© Винокуров В.А. 1999

Потрясённые увиденным, пассажиры автомобиля не сразу осознают, что же их так удивило в этой сцене? И только потом начинают вспоминать детали происшедшего: при подъёме гигантского диска не шелохнулось ни травинки, в лесу было беззвучно и тихо. Перед тем как подняться диск заблестел чуть ярче, как это бывает с раскручиваемой юлой. Легкость замысловатых пируэтов объекта никак не вязалась с его металлическим внешним видом и огромными размерами.

Описания сцен типа приведенной можно часто встретить в газетах, в журналах, а также в специальной литературе о неопознанных летающих объектах (НЛО). Странность и фантастичность их привлекает читающую публику и помогает поднять тиражи популярных изданий. Почему же эти сцены воспринимаются очевидцами и читателями как странные и фантастические? В первую очередь потому, что в них отсутствуют привычные атрибуты, соответствующие движению больших механизмов нашей цивилизации. Ни рева мотора, ни сотрясения земли, ни мощных воздушных потоков. Главным компонентом фантастичности является непривычность, необъяснимость явления усвоенными в рамках школьного опыта представлениями. Эти сцены представляются таинственными и для ученых, которые иногда готовы скорее отвергнуть факты, чем выйти за рамки принятых сегодня теоретических моделей. Встаёт вопрос: допускает ли наука существование летающих тарелок?

Психологи утверждают, что человек испытывает беспокойство среди непонятных предметов и необъясненных явлений, поэтому тяготение к психологическому комфорту личности проявляется в формировании объяснения строения и функционирования окружающего мира. Система представлений об окружающем мире и места личности в нём в целом даётся идеологией. При этом принципы устройства и функционирования материального мира даются естественными науками и, в частности, физикой.

Объяснимость мира требует хотя бы внешнего формального согласования различных идеологических представлений. Поэтому физические представления каждой эпохи интегрированы в общую систему идеологии и их изменение может встретить сопротивление политического и религиозного характера при любом уровне их научной доказательности.

Будучи интегрирована в общую систему мировоззрений и материального производства данной эпохи, наука и характер её проблем во многом обусловлены понятийным аппаратом и технологий эпохи. Поясню мысль о связи эпохи и характера её проблем следующим примером. Один из основателей механики И.Ньютон был также известным алхимиком и до конца своих дней значительную часть времени проводил в алхимической лаборатории среди ядовитых испарений реторт и тиглей, решая проблему философского камня, т.е. рецепта превращения в золото свинца или меди. Несколько столетий виднейшие умы человечества отдавали свои силы решению этой проблемы. Но вот сейчас во второй половине двадцатого века в рамках ядерной физики она принципиально решается, - и что же ? Оказывается теперь, когда проблема превращения свинца в золото решена, она никого не волнует, оказывается в центре внимания находится другая проблема - как отделить изотоп урана с атомным весом 235 от изотопа урана с атомным весом 238 ? Последний вопрос просто не существовал во времена Ньютона, ибо не было ни представления о существовании элемента уран, ни представления о ядре атома и ядерных реакциях, ни технологических процессов производства и использования радиоактивных элементов.

Характерной чертой науки и, в частности, физики является стремление объяснить окружающий мир на позициях здравого смысла с помощью простейших допущений и постулатов. Однако, если перелистать учебники физики за последние триста лет, то бросается в глаза повторяющаяся череда уходов и возвращений физики к здравому смыслу.

В семнадцатом веке до работ И.Ньютона "божественная воля" и философско-теологическое объяснение явлений были типичным содержанием физических трактатов. Интеллектуальным подвигом И.Ньютона является построение механики как строгой теории с четкой формулировкой основных понятий и допущений, снабженной математическим аппаратом для количественного расчета механических процессов. Эта рационализованная механика, согласованная со здравым смыслом, на протяжении двух столетий стала твердым ядром теоретической физики. Однако, в первой половине девятнадцатого века накопление экспериментальных фактов о теплоте и электромагнетизме опередило работу ума и для объяснения новых явлений физики пошли на использование туманных понятий, плохо поддающихся количественному описанию, типа невесомых электрической и тепловой жидкостей, закрыв здравому смыслу доступ в эту часть науки. Но во второй половине девятнадцатого века Дж.Максвелл построил свою теорию электромагнетизма, содержащую универсальную систему дифференциальных уравнений (систему уравнений Максвелла) для основных величин, характеризующих заряды, токи и их взаимодействия. Реабилитация здравого смысла Дж. Максвеллом была блестящей и полной. Однако, в начале двадцатого века новые открытия атомной физики, электродинамики и квантовой механики вновь принудили ученых отказаться от последовательного применения здравого смысла в физике, и туманные понятия типа невесомых жидкостей были вновь введены в науку, на этот раз в виде физического вакуума, который, с одной стороны, не является материальной средой в обычном смысле, а с другой стороны, рождает и виртуально содержит все элементарные частицы. Возникает вопрос: навсегда ли изгнан здравый смысл из физики, есть ли надежда на его возвращение?

Во второй половине XIX века Максвелл исходил из представления о материальной среде, заполняющей всё пространство и называемой эфиром, при выводе своей системы уравнений электродинамики. При этом он ввёл понятие электромагнитного поля для описания деформаций и движений в этой сплошной среде производимых токами и зарядами. Концепции эфира придерживался и Г.Лоренц при объяснении основных электродинамических эффектов в начале двадцатого века.

Двадцатый век сделал теорию электромагнитного поля Максвелла одним из основных столпов науки и технологии, однако изъял из теории Максвелла механическое понимание поля как некой реальной материальной среды, в которой распространяются возмущения. Эфир Максвелла был заменён физическим вакуумом, который, как уже говорилось выше, здравому механическому смыслу неподвластен. К концу двадцатого века в целом восторжествовала концепция Эпикура в форме атомистики, хотя в теоретической физике широко используются модели теории поля, как некой непрерывности, соединяющей частицы, но не имеющей вещественного механического характера. Вопрос: доказала ли наука, что мир дискретен?

Мы задали себе несколько вопросов и пора бы переходить к ответам, но прежде напомним выше упоминавшийся тезис о том, что понятийный аппарат науки и сами её проблемы определяются эпохой и её вопросы и ответы даются на языке и в контексте данной эпохи. В связи с этим посмотрим как сегодня наука оценивает свою роль и место в мире, какое отношение имеют научные истины к реальному миру?

Таким образом, развитие физики, сложность используемого ей понятийного и аналитического аппарата во многом определяется состоянием математики данного времени, из которой берутся базовые конструкции для построения количественных физических теорий. В этом плане эпоха Ньютона характеризуется в математике созданием дифференциального и интегрального исчисления функций одного переменного и именно этот математический аппарат стал основой механики в построении Ньютона. И хотя Декарт в эту же эпоху пытался объяснить взаимодействие тел с помощью вихрей в некоторой сплошной среде, его рассуждения не были реализованы в виде аналитических формул, допускающих практические расчёты, в частности, в силу отсутствия математического аппарата для описания сплошных сред. Таким образом, проблема дискретности или непрерывности мира в дискуссии Ньютон - Декарт была решена в пользу дискретности, в частности, в силу соответствующего развития математики своего времени. С этой точки зрения, рождение теории электромагнитного поля Максвелла кроме накопления экспериментальных фактов опиралось на развитие таких областей математики как теория функции многих переменных и теория дифференциальных уравнений в частных производных, предоставивших понятийный и аналитический аппарат для новой модели электромагнетизма.

Математика двадцатого века предоставила для построения физических теорий в форме функционального анализа существенно более глубокий и гибкий аппарат, позволяющий характеризовать физический объект не набором чисел, а набором функций или операторов, что позволяет свободно оперировать континуальными моделями объектов, как это имеет место в квантовой механике.

Следует отметить, что различные модели физических явлений дают разные степени аппроксимации реальности. Развитие и усложнение моделей связано с повышением степени аппроксимации при описании физических явлений. При сравнении моделей одного уровня аппроксимации реальности, ценность модели определяется её простой, логической стройностью и предсказательной эффективностью.

Модели с разными понятийными системами могут давать правильное описание одного и того же круга явлений. Однако, выбор из двух альтернативных моделей делается при встрече с экспериментом, объясняемым одной теорией и противоречащим другой. Модели могут дополнять и порождать друг друга. Например, дискретная атомистическая модель конструирует сплошную среду (газ, жидкость, твердое тело) предельным переходом из ансамбля молекул при увеличении их числа. Естественно поступить и обратным образом - конструировать отдельные частицы из сплошной среды, что и делается в теории конденсации.

Соответствующая проблема восходит к И.Ньютону, который построив механику на основе материальных точек и сил дальнодействия между ними, заканчивает свой выше упоминавшийся труд "Математические начала натуральной философии", опубликованный в 1687 году, следующим абзацем: "Теперь следовало бы кое-что добавить о некотором тончайшем эфире, пронизывающем все сплошные тела и в них содержащемся, коего силою и действиями частицы тел при весьма малых расстояниях взаимно притягиваются, а при соприкосновении сцепляются, наэлектризованные тела действуют на большие расстояния, как отталкивая, так и притягивая близкие малые тела, свет испускается, отражается, преломляется, уклоняется и нагревает тела, возбуждает всякое чувствование, заставляющее члены животных двигаться по желанию, передаваясь именно колебаниям этого эфира от внешних органов чувств мозгу и от мозга мускулам. Но это не может быть изложено вкратце, к тому же нет и достаточного запаса опытов, коими законы действия этого эфира были бы точно определены и показаны."

В своих основных физических предпосылках теория конденсации близка к воззрениям Гераклита, Декарта и Ньютона. Отличие заключается лишь в формировании математического аппарата, позволяющего строго определить основные понятия и характеристики частиц и количественно рассчитать их взаимодействие и динамику. Именно усовершенствованный аппарат математики двадцатого века, таких ее разделов как обобщённые функции, группы Ли, функциональный анализ - позволил переложить древние философские представления в конкретные математические уравнения и формулы расчета реальных физических явлений.

Основную физическую идею моей теории поясню на примере лодки, находящейся на поверхности озера, на некотором расстоянии от которой прошел теплоход. Хотя теплоход непосредственно не коснулся лодки, созданная им волна через некоторое время толкнет лодку, так что взаимодействие теплохода и лодки осуществляется не непосредственно, а путём передачи возмущения через среду, в которую они погружены. Аналогичным образом воздушная волна, создаваемая одним летящим самолетом, воздействует на другой самолет, причем чем они ближе друг к другу, тем сильнее воздействие. Метеорологи знают, что циклоны и антициклоны в атмосфере Земли оказывают воздействие на движение друг друга и располагают некоторыми рецептами оценки этого воздействия. Заметим, что в последнем случае мы имеем дело с взаимодействием вихрей почти по Декарту.

В теории конденсации рассматривается некая сплошная среда, заполняющая бесконечное трёхмерное евклидово пространство. Эволюция этой среды рассматривается в обычном времени, которое одинаково для всех точек пространства. Предполагается, что у среды существует некоторое начальное физическое состояние - состояние покоя всех её точек, в котором ее свойства постоянны во времени (стационарность среды), одинаковы во всех точках (однородность) и во всех направлениях (изотропность). Кроме стационарности, однородности и изотропности предполагается также, что действие для среды может быть записано в виде интеграла от некоторой функции, называемой лагранжианом, по пространству и времени. Среду с такими свойствами я называю идеальной. Далее рассматриваются физические состояния идеальной среды, в которых её точки могут смещаться из исходных состояний равновесия. Отклонения точек от исходного положения под влиянием внешних возмущений, как это бывает в воздухе, в воде, в упругом теле, порождают сложные движения среды.

Начальное положение точки среды задаётся её декартовыми координатами - тремя числами, которые я называю опорными координатами. Каждая точка в каждый момент времени занимает некоторое новое положение, которое в той же декартовой системе координат задаётся тремя числами - текущими координатами точки. Полное описание среды даётся вектором текущих координат как функций опорных координат точки и времени, т.е. тремя числовыми функциями от четырёх числовых аргументов (3 пространственные координаты и время ). В рамках используемого лагранжевого подхода вид этих неизвестных функций определяется из системы трёх нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных (системы уравнений Эйлера для данного лагранжиана).

С интуитивной точки зрения понятие частицы наделяется двумя свойствами: 1) локальностью, 2) стационарностью - сохранением свойств и формы во времени. И если первое из этих свойств я зафиксировал в определении частицы как требование исчезновения смещений в пространственной бесконечности, то второе свойство вводится в виде некоторого дополнительного требования "агвидности" частицы. Требование агвидности выделяет волновые решения уравнений движения и аналогично квантовомеханическому рассмотрению частицы как волны. Введение агвидных частиц не является произволом автора, а получается из рассмотрения вопроса о том, как преобразуется стационарная покоящаяся частица, когда ей сообщается движение. Что в свою очередь, определяется группой инвариантных преобразований квадратичного действия - действия Максвелла.

Дело в том, что среда, описываемая действием Максвелла, обладает тем свойством, что если в ней существовала покоящаяся частица, т.е. система смещений и движений точек среды из положения покоя, центр которой покоится, то существует некоторое нелинейное преобразование - преобразование Пуанкаре, которое переводит эту частицу в другое состояние, в котором уже центр частицы движется прямолинейно и равномерно. При таком преобразовании изменяется характер движения точек среды, отклонения которых от равновесия и формирует частицу в нашем смысле.

Важным теоретическим моментом данной математической модели является признание её аппроксимативного характера и сознательное введение последовательности величин, аппроксимирующих теоретические величины более высокого уровня. Так наряду с действием идеальной среды вводится его квадратичная аппроксимация - действие Максвелла и вводится конденсированное действие, получаемое, в свою очередь, аппроксимацией действия Максвелла. Из действия Максвелла формальной математической процедурой построения уравнений Эйлера по данному функционалу получается система уравнений Максвелла электромагнитного поля. В качестве инвариантных преобразований действия Максвелла получаются преобразования Пуанкаре состояний среды.

Интегрируя плотность заряда частицы по всему пространству, мы получаем заряд частицы. Заряд частицы является константой, характеризующей её при взаимодействиях с другими частицами.

Одним из центральных понятий современной физики, с которым современный человек встречается постоянно в его повседневной деятельности, является понятие энергии. Основной физический закон, связанный с этим понятием - закон сохранения и превращения энергии. Что же такое энергия в теории конденсации?

В рамках принятого в теории конденсации лагранжевого подхода, исходящего из интегрального функционала действия, закон сохранения энергии - прямое следствие стационарности среды, т.е. независимости её свойств от времени. С математической точки зрения стационарность выражается в отсутствии явной зависимости лагранжиана от времени. По лагранжиану же, не зависящему явно от времени, формальной математической процедурой строится выражение для некоторой сохраняющейся во времени величины - энергии. Таким образом в лагранжевом подходе энергия системы формальной математической процедурой получается из её лагранжиана. Однако, в теории конденсации я пользуюсь несколькими аппроксимациями действия. А именно, исходное действие идеальной среды я приближаю действием Максвелла, а затем действие Максвелла приближаю конденсированным действием. Для каждого из этих действий строится своё выражение для энергии. Эти выражения, вообще говоря, будут различны и возникает вопрос: а можно ли пользоваться выражениями энергий для действия Максвелла или конденсированного действия как приближёнными значениями энергии идеальной среды? Оказывается, энергию для действия Максвелла допустимо использовать для аппроксимации энергии идеальной среды, а энергию для конденсированного действия - недопустимо.

Из сказанного следует не абсолютность понятия энергии, ибо при уточнении модели, повышение её степени аппроксимации изменится и выражение для энергии. В этом смысле принятое сегодня выражение для энергии с точки зрения теории более высокого порядка аппроксимации является приближённым и не является сохраняющейся величиной. Теории более высокого порядка аппроксимации вносят изменения в выражение энергии, которые для описания процессов в рамках более грубой модели несущественны, но которые могут быть принципиально важны для описания новых явлений, для которых грубая модель неприменима. Таким образом, в силу аппроксимативного характера научных моделей научные запреты даже такого типа как закон сохранения энергии не абсолютны в силу приближённого характера конкретных понятий и формул их реализующих. В частности, в теории конденсации уточняются выражения для энергии взаимодействия движущихся частиц, что изменяет и выражения для энергии системы взаимодействующих заряженных частиц. При этом оказываются возможными такие процессы электромагнитного взаимодействия частиц, при которых выделяется энергия порядка их массы покоя. Что в тысячи раз больше энергии, выделяемой при ядерных взаимодействиях.

В моей теории масса и энергия имеют одинаковую размерность, но являются существенно разными величинами. Если за массу принимается значение функции Лагранжа системы, что соответствует разнице кинетической и потенциальной энергий предшествующих механических теорий, то энергия соответствует сумме кинетической и потенциальной энергий предшествующих механических теорий. Таким образом, масса, вообще говоря, не равна и не пропорциональна энергии. Равенство массы и энергии может иметь место лишь в специальных случаях, например, для одиночной покоящейся частицы, поле смещений которой не содержит вихревой составляющей.

В теории конденсации существует выделенная система отсчёта, связанная с исходным опорным состоянием идеальной среды, когда все её точки покоятся. Однако, сложные формулы преобразования параметров, связанных с частицей, при изменении её состояния возникают как следствие конкретного координатного представления операции умножения элементов группы Пуанкаре. Мы уже говорили выше, что применением линейного преобразования Пуанкаре к функциям смещений частица переводится из одного состояния в другое. Преобразование Пуанкаре задаётся десятью числовыми параметрами. Три из них имеют смысл сдвигов по пространственным осям координат, один - сдвига по времени, три параметра задают повороты вокруг трёх осей координат в пространстве, а оставшиеся три параметра задают собственное преобразование Лоренца и не имеют простого геометрического смысла. Однако, при применении преобразования Пуанкаре к покоящейся частице она переходит в состояние движения с вектором нормированной на скорость света скорости, состоящим из трёх параметров собственного преобразования Лоренца. Итак, при применении к покоящейся частице три параметра собственного преобразования Лоренца приобретают простой геометрический смысл. Если же мы теперь возьмём два преобразования Пуанкаре и перемножим, то параметры собственного преобразования Лоренца будут сложным нелинейным образом выражаться через параметры каждого из двух преобразований. Эту формулу для преобразования параметров элемента группы Пуанкаре уже нельзя интерпретировать кинематически наглядно как формулу сложения скоростей.

Следующая важная особенность моей теории - относительный, аппроксимативный характер самих преобразований Пуанкаре. Речь идёт о том, что преобразования Пуанкаре были найдены из условия инвариантности квадратичной части действия - действия Максвелла, а не из условия инвариантности исходного точного действия идеальной среды. Поэтому, вообще говоря, точные решения для идеальной среды под действием преобразования Пуанкаре уже не переходят в точные же решения и все формулы, связанные с применением преобразования Пуанкаре и инвариантностью действия Максвелла, являются лишь формулами аппроксимативными, формулами квадратичного приближения по функционалу действия.

Анализ явной формулы, выражающей массу системы через её сплошную структуру, т.е. через смещения и скорости точек сплошной среды, позволяет указать физические процессы, в которых масса системы частиц может становиться нулевой или отрицательной. С точки зрения динамики возможность управления величиной и знаком массы означает принципиально новый механизм ускорения тел и их перемещения в гравитационных полях. Таким образом, предлагается новый способ перемещения тел в пространстве через нейтрализацию массы.

Указанные три следствия теории конденсации: электродинамические источники энергии, управление знаком массы и сверхсветовые передвижения, по моему мнению,- принципиальные основы технологий XXI века, которые сделают его быт и производство непохожими на любые представления фантастов и футурологов. В частности, уже сегодня, с точки зрения теории конденсации, летающая тарелка, индивидуальное лучевое оружие - бластер, нейтрализатор массы и сверхсветовые звездолёты - предметы реального расчёта и конструирования.

Я начал изложение теории конденсации, провозгласив приверженность здравому смыслу и аккуратной математике, а пришёл к конструированию нейтрализаторов массы, бластеров, летающих тарелок и сверхсветовых звездолётов. Не являются ли антинаучной чертовщиной перечисленные устройства? Нет, не являются с точки зрения моей математической модели! Они являются лишь чудесами и чертовщиной с точки зрения модели предшествующего уровня, содержащейся в моей модели как более грубая аппроксимация для описания физического мира. Чтобы подчеркнуть естественность выводов теории конденсации с точки зрения здравого смысла, я напомню некоторые факты из газодинамики.

В газодинамике рассматривается сплошная среда, а именно, газ, в котором могут двигаться тела. При движении тела в газе возникает волна возмущений, форма которой определяется линейными уравнениями динамики. При изменении скорости движения тела происходит перестройка волны возмущений. Перестройка формы волны возмущений в газе происходит по формулам, имеющим аналогию с преобразованием Пуанкаре в электродинамике. В частности, при этом отдельно существуют и не переходят друг в друга в рамках линеаризованных уравнений движения дозвуковой, звуковой и сверхзвуковой режимы. В тридцатых годах нашего века под влиянием серии конструкторских неудач даже возникло мнение, что самолёт не может преодолеть скорость звука в воздухе. Этот вывод находил своё обоснование, в частности, в свойствах линеаризованных уравнений движения. Позднее настоятельная практическая потребность привела к созданию сверхзвуковых самолётов и разработке математической модели преодоления звукового барьера в газе с помощью системы нелинейных уравнений газовой динамики, существенно более сложных, чем использованная ранее линеаризованная модель. Последняя ситуация вполне аналогична ситуации с преодолением светового барьера скорости тела в электродинамике, для описания которого согласно выше сказанному уже недостаточно линейных уравнений динамики. Кроме того при переходе через скорость звука современные самолёты нередко изменяют свою форму, например, стреловидность крыла, что аналогично рекомендациям теории конденсации об изменении структуры тела при прохождении скорости света так, чтобы некоторые моменты нулевого и первого порядка ( заряд, спин) обратились в нуль.

Таким образом, явления, полученные путем математического моделирования в идеальной среде, имеют простую аналогию с газодинамическими явлениями.

Математическая модель физического мира на основе сплошной среды с простыми свойствами, кроме построения электродинамики, может быть применена к объяснению явлений из других областей физики. А именно, более сложные законы взаимодействия движущихся заряженных частиц в теории конденсации таковы, что при больших скоростях движения две частицы одинакового заряда могут образовать связанную стационарную систему. Поэтому одних электромагнитных сил может быть достаточно для объяснения сил, удерживающих протоны в ядрах атомов.

В модели теории конденсации мы пока ограничились рассмотрением квадратичного приближения к точному действию идеальной среды и получили структуру частицы на больших расстояниях от её центра. Для получения информации о структуре частицы в области её ядра и для определения значений характеристических констант - массы, заряда, спина требуется рассмотрение аппроксимаций действия более высокого порядка - третьего, четвёртого или использование точного действия идеальной среды. На этом пути возможно получение уравнений, аналогичных уравнениям квантовой механики, из условия устойчивости решений нелинейных уравнений для сплошной среды. Отметим, что есть значительная близость понятий теории конденсации и квантовой механики - в обеих теориях частица есть распределённый объект и рассматриваются частицы-волны.

Поскольку в теории конденсации дана явная формула для массы частицы через её сплошную структуру, то возможно развитие модели до получения гравитационного взаимодействия частиц. Для этого требуется уже аппроксимация действия не ниже четвёртого порядка. Но это - предмет дальнейших исследований.

Все обсуждавшиеся физические выводы теории конденсации были получены математическими средствами - так говорит математика ! Остаётся вопрос о соответствии модели и физической реальности. Модель теории конденсации даёт, во-первых, основные известные законы и формулы электродинамики: уравнения Максвелла, законы Кулона и Био-Савара, уравнения движения быстрого заряда в электростатическом поле. Однако, существует простая физическая ситуация, в которой классическая и новая модель дают разные выводы - это описание движения быстрого заряда в магнитном поле.

Магнитное поле простейшей конфигурации создаётся идеальным соленоидом - бесконечным цилиндром, обтекаемым по поверхности равномерно распределённым постоянным круговым током. Внутри цилиндра вектор напряжённости магнитного поля во всех точках одинаков, а вне цилиндра - равен нулю. Согласно классической теории, если напряжённость магнитного поля равна нулю, то нет силы, действующей на летящий электрон. Поэтому, если пучок электронов выстреливается во внешней области соленоида, то он движется по прямой.

Эксперимент Ааронова-Бома, объясняемый моей теорией, показывает, что в теории конденсации взаимодействие частицы с магнитным полем нелокально, т.е. взаимодействие частицы с полем не определяется одним только значением вектора напряжённости магнитного поля в точке нахождения частицы, а зависит от всей конфигурации токов, создающих магнитное поле. Поэтому адекватное сравнение теоретических расчётов, проделанных для движения в идеальном соленоиде, с экспериментом требует именно опытов с соленоидом достаточно близким к идеальному.

Ввиду большого применения формулы для радиуса окружности движения заряженой частицы в поле соленоида естественно было ожидать, что эксперименты по проверке точности этой формулы для быстрых частиц неоднократно производились и описаны в литературе. Однако, мне с помощью известных специалистов в области ускорительной техники не удалось найти проведённых экспериментов, пригодных для этой цели. В нескольких случаях уже реализованных экспериментов ситуация была близка к требуемой, но каждый раз возникала неопределённость в значениях одной из трёх измеряемых величин.

В журнале Американского института физики на английском языке мной была обнаружена статья "К.Ирвин и др. Эксперименты с гиротроном второго поколения высокой мощности на основной гармонике с большой орбитой. Журнал прикладной физики, 69(2), 1991, с.627-631", в которой описывались эксперименты по движению быстрых электронов по винтовой траектории в магнитном поле соленоида, проведённые в университете штата Мэриленд. В описываемом эксперименте взят соленоид конечной длины, у которого отношение длины к диаметру достаточно велико. В соленоид вводится пучок электронов так, чтобы он двигался по винтовой линии вокруг оси соленоида. Энергия электронов в эксперименте - 560 килоэлектронвольт, напряжённость магнитного поля - 370 эрстед, отношение поперечной компоненты скорости к продольной равно 2,01. В этих условиях радиус винтовой линии по классической теории должен быть 7,6 сантиметра, а по новой теории - 4,7 сантиметра. К сожалению, в окончательных данных по эксперименту величина радиуса не была указана, хотя она вычислялась при проектировании эксперимента. На мой запрос о действительной величине радиуса я не получил ответа. В итоге из данного эксперимента оказалось невозможным сделать определённые выводы о соответствии новой модели действительности.

С семидесятых годов в Объединённом институте ядерных исследований в городе Дубна под Москвой проводятся эксперименты с электронными кольцами больших энергий в рамках программы разработки коллективных методов ускорения тяжёлых ионов. Я побывал в августе 1992 года в группе В.П.Саранцева и попросил ознакомить меня с данными по параметрам кольцевых магнитных пучков в магнитных полях. Выяснилось, что при известном радиусе электронных колец и напряжённости магнитного поля исследователями не проводилось независимого измерения энергии электронов, ибо энергия определялась по отклонению электронов магнитным полем.

Летом 1992 года группа научных сотрудников лаборатории плазменной электроники Института общей физики Российской академии наук в Москве под руководством П.С.Стрелкова, изучив условия критического эксперимента, сделала вывод о необходимости проведения специального эксперимента и предложила реализовать его на своём сильноточном электронном ускорительном комплексе "Терек-2". В реализованной схеме опыта измерялся ток в обмотке соленоида, необходимый для отклонения электронного пучка, проходящего через соленоид в плоскости перпендикулярной его оси, на заданный угол. К сожалению, особенности ускорителя и геометрии эксперимента не позволили достичь уровня точности, достаточного для различения старой и новой теорий.

На сегодня наиболее распространёнными устройствами, в которых под действием магнитного поля заряженные частицы высоких энергий двигаются по окружности, являются циклические ускорители заряженных частиц. Возникает вопрос: почему в них не замечены отклонения в движении частиц в магнитном поле, предсказываемые теорией конденсации? Ответ заключается, во-первых, в том, что в больших современных ускорителях вообще нет соленоида с магнитным полем, а вся кольцевая траектория разбита на участки линейного ускорения, на которых нет постоянного магнитного поля, и участки поворота, где локальное магнитное поле поворачивает частицу на определённый угол. Однако, остаётся вопрос: а почему достаточно хорошо рассчитывается работа этих поворачивающих магнитных катушек?

Последний вопрос возник у меня при знакомстве с работой электронного ускорителя Научно-исследовательского института ядерной физики Московского государственного университета, в котором пучок электронов с энергией 20 миллионов электронвольт поворачивался магнитными катушками на угол 45 градусов. В случае соленоида отличие в величине токов, нужны для создания такого магнитного поля, было бы 40-кратным. И хотя устройство поворотных катушек далеко от соленоида, тем не менее, отличие должно было бы проявиться при их проектировании. Проведённые для решения этого парадокса расчёты показали, что с точки зрения теории конденсации существуют две принципиально разные математические задачи: задача о стационарной траектории заряженной частицы в соленоиде и задача о прохождении заряженной частицей соленоида. И если в первой задаче для быстрых частиц радиусы траекторий в классической и новой теориях могут отличаться в десятки и сотни раз, то в задаче о прохождении области с магнитным полем эффективные радиусы кривизны траекторий могут отличаться лишь в масштабах десятков процентов и близким образом зависят от энергии. Что позволяет объяснить удовлетворительное конструирование системы без учёта поправок теории конденсации.

Научные модели строятся не только для того, чтобы объяснять мир, но и как инструмент его преобразования, использования для утилитарных целей. Один из первых вопросов к новым теориям: а зачем это нужно? Что даёт теория конденсации для практики, для технологии?

Начну с простейших технологических приложений, основанных на использовании уточнённой модели движения заряженных частиц в магнитных полях. А именно, расчёты по новой модели позволяют предложить конструкции ускорителей заряженных частиц в сотни и тысячи раз меньшие по размерам и стоимости гигантских ускорительных комплексов. Более того, останавливается тенденция неограниченного увеличения размеров ускорителей в связи с увеличением выходной энергии частиц, так как нелинейность новой модели позволила указать конструкцию фиксированных размеров, в которой может быть получено ускорение частиц до любой выходной энергии.

Наиболее очевидные технологические перспективы у компактного ускорителя электронов произвольной выходной энергии. Он является портативным источником мощного электромагнитного излучения ультрафиолетового и гамма-диапазона простой конструкции. Такой источник может использоваться в полупроводниковой промышленности для производства интегральных схем высокого уровня интеграции, будучи во много раз дешевле используемых ныне синхротронных источников. Он может использоваться как резак в процессах обработки вместо механических устройств, т.е. занять место бластера научно-фантастических романов. С технической точки зрения наиболее удобно его использование в космосе, где он может служить, в частности, орудием для уничтожения баллистических ракет, простым и дешёвым, а потому доступным и странам среднего уровня развития. Напомню, что соответствующая идея мощного гамма-лазера в рамках стратегической оборонной инициативы уже лопнула.

Я не могу принимать всерьёз всевозможные популярные ныне прогнозы конца света на экологической, энергетической и сырьевой основе. В истории человечества ответ на неоднократно возникавшие кризисы такого рода давался вовсе не на том понятийном аппарате и не в той технологической плоскости, в которой они возникали. Грубо говоря, проблему увеличения убойной силы дубины человек решил не на пути увеличения её длины и веса, а взяв в руки ружьё.

Я снова пришёл к чудесам, но к чудесам, поддающимся расчёту на базе здравого физического смысла и хорошей математики. Отделяет эти чудеса от реальности лишь один последний барьер - эксперимент. При сегодняшнем менталитете учёных для реализации эксперимента требуются лишь несколько тысяч долларов и один -два месяца работы на штатном оборудовании ускорительного центра.

Я кратко изложил, что такое теория конденсации и какие ответы предлагает она на вечные вопросы об устройстве и функционировании материального мира. Я попытался описать последствия её технологических применений. По поводу всего изложенного можно сказать: "Так говорит математика!" Чтобы превратить формулы и расчёты в реальные устройства требуется работа многих и многих людей. И автор будет приветствовать каждого, кто проявит научный, технический или деловой интерес к совместному прохождению предлагаемого пути в будущее.