СОВРЕМЕННАЯ СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ МАКСВЕЛЛА – АНАХРОНИЧНЫЙ ФЕТИШ ФИЗИЧЕСКОЙ НАУКИ

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Реферат
    Тема: СОВРЕМЕННАЯ СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ МАКСВЕЛЛА – АНАХРОНИЧНЫЙ ФЕТИШ ФИЗИЧЕСКОЙ НАУКИ

    УДК 537.8

    СОВРЕМЕННАЯ СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ МАКСВЕЛЛА – АНАХРОНИЧНЫЙ ФЕТИШ ФИЗИЧЕСКОЙ НАУКИ

    В.В. Сидоренков

    vsidor4606@yandex.ru

    На основе критического анализа физико-математического содержания современной системы электродинамических уравнений

    Максвелла показано, что данная система представляет собой пример функционального анахронизма в физической науке, принципиально не способная в полной мере адекватно аналитически

    описать физические характеристики электромагнитного поля. Предлагается конкретный выход из существующей ныне тупиковой ситуации путем реставрации и модернизации идей самого

    Максвелла, которые не поняты ни его современниками, ни его последователями сегодня.

    В теории электричества [1] концепция электромагнитного поля является центральной, поскольку посредством такого поля реализуется один из видов

    силового взаимодействия разнесенных в пространстве материальных тел. При этом общепринято считать, что физические свойства указанного поля полностью представлены системой основных

    положений (постулатов) классической электродинамики в виде функционально связанных между собой уравнений в частных производных первого порядка, первоначальная версия которых была

    аналитически оформлена во второй половине XIX века Дж.К. Максвеллом [2] обобщением эмпирических фактов того времени (прежде всего, работ М. Фарадея). Как иногда бывает, теория

    Максвелла опередила свое время, обладая всеми научными предпосылками концептуального прорыва в развитии физических основ электромагнетизма. К сожалению, Максвелл ушел из жизни рано

    (в 48 лет) и не успел логически завершить свою электродинамическую теорию.

    Далее чисто методическая «доводка» уравнений проведена классиками физической науки Г. Герцем, О. Хевисайдом и А. Эйнштейном посредством придания

    им современной векторной формы, но сокращения при этом числа уравнений с 8 до 4, приведшее к изгнанию из них главного: понятияполем векторного потенциала. Такая «кастрация» максвелловской теории свела на нет новаторские представления

    Максвелла о структуре и динамике электромагнитного поля, но именно оставшиеся после такой экзекуции уравнения называют теперьсовременной системой уравнений электродинамики Максвелла:

    Здесь векторные поля: электрической и магнитную

    - абсолютные электрическая и магнитная

    проницаемости, - удельная электрическая проводимость среды, - объемная плотность стороннего электрического заряда.

    Методически важно отметить, что система электродинамических уравнений (1) в настоящее время сравнительно просто выводится, являясь

    непосредственным логическим следствием первичных фундаментальных соотношений электромагнетизма [1]:взаимодействия электрических точечных

    неподвижных зарядов

    Логика построения и подробный анализ физико-математических свойств(1), считающейся классической, представлены в работе

    [3]. А поскольку в учебной литературе уравнениям (1) на сегодня пока нет альтернативы, то с методической точки зрения материал статьи [3] может быть весьма полезен студентам и всем

    интересующимся физикой при самообразовании, а преподавателям для занятий по разделу «Электромагнетизм» курса общей физики, классической электродинамики и сопутствующим им

    техническим дисциплинам.

    Ниже здесь мы попытаемся понять столь долговременную живучесть, и, казалось бы, безальтернативную монолитность системы уравнений (1), приведшую в

    итоге к более чем вековому концептуальному застою в развитии теории электромагнетизма, принципиальную невозможность прогресса по совершенствованию физических

    представлений

    В структуре этих уравнений, описывающих характер поведения электромагнитного поля в неподвижной среде, заложена основная аксиома классической

    электродинамики - неразрывное единство переменных во времени электрического и магнитного полей. При этом каждое из уравнений системы (1) аналитически вполне адекватно описывает

    конкретное физическое явление, которые в совокупности представляют логически стройную систему функционально связанных друг с другом соотношений. Одновременно математически

    рассматриваемая система уравнений является полностью замкнутой, а ее уравнения удовлетворяют математической задаче Коши – решение уравнений с заданными начальными условиями.

    Замкнутость системы уравнений (1) определяется тем, что с учетом соотношения непрерывности (3) имеется 16скалярных уравнений, а именно уравнения (1a) – 3, (1c) – 3 и (3) – 1 плюс материальные соотношения: – 3, – 3, – 3 для нахождения

    искомых решений в виде 16– 3,

    – 1. Видно, что в задаче Коши уравнение (1d) есть начальное условие для уравнения (1a), а для уравнения (1c) с учетом (3)

    начальным условием служит уравнение (1b). Следовательно, роторные уравнения (1a) и (1c) в системе являются фундаментальными, поскольку именно они описывают хорошо известные

    физические характеристики электромагнитного поля (например, электромагнитные волны и их энергетику), а дивергентные уравнения (1b) и (1d) математически (но не физически) играют лишь

    вспомогательную роль начальных условий для них. Информация об этих и других деталях анализа уравнений системы (1) содержится в работе [3].

    Таким образом, на взгляд физика-ортодокса представленная выше аргументация логически корректна, и на этой основе выносится вердикт: уравнения в

    системе (1) с физической и математической точек зрения модернизации не подлежат, поскольку сама система уравнений самодостаточна, а ее уравнения аналитически должным образом

    функционально связаны друг с другом и не требуют какой-либо корректировки. В рамках традиционной теории электромагнетизма автор настоящей статьи как профессиональный физик вынужден

    полностью согласиться с мнением своего гипотетического коллеги.

    Правда, попытки инакомыслия в электромагнетизме существовали всегда, но они обычно далеки от кардинальных (разве что попытки модернизации

    уравнений Максвелла [4, 5], учитывающие свойства электромагнитного векторного потенциала), но чаще они имеют ошибочный характер. Для иллюстрации приведем несколько последних

    примеров. Например, в работе [6] высказываются осторожные логически здравые соображения о первичности поля векторамагнитной напряженности, которое, как считается, не имеет глубокого физического смысла в сравнении с общепринятой

    первичностью поля вектораисточника физико-математического

    абсурда: его следствием. Либо предлагаются поправки в виде поспешных новаций, например,

    такой как попытка ввести в уравнения Максвелла полную временную производную [8, 9]. Концептуальная «слабость» большинства новаций оппонентов – это инертность и зашоренность научного

    мышления, выраженные в стремлении всегда оставаться в рамках традиционной системы электродинамических уравнений (1).

    Обычно вопросы сомневающихся закрываются безапелляционным тезисом: «теория

    электромагнетизма – это всего лишь следствия результатов анализа системы уравнений Максвелла», а упорствующих в инакомыслии «добивают»

    пафосным дифирамбом: «именно данная область физического знания наиболее полно разработана во всех ее аспектах,

    и ее настоящий уровень является вершиной че...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены