Реклама на сайте (разместить):



Реклама и пожертвования позволяют нам быть независимыми!

СГС система, как великий подлог 20-го века!

Материал из Викизнание
Перейти к: навигация, поиск

СГС система, как великий подлог 20-го века! - система единиц измерений, использующаяся теоретиками всего мира на протяжении последних 100 лет в своей основе содержит подлог, который обусловил кризис физики в начале 21-го века, и преодоление которого попросту невозможно без внесения соответствующих корректив. В пылу борьбы с последователями рассмотрения вакуума (в их числе был и сам Джеймс Максвелл!), как среды благоприятствующей распространению электромагнитных волн, было принято решение об «исключении» свойств вакуумной среды, путем искусственного и принудительного приведения к безразмерной единице основных констант вакуума (диэлектрической и магнитной постоянных):

\epsilon _{0},\mu _{0}=1\ .

Таким образом, из рассмотрения теоретиками была исключена одна из основных характеристик вакуума – его волновое, или характеристическое сопротивление \rho _{0}, но при этом в рамках СГС-электродинамики был исключен из рассмотрения целый класс объектов и явлений. Например, тривиальный LC контур, который сегодня в прикладной физике и технике занимает доминирующее место при генерации электромагнитных колебаний. Самое смешное в этом подлоге то, что сам характеристический импеданс вакуума никуда не исчез даже из СГС-электродинамики (подлинную физику обмануть не удается!), а попросту включен в качестве нормирующей константы в уравнения Максвелла!

История[править]

С точки зрения логии и здравого смысла все системы единиц измерений физических величин – равнозначны, поскольку между ними существует однозначное соответствие (с соответствующими формулами преобразования), и ни одна из них не может предъявлять претензии на какую-то исключительность. Но исторически так сложилось, что физики-теоретики отдают предпочтение системе СГС, которая «наилучшим» образом описывает физическую сущность явлений и использует меньшее количество символьных обозначений для физических единиц и констант. Не менее известно, что 20-й век характеризовался известной долей тоталитаризма во всех областях человеческой деятельности. Не исключена из этого общего правила и современная физика. И если в начале 20-го века использование системы СГС было делом выбора каждого физика-теоретика, то сегодня практически все статьи по современной теоретической физике публикуются тотально в системе СГС или в ее производных системах. Каким образом все это произошло? И почему «деформированная система СГС» изменила генеральный курс развития современной физики, вернее направила его по «ложному пути», формально соответствующему аксиоматическому подходу и использующему «красивую математику»?

Следует напомнить, что сам Джеймс Максвелл создавая классическую электродинамику использовал механические аналогии, связанные с распространением звука в «механической среде». Последующие ученые тщетно пытались десятки лет найти эту мифическую среду (или эфир), которая в дальнейшем получила нейтральное название «вакуум» (т.е. «пустота»). В то время, как фундаментальная наука искала эфир, переносящий свет, прикладная наука занималась утилитарными вещами, путем измерения различных электромагнитных величин и введения вполне нейтральных констант (диэлектрическую и магнитную), которые описывали свойства вакуума и давали вполне пристойное описание физических явлений на практике, не вдаваясь в методологические тонкости присутствия эфира. Поскольку «эфирный ветер» в опытах Майкельсона не был обнаружен, поэтому возник социальный заказ на методологическое обоснование этого экспериментального факта. И ответ был получен Эйнштейном в его знаменитой «специальной теории относительности», которая является верной с точки зрения математики аксиоматической теорией. Она была настолько «красива», что большинство физиков-теоретиков практически сразу же ее приняли на вооружение, и с этого времени все усилия были направлены на то, чтобы вымести все упоминания эфира с теоретической физики. С этой целью была «деформирована система СГС» таким образом, что исключая из рассмотрения свойства вакуума, характеризующее определенным образом электрические заряды, все разнообразие электромагнитных полей было сведено к одному (с точки зрения размерности) и только параллельное существование альтернативных практических систем единиц измерения не позволило изменить буквы, для обозначения этих полей (свести их все к одному обозначению). Эта «деформированная система» стала питательной средой, возбуждающей нездоровый интерес к созданию «общих красивых теорий», сначала «поля» (в начале века), а потом и «всего» (в конце 20-го века)…

Создание общей теории относительности, которая попыталась из общей аксиоматики объяснить тяготение, еще более усугубило ситуацию в физике, и послужило базисом для построения замкнутых аксиоматических теорий всего и вся (кроме физики естественно). Более-менее живым островком надежды оставалась квантовая физика с подходом де Бройля, но и он вовремя конформировался в начале 30-х годов (плата за академическое звание). Определенные надежды подавал Дирак в тридцатых годах, создавая частицы из вакуума и вводя магнитные монополи, но и он в угоду «красивому конформизму» пошел общей дорогой в никуда. Формальное «закрытие» проблемы расходимости в электродинамике в 40-е годы проложило путь в «бесплодную» квантовую электродинамику сегодня.

Единственным островком «живой науки» являлась прикладная электродинамика в 40-е годы, когда закладывались основы радиолокации и генерирования высокочастотных колебаний. Страттон ввел характеристическое сопротивление вакуума в 1941 году, которое получило широкое распространение в прикладной физике, но до сих пор не признано теоретиками. Создание теории сверхпроводимости Бардином-Купером-Шриффером в 50-е годы (инвариантной относительно систем единиц), послужило хорошим толчком для создания Джозефсоновских переходов, которые сегодня широко используются в генерации сверхбольших частот. Поэтому и не удивительно, что интерес к квантовым резонаторам не угасал в среде прикладных физиков занимающихся туннельными переходами. Открытие т.н. «биполярного эффекта» Бардином-Браттейном-Шокли в конце 40-х годов послужило хорошим базисом для развития физики полупроводниковых приборов, которые сегодня используются в технике создания микропроцессоров. Передовой фронт физики в 70-е годы перемещается на «искусственные среды», в первую очередь на МДН-структуры и гетеропереходы, на которых и был открыт квантовый эффект Холла Клаусом фон Клитцингом, квантовая теория которого до сих пор так и не создана (в силу влияния СГС- эффекта!). Действительно, разве возможно создание теории эффекта с помощью СГС-аппарата, в котором отсутствуют сами категории квантового резонатора… Более того, в основе работы современных МДП-транзисторов лежит т.н. «эффект электрического поля», предложенный Вильямом Шокли, теоретическое обоснование которого действительно могло бы поставить сторонников СГС системы на место, но теоретики в это время безуспешно занимались созданием «единой теорией поля» и на эту техническую безделицу попросту не обратили внимание. А ведь именно квантование электрического поля в экспериментах Голдмана на квантовых антиточках в 90-е годы создает видимость т.н. «дробных зарядов», а не кварков.


После безуспешных попыток обнаружения гравитационных волн, техника регистрации которых базировалась на ОТО, начались первые робкие попытки построения гравитационной теории на основе гравитационных уравнений Максвелла, путем введения гравитационных постоянных вакуума (магнито-подобных и электро-подобных). В это же время был введен гравитационный характеристический импеданс вакуума. При исследовании квантового эффекта Холла (КЭХ) Лурий ввел понятие «квантовой емкости» базирующееся на плотности состояний (введение квантовой индуктивности на то время еще находилось под негласным запретом!). В конце 80-х Якимаха предположил возможность использования квантовых резонаторов при исследовании КЭХ, но сама теория еще не была создана. В средине 90-х Якимаха обнаружил двумерный квантовый электромагнитный резонатор на поверхности кремния МДП-транзисторов, имеющий атомо-подобные характеристики. Именно его атомоподобность и отвлекла внимание от самого квантового резонатора, но тема была негласно закрыта. Но в 97-м году Деворет впервые опубликовал в учебном пособии теорию квантовых электромагнитных резонаторов, применительно к приборам на эффекте Джозефсона, без указания авторства (приоритета). Сегодня эта тема достаточно разработана в связи с квантовым компьютингом, так что вопрос об ее перенесении на квантовые гравитационные резонаторы не составляет большого труда.

В конце 90-х годов две группы исследователей из Сербии и Бразилии впервые применили уравнение Шредингера для построения «гравитационного атома Бора» применительно к Солнечной системе, где используется стандартный Ньютоновский гравитационный потенциал, а не общая теория относительности. Применение теории гравитационных квантовых резонаторов, позволяет рассмотреть квантовые свойства массо-габаритных характеристик планет Солнечной системы. Так, что ситуация с «ложным выбором» направления развития в 20-м веке, сегодня постепенно выправляется и недалеко то время, когда продукт «зарвавшегося рационализма» (старая деформированная СГС система), как и ее политологический собрат – «марксистско-ленинский материализм», будет поставлена на место (т.е. будет модернизирована в соответствии с системой СИ), или отброшена на свалку истории подобно к ассиметричным системам единиц, использующих три базовые единицы.

Стандартная система СГС[править]

Здесь сила Кулона описывается простейшим уравнением:

F_{{DC}}={\frac  {e^{2}}{r^{2}}},

где e - электрический заряд электрона (квант заряда Стони), а r - расстояние между взаимодействующими зарядами. Это уравнение может быть переписано к нормализованному виду:

F_{{DC}}={\frac  {e^{2}}{\hbar c}}{\frac  {\hbar c}{r^{2}}}=\alpha _{S}{\frac  {\hbar c}{r^{2}}}\ ,

где \alpha _{S}=e^{2}/\hbar c - силовая зарядовая постоянная масштаба Стони.

Кулоновская сила для «магнитных зарядов» может быть определена как:

F_{{RC}}={\frac  {q_{{mD}}^{2}}{r^{2}}}={\frac  {q_{{mD}}^{2}}{\hbar c}}{\frac  {\hbar c}{r^{2}}}=\beta _{S}{\frac  {a}{b}}\ ,

где \beta _{S}=q_{{mD}}^{2}/\hbar c - силовая зарядовая постоянная масштаба Стони для магнитных зарядов. Учитывая стандартное отношение между силовыми постоянными:

\beta _{S}=1/4\alpha _{S}\ ,

Которое работает в системе СИ, можно найти явный вид для магнитных зарядов в системе СГС:

q_{{mD}}={\frac  {\hbar c}{2e}}={\frac  {1}{\rho _{0}}}{\frac  {h}{e}}\ ,

где \rho _{0}=4\pi /c - характеристическое сопротивление вакуума, который «выметен» как будто из системы СГС.

Тривиальная модернизация СГС системы[править]

Исправить современную стандартную систему СГС достаточно просто – необходимо всего лишь ввести неединичные значения диэлектрической и магнитной постоянных вакуума:

\epsilon _{0}=1/4\pi \
\mu _{0}=4\pi /c^{2}\ .

Тогда, как и в системе СИ, мы будем иметь следующее определение скорости света в вакууме:

c=1/{\sqrt  {\mu _{0}\epsilon _{0}}}\

А также волновое сопротивление вакуума в явном виде:

\rho _{0}={\sqrt  {{\frac  {\mu _{0}}{\epsilon _{0}}}}}={\frac  {4\pi }{c}},\

где R_{K}=h/e^{2} - постоянная фон Клитцинга. Сила Кулона в этой системе будет совпадать со стандартным значением:

F_{{DC}}={\frac  {e^{2}}{r^{2}}}={\frac  {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac  {e^{2}}{r^{2}}}\ .

Но для силы Кулона для магнитных зарядов придется ввести новое значение для магнитного заряда:

F_{{RC}}={\frac  {1}{4\pi \mu _{0}}}{\frac  {4\pi \mu _{0}q_{{mD}}^{2}}{r^{2}}}={\frac  {1}{4\pi \mu _{0}}}{\frac  {g_{m}^{2}}{r^{2}}}\ ,

где g_{m} нормализованный магнитный заряд, значение которого может быть найдено со следующего условия:

\beta _{S}={\frac  {g_{m}^{2}}{2hc\mu _{0}}}={\frac  {1}{4\alpha _{S}}}={\frac  {hc\epsilon _{0}}{2e^{2}}}\ .

Таким образом, имеем:

g_{m}=hc{\sqrt  {\mu _{0}\epsilon _{0}}}/e=h/c\ , которое совпадает по форме с введенным в системе СИ.

«Священная война» с LC контуром[править]

В стандартной системе СГС мы имеем одинаковые размерности для емкости и индуктивности:

[C]=[L]= см.

Поэтому мы не можем определить значение резонансной частоты (хотя математика ее и предсказывает!):

[1/{\sqrt  {LC}}] = 1/см,

а не рад/с! Очевидно, что и характеристический импеданс LC контура

[{\sqrt  {{\frac  {L}{C}}}}]= безразмерная величина

также не может быть определен! Поэтому при рассмотрении проблемы LC контура, большинство теоретиков попросту переходят на какую-либо рационализированную систему, или систему СИ.

Однако, не существует никаких проблем (кроме субъективных) с модернизацией системы СГС путем введения не единичных констант вакуума. Действительно, достаточно изменить определение реактивных параметров в виде:

L_{N}=\mu _{0}L\
C_{N}=\epsilon _{0}C\

и мы сразу же получаем осмысленное значение для резонансной частоты:

\omega _{N}=1/{\sqrt  {L_{N}C_{N}}}=c/{\sqrt  {LC}}\

и характеристического импеданса LC контура:

\rho _{N}={\sqrt  {{\frac  {L_{N}}{C_{N}}}}}=\rho _{0}{\sqrt  {{\frac  {L}{C}}}}.\

Электродинамическая постоянная[править]

Термин "электродинамическая постоянная" широко использовался физиками в начале 20-го века для обозначения константы нормирования различных уравнений электродинамики. Размерность его совпадала с размерностью скорости, а величина совпадала со скоростью света в вакууме c. Интересно здесь то, что даже в 30-е годы 20-го века точность измерения «электродинамической постоянной» составляла около 0.1% (см. замечания Тамма в книге по теории электричества)! Это совсем не означает, что сама скорость света тогда измерялась с такой низкой точностью, а являлось фактором низкого экспериментального измерения скорости в конкретном уравнении, где она использовалась в качестве нормировки. Но здесь важно другое – то, что в СГС-электродинамике широко использовался нумерологический фактор подгонки размерности физических величин в различных областях путем использования т.н. «электродинамической постоянной». Более того, в других «трехмерных» системах единиц, таких как «электростатическая» и «электромагнитная» (асимметричные системы), электродинамический фактор принимался за единицу путем введения «диэлектрической постоянной» или «магнитной постоянной» пропорциональных квадрату скорости света. Таким образом, перманентная необходимость в «электродинамической постоянной» в «трехмерных системах измерения величин» по существу обусловлена их «трехмерностью» (длина – время – масса), за счет «исключения» независимой размерности заряда. В любой «четырехмерной» системе единиц сама необходимость во введении «электродинамической постоянной» естественным путем отпадает.

Но самое удивительное то, что проявляя беспринципность в использовании «электродинамической постоянной» в большинстве уравнений электродинамики, и Тамм, и другие теоретики, проявляли завидную принципиальность в не использовании этой постоянной при определении частоты и характеристического сопротивления тривиального LC контура!

Полный комплект постоянных вакуума[править]

Несостоятельность «исключения» электромагнитных свойств вакуума в симметричной системе СГС, при сохранении трех других, не важно что в латентной форме (длина, время и масса), достаточно хорошо видна на примере «четырехмерной» системы СИ. Здесь физический вакуум содержит четыре пары «диэлектрических» и «магнитных постоянных, представленных в таблице:

Таблица 1. Основные постоянные вакуума в системе СИ.
Масштаб Основная единица \epsilon \ \mu \
Планка Длина \epsilon _{L}=2.596\cdot 10^{{-44}}N^{{-1}} \mu _{L}=4.286\cdot 10^{{26}}N\cdot (s/m)^{2}
Стони Заряд \epsilon _{E}=8.854\cdot 10^{{-12}}N^{{-1}}\cdot (C/m)^{2} \mu _{E}=1.257\cdot 10^{{-6}}N\cdot (s/C)^{2}
Слабый Время \epsilon _{T}=9.195\cdot 10^{{-42}}N^{{-1}}\cdot (s/m)^{2} \mu _{T}=1.210\cdot 10^{{24}}N
Природный Масса \epsilon _{G}=1.192\cdot 10^{{9}}N^{{-1}}\cdot (kg/m)^{2} \mu _{G}=9.332\cdot 10^{{-27}}N\cdot (s/kg)^{2}

Здесь следует отметить, что все приведенные выше постоянные (за исключением электромагнитных) однозначно переводятся в систему СГС с точностью до порядка величины. Таким образом, если уж физики-теоретики хотят избавиться от «свойств вакуума», как физической среды (пространства), то необходимо было бы избавиться и от трех других комплектов постоянных. Это можно сделать единственным образом – путем «исключения» размерности для массы, длины и времени! Но в этом случае мы получим систему единиц «нулевого порядка», т.е. все единицы физических величин будут безразмерными! Самое смешное состоит в том, что при этом преобразовании математические формулы практически не изменятся. Но будут ли они иметь отношение к физике, вот в чем вопрос! К математике – да, к нумерологии – да, а вот к физике – весьма сомнительно…


Послесловие[править]

Таким образом, исключая «характеристический импеданс» и «свойства вакуума» из стандартной системы СГС, был реализован великий «подлог» (hoax) по уведению квантовой физики на ложный путь развития (теория поля, квантовая теория поля и прочее), который не имел прецедентов в истории развития человечества (разве что «преступление Клавдия Птолемея»!), и в котором попросту табуирована тема «квантовых реактивных резонаторов», что по существу задержало развитие физики почти на 80 лет.

Смотри также[править]

Литература[править]

  • Zel'dovich, B.Y.` (2008). "Impedance and parametric excitation of oscillators". UFN 178 (5).
  • Dirac P.A.M., Proc.Roy.Soc. (London), Ser. A,133, 60 (1931)
  • Stratton J.A. (1941). Electromagnetic Theory. McGraw-Hill.
  • Yakymakha O.L.(1989). High Temperature Quantum Galvanomagnetic Effects in the Two- Dimensional Inversion Layers of MOSFET's (In Russian). Kiev: Vyscha Shkola. p.91. ISBN 5-11-002309-3.
  • Yakymakha O.L., Kalnibolotskij Y.M. (1994). "Very-low-frequency resonance of MOSFET amplifier parameters". Solid- State Electronics 37(10),1739-1751
  • Devoret M.H. (1997). "Quantum Fluctuations". Amsterdam, Netherlands: Elsevier. pp.351-386.
  • Devoret M.H., Martinis J.M. (2004). "Implementing Qubits with Superconducting Integrated Circuits". Quantum Information Processing, v.3, N1
  • (1906) Outlines of the evolution of weights and measures and the metric system. The Macmillan Co.
  • Griffiths, David J. (1999). “Appendix C: Units”, Introduction to Electrodynamics (3rd ed.). Prentice Hall.
  • Jackson, John D. (1999). “Appendix on Units and Dimensions”, Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley.
  • Littlejohn, Robert (Fall 2007). Gaussian, SI and Other Systems of Units in Electromagnetic Theory (pdf). Physics 221A, University of California, Berkeley lecture notes. Retrieved on 2008-05-06.
  • R. M. Wald, General Relativity (University of Chicago Press, Chicago, 1984).
  • J. D. Kraus, IEEE Antennas and Propagation. Magazine 33, 21 (1991).
  • C. Kiefer and C. Weber, Annalen der Physik (Leipzig) 14, 253 (2005).
  • Raymond Y. Chiao. "Conceptual tensions between quantum mechanics and general relativity: Are there experimental consequences, e.g., superconducting transducers between electromagnetic and gravitational radiation?" arXiv:gr-qc/0208024v3 (2002).
  • Raymond Y. Chiao. "New directions for gravitational wave physics via “Millikan oil drops” arXiv:gr-qc/0610146v16 (2009).
  • Сена Л.А. (1988). Единицы физических величин и их размерности (3-е изд.). Nauka.
  • Детлаф А.А., Яворский Б.М., Милковская Л.Б. (1977). Курс физики. Том 2. Электричество и магнетизм (4-е издание). Vysshaya Shkola.
  • Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. (1971). "Electromagnetic Fields" Электромагнитные поля (2- изд.). Vysshaya Shkola.
  • Чертов А.Г. (1977). Единицы физических величин. Vysshaya Shkola.
  • Тамм И.Е. Основы теории электричества: Учеб. пособие для вузов.-10-е изд., испр.-М.:Наука, 1989ю-504с. ISBN 5-02-014244-1
Статью можно улучшить?
✍ Редактировать 💸 Спонсировать 🔔 Подписаться 📩 Переслать 💬 Обсудить
Позвать друзей
Вам также может быть интересно: