Сомнительные подвиги в Классической электродинамике

[Шаляпин А.Л.]

СОМНИТЕЛЬНЫЕ «ПОДВИГИ» В СОВРЕМЕННОЙ КЛАССИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ ВОПРЕКИ ПОДХОДУ УМОВА

Полный текст - http://osh9.narod.ru/cl/um3.htm

     И к чему же привела недооценка теоретических работ Умова в фундаментальной физике? Да, ни к чему хорошему. С вектором Умова-Пойнтинга в электромагнетизме – в этой самой хорошо проверенной теории (по Р. Фейнману) и которая должна функционировать как очень хорошие точные часы (по А.Л. Шаляпину) возникает порой полная неразбериха. Мало того, что про Умова стали попросту забывать и называть этот вектор просто вектором Пойнтинга. Но этого еще мало. Вектор Умова-Пойнтинга стали пристраивать куда угодно и даже к постоянным электрическим и магнитным полям (авт.).

   Так, автор учебника "Электричество" С.Г. Калашников [1] приходит к совершенно диковинным выводам. Оказывается, что электрическая энергия в провод поступает не от источника тока или напряжения, не из сетевой розетки 220 в, а неведомо откуда - с боковых поверхностей электрического провода, куда эту энергию мы вовсе и не заводили (авт.). Ту же самую печальную картину мы наблюдаем в Курсе общей физики И.В. Савельева (т. 2) [2] и даже у знаменитого Р. Фейнмана в его лекциях по классической электродинамике (вып. 6) [3]. Правда, в отличие от всех других авторов, Фейнман выражает крайнее недоумение данной сложившейся ситуацией.

   А ведь вектор Умова-Пойнтинга, по его точному определению, относится только к поперечным электромагнитным волнам, т.е. как частный случай вектора Умова. С другой стороны, вектор Умова характеризует потоки любой волновой, тепловой и других видов энергии.

   Интересно здесь вспомнить представления некоторых современных теоретиков, которые выносят электрические и электромагнитные явления из разряда механических процессов. Получается так, что электрические и электромагнитные силы, которые составляют основу механики Ньютона, становятся по воле новых теоретиков немеханическими параметрами движения материи (авт.).

[tcaplin]

А ведь вектор Умова-Пойнтинга, по его точному определению, относится только к поперечным электромагнитным волнам, т.е. как частный случай вектора Умова. С другой стороны, вектор Умова характеризует потоки любой волновой, тепловой и других видов энергии.

Глубоко приветствую вашу готовность обсуждать конкретный вопрос в режиме "здесь и сейчас", а не голословными ссылками на монографию. Даже если там и подробно рассмотрен тот же самый вопрос - то вычленить его из огромной массы незнакомого материала свежему взгляду практически невозможно. Да и на неизбежно возникающие попутно вопросы монография ответить не в состоянии...
 Действительно, вектор Умова носит универсальный прикладной характер - для любого волнового потока энергии.
 Но разделение ЭМВ в свободном пространстве и волны вдоль проводника идет не столько по признаку "поперечная - продольная" (это тоже есть - но вторично), сколько по участию в формировании волны вещественных носителей - электронов. То есть по проводнику движется не "свободная ЭМВ", а волна механического сдвига массивных (обладающих массой покоя) источников электрического поля. Этот сдвиг, действительно, продольный - и при продольном сдвиге источников эл. поля последнее повторяет своими параметрами это продольное направление.
  Такая продольная составляющая волны вдоль проводника не относится к свободной ЭМВ. Это - волна в вещественной среде (с участием инерционных носителей). Ее скорость обязательно отличается от С в вакууме (в меньшую сторону), хотя и тоже очень велика.
 Кстати, довод об очень высокой плотности (упругости) вакуума, якобы требующейся для обеспечения световой скорости свободных ЭМ волн, ошибочен по той же причине. Если предположить, что в вакууме в формировании волны не участвуют дискретные элементы с ненулевой массой покоя (а повышение скорости волны в более плотных средах связано с механической необходимостью "противопоставлять" силы упругости среды силам инерции массивных составляющих) - то и сверхвысокой плотности среды не требуется.

[AK III]

   Интересно здесь вспомнить представления некоторых современных теоретиков, которые выносят электрические и электромагнитные явления из разряда механических процессов. Получается так, что электрические и электромагнитные силы, которые составляют основу механики Ньютона, становятся по воле новых теоретиков немеханическими параметрами движения материи (авт.).

Думаю это имеет отношение к тому, что СТО не совместима с теорией динамических систем.
В ней (ТДС) любое движение или явление представляется в виде траекторий точек в фазовом пространстве (пространственных координат и скоростей).
Время здесь - это координата длины фазовой траектории.
С этой точки зрения, преобразование Лоренца выглядит совершенно дико и некорректно.
Действительно, сеть орбит/траекторий (начальные условия+время) образуют координатную сетку, покрывающую наше фазовое пространство, а пространственно-скоростные координаты образуют еще одну систему координат.
Уравнения перехода из одной системы координат в другую -и есть уравнения движения нашей динамической системы.
А что такое тогда "преобразование Лоренца"?
Это замена координат, в которой участвуют частично координаты из одной координатной сетки и частично из другой.
Т.е. совершенная дикость ...
А ведь вся математическая основа современной физики лежит в теории динамических систем.
Например Лагранжева и Гамильтонова механики оперируют теми самыми фазовыми координатами (пространственные координаты + скорости).
Наверняка и выводились то они на основе представлений теории динамических систем ...
А ведь там (в Лагранжевой и Гамильтоновой механиках) производные координат по времени по умолчанию считаются полными производными.
Преобразование Лоренца же делает из них частные производные.
Т.е. применение преобразования Лоренца должно повлечь за собой полный пересмотр всех основ физики (с новым выводом , формулировкой и доказательствами корректности ,например, принципа наименьшего действия и т.п.).
Но ничего такого нет - на старый фундамент просто возводят новое здание, а приспособлен ли тот фундамент под это здание никто даже и не считает...

[tcaplin]

AK III:
 

А что такое тогда "преобразование Лоренца"?
Это замена координат, в которой участвуют частично координаты из одной координатной сетки и частично из другой.

Здесь Вы, по-моему, не правы.
 Вы же не будете утверждать, что формализм ТДС,  в основном сформулированный в декартовых координатах, неприменим, например, для полярных координат? Есть однозначные преобразования всех величин из одних координат в другие. Это всё лишь формальная бухгалтерия. А физические процессы протекают независимо от того, какими координатами наблюдатель их описывает. Им это "безразлично".
 ПЛ - это тоже преобразование координат, где х,y.z и t однозначно заменяются на x',y',z' и t'. Никакого "участия частично одних и частично других" координат нет.
 А "описание всех без исключения физических процессов одинаковыми формулами" в каждой из ИСО (системе координат) - основной потулат СТО. Он реально выполняется.

[AK III]

AK III:
  Здесь Вы, по-моему, не правы.
 Вы же не будете утверждать, что формализм ТДС,  в основном сформулированный в декартовых координатах, неприменим, например, для полярных координат? Есть однозначные преобразования всех величин из одних координат в другие. Это всё лишь формальная бухгалтерия. А физические процессы протекают независимо от того, какими координатами наблюдатель их описывает. Им это "безразлично".
 ПЛ - это тоже преобразование координат, где х,y.z и t однозначно заменяются на x',y',z' и t'. Никакого "участия частично одних и частично других" координат нет.
 А "описание всех без исключения физических процессов одинаковыми формулами" в каждой из ИСО (системе координат) - основной потулат СТО. Он реально выполняется.

Нет нет и нет.
Преобразование координат из декартовых в полярные происходит внутри одной координатной сетки т.е. среди только лишь пространственных координат.
В фазовом пространстве к ним добавляются ещё и координаты скорости.
Т.е. можно строить полярное фазовое пространство.
Но вот производить замену координат из разных координатных сеток - некорректно.
Вообще, на этом основано свойство сохранения полного дифференциала.
Пока замена координат производится среди координат одного базиса - полный дифференциал функции сохраняется.
Производить замену координат с использованием двух разных базисов - некорректно.

Даже для ,просто, решения дифференциального уравнения (без какого-то физического смысла такой замены) - и то я считаю что надо ещё обосновать возможность такой замены (поскольку , как я уже упоминал, свойство полного дифференциала нарушается и многие теоремы теории диф.и инт. исчисления могут не работать правильно).
А уж если такой замене придается ещё и физический смысл ... то тут уже точно происходит противоречие с ТДС.
Поскольку интегральная кривая в фазовом пространстве - это инвариант (точка движется вдоль одной единственной траектории, Независимо от системы отсчета из которой мы её рассматриваем).
А физический смысл - это то, что точка движется вдоль возрастания времени (когда начальные условия фиксированы, константы).
Так вот, при преобразовании Лоренца направление интегральных кривых в фазовом пространстве не совпадает (иначе была бы простая функция преобразования времени dT = df(t1)) т.е. при преобразовании Лоренца интегральная кривая уже не инвариант и та кривая что идет вдоль возрастания одного времени уже не совпадает с кривой, идущей в направлении возрастания другого времени.

(Из за чего собственно и происходят все парадоксы)

[tcaplin]

AK III:

Так вот, при преобразовании Лоренца направление интегральных кривых в фазовом пространстве не совпадает (иначе была бы простая функция преобразования времени dT = df(t1)) т.е. при преобразовании Лоренца интегральная кривая уже не инвариант и та кривая что идет вдоль возрастания одного времени уже не совпадает с кривой, идущей в направлении возрастания другого времени.

Вообще-то СТО упирает, по ее замыслу, на то, что такие интегральные кривые должны быть инвариантами только внутри каждой ИСО, а не при преобразовании из одной ИСО в другую.
 Скажем, более наглядный пример - круговые орбиты планет для наблюдателя, летящего с субсветовой скоростью, будут казаться эллиптическими. Причем Солнце не будет (по закону Кеплера) находиться в фокусе эллипса, а будет в его геометрическом центре. Никакой "инвариантности" - но ничего, математика справляется.
 Сложнее, действительно, с приданием этим эффектам физического смысла. Но СТО на это, насколько я знаю, и не претендует. Даже наоборот - разговоры о физическом смысле ее сторонники считают "неприличными" - типа "кухонных филосовствований"...
 То есть "атаковать СТО" с чисто формальной математической стороны, думаю, не получится.
 А вот о физическом смысле с ее ортогональными сторонниками вообще говорить нельзя. Для них такого понятия не существует - как устаревшего "метафизического" пережитка.