Общее представление об упругих телах

Вопрос о том, чем и как связаны атомы в единое макроскопическое тело, стоит перед физикой со времен открытия атомов, но поныне до конца не решен. До Резерфорда существовало мнение, что атомы связаны механически, контактно. С 1911 года ясно, что они связаны полями, способными удерживать их на устойчивых расстояниях друг от друга. Статические поля – гравитационное, магнитное и электрическое – к этому явно не способны. Динамические поля в микромире физика отвергла. Физики ошибочно полагали, что волновые поля будут немедленно излучаться из микромира, и в нем отсутствуют. Таким образом, физикам прошлого казалось, что никакие из известных полей не способны объединять атомы в единые структуры.

Но атомы в телах всё же чем-то связаны, и физики решили, что в микромире действуют поля иной, еще неизвестной природы. С течением времени представление об этих полях менялось, но сохранялось и крепло. В 1957 году были открыты и затем изучены лазеры, и физика узнала, что волновые поля способны сохраняться в микромире, получила теоретические объяснения этому и даже практический пример. Но на данный вопрос это не повлияло. Приняв во внимание, что поля иной природы были введены в науку как результат прошлого недостатка знаний, и оставаясь в пределах классической физики, мы здесь полагаем, что полей иной природы не существует.

Отнесемся к вопросу как к технической задаче: объяснить устройство твердого тела с помощью известных практике полей, сил и явлений, не выходя за пределы классических теорий, здравого смысла и логики. Можно сказать даже так: рассматривая тело как электромеханический аппарат, конструкция которого в общих чертах известна, определить и описать, как этот аппарат работает. Естественно, невозможно объяснить всё, сразу и безошибочно. Объяснение будет лишь первичным, эмпирическим и неполным. Однако здесь автор выступает всё же как специалист, и хорошо подумав. То, что будет здесь изложено, не будет в дальнейшем использоваться, т.е. для дальнейшего понимания читать это не обязательно. Излагать полно и доказательно автор не желает. Потому напрягите воображение или не читайте.

Ранее мы пришли к выводу, что можем рассматривать элементы микромира как точечные электромагнитные резонаторы, которые проявляются во внешнем пространстве так же, как точечные резонаторы макромира. Колебания в них возбуждаются внешними полями и зависят, естественно, как от свойств самих резонаторов, так и от внешних полей, поэтому излучаемые ими поля непостоянны, зависят от полей окружающих. Говорить о динамических полях, постоянно присущих элементам микромира, мы пока не можем, хотя и возможно, что они содержат такие поля.

Атом, содержа в себе излучающие электроны, не излучает, и в устойчивом состоянии является неизлучающей группой излучающих объектов. Но внутри атома волновые поля есть. В неустойчивом состоянии он излучает. Атомы, образуя различные молекулы, переходят в тысячи различных состояний на тысячи разных энергетических уровней, которые не являются устойчивыми неизлучающими состояниями самого атома. Потому излучают (не может же атом иметь так много устойчивых состояний) - есть эти поля и в молекуле. Но свободная от связей молекула тоже не излучает. Следовательно, свободная молекула в устойчивом состоянии - это неизлучающая группа излучающих атомов. К неизлучающему состоянию ее приводит то же явление самоорганизации, что и в атоме. Становясь частью твердого тела, молекулы и отдельные атомы переходят в иные состояния, на иные энергетические уровни, и тоже излучают, образуя в устойчивом состоянии неизлучающую группу из множества излучающих атомов и молекул. То же самое можно сказать о любых частях целого тела. Любая часть излучает, целое - нет.

Макроскопическое тело в его устойчивом состоянии – это неизлучающее множество излучающих волновые поля элементов и частей. Тело содержит внутри себя волновые поля и представляет собой самоорганизующуюся систему того же рода, что рассматривались в первом разделе. Точнее, реальное тело содержит множество колебаний разных частот, в нем излучается множество волн различных длин, которые образуют в одном теле множество однородных систем, каждая из которых связана воедино своим когерентным полем.

Не следует понимать слово “неизлучающий” буквально, поскольку для устойчивости какого-либо состояния нужно лишь энергетическое равновесие. Излучение должно быть лишь достаточно малым. Нужно понимать и то, что никакой объект не бывает в устойчивом состоянии, а лишь вблизи него, колеблясь.

Общее представление о внутреннем поле большой системы в ее устойчивом неизлучающем состоянии можно составить просто с помощью здравого смысла. Система состоит из элементов, каждый из которых излучает поля в зависимости от содержащихся в нем колебаний и в соответствии со своими свойствами. Амплитуды и фазы колебаний в элементах подвижны, и складываются так, что система в целом почти не излучает. Значит, она содержит общее поле стоячих волн, которое почти не выходит за пределы системы. Каждая произвольно выделенная часть системы излучает, но остальные части системы поглощают энергию этого излучения. Происходит обмен энергией между частями системы, связывая их воедино. Система же в целом излучает энергию точно туда, где находится каждый ее элемент, создавая вокруг него сгусток энергии – трехмерную пучность стоячих волн. Излучение же каждого элемента поглощается системой в целом. Каждый элемент располагается в таком сгустке, получает в нем энергию колебаний и втягивается в него электромагнитными силами как в устойчивое положение. Образуется упругое тело, рассмотренное нами в первом разделе.

“Лишние” поля между элементами и вокруг системы повышают ее энергетический уровень, потому минимальны. Убрав их, мы и получаем описанную картину. Однако устойчивых состояний множество, и их энергетические уровни и картины отчасти различны.

Если бы часть системы удалить, но не позволить системе реорганизацию, то было бы можно сфотографировать поле, излучаемое оставшейся частью системы туда, где находилась удаленная. На такой фотографии прежнее положение каждого элемента удаленной части отметится сгустком поля, а все они вместе составят пространственное изображение всей отсутствующей части системы, и не только ее ближайших границ, - волновые поля простираются достаточно далеко. Когда расстояния между элементами велики в сравнении с длиной волн, на фотографии будет четко видно изображение каждого элемента. Иначе же они сольются.

Вторая часть системы дала бы на фотографии изображение первой, показав нам, как происходит обмен энергией между частями системы, причем, чем она меньше, тем более “размытым” будет изображение. Таким же свойством хранить изображение обладают голограммы и части голограмм. Система как бы постоянно создаёт в себе свой голографический автопортрет, хранит его до реорганизации, сама же его “освещает” и создает свою голографическую копию, точно наложенную на оригинал. Это и есть минимально излучающее состояние системы на одном из ее нижних энергетических уровней - результат самоорганизации колебаний и полей.

В реальном теле подобные поля и системы неизбежны - как следствие столь же неизбежных законов природы. Волновые поля заполняют тело и, вместе с полями статическими, удерживают его элементы в устойчивых положениях. Тепловое движение и иные воздействия на системы выводят элементы из устойчивых положений, действуя против сил устойчивости, и передают энергию именно тем и только тем полям и колебаниям, которые создают целостность. Происходит электромеханическое преобразование хаотичной тепловой энергии в упорядоченную энергию системы и генерация колебаний. Это самоорганизация энергии. Принятая таким путем энергия пополняет энергию систем, нужную для их существования. Множество осцилляторов, энергия которых пополняется, составляет среду с отрицательным затуханием волн, т.е. с их усилением. В этом системы подобны лазеру, но с тепловой, а не световой “накачкой” энергии.

Поскольку тело содержит много систем и полей с разными длинами волн, создается и беспорядок: устойчивые состояния одних и тех же элементов в разных системах не всегда совпадают, образуются биения частот и колебания элементов, при которых энергия одной системы передается другой путем электромеханического преобразования. Все системы связаны этим общим механизмом преобразования энергии, через который конкурируют, отбирая друг от друга энергию. Если бы мы даже создали поля иной природы, но не статические, а сугубо динамические, и включили бы их в тело, то они тоже были бы втянуты в такую конкуренцию, и, скорей всего, перестали бы существовать, потеряв энергию. Здесь процессы конкуренции существенно шире, чем “конкуренция мод” колебаний в средах лазеров, идущая между процессами лишь одной частоты. Однако, “выживают” в ней тоже “моды”, создающие целостность и излучающие минимально или вовсе не излучающие.

Колебания элементов вокруг устойчивых положений также связаны между собой через поля, и также подвержены самоорганизации в некие коллективы, частью временные и непрочные. Тело, как система, элементы которой связаны полями и влияют друг на друга, есть система обратных связей. Никаких случайных движений и хаоса быть в ней длительно не может. Движения происходят по законам систем обратной связи, а отклонения от них подавляются обратными связями. Избыток энергии, т.е. энергия тепловая, временно сохраняется в системе тоже в виде множества когерентных процессов, излучающих минимально, но не в виде хаоса. Множество процессов лишь кажется хаосом.

Электроны движутся в волновом поле под действием не только электростатических сил. Волновые поля организуют и их движения, объединяя их в коллективы и оставляя лишь "разрешенные" траектории и фазы движения.

Отклонения систем от их устойчивых состояний прекращаются при абсолютном нуле температуры, когда остаются только процессы, вовсе не излучающие, а отдельные группы движений сливаются воедино. Будем думать, что это некие основные колебания и те длины волн, которыми определяются размеры тел. Возможно, длины этих волн определяются резонансными свойствами атомов, или ядер, или частотами вращения. Выяснять происхождение, конкретные значения этих длин и сопоставлять их с реальными расстояниями в телах мы здесь не будем (еще рано). С появлением избыточной энергии становятся возможными новые процессы, все более излучающие. В конкуренции с ними основные процессы рвутся на части, восстанавливаются и снова рвутся. Однако, этот беспорядок – всё-таки не хаос. Избыточная (сверх устойчивого минимума) энергия служит резервом энергии основных систем и частично излучается вовне в виде тепловых излучений. Еще больший избыток энергии разрушает системы и само тело.

Квантование расстояний, траекторий, скоростей и пр. - естественное следствие волновых связей. Спектр резонансов не только элементов, но и системы тоже дискретен. Система нелинейна (частоты вращения, например, зависят от амплитуд). Поэтому спектры амплитуд и энергий в ней связаны со спектром частот и также дискретны. Давление волн на границы системы уравновешивается силами взаимного притяжения элементов (как зарядов и диполей), чем, может быть, ограничены амплитуды динамических полей. Возможно, в каких-то случаях элементы расположены в ближних полях друг друга, и тогда взаимодействуют через ближние поля – более сложным образом, чем мы рассматривали в предыдущем разделе. В этом случае силы взаимодействия уже не ограничены величинами статических полей и могут быть очень большими.

Так природа создаёт из простейших элементов, способных лишь содержать колебания, бесконечное разнообразие сложнейших многоуровневых систем – предметов природы. Всюду в ней самоорганизация и нет в ней ничего мертвого.

Вот такую первичную картину микромира в телах описывает Вам классическая физика. Картина получается достаточно складной. Ничто в ней не противоречит каким-либо фактам или законам природы, нет ни надуманных полей, ни гипотез, ни постулатов, ни даже натяжек – есть рядовое решение технической задачи. Будь здесь серьезная ошибка, не сложилась бы наша мозаика в такую сложную комплексную картину. Наверное, на дальнейшем пути мы встретим и противоречия, и несоответствия фактам. Но все трудности преодолимы, как преодолимыми оказались тупики, стоявшие перед нами почти век.

Несмотря на то, что здесь нет формальных доказательств, уже нельзя просто “отбросить” описанную картину. Чтобы вновь утвердить поля иной природы теперь, мало найти недостатки в этом изложении. Поля иной природы останутся фантастикой до тех пор, пока не исчерпаны все возможности полей реальных, известных практике. Для повторного утверждения полей иной природы в качестве научной истины придется доказать, что реальных недостаточно, до конца изучив возможности динамических полей. А это требует очень высокой квалификации и очень большого труда, да и просто невозможно - чудес не бывает.

Автор не ответил на многие тысячи вопросов. Но это вовсе не значит, что “классическая физика не способна объяснить…”.

Заметим, что сложили здесь одну из картин сугубо электромагнитного мира. Пишут, что кто-то когда-то пытался создать электромагнитную модель мироздания, но теория пришла к внутренним противоречиям. Конечно, плохие теории всегда таковы. Мы пользуемся теорией проверенной, новых не выдумываем, противоречий пока не видим, поэтому можем заглянуть дальше.

Бесспорно, вблизи элементов микромира электромагнитные поля такие плотные, каких нет в макромире, разве что у шаровой молнии. Мы не знаем, что находится ближе к центру этих полей. Может быть, поля еще более плотные? Однако то, что там спрятано, несомненно имеет какие-то электромагнитные свойства, весьма отличные от свойств вакуума. Может быть, эти свойства и принадлежат плотным полям как достаточно плотной материи, а всё прочее, что там может находиться, не имеет значения? Да и зачем тогда оно?

Шаровые молнии, как их описывают, иногда выглядят чёрными шарами. Ионизированный воздух черным не бывает. Значит, поглощают свет сами плотные поля, т.е., подобно материалам, они имеют электромагнитные свойства, влияют на другие поля - значит нелинейны, и даже могут преобразовывать энергию света во что-то иное. Нелинейность можно просто придумать для того, чтобы попробовать моделировать элементы микромира нелинейными динамическими полями. Для нелинейных полей естественны какие-то дискретные ряды устойчивых форм и уровней энергии, а также способность к разнообразным колебаниям вокруг устойчивых форм, т.е. способность быть сложными колебательными системами, годными для построения самоорганизующихся моделей. Из того следует, что нужно искать электромагнитные свойства плотных полей, которыми, может быть, и исчерпываются свойства частиц микромира. Вот когда их изучим, тогда и будем знать, до какой глубины верна электромагнитная модель мироздания.

Пока же будем просто верить, что наш Создатель, как конструктор высшего класса, сделал всё из одного материала и по единому закону. Ему и будем следовать. Разные материалы: вещество, разные поля, разные частицы, множество разных сил, физический вакуум со сложной геометрией пространства, разные законы, – класс человеческий, не высший. Это не истина.