом, законами природы и логикой научного развития. В этом состоит причина многих успехов БТР по части объяснения загадочных явлений из самых разных разделов науки.

А проблемность нынешней неклассической физики связана с тем, что та создавалась противоестественно, вопреки законам разума и мироздания. Учёные, вместо того, чтобы пытаться познать законы Вселенной и следовать им, шли в обход их, пытаясь навязать миру свои, порождённые извращённым умом правила. В теории относительности, в квантовой механике, кванторелятивистской астрофизике и космологии факты насильно втискивали в теоретическую концепцию, их подгоняли, встраивая в систему посредством множества умозрительных искусственных постулатов. В итоге все такие концепции выглядят неестественно и отторгаются разумом и душой.

Такие силовые, противоестественные способы добычи знания и построения теорий ведут к низкой эффективности и высокой затратности науки. Тайны природы теперь чаще не познают, а стремятся выпытать из неё ускорителями, коллайдерами и другими силовыми установками. Информацию хотят насильно вырвать из недр природы, а природа за это мстит. Изгнав Человека, его разум, здравый смысл и нравственность из науки, её сделали неживой, бездушной, формальной и бюрократичной: наука дегуманизировалась и автоматизировалась, превратившись из творчества, искусства в рутинную будничную технологию слепого угадывания законов природы для их использования в корыстных и антигуманных целях. По счастью, это же и ограничивает возможности такой науки, становящейся чрезмерно затратной и не способной дать адекватных представлений о законах мироздания и шансов их использовать в низких целях.

В прежние времена учёные открывали великие тайны природы скромными средствами, поскольку работали разумно, в согласии с природой, добывали знания не грубой силой, а силой разума. Не случайно и открытия их работали на благо человечества. Прежде человек считал себя частью мироздания, природы, не отделял себя от неё, в этом состояла суть космического мировоззрения древних славян и индийцев. Их вера, в отличие от современных религий, не допускала отношений раб-господин. Люди жили вольно, не порабощая природу, но и не пресмыкаясь раболепно перед богами и космическими стихиями, а в полном согласии с материалистическим мировоззрением осознавая свою единую с ними природу. Отношения человека и природы, космоса были родственные, дружественные, как у равноправных членов космического содружества, что хорошо отражено в славянских сказках (см. Дёмин В.Н. Заветными тропами славянских племён. М., 2002). Человек был с миром на равных, оттого ему и были открыты многие мировые тайны. Он жил в гармонии, в союзе с природой, сотрудничал и помогал ей, а не порабощал, не уничтожал и не унижал её. За это природа щедро платила ему и сама открывала свои секреты. В этом же, возможно, состоит причина научных успехов бедных в техническом отношении индийских факиров (§ 5.7). О том же говорил и такой известный физик-классик, как Ф. Содди, отмечавший, что прежде наука была неотделима от человека, общества, от их духовного мира, философии и нравственных ценностей. Наука помогала человеку постигать совершенство мира, его гармонию и красоту, она служила всему Человечеству, а не самым бездушным его представителям, как теперь, когда произошла предельная дегуманизация науки, породившая учёных-релятивистов с их вывернутым умом и полной деградацией научной совести и нравственности [139]. Вот почему знания, добытые и понятые превратно, на основе ложных теорий, не приносят человечеству ничего кроме бед и страданий, уносят миллионы жизней и ставят человечество на грань вымирания от глобальной катастрофы экологического или военного характера.

Так, у истоков создания ядерной бомбы стояли как раз те учёные, которые мыслили противоестественно, извращённо, громоздя абсурдные теории. Среди таких "учёных", инициировавших создание ядерной бомбы, были А. Эйнштейн, Н. Бор, Л. Сцилард, А. Комптон, Э. Ферми, Р. Оппенгеймер, Ю. Вигнер, Э. Теллер. Каждый из них внёс свой "достойный" вклад в развитие кванторелятивистской физики и астрофизики. После открытия цепных реакций деления постройка бомбы представляла собой чисто техническую, а не научную проблему. А перечисленные учёные служили инициаторами, движущей силой её решения. Этот пример, как нельзя лучше, доказывает, что наукой нельзя заниматься людям, не имеющим соответствующего духовно-интеллектуального развития. Такой интеллект подразумевает не только обладание достаточными техническими и математическими навыками исследований, но и высокое духовное, нравственное и социальное развитие, высокую ответственность учёного. Наукой надо заниматься с умом и с душой. Учёный же без души, с извращённым умом, подобен ребёнку, играющему со спичками вблизи склада с боеприпасами, или психически больному, террористу с оружием в руках. Ещё Жюль Верн отмечал, что для того, чтобы наука служила Добру, она не должна опережать уровень нравственного развития, должна поднимать его.

До каждого открытия надо дозреть, оно должно приходить естественным путём, получаться в рамках правильных теорий. Ведь открытие, изобретение, созданное в рамках верной теории, подразумевает достаточное умственное, духовное, идейное, а не только техническое и математическое развитие. Лишь такие открытия работают на благо человечества, поскольку созданы в гармонии с разумом, в союзе с природой. И раз эти открытия добываются естественно, они получаются с минимальными затратами энергии, технических средств, финансов, времени и труда людей. Здравомыслящий учёный не создаст опасных изобретений, ибо, будучи разумен, предусмотрит все возможные последствия своего открытия, изобретения. Поэтому правильные открытия являются в должное время, когда человечество достигает необходимого уровня духовного и социального развития. Тогда они служат на благо людей и природы, а не во вред им.

Что же касается верной информации, добытой с помощью адекватных теорий, она не только играючи достаётся и легко усваивается, но и работает на благо природы и общества. Любое верное знание подразумевает упорядочивание, уменьшение меры зла, хаоса, энтропии, причём вновь добытая информация способна распространяться лавинообразно, неограниченно, без сопутствующего всем другим процессам роста энтропии. Нет ничего более структурирующего, созидательного, упорядочивающего и антиэнтропийного, чем истина, достоверная информация, как показал физик Л. Бриллюэн — один из последователей идей Ритца и критик неклассической физики. Открытие нового революционизирующего науку знания заметно снижает меру хаоса, увеличивая меру добра и созидания, потому и говорят: "ученье — свет, а неученье — тьма". И если нынешняя тёмная физика предельно хаотична, бессистемна и бессмысленна, то светоносная баллистическая теория как раз структурирует, упорядочивает накопленные физиками знания, образуя кристально чёткую гармоничную систему вместо прежнего кванторелятивистского тумана.

Такое гармоничное развитие, взаимодействие природы, науки, техники и человека, осуществляемое БТР, способствует также и открытию древних знаний, не проявленных до сих пор возможностей человека. От неадекватных представлений современной науки многие до сих пор пребывают в спящем состоянии, словно под действием дурмана, и никак не могут проснуться, протрезветь. Нам следует освободиться от оков так называемых "очевидностей", искусственных "истин". Действительные возможности Человека безграничны — надо их только открыть и развить. И величайшее заблуждение, что только редким людям, наделённым талантами, по плечу открытия и прозрения. В действительности даже человек средних способностей может делать открытия, творить великие произведения искусства, если задастся такой целью, испытает вдохновенье и разовьёт свои способности.

О безграничном потенциале любого рядового человека написаны фантастические произведения, сняты фильмы (например, фильм "Феномен" с Дж. Траволтой, или рассказ С. Гансовского "Пробуждение"). Имеются и многочисленные реальные случаи внезапного проявления необычных способностей. Причём, как показывают эти примеры, обычно человек гармонично и разносторонне развивается сразу во всех направлениях: в науке, искусстве и особенно в духовном плане. Наступает особое состояние психики (души), одинаково способствующее творчеству в любых сферах, открытию дара ясновидения и контроля над скрытыми силами организма, помогающими творить чудеса (как показывает пример Леонардо да Винчи и Тесла). Возможно, любой человек способен проснуться, прозреть, открыть в себе великий дар, если сам того захочет. Для этого не хватает лишь некоего импульса, искры, зажигающей человека. Не зря мракобесы во все времена боялись таких прозревших людей-просветителей — (аватаров — сеятелей культуры), сеющих искры, рождающие взрыв, расцвет цивилизаций.

Вот такое гармоничное развитие человечества и человека позволяет осуществить БТР, открывая тайны в гармонии, союзе с природой. Тем самым баллистическая теория, производя балансировку духовно-нравственного и научного уровня, выправит кособокость нынешней цивилизации и откроет пути создания новых устройств, которые будут не порабощать человека, а служить ему, облагораживать Землю, восстанавливать её климатический и экологический баланс, а также поспособствует освоению космоса с выходом далеко за пределы солнечной системы.

§ 5.18 О скептиках и критиках

Мне бы только хотелось избежать предварительного суда специалистов, которые забракуют работы, так как они опередили время; также и по общечеловеческой слабости: не признавать ничего оригинального, что так несогласно с воспринятыми и окаменевшими уже мыслями…

Положим, опыт отверг гипотезу относительности (Эйнштейн). Сколько трудов было употреблено учёными для её усвоения, сколько студентов ломало над ней голову — и вдруг это оказалось вздором. И унизительно и как будто клад потеряли. Сколько было гордости перед другими, не знакомыми с учением, — и всё рухнуло… Постоянно отвергаются старые гипотезы, и совершенствуется наука. И всегда этому более всего препятствуют учёные, потому что они от этой переделки больше всего терпят и страдают.

К.Э. Циолковский [69, 159, с. 80]

Вполне возможно, что после выхода этой книги появятся критические отзывы, исходящие от профессиональных физиков и астрономов (хотя более вероятно полное игнорирование и замалчивание). Всеми правдами и неправдами они будут стремиться доказать, что БТР полностью ошибочна, что ни одно из положений данной книги не выдерживает критики, будут называть БТР блефом, а причастных к ней — мистификаторами.

Такая реакция естественна, поскольку в случае справедливости БТР всё, во что верили эти учёные на протяжении своей жизни, окажется ложным, заметная часть их собственных научных достижений и открытий пойдёт прахом (особенно у теоретиков). Воскрешение теории Ритца из небытия для таких учёных подобно Второму Пришествию, за которым неизбежно последует Судный день — страшный суд, где им придётся ответить за все свои ошибки и прегрешения в науке и жизни. С чисто человеческой точки зрения такой страх перед военно-полевым судом БТР и революцией в физике понятен: кому приятно оказаться в итоге дураком? Но с позиций науки, которой настоящий учёный должен быть беззаветно предан, подходя ко всему объективно, непредвзято и беспристрастно, ставя превыше всего истину, а не личное мнение и выгоду, такая боязнь перед новым и правильным противоестественна и смешна. Поэтому, слушая критику таких учёных, надо учесть следующее:

1) Если в данной книге есть ошибки, то это могут быть ошибки самого автора, ещё не говорящие об ошибочности всей Баллистической Теории Ритца. Дело в том, что у каждого может быть своё, не совпадающее с другими, видение Баллистической теории, общая — только основа (достаточно сравнить теории Фокса, Секерина, Дёмина-Селезнёва, Фритциуса, Масликова, Кулигиных-Корневой, Сотиной-Болдыревой, Чеплашкина). И хотя излагаемая в данной книге теория предельно приближена к оригинальной концепции Ритца, многое здесь суть оригинальные, самостоятельные разработки автора [112–132], в которых БТР выступает в качестве основы (ведь теория была создана век назад и многие её положения предстают сегодня в ином свете). Из работ видно, сколь тернист путь, пройденный БТР за век, как нелегко, с ошибками, доставалась истина. Такие ошибки неизбежны в научном поиске, при открытии нового. Достаточно вспомнить некоторые заблуждения Коперника и Галилея, считавших допустимыми для планет лишь круговые движения, хотя в целом их концепция стояла много ближе к истине, чем у их предшественников. В некотором роде такие ошибки даже полезны: на них учатся, через них познают, с каким трудом достаётся истина. Но, ещё раз отметим, что в книге это могут быть ошибки автора, а не БТР, и кто-то другой вполне может их найти и исправить;

2) На любой аргумент против БТР можно найти контраргумент. Поэтому критика БТР ничего не будет стоить, пока не будут услышаны ответные возражения автора, против мнения которого направлена критика. В этом смысле весьма поучителен пример с наблюдениями двойных звёзд. Эти наблюдения Де Ситтер привёл в качестве противоречащих БТР спустя 4 года после смерти Ритца, когда тот, естественно, уже ничего не мог возразить. Неудивительно поэтому, что БТР тогда сочли ошибочной, хотя на поверку аргументы Де Ситтера, как выяснилось позднее, ничего не стоили и потому многие десятилетия БТР игнорировали практически без всяких оснований. Теорию ни в коем случае нельзя отвергать в одностороннем порядке, на основании отдельных непроверенных экспериментов (как до сих пор делали с теорией Ритца), пока не выслушана противоположная сторона. Если будет проведён новый опыт, противоречащий БТР, его надо всесторонне и подробно изучить, обсудить, найти скрытые источники ошибок, правильную интерпретацию результатов. Большинство возражений автор предвидел, а потому критики могут найти ответы на них, если внимательно прочтут книгу;

3) Многие опыты, явления и эффекты из тех, что уже известны или будут открыты в дальнейшем, покажутся противоречащими теории Ритца и будут приводиться в качестве таковых, скорее всего, ввиду их ошибочной интерпретации (как было с теми же двойными звёздами § 2.10). Это естественно: разве какое-то явление может подтвердить теорию, если его толкуют с позиций противоборствующей теории? Как показал Т. Кун, все факты учёные рассматривают через призму господствующей теории, а потому любой опыт, независимо от его результата, считают подтверждением этой теории и опровержением альтернативной концепции. Дабы выяснить, противоречит ли данный эксперимент баллистической теории, нужно прежде истолковать всё происходящее с позиций законов, вводимых баллистической теорией, в комплексе с ней. Иначе ситуация напоминает ту, что сложилась при критике системы Коперника. Её противники утверждали, что если бы Земля двигалась и вращалась, то на ней не могли бы удержаться никакие предметы. Ошибка же, как теперь знаем, заключалась не в теории Коперника, а в ошибочной механике Аристотеля, на которую опиралась его же геоцентрическая модель. Если же следовать Копернику и введённому им принципу относительности, развитому в механике Галилеем, а также предполагавшемуся ещё Коперником тяготению Земли [41], то окажется, что неподвижность предметов на движущейся Земле вполне естественна. То есть кажущееся несоответствие теории опытам не всегда означает ошибочность теории, а может быть обусловлено, как уже не раз видели, неверной интерпретацией явлений, опытов и неполнотой наших знаний, незавершённостью теории. Ведь нельзя объяснить, охватить с позиций теории, тем более столь революционной, всё сразу, быстро избавить её от всевозможных недочётов. Это достигается лишь в долгом и трудном постепенном процессе эволюции научной концепции. Опять же надо помнить пример Эддингтона и Де Ситтера — то есть критически воспринимать свидетельства заинтересованных в СТО учёных, которые способны пойти даже на подлог, искажение и замалчивание фактов;

4) Существует бесчисленное множество явлений и эффектов, говорящих против теории относительности и квантовой механики и подтверждающих БТР. На большую их часть либо не обращают внимания, словно всё так и должно быть, либо замалчивают их, либо, наконец, дают сложные и сомнительные объяснения. Сторонники СТО специально приводят те явления, которые якобы доказывают СТО, а для БТР — те, которые якобы опровергают её. Очевидно, что при таком одностороннем и предвзятом подходе нельзя приблизиться к истине. Поэтому должен быть рассмотрен весь комплекс известных явлений и опытов, все концепции в целом. Истинную теорию удастся выявить лишь в ходе подробного сравнительного анализа того, насколько естественно, полно, точно и убедительно каждая из теорий объясняет все явления и эффекты. Истина познаётся в споре, в сравнении. Сторонники же современной абстрактной физики сосредоточены лишь на критике альтернативных подходов и всеми силами стремятся выставить БТР в невыгодном свете, игнорируя её очевидные достоинства и преимущества перед СТО и квантовой механикой;

5) БТР может предложить новый полноценный матаппарат с исчерпывающим анализом явлений. Многие будут утверждать, что БТР даёт в основном лишь поверхностное, качественное, а не количественное объяснение явлений, в отличие от максвелловской электродинамики, квантмеха и теории относительности. А потому могут сказать, что БТР — это бесполезная теория. Однако, если в книге порой отсутствует точный количественный анализ и описание процессов, это ещё не значит, что его нельзя предложить в рамках БТР. Автор сознательно ограничился описанием в основном лишь качественной стороны явлений, по возможности избежав сложных и длинных математических выкладок (которые существуют и в дальнейшем могут быть приведены), дабы не загромождать книгу и не отягощать читателя долгими нудными расчётами, частными тонкостями и малосущественными деталями, интересными лишь для специалистов. Невозможно в одной книге изложить во всех подробностях все разделы физики, химии и астрофизики, тем более с новым взглядом на вещи. Цель книги в другом: познакомить широкий круг читателей с БТР, популярно изложить идеи Ритца, показав, что в рамках классической физики нет никаких принципиальных ограничений для объяснения явлений. Поэтому в книге используется сравнительно простой матаппарат. БТР далеко ещё не закончена — теорию Ритца предстоит развивать, углублять, уточнять, а в книге даны лишь самые общие наброски. Математический аппарат БТР, конечно, пока несовершенен, вдобавок он сильно отличается от матаппарата современной электродинамики, квантовой механики, СТО и ОТО, — его предстоит строить с нуля (примерно так же математическое описание движения планет в гелиоцентрической системе мира на основании законов Кеплера и Ньютона не имело ничего общего с матаппаратом эпициклов и сфер геоцентрической системы Аристотеля и Птолемея). Но матаппарат БТР вполне может быть построен и, вероятно, окажется даже проще матаппарата нынешней физики, особенно если учесть, с какими математическими трудностями ныне сталкивается квантовая механика и теория гравитации. Поэтому все упрёки в адрес БТР в поверхностности и неполноте безосновательны;

6) БТР является новой, перспективной, адекватной и простой теорией. Более хитрая категория учёных может утверждать, что теория Ритца, хоть и описывает все явления более естественно, но в целом не представляет собой ничего нового и объясняет лишь те же эффекты, что и неклассическая физика. А раз так, то есть ли резон пересматривать всю науку? Ведь все ускорители, ядерные реакторы, процессы в полупроводниках и металлах хорошо описываются существующими теориями, отвечая требованиям практики. Так зачем же тогда что-то менять? На это возражение можно снова привести пример систем Коперника и Птолемея. И та и другая описывали движения планет и светил по небосводу, и давали практически совпадающие предсказания. Так что не было особого резона предпочесть теорию Коперника теории Птолемея. И всё же теория Коперника, во-первых, более естественна и проста, поскольку объясняла более широкий круг явлений и особенностей движения планет, меньшим числом предположений. Во-вторых, были некоторые явления, противоречащие теории Аристотеля-Птолемея и естественно вытекающие из теории Коперника. А главное, теория Коперника в корне меняла наши взгляды на строение мира, космоса, низвергала геоцентризм, делая нашу планету одной из многих, вращающихся вокруг рядовой звезды. Теория Коперника открывала новые пути и горизонты познания, перспективы, приведя к открытиям Галилея, Ньютона и т. д. Это есть отличительная особенность истинной теории, тогда как ложная работает лишь на начальном этапе и объясняет только те явления, под которые её искусственно подогнали, а потому не имеет перспектив. Подобным образом и теория относительности с квантовой механикой стопорят науку, будучи бесперспективными. Зато БТР открывает сверхновые пути развития науки и даёт адекватное описание более широкого круга явлений;

7) БТР несовместима с неклассической наукой. Наконец, не исключена и деятельность самой коварной категории учёных, которые захотят пойти на псевдокомпромисс, по возможности использовав полученные в рамках БТР результаты, но совершенно извратив их смысл, выдав за свои и избежав упоминаний о заслугах Ритца, как уже бывало не раз. Именно так извратив, изуродовав до неузнаваемости, и выдав за своё, наживались на идеях классиков, атомистов многие "деятели" неклассической науки (§ 5.14). При этом будет сохранена, пусть и в сильно модифицированном виде, неклассическая наука, так что авторитет её корифеев не пострадает. Когда-то и Тихо Браге так же пытался примирить несовместимые системы мира Коперника и Птолемея, предложив, чтобы Земля осталась в центре мира, вокруг неё вращалось бы Солнце, а уже вокруг него — планеты. Так бывало в науке и позднее, скажем, когда комбинационный принцип Ритца, полученный классически, был положен Бором в основу неклассической модели атома; когда классическая обменная бесполевая модель взаимодействия Ритца была перекроена в КЭД Фейнманом на квантовый лад; когда ритцева трактовка смещения перигелия Меркурия была преобразована Эйнштейном в релятивистскую. Так же, возможно, попытаются сделать и теперь: захотят опорочить модели Ритца, выдавая их за свои, и заявляя, что эти модели не являют собой ничего нового и уже применялись в науке. Это будет грубая ложь. Баллистическая теория несовместима с неклассической наукой и не допускает компромиссов. Любые же попытки примирить БТР с нынешней физикой или позаимствовать, как когда-то, модели и результаты теории Ритца, заранее обречены на провал.

В итоге видим, что блефом стоит считать скорее теорию относительности с квантовой механикой, которые строились совершенно произвольно, без достаточных опытных и даже интуитивных оснований. Согласно же принципу бритвы Оккама именно такие теории, несводимые к интуитивному или опытному знанию, и должны устраняться из науки. Весьма точно такой блеф отцов-основателей теории относительности и квантовой механики во главе с Эйнштейном показан в фильме "Коэффициент интеллекта". Там учёные тоже создали "великое" открытие из ничего, подняв грандиозную шумиху, причём так, что все в это поверили, и никто не заметил подвоха. Напрашивается мысль, а не была ли и теория относительности всего лишь грандиозной шуткой, мистификацией? Свидетельством этого многие считают широко тиражируемое фото Эйнштейна с высунутым языком [25, 111]. Блефовать выгодно тем, кто получает в результате славу, деньги, гранты и должности, обретая при этом контроль над знанием, наукой, образованием и т. п.

Простым же людям, инженерам и физикам, искренне увлечённым наукой, блефовать бессмысленно: они ничего в результате не приобретают. Издание книг на свои средства, исследовательская деятельность для них — это чисто затратные, не приносящие дохода и славы мероприятия. Да и не станет заниматься мистификациями настоящий искатель истины. Тому, кто ищет истину, ни к чему обманывать себя и других: его цель обратная. По этому поводу К.Э. Циолковский писал: "Я интересовался тем, что не давало мне ни хлеба, ни силы, но я надеюсь, что мои работы, может быть скоро, а может быть и в отдалённом будущем — дадут обществу горы хлеба и бездну могущества" [69, с. 180]. И чуть далее он же: "Меня очень огорчает увлечение учёных такими рискованными гипотезами, как эйнштейновская, которая теперь поколеблена фактически (Миллер, Тимирязев)" [69, с. 187]. Да, когда-то Циолковского называли фантазёром, сказочником, а его теорию межпланетных перелётов и ракет — блефом. Но будущее показало, что даже самые смелые идеи Циолковского вполне реализуемы, а блефовали и заблуждались как раз те, кто отвергал его теории, отстаивая неправедные неклассические концепции, прикрываясь авторитетами и своим высоким положением.

Итак, решение об истинности одной теории и ошибочности другой нельзя принять в одностороннем порядке. Должна быть выслушана и другая сторона, как говорили в античности. Истина рождается в споре. Поэтому будем с интересом ждать новой критики и в адрес БТР, и в адрес теории относительности с квантовой механикой. Хотя, надо заметить, что в последние годы эксперименты и астрономические наблюдения выявляют всё больше нестыковок именно в теории относительности, квантмехе и космологии. И очень вероятно, что в ближайшие годы эти скапливающиеся противоречия превысят критическую массу, что приведёт к взрыву и новой революции в физике и космологии. Что придёт этим теориям на смену, можно только гадать. Но очень возможно, что это будет БТР — перспективная теория, созданная век назад и всё это время ждавшая своего звёздного часа. Вот-вот он настанет.

§ 5.19 Роль критики и опыта в развитии БТР

Сумневающийся я.

Михайло Ломоносов [84]

Итак, БТР, несомненно, рано или поздно столкнётся с критикой, дотошной и хорошо продуманной. И это замечательно! Критика необходима любой новой теории, не только чтобы изучить её возможности и принять решение о её справедливости или ошибочности, но и для развития, уточнения теории, привлечения к ней внимания. Не зря учёные долгое время боялись критиковать БТР, видя её огромные возможности и преимущества перед СТО и квантмехом. О Ритце и его теории предпочитали просто молчать, обходить этот неудобный вопрос стороной. Вот почему о БТР многие даже не знают и испытывают искреннее удивление, обнаружив столь простую и изящную классическую теорию.

Верную теорию критика делает лучше — уточняет, развивает, закаляет своим жаром и холодом, ударами своего молота. А ложную теорию критика ломает, ослабляет. Не случайно теорию относительности всячески оберегают от критики и особенно от рассмотрения её альтернатив — для неё это смертельно. По той же причине кванторелятивисты очень не любят, когда им задают некоторые простые вопросы. Скажем, что такое свет? Или, что происходит в объективной реальности, в отсутствие наблюдателя? Отвечать начинают либо туманным мистическим языком, либо набором громоздких формул, поскольку наглядно объяснить не могут. От этого и учителя испытывают дискомфорт, а ученики причину непонимания видят в своей умственной неполноценности, особенно когда все делают вид, словно им всё ясно и понятно.

Применяется древний принцип из сказки про Голого Короля, когда каждый боится выдать своё невежество и непонимание, тем самым поддерживая заговор молчания. Или используется принцип из сказки В. Губарева "Королевство кривых зеркал": уродство выдают за эталон красоты при рассмотрении в кривом зеркале формул, а тех, кто зрит в корень и не понимает этой "красоты", строго наказывают. Но реально причина непонимания всегда не в ученике, а в учителе. Как говорят, нет плохих учеников, есть плохие учителя. В случае ложных теорий именно у умных неравнодушных к предмету учеников, задающихся правильными вопросами, возникает наибольшее недоумение. Поэтому скользкие моменты квантовой механики и теории относительности обходят молчанием, всячески сглаживая дефекты теории, давая обтекаемые формулировки, хоть именно на них и следовало бы заострять внимание.

Такое впечатление, что действительный смысл современной науки, как у иных студентов на экзамене, состоит не в стремлении показать глубину и основательность усвоенных знаний, а, по возможности, скрыть глубину своего незнания, непонимания сути явлений, процессов, эффектов. Если копнуть поглубже, то в фундаментальной физике обнаружится жуткая неразбериха. Вот почему по ряду вопросов в науке принято молчать. И напротив, Ритц в своей теории призывает к критическому подходу, анализу любых положений и выводов научных концепций. Именно критику Ритц положил в основу своей фундаментальной работы по БТР [8]. Конструктивную критику, по убеждению автора, даёт и настоящая книга. Критика обязана быть здоровой, объективной, созидательной и конструктивной, а не злопыхательской — не должна быть критикой ради критики. Многие же из тех, кто критикует СТО и квантовую механику, ограничиваются лишь поруганием этих теорий, указанием на их слабые места, ничего не предлагая взамен. Однако учёные ни за что не откажутся от нынешних догм, если им не предложат новые теории, которые лучше описывают явления. Так что цель данной книги состоит не в дискредитации неклассической физики (её порочность многим и без того очевидна), а в том, чтобы предложить ей альтернативу, понять природу явлений, построить новое, кристально ясное их описание. Поэтому критика необходима и БТР, — не только для проверки и уточнения этой теории, но и для углубления, развития соответствующего матаппарата, разработанного пока очень слабо: слишком широк круг пересматриваемых явлений природы.

Особенно учёные боятся критики со стороны неспециалистов, задающих простые, но глубокие вопросы, над которыми никто не задумывался. От таких вопросов нельзя отделаться, как в ответах коллегам туманными объяснениями и громоздкими формулами, нельзя и надавить на неспециалистов, не боящихся потерять "научную репутацию" и должность. В связи с этим учёные предпочли бы вообще избежать подобных ситуаций, совершенно отгородившись от тех, кого они называют дилетантами, и добившись исключительного права заниматься наукой в своей башне из слоновой кости. Поэтому многие учёные выступают против популяризации науки и за её предельную математизацию, сокрытие от непосвящённых, по примеру жрецов и монахов древности.

Прежде такую кодирующую функцию выполняла латынь, недоступная простому люду, а потому дающая учёным право исключительной власти, монополии знания, выделяющая, как ныне математика, их в сферу избранных, — научной элиты. И, напротив, наряду с ними существуют люди из среды неспециалистов, популяризирующие науку и призывающие нести истину и знания в мир, в массы, излагающие всё на доступном, понятном языке и показывающие, что в науке нет ничего сложного. Возможно, именно поэтому такие герои как Прометей, Демокрит, Лукреций, Бруно, Галилей (написавший свои Диалоги в популярной форме, причём не на латыни, а на итальянском), и подвергались во все времена гонениям, особенно когда они несли в мир крамольные идеи, расходящиеся с официально принятыми догмами и легендами, которыми жрецы-академики хотели бы потчевать "простой люд". Во все времена существовали учёные-исследователи, которые открывали истину, несли знание в мир, и противоборствующая категория учёных-жрецов, которые присваивали, затемняли и коверкали знание, пряча его от народа, применяя математическую и метафизическую кабалистику, создавая тайные общества, секты и заговоры. Вот почему, дабы знание стало открытым и доступным, необходимы качественное образование, гласность и объективная критика любых существующих теорий.

Теории Ритца необходима не только теоретическая критика, но, гораздо больше, — практическая проверка основ и выводов БТР с помощью экспериментов и наблюдений, особенно в тех случаях, где предсказания БТР сильно расходятся с выводами электродинамики, теории относительности и квантовой механики. Лучший способ проверить теорию Ритца состоит в непосредственной проверке баллистического принципа в вакууме, скажем с помощью каналовых лучей (§ 2.9), в космосе, например путём радарных измерений, с соблюдением всех предосторожностей по учёту влияния переизлучающих сред. Это могут быть и тонкие электродинамические опыты, многие из которых были предложены ещё Ритцем [8]. Наконец, самым эффектным и бесспорным доказательством ошибочности теории относительности и правоты Ритца будет надёжное обнаружение сверхсветовых частиц в ускорителях и космических лучах. Впрочем, расхождения предсказаний СТО и БТР о скорости частиц в ускорителях могут обнаружиться уже и на околосветовых скоростях. Эти скорости можно измерить непосредственно, к примеру, с помощью классического эффекта Доплера по излучению разогнанных ускорителем ионов водорода, если сравнить эту скорость с найденной прямым расчётом. Только опыт и критика, основанная на фактах, позволит окончательно решить, какая из теорий, СТО или БТР, справедлива.

До сих пор ничто так не способствовало признанию теории Ритца как критика со стороны неграмотных релятивистов. Каждый их выпад против БТР неизменно обращался против самих же релятивистов, оказавшихся побитыми собственным оружием в соответствии с боевым возгласом Александра Невского: "Кто с мечом к нам придёт — от меча же и погибнет!". Взять хотя бы Де Ситтера, который указал, что по Ритцу двойные звёзды показали бы ряд аномалий, в том числе избыточную вытянутость звёздных орбит в направлении к Земле. Вслед за ним каждый учебник пересказывал этот вывод, отвергая баллистическую теорию и полагая, что у двойных звёзд ничего подобного не наблюдается. Но в том-то и дело, что орбиты спектрально-двойных звёзд обнаружили именно такую предсказанную БТР и непонятную в рамках СТО лишнюю вытянутость орбит (эффект Барра, § 2.10). Показали двойные объекты и ряд других предсказанных БТР эффектов (вариации блеска, спектра, сверхбыстрые и попятные движения, лишние изображения), а потому релятивисты, ссылаясь на пример двойных звёзд, раз за разом расписываются в справедливости БТР и в своём незнании реальных астрономических фактов. Так же и попытки отвергнуть теорию Ритца на основании радиолокационных измерений (включая GPS и ГЛОНАСС) привели к обратному результату. Точный количественный анализ поправок, следующих из БТР, показал близость их к систематическим ошибкам радиолокации, так что расчёт по баллистическому принципу устранял эти ошибки, возникшие по вине СТО (§ 2.1). И все другие эксперименты, привлекаемые для критики БТР (опыт Саньяка, Физо, § 1.13; опыты с применением ядерной физики, § 3.17), оказались на поверку говорящими в пользу теории Ритца и против теории относительности. Иначе и быть не могло, ибо выдуманные релятивистами ложные "законы" физики и объяснения не меняют реальных явлений и законов природы, а потому опыты рано или поздно выявляют заблуждения релятивистов и справедливость классических законов, если произведён их грамотный анализ. Вот почему недалёкие релятивисты оказывают медвежью услугу теории относительности, а более хитрые вообще избегают упоминать и критиковать теорию Ритца или ограничиваются сложной теоретической критикой, без привлечения опытов.

Именно поэтому всегда надо помнить, что даже внешне обоснованная критика не всегда говорит об ошибочности концепции, — вспомним критику теории Коперника, или критику теории Ритца на основании наблюдений двойных звёзд и других не вполне корректных экспериментов. Как отмечал ещё Джордано Бруно, часто кажется, будто все факты говорят против некой теории, и всё же именно эта теория оказывается справедлива. А уж сколько известно сюжетов про обвинительный судебный акт, где, казалось бы, и комар носа не подточит, а на поверку все аргументы оказываются липовыми. По этому поводу хорошо сказал герой одного фильма: "Прокурор должен создать обвинение, как будто он строит дом. Каждое доказательство — это как кирпич в здании. Он показал тебе кирпич, показал, что у него прямые углы и что он выглядит идеально. Но когда посмотришь с другой стороны, то все кирпичи оказываются тонкими, как эта игральная карта. И всё дело оказывается иллюзией, фокусом". Именно такой иллюзией, карточным домиком представляется и здание теории относительности, и предъявленные её сторонниками свидетельства против теории Ритца [2]. В каждом из этих свидетельств обнаружился изъян, сводящий на нет всё доказательство.

Итак, критика, независимо от того, критикуется ли БТР или современная физика, — это всегда хорошо. Только в споре, а не в односторонне принятом решении, постигается истина. Поэтому любой опыт, любое его объяснение, любое положение любой теории надо смело подвергать критике, сомнению, ничего не принимая на веру. Так же не следует слепо верить и самой критике: необходимо беспристрастно анализировать доказательства. Это не значит, что всё надо категорично отрицать, но надо относиться ко всему с сомнением, быть готовым отбросить то или иное положение, если анализ покажет его несостоятельность. Каждую теорию следует постоянно проверять на прочность, бить молотом критики, снарядами умных и "глупых" вопросов, а не оберегать как хрупкую и неприкосновенную святыню или игрушку. Ведь, как отмечал ещё Галилей, сомнение — отец изобретения.

§ 5.20 Альтернативная физика и космология

Сколько было ложных открытий, на стороне которых были люди и правдивые и авторитетные. И… — скольким пренебрегалось, что потом стало великим… Все великие начинания оказывались несвоевременными и хотя не запрещались, но, не находя сочувствия, гасли или проникали помалу, с большими усилиями и жертвами… Новые идеи надо поддерживать, пока они не осуществятся или пока не выяснится полная их несостоятельность, зловредность или неприменимость. Немногие имеют такую смелость, но это очень драгоценное свойство людей.

К.Э. Циолковский [69]

Как мог заметить читатель, Баллистическая Теория Ритца даёт всем явлениям новое, нестандартное объяснение, альтернативное тому, что давали до сих пор теория относительности и квантовая механика. Многие наблюдения, особенно космические, предстают в совершенно ином и необычном свете. И законно напрашивается вопрос, неужели всё то, во что верили учёные и общественность на протяжении XX века, ошибочно? Неужели вся эта теория относительности, квантовая механика и электродинамика, космология Большого взрыва были впустую?

Дать ответ на первый вопрос довольно легко. Если физические концепции XX века действительно окажутся ошибочны, то в этом не будет ничего удивительного. История науки содержит немало примеров, когда на протяжении веков и даже тысячелетий учёные исповедовали ошибочные взгляды, верили в совершенно абсурдные теории и отвергали правильные теории, спустя тысячелетия восторжествовавшие. Так, ещё в III в. до н. э. Аристарх Самосский построил гелиоцентрическую модель мира, отвергнутую в пользу ошибочной геоцентрической системы Аристотеля-Птолемея, просуществовавшей на протяжении двух тысяч лет, и побеждённой лишь Коперником, Галилеем и Кеплером. Или атомистическое учение Демокрита, отрицавшееся на протяжении тысячелетий под давлением авторитета Аристотеля и лишь век назад восторжествовавшее. Так же и теория Ритца отвергалась на протяжении века под давлением авторитетов Максвелла и Эйнштейна, построивших ложную электродинамику и теорию относительности, в которые учёные верили весь XX век. Столь длительное применение ложных теорий можно объяснить лишь тем, что никакая теория, как отмечал и сам Эйнштейн, не может быть абсолютно строго доказана, даже если она прекрасно объясняет широкий круг явлений. А потому даже самая "проверенная" теория принимается, в конечном счёте, просто на веру, без исчерпывающих экспериментальных доказательств. А потому никогда не может быть уверенности в том, что принятая теория верна хотя бы отчасти. Так, от теории Птолемея в современной астрономии не осталось абсолютно ничего — ни её основы, ни эпициклов, ни математического аппарата.

Но, несмотря на отсутствие полной уверенности в справедливости какой-либо теории, нередко можно вполне определённо судить об ошибочности той или иной концепции. Обычно для этого достаточно провести решающий эксперимент. А нередко хватает и одного взгляда на историю создания и признания теории. Уже на основе этого, пусть и косвенного, критерия, для многих очевидна ошибочность теории относительности и квантовой механики, поскольку вся бешеная эпопея их создания — это история хитрых манипуляций и искусных подгонок фактов под теории, законов природы под умозрительные законы, это история отрицания законов логики.

Возьмём, к примеру, теорию относительности. Сам Эйнштейн, придавший ей современный вид и формулировку, утверждал, что теория эта возникла у него в ходе анализа максвелловской электродинамики, которая во многом не согласовалась с законами классической механики. Теория относительности, перестроившая всю механику, и была создана с целью такого согласования. Фактически она соединяла несогласуемое — максвеллову электродинамику и механику. Именно в этом состоит причина всех парадоксов СТО и абсурдных, с точки зрения любого здравомыслящего человека, утверждений. Именно здесь и возникло нарушение логики: из противоречия максвелловской электродинамики и классической механики сделали однозначный вывод об ошибочности механики, в то время как был вполне допустим и вывод о ложности электродинамики Максвелла. Более того, именно такой вывод был наиболее естественен, как ввиду того, что теория Максвелла была создана сравнительно недавно и к тому же искусственно — формальным, гипотетическим путём, так и потому, что именно в электродинамике Максвелла обнаружились расхождения с опытом (опыты Майкельсона, Троутона-Нобля, Кауфмана), в то время как законы механики были сформулированы строго на основе опытов много веков назад и были проверены веками наблюдений.

В самом деле, эксперименты, приведшие к созданию теории относительности, свидетельствовали именно против электродинамики Максвелла. Взять, к примеру, опыты Кауфмана, в которых обнаружилось, что при больших скоростях электроны движутся совсем не так, как им предписывают законы электродинамики. Однако из опытов был сделан абсурдный вывод об изменении массы электрона с увеличением его скорости, хотя такого рода отклонения ни разу не наблюдались в обычных механических опытах (§ 1.15). Также и знаменитый опыт Майкельсона, отвергший существование светоносного эфира, по сути, опроверг именно теорию Максвелла, которая была на эфире основана. Итак, оба опыта были из области электродинамики, а не механики и оба опровергали максвелловскую электродинамику. Тем более странно, что, несмотря на это, всё перевернули вверх ногами и признали ошибочной классическую механику. Объяснялось же это тем, что учёные были слишком привязаны к максвелловской электродинамике, а потому предпочли отказаться от классической механики, заменив её релятивистской, нежели от столь всеми почитаемых уравнений Максвелла, тем более что взамен им ничего не было, тогда как замена механики быстро нашлась (СТО).

Примерно та же история и с квантовой механикой. Она так же возникла, в конечном счёте, из противоречия планетарной модели атома с классической механикой. Планетарная модель атома приводила к нестабильности атома, не могла она объяснить и спектральные закономерности. Опыт противоречил планетарной модели атома. Но учёные, и в первую очередь Нильс Бор, были настолько привязаны к планетарной модели атома, что, закрыв глаза на её несогласие с опытом и классическими законами, предпочли пожертвовать именно классической механикой, но не планетарной моделью. Это позволило добиться согласия с опытом, но в результате возникла квантовая механика, ещё более абсурдная, чем релятивистская.

Итак, теория относительности возникла из упорного нежелания учёных расстаться с ошибочной электродинамикой Максвелла, а квантовая механика родилась из такого же упорного и иррационального желания сохранить ошибочную планетарную модель атома, которую всё равно в итоге отбросили, сохранив зачем-то согласующую теорию Бора. В результате крайними всегда оказывались законы классической механики — их отвергали и заменяли новыми — абсурдными и снабжёнными смешными оговорками вроде того, что прежняя механика — это лишь частный, предельный случай более общих законов механики.

Единственный человек, у которого хватило здравомыслия и смелости не поддаться новым веяниям, но следовать законам логики, был Вальтер Ритц. Вместо того, чтобы исправлять законы механики, он сохранил их, отвергнув ошибочную максвелловскую электродинамику, заменив её последовательно построенной Баллистической теорией. А для объяснения закономерностей излучения он построил магнитную модель, легко и естественно объяснившую спектральные закономерности, без привлечения ошибочной планетарной модели атома. Во многих отношениях Ритцу было проще, чем нам: над ним не довлели устоявшиеся догмы и термины неклассической физики и факты, якобы доказывающие неправомерность его подхода. Так же, как Копернику нелегко было отказаться в своей модели мира от небесных сфер Птолемея, так и нам трудно теперь избежать терминов "поле", "электромагнитные волны", "кванты" — не вполне правомерных в БТР. Но, с другой стороны, во времена Ритца не были известны многие явления космоса и микромира, которые ныне подтверждают его концепцию. И надо было обладать большой смелостью, чтобы открыто высказать мысль об испускании в процессе распада электроном мельчайших однотипных частиц, о явлении временной фокусировки света, об элементарном магнитном моменте электрона, о кристаллической структуре атомного ядра и проявлениях эффекта Ритца в космосе.

Итак, уже алогичность, непоследовательность в истории создания СТО и квантмеха наводят на мысль о ложности этих теорий. О том же говорят и искусственные приёмы, использованные при их создании. Дело в том, что квантовую механику и теорию относительности роднит следующая особенность: при их создании авторы (Эйнштейн, Шредингер, Гейзенберг, Нильс Бор) создавали не новые модели на основе известных и твёрдо установленных законов. Напротив, каждый из них мнил себя почти Господом Богом и считал возможным легко вводить новые фундаментальные правила, противоречащие всему нашему опыту и законам Природы. Разумеется, если учёный не сковывает себя никакими рамками, законами, но сам их выдумывает, то он оставляет себе бесчисленное множество степеней свободы, и тогда не составит особого труда подобрать такие искусственные теории, которые без проблем объяснят, причём довольно точно, широкий круг явлений. Истинность столь вольно созданных теорий — маловероятна, поскольку с бесконечным числом степеней свободы можно создать бесконечное число разных теорий, одинаково хорошо объясняющих опыт. Поэтому лишь в самом крайнем случае, при полной безвыходности можно отклонять простые классические и придумывать новые сложные, неестественные законы. Но до этого надо с полной уверенностью доказать, что, действуя в рамках естественных классических законов, нельзя объяснить явлений. Создатели же неклассической физики, к сожалению, не провели такого анализа.

Его провёл только Вальтер Ритц, который доказал, что, оставаясь в рамках классической механики и здравого смысла, всё же можно объяснить все известные явления природы. А наличие такой возможности автоматически делает ничтожными все неклассические теории, построенные произвольно. Учёный, вводящий новые законы природы произвольно, лёгким росчерком пера, имеет очень мало шансов на успех. В то же время теории, построенные в некоторых достаточно узких рамках существующих законов, заметно ограничивающих число степеней свободы, имеют много шансов на успех, если эти теории объясняют ранее непонятые явления. Именно такой теорией оказалась на поверку Баллистическая Теория Ритца. Конечно, и Ритцу пришлось созидать новое — новые модели (электрона, атомов, света), новую электродинамику, но это были именно новые модели, построенные в узких рамках существующих законов механики: это не были новые фундаментальные законы, выдуманные по случаю. Вот почему теория Ритца — весьма перспективна.

Именно БТР открывает перед наукой грандиозные перспективы и новые горизонты познания. Поэтому, вероятно, теория Ритца позволит наверстать время, упущенное в XX веке, когда правили бал кванторелятивистские теории, заведшие науку в тупик. Лишь БТР поможет вырваться из этого тупика и ликвидировать научную и техническую отсталость.

§ 5.21 Заключение

Мы показали драму "Пиф-Паф".

Охотник и заяц: кто прав, кто не прав?…

Из мультфильма "Пиф-Паф, ой-ой-ой!"

Вот и подошёл к концу наш рассказ о баллистической теории и её безвременно погибшем создателе, Вальтере Ритце. Решать же, кто прав, кто не прав, предстоит Вам, читатель. Возможно, именно Вам предстоит доказать справедливость БТР, используя теорию в своей работе, или, напротив, выступить с её критикой. Только будущее покажет, какая из теорий — СТО или БТР ближе к истине и больше соответствует эксперименту. Ясно одно: теорию Ритца похоронили поспешно, преждевременно и без всяких оснований. Теория эта по зрелом и трезвом размышлении оказывается вполне жизнеспособной и перспективной, таящей огромный и до сих пор не реализованный потенциал. Уже сейчас, только-только начав движение, БТР пройден гораздо больший путь, чем мог поначалу предполагать Ритц. Выполнен своего рода марш-бросок науки и техники в будущее. Мы стремились показать этот непростой исторический путь во всей его суровой красоте, со всеми трудностями, промежуточными вспомогательными звеньями, поворотами, ошибками, чтобы продемонстрировать, как нелегко достаётся истина. А ведь это ещё только начало великого пути БТР, и энтузиастам здесь открывается широкое поле для деятельности и открытий.

С другой стороны, теория относительности, квантовая теория и современная космология оказались далеко не такими совершенными и убедительными, какими их хотят обычно представить. Причина живучести этих теорий состоит в том, что догматики всячески оберегают их от критики, закрывая ей доступ на страницы научных изданий. Но как бы они не старались, если теория ошибочна, это рано или поздно станет совершенно очевидным, и чем позднее, тем для них же хуже. Не стоит опекать теорию от объективной критики, ведь если теория верна, она выдержит любые испытания, доказав в итоге свою справедливость. Критика нужна и баллистической теории — не только чтоб её проверить, но и чтобы привлечь к ней внимание, уточнить и развить. Но учёные обычно предпочитают обходить БТР молчанием.

Некоторые считают, что уже 40 лет теория относительности и вся неклассическая физика нежизнеспособны. Да и прежде они были таковыми. Их приняли как временные, стремясь хоть как-то объяснить опыт Майкельсона, звёздную аберрацию, фотоэффект, спектры атомов (всё, что Ритц объяснил ещё в 1908 г.), в надежде, что со временем всё образуется. Однако всё только запуталось. И теории эти держатся лишь на диктаторском режиме официальной науки, руководство которой, применяя различные методы [25], стремится создать иллюзию благополучия в физике. Однако оно не в силах изменить реальность. И вот космические наблюдения последних лет (вспомним эффект "Пионеров", § 2.1) уже настолько противоречат теории, что многие видят — справиться с назревшим кризисом можно лишь путём коренного переворота в науке. Физике давно пора перевооружиться. Ограниченность СТО и квантмеха мешает созданию истинно революционных изобретений. Только революция, падение столетней диктатуры СТО и квантмеха вернёт физике, взамен её нынешнего уродливо-абстрактного облика, прежнее классически правильное лицо, заменит бессмысленную и пошло-абстрактную картину мира кристально-ясной классической картиной. Во всём мире эта скрытая революция, настоящая народно-освободительная партизанская война против диктата тёмных теорий элиты — в самом разгаре. Подобно освободительному движению, 400 лет назад возглавленному Мининым и Пожарским, или 500 лет назад — Коперником, эта научная революция Ритца непременно увенчается победой.

БТР поддерживают уже многие люди в России и за рубежом, — бойцы невидимого фронта, энтузиасты, участвующие в великом деле подвижничества БТР, желающие сдвинуть науку с мёртвой точки. Ознакомиться с ними и с их работами в защиту БТР можно на сайте www.ritz-btr.narod.ru и других сайтах автора. О выросшей популярности идей Ритца говорят и многочисленные публикации, выступления с защитой или критикой БТР, например семинар, проведённый 7 июля 2009 г. в ННГУ к 100-летию памяти Ритца, а также конференция в Швейцарии 18–19 сентября 2009 г. Практически соавторы и приверженцы идей БТР — это не только наши современники, но и гиганты мысли, жившие десятилетия, века и даже тысячелетия назад, такие как Кáнада, Демокрит, Эпикур, Лукреций, Альхазен, Да Винчи, Коперник, Бруно, Галилей, Кеплер, Ньютон, Ломоносов, Ампер, Гаусс, Менделеев, Томсон, Циолковский, Белопольский, Тесла. А сколько ещё неизвестных и забытых? Неужели мы откажемся от вековой мудрости всех этих мыслителей, от их идей, поругаемых и топимых в трясине забвения на протяжении многих веков тёмными схоластами, подсовывающими вместо чётких кристально ясных идей свои умозрительные абстрактные уродливые теории?

Бескомпромиссным бойцом-революционером в науке был и Вальтер Ритц, осмелившийся выступить против мнения научной общественности. Презрев соблазны безмятежной жизни и страх смерти, он принёс свою жизнь вместе со своими идеями на алтарь науки. Этот подвиг Ритца, так же как подвиг Коперника, Бруно, всегда будет нам примером и стимулом к борьбе с мракобесием в науке.

В вину баллистической теории порой ставят её батальный, "боевой" характер, атакующий стиль сражения с неклассической физикой. Не будучи сторонником конфликтов, особенно военных, отмечу в оправдание, что такая "военная" терминология сама собой сложилась уже давно. Термин "баллистическая теория" возник ещё при жизни Ритца, в 1908 г. А БТР (бронетранспортёр) оказался не только удобной и запоминающейся образной аббревиатурой, но и зрелищной моделью баллистического принципа и символом научной революции. Так что здесь, напротив, имеем позитивный пример использования военной техники и символики в мирных научных целях, для броневой защиты классической картины мира и транспортировки её в настоящее с целью воплощения в жизнь. Что же касается бескомпромиссного и ожесточённого сражения БТР с неклассической физикой, то надо сказать, что война эта была развязана как раз кванторелятивистами, поправшими истину и применявшими нечестные приёмы (хотя бы в плане запрета критики СТО и квантмеха). Лишь тогда сторонники БТР зачехлят орудия, когда справедливость будет восстановлена.

Ниже приводим приложения и список литературы, в котором читатель сможет найти дополнительные материалы по биографии Ритца, по Баллистической теории и СТО, доводам за и против каждой из теорий. Большей частью это общедоступная научно-популярная литература, позволяющая вникнуть в суть проблемы даже неспециалисту и не отягощённая сложным математическим аппаратом. Большинство этих источников можно найти на сайте WWW.RITZ-BTR.NAROD.RU, основанном в 2005 году к столетию СТО. Пожелания, замечания, критику в отношении БТР и представленной книги просьба направлять автору по адресу e-mail: sergey-semikov@yandex.ru.

В условиях, когда книг по Баллистической Теории Ритца практически не издаётся, скрывается её истинный смысл и значение, данное издание может показаться читателю откровением. И всё же, напомним, БТР не была завершена Ритцем и её нельзя считать истиной в конечной инстанции, какой бы красивой и удобной она ни показалась. В данной книге была произведена лишь частичная реконструкция и реставрация БТР, нарисована единая классическая картина мироздания, которую предстоит ещё тщательно прописывать, прорабатывать экспериментально и математически. Теория Ритца ещё ждёт своего окончательного восстановления, развития и проработки. И возможно, именно Вам, читатель, предстоит выполнить одну или несколько частей этой непростой, но очень важной, интересной и грандиозной задачи.

Сергей Семиков

12 апреля 2009 г.

ИСТОЧНИКИ И ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица двигателей и тормозов прогресса

ПУТЬ НАУКИ ПО ПРАВДЕ

Прогрессивные учёные-материалисты и открытия

Демокрит, Дж. Бруно,

К. Циолковский, Ф. Хойл

— вечная жизнь и молодость стационарной Вселенной

— прямое евклидово бесконечное пространство

— бесконечное число звёздных миров

Демокрит, Л. Больцман

— атомы есть, а энергия — их движение

— классическая механика частиц

— единая механическая природа всех видов энергий и процессов

— отрицание тепловой смерти Вселенной

А. Белопольский

— красное смещение от эффекта старения света

— теория цефеид как двойных и кратных звёзд

— измерение параметров сотен звёзд

— тусклые звёзды-спутники цефеид и космическая дисперсия света

— временнáя фокусировка света, в т. ч. по Доплеру

Аристарх, Н. Коперник, Г. Галилей

— гелиоцентрическая система мира

Демокрит, Эпикур, П. Гассенди

— атомистическая теория (есть частицы и пустота)

— свет — поток частиц, летящих волнами фронтов

— световые, электрические, магнитные, гравитационные воздействия вызваны ударами частиц, источаемых телами

Дж. Бруно, Г. Галилей, И. Ньютон

— классическая механика и классический принцип относительности Галилея

Э. Фрейндлих, А. Майкельсон,

Дж. Брадлей, М. Дуплищев

— наблюдения, подтвердившие баллистический принцип

Ф. Содди, Э. Резерфорд, И. Курчатов

— открытие и изучение ядер и ядерных реакций

— открытие ядерной изомерии и роли формы ядра

И. Ньютон, А. Ампер, В. Вебер

— центральные силы, направленные вдоль прямой, соединяющей взаимодействующие точки

П. Гассенди, И. Ньютон

— теория истечения корпускул света

А. Столетов

— классические законы фотоэффекта

Дж. Томсон

— открытие электронов-частиц

— геометрические оболочки атома

— баллистическая электродинамика

Дж. Томсон, Ф. Ленард, Дж. Льюис, И. Ленгмюр

— классическая структурная и динамидная модель атома

— электро-механическая теория химической связи

— ячейки электронных слоёв единичной ёмкости

— геометрическая теория электронных уровней

— атомные, ядерные каркасы неучтённой массы

— частицы имеют пространственную структуру

А. Майер, Дж. Льюис, И. Ленгмюр

— структурно-геометрическая теория молекул и химической связи

А. Бутлеров, А. Майер, Лукреций

— структурная химия, существование разных конфигураций атомов, как причина изомерии

А. Майер

— геометрическая оболочечная магнитная модель атомов со стабильными числами электронов

Д. Менделеев

— периодическая система элементов

— равновесная температура космогаза

— кинетическая теория тепла, реакций

В. Гесс, С. Шноль

— космические лучи и вариации их интенсивности

С. Масликов

— радиогалактики и квазары — оптические источники с преобразованным по ЭДР спектром

— независимая от свойств среды дисперсия света

К. Янский, Г. Рёбер

— открытие галактического радиоизлучения тепловой природы

М. Ла Роза, В. Секерин, Р. Фритциус

— двойные звёзды подтверждают БТР

— отрицание применимости СТО и ОТО в космосе

— стационарная модель Вселенной

Ж. Лесаж, И. Цёлльнер

— сила гравитации вызвана ударами частиц, летящих со скоростью света, а потому меняется в зависимости от скорости тел

П. Дирак

— позитрон — античастица электрона минус-массы

— позитроны находятся в ядре и протонах

— симметрия частиц: позитронов и электронов в мире поровну

Неизвестный Учёный

— классическая картина эффекта Комптона [74]

П. Друде

— классическая теория проводимости

— металлооптика и поляризация света металлами

И. Цёлльнер, В. Петров

— единство электрических, магнитных и гравитационных сил

В. Фойгт, И. Штарк

— классическая теория эффекта Штарка

И. Ван-дер-Ваальс

— классическая теория реального газа, учитывающая взаимодействия и размеры частиц

Г. Камерлинг-Оннес

— открытие сверхпроводимости

П. Капица, Аткинс

— сверхтекучесть гелия и теория "снежков"

П. Кюри, П. Вейсс

— теория кристаллизации, переходов парамагнетик-ферромагнетик, роли симметрии

В. Фабрикант, Т. Мейман

— изобретение и создание лазера

Дж. Фокс

— связь масс, времён жизни и типов распадов элементарных частиц с их структурой по БТР

Г. Лоренц, Дж. Фокс, В. Околотин

— корпускулярная электродинамика

А. Ампер, К. Гаусс, В. Вебер, Б. Риман

— электродинамика, электрическая природа магнетизма

В. Ритц

— обменная модель взаимодействия зарядов от обмена реонами

— эмиссионная электродинамика

— описание спектров магнитной моделью атома и комбинационный принцип

— квантование положений электрона

— стандартный магнитный момент частиц (магнетон Ритца и Вейсса)

— магнитная теория эффекта Зеемана

— теория упругих колебаний пластин

— спектр частот колебаний у молекул

— асимметрия и ось электрона

— фиксированное положение электронов в атоме

— БТР и баллистический принцип

— электрическая теория гравитации

— различная природа инертной и гравитационной массы

— единая электрическая природа магнитных и гравитационных сил

— умножение числа изображений звёзд по БТР

— свет — поток реонов

— излучение света при колебаниях электронов в атоме и коэффициенты устойчивости, вероятности их положений, соответствующие интенсивностям линий спектра

— классическая пространственно-временная трактовка эффекта Доплера и Ритца

М. Ломоносов

— закон сохранения массы и энергии

— молекулярно-кинетическая теория теплоты

— пирамидальные атомы и геометрия их связей, осуществляемых ударами частиц

М. Планк

— классическая теория фотоэффекта

— связь энергии E и частоты f вращения электронов в атоме E=hf, закон излучения чёрного тела

Н. Тесла

— сверхсветовые сигналы, в т. ч. у космолучей

— индуцированный космолучами распад ядер

Б. Браунер, В. Прандтль, А. Гримм

— классический вариант таблицы Менделеева

— связь ядерных и химических свойств

В. Мантуров

— нуклоны — электрон-позитронные кристаллы

— кристаллическая модель ядра

— электрическая природа ядерных сил

ПУТЬ НАУКИ ПО КРИВДЕ

Отсталые учёные-идеалисты и их ложные теории

Аристотель, Ж. Леметр, А. Эйнштейн, А. Фридман

— Большой взрыв, расширение и тепловая смерть нестационарной Вселенной

— искривлённое пространство, замкнутое в сферу

— отрицание бесконечности мира

Э. Мах, В. Оствальд

— атомов нет, есть лишь энергия

— релятивистская механика

— немеханическое, энергетическое, внешнее истолкование процессов

— энерговырождение Вселенной

А. Эддингтон

— красное смещение от расширения Вселенной

— теория цефеид как пульсирующих звёзд

— ложный размер карликов и гигантов

— кванторелятивистская теория чёрных дыр и белых карликов

— фокусировка света гравитационными линзами

Аристотель, Р. Декарт, А. Эйнштейн

— геоцентрическая модель мира

— непрерывность вещества и боязнь пустоты

— свет — волны, возмущения неподвижного эфира

— все воздействия имеют полевую природу, будучи свойствами самого пространства, его особых точек, вихрей или кривизны

— релятивистская механика и принцип относительности Эйнштейна

В. Де Ситтер, Р. Томашек, О. Хэкман, А. Бонч-Бруевич

— некорректное опровержение баллистического принципа

Р. Оппенгеймер, П. Эренфест

— чёрные дыры, нейтронные звёзды

— отказ от протон-электронной модели ядер

Р. Декарт, М. Фарадей, К. Максвелл

— эфир и вихревые силы, направленные вдоль кривых силовых линий, окружающих точки

А. Эйнштейн, И. Тамм

— открытие фононов — квантов звука

— квантовые законы фотоэффекта

В. Гейзенберг

— размытость электронов-волн

— квантовые оболочки атома

— квантовая электродинамика

Н. Бор, А. Зоммерфельд

— квантовая бесструктурная модель атома

— квантовая теория химической связи

В. Паули

— принцип запрета Паули

— квантовая теория электронных уровней атома

— невесомое нейтрино в бета-распаде

— симметрия распадов бесструктурных частиц

В. Гайтлер, Ф. Лондон, М. Борн

— квантовая теория молекул и химической связи от перекрытия орбиталей

К. Вейцзеккер

— ядерные изомеры как энергетически возбуждённые метастабильные состояния ядра

М. Гёпперт-Майер

— квантовая оболочечная модель ядер и значений магических чисел нуклонов

М. Гелл-Манн, Дж. Цвейг

— кварковая система элемент. частиц

Дж. Гамов

— реликтовое тепло Большого взрыва

— квантовая теория ядерных реакций

Э. Ферми, В. Гинзбург

— разгон космолучей магнитными облаками

В. Гинзбург

— магнитотормозной и синхротронный механизм радиоизлучения галактик и квазаров

— ускорение и торможение космолучей в космосе

В. Гинзбург

— синхротронный механизм галактического радиоизлучения

В. Де Ситтер

— двойные звёзды противоречат БТР

— развитие теории относительности в астрофизике

— теория расширения Вселенной

Р. Декарт, А. Эйнштейн

— полевая теория гравитации, вызванной пространственными вихрями или пространственной кривизной

П. Дирак

— позитрон — положительная дырка в море Дирака

— позитроны находятся в антимирах

— симметрия полей: магнитные монополи Дирака — аналог зарядов

А. Комптон

— квантовая трактовка эффекта Комптона

А. Зоммерфельд

— квантовая теория проводимости

— кванторелятивистская теория металлов и атомов

Ш. Глэшоу, С. Вайнберг

— квантовая теория электрослабого взаимодействия

К. Шварцшильд, П. Эпштейн, Э. Шредингер

— квантовая теория эффекта Штарка

В. Нернст

— снижение теплоёмкости газов за счёт квантования вращательного движения молекул

Дж. Бардин, Л. Купер, Дж. Шриффер

— квантовая сверхпроводимость

Л. Ландау, В. Гинзбург

— двухжидкостная теория сверхтекучести гелия

— квантовая теория фазовых переходов второго рода, сверхпроводимости и ферромагнетизма

Ч. Таунс

— квантовая теория лазера

А. Эддингтон

— сфабрикованные соотношения масс элементарных частиц и констант через числа π и e

М. Фарадей, К. Максвелл

— электродинамика сплошных сред

— теория электромагнитного поля, эфира и волн

Р. Фейнман, В. Гейзенберг, В. Паули

— электрические силы от обмена виртуальными фотонами

— квантовая электродинамика

Н. Бор

— описание спектров планетарной моделью атома

— квантование орбит электрона

— квантование магнитного момента атома (магнетон Бора)

А. Зоммерфельд, П. Дебай

— квантовая теория эффекта Зеемана

— квантовая теория твёрдого тела

— спектр энергий у кристаллов

С. Гаудсмит, Дж. Уленбек

— квантовый спин электрона

В. Гейзенберг

— принцип неопределённости для электрона

А. Эйнштейн

— СТО и постоянство скорости света

— криведная теория гравитации (ОТО)

— эквивалентность инертной и гравитационной массы

— кванторелятивистская геометродинамическая единая теория поля

— умножение числа изображений в гравилинзах

— свет — поток фотонов

— мгновенное излучение фотонов при скачкообразном изменении энергии атома и коэффициенты излучения Эйнштейна, соответствующие вероятностям скачков

— кванторелятивистская трактовка сдвига частоты от скорости и ускорения источника

— закон превращения массы и энергии E=mc2

— квантовая теория теплоёмкости

— энергетические атомы и бесструктурные связи между ними

— квантовая теория фотоэффекта

— фотоны и корпускулярно-волновой дуализм в законах излучения (с Де Бройлем)

— невозможность превысить скорость света

Н. Бор и О. Бор

— квантовая теория ядерных распадов

— интерпретация таблицы Менделеева по квантовой теории атома

— независимость ядерных и химических свойств

— аморфные нуклоны подобные жидкости

— квантово-капельная модель ядра

— квантовая теория ядерных сил

Таблица опытов по проверке БТР, СТО и ОТО

Опыты и эффекты, подтверждающие БТР, но отвергающие электродинамику Максвелла, СТО, ОТО и теорию Большого Взрыва

Аберрация звёздного света

Аннигиляция

Барстеры, их переменность и спектр

"Выбросы" и "коконы" звёзд

Дополнительные изображения объектов космоса

Квазары

Красное смещение галактик, его парадоксы и постоянная Хаббла

Неправильные переменные звёзды

Новые — двойные звёзды и повторные новые

Обогащение спектра синхротронного излучения

Объект SS 433

Опыт Майкельсона

Опыт Кантора

Опыт Дуплищева

Отсутствие монополей Дирака

Парные астрообъекты Арпа

Полуправильные переменные звёзды

Радиолокация Венеры

Радиогалактики и их выбросы

Рентгеновские и радио-пульсары

Сверхновые звёзды и их спектры

Сверхсветовые частицы в космических лучах и ускорителях

Сплющенные звёзды, Ахернар и др.

Цефеиды и вариации яркости их линий

Электродинамические опыты-парадоксы

Эффект Барра

Эффект Блажко

Эффект "Пионеров"

Опыты и эффекты, согласующиеся с БТР, но ложно приводимые в качестве её нарушений и подтверждений СТО или ОТО

Аберрация света галактик

Анализ двойных звёзд Де Ситтером

"Гравитационные линзы"

Дефект массы в распадах

Замедление света возле Солнца

Искривление лучей возле Солнца

Красный сдвиг спектра Солнца и звёзд

Навигация по GPS и ГЛОНАСС

Опыт Бёммеля

Опыт Бонч-Бруевича

Опыт Кауфмана и "релятивистский" рост массы

Опыт Мазманишвили и Филиппова

Опыт Паунда и Ребке

Опыт с аннигиляционным излучением

Опыт Саньяка и лазерный гироскоп

Опыт с излучением ядер и частиц

Опыт Физо и коэффициент увлечения

Опыт Эри

Опыты с изменением хода атомных часов

Опыты с изменением частоты гамма-излучения на крутящемся диске

Отсутствие звёздных "привидений"

Поперечный эффект Доплера

Растяжение времени жизни частиц

Реликтовое излучение

Рентгеновские звёзды и анализ Брэчера

Смещение перигелия Меркурия

"Чёрные дыры" и их рентгеновское излучение

Таблица опытов по проверке БТР и квантмеха

Опыты и эффекты, подтверждающие классическую теорию строения атомов, вещества, но отвергающие квантовую

Асимметрия распадов

Близость радиусов электрона и ядра

Лазеры

Магические числа ядер

Магнетизм атомов и частиц

Нелинейный фотоэффект

Обратный "эффект Комптона"

Опыты по дифракции одного фотона

Опыты по "дифракции" одного электрона

Опыты Шноля

Сверхпроводимость

Сверхтекучесть гелия

Свойства лантаноидов и актиноидов

Свойства проводимости металлов

Селективный фотоэффект

Усталость фотоэффекта

Эффект Мёссбауэра

Ядерные изомеры

Опыты, объяснённые классической теорией, но ложно сочтённые её нарушением и подтверждением квантовой

Вымерзание степеней свободы

"Дифракция" атомов

"Дифракция" нейтронов

"Дифракция" электронов

Кривая теплоёмкости твёрдых тел

Мазеры

Многофотонные процессы

Закон теплового излучения Планка

Опыт Франка-Герца

Опыты Вавилова по регистрации фотонов

Регистрация гамма-квантов

Спектральные серии атомов

Туннельный эффект

Фотоэффект

Холодная эмиссия

Эффект Зеемана

Эффект Комптона

Эффект Штарка

Используемые аббревиатуры

АК — Автомат Калашникова

АМС — Автоматическая Межпланетная Станция

АПС — Автоматический Пистолет системы Стечкина

АЭС — Атомная ЭлектроСтанция

БТР — Баллистическая Теория Ритца

ВМФ — Военно-Морской Флот

ВЧ — Высокие Частоты (3–30 МГц)

ГЛОНАСС — ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система

ДОТ — Долговременная Огневая Точка

ЕТП — Единая Теория Поля

КХД — Квантовая ХромоДинамика

КЭД — Квантовая ЭлектроДинамика

ЛАЗЕР, англ. LASER — Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (усиление света с помощью индуцированного излучения)

МАЗЕР, англ. MASER — Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation (усиление СВЧ-волн с помощью индуцированного излучения)

МКТ — Молекулярно-Кинетическая Теория

НТР — Научно-Техническая Революция

ОТО — Общая Теория Относительности

СВЧ — СверхВысокие Частоты (3–30 ГГц)

СТО — Специальная Теория Относительности

ТП — Теория Пульсаций (звёзд)

ЭВМ — Электронная Вычислительная Машина

ЭДР — Эффект Доплера-Ритца

ЭДС — ЭлектроДвижущая Сила

ХААРП, англ. HAARP — High frequency Active Auroral Research Program (программа высокочастотных активных авроральных исследований)

ХЯС — Холодный Ядерный Синтез

GPS — англ. Global Positioning System (Глобальная Позиционирующая Система)

Источники

An Open Letter to the Scientific Community // New Scientist, 2004, May 22.

Fox J. Am. J. Phys., V.30, № 4, 1962; V.33, № 1, 1965; JOSA, V.57, 1967. (см. перевод на www.ritz-btr.narod.ru)

Freundlich E. Physik. Zeitschr. XIV, s. 835, 1913. (см. перевод на www.ritz-btr.narod.ru)

Kantor W. Direct First-Order Experiment on the Propagation of Light from a Moving Source // JOSA, v. 52, № 9, 1962.

La Rosa M. Does the speed of the light add itself to that the source of light? // Zeitschrift fur Physik. Bd XXI, p. 333, 1924.

Martinez A. Ritz, Einstein and emission hipotesis // Physics in perspective, 2004.

Moon P., Spenser D.E. Binary Stars and the Velocity of Light // JOSA, v. 43, № 8, 1953.

Ritz W. Recherches critiques sur l'Électrodynamique générale // Ann. de chim. et phys., 13, 1908.

Ritz W. Œuvres. Paris: Gauthier-Villars, 1911. (см. www.ritz-btr.narod.ru)

Авдеев Ю.Ф. Космос, баллистика, человек. М. 1978.

Адлер И. Внутри ядра. М.: Атомиздат, 1968.

Асламазов Л.Г., Варламов А.А. Удивительная физика. М.: Наука, 1987.

Астафуров В.И., Бусев А.И. Строение вещества. М.: Просвещение, 1983.

Астрономический журнал, Т. XLII, вып. 3, 1965 г., сс. 678 и 676.

Барашенков В.С. Вселенная в электроне. М., 1988.

Баум Л.Ф. Удивительный волшебник страны Оз. М., 1993.

Белопольский А.А. Астрономические труды. М., 1954 (то же на www.luchemet.narod.ru).

Бируни А. Индия. М.: Ладомир, 1995.

Блэквуд О. и др. Очерки по физике атома. М.—Л.: ОГИЗ, 1941.

Бова Б. Новая астрономия. М., 1976.

Болдов И.А. Геометрическая теория строения материи // "Академия Тринитаризма", 2006.

Болдырева Л.Б., Сотина Н.Б. Возможность построения теории света без СТО. М., 1999.

Болховитинов В. Столетов А.Г. М.: МГ, 1951.

Бонч-Бруевич А.М., Молчанов В.А. // Оптика и спектроскопия, Т.1, вып. 1–2, с. 113, 1956.

Бояринцев В. АнтиЭйнштейн. Главный миф XX века. М., 2005.

Брагинский В.Б., Полнaрёв А.Г. Удивительная гравитация. М.: Наука, 1985.

Бэттен Алан. Двойные и кратные звёзды. М.: Мир, 1976.

Бялко А.В. Наша планета — Земля. М.: Наука, 1989.

Вавилов С.И. Ленин и физика. М.: АН СССР, 1960.

Вавилов С.И. Собрание сочинений. Т. IV. М.: АН СССР, 1956.

Виц Б.Б. Демокрит. М.: Мысль, 1979.

Волькенштейн Ф.Ф. Электроны и кристаллы. М., 1983.

Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. М.: Просвещение, 1972.

Воронцов-Вельяминов Б.А. Галактики, туманности и взрывы во Вселенной. М., 1967.

Время и современная физика. М.: Мир, 1970.

Гапонов В.И. Электроника. М.: Физматгиз, 1960.

Гарднер М. Относительность для миллионов. М., 1976.

Гильзин К.А. Электрические межпланетные корабли. М.: Наука, 1970.

Голдсмит Д., Оуэн Т. Поиски жизни во Вселенной. М.: Мир, 1983.

Гоффман Б. Корни теории относительности. М.: Знание, 1987.

Гребеников Е.А. Николай Коперник. М., 1973.

Гэтланд К. Космическая техника. М.: Мир, 1986.

Данин Д. Неизбежность странного мира. М.: Молодая гвардия, 1966.

Дёмин В.Н., Селезнёв В.П. Мироздание постигая… М., 1989.

Джанколи Д. Физика. М.: Мир, 1989.

Дмитриев И.С., Семёнов С.Г. Квантовая химия — её прошлое и настоящее. М., 1980.

Дуплищева О.М. Наставник инженеров и учёных. Днепропетровск, 2007.

Евсюков В.В. Мифы о мироздании. М., 1986; Евсюков В.В. Мифы о вселенной. Новосибирск: Наука, 1988.

Ельяшевич М. Периодический закон Менделеева, спектры и строение атома // УФН, Т. 100, вып. 1, 1970.

Ельяшевич М.А., Кембровская Н.Г., Томильчик Л.М. Вальтер Ритц как физик-теоретик и его исследования по теории атомных спектров // УФН, Т. 165, № 4, с. 457, 1995.

Еремеева А.И. Пионер отечественной астрофизики // Вестник РАН, Т. 74, № 6, с. 524, 2004.

Ефремов Ю.Н. В глубины Вселенной. М.: Наука, 1984.

Жданов Г.Б. Лучи-разведчики. М., 1957.

Завельский Ф.С. Время и его измерение. М.: Наука, 1977.

Завельский Ф.С. Масса и её измерение. М.: Атомиздат, 1974.

Займан Дж. Принципы теории твёрдого тела. М.: Мир, 1974.

Занимательно о физике и математике. М.: Наука, 1987.

Зелиг К. Альберт Эйнштейн. М.: Атомиздат, 1966.

Иванов М.Г. Антигравитационные двигатели "летающих тарелок". М., 2007.

Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1970.

Карцев В. Приключения великих уравнений. М.: Знание, 1970.

Кедров Ф. Капица: жизнь и открытия. М.: Московский рабочий, 1979.

Кеплер И. О шестиугольных снежинках. М.: Наука, 1982.

Киреев В.А. Курс физической химии. М.: Химия, 1975.

Кокс Дж. П. Теория звёздных пульсаций. М.: Мир, 1983.

Комаров В.Н., Пановкин Б.Н. Занимательная астрофизика. М.: Наука, 1984.

Корлисс У. Загадки Вселенной. М.: Мир, 1970.

Космодемьянский А.А. К.Э. Циолковский — его жизнь и работы. М., 1960.

Космодемьянский А.А. Константин Эдуардович Циолковский. М.: Наука, 1987.

Крафт Р.П. Взрывные переменные как двойные звёзды. М.: Мир, 1965.

Кресин В.З. Сверхпроводимость и сверхтекучесть. М.: Наука, 1978.

Кудрявцев П.С. История физики и техники. М.: Учпедгиз, 1960.

Кузнецов Б.Г. Эйнштейн. М., 1963.

Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976.

Левитт И. За пределами известного мира: от белых карликов до квазаров. М.: Мир, 1978.

Липунов В.М. В мире двойных звёзд. М., 1986.

Лукреций Тит Кар. О природе вещей. М., 1983.

Льоцци М. История физики. М.: Мир, 1970.

Мантуров В. Ядерные силы — предложение разгадки // Техника — молодёжи, № 2, 2006.

Манчестер Р., Тейлор Дж. Пульсары. М.: Мир, 1980.

Масликов С. Новый вариант "баллистической теории" В. Ритца // "Инженер", 2007, № 12; Физическая мысль России, № 1, 1998.

Матвеев А.Н. Атомная физика. М.: Высшая школа, 1989; Механика и теория относительности. М.: Мир и образование, 2003.

Мороз О. Свет озарений. М.: Знание, 1980.

Морозов А. Ломоносов. М.: МГ, 1950.

Мухин К.Н. Занимательная ядерная физика. М.: Атомиздат, 1972.

Мякишев Г.Я. Элементарные частицы. М.: Просвещение, 1973.

Недоплеровское красное смещение (в сб. "Некоторые вопросы физики космоса", 1974).

Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн. М., 1989.

Ньютон И. Оптика. М.: Техтеоргиз, 1954.

Околотин В.С. Сверхзадача для сверхпроводников. М.: Знание, 1983.

Орешенкова Е.Г. Спектральный анализ. М.: Высшая школа, 1982.

Пановский В., Филлипс М. Классическая электродинамика. М.: Физматгиз, 1963.

Паули В. Теория относительности. М.: Наука, 1991.

Перельман Я.И. Занимательные опыты и задачи. Домодедово, 1994.

Перельман Я.И. Занимательная физика. М.: Наука, 1991.

Петров В. Гравитация как проявление электричества // Инженер, № 10, 2006; А существует ли магнитное поле? // Электро, № 1–3, 2004.

Петров В. Что тормозит "Пионеров"? // Инженер, № 5, 2007.

Писаржевский О. Менделеев. М., 1949.

Подольный Р. Нечто по имени Ничто. М.: Знание, 1983.

Популярная библиотека химических элементов. М.: Наука, 1983.

Пуанкаре А. О науке. М.: Наука, 1983.

Пульсирующие звёзды. М.: Наука, 1970.

Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М.: Наука, 1984.

Ритц В. О новом законе для спектральных серий (www.ritz-btr.narod.ru).

Рожанский И.Д. Античная наука. М.: Наука, 1980.

Розенбергер Ф. История физики. М.-Л.: Научтехизд, 1934–1936.

Роузвер Н.Т. Перигелий Меркурия от Леверье до Эйнштейна. М.: Мир, 1985.

Росси Б. Космические лучи. М.: Атомиздат, 1966.

Сапожников М. Антимир — реальность? М.: Знание, 1983.

Сейфер М. Никола Тесла. Повелитель Вселенной. М., 2008.

Секерин В.И. Теория относительности — мистификация века. Новосибирск, 1991; Теория относительности — мистификация XX века. Новосибирск: Арт-Авеню, 2007; Теория относительности — шедевр шарлатанов. Новосибирск: Апельсин, 2009.

Семиков С. Атомный кристалл-пирамида // Инженер, № 3, 2009.

Семиков С. Баллистика и Космос // Инженер, № 4, 2009; Критика как двигатель науки // Инженер, № 11, 2009.

Семиков С. Геометрия — ключ к микромиру // Инженер, № 2, 2008; Ядерная энергия и структура частиц // Инженер № 4–5, 2010.

Семиков С. Из микромира в Космос // Инженер, № 3, 2007; Справедливость баллистической теории в радиолокации // Инженер, № 10, 2010.

Семиков С. Как устроены маяки Вселенной // Инженер, № 9, 2006.

Семиков С. Ключ к загадкам космоса // Инженер, № 3, 2006.

Семиков С. Космические лучи — путь к звёздам // Инженер, № 4, 2008.

Семиков С. Космос русского Аристарха // История науки и техники, № 1, 2007.

Семиков С. Лёд и пламень // Инженер, № 2, 2006.

Семиков С. Масса и строение частиц // Инженер, № 11, 2006.

Семиков С. Механизм атомного излучателя// Инженер, № 10, 2006.

Семиков С. О природе массы и времени // Инженер, № 5, 2006; Тайна гравитации и антигравитации // Инженер, № 8, 2010.

Семиков С. О природе электричества и магнетизма // Инженер, № 1, 2006.

Семиков С. От Атома до Ядра // Инженер, № 12, 2007; А нужна ли квантовая физика? // Инженер, № 2, 2010.

Семиков С. План микромира // Инженер, № 5, 2007.

Семиков С. Революция в учении о свете // Инженер, № 12, 2006.

Семиков С. Сверхтекучий гелий — газ? // Инженер, № 2, 2007.

Семиков С. Свет — частица ли? // Инженер, № 6, 2006.

Семиков С. Сто лет СТО: есть ли альтернатива? // Инженер, № 11, 2005; Альтернативная электродинамика // Инженер, № 8–9, 2009.

Семиков С. Тайное сопротивление // Инженер, № 11, 2007.

Семиков С. Электрон — волна ли? // Инженер, № 6, 2005.

Сердюков А.Р. Лебедев П.Н. М.: Наука, 1978.

Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика. Ч.1. М.: Наука, 1986.

Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика. Ч.2. М.: Наука, 1989.

Сивухин Д.В. Оптика. М.: Наука, 1980.

Сивухин Д.В. Электричество. М.: МФТИ, 2002.

Синюков В.В. Вода известная и неизвестная. М.: Знание, 1987.

Содди Ф. История атомной энергии. М.: Атомиздат, 1979.

Спектрофотометрия звёзд δ Цефея и η Орла и К-эффект для цефеид. Ленинград, 1950.

Сплюснутая звезда // Природа, № 4, 2001.

Справочник необходимых знаний. М., 2002 (ср. Альфа и омега. Краткий справочник. Таллин: Валгус, 1987).

Тарасов Л.В. Лазеры: действительность и надежды. М.: Наука, 1985.

Томилин А.Н. В поисках первоначал. М., 1978.

Трифонов Д.Н. Цена истины. М.: Педагогика, 1977.

Уилер Дж. А. Предвидение Эйнштейна. М.: Мир, 1970.

Уманский Я.С., Скаков Ю.А. Физика металлов. М.: Атомиздат, 1978.

Уокер Дж. Физический фейерверк. М.: Мир, 1989.

Уоллес Б. Радарные замеры скорости света (см. перевод на www.ritz-btr.narod.ru).

Фейнман Р. Характер физических законов. М.: Мир, 1968.

Физика космоса: Маленькая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1986.

Филонович С.Р. Самая большая скорость. М.: Наука, 1983.

Франкфурт У.И., Френк А.М. Оптика движущихся тел. М.: Наука, 1972.

Френкель В.Я. Пауль Эренфест. М.: Атомиздат, 1977.

Ходж П. Галактики. М.: Наука, 1992.

Храмов Ю.А. Физики: биографический справочник. М.: Наука, 1983.

Цесевич В.П. Переменные звёзды и способы их исследования. М.: Педагогика, 1970.

Цесевич В.П. Что и как наблюдать на небе. М., 1984.

Циолковский К.Э. Очерки о Вселенной. Калуга: Золотая аллея, 2001.

Чернин А.Д. Физика времени. М.: Наука, 1987.

Чешев В.В. Комментарии к дискуссии Ритца и Эйнштейна (см. www.ritz-btr.narod.ru)

Чешев В.В. Проблема реальности в классической и современной физике. Томск, 1984.

Чижевский А.Л. На берегу Вселенной. М., 2007.

Шаскольская М.П. Очерки о свойствах кристаллов. М.: Наука, 1987.

Шелест В.П. Новый круг (структура элементарных частиц). М.: Атомиздат, 1978.

Шемшук В.А. Русь борейская. Украденная история. М., 2001.

Шноль С.Э. и др. // Успехи физических наук, 1998, т. 168, № 10.

Шимбалёв А.А. Атлас звёздного неба. Минск, 2004.

Щёголев В.А. За краем таблицы Менделеева // Природа, № 1, 2003.

Эйнштейновский сборник, 1969–1970. М.: Наука, 1970, стр. 162.

Эренфест П. Относительность. Кванты. Статистика. М.: Наука, 1972.

Именной указатель[1]

Александр Невский 580

Александров Е.Б. 180

Алфёров Г.И. 415, 510

Альфонс X 8

Альхазен 68, 587

Амбарцумян В.А. 168

Ампер А.М. 24, 47, 53, 89, 148, 465, 554, 587

Андерсен Г.К. 238

Араго Д.Ф. 181

Аристарх Самосский 158, 565, 582

Аристотель 8, 25, 164, 367, 384, 436, 512, 517, 545

Архимед 26, 290, 548

Арп Г. 154, 226

Аррениус С. 167

Аткинс 472

Бардин Дж. 592

Барнетт С. 527

Барр М. 181, 186, 196, 580

Басов Н.Г. 415, 510

Баум Л.Ф. 508

Белл А. 565

Белопольский А.А. 77, 149, 161, 167, 175, 182, 195, 206, 225, 229, 509, 548, 565, 587

Беляев А. 508, 515, 523

Бёммель Г. 74, 122

Бойль Р. 31, 443, 532, 555

Болдырева Л.Б. 476, 573

Больцман Л. 160, 168, 380, 434, 448, 453, 463, 521, 554

Бонч-Бруевич А.М. 177, 595

Бор Н. 20, 39, 250, 274, 354, 380, 412, 443, 485, 546, 560, 571, 584

Борн М. 13, 443

Брадлей Дж. 65, 189

Браунер Б.Ф. 273, 283

Бриллюэн Л. 120, 144, 520, 572

Бруно Дж. 16, 133, 147, 162, 367, 440, 504, 515, 579, 587

Брэдбери Р. 515

Брэчер К. 206, 246

Брюсов В. 348, 508

Булычёв К. 515

Бутлеров М. 289, 309, 445, 563

Бэкон Ф. 503

Бялко А.В. 6

Вавилов С.И. 70, 79, 96, 159, 178, 381, 439, 510, 568

Вайнберг С. 341, 592

Ван-ден-Брук А. 283, 331

Ван-дер-Ваальс И. 453

Вебер В. 24, 44, 50, 60, 89, 108, 147, 215, 554

Вейсс П. 13, 310, 354, 467

Вейцзеккер К. 289, 591

Верн Жюль 177, 182, 484, 508, 515, 523, 528, 540, 571

Вернадский В.И. 161, 512

Вин В. 197, 245, 376, 463

Вихерт Э. 166, 300, 358

Власов А.А. 80, 374

Вуд Р. 397

Высоцкий В.С. 516

Гайтлер В. 443, 590

Галилей Г. 4, 22, 51, 64, 78, 85, 90, 121, 134, 147, 171, 224, 347, 365, 439, 482, 514, 527, 548, 556, 574, 581, 587

Гамильтон У. 69

Гамов Г. 158, 165, 333, 435

Ган О. 289

Гансовский С.Ф. 515, 572

Гапонов В.И. 190, 374

Гарднер М. 437

Гассенди П. 31, 68, 147, 527

Гаудсмит С. 357, 503

Гаусс К. 24, 42, 44, 89, 109, 148, 215, 354, 374, 554, 587

Гевара Э. (Че) 16

Гейзенберг В. 20, 347, 373, 437, 443, 480, 545, 553, 584

Гельмгольц Г. 402, 452

Гербер П. 147

Геродот 37, 70, 498

Герон 31, 69, 356, 548

Герц Г. 53, 57, 78, 81, 368

Гесс В. 340, 533, 537

Гильберт Д. 12

Гильберт У. 31

Гинзбург В.Л. 245, 465, 469, 477, 537

Глэшоу Ш. 341, 592

Гоголь Н.В. 515

Голицын Б.Б. 395

Горький М. 511

Гримм А. 283, 394

Гроссман М. 13

Губарев В. 142, 440, 578

Гудрайк Дж. 207

Гутник П. 96, 186

Гюйгенс Х. 87, 90, 364

Да Винчи Л. 25, 90, 147, 171, 501, 548, 572, 587

Даль В.И. 565

Дальтон Дж. 443, 555

Данин Д. 308

Дебай П. 454, 461, 593

Де Бержерак С. 527

Де Бройль Л. 80, 395, 418, 428

Де Гааз В. 527

Декарт Р. 367

Демокрит 10, 17, 24, 30, 51, 61, 68, 78, 90, 104, 121, 132, 147, 151, 162, 178, 215, 267, 302, 319, 324, 334, 342, 363, 385, 434, 441, 452, 465, 484, 494, 512, 527

Денисов А.А. 130

Денисюк Ю.Н. 484

Де Ситтер В. 149, 165, 182, 191, 232, 574, 580

Дёмин В.Н. 135, 207, 491, 504, 565, 570

Джинс Дж. 245, 376

Джоуль Дж. 452, 458, 468

Джоунс Р.Ф. 483, 522, 527

Дирак П. 35, 40, 43, 50, 359, 454, 518

Дойл А.К. 561, 570

Доплер Х. 73, 126, 149, 198

Друде П. 399, 452, 457, 480

Дуплищев М.И. 95, 134, 510, 542, 548, 551

Евклид 17, 166, 520, 557

Ельяшевич М.А. 12, 21, 258

Ершов П.П. 515

Ефремов И.А. 484, 515

Задорнов М.Н. 565

Зееман П. 120, 250, 278, 372

Зольднер И. 142

Зоммерфельд А. 258, 428, 431, 458

Иванов М.Г. 510

Иоффе А.Ф. 15, 479

Кайзер Г. 13

Калашников С. 32

Камерлинг-Оннес Г. 468, 473, 477

Кбнада 70, 174, 587

Кантор У. 95, 179

Капица П.Л. 468, 475

Карцев В. 473

Каттнер Г. 485

Кауфман В. 60, 107, 130, 583

Келдыш М.В. 134, 510

Кельвин У. 335, 452, 463, 547

Кембровская Н.Г. 12

Кеплер И. 68, 118, 147, 166, 182, 224, 365, 447, 482, 494, 564, 575, 582

Клейн Ф. 13, 165

Клейнер А. 12

Ковалевская С.В. 390

Кокерель К. 360

Колумб Х. 542, 563

Комптон А. 259, 264, 378, 392, 406, 545, 553, 571

Комсток Д. 68, 186

Коперник Н. 15, 20, 25, 38, 61, 122, 134, 162, 171, 189, 207, 218, 224, 237, 247, 342, 371, 436, 482, 494, 509, 517, 547, 563, 574, 582, 587

Корнева М.В. 573

Коробкин В.В. 354

Королёв С.П. 134, 510, 541

Кулибин И. 510, 548, 551

Кулигин В.А. 573

Кулон Ш. 26, 58

Кун Т. 20, 574

Кунц Я. 68

Купер Л. 592

Курчатов И. 289, 324, 541

Кюри П. 310, 324, 453, 463, 480, 528

Кюри М. 509

Лавуазье А. 104, 113, 453

Ландау Л.Д. 385, 465, 469, 477

Ландсберг Г.С. 179, 396, 402, 410

Ланжевен П. 355

Лаплас П. 52, 57, 181, 439

Ла Роза М. 179, 190, 194, 207

Лауэ М. 310

Лебедев П.Н. 105, 175, 240, 510, 565

Левкипп 10, 17, 104, 512, 552

Лем С. 523

Леметр Ж. 159, 165, 545

Ленард Ф. 261, 270, 275, 373, 384, 388, 410, 440

Ленгмюр И. 265, 270, 291, 304, 440, 445, 491

Ленин В.И. 33, 37, 173, 353, 558

Лесаж Г. 334,360, 369, 548

Лисневский Ю. 283, 331

Лодыгин А.Н. 510

Ломоносов М.В. 17, 24, 70, 104, 113, 163, 171, 267, 299, 323, 330, 341, 367, 378, 386, 445, 452, 492, 508, 514, 544, 556, 567, 578, 587

Лондон Ф. 443, 590

Лоренц Х. 12, 23, 49, 56, 85, 91, 107, 118, 126, 145, 252, 278, 332, 349, 377, 385, 391, 477, 544

Лосев О.В. 417, 479, 510

Лукреций Тит Кар 10, 19, 28, 51, 68, 79, 90, 104, 121, 132, 147, 165, 215, 233, 249, 302, 315, 342, 360, 385, 432, 441, 454, 465, 494, 512, 535, 551, 560

Льюис Дж. 265, 290, 441, 490

Люмьер Л. и О. 365

Мазманишвили А.С. 96

Майер А. 255, 264, 443, 558

Майер Ю.Р. 453

Майкельсон А. 23, 51, 60, 91, 179, 368, 377, 428, 509, 545, 583

Максвелл Дж. 10, 14, 20, 28, 34, 44, 50, 60, 84, 162, 334, 364, 370, 376, 452, 544, 554, 582

Мамаев А. 132, 232

Мантуров В. 111, 259, 267, 282, 300, 320, 341, 351, 359, 442

Масликов С.П. 6, 19, 174, 209, 242, 510, 573, 591

Матвеев А.Н. 410, 425

Мах Э. 395, 552

Мейман Т. 413, 548

Менделеев Д.И. 24, 37, 161, 171, 256, 264, 273, 282, 294, 304, 339, 343, 367, 395, 441, 453, 463, 476, 481, 490, 498, 509, 515, 544, 551, 569, 587

Мендель Г. 509

Мёссбауэр Р. 74, 122, 280, 291, 346, 383

Миллер Д. 577

Миллер М.А. 85

Минин К. 587

Минковский Г. 12

Мозли Г. 263, 275

Мун П. 80, 207

Мюллер М. 270

Нельсон Л. 14

Нернст В. 449, 452

Нидем Дж. 488

Носков Н.К. 51

Носов Н. 528

Ньютон И. 10, 17, 33, 40, 53, 61, 70, 78, 86, 98, 108, 119, 121, 142, 164, 171, 214, 260, 302, 342, 360, 376, 385, 439, 481, 514, 525, 544, 554, 567, 575

Обручев В.А. 508, 515

Оккам У. 25, 104, 144, 147, 166, 227, 240, 247, 342, 386, 401, 418, 431, 466, 547, 577

Околотин В.С. 30, 52, 61, 115

Ом Г. 457, 468

Оппенгеймер Р. 240, 571

Оруэлл Дж. 384

Оствальд В. 395, 452, 552

Остроградский М.В. 42, 57, 256

Пастер Л. 309

Паули В. 93, 316, 336, 356, 443, 515

Пашен Ф. 13, 126, 280

Перельман Я.И. 120, 516

Петров В.В. 510

Петров В.М. 51, 358, 363

Пирсон К. 370

Пифагор 310, 343, 391, 497, 565

Планк М. 92, 245, 257, 271, 343, 355, 375, 387, 415, 427, 463, 480

Платон 158, 309, 343, 485, 491, 550, 569

Пожарский Д.М. 587

Ползунов И.И. 565

Прандтль В. 283

Прохоров А.М. 415, 510

Птолемей 20, 25, 60, 162, 249, 347, 371, 436, 482, 544, 575, 582

Пуанкаре А. 12, 16, 23, 44, 113, 334, 354, 555

Пуансо Л. 283, 544

Пуассон С. 423, 536

Пушкин А.С. 507, 515

Ребер Г. 245

Резерфорд Э. 111, 250, 260, 327, 332, 369, 393, 410, 423, 494, 512, 541, 560

Релей Дж. 376

Рёрих Н.К. 486

Ридберг И. 12, 257, 263, 278, 283, 292, 330

Рикке Э. 13

Риман Б. 214, 370, 544

Ритц В. 10–16, 22, 27, 38, 44, 53, 62, 71, 78, 86, 91, 101, 107, 114, 129, 145, 211, 228, 250, 274, 278, 291, 364, 375, 428, 477, 520, 556, 584

Рунге К. 13

Савченко В.П. 531

Саньяк Ж. 99, 178, 421, 581

Свифт Дж. 527

Секерин В.И. 21, 193, 206, 232, 510, 573

Селезнёв В.П. 137, 207, 491, 573

Серов Р.В. 354

Скобельцын Д.В. 405

Содди Ф. 43, 283, 327, 335, 504, 555, 571

Сотина Н.Б. 476, 573

Спенсер Д. 207

Станюкович К.П. 361

Степанов Н.С. 6, 85, 192

Столетов А.Г. 387, 396, 405, 419, 427, 438, 480, 510, 551

Стюарт О. 68

Тамм И.Е. 381, 459

Тарасов Л.В. 400

Таунс Ч. 417

Теллер Э. 571

Тесла Н. 37, 103, 143, 166, 171, 327, 333, 343, 367, 373, 415, 493, 501, 529, 537, 548, 569, 572, 587

Тимирязев А.К. 436, 440, 577

Тимирязев К.А. 395, 453

Тойнби А. 171

Толмен Р. 68

Толстой А.Н. 417, 508, 515

Томашек Р. 95, 99, 179

Томильчик Л.М. 12

Томсон Дж. 29, 68, 113, 166, 179, 250, 262, 270, 281, 372, 380, 406, 421, 441, 453, 551, 558

Уилер Дж. 38, 518, 576

Уленбек Дж. 357

Ульянин В.А. 510

Уоллес Б. 80, 85, 137, 179

Уэллс Г. 515, 520, 524, 328

Фабрикант В.А. 415, 421, 510

Фарадей М. 25, 54, 58, 554

Фейнман Р. 38, 79, 302, 385, 487, 493, 500, 518, 576

Ферма П. 69

Ферми Э. 292, 349, 446, 454, 537, 571

Филлипов П.И. 96

Фицджеральд Дж. 23

Фламмарион К. 517

Фойгт В. 13, 281

Фокс Дж. Г. 19, 80, 94, 122, 154, 176, 186, 198, 239, 299, 332, 343, 523, 532, 573

Франклин Б. 31, 356, 458

Фрейндлих Э. 96, 186, 188

Френкель В.Я. 477

Фридман А.А. 149, 161, 165

Фритциус Р.С. 6, 207, 232, 438, 521, 573

Хаббл Э. 124, 149, 156, 226, 243

Хайдаров К.А. 6, 220

Хатч Р. 140

Хевисайд О. 113

Ходж П. 225

Хойл Ф. 167, 516

Цандер Ф.А. 510

Цвет М.С. 565

Цёлльнер И. 114, 146

Циолковский К.Э. 4, 21, 25, 70, 125, 131, 170, 247, 260, 274, 300, 327, 342, 367, 395, 482, 509, 515, 525, 534, 542, 551, 564, 573, 582

Чедвик Дж. 330

Черенков П.А. 96

Чешев В.В. 6

Чижевский А.Л. 564

Чуковский К.И. 418, 510, 515

Шершевский А.Б. 264

Шноль С.Э. 334, 536

Шредингер Э. 584

Штарк Й. 120, 179, 278, 372, 380

Шубников А.В. 464

Шубников Л.В. 465

Эддингтон А. 141, 155, 165, 188, 199, 204, 214, 240, 343, 485, 545, 553, 560, 575

Эйлер Л. 364

Эйнштейн А. 8, 10, 23, 38, 61, 80, 91, 107, 117, 121, 126, 142, 163, 179, 188, 214, 224, 232, 264, 276, 341, 361, 377, 384, 395, 427, 436, 453, 464, 484, 495, 515, 526, 543, 550, 561, 571, 582

Эпикур 10, 19, 35, 68, 79, 147, 342, 369, 385, 439, 457, 498, 512, 549, 587

Эренфест П. 13, 19, 64, 358, 466, 477

Эрстед Х. 54

Яблочков П.Н. 510

Яковлев А.С. 481, 516

Янский К. 245

Предметный указатель

Аберрация 23, 46, 63, 92, 128, 175, 181, 347, 368, 586

Агравитор 523

Актиноиды 273, 283

Алмаз 440, 455

Альфа-распад 326

Альфа-частицы 33, 324, 365, 435, 531, 541

Амеры 267, 302, 498

Аннигиляция 40, 110, 118, 133, 250, 260, 297, 316, 327, 339, 345, 351, 383, 518

Антигравитация 482, 497, 523

Антимасса 40, 115, 297, 332, 358, 518

Антинейтрон 315

Антипротон 315, 340

Ареон (антиреон) 41, 58, 102, 112, 144, 166, 249, 316, 334, 346, 353, 361, 465, 518, 525

Асимметрия распадов 315, 526

— частицы-античастицы 314, 520

— элементарных сил 115, 316, 527

Атом 250, 260, 265, 440

Атомная (ядерная) бомба 111, 325, 333, 571

Атомные часы 120, 259, 281

Ахернар (α Эридана) 219

Баллистический принцип 62, 84, 99, 128, 136, 152, 177, 182, 206, 232, 256, 345, 428, 510, 539, 544, 580

Барстеры 176, 206, 244, 568

Белые карлики 238, 248

Бета-распад 270, 302, 315, 336, 358, 405

Бетельгейзе (α Ориона) 209, 220

Бипирамидальная модель атома 266, 278, 284, 324, 441, 456, 482, 498, 514

Бластон 350, 357, 362, 435

Большой взрыв 150, 159, 164, 248, 361, 494, 582, 595

Вакансия электронная 442, 461

Венера 136, 147, 497

Водородоподобные атомы 263, 274

Волны Ван Кампена 80

— де Бройля 80, 418, 428

Временнбя фокусировка 190, 196, 214, 229, 235, 584

Время 76, 120, 122, 190, 512

— жизни 128, 166, 299, 308, 334, 343, 372, 532

Вымерзание степеней свободы 448, 451, 454

Гамма-кванты 112, 293, 296, 345, 383

Гаммон (гамма-мезон) 296, 303, 329, 337, 345

Гравитация 17, 37, 103, 114, 121, 372, 483, 495, 523

Гравитационные линзы 211, 220, 226, 241, 248

Громовой храм 6, 10, 494, 500

Давление света 101

Двойные звёзды 182, 190

Дефект массы 324

Диполь Герца 78, 416

Дифракция нейтронов 430

— пучков атомов и молекул 428

— света 86, 423

— электронов 418

Дублет частиц 311

Закон Ампера 47

— Био-Савара-Лапласа 52

— Видемана-Франца 463

— Вина 197, 245, 376

— Гейгера-Неттола 435

— Дюлонга-Пти 454

— Кулона 26, 44, 53, 102, 117, 260, 325, 348

— Мозли 263, 275

— Ома 457, 468

— отражения Ритца 99, 101

— Планка (излучения чёрного тела) 21, 159, 245, 375, 548

— Релея-Джинса 245, 376

— сохранения заряда 58, 76, 104

– движения 104, 494

– массы (материи) 40, 104, 110, 297, 325, 338, 494, 546, 556

– энергии 101, 325, 346, 453

– (непрерывности) времени 76

— тяготения Ньютона 53, 114

— Хаббла 124, 149, 161, 217, 225, 243, 360, 369

Замедление времени при движении 122, 126, 129

– в поле тяготения 120, 143, 280

Звёзды типа Миры Кита 199, 208, 219, 222

– RR Лиры 199

– RV Тельца 199, 204, 217

– U Близнецов 231

– β Лиры 204

– ζ Близнецов 198, 206

Излучение Вавилова-Черенкова 96

Изомерия ядер 288

Индукция электромагнитная 50, 66, 215, 340

Индуцированные распады 333, 340, 372, 494, 536

Интерференция света 79, 86, 101, 382, 421

Ионизация 334, 352, 394, 412, 424, 434, 443, 451, 502

Искривление лучей возле Солнца 141, 248

Каон (K-мезон) 296, 305, 313

Квазары 15, 134, 215, 225, 238, 247

Квант света 379

Кинематические волны 67, 80, 194, 431, 544

Клистрон 67, 80, 190, 211, 231, 374, 386, 431

Ковалентная связь 281, 444

Космические лучи 69, 128, 494, 513, 529, 533, 538, 580

Космолучевая связь 533, 540

Космолучевой двигатель 539

Коэффициент мультипликации изображений 213, 237, 247

— увлечения Френеля 93, 101

Коэффициенты Эйнштейна 276

Крабовидная туманность 230, 236

Красное смещение галактик 4, 15, 74, 125, 135, 149, 161, 182, 195, 225, 248

– гравитационное 124, 143

Красные гиганты 208, 239

Крестовая модель атома 254, 265, 488

Кристаллическая модель атома 250, 265, 442

– частиц 300

– ядра 282

Кубон 308

Лазер 67, 85, 101, 140, 229, 235, 273, 354, 382, 400, 413, 420, 431, 479, 510, 531, 541, 567, 596

Лазерный гироскоп 101

Лантаноиды 272, 283

Левитация 524

Линейчатый спектр 246, 271, 278, 291, 378, 412

Магические числа 282, 304, 323, 372, 491, 506

Магнетизм 4, 17, 23, 29, 44, 53, 70, 116, 147, 256, 302, 341, 354, 465, 477, 483, 495, 502, 523

Магнитная модель атома 250

Магнитный момент электрона 251, 278, 337, 354, 486

– частиц 301, 314, 354

Мазер 415, 480, 596

Марс 138, 208, 533, 541

Масса 114, 358

Меркурий 24, 39, 117, 144, 202, 248, 417, 576

Минус-материя 40, 119, 359

Минусовая масса 39, 119, 297, 518

Мировая гора Меру 494, 507

Мультиплет частиц 314

Мультиплетный спектр 275, 280

Мюон (мю-мезон) 128, 294, 303, 315, 337

Навигационные системы GPS и ГЛОНАСС 138, 483, 580, 596

Нейтрино 103, 176, 325, 336, 352, 363

Нейтрон 43, 69, 134, 254, 268, 282

Нейтронные звёзды 224, 233, 238

Нелинейный фотоэффект 400, 480

Неправильные переменные звёзды 204

Новые звёзды 211, 228, 237, 246

Нуклоны 111, 268, 282, 300, 320, 330, 352, 431, 443, 480

Обратный фотоэффект 403, 415, 420

Октон (окто-мезон) 303, 311, 330, 339

Опыт Бёммеля 74, 122

— Бонч-Бруевича 177

— Брауна-Твисса 384

— Дэвисона-Джермера 418

— Дуплищева 95, 510

— Кантора 95, 179

— Кауфмана 60, 107, 130, 583

— Майкельсона-Морли 23, 51, 62, 91, 179, 368, 377, 545, 583

— Паунда и Ребке 120, 123, 280

— Рамзауэра-Таунсенда 422

— Саньяка 94, 99, 178, 421, 581

— Тартаковского 421

— Томашека 95, 179

— Троутона-Нобля 23, 63, 91, 583

— Физо 93, 581

— Франка-Герца 378, 410, 414, 425, 480

— Шноля 334, 536

— Эри 66, 595

Остов атома 251, 264, 282, 329, 354, 372, 392, 507

Отражение света

Парадокс близнецов 127

— Ольберса 36, 161, 166

Партоны 299, 302, 315

Переменные звёзды 74, 155, 176, 191, 211, 239, 247

Период полураспада 283, 309, 334, 435

Пион (пи-мезон) 294, 303, 315, 337, 344

Повторные новые звёзды 230

Позитрон (антиэлектрон) 39, 111, 251, 260, 280, 290, 300, 314, 340, 352, 392, 431, 466, 480

Полосатый спектр 277

Полуправильные переменные звёзды 222

Полярная звезда 201, 219, 221

Постоянная тонкой структуры 142, 343

— Хаббла 149

Потенциал возбуждения (резонансный потенциал) 410, 426

— ионизации 394, 412

Правила отбора 276, 491

Преломление света 86

Принцип Гюйгенса 87, 90

— запрета Паули 446

— комбинационный Ридберга-Ритца 12, 250, 257, 488, 576

— неопределённости Гейзенберга 335, 373, 416, 437

— относительности Галилея 22, 51, 64, 91, 121, 218, 248, 355, 364, 574

— причинности 337, 377, 437, 522

— суперпозиции 31, 322

— Фокса погашения скорости источника у света 94, 228, 346

Проводимость электрическая 373, 398, 418, 457, 477

Протон 26, 42, 115, 142, 254, 270, 280, 290, 300, 315, 336

Пульсары 134, 195, 205, 233, 240, 245, 568

Работа выхода 394, 432

Радиогалактики 213, 242, 568

Радиолокация 85, 93, 136, 177, 248, 580

Разбегание галактик 150, 162, 241, 248

Редкоземельные элементы 564

Реликтовое излучение 15, 158, 167, 248, 370

Реон 30, 249, 316, 334, 358, 364, 494

Рентгеновские пульсары 205, 233, 246

Рентгеновский спектр сплошной 246, 378

– характеристический 246, 263, 274

Рождение электрон-позитронных пар 112, 331, 395, 404, 520

Сверхкристалл 466, 526, 559

Сверхновые звёзды 15, 74, 134, 155, 176, 211, 228, 236, 248, 340

Сверхпроводимость 274, 372, 386, 417, 461, 477, 481, 523, 559

Сверхсветовые частицы 110, 129, 215, 514, 533, 580

— Выбросы 215, 227

Сверхтекучесть гелия 417, 464, 468, 478

Селективный фотоэффект 396, 400, 410, 480

Сила инерции 116, 122, 348, 359, 524

Синхротронное излучение 84, 96, 227, 230, 245, 569

Сириус (α Большого Пса) 239

Смещение перигелия Меркурия 24, 39, 117, 145, 202, 248, 417, 576

Соотношения Мэнли-Роу 402, 413

Сопротивление электрическое 30, 389, 457, 468, 477

Спектр водорода 39, 246, 251, 274, 372, 412, 555

— сплошной 480

Спектры атомов 12, 62, 250, 260, 489, 545, 558, 587

— молекул 277

Сфера распада 350, 359, 435, 446

–, радиус 350, 357

Таблица Менделеева 256, 265, 273, 282, 294, 304, 314, 372, 441, 481, 498

Телепортация 134, 165, 238, 506, 523

Телепортёр 523, 528

Тёмная материя 134, 165, 238, 506

— энергия 157, 165, 506

Температура Дебая 455, 461

Теорема Ирншоу 353, 444

— погашения Эвальда и Озеена 94

Теплоёмкость твёрдого тела 373, 448, 454, 466

Термический коэффициент сопротивления 461

– расширения 461

Трансформатор спектра 567

Триплет зеемановский 278

— (семейство) частиц 311, 314

Туннельный эффект 333, 351, 418, 432, 463, 480, 531

Ударная ионизация 412, 435

Ударные волны 211, 219, 229

Усталость фотоэффекта 390

Фазовые переходы первого рода 464, 470, 480

– второго рода 464, 480

Фобос 138, 541

Фотоионизация 391, 403

Фотон 19, 29, 38, 62, 78, 86, 97, 379, 395, 413, 423, 459, 480, 545, 553

— виртуальный 38, 102

Фотоэлектрон 387, 404, 431

Фотоэффект 112, 175, 259, 264, 271, 355, 373, 381, 387, 396, 403, 461, 480, 510, 530, 586

ХААРП 501, 596

Химическая связь 105, 275, 282, 440, 450

Холодная эмиссия 432

Холодный ядерный синтез 531, 559

Хронопортёр 518, 522, 528

Цефеиды 135, 142, 155, 180, 191, 195, 219, 230, 240

— карликовые 201

Чёрные дыры 134, 165, 217, 222, 238, 248

Электрон, строение 348

Электрон-позитронная пара 112, 300, 331, 395, 404, 520

— кристаллическая решётка 253, 264, 270, 280, 291, 302, 320, 335, 350, 443, 487

Электроны внешние (орбитальные) 258, 264, 378, 392, 404, 411

— внутренние (узловые) 258, 264, 378, 393, 404, 411, 424

Элементарные частицы 4, 15, 20, 30, 294–319

Энергия ионизации 352, 394, 403, 412, 423, 434, 443

— сродства электрона 443

Энтропия 167, 366, 464, 521, 572

Эфир 15, 23, 37, 53, 78, 89, 102, 194, 233, 300, 319, 342, 364, 484, 493, 534, 547, 583

Эффект Барнета 527

— Барра 182, 196, 207, 580

— Блажко 202, 207

— Доплера 56, 73, 85, 99, 125, 134, 149, 181, 194, 201, 216, 226, 567

– поперечный 126

— Зеемана 120, 250, 278

— Комптона 259, 271, 378, 406, 480

— Мёссбауэра 74, 122, 280, 291, 346, 383, 455

— Пашена-Бака 280

— "Пионеров" 138, 586

— Рамана 402

— Ритца 56, 71

— Штарка 120, 278, 372

Ядро атома 254, 282

— электрона (керн) 352, 369

Ядерное взаимодействие, сильное 38, 258, 282, 320, 350

–, слабое 38, 258, 316, 336, 350

Ядерные реакции 111, 284, 292, 300, 320, 324, 431, 446, 531

— спектры 291, 447

Ядерный реактор 111, 325, 334, 346, 576

— фотоэффект 431

Примечания

1

Номера страниц соответствуют печатному варианту книги, см. книгу в формате PDF

Content

С.А. Семиков
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ РИТЦА И КАРТИНА МИРОЗДАНИЯ

ОТ АВТОРА

ВВЕДЕНИЕ

Часть 1 РИТЦ И ЕГО БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ

§ 1.1 Вальтер Ритц, его жизнь и гибель

§ 1.2 Основы Баллистической Теории Ритца

§ 1.3 Электродинамика Ритца

§ 1.4 Природа электрического отталкивания и закон Кулона

§ 1.5 Испускание реонов и распад-испарение электрона

§ 1.6 Электрическое притяжение и ареоны

§ 1.7 Природа магнетизма

§ 1.8 Электромагнитная индукция и полнота электродинамики Ритца

§ 1.9 Природа света, баллистический принцип и опыт Майкельсона

§ 1.10 Эффект Ритца

§ 1.11 Электромагнитные волны

§ 1.12 Интерференция, дифракция, отражение и преломление света

§ 1.13 Взаимодействие света от движущегося источника со средой

§ 1.14 Энергия поля и давление света

§ 1.15 Релятивистский эффект изменения массы

§ 1.16 Аннигиляция и эквивалентность массы и энергии

§ 1.17 Природа массы и гравитации

§ 1.18 Изменение хода времени в поле тяготения

§ 1.19 Изменение хода времени при ускорении и принцип эквивалентности

§ 1.20 Замедление времени и поперечный эффект Доплера

§ 1.21 Растяжение времени жизни и сверхсветовые скорости

Часть 2 КОСМОС ПО РИТЦУ

§ 2.1 Радиолокационные измерения в космосе

§ 2.2 Искривление лучей света возле Солнца и А. Эддингтон

§ 2.3 Смещение перигелия Меркурия

§ 2.4 Природа красного смещения и закон Хаббла

§ 2.5 Реликтовое излучение и абсурд Большого взрыва

§ 2.6 Бесчисленное множество миров и бесконечность Вселенной

§ 2.7 Стационарная и вечно молодая Вселенная или её тепловая смерть?

§ 2.8 Космическая дисперсия

§ 2.9 Проверка баллистического принципа в космосе

§ 2.10 Баллистический принцип, двойные звёзды и эффект Барра

§ 2.11 Двойные звёзды, клистрон и временнáя фокусировка света

§ 2.12 Природа цефеид и других маяков Вселенной

§ 2.13 Звёзды-гиганты и измерение расстояний в космосе

§ 2.14 Космомиражи — временные линзы или гравитационные?

§ 2.15 Сверхсветовые скорости выбросов

§ 2.16 Вращающиеся звёзды и космические дуги

§ 2.17 Квазары

§ 2.18 Новые и сверхновые звёзды

§ 2.19 Пульсары

§ 2.20 Карлики, нейтронные звёзды, чёрные дыры и тёмная материя

§ 2.21 Радиогалактики и другие космические аномалии

Часть 3 МИКРОМИР ПО РИТЦУ

§ 3.1 Магнитная модель атома и принцип Ритца

§ 3.2 Спектры атомов и атомные модели

§ 3.3 Строение атомов и периодический закон Менделеева

§ 3.4 Спектры щелочных металлов, сложных атомов и молекул

§ 3.5 Эффекты Зеемана, Штарка и грависмещение частоты

§ 3.6 Строение ядер

§ 3.7 Ядерные спектры и эффект Мёссбауэра

§ 3.8 Состав и масса элементарных частиц

§ 3.9 Кристаллическое строение элементарных частиц и их распады

§ 3.1 °Cистематизация и периодический закон элементарных частиц

§ 3.11 Частицы и античастицы, симметрия и асимметрия

§ 3.12 Природа ядерных сил

§ 3.13 Ядерные реакции и дефект массы

§ 3.14 Гипотеза индуцированных распадов ядер и частиц

§ 3.15 Загадка нейтрино и слабого взаимодействия

§ 3.16 Единая теория взаимодействий, или Великое объединение

§ 3.17 Проверка БТР с помощью ядерной физики

§ 3.18 Строение электронов и позитронов

§ 3.19 Спин и квантование магнитного момента атома

§ 3.20 Реоны, ареоны и плюс — минус масса

§ 3.21 Эфир и реоны

Часть 4 ЭЛЕКТРОНИКА И ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В БТР

§ 4.1 Ритц и проблема излучения абсолютно чёрного тела

§ 4.2 Существуют ли фотоны — кванты света?

§ 4.3 Фотоэффект

§ 4.4 Селективный фотоэффект

§ 4.5 Нелинейный фотоэффект

§ 4.6 Обратный фотоэффект, фотоионизация и солнечные батареи

§ 4.7 Эффект Комптона

§ 4.8 Опыт Франка-Герца

§ 4.9 Лазеры и квантовая электроника

§ 4.10 Электрон — волна или частица?

§ 4.11 Волновые свойства частиц

§ 4.12 Работа выхода и туннельный эффект

§ 4.13 Детерминизм в физике и объективная реальность

§ 4.14 Строение вещества и химическая связь

§ 4.15 Вымерзание степеней свободы

§ 4.16 Неквантовая теория теплоёмкости

§ 4.17 Неквантовая теория проводимости

§ 4.18 Фазовые переходы 1-го и 2-го рода

§ 4.19 Магнетизм и ферромагнетизм

§ 4.2 °Cверхтекучесть

§ 4.21 Сверхпроводимость

Часть 5 Перспективы и выводы

§ 5.1 Фантазия и реальность

§ 5.2 БТР в древних играх

§ 5.3 БТР в древних культах и скрытое знание

§ 5.4 БТР в сказках и фантастике

§ 5.5 Лукреций "О природе вещей" и феномен Демокрита

§ 5.6 Античастицы — ключ к загадке времени и хронопортёры

§ 5.7 Агравиторы, генераторы силового поля и телепортёры

§ 5.8 Изобилие энергии и ХЯС

§ 5.9 Создание новых веществ, элементов, частиц

§ 5.10 Космолучевая сверхсветовая связь

§ 5.11 Космические лучи — путь к звёздам

§ 5.12 Материалистический подход в науке

§ 5.13 Инженерно-механический подход в науке

§ 5.14 Атомизм или энергетизм?

§ 5.15 Наглядность, естественность и простота — признаки верной теории

§ 5.16 Ассоциативный метод, единство и взаимосвязь явлений

§ 5.17 Гармония природы, науки и человека

§ 5.18 О скептиках и критиках

§ 5.19 Роль критики и опыта в развитии БТР

§ 5.20 Альтернативная физика и космология

§ 5.21 Заключение

ИСТОЧНИКИ И ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица двигателей и тормозов прогресса

Таблица опытов по проверке БТР, СТО и ОТО

Таблица опытов по проверке БТР и квантмеха

Используемые аббревиатуры

Источники

Именной указатель

Предметный указатель

Примечания