Часть 3. Ошибки а-ля «Тяп-Ляп»
Не истины науки трудны, а расчистка человеческого сознания от всего наследственного хлама, от всего осевшего ила, от принимания неестественного за естественное, непонятного за понятное.
А. И. ГерценНе удивляйтесь названию. Ошибок математического характера, влекущих ошибочные объяснения, мировоззренческих ошибок, обычных промахов и т.д. достаточно много. Возраст некоторых из них более 100 лет.
Ошибки в научном познании неизбежны. Они есть в статьях, учебниках, монографиях. И вот, что удивительно. Читатели как-то не очень «не замечают» эти ошибки. Неужели все написанное в книгах они не воспринимают критически, а просто заучивают как догмы?
К счастью в Интернете можно найти работы с критикой таких ошибок. Но есть ли в этом толк, если обнаруженные ошибки ежегодно «втискиваются» в сознание студентов через «замшелые» учебные программы, а учебники переиздаются без исправления ошибок? Что-то нужно менять в идеологии науки.
Нам остается совершить экскурсию по «закоулкам» теорий и познакомиться с некоторыми ошибками.
Ошибка 1. Описана в [1]. В учебнике [2] утверждается, что при прохождении луча через фокус фаза луча испытывает скачок на 180о. Соответственно, если луч касается каустики, то фаза меняется на 90о. Вывод опирается на элементарную математическую ошибку. Разлагая величину R в ряд, авторы забыли взять модуль.
Написано 
Должно быть 
Работа [2] издается и переиздается с 1941 г. Неужели никто из читателей не обратил на этот ляпсус внимания и не порекомендовал издательству внести изменения. Ведь прошло почти 80 лет. Книга переиздавалась 8 раз! Даже с точки зрения физического смысла ясно, что скачок фазы должен быть связан с громадными изменениями напряженностей полей.
Но эта ошибка постоянно повторяется и в учебниках по технической электродинамике, по распространению радиоволн и т. д. Силен «гипноз авторитета». Не наука, а религия!Ошибка 2. Удивительно, но «ошибка 1» помогла обнаружить и описать ошибку в теории функций Бесселя [1], возраст которой около 200 лет. Суть в следующем. Оператор функции Бесселя B(z) является четной функцией своего аргумента 
. Следовательно, определитель Вронского W(z) также четная функция своего аргумента
Это позволяет дать новое аналитическое продолжение функций Бесселя для отрицательных значений аргумента.
Ошибка 3. В учебнике [2] есть еще одна «ляпа». Авторы переходят от релятивистского лагранжиана взаимодействия заряда с полем (зарядом) к классическому лагранжиану следующим способом. Берется релятивистский лагранжиан 
и его «быстренько» преобразуют в 
Так совершаются фальсификации ради «подавления» в электродинамике «остатков» мгновенного действия на расстоянии. Корректный подход на примере взаимодействия двух зарядов приводит к следующему результату:
Произведение 
есть истинный скаляр. При малых скоростях это выражение принимает вид:
Новый лагранжиан прекрасно описывает взаимодействие группы зарядов между собой и позволяет записать все законы сохранения в форме, инвариантной относительно преобразования Галилея [3]. Результаты превосходно вписываются в классическую механику консервативных систем.
А такие системы не могут существовать без мгновенного действия на расстоянии.Ошибка 4. Ошибка 3 спровоцировала каскад парадоксов и ошибок в объяснении явлений магнетизма в квазистатической электродинамике. Автор [4] собрал и попытался дать свое объяснение магнитных явлений. Он ввел гипотезу о «продольной магнитной силе», но так и не смог вырваться из клубка противоречий. Наш новый подход, продемонстрированный в примере «Ошибка 3», позволил объяснить разнообразные магнитные явления без привлечения гипотез [5] и [6]. В [5] рассмотрено и дано объяснение семи экспериментам с токами и магнитными полями, не объясненными в [4]. В их число входят «униполярная индукция», «мотор Маринова» и др. явления. Помимо вопросов восстановления правильных теоретических представлений и моделей есть прикладные проблемы. До сих пор корректная теория СВЧ приборов М-типа не создана, а существующие модели работы нуждаются в пересмотре [7]. Конструкторско-расчетные результаты, полученные с помощью некорректной теории, требуют у экспериментаторов проведения дополнительной подгонки изделий к заданным параметрам методом «проб и ошибок». А это не только деньги и ресурсы, но и время [8].
Ошибка 5. Опишем еще одну ошибку, ставшую предрассудком. С какой скоростью переносит электромагнитная волна в различных средах и направляющих системах. Обычно проблема решается просто. Электромагнитный импульс можно представить как сумму близких по частоте волн (волн группу). Энергия сосредоточена в электромагнитном импульсе, она переносится с импульсом, поэтому скорость импульса можно рассматривать как скорость переноса энергии группой волн (или одной волной). Эту скорость назвали «групповой скоростью».
Подобный примитивный подход приводит к противоречиям и трудностям при объяснении явлений. Это ясно проявляется при распространении энергии волны вдоль замедляющих систем с аномальной дисперсией. Мы не будем рассматривать парадоксы и нелепости.
Если, используя теорему Пойнтинга провести анализ, то мы получим удивительный результат.
Оказывается, групповая скорость не имеет никакого отношения к переносу энергии волной [9]. Мы получили следующие важные выводы [9], [10]:1. Групповая скорость никакого отношения к переносу энергии волной не имеет.
2. Скорость переноса энергии ТЕМ волны в однородных средах с дисперсией равна фазовой скорости волны и совпадает с фазовой скоростью по направлению.
3. Скорость переноса энергии ТЕ и ТМ волнами ve в направляющих структурах всегда по направлению совпадает с фазовой скоростью vp и не превышает скорость света.
4. Величина скорости переноса энергии ТЕ и ТМ волнами ve зависит от фазовой скорости vp волны и равна 
.
Ошибка 6. И вновь «Ошибка 5» спровоцировала ошибки в прикладных дисциплинах. Здесь мы говорим не о парадоксах, рожденных ошибочным определением скорости переноса энергии, и трудностях объяснения явлений. Это само собой разумеющийся факт. Речь здесь пойдет о прикладных вопросах, о влиянии ошибки на развитие приборов-СВЧ О-типа и ускорителей [11].
Ситуация парадоксальная и смешная. В СВЧ приборах (СВЧ-усилители, генераторы, ускорители заряженных частиц и др.) для хорошего взаимодействия волны с зарядами скорость зарядов и фазовая скорость волны должны быть близки. Поэтому используют замедляющие системы с Е-модами. Обычно используются системы с нормальной дисперсией. Но они узкополосны. Использовать системы с аномальной дисперсией боялись. При аномальной дисперсии групповая скорость (перенос энергии), согласно существовавшим представлениям, направлена против движения электронов, т.е. переносит энергию навстречу электронному потоку. А это могло (по мнению «теоретиков») привести к самовозбуждению системы. Вот так, ошибка помешала развитию одного из перспективных направлений развития электронных СВЧ приборов и ускорителей.
Ошибка 7. «Калибровочная инвариантность» - еще один миф теоретической физики.
Почти во всех учебниках по электродинамики приводится «доказательство» калибровочной инвариантности. Но такие «доказательства» являются символическими (ошибочными). Если в доказательство ввести функциональную зависимость потенциалов, т.е. представить потенциалы и поля в виде суммы мгновенных и запаздывающих, «доказательство» буквально рассыпается. Калибровки уравнений Максвелла не эквивалентны. Пожалуй, только авторы учебника [2] понимали это. В [2] вообще нигде не упоминается о калибровочной инвариантности. Авторами вводится другое корректное понятие «градиентная инвариантность». Однако это из «другой оперы». Мы вернемся позже к «Теории поля» Ландау и Лифшица, чтобы обсудить содержание этого учебника [12]. Заметим, что кулоновская калибровка содержит мгновенный скалярный потенциал. Эта калибровка используется в КЭД. Смешно смотреть, как волнуются «специалисты», обнаруживая «квантовую запутанность». Шила в мешке не утаишь!Ошибка 8. В начале 20 века «новые» теории создавались на отрицании классических (материалистических по существу) теорий, на непримиримом отрицании мгновенного действия на расстоянии, как основы классических теорий. При всем высокомерном отношении к «классике» и мгновенному действию молодые «новые физики» не могли обойтись без копирования «классики» и ее методов.
Фундамент аналитической механики опирается на принцип наименьшего действия. Физики записывают интеграл действия, зависящий от кинетической и потенциальной энергий системы. 
. Вариация этого интеграла 
приводит к уравнению движения 
, описывающего траектории, на которых реализуется экстремум интеграла действия.
По тому же принципу стали строить релятивистский аналог. Но вся шутка в том, что время в нем было заменено интервалом ds, который мы тоже должны варьировать.
Запишем вариацию релятивистского интеграла действия
. Отсюда должно «как бы» вытекать уравнение движения Gi = 0 «в силу произвольности вариации 
». Но это иллюзия. Оказывается, что вариация интеграла равна нулю вовсе не благодаря произвольности , а из-за неустранимой ортогональности 4-векторов Gi и [6]. К релятивистскому уравнению движения всегда можно добавить любой член, ортогональный вариации . В результате невозможно однозначно найти минимум интеграла. Уравнение движения (равно, как законы сохранения) становятся неоднозначным. Это не математика, а жонглирование символами; подгонка под нужный результат. Мы можем с законным основанием ставить под сомнение все результаты, опирающиеся на релятивистский вариационный принцип [6], несмотря на их кажущуюся иногда «справедливость».
Ошибка 9. Вновь мы вернемся к гносеологической ошибке Эйнштейна. Возвращение физики на позиции материализма (пространство-время-материя) и восстановление в научных правах классических теорий это прямое следствие крушения СТО. «Парадоксы СТО» имеют строгое название «логические противоречия». Крушение СТО означает также восстановление в науке формальной логики, как основы научного мировоззрения. Взгляните на «объяснения парадоксов СТО» [13]. И весь этот абсурд «вдалбливается» в головы студентов и учеников. Кто из них выдержит, не согнется, не потеряет веру в честность в науке?
Есть и другая сторона. Как быть с «релятивистской» механикой и электродинамикой. Обрушение СТО одновременно влечет за собой обрушение основ этих теорий и пересмотр их содержания! Как писал К.И. Чуковский: «Ох! Нелегкая это работа – из болота тащить бегемота!»
Ошибка 10. Ранее мы рассмотрели математическую сторону вопроса о кривизне пространства. Мы установили, что криволинейное пространство не может существовать «само-по-себе», самостоятельно. Оно может быть построено только в соответствующем евклидовом пространстве. Отсюда вытекает важный вывод: все физические явления должны интерпретироваться в рамках классических представлений о пространстве и времени. Поэтому схоластика современной Космологии, современной Хромодинамики и т.д. должна быть, мягко говоря, пересмотрена и переосмыслена.
И еще один важный момент. В геометрии утверждают, что через «точку вне прямой можно провести только одну параллельную прямую» (постулат Евклида). Евклид оказался прав. Криволинейные пространства мы можем строить только внутри евклидова пространства!
Заключение.
Итак, мы бегло «проскакали» по главным ошибкам современной неквантовой физики. Разумеется, ошибок много больше, чем мы смогли показать [14]. Мы специально не стали здесь рассматривать ошибки квантовых теорий: «Горбатого могила исправит!»[8] Эти теории изначально строились на логически не обоснованных положениях. По этой причине их необходимо не «ремонтировать», а пересматривать заново.
Вместе с тем можно поражаться успехам экспериментаторов и производственников, которые опираясь на «локальные модели» реальности, которые часто входят в противоречие с непоследовательными квантовыми теориями, опираясь на талант, опыт, интуицию, создают уникальные изделия. «Теории» им слабый помощник. Теоретики не «указывают путь», а скорее «паразитируют» на результатах экспериментальных исследований.
Ссылки:
1. В.А. Кулигин, М.В. Корнева, Г.А. Кулигина. Поведение волны в окрестности фокуса и функции Бесселя http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/00163465.htm
2. Ландау и Лифшиц Теория поля . 7-е изд., испр. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988
3. В.А. Кулигин, М.В. Корнева, Г. А. Кулигина. Ошибки в квазистатической электродинамике. http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/3493-kkk.pdf
4. Николаев Г.В. Современная электродинамика и причины ее парадоксальности. http://bourabai.kz/nikolaev/electro.htm
5. М.В. Корнева, В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина. Анализ классической электродинамики и теории относительности. (Гл.6. Объяснение магнитных явлений). http://ntbu.ru/to/ak.pdf
6. В.А. Кулигин, М.В. Корнева, Г.А. Кулигина. Анализ ошибок и заблуждений в современной электродинамике» , изд. LAP, Berlin, 2012. ISBN-13:978-3-659-32667-7; ISBN-10: 3659326674; EAN: 9783659326677.
7. В.А. Кулигин, М.В. Корнева, Г.А. Кулигина Проблемы вакуумной электроники СВЧ (Магнетроны)
https://www.twirpx.com/file/291295/
8. В.А. Кулигин Гимн математике или авгиевы конюшни теоретической физики. http://sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st6224.pdf
9. В.А. Кулигин, М.В. Корнева, Г.А. Кулигина. Скорость переноса энергии ТЕ и ТМ модами. http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/00163474.htm
10. В.А. Кулигин, М.В. Корнева, Г.А. Кулигина. Фазовая скорость и групповая скорость/ Воронеж. Ун-т. – Воронеж, 1997. Деп. в ВИНИТИ 24.12.97, № 3751 – В97.
11. В.А. Кулигин, М.В. Корнева, Г.А. Кулигина Проблемы вакуумной электроники СВЧ (ЛБВ, ЛОВ, Клистроны). https://www.twirpx.com/file/291292/
12. В.А. Кулигин, М.В. Корнева. Обсудим книгу Ландау и Лифшица «ТЕОРИЯ ПОЛЯ». http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001e/00162877.htm
13. М.В. Корнева, В.А. Кулигин. ПАРАДОКСЫ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ НА ОДНО ЛИЦО. http://sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8085.html
14. М.В. Корнева, В.А. Кулигин, Г.А. Кулигина ОШИБКИ, ПРЕДРАССУДКИ И ЗАБЛУЖДЕНИЯ В СОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/12397.html
15. Обсуждение статьи «В защиту квантового идеализма», УФН , 2003, 173 (12) , http://www.physics-online.ru/php/paper.phtml?jrnid=pu&paperid=3705&option_lang=rus
*******