8. Дробные размерности

В каждом физическом явлении или эксперименте участвует несколько величин, связанных между собой определенной функциональной зависимостью. Собственно, целью любого эксперимента и является нахождение этой самой функции. И в этой функциональной зависимости все физические величины имеют определенную размерность, и все размерности должны соответствовать друг другу: размерность величины, стоящей слева от знака равенства, должна в точности соответствовать совокупной размерности всех величин, стоящих справа от того же знака равенства. И, если такого соответствия нет, то, значит, вся задача решена неверно. Должна соответствовать.

Но, кроме всего прочего, размерность каждой величины позволяет уяснить физический смысл этой величин. Вот, например, ускорение а имеет размерность [a] = LT ^-2.

Если измерение производится в Международной системе единиц СИ, то длина L измеряется в метрах, а время Т в секундах. Поэтому скорость, имеющая размерность LT^-1, изменяется в единицу времени на столько-то метров в секунду. Просто и понятно. И со всеми механическими величинами уже давно нет никаких недоразумений, разве что в системе единиц (а не в размерностях) еще есть некоторое международное несоответствие. Американцы со своими футами и милями никак не желают вписываться в общепринятую Международными конгрессами систему единиц СИ. В этой системе единиц длину полагается измерять в метрах, хоть по вертикали, хоть по горизонтали (километры — это тоже метры, только умноженные на тысячу). Но американцам закон не писан, даже, несмотря на то, что их американский президент в свое время выпустил специальный указ, обязывающий их перейти на систему СИ. Из-за американцев и Европе приходится все это терпеть. Вот и маются летчики, перелетая туда и обратно из одних стран, в которых высота измеряется в метрах, в другие, в которых та же высота измеряется в футах. Но это, можно надеяться, со временем будет исправлено.

В XIX веке, когда дело дошло до измерения электрических и магнитных величин, возникли большие трудности, потому что электрические и магнитные величины это вам не механика, в которой все видно и можно пощупать. Электрические напряжения вообще щупать не рекомендуется, у автора было несколько случаев, когда он их щупал и еле остался жив. А напряженности магнитных полей напрямую даже пощупать не удается, только косвенно. Поэтому здесь не все так очевидно, как в механике.

В электромагнитной системе единиц СГСМ, которая была принята Международным Конгрессом электриков в 1881 г., за исходную базу было предложено назначить магнитную проницаемость вакуума ?о, посчитав ее безразмерной единицей, а диэлектрическую проницаемость пересчитывать, опираясь на скорость света с. Получилось, что ? = 1; ?о = 1/с²

В электродинамической системе единиц СГСЕ, которая была принята тем же Конгрессом в том же году, за исходную базу была взята диэлектрическая проницаемость вакуума ?о, которую теперь здесь посчитали безразмерной единицей. Опираясь все на ту же скорость света, теперь было получено: ?о = 1; ?о = 1/с².

Но поскольку разные электрики пользовались одни одной, а другие другой системой единиц, то между ними все время возникали недоразумения, склоки и скандалы. И поэтому, чтобы никому обидно не было, в 20-х годах ХХ столетия была принята симметричная (Гауссовская) система единиц, в которой и магнитная, и диэлектрическая проницаемости были приняты за единицу: ?о = ?о = 1.

Теперь все стало хорошо, и физический смысл был утрачен полностью, так как безразмерные единицы физического смысла не имеют.

Поскольку механическая система единиц СГС являлась частью систем СГСМ и СГСЭ, то все электрические и магнитные величины приобрели дробную размерность. Например, количество электричества q (электрический заряд) в системах СГСЭ и Гауссовской стали измеряться как [q] = см^3/2 . r^1/2. сек^-1, а тот же заряд в системе СГСМ стал измеряться как [q] = см^1/2 . r^1/2.

Магнитный поток Ф в системах СГСМ и Гауссовской стал измеряться как [Ф] = см^3/2 . r^1/2. сек^-1, а в системе СГСЭ как [Ф] = см^1/2 . r^1/2.

Таким образом, оказалось, что с точки зрения размерностей в Гауссовской системе единиц электрический заряд и магнитный поток это одно и то же, а показатели всех размерностей дробные. То же самое касается абсолютно всех электрических и магнитных единиц.

А, кроме того, во всех трех системах единиц, рожденных теоретическим гением измерителей-электриков, появилась возможность извлекать квадратные корни из грамма, из сантиметра и из кубического сантиметра.

Очень бы хотелось посмотреть на того человека, который умеет это делать!

Автор не был удовлетворен подобным решением вопроса, потому что ему, то есть мне, казалось, что размерности величин должны бы отражать физический смысл этих величин. Но чтобы этот смысл появился, нужно иметь возможность представить себе физическую модель явления, чего отродясь в электродинамике не было. Потому что физическая модель, это не векторы, как многие думают, а механическая модель, в которой в пространстве перемещаются материальные массы и потоки. Это значит, что так или иначе все электричество и магнетизм нужно сводить к механике. И хотя науке известно, что это принципиально невозможно, другого пути нет.

В свое время, в 1822 году в своей знаменитой работе «Аналитическая теория тепла» французский исследователь Ж. Фурье доложил всему миру, что теплота принадлежит к особому виду энергии, которую к механике нельзя свести принципиально. А спустя 50 лет австрийский физик Л. Больцман доказал молекулярно-кинетическое происхождение теплоты, сведя ее тем самым к механике.

Автор настоящих «Приключений» в другой книге — «Общая эфиродинамика» показал эфиродинамическую, т. е. механическую природу электрического заряда. Выяснилось, что диэлектрическая проницаемость, измеряемая в системе СИ в единицах Фарада/метр, есть плотность эфира в околоземном пространстве, измеряемая в кг/м³, т. е. [?о] = Ф/м = [ро] = кг/м³, откуда сразу же определилась плотность эфира в околоземном пространстве как 8,85.10^-12 кг/м³. Заряд q приобрел физический смысл как циркуляция кольцевой скорости плотности эфира по поверхности частицы, т. е. q = ??Sv_?, и размерность заряда определилась как [q] = кг. с^-1

А поскольку в системе единиц СИ четвертой основной единицей является 1 единица силы тока Ампер, размерность которой, как известно, равна размерности заряда, деленной на секунду, появилась возможность и ее представить в системе МКС как [I] = [q]/c = кг. с^-2.

Это дало возможность пересчитать размерности всех электрических и магнитных величин, все они приобрели механические размерности и простой физический смысл. И все электричество свелось к механике эфира, или к механике обычного, т. е. вязкого сжимаемого газа.

Сегодня эфиродинамика выяснила физическую сущность основных фундаментальных взаимодействий — сильного и слабого ядерных, электромагнитного и гравитационного и свела их все к механике эфира. Проблема, которую физики считают важнейшей, — объединение всех фундаментальных взаимодействий в единую систему, — решена простыми методами с помощью механических представлений. При этом сущности всех физических процессов также оказались несложными, все электромагнитные величины приобрели простой механический смысл, так же как и их размерности. Сегодняшняя официальная наука пока что не признает ничего этого, хотя и от критики воздерживается. Она делает вид, что ничего не происходит, и все может оставаться по-прежнему.

В 1906 г. Л. Больцман, не сумел доказать своим коллегам по Венскому университету молекулярно-кинетическую теорию теплоты. Затравленный и больной он покончил с собой. А уже в 1916 году его теория была признана во всем мире.

У автора более крепкие нервы, и он не предполагает следовать примеру Больцмана, коллеги-физики могут на это не надеяться. Эфиродинамику им придется признать, никуда они, голубчики, не денутся. Подождем!