Возможна ли вообще классическая (без СТО) электродинамика?

[Eli]

Мне кажется, имеет смысл отдельно обсудить следующий вопрос:

Во многих вузовских учебниках разных стран говорится как само собой разумеющееся, что механическая картина мира погибла не только в силу эксперимента Майкельсона-Морли, но и потому, что теория поля не вмещается в прокрустово ложе механики, и в частности уравнения Максвелла не допускают последовательной механической модели.
Иногда в поддержку этого приводятся следующие аргументы:
-- никто не смог создать подобной модели без каких-либо существенных внутренних изъянов
(было высказано множество таких моделей, но все они подвергались жесткой критике; даже среди эфирщиков нет общепринятой модели);
-- уравнения Максвелла инвариантны относительно группы Лоренца, а не группы Галилея. Эфир же по определению мыслится как нечто, преобразующееся по группе Галилея. Поэтому неизбежны нестыковки.

Я не думаю, что эта мысль верна. Насколько мне известно, никто и никогда не смог доказать следующее утверждение (далее идут несколько эквивалентных форм):

"Невозможна (противоречива) механическая модель, приводящая к уравнениям Максвелла".

"Невозможно создать вещественную модель эфира, не нарушив уравнения электродинамики Максвелла".

"Электродинамика Максвелла (она предполагается истинной) напрямую ведет к теории относительности без необходимости дополнительной апелляции к эксперименту (проверка теории Максвелла, если она возможна только как релятивистская, будет вместе с тем и проверкой СТО)".

Если это было бы так, то все эфирные теории были бы "зарублены на корню". Эфир (как идефикс механической картины мира) навсегда был бы списан тогда в архив истории науки, рядом с вечным двигателем и теплородом. Ведь привлекался эфир в классической физике именно для объяснения электродинамики Максвелла с ее близкодействием и нецентральными силами. Такая "no go theorem" была бы довольно симпатична, эфирщики что называется "достали". Я, однако, считаю ошибочным убеждение, что Максвелловская теория принципиально невложима в механическую картину мира. Если кто-то из сторонников СТО, напротив, считает это утверждение верным, я крайне заинтересован увидеть его обоснование.

Для меня этот вопрос важен не потому, что нравится механическая картина мира (я думаю, что она всё же исчерпала свой эвристический потенциал), а потому, что мне кажется важной мысль о принципиально новом (геометрическом) содержании СТО, которого нет в электродинамике Максвелла.

[PSP]

читайте !

[Eli]

Приятно видеть, что статья Т.А. Перевозского нашла своих читателй. Он попытался достичь потрясающей цели -- искоренить саму возможность эфирного подхода, доказав, что концепция вещественного эфира как носителя эл. магн. поля несовместима с уравнениями Максвелла. Я, тем не менее, считаю аргументы Таймаза Александровича ошибочными (и так же считает ряд экспертов, например, отв. редактор данного номера "Вестника" проф. Ю.П. Рыбаков).

Есть, кстати, критический ответ на эту статью, который тоже был опубликован в "Вестнике".
Правда этот номер "Вестника" до сих пор еще не помещен на сайт РУДН, но файл можно скачать например отсюда:
hypercomplex.xpsweb.com/page.php?lang=ru&id=391
(поясняю: для скачивания файла см. на этой странице иконку "PDF" справа внизу ).

[PSP]

Eli писал(а):

Есть, кстати, критический ответ на эту статью.

Вот и приведите его, а мы рассмотрим...

[Someone]

Eli писал(а):

Приятно видеть, что статья Т.А. Перевозского нашла своих читателй. Я, тем не менее, считаю аргументы Таймаза Александровича ошибочными (и так же считает ряд экспертов, например, отв. редактор данного номера "Вестника" проф. Ю.П. Рыбаков).

Мне они тоже показались сомнительными. Я не понимаю, как физически устроить проводящий тор так, чтобы электрическое поле в него проникало. Я привык к тому, что внешнее электрическое поле не проникает внутрь области, окружённой связной проводящей поверхностью.

Добавлено спустя 18 минут 59 секунд:

Eli писал(а):

даже среди эфирщиков нет общепринятой модели

Как раз у них обычно никакой вразумительной модели и нет. Хотя, наверное, бывают исключения.

Eli писал(а):

-- уравнения Максвелла инвариантны относительно группы Лоренца, а не группы Галилея. Эфир же по определению мыслится как нечто, преобразующееся по группе Галилея.

Не уверен, что это является непреодолимой проблемой. Во всяком случае, в теме "Эфирный подход к СТО" некий Ilja выводит ОТО из классического эфира: http://dxdy.ru/viewtopic.php?p=80633#80633. Но я его работу не анализировал.

Eli писал(а):

"Электродинамика Максвелла напрямую (без необходимости апелляции к эксперименту) ведет к теории относительности".

Если только к "электромагнитной СТО", совершенно аналогичной "акустической". СТО, всё-таки, шире - благодаря принципу относительности, применяемому ко всем физическим явлениям, а не только к электромагнитным.

Eli писал(а):

Я не думаю, что эта мысль верна. Насколько мне известно, никто и никогда не смог доказать следующее утверждение (далее идут несколько эквивалентных форм)

Мне они не показались эквивалентными.

[MOPO3OB]

Цитата:

Я, однако, считаю ошибочным убеждение, что Максвелловская теория принципиально невложима в механическую картину мира. Если кто-то из сторонников СТО, напротив, считает это утверждение верным, я крайне заинтересован увидеть его обоснование.

Ага, противоположное Вашему мнение заранее не интересно?

Эфиром занимались высокопрофессиональные люди ...
и идея эфира умерла задолго до СТО, Уже домаксвелловская модель Маккуллиннга (см. Зоммерфельд. Механика сплошных сред..я где-то выкладывал главу целиком) показала..
что отчасти можно нестационарную электродинамику описать ПСЕВДОупругой средой (даже отдаленно не напоминает обычные среды). Создание теории Максвелла сделало эфир не нужным атрибутом и в тому ж с совершенно нелепыми свойствами... ну а СТО сделало эти свойства эфира настолько нетрадиционными что слово "эфир" вышло из употребления...

приведу свой собственный аргумент в бесполезность некой среды передающие электромагнитные взаимодействия... дело в том, что световая волна обязана переносить импульс, звуковая - импульс не переносит, так как импульс может переносится только с перемещением материального носителя...(в ЭД это поле)

[Редкий]

Рискну повторить свой вопрос. Ну если электродинамика "невложима" в механику, зачем было распространять, то что верно для ЭД на весь Мир и механику , в том числе, создавая ТО?
Ксати, интерсные следствия из всего этого. После об'единения КМ и СТО под именем КЭД весьма скоро появились т.н. "виртуальные" обменные частицы, которые "не лежат на массовой поверхности". Т.е., разница квадратов их энергии и импульса не равна массе... Это я, собственно к вопросу о "предельности скорости света". Можно же и не "массовую поверхность" покидать, а подправить, соответствующим способом, скорость света в каждом отдельном случае. Для сохранения равенства.
И тогда она в половине случаев окажется больше Це.

А еще тогда же появилось дираково "море". Интересно, относительно чего оно покоится? И как это соответствует принципу относительности?

Или, может, ну ее нахрен эту ТО. Отдадим электродинамике электродинамиково. Механике дадим механиково. А логике - логиково. Перестанем ситом воду брать, раз уж камни им брались. И приступим к теории, более соответствующей реальности?

[Eli]

По современной точки зрения механическое воздействие есть просто макроскопически усредненное электромагнитное воздействие. Когда тела касаются, их молекулы взаимодействуют именно электромагнитно. Так что, в современной парадигме фундаментальна не механика, а теория поля.

[_serge]

Вообще-то вопрос нужно было поставить иначе:
Возможна ли СТО без классической электродинамики?
(первая просто следует из второй)

"Рискну повторить свой вопрос. Ну если электродинамика "невложима" в механику, зачем было распространять, то что верно для ЭД на весь Мир и механику , в том числе, создавая ТО? "

Это нужно спросить у Альберта.
Дружок, ну наф-га ты это сочинил?
А ведь сделал, блин, и работает!

[Eli]

.

Цитата:

Вообще-то вопрос нужно было поставить иначе:
Возможна ли СТО без классической электродинамики?
(первая просто следует из второй)

IMHO, СТО как геометрия пространства-времени совершенно не следует из электродинамики Максвелла. По крайней мере никто еще не смог это показать.

В этом и есть суть моего вопроса: докажите, что СТО автоматически вытекает из уравнений Максвелла и что, следовательно, их механическая интерпретация невозможна (противоречива).

Если вы можете это сделать, как пытался Т.А. Перевозский, это станет важнейшим фактом для методологии физики и даже для самой физики. По крайней мере, эфирщиков можно будет посылать автоматически -- на столь же строгом основании, как посылают авторов трисекции угла или вечных двигателей. Ведь против них тогда станет не только Альберт, но и Джеймс Кларк.

В любом случае, не повторяйте это заклинание без четкой аргументации.

[_serge]

"MHO, СТО как геометрия пространства-времени совершенно не следует из электродинамики Максвелла. По крайней мере никто еще не смог это показать.

В этом и есть суть моего вопроса: докажите, что СТО автоматически вытекает из кравнений Максвелла и что, следовательно, их механическая интерпретация невозможна (противоречива)."

Мне даже не надо этого делать самому, все уже доказано Максвеллом, Лоренцем, Пуанкаре и Эйнштейном.

Постоянство скорости света в любой инерциальной системе отсчета следует из анализа характеристик уравнения Максвелла.
См. Фок В.А. Теория пространства, времени и тяготения ГИТТЛ 1955 505 p. (в первых главах).

Как уравнения Максвелла приводят к преобразованиям Лоренца см. Фейнман Р., том. 6, Глава 21, параграф. 6.

Как по-разному нам представляются поля, в зависимости от наблюдения из различных систем координат см. тот же том Глава 26, пар. 3.

Как на основе преобразований Лоренца получить СТО, см. Фейнман Р. том 2.

[Someone]

Eli писал(а):

IMHO, СТО как геометрия пространства-времени совершенно не следует из электродинамики Максвелла. По крайней мере никто еще не смог это показать.

Ну не вводите Вы пространство-время как элемент теории, и не будет у Вас "СТО как геометрии пространства-времени".

Eli писал(а):

В этом и есть суть моего вопроса: докажите, что СТО автоматически вытекает из кравнений Максвелла и что, следовательно, их механическая интерпретация невозможна (противоречива).

Вы уверены, что СТО несовместима с механическими интерпретациями уравнений Максвелла? А сами уравнения Максвелла с такой интерпретацией совместимы? Вообще, мне не очень понятно, что такое "механическая интерпретация". Я ни одной не видел (если честно, то и не интересно).

[Eli]

To Someone

1) Теория относительности с ее метрикой Минковского, конечно, несовместима с пониманием поля как вещественной среды. (Если вещество по-прежнему понимается как то, что подчинено группе Галилея, и с чем всегда можно связать систему отсчета.) Другое дело, что с таким механическим пониманием поля вполне совместимы полуклассические теории типа Лоренца-Пуанкаре, к которым, как мне кажется, вы тяготеете. В них преобразования Лоренца вводятся ad hoc, для объяснения отрицательного результата эксперимента Майкельсона-Морли и интерпретируются как следствие давления эфира. Поэтому подобные теории не являются жесткими: в них легко ввести и любое другое преобразование, если оно станет популярным. Напротив, теория относительности, являясь прежде всего теорией пространства-времени, является теорией жесткой. В сочетании с широтой сферы ее охвата (особенно на уровне ОТО) это приводит к поразительной идейной красоте. Поэтому я не понимаю, что такое "СТО без пространства-времени как элемента теории".

2) Классическая механическая интерпретация электродинамики Максвелла -- теория Мак-Куллаха (есть разные передачи его фамилии). Она считается доброкачественной, по крайней мере за руку ее никто не ловил. Другое дело, что после Эйнштейна она просто вышла из моды. См. по этому поводу книгу Уиттеккера "История теорий эфира и электричества. Том 1, Дорелятивистские теории". Есть и современные модели, но они как правило малограмотные.

To Serge. Прочитайте, хотя бы эту классическую книгу Уиттеккера, чтобы понять, что вопрос не так очевиден, как вам кажется. Прочитайте также книги Фенмана и Фока более внимательно.

Я уже писал в ветке "СТО и ЭД", что групповые свойства уравнений Максвелла не влекут автоматически группу Лоренца как группу преобразований пространства-времени. Я приводил пример с акустикой: уравнение распространения звука имеет формально своей группой симметрии группу Лоренца (с заменой скорости света на скорость звука). Однако, для фундаментальной физики это не влечет никаких последствий. Скорость звука не становится из-за этого инвариантом, часы при околозвуковой скорости не замедляются и т.п. Дело в том, что уравнение распространения звука верно в своем простом красивом виде только в одной СО, -- в которой воздух покоится. Оно привязано к воздуху и потому нефундаментально.
Аналогично этому сторонники классического подхода считают, что уравнения Максвелла в своем исконном виде верны только в одной системе отсчета -- в которой покоится материальная основа электромагнитного поля -- эфир. В других СО надо вводить поправки. Теория относительности, напротив, считает, что уравнения Максвелла есть фундаментальный закон природы, не привязанный ни к какому материальному носителю и ни к какой системе отсчета. Но эта мысль не вытекает из электродинамики Максвелла, это т.н. принцип относительности ЭЖйнштейна. Без него, на основе только Максвелла, преобразования Лоренца и тем более теорию относительности не получишь. В книгах Фока и Фенмана, как и в исходной статье Эйнштейна, этот принцип используется активно.

[_serge]

"СТО, напротив, считает, что уравнения Максвелла есть фундаментальный закон природы, не привязанный ни к какому материальному носителю и ни к какой системе отсчета."

Т.е. инвариантны при замене координат. А инварианты они (изначально) именно относительно преобразований Лоренца.

Другое дело перенесение именно этой инвариантности на законы механики. Но это сработало. И нашло подтверждение.

Уиттеккера посмотрю и загляну в ветку СТО и ЭД.

"Пусть воздух у нас неподвижный. Будем синхронизировать часы по Эйнштейну, только звуковыми сигналами, а расстояния будем измерять эхолокатором, считая скорость звука постоянной, независимо от собственного движения. Полученные таким образом системы координат будут связаны преобразованиями Лоренца, в которых вместо скорости света будет скорость звука. А уравнение распространения звука будет инвариантно относительно этих преобразований.
Теперь вообразим, что там живут некие акустические существа, все жизненные процессы у которых основаны исключительно на акустических взаимодействиях. Для них эта "акустическая СТО" будет самой настоящей. Там и принцип относительности будет, поскольку уравнения акустики инвариантны относительно акустических преобразований Лоренца, и "эффект близнецов". Только "акустическое время" вовсе не будет совпадать с "электромагнитным"."

А это интересно.

[Редкий]

_serge писал(а):

А ведь сделал, блин, и работает!

Кроме того, что "работает", должна еще и об'яснять. И парадоксов не плодить.