2.17. Материя, поля и процессы

Открытие квантовых эффектов и попытки вписать их в систему сложившихся взглядов привели к большой неразберихе в понятиях и терминах современной физики. Поскольку нам приходится пользоваться теми же терминами, следует подробнее определиться с тем, что мы под ними понимаем.

Начнем с наиболее наглядного и понятного. С материи. Прежде всего следует отгородиться от нефизической философии. И уйти от представлений о том, будто бы материально все реально существующее. Реально существовать может многое, но это не означает, что это нечто будет состоять из того же «теста», что и мы сами, иметь ту же структуру, состав, характеристики и свойства. И полевая среда – один из таких примеров.

Под материей мы будем понимать обычные элементарные частицы, такие как протоны, нейтроны и электроны. А также состоящие из них атомы, молекулы и более сложные тела. Это и есть материя в нашем понимании. Материальны мы сами, наша Земля, Солнце и другие планеты. И все иные конфигурации базовых элементарных частиц, атомов и молекул.

Материальные объекты имеют такие свойства, как масса и заряды. Как мы уже поняли, они не являются «врожденными» свойствами этих объектов и возникают благодаря полевым взаимодействиям. Но эти свойства связаны именно с материальными частицами, как бы локализованы в них. Наличие подобных свойств позволяет использовать для материи также производные характеристики, такие как энергия, импульс или момент импульса. Однако материальные частицы не обладают никакими волновыми свойствами. Может только создаваться видимость, что частица движется подобно волне, когда ее движение полностью определяется движением полевой среды и повторяет всю ее динамику.

Полевая среда является иной сущностью, не состоящей ни из атомов, ни из каких бы то ни было известных элементарных частиц. Мы можем это утверждать благодаря тому, что полевая среда сама определяет свойства материальных объектов и управляет их взаимодействием и движением. Мы вообще не знаем, из чего состоит полевая среда, и имеет ли она дискретную структуру. Возможно, по своей природе полевая среда полностью непрерывна, что является противоположностью материи.

В ньютоновской физике полевая среда соответствовала бы понятию абсолютного непрерывного пространства. В классической электродинамике – понятию эфира. В современной физике к полевой среде скорее подошло бы понятие физического вакуума. Впрочем, полевая среда – самостоятельное понятие, не являющееся производным ни от одного из перечисленных. Она имеет набор выявленных нами свойств. И пока у нас нет других аргументов, дальше гадать над этой сущностью не имеет смысла.

Гораздо важнее другое. Свойства массы и зарядов определяются полевой средой, но принадлежат исключительно материальным частицам. Сама полевая среда или ее элементы не обладают ни массой, ни зарядами. А значит, для полевой среды не применимы такие характеристики, как энергия, импульс и другие производные величины от массы и зарядов. Эти свойства могут быть присущи только материальным объектам, хотя в современной физике из-за отсутствия разделения понятий они сплошь и рядом приписываются полю. Как правило, это происходит в результате некорректного описания взаимодействий и движения. Мы уже упоминали один такой пример, когда потерянные слагаемые полной силы Лоренца заменяются путем введения импульса электромагнитного поля. Полевая физика исправляет эти алогизмы.

В противоположность материи полевая среда является носителем волновых свойств. Как мы уже говорили, в ней могут происходить изменения плотности, связанные как с процессами переноса, так и с волновыми процессами. В полевой среде могут существовать различные колебательные процессы, стоячие волны, сложная структура гармоник и многое другое. Все, что присуще полноценной сплошной среде.

И наконец, следует выделить еще одну физическую сущность – процессы. И прежде всего речь идет о волнах. Волны не являются ни материей, ни полем – это колебательный процесс. Волны могут существовать как в полевой среде (например, электромагнитные или гравитационные волны), так и в материальной среде (волны в жидкости или газе), но они не являются ни тем, ни другим. А следовательно, им присущи характеристики, свойственные процессам. Например, длительность, период или частота. Но волны не могут обладать такими свойствами, как масса, энергия или импульс. Все это – результат смешения понятий в современной физике.

Массой может обладать груз на пружине. Энергией – тоже этот груз, находящийся в том или ином состоянии движения. Но сам колебательный процесс груза на пружине не обладает массой или энергией. Его можно описывать только такими параметрами, как период, частота или амплитуда. То же самое относится и к электромагнитным волнам, которые сами не могут быть наделены свойствами массы или энергии. Этими характеристиками могут обладать только материальные тела, в процессе движения которых возникают волны.

Как уже стало понятно, полевая физика не поддерживает представления о существовании необычных элементарных частиц, таких как фотоны или же виртуальные частицы, называемые переносчиками взаимодействий. Свет описывается в полевой физике на языке электромагнитных волн и не обладает собственными корпускулярными свойствами, такими как масса или энергия. Свет суть процесс – колебания полевой среды – и его не следует путать ни с самой полевой средой, ни с материальными частицами.

В полевой физике выделяется три сущности различной природы:

1. Материя, включающая в себя обычные элементарные частицы исключая фотоны и иные искусственные (виртуальные) частицы. А также состоящие из элементарных частиц атомы, молекулы и иные более сложные тела. Материя обладает корпускулярными свойствами, такими как масса, заряды и их производные характеристики.
2. Полевая среда, структура которой до конца не ясна. Она образует связанные состояния с материальными частицами, обуславливая им свойства массы и зарядов. Посредством полевой среды между материальными частицами осуществляются взаимодействия на расстоянии. Полевая среда обладает волновыми свойствами и может испытывать сложные колебательные процессы.
3. Процессы, связанные с движением и изменением свойств полевой среды и материальных объектов. Наиболее яркими примерами служат электромагнитные волны (свет). Процессы не могут обладать свойствами материальных объектов или полевой среды.

Отсутствие четкой системы понятий приводит к большой путанице в современной физике. В том числе, к замене физического смысла понятий формальными математическими соотношениями. Когда речь идет о формальной связи величин разной природы для простоты расчетов, подобно связи энергии и частоты с помощью формулы Де-Бройля, то это выглядит безобидной шалостью. Как, например, в теории колебаний твердого тела, когда формально вводится понятие фононов – колебательных квантов.

Негативный эффект возникает позже, при переходе к интерпретации этой формальной связи и построению неверного мировоззрения. Он заметно усиливается, когда подобные формальные соотношения используются в качестве основания новых теорий. Это искривляет всю физику. И одним из ярких примеров является неадекватное применение к свету законов движения материальных объектов, и в частности, закона сложения скоростей.

В свое время это привело к неверному истолкованию опытов Майкельсона по определению абсолютной скорости движения Земли и возникновению очень спорной релятивистской концепции. Если для материальных объектов скорость брошенного шара складывается со скоростью движения тележки, с которой этот шар был брошен, то для света и любого иного волнового процесса это не так! Скорость волн определяется только свойствами среды, в которой они распространяются. А движение источника волн может влиять лишь на частоту, но не на их скорость. Сложение скорости распространения волны со скоростью движения источника лишено смысла и всегда будет равно скорости распространения волн в данной среде. Что и получил Майкельсон.

Подобных примеров можно привести еще очень много. И формальная связь волновых и корпускулярных свойств объектов является одним из них.