Ярослав Клюшин: Электричество, гравитация, теплота – другой взгляд

Клюшин Ярослав Григорьевич к.ф.-м.н. –  автор книги “Электричество, гравитация, теплота – другой взгляд”, которая посвящена ревизии основных взглядов современной физики, где автор “дерзнул усомниться не только в cпециальной и общей теории относительности, но и в основах квантовой механики”.

Ярослав Григорьевич выступил на семинаре  по темпорологии в МГУ с докладом о магнитном заряде электрона. Разрешите задать Вам несколько разноплановых личных вопросов. Вы физик?

Я бы сказал, что я, кажется, уже стал физиком, хотя я скорее, пожалуй, математик. Впрочем чтобы заниматься физикой сегодня приходится больше заниматься математикой, чем физикой в традиционном смысле. В школьные годы я физику не любил, хотя преподавал нам, как я теперь понимаю, неплохой учитель, просто он был строг и очень ортодоксален: запомни и знай. А я страшно не любил тогда и до сих пор не люблю просто запоминать и знать, мне скорее хочется узнать привходящие обстоятельства того, чему меня учат.

В 1968 году я закончил Ленинградский государственный университет по кафедре механики и попал на работу в Центральном Экономико-Математическом институте Академии Наук СССР в лабораторию Н.Н. Воробьёва, можно сказать, отца советской ветви теории игр. Жизнь среди образованных и профессиональных учёных-математиков сильно дисциплинирует и просвещает. Чтобы не чувствовать себя второгодником приходится тянуться, так что я обратился в их «веру».

По определению Воробьёва теория игр это математическая теория принятия решений в условиях конфликта или неопределённости. Задачей нашей лаборатории было создавать математические модели социально-экономических процессов и моделировать эти процессы. Меня увлекла идея сформулировать законы социального развития общества примерно так, как это делается в механике, с помощью принципа наименьшего действия, короче, ввести вариационные методы в социально-экономические исследования на теоретико-игровых принципах. В только что создавшемся факультете прикладной математики в Ленинградском государственном университете я почасовиком читал курс линейного программирования. Две-три дипломные работы даже были защищены на эти темы. Но в конце концов, и я пришел к выводу что социология и экономика не готовы к таким революционным преобразованиям. Сегодня я стараюсь наблюдать за современным положением дел в этих науках, и, если вернуться на полстолетия назад, можно было бы, пожалуй, что-то сделать в этой области. С другой стороны приходило разочарование в теории игр как науке. Ничего принципиального, кроме идеи введения смешанных стратегий Джоном фон Нейманом, в теория игр сделано не было. Сейчас, когда я вижу, как в квантовой механике используются методы теории вероятности, предложенные тем же фон Нейманом, я думаю, что их в ближайшее время постигнет та же участь, что и теорию игр – забвение.

Но вернёмся к моим метаниям в семидесятые годы прошлого века. Мне пришло в голову, что принцип наименьшего действия для социально-экономических наук можно заменить принципом логарифма. Я его придумал и назвал так, потому что в соответствующих построениях под знаком интеграла стоял логарифм. Сейчас я понимаю, что это было мальчишеством. Но тогда мне пришло в голову, что, если принцип логарифма верен, то он должен быть верен и для физических построений. Я попробовал применить его к электродинамике, и результаты вроде бы сошлись с известными в физике фактами. Затем я попробовал применить «принцип логарифма» к гравитации и не получил ничего похожего на теорию относительности.

С этими соображениями я пошел в Физико-технический институт имени Йоффе. Там со мной даже не стали разговаривать. Я привык к среде математиков, в который даже самые завиральные идеи встречаются терпеливо: «Да? странно, чего-то, но приходи в семинар, послушаем, что у тебя в голове». Поэтому приём физиков здорово меня раздражил, я был убеждён, что теорию гравитации надо строить по аналогии с электродинамикой и решил это сделать. Результатом такого решения стало довольно длинная статья о возможности применить идеи Максвелла к гравитации. Мне до сих пор не стыдно за эту статью, хотя кое-что ныне мне в ней кажется наивным. Короче, пришлось заняться нелюбимый физикой. Но как говорится «стерпится–слюбится». Ныне физика в моём понимании слилась с представлением о настоящей науке. Хотя, объективно говоря, физика в настоящее время, надо признаться, находится в тупике.

В чём же состоит это тупик?

Ну, если копать уже совсем глубоко, то в натуре человека, в его желании богато жить и управлять всем, что его окружает. Я имею в виду коммерциализация физики, которая началась в XIX веке, расцвела в XX и приносит свои ядовитые плоды в XXI веке.

Мои университетские представления о том что всё научное сообщество только и ждёт новых идей и всячески способствует их продвижению, поменяли знак. Приходится признать, что люди, которые приносят свои новые идеи, встречают в науке не доброжелателей, а конкурентов, у которых или же свои собственные идеи, отличные от ваших, или, что чаще, просто усталость и боязнь навредить своей карьере в глазах «авторитетных ученых». Короче, современное научное сообщество очень вязкая среда для продвижения новых взглядов на мир.

С другой стороны, надо признать, что новички, как правило, приходят с очень сырыми идеями, часто с «опровержениями» фактов, известных из школьной физики. Убедить их в очевидной несостоятельности этих «новых идей» часто совершенно невозможно.

Итог: научное сообщество, как и всё человечество, продвигается вперёд гражданскими войнами, взаимными подсиживаниями и подковёрными эмоциями. Малым утешением служит и то, что в политике мы видим ещё более удручающую картину.

Судьбу новичка Вам, кажется, пришлось испытать в полной мере. Ведь Вы не согласны с такой общепризнанной теорией как теория относительности. Как вы надеетесь опровергнуть эту «школьную» истину?

Я не отвергаю теорию относительности, я не согласен с тем, чтобы интуитивные основы жизни, на которых только и может строиться наука, другой основы нам просто не дано, приносились в жертву неким философским теориям, порожденными единственно неспособность объяснить какие-то экспериментально полученные результаты. Придумывание же таких объяснений порождено, на мой взгляд, просто жаждой быстро получить высокий общественный статус. Это касается и теории относительности, особенно общей, и квантовой механики, и так называемых «запутанных» частиц. Свою же задачу в жизни я понимаю, как работу по механическому объяснению экспериментов, породивших теории, противоречащие ежедневно наблюдаемым фактам. Эти факты порождены некими глубокими основами природы. Согласие с этими фактами только и дало человечеству возможность выжить. Так что я действительно не согласен с теорией относительности. Обосновать такое несогласие строго я могу пока что только с частной теорией относительности.

Конечно, несогласие, и даже обоснованное несогласие с указанием ошибок и «глупостей» теории ещё не основание отвергать эту теорию, если она объясняет хоть какие-то факты. Причём здесь тоже возникают проблемы. Под фактами в физике, конечно, надо понимать эксперименты и наблюдения, чем физика обоснованно гордится. Но стремление к быстрому научному успеху проявляется и здесь: результаты экспериментов часто, хотя, конечно, и не всегда, подгоняются под общепризнанные теории, да и сами эксперименты обычно связанны с проверкой общепризнанных теорий, для проверки новых идей просто не выделяются средства.

Так что для опровержения старой теории надо построить новую теорию, которая должна объяснять все старые факты и предложить объяснение новых.

Мы начали говорить о теории относительности. Про себя я иногда сравниваю её с почесыванием правого уха левой рукой: неудобно и неэффективно. Конечно, теория относительности не могла бы просуществовать так долго, если бы она не могла объяснить некоторые факты. Вспомним в этой связи, что теория о семи хрустальных сферах многие столетия описывала движение небесных тел. Более того, уже сказали своё слово Коперник и Галилей, уже были известны три закона Кеплера, а большинство астрономов ещё считали по Птолемею и получали, кстати говоря, лучшие результаты, чем у Галилея. Какую мораль из этой истории можем извлечь мы? А ту, что мало с новых позиций объяснить факты, объясняемые в рамках теории относительности, надо объяснить множество других фактов, об объяснении которых теория относительности даже не ставит вопрос.

Пока что я не говорю об общей теории относительности, но только о частной. Более подробно и строго этот разговор можно найти в моей монографии «Электричество, гравитация, теплота – другой взгляд».

А нельзя ли это всё же объяснить желательно без формул?

Ну, совсем без формул, боюсь, не получится, но попробую сделать это макси дескриптивно.

Начну с примера, принадлежащего, чуть-ли ни самому Эйнштейну. С ним я столкнулся ещё в школьные годы и из-за него частично невзлюбил физику. Я иду по движущемуся вагону, знаю свою скорость относительно вагона и скорость поезда относительно Земли. Как мне узнать свою скорость относительно Земли? Казалось бы, очевидно: сложить эти скорости. Ай нет. Когда это всё происходит при околосветовых скоростях, надо складывать по сложной формуле Лоренца, в которой ещё почему-то появляется скорость света.

Уже в зрелые годы, когда я разочаровался в теории игр, некий намёк на поиск ответа дал мне Стефан Маринов, болгарский учёный и удивительный человек. Не могу не сказать о нём несколько слов. Дважды диссидент и в политике, и в науке, приехал к нам на конференцию физических диссидентов в начале девяностых годов XX века на фоне политической либерализации после развала СССР. Стефан прошёл все этапы преследований со стороны коммунистических властей Болгарии, отсидел в психиатрической лечебнице, уехал жить в Австрию, работал истопником в отеле за право проживать в служебной комнате. Человек знал немецкий, по-английски говорил, ну уж точно лучше меня. Русским владел, если не лучше меня, то и не намного хуже, говорил свободно, понимал все двусмысленности в анекдотах, в общем, «свой парень». Меня он просвещал по результатам немецких учёных, поскольку немецкого я не знаю. Так вот, Стефан сказал мне, что один немецкий учёный, фамилия которого сейчас выпала у меня из памяти, ещё в XIX веке предложил использовать в гидродинамике сложения скоростей по Лоренцу. Меня это удивило. В университете мне гидродинамику пришлось сдавать несколько раз, мне казалось, что я её знаю: серьёзная наука, плывут корабли, летят самолёты, где там складывать скорости по Лоренцу? Долго возился, но в конце концов, выяснил: в гидродинамике сложение скоростей по Лоренцу в принципе возможно при описании движения в движущихся средах при скоростях, близких к скорости звука. Выяснилось, что левое ухо гидродинамики чешут всё же левой рукой: и удобнее, и работает на любых скоростях. При описании такого движения они используют полную производную по времени.

О смерти Стефана я узнал в 2000 году. Мы проводили конференцию в здании физфака Петербургского государственного университета, договорились с деканом факультета, не помню его фамилию сейчас. О конференции «диссидентов» пронюхало руководство Академии наук РФ. Из Академии позвонили декану физфака и сказали, что если он не прекратит развращать студентов «новой физикой», то членкорство, на которое он претендовал, ему не светит Нас выгнали на второй день конференции. Мы шли к зданию факультета Прикладной математики, чтобы договориться с их деканом, тогда им был Владимир Иванович Зубов, когда приехавший из Австрии участник нашей конференции сообщил нам, что Стефан найден мертвым под окном отеля, где он работал. Смерть произошла от удара о землю. Для меня это была большая потеря. Я уверен, что все это была деятельность болгарских спецслужб. Эти службы были даже покруче советских. Достоверно известно, что от укола отравленным зонтиком умер другой болгарский диссидент. Очень жаль, что мое сотрудничество с ним закончилось так быстро и так печально. Извините за это эмоциональное отступление.

Может быть, несколько поясняющих слов о скоростях. Обычно скорость мы понимаем как отношение пройденного пути к затраченному времени. Более точно, в каждой точке пути эту дробь мы устремляем к пределу. Этот предел мы называем скоростью. Это частная производная по времени. Её нам начинает не хватать, если, например, дорога с колдобинами или точка вычисления производной движется: наша лодка из озера переходит в реку. Тогда к частной производной по времени добавляется конвективная часть, зависящая от скорости среды. Её хватает для описания движения в движущихся средах для всего диапазона скоростей.

Для меня это означало, что классические уравнения Максвелла надо модифицировать: в них должна фигурировать полная производная (сумма частной и конвективной) вместо одной частной. Сразу выяснилось, что конвективная производная включает в себя ещё и понятие тока и дополнительно некоторое роторное слагаемое, которое объясняет многие до этого непонятные явления в электродинамике.

Много позже я узнал, что не я один такой умный. Первоначальная идея о полных производных принадлежит Герцу. Он предполагал, что эфир, во-первых, существуют (что для учёных того времени не подлежало сомнению), а во-вторых он движется. Ему противостояло теория неподвижного эфира Лоренца. Кажется, этой точки зрения придерживался и сам Максвелл, хотя при внимательном чтении его трактата я обнаружил, что в своих уравнениях он использовал фактически полные производные.

Исход спора решил опыт Эйхенвальда, который он сам и Лоренц истолковали как свидетельство неподвижности эфира. Ранняя смерть Герца не дала ему возможности ответить на эту критику. Физики забыли о полных производных и в дальнейших публикациях я встречал только частные производные, предложенные, по-видимому, Хэвисайдом.

Ну и что, проблемы электродинамики решились?

Не совсем. Стало, конечно, понятно, что специальная теория относительности описывает довольно узкий круг задач, примерно, как это делала теория семи хрустальных сфер во времена Галилея.

Был ещё один вопрос. Традиционные уравнения Максвелла можно истолковать как теорему о симметрии электрического и магнитного полей. Но это нарушается в двух местах: магнитный заряд считается равным нулю, соответственно не должно существовать магнитного тока. Чтобы добиться симметрии, пришлось предположить, что магнитный заряд всё же существует. По соображениям размерности он должен быть равным электрическому заряду, деленному на скорость света.

Эта проблема, конечно, волновало многих. Наиболее известно предположения Дирака, которое он сделал в рамках теории относительности, что такая частица существует. Были перечислены свойства, которыми эта частица должна обладать. Были предприняты многочисленные попытки такую частицу найти. Но они не принесли результатов.

Моё предположение о существовании магнитного заряда дало мне возможность сформулировать обобщённую электродинамику, основанную на симметричных уравнениях Максвелла. Более того, оказалось, что обобщённые уравнения имеют решение, в отличие от традиционных уравнений Максвелла, и эти решения удалось найти явно. Эти решения важны потому, что их знание даёт возможность описать электродинамические силы, которые содержат много сил, дополняющих силу Лоренца, которая единственная в современной электродинамике рассматривается в качестве электродинамической силы.

Относительно недавно мне удалось построить торовую модель электрона, в которой вращение большей окружности задаёт электрическое поле, а вращение меньшей – магнитное. Таким образом неуловимый магнитный заряд оказался совмещенным в электроне вместе с электрическим. Стал понятней и вид формулы для обобщенной электродинамической силы. Эта формула содержит три больших скобки. Было не понятно, почему эти скобки так существенно отличаются друг от друга. Теперь стало ясно, что одна из них задается взаимодействием между собой магнитных зарядов различных электронов, вторая – взаимодействием электрических зарядов различных электронов, а третья – взаимодействием электрических зарядов одних электронов с магнитными зарядами других.

Эти различия определяются отличиями электрических и магнитных зарядов. Электрические заряды – функции времени, они проявляются и в статике (кулонова сила), и в динамике. Магнитный заряд – это константа, не зависящая от времени. Поэтому в статике он не проявляется. Его физический смысл ещё предстоит уточнить, но, по-видимому, он характеризует трение при движении электрона в среде.

Если можно, расскажите всё же более подробно о своей обобщенной электродинамике.

Если без формул, то это не просто… Но попробую. Любителей же точности отсылаю к своей монографии в интернете.

Итак, уравнениями Максвелла называют четыре равенства, два дивергентных и два роторных. Но именно уравнений, т.е. равенств, справедливых лишь при некоторых значениях искомых функций, не может быть четыре. Мы ищем два вектора: электрическое поле E и магнитное поле B. Для их поиска необходимо и достаточно иметь два векторных уравнения. Это роторные уравнения. Дивергентные уравнения играют роль краевых условий. Поэтому обобщенные уравнения имеют два роторных уравнения. Существенным отличием от классических уравнений является то, что фигурируют в них полные производные по времени, а не частные. Полные производные делают их инвариантными по Галилею. В качестве граничного условия берется известная из эксперимента связь между электрическим полем E и магнитным полем B: E в c (скорость света) раз больше B. Это тоже не уравнение, а тождество. Его мы можем дифференцировать.

Посчитаем дивергенцию от левой и правой частей. Получим выражения для связи электрического и магнитного зарядов. Но здесь одна тонкость. Я уже упоминал, что магнитный заряд – константа, не зависящая от времени, точнее, от движения электрона. Это свойство он наследует от магнитного поля, которое тоже не проявляется в покое, а только в движении. Математически это проявляется в том, что электрическое и магнитное поля связаны только в момент движения, в покое они различны. Можно сказать, что динамика электрического поля вморожена в конструкцию электрона, а магнитное поле – это только проявление трения электрона о среду при движении. Так что справедливо приписывание нулю дивергенции магнитного поля у Максвелла: его дивергентные равенства относятся к состоянию покоя.

Сказанное дает нам повод вернуться к различиям в группах сил в обобщенное электродинамике. Группа сил между магнитными зарядами электронов порождается трением о среду и соответственно передается через среду. Насколько можно судить, это соответствует точке зрения Лоренца и, по-видимому, самого Максвелла. Взаимодействие между электрическими зарядами электронов, конечно, тоже передается через среду, но порождается их собственными вращениями и колебаниями. Это соответствует точке зрения Вебера. Силы, обратные кубу скорости света, – результат смешанного взаимодействия меду электрическими и магнитными зарядами электронов.

Насколько я понимаю, все эти исследования начались с Вашего предложения ввести механические размерности для электродинамических величин.

Да, я уже упоминал свой «принцип логарифма». Там у меня получилось, что электрическое поле должно иметь размерность скорости, а электрический заряд соответственно массы электрона, умноженного на некоторую угловую скорость. Моё внимание привлёк эксперимент, в котором измерялась дробь: сила отталкивания двух электронов к силе их гравитационного притяжения. Эта дробь оказалась исключительно большой 1042. В этой дроби массы сокращаются, а в знаменателе дроби стоит произведение гравитационной и электрической постоянных. В рамках принятой модели электрона, механическая размерность электрической постоянной должна быть кг рад23. Если предположить, что электрические и гравитационные силы имеют единую природу, то с учетом вращательных коэффициентов, выражаемых через число π, электрическая и гравитационная константы должны быть взаимно обратны, т.е. в знаменателе дроби должен стоять 1 рад22.

Окончательно, вся эта огромная величина 1042 – это квадрат угловой скорости, задающей электрический заряд электрона. Получаем, что сама угловая скорость равна 8.1426×1020 рад/с. Эта величина, конечно, очень близка к комптоновской частоте электрона 7.7634×1020 рад/с. Поскольку электрические измерения считаются намного более точными, чем гравитационные, за угловую скорость, создающую заряд электрона, я принял меньшую из этих величин. В моей монографии приводится таблица, переводящая электродинамические величины из системы СИ в механическую. Теперь всякую электродинамическую задачу можно истолковать как механическую и обратно. Мне лично это существенно помогает в понимании задач.

Чего Вы можете пожелать научному сообществу в заключение нашего разговора?

Я хочу, чтобы жизнь на Земле сохранилась, а научное сообщество не помешало бы этому.

Интервью: Иван Степанян

Read more: Современная наука с Иваном Степаняном ...