Рисунок 24

Сейчас мы вводим электрический ток в третье скалярное измерение. Как указывалось выше, его ориентация совпадает с измерением системы отсчета и обозначается буквой С. Ток создает электромагнитное (ЭМ) поле в измерениях а и b, перпендикулярных С. Поскольку МС движение обладает скалярным направлением наружу, в то время как ЭМ движение направлено вовнутрь, скалярные измерения движений, совпадающие с измерением системы отсчета, не могут быть одними и теми же. Поэтому измерениями ЭМ движения являются В и а; то есть, наблюдаемый результат взаимодействия между двумя видами магнитного движения находится в измерении В, перпендикулярном к МС полю и току С.

Комментарий о “странном” направлении магнитной силы, процитированный выше, следует утверждению: “Другой странной характеристикой этой силы” является то, что “если линии поля и провод параллельны, тогда сила на проводе равна нулю”. В данном случае ответ на проблему возникает из рассмотрения распределения движений в трех скалярных измерениях. Если измерение тока – это С, и оно перпендикулярно измерению А движения, представленным МС полем, то ЭМ поле пребывает в скалярных измерениях а и В. Раньше мы видели, что наблюдаемые измерения ЭМ движения вовнутрь и МС движение наружу совпадать не могут. Следовательно, ЭМ движение в измерении а не наблюдается. Из этого следует, что движение в скалярном измерении В, измерении под прямыми углами к току и полю, и должно быть измерением, в котором имеет место наблюдаемое магнитное влияние, как показано на рисунке 24. Однако если направление тока параллельно направлению магнитного поля, скалярные измерения движений (наружу) совпадают, и для двух движений требуется лишь одно из трех скалярных измерений. Это оставляет ЭМ движению два ненаблюдаемых скалярных измерения и убирает наблюдаемое взаимодействие между ЭМ и МС полями.

Как видно из предыдущего обсуждения, между магнитостатикой и электромагнетизмом имеются большие различия. Современные исследователи знают, что различия существуют, но не хотят осознавать их истинную значимость, потому что нынешнее научное мнение верит в правомочность гипотезы Ампера (XIX век), что весь магнетизм - это электромагнетизм. Согласно этой гипотезе, в магнитных материалах имеются небольшие циркулирующие электрические токи, “токи Ампера”, существование которых допускается для того, чтобы рассматривать магнитные эффекты.

Это пример ситуации, весьма обыденной в современной науке, когда научное сообщество продолжает принимать и основываться на гипотезе, которая настолько радикально пересматривалась, чтобы приспособиться к новой информации, что суть изначальной гипотезы полностью отрицается. Следует осознать, что гипотеза Ампера не имеет никакой эмпирической поддержки. Существование токов Ампера просто допускается. Но сегодня ни у кого нет представления о том, что именно допускается. Гипотетические токи Ампера являлись миниатюрными копиями токов, с которыми он был знаком. Однако когда обнаружили, что индивидуальные атомы и частицы демонстрируют магнитные эффекты, первичную гипотезу пришлось модифицировать, и сейчас токи Ампера рассматриваются как существующие внутри индивидуальных единиц. Одно время казалось, что этим требованиям удовлетворяло бы допускаемое орбитальное движение гипотетических электронов в атомах, но сейчас признается, что необходимо нечто большее. Современная тенденция – допускать, что электроны и другие субатомные частицы обладают неким видом спина, создающим те же эффекты, что и поступательное движение. Нижеприведенный комментарий из учебника 1981 года показывает, какой неопределенной стала гипотеза “тока Ампера”.

“В настоящее время мы не знаем, что происходит внутри базовых частиц (электронов и так далее), но ожидаем, что их магнитные эффекты будут результатом движения заряда (спина частицы или движения зарядов внутри нее)”. 92

Изначально гипотеза Ампера была притягательна тем, что объясняла один феномен (магнитостатику) в терминах другого (электромагнетизма), тем самым значительно упрощая магнитную теорию. Сейчас ясно, что между двумя магнитными феноменами имеются существенные различия, и как только этот факт стал очевиден, гипотеза Ампера потерпела крах. Отныне какое-либо оправдание уравниванию двух видов магнетизма отсутствует. Продолжающаяся приверженность гипотезе и использованию токов Ампера в магнитной теории – иллюстрация наличия инерции в сфере идей и в физическом мире.

Отсутствие какой-либо теории или даже модели, которые объясняли бы создание магнитостатического или электромагнитного эффекта, удерживает магнетизм в состоянии путаницы, когда противоречия и несогласованности настолько многочисленны, что ни одно из них не принимается всерьез. С подобной ситуацией мы столкнулись в исследовании электрических явлений, особенно в случае проблем, созданных отсутствием осознания разницы между электрическим зарядом и количеством электричества. Намного большее число ошибок и пробелов создало состояние хаоса в концептуальных аспектах магнитной теории. Перед лицом таких препятствий удивительно, что исследователи в этой сфере достигли такого большого прогресса.

Как отмечалось раньше, многие физические величины, вовлеченные в электромагнетизм, совпадают с величинами, входящими в магнитостатические феномены. Они связаны с двумерными скалярными отношениями, невзирая на особую природу феноменов, в которых они участвуют. Следовательно, электромагнитные единицы, относящиеся к этим величинам, те же, что и определенные для магнитостатических феноменов в главе 20. Некоторые соотношения между этими величинами скорее те же, что для двумерных движений в целом, чем характерные либо для магнитостатики, либо для электромагнетизма. Однако обычно соотношения, вовлеченные в электромагнетизм, аналогичны соотношениям в электричестве, поскольку электромагнетизм – это явление потока тока, а не магнитных зарядов.

Один пример – сила между токами. Не существует электромагнитного соотношения, аналогичного уравнению Кулона. В целях анализа теоретики обычно пользуются “элементами тока”, но очевидно, что такие единицы не могут быть изолированными. Отсюда не существует простого взаимодействия между двумя единицами, аналогичного взаимодействию между двумя зарядами. Самое простое электромагнитное взаимодействие, которое используется при определении единицы тока, ампера, – это взаимодействие между магнитными силами параллельных проводов, несущих токи. Воспользовавшись концепцией поля, преимущество которой очевидно при работе с токами, мы определяем магнитное поле тока в терминах плотности потока, B. Было найдено, что величина В равна µ₀I/(2 s). Пространственно-временные размерности этого выражения t³/s⁴ x s/t x 1/s = t²/s⁴, корректные размерности плотности потока. Тогда сила, оказываемая этим полем на единицу длины параллельного провода, несущего ток, равна BIl, с размерностями t²/s⁴ x s/t x s = t/s².

Выражения, представляющие два шага оценки силы, можно объединить, тогда сила, действующая на провод В за счет тока в проводе А, равна µ₀I_AI_Bl/(2 s). Если токи равны, оно становится µ₀I²l/(2 s). Между данным выражением и выражением вида Кулона имеется некоторое сходство, но на самом деле оно представляет другой вид соотношения. Это магнитное (то есть, двумерное) соотношение, аналогичное уравнению электричества V = IR. В связи с электричеством сила равна сопротивлению, умноженному на ток. В связи с магнетизмом сила на единицу длины равна проницаемости (магнитному эквиваленту сопротивления), умноженной на квадрат тока.

Энергетические соотношения в электромагнетизме представляют значительную трудность для теоретиков. Основная проблема – вопрос о том, что занимает место массы, играющей существенную роль в аналогичных механических отношениях. Растерянность, с которой современные ученые рассматривают эту ситуацию, иллюстрируются комментарием из современного учебника по физике. Автор указывает, что энергия магнитного поля меняется в соответствии с квадратом тока, и что сходство с изменением кинетической энергии в соответствии с квадратом скорости позволяет предположить, что энергия поля может быть кинетической энергией тока. Он говорит, что “кинетическая энергия магнитного поля тока позволяет предположить, что она обладает чем-то вроде массы”. 93

Проблема данного предположения в том, что исследователи не способны определить какое-либо электрическое или магнитное свойство, являющееся “чем-то вроде массы”. Конечно, самая поразительная характеристика электрического тока – нематериальный характер. Решение проблемы предлагает наше открытие, что электрический ток – это движение единиц пространства в материи, и что действующая масса материи играет ту же роль в потоке тока, что и при движении материи в пространстве. В случае потока тока мы имеем дело не с “чем-то вроде массы”, а с самой массой.

Как говорилось в главе 9, электрическое сопротивление R – это масса на единицу времени, t²/s³. Произведение сопротивления и времени, Rt, которое входит в энергетические соотношения потока тока – это масса под другим названием. Поскольку ток, I, - это скорость, уравнение электрической энергии, W = RtI², идентично уравнению кинетической энергии, W = ¹ /2 mv². Магнитный аналог сопротивления – проницаемость, с размерностями t³/s⁴. Из-за дополнительного термина t/s, который входит в эту двумерную величину, проницаемость – это масса на единицу пространства, вывод, подкрепляющийся наблюдением. Как выразился Норман Фезер, масса “включает произведение проницаемости среды и коэффициента конфигурации, обладающего размерностями длины”. 94 В некоторых применениях функция термина массы с размерностями t³/s³ достаточно ясна, чтобы привести к его признанию под названием индуктивности.

Базовые уравнения, имеющие дело с индукцией, идентичны уравнениям, имеющим дело с движением материи (массы) в пространстве. Мы уже видели (глава 20), что уравнение индуктивной силы F = L dI/dt идентично общему уравнению силы F = m ds/dt или F = ma. Аналогично, магнитный поток, размерно эквивалентный моменту, – это произведение индукции и тока, LI, поскольку момент – это произведение массы и скорости, mv. Не всегда возможно таким способом напрямую соотнести более сложные электромагнитные формулы с соответствующими механическими явлениями, но все они могут быть сведены к пространственно-временным терминам и выверены размерно. Таким образом теория вселенной движения обеспечивает законченную и согласованную основу для электрических и магнитных взаимоотношений, ранее отсутствующую.

Открытие, что одномерное движение электрического тока, действующее противоположно трехмерному гравитационному движению, оставляет двумерный остаток, естественно приводит к выводу, что двумерное магнитное движение, действующее противоположно гравитации, будет оставлять одномерный остаток, электрический ток, если проводник надлежащим образом расположен относительно магнитного движения. Этот наблюдаемый феномен известен как электромагнитная индукция. Хотя они делят одинаковое название, процесс индукции не имеет отношения к индукции электрических зарядов. Индукция зарядов создается эквивалентностью скалярного движения АБ и аналогичного движения БА, что ведет к установлению равновесия между двумя движениями. Как указывалось выше, электромагнитная индукция – это результат частичной нейтрализации гравитационного движения противоположно направленным скалярным движением в двух измерениях.

Процесс индукции – еще один из аспектов электричества и магнетизма, необъяснимый традиционной наукой. Вот как это выражается в одном из учебников:

“Фарадей открыл, что когда бы не менялся ток в первичной цепи 1, пока происходит изменение, имеется ток, индуцированный в цепи 2. Этот замечательный результат не является производным от любого из ранее обсужденных свойств электромагнетизма”. 95

И вновь, здесь демонстрируется преимущество наличия в нашем распоряжении общей физической теории, теории, применимой ко всем подразделениям физической активности. Как только понимается природа электромагнетизма, из теоретического соотношения между электричеством и магнетизмом ясно, что из него обязательно следует существование электромагнитной индукции.

Поскольку свободно движущаяся магнитная частица, соответствующая электрону, отсутствует, отсутствует и магнитный ток, но магнитное движение можно создать рядом способов, каждый из которых является способом индукции электрического тока или разности потенциалов. Например, магнитное движение можно создавать механически. Если провод, образующий часть электрической цепи, движется в магнитном поле так, что магнитный поток в нем меняется (эквивалент магнитного движения), в цепи индуцируется электрический ток. Подобный эффект создается и посредством изменения магнитного поля, например, если он создается посредством переменного тока.

Силовой аспект одномерного (электрического) остаточного движения, оставляемый магнитным движением в процессе электромагнитной индукции, конечно, можно представить как электрическое поле. Но благодаря способу, каким оно создается, это поле совсем не похоже на поля электрических зарядов. Как указывает Артур Кип, имеется “резкий контраст” между этими двумя видами электрических полей. Он объясняет:

“Индуцированное электромагнитное поле подразумевает электрическое поле, поскольку создает силу на статический заряд. Но данное электрическое поле, созданное изменением магнитного потока, обладает некоторыми свойствами, сильно отличающимися от свойств электростатического поля, созданного фиксированными зарядами. Особое свойство нового вида электрического поля – поле вихревое или линейный интеграл замкнутого пути не равен нулю. В общем, электрическое поле в любой точке пространства можно разбить на две части. Часть, которую мы назвали электростатической, ее завихрение равно нулю и для нее можно определить электростатическую разность потенциалов. И часть, обладающую ненулевым завихрением, для которого потенциальная функция не применима обычным способом”96.

Хотя современная физическая мысль осознает значимые различия между двумя видами электрических полей, на что указывает цитата, причина существования различий осталась неопределенной. Мы находим, что препятствием на пути обнаружения ответа на проблему явилось допущение, что оба поля возникают за счет электрических зарядов – статических зарядов в одном случае и движущихся зарядов в другом. На самом деле различия между двумя видами электрических полей легко обнаруживаются, если осознается, что способ создания полей абсолютно разный. И лишь один включает электрические заряды.

Подход к данной ситуации разными авторами широко варьируется. Одни авторы учебников игнорируют расхождения между принятой теорией и наблюдениями. Другие упоминают некоторые стороны конфликта, но не развивают их. Однако один из ранее цитируемых авторов в данном томе, профессор У. Дж. Даффин из Университета Галла, критичнее подходит к некоторым конфликтам и приходит к ряду выводов, параллельным выводам данной работы, хотя, конечно, не предпринимает последнего шага к осознанию того, что конфликты обесценивают основы традиционной теории электрического тока.

Подобно Артуру Кипу (ссылка 96). Даффин подчеркивает, что электрическое поле, созданное электромагнитной индукцией, сильно отличается от электростатического поля. Он делает шаг вперед и осознает, что агент, ответственный за существование поля, который он определяет как электродвижущую силу (эдс), тоже должен отличаться от электростатической силы. Далее он поднимает следующую проблему: Что вносит свой вклад в эдс. Он говорит: “Этого не могут делать электростатические поля”. 13 Следовательно, описание, которое он дает электрическому току, созданному электромагнитной индукцией, полностью не электростатическое. Эдс не электростатического происхождения вынуждает ток I течь, преодолевая сопротивление R. Электрические заряды не играют никакой роли в данном процессе. “Заряд не аккумулируется ни в какой точке, и нельзя сказать, что между любыми двумя точками существует разность потенциалов”. 97

Очевидно, Даффин принимает превалирующую точку зрения на ток как на движение заряженных электронов. Но, как указывается в вышеприведенном цитируемом утверждении (ссылка 13), он осознает, что неэлектростатическая сила (эдс) должна действовать на “носителей зарядов”, а не на заряды. Это делает заряды избыточными. Таким образом, суть его открытий из наблюдения в том, что электрические токи, создающиеся электромагнитной индукцией, - это не электростатические феномены, в которых электрические заряды не играют никакой роли. Это токи нашего повседневного опыта, текущие по проводам наших обширных электрических цепей.

В ходе обсуждения электричества и магнетизма на предыдущих страницах, мы определили ряд конфликтов между результатами наблюдения и традиционной теорией “движущегося заряда” электрического тока, теорией, представленной во всех учебниках, включая учебник Даффина. Конфликты достаточно серьезны для того, чтобы продемонстрировать следующее. Ток не может быть потоком электрических зарядов. Сейчас мы убеждаемся, что обычные электрические токи, с которыми имеет дело теория электрического тока, определенно не являются электростатическими; то есть, в них не играют никакой роли электрические заряды. Таким образом, довод против традиционной теории тока исчерпывающий, даже без новой информации, доступной в результате развития, зафиксированного в данной работе.