Сергей Семиков - Баллистическая теория Ритца и картина мироздания
Ритц показал, что каждый элементарный заряд (электрон) ежесекундно испускает одно и то же число частиц N. Словно пулемёт, строчащий пулями, электрон выбрасывает во всех направлениях со скоростью света c и частотой N микрочастицы. Однако лишь малая их доля n долетают до другого электрона, расположенного на расстоянии R. Эту долю легко найти, считая электрон шариком известного радиуса r. Раз электрон ежесекундно испускает N частиц, то такое же число частиц должно пересекать в секунду поверхность 4πR2 окружающей электрон сферы. Поскольку частицы разлетаются по всем направлениям равномерно, то в другой электрон, расположенный на расстоянии R и имеющий поперечное сечение πr2, попадает доля частиц, составляющая πr2/4πR2 от полного их потока N. Другими словами
n=Nπr2/4πR2=Nr2/4R2.
Таким образом, кулоновская сила отталкивания двух электронов, расположенных на расстоянии R, найдётся в модели Ритца как
F=nmc=Nr2mc/4R2 (Рис. 6).
Рис. 6. Испущенные электронами частицы производят своими ударами электрическое отталкивание с кулоновой силой F~1/R2.
Тем самым мы получили механическое выражение закона Кулона: сила отталкивания, действующая между двумя элементарными зарядами, обратно пропорциональна квадрату расстояния R между ними. Если заряды не элементарны, а содержат первый — q1 электронов, второй — q2 электронов, то результирующая сила взаимодействия будет складываться из элементарных сил взаимодействия отдельных зарядов во всех возможных комбинациях. Каждый из q1 электронов будет взаимодействовать с каждым из q2 электронов. То есть, всего будет q1q2 одинаковых элементарных сил отталкивания
Nr2mc/4R2,
дающих в сумме силу
F= q1q2Nr2mc/4R2= Aq1q2/R2,
где A=Nr2mc/4 — некая константа, а q1 и q2 — заряды тел, измеренные в единицах заряда электрона. То есть получили полную формулировку закона Кулона:
F=q1q2e2/4πε0R2,
где e — заряд электрона, ε0 — электрическая постоянная. Отсюда находим
A=Nr2mc/4=e2/4πε0,
или
πNr2m=e2/cε0.
Это даёт связь фундаментальных констант e, c, ε0. Также находим число испускаемых электроном в единицу времени частиц
N=e2/πr2mcε0.
Кроме того, если считать, что радиус электрона равен классическому
r=e2/4πε0Mc2,
где M — масса электрона, то получим интересное соотношение
r/c=(4M/m)/N,
смысл которого раскроем в следующем разделе.
Итак, Ритц не только вскрыл механизм электричества, электрического взаимодействия, но и дал ему наглядную механическую интерпретацию: отталкивание одного заряда другим возникает так же как отталкивание мишени градом пуль из пулемёта. БТР объясняет транспортировку воздействия от заряда к заряду и само это воздействие. Каждая пуля, вылетающая из пулемёта, несёт стандартный импульс mc, который при попадании передаётся мишени. Сила отталкивания складывается из отдельных ударов частиц-пуль, барабанящих по зарядам, словно реальные пули по мишени или град, снежная крупа и капли дождя — по зонту. Такой и должна быть истинная теория электричества — наглядной, открывающей потайные пружины электрического воздействия. А нынешняя электродинамика лишь констатирует наличие электрического воздействия, не объясняя его сути, а ссылаясь на выдуманное электрическое поле с его весьма туманной природой. Подобное объяснение одного непонятного явления другим сомнительным и мистическим, конечно, нельзя считать научным. Максвеллова электродинамика напоминает мифические объяснения электричества и грозы древними греками, считавшими, что молнии метает громовержец Зевс — существо сверхъестественное и ещё более загадочное, непонятное, чем сами молнии. Но в античном мире были и учёные-материалисты — атомисты Демокрит и Лукреций, которые учили, что гроза — это природное явление, и связывали молнии с электричеством и стремительным движением мельчайших частиц, предвосхитив открытие электронов [77] (§ 4.17). Материалистическая наука должна сводить все явления к естественным, известным или интуитивно понятным. Именно это и сделала в отношении электричества теория Ритца.
Нынешнее же состояние электродинамики более всего напоминает состояние термодинамики и химии до создания молекулярно-кинетической теории. Тогда в термодинамике, химии все явления тоже объясняли посредством абстрактных субстанций, таких как теплород, флогистон, и различных алхимических высокоучёных терминов (чем не эфир или электромагнитное поле современной электродинамики?!). Лишь с появлением молекулярно-кинетической теории стало понятно, что тепло — это не какая-то абстрактная субстанция, а всего лишь случайное, хаотическое движение атомов и молекул; давление газа на поршень — это просто бесчисленные удары молекул о стенку; превращения веществ — это никакие не сказочные алхимические превращения, а механическое соединение и разъединение атомов в молекулах. Поэтому молекулярно-кинетическую теорию называют часто механической теорией теплоты. Так же и Ритц назвал свою электродинамику механической теорией электричества. Всякая физическая теория должна сводить явления к механическому движению и взаимодействию тел, частиц, должна быть атомистической. Ибо есть мистика, и есть атомистика. Там, где исчезают частицы, пропадает атомистика, — неизбежно возникают элементы мистики, сверхъестественного, не материалистичного, иррационального и трансцендентного, даже если всё это облекается в наукообразные математические формулировки (§ 5.14).
Именно атомистической была теория Ритца. Если молекулярно-кинетическая теория показала, что сила давления газа на поршень складывается из отдельных ударов молекул газа о стенку, то теория Ритца говорила, что и сила электрического отталкивания зарядов складывается в действительности из отдельных ударов частиц, испускаемых зарядами. Неудивительно поэтому, что и первый атомист Демокрит придерживался тех же взглядов на природу света, электромагнетизма, что и Ритц. Не зря и Дж. Томсон, открывший атом электричества (электрон) и предложивший первую структурную модель атома с электронами (§ 3.1), поддержал баллистическую теорию [6, 93]. Если термодинамика толковала тепло уже не как абстрактную субстанцию теплород, а как движение атомов и молекул, то и Ритц считал электрическое поле не состоянием пространства или абстрактного эфира (как в теории Максвелла), а всего лишь полем скоростей и концентраций движущихся частиц, испущенных зарядами и наполняющих всё окружающее пространство. В теории Ритца полевое взаимодействие описывается как пулевое: поле, то есть степень воздействия на единичный заряд-мишень, определяется в данной точке плотностью огня — потока частиц-пуль, выброшенных зарядами-пулемётами (Рис. 6). То есть поле задано дислокацией зарядов-пушек, этой полевой артиллерии, и выражается через количество частиц-пуль, приходящихся на единицу площади фронта в единицу времени.
Осталось понять, что же это за частицы — эти атомы, кванты электрического воздействия, испускаемые и поглощаемые зарядами? Многие из тех, кто занимался теорией Ритца, ошибочно считали их фотонами. При этом забывали, что фотоны несовместимы с БТР. К тому же фотоны, как следует из их названия, — это кванты света. Тогда как частицы Ритца — это кванты электрического воздействия, существующие даже в отсутствие источников света и совсем не обязательно создающие свет. Поскольку слово квант дискредитировало себя, то лучше будем называть эти частицы всё же не квантами, но атомами электрического воздействия. Ведь "атом" означает "неделимый", — это именно элементарная, неделимая единица материи, воздействия, заряда (так, электрон называют "атомом электричества"). Частицы Ритца — это, по всей видимости, наименьшие среди известных элементарных частиц, имеющие стандартную массу, много меньшую массы электрона. О других их свойствах говорить пока сложно. Эти частицы не имеют ни заряда, ни магнитного момента. В отношении их вообще нельзя говорить об этих характеристиках, поскольку именно эти частицы и создают электрическое и магнитное воздействие. Точно так же в термодинамике нельзя говорить о температуре и давлении одного атома, — это характеристики большого ансамбля атомов, более того, — это характеристики процессов движения частиц, а не самих частиц. Так же и электрический заряд, электрическое воздействие — это, в действительности, феномен, обусловленный движением огромного коллектива частиц.
