Становление и развитие мировоззренческих концепций поля и частицы в XVII - XX вв, и философские проблемы дискретного и непрерывного описания материи в современной физике, страница 2

В XVIII- XIX вв. была разработана механика сплошных сред (гидродинамика, теория упругости) и соответствующий математический описательный аппарат. Причём предполагалось, что модель сплошной среды – это частная ограниченная модель среды, «удобная математическая идеализация физической ситуации», которая якобы описывает, приближает при определённых условиях «на самом деле» дискретную, составленную из мелких частиц среду (а между частицами пустота). Во второй половине  XIX в. Максвелл на основе уравнений гидродинамики и механики вихрей получил знаменитые уравнения электромагнетизма – уравнения электродинамики, изначально представив электромагнитное поле и распределения зарядов как сплошную среду, а именно: как идеальную и несжимаемую жидкость. На основе теории Максвелла, свет предстал как волна – колебания электромагнитного поля как изначально сплошной среды.

Так как свет был самостоятельным явлением, то учёные были вынуждены признать, что кроме частиц, ассоциировавшихся с веществом, и пустоты в Мироздании есть ещё некая форма материи – поле. После этого перед физиками встала серьёзнейшая мировоззренческая философская проблема: как увязать поле и частицы, как они взаимодействуют? И наиболее ярко это выражено именно в электродинамике.

Уровень знаний свойств электромагнитного поля тогда оказался недостаточным. Возможно, по этой причине сколько-нибудь удовлетворительной  качественной теории электромагнитных явлений создать не удалось,  и внимание исследователей было обращено к количественному изучению электрических  и магнитных явлений,  выявлению закономерностей и созданию на их основе расчетных методов. На этом пути были получены выдающиеся результаты,  позволившие  создать  современную математическую теорию электромагнетизма. Но не физическую, то есть не имеющую модель, связанную с Жизнью.

В связи с трудностями создания физической теории электромагнетизма, а также в связи с успехами количественных методов у многих теоретиков и практиков сложилось впечатление о том,  что никакой необходимости в понимании сути электрических и магнитных явлений нет. Однако такое мнение глубоко ошибочно.  Непонимание физической сущности явлений приводит к тому, что созданные количественные методы начинают применяться без каких бы то ни было ограничений, что иногда приводит к большим ошибкам в расчетах.  Более того, неучтёнными оказываются многие существенные обстоятельства. И еще более – появляются новые задачи, которые созданными методами решить не представляется возможным, и они остаются нерешенными. Примеров тому много и в электротехнике, и в радиотехнике, и в других областях, так или иначе связанных с электромагнитными явлениями, даже в оптике. Правда, не все специалисты признают наличие парадоксов и несовпадений расчётов с экспериментом, поэтому нужно приводить конкретные примеры.

Так два одинаковых заряда, находящихся на некотором расстоянии испытывают отталкивание друг от друга в соответствии с законом Кулона, но если они одновременно двигаются, то тогда они становятся токами и испытывают притяжение друг к другу в соответствии с законом Ампера.

Оказалось, что с помощью уравнений Максвелла невозможно решить задачу распространения тока от диполя в полупроводящей среде. Эксперименты показали наличие продольной составляющей электромагнитной волны, в которой направление электрического вектора совпадает с направлением распространения электромагнитной волны. Но это никак не вытекает из уравнений Максвелла. И таких примеров много…

Если бы была создана качественная теория электромагнитных явлений, то, вероятно, большинство функциональных описаний  и  вытекающих из них количественных методов расчетов сохранились бы неизменными,  но в некоторых случаях они претерпели бы  существенные уточнения.  А это позволило бы создать не только новые методы расчетов, более точные, но даже новые направления.