Виртуальный мир N 2 2018

Владимир Павлович Глушко
Владимир Владимирович Глушко,
Виталий Владимирович Глушко.
Физико-техническая лаборатория Глушко
РК, 050007, г. Алматы, ул. Коперника дом 2,

Дихотомия в объяснении механизма электромагнитной индукции Фарадея

Детальный творческий анализ классических работ
иногда может вскрыть незавершенность идей,
а порой и глубокие заблуждения,
а это всегда может быть источником
нового направления исследований.
Акад. А. А. Логунов

Небольшой экскурс в историю теории электромагнитного поля
        Общеизвестно, что Дж. Максвелл перевёл в математическую форму записи практически все известные результаты экспериментальных работ по электромагнетизму, которые были выполнены М. Фарадеем. Однако, в процессе обобщения опытных данных и на основе известных математических теорем, а также идеи симметрии системы алгебраических соотношений, Дж. Максвелл получил несколько математических выражений, которые можно было трактовать лишь как новые электромагнитные явления. Эти физические эффекты не были известны науке тех лет и не присутствовали в описании экспериментальных работ у самого М. Фарадея.
        «На кончике пера» были открыты так называемые: «токи смещения», «вихревое электрическое поле» и «электромагнитные волны». Научной общественностью ставилась под сомнение реальность существования названных явлений в том виде, как они были первоначально заявлены Дж. Максвеллом как тогда, так и в настоящее время. Поэтому современники Дж. Максвелла придерживались тезиса, выдвинутого Г. Герцем в 1890 г.: «Поскольку рассуждения и подсчёты, с помощью которых Максвелл пришёл к своей теории электромагнетизма, полны ошибок, которые мы не можем исправить, примем шесть уравнений Максвелла как исходную гипотезу, как постулаты, на которые и будет опираться вся теория электромагнетизма». И высоко оценивая заслуги Дж. Максвелла перед физикой, Г. Герц утверждал: «Главное в теории Максвелла – это уравнения Максвелла». [1]
        В настоящей работе исследован вопрос реальности существования в природе переменного вихревого электрического поля. Вопрос возник в связи с тем, что при математическом отображении явления электромагнитной индукции Дж. Максвеллом была получена формула, которая совершенно иначе отображает конкретный процесс реализации этого явления в сравнении с механизмом, предложенным самим М. Фарадеем. Для описания механизма электромагнитной индукции Дж. Максвелл вводит новый физический объект – «переменное вихревое электрическое поле», о котором в работах М. Фарадея не было даже упоминания. Это поле и есть одно из тех теоретических открытий, которые были сделаны Дж. Максвеллом.
        М. Фарадей полагал, что при пересечении проводником силовых линий магнитного поля в точках пересечения поля и проводника на свободные заряды проводника действуют силы со стороны поля, приводящие к возникновению электрического тока в замкнутом контуре. Иными словами, эти силы локальны и возникают они только в тех частях проводника, которые в данный момент времени пересекают магнитное поле.
        Тогда как Дж. Максвелл утверждал, что любой переменный во времени магнитный поток со всех сторон охватывается переменным вихревым электрическим полем. Иными словами, переменное вихревое электрическое поле возникает в пространстве вне объёма, занимаемого самим магнитным потоком, и оно существует независимо от того, есть ли в этом объёме пространства проводники измерительного контура или свободные электрические заряды или их нет. Именно действие этого поля на электрические заряды, находящиеся в проводниках измерительного контура, приводит к возникновению электрического тока в нём. Таким образом возникшее вихревое электрическое поле является единственной причиной появления электрического тока в проводниках контура, даже если они (проводники и заряды) не соприкасаются с самим магнитным полем.
        Во введении к своей теории Эйнштейн пишет: «Известно, что электродинамика Максвелла в современном её виде приводит в применении к движущимся телам к асимметрии, которая несвойственна, по-видимому, самим явлениям. Вспомним, например, электродинамическое взаимодействие между магнитом и проводником с током. Наблюдаемое явление зависит здесь только от относительного движения проводника и магнита, в то время как, согласно обычному представлению, два случая, в которых движется либо одно, либо другое из этих тел, должны быть строго разграничены. В самом деле, если движется магнит, а проводник покоится, то вокруг магнита возникает электрическое поле, обладающее некоторым количеством энергии, которое в тех местах, где находятся части проводника, порождает ток. Если же магнит находится в покое, а движется проводник, то вокруг магнита не возникает никакого электрического поля; зато в проводнике возникает электродвижущая сила, которой самой по себе не соответствует никакая энергия, но которая – при предполагаемой тождественности относительного движения в обоих интересующих нас случаях – вызывает электрические токи той же величины и того же направления, что и электрическое поле в первом случае». [2]
        Так возникла дихотомия описания механизма электромагнитной индукции М. Фарадея, вошедшая в историю электродинамики. В дальнейшем это воспринималось уже как историческая данность всеми последующими исследователями. Воспринималась как неустранимый факт, не требующий ни пояснений, ни разъяснений. Эйнштейн не стал разбираться в причинах дихотомии. Формула Дж. Максвелла и её интерпретация им были взяты именно как данность, в виде безусловного существования в природе вихревого электрического поля. Главное, что (по нашему мнению) могло волновать А. Эйнштейна, так это наличие относительного движения между магнитом и проводником, которое приводило к одинаковой величине индуцированного электрического тока, как в системе отсчёта проводника, так и в системе отсчёта магнита. Это равенство электротоков для Эйнштейна было самым ярким и убедительным доказательством истинности принципа относительности в электродинамике, который и был положен им в основание своей теории.
        Действительно, если рассматривать одно и то же электромагнитное явление в разных системах отсчёта, то в одной из них магнитное поле есть (его можно измерить), тогда как в другой системе отсчёта этого поля уже нет. Для доказательства данного утверждения достаточно рассмотреть опыт с параллельным однонаправленным движением зарядов. Так, в одной из систем, в которой заряды движутся (лабораторная система отсчёта), вокруг зарядов образуется магнитное поле. Тогда как в другой системе отсчёта, жестко связанной с самими зарядами, магнитного поля вокруг зарядов уже нет.
        Поясняя этот вывод, как одну из теорем своей теории, А. Эйнштейн пишет: «Мы видим, что в изложенной теории электромоторная сила играет роль вспомогательного понятия, которое своим введением обязано тому обстоятельству, что электрические и магнитные поля не существуют независимо от состояния движения координатной системы. Ясно, что асимметрия, упомянутая в введении при рассмотрении токов, возникающих вследствие относительного движения магнита и проводника, исчезает. Вопрос о том, где «сидят» электродинамические силы (униполярные машины), так же теряет смысл».[3]
        Именно в таком состоянии дел находится сейчас современная релятивистская электродинамика. Многие проблемы в ней не только не решены, но даже не стоят на повестке дня, например, поднятый нами вопрос о дихотомии механизма электромагнитной индукции М. Фарадея. Проблема дихотомии не исследована, а она включает в себя решение нескольких важнейших физических задач электродинамики. В их список включены: вопрос выбора конкретного механизма реализации электромагнитной индукции М. Фарадея; вопрос реальности существования вихревого электрического поля (основной компоненты электромагнитных волн); вопрос адекватности математического отображения формулой самого явления электромагнитной индукции М. Фарадея и т.п.
        Более того, не решена проблема обоснованности использования принципа относительности в самой электродинамике, возникающая не только в связи с вопросом о дихотомии механизма индукции Фарадея, но и со многими другими известными парадоксами электродинамики. [4,5]
        Для иллюстрации существования электродинамических явлений, не подпадающих под действие принципа относительности, связанных с понятием относительного движения, укажем на одно из них. В практической электродинамике электротоки индуцируются не только при относительном движении индуктора магнитного поля и замкнутого измерительного контура, но и при их относительном покое и даже при отсутствии их движения в лабораторной системе отсчёта.
        В частности, это утверждение хорошо иллюстрируется работой обычного трансформатора, в котором вообще ничто из его частей механически не движется. В этом случае, явление электромагнитной индукции происходит только в одной системе отсчёта и ни о каком преобразовании систем координат, связанных с относительным движением индуктора или контура, здесь речь вестись не может. Этот случай просто не подпадает под действие положений принципа относительности. Эйнштейн опускает из рассмотрения данный случай, хотя, вне всяких сомнений, он был с ним знаком.
Предлагаемое решение проблемы дихотомии
        Анализ обозначенной проблемы указывает на то, что она может быть разрешена только с помощью прямых экспериментов, поскольку различного рода теоретические спекуляции (логические построения, умозрения) лишь более её запутают. Иными словами, нужны прямые вопросы к самой природе, поставленные в виде целенаправленных экспериментов. Действительно, данная проблема не возникла бы вообще, если бы представленные ниже опыты, в виду их простоты исполнения и очевидности трактовки в свете поднятого вопроса, в своё время были бы проделаны М. Фарадеем, а поэтому были бы известны Дж. Максвеллу.
        Представленное экспериментальное исследование может стать значительной находкой в области электродинамики, поскольку его итоги могут привести к пересмотру устоявшейся точки зрения как на свойства магнитного поля, так и на концепцию электромагнетизма в целом. А поскольку современная парадигма взглядов на природу физических полей непосредственно связана со свойствами пустого космического пространства, то возникнет прецедент к пересмотру и этого раздела физической науки.

Обращаем внимание на важные особенности в описании представленных ниже экспериментов. В этой работе не будут приводиться конкретные значения величин измеряемого переменного электрического тока в контуре, которые были бы необходимы для оценки достоверности получаемого результата измерений. Данное обстоятельство связано с тем, что во всех опытах использовался цифровой прибор с точностью измерения в единицы микроампер. Если в процессе измерения величина тока в контуре превышала точность прибора в десятки и сотни раз, то утверждалось, что в контуре регистрируется ток. В случае сопоставимости величины регистрируемого тока с величиной чувствительности прибора полагалось, что тока в контуре нет. Отметим, что подвижность или отсутствие движения объекта в опыте указывается относительно лабораторной системы отсчёта, в которой производятся эксперименты. Положение о том, что один объект находится в относительном движении по отношению к другому объекту эксперимента, в данной работе будет соответствовать положению, что один из объектов движется в лабораторной системе отсчёта, а другой в ней покоится.

1. Вышеприведённые два случая проявления электромагнитной индукции, взятые из «Введения» к СТО, иллюстрируются рисунками 1 и 2. На них изображен кольцеобразный магнит с величиной магнитной индукции В в его ярме. В узком зазоре ярма магнита расположена одна из сторон АD проводящего контура, замкнутого на гальванометр G. Магнитное поле в зазоре ярма магнита показано в виде стрелок Н, отображающих собой магнитные силовые линии. Измерительный контур ADG подвешен на крючках k и h с возможностью совершения колебательных движений стороной AD в зазоре магнита. Измерительный контур из 100 витков выполнен из литцендрата (многожильный провод, каждая жила которого покрыта изолирующим лаком) диаметром 0,05 мм.

Рис. 1. На рисунках неподвижность объекта обозначается традиционным значком «заземления»

, а движение объекта показано стрелкой «С». При проведении опыта, представленного на рис. 1, в процессе возвратно-поступательного (колебательного) движения стороны АD (показанного стрелкой С), совершаемого с амплитудой 1,5 – 2 сантиметра строго в границах поперечного сечения зазора неподвижного магнита в гальванометре G всегда регистрируется переменный электрический ток ~ I. Рассматривая подобный случай, Дж. Максвелл писал: «Фарадей показал, что если проводник перемещается перпендикулярно к магнитным силовым линиям, то в нём возникает электродвижущая сила, стремящаяся возбудить электрический ток». [6]
В эксперименте, показанном на рис. 2, использованы два измерительных контура: ADG₁и FJG₂. Причём сторона АD контура гальванометра G₁ и сторона FJ контура гальванометра G₂неподвижны и находятся в пределах сечения зазора магнита. В процессе возвратно-поступательного движения магнита (указанного стрелкой С), в проводниках двух неподвижных контуров ADG₁и FJG₂возникает переменный электрический ток ~ I . Причём, ток той же самой величины, что и в предыдущем опыте, при условии сохранении тех же кинематических параметров движения магнита, что и у проводников стороны АD, показанной на фиг. 1.

Рис. 2.         Механизмы приведённых выше экспериментов, согласно современным электродинамическим представлениям (без привлечения СТО), могут быть описаны (объяснены, растолкованы) следующим образом:
      В случае движения проводника (см. рис. 1.) возникновение электрического тока в контуре обязано силам Лоренца, которые действуют на движущиеся в магнитном поле электрические заряды (свободные электроны), имеющиеся в теле проводников контура. Причём силы Лоренца действуют на электроны в перпендикулярном направлении как к вектору магнитной индукции в зазоре магнита Н, так и к вектору скорости движения проводников стороны АD контура, т.е. вдоль самого проводника AD.
        Подобный механизм образования индуцированного электрического тока в контуре формально эквивалентен механизму, который в своё время предлагал М. Фарадей при описании своих экспериментов, связывая силы, действующие на заряды проводников, с особым состоянием вещества пространства, окружающего магнит (как бы неким «внутренним возбуждением электромагнитного эфира»). Это состояние он называл «электротоническим».
        Заметим также, что в первом случае (о действии силы Лоренца в современной электродинамике) – это просто констатация факта, тогда как во втором случае («электротоническое состояние эфира») – это уже механизм явления. Первый случай замкнут сам на себя условиями образования сил Лоренца, данными в виде утверждения и не более этого. Тогда как второй случай уже предполагает наличие механизма взаимодействия движущейся заряженной частицы с веществом электромагнитного эфира, изменённого магнитным полем, и тем самым ведёт к исследованию явления вглубь, т.е. к открытию новых явлений и фактов. Действительно, указанное «внутреннее возбуждение» субстанционального пространства представлялось магнитным полем, которое полагалось считать одним из состояний электромагнитного эфира, заполнявшим собой всё пустое пространство вселенной.
        Именно здесь, во взаимодействии между средой (её состоянием) и движущимся зарядом кроется развитие электродинамической науки, изучающей поле как некое уже сложное вещественное образование, представляющее собой пространство. Тогда как с позиций современной электродинамики изучение этого же самого явления сделать невозможно. Этому мешает сам формализм определения сил Лоренца, выраженный в некой данности, которая возникает при определённых условиях. Действительно, утверждение о том, что «силы Лоренца возникают при движении заряженных частиц в магнитном поле» самодостаточно и не содержит данных, необходимых для дальнейшего исследования. Да и само понятие «магнитное поле», хотя и признаваемое за особый вид материи, наглухо закрыто от какого-либо изучения.
        Творцы электродинамики утверждали, что в самом общем случае именно взаимодействие движущихся зарядов с «электротоническим состоянием эфира» (вызванного индукторами магнитного поля) приводило к возникновению сил, действующих на заряды, т.е. к общепринятым силам взаимодействия между двумя телами. Силы взаимодействия – это как некий «инструмент» для изучения данного явления. Приведём несколько цитат из труда Дж. Максвелла, из которых явствует важность понятия «электротонического состояния эфира» для автора теории электромагнитного поля, пытавшегося разработать механизм данного явления.
        «До сих пор мне ещё не удалось разработать идею об электротоническом состоянии настолько, чтобы можно было ясно представить его природу и свойства, не прибегая к символам; поэтому в дальнейшем изложении я буду широко пользоваться алгебраическими символами и общеизвестными математическими действиями. Но я сохраняю надежду при внимательном изучении свойств упругих тел и движения в вязких жидкостях найти такой метод, который позволил бы дать и для электротонического состояния некоторый механический образ, способный вести к общим заключениям». [8]
        ...«но здесь мы исходим из иного принципа, т.к. ищем причину явления не только в самих токах, но и в окружающей их среде». [9]
        «Мы хотим теперь однако рассмотреть магнитное действие как род некоторого давления, или натяжения, или, вообще говоря, напряжения в среде». [10]
        Повторяя уже сказанное, особо отметим, что механизм возникновения электродинамических сил, предложенный М. Фарадеем, более понятен и перспективен в плане поиска нового знания в науке об электричестве, поскольку представляет собой уже модель явления, допускающую её дальнейшее исследование, в сравнении с современным формальным «механизмом» действия сил Лоренца, который лишь постулируется.
        В случае перемещения магнита (рис. 2.), в согласии с представлениями Дж. Максвелла, полагалось, что при возвратно-поступательном движении магнита вокруг его полюсов (как и в окружающем пространстве вокруг всего ярма магнита) должно возникать переменное вихревое электрическое поле Е (изображено в виде силовых линий Е вокруг векторов Н на рис. 2.). Это вихревое электрическое поле Е так же представлялось как одно из возможных состояний электромагнитного эфира, которое с необходимостью должно вызывать движение зарядов в проводниках, находящихся в этом поле.
        При этом отметим, что точное пространственное местоположение переменного вихревого электрического поля Е, относительно вектора магнитной индукции, а также его геометрические размеры, как в представлении Дж. Максвелла, так и в современной электродинамике, никогда не указывались и, более того, эти вопросы даже не рассматривались. Утверждалось лишь, что из самых общих математических рассуждений эти вектора Е и Н ортогональны друг к другу и что вихревое электрическое поле Е со всех сторон охватывает изменяющийся поток магнитной индукции Н. Именно с такой точки зрения в рассматриваемом опыте показаны эти два вектора Е и Н на рис. 2. На рисунке показано, что вектор магнитного поля Н, находящийся в зазоре магнита, и вектор переменного вихревого электрического поля Е, охватывающий его со всех сторон, строго ортогональны по отношению друг к другу. То же самое следует полагать и относительно вихревого электрического поля, охватывающего ярмо магнита.
        Именно в этом месте текста уместнее всего повторить заданный ранее вопрос о том, в каком конкретном месте пространства расположено вихревое электрическое поле, в котором движется железный магнит (рассматривается лабораторная система отсчёта). Или оно охватывает магнитный поток в виде тора и жёстко связано с ним, например, поток в зазоре магнита (как показано на рис. 2), и движется вместе с ним заодно? Или оно охватывает те объёмы пространства лабораторной системы отсчёта, которые проходит магнитный поток при движении магнита, т.е. жёстко связано уже с самим с пространством? Если это так, то тогда это будет уже не тор, а два тора, лежащие в одной плоскости и соединённые друг с другом в центральной части зазора, с разным направлением вектора напряженности электрического поля. Однако, в этом случае данное положение будет противоречить современной электродинамике (принципу относительности), поскольку вихревое электрическое поле будет жёстко связано с пространством. Отметим, что в современной электродинамике ответа на эти вопросы не найти.
        Если же формально, в соответствии с положениями современной электродинамики, остановиться на утверждении, что тор движется вместе с магнитом, то рассматривая эксперименты с позиции приведённой выше логики, получим следующий вывод. Если проводники контура расположены в плоскости вектора переменного вихревого электрического поля Е (в этой плоскости находятся проводники контура гальванометра G₂), то это поле вызовет в них электрический ток. Если же проводники контура расположены в плоскости, перпендикулярной вектору переменного вихревого электрического поля Е (в этой плоскости находятся проводники контура гальванометра G₁), то это поле Е уже не сможет вызвать электрический ток в контуре.
        Действительно, Дж. Максвелл предложил нижеследующее уравнение для математического описания процесса образования переменного вихревого электрического поля: rot E = – dB/dt        (1)         В формуле (1) символы Е и В являются векторами. Изложенные выше факты представляют собой хорошо известные положения электродинамики. Однако, поставленный опыт, графическое отображение которого представлено на рис. 2, выявил, что величина переменного электрического тока в обоих гальванометрах имела одинаковое значение. И более того, под каким бы углом ни ориентировать плоскость любого из контуров, по отношению к вектору магнитной индукции Н, величина индуцированного переменного тока в таком контуре всегда оставалась неизменной, той же самой, что и в контуре гальванометра G₂.
        Результаты приведённого выше эксперимента, а именно: наличие тока в контуре гальванометра G₁(рис. 2) находятся в прямом противоречии с формулой (1), т.е. с современным электродинамическим представлением о механизме возникновения индуцированного электрического тока в контуре. Но они полностью соответствуют представлению о механизме электромагнитной индукции, который был предложен М. Фарадеем.
        2. Если всмотреться в истоки зарождения гипотезы о вихревом электрическом поле, то можно заметить, что Дж. Максвелл, в своём труде «Трактат об электричестве и магнетизме» (в двух томах. М. «Наука» 1989г.) во втором томе, в главе «Об индукции электрических токов», стр. 164. п. 541, так описывает процесс переложения результатов опытов М. Фарадея на язык математики:
        «Полная электродвижущая сила, действующая вдоль контура в произвольный момент времени, измеряется скоростью уменьшения числа линий магнитной силы, проходящей сквозь контур. Будучи проинтегрированной по времени, это утверждение становится таким: Интеграл по времени от полной электродвижущей силы, действующей вдоль контура, вместе с числом проходящих сквозь контур линий магнитной силы составляет постоянную величину. Вместо того, чтобы говорить о числе линий магнитной силы, мы можем говорить о потоке магнитной индукции сквозь контур или о поверхностном интеграле от магнитной индукции, распространённом на любую поверхность, ограниченную контуром». [11]
        На языке матсимволов это утверждение Дж. Максвелла выглядит как интегральное уравнение вида:

        (2)         В дифференциальной форме это же самое утверждение выглядит аналогично формуле (1): rot E = – dB/dt        (3)         Произошла очень тонкая математическая подмена, когда отображаемое подходящей математической теоремой реальное природное явление (возникновение сил при пересечении магнитного поля проводником замкнутого контура) чудным образом превратилось в совершенно иной физический эффект – рождение переменного вихревого электрического поля, которое воздействует на заряды проводника. Ясный физический процесс электромагнитной индукции М. Фарадея трансформировался в некий мысленный математический фантом – электрический вихрь. И этот гипотетический объект, родившийся на кончике пера физика-теоретика и существовавший лишь только в его голове и на бумаге в виде символов, после опубликования теории превратился в конкретный образ фактически не существующей физической реальности.
        Так возникло понятие «вихревое электрическое поле», гипотетичность которого очень трудно было разглядеть за логикой его математического происхождения даже такому умудрённому физику-теоретику, каким являлся сам Дж. Максвелл. Приведённая выше интуитивная «логика похожести» не оставляла никаких сомнений в реальности существования фантома, поскольку казалось, что она была построена на одних лишь экспериментальных фактах. Научной общественностью данная гипотеза была принята в качестве совершенно законного открытия, сделанного «на кончике пера», причём без всяких доказательств.
        Нельзя не обратить внимание на тот факт, что в отчётах о результатах своих экспериментов, связанных с изучением явления электромагнитной индукции, М. Фарадей никогда не отмечал, что наблюдал эффекты, подобные действию электрического поля. Данное обстоятельство лучше всего указывает на то, что переменное вихревое электрическое поле всё же есть лишь гипотетический объект, а не твердо установленное природное явление, а поэтому требует специальных экспериментальных доказательств своего существования.
        Чтобы понять всю сложность ситуации, в которой оказался Дж. Максвелл, работая над теорией электромагнитного поля, необходимо акцентировать внимание на том, что он только переводил на язык математики экспериментальные данные, полученные М. Фарадеем в опытах с магнитными полями, и не проводил собственных натурных исследований. Трудясь над своим трактатом по электричеству Дж. Максвелл писал: «В этом очерке я имею в виду представить фарадеевскую теорию электричества с математической точки зрения и ограничиваю свою задачу развитием тех методов, при помощи которых, по моему мнению, всего лучше можно охватить электрические явления и сделать их доступными подсчёту. Я старался ввиду этого представить математические идеи в наглядной форме, пользуясь системами линий или поверхностей, а не употребляя только символы, которые и не особенно пригодны для изложения взглядов Фарадея и не вполне соответствуют природе объясняемых явлений». Но, несмотря на сделанное заявление, Дж. Максвелл смело выдвинул гипотезу о существовании в природе переменного вихревого электрического поля. [12]
        Не соглашаясь с Дж. Максвеллом заметим, что явление электромагнитной индукции сам М. Фарадей формулировал иначе: «Заряд Dq, прошедший по замкнутой цепи, пропорционален изменению магнитного потока DФ, пронизывающего электрический контур, и обратно пропорционален сопротивлению цепи R». [13] Иными словами, математически это утверждение выглядит уже в виде другого уравнения, а именно: Dq= DФ/R         (4)         Таким образом, ни о каком вихревом электрическом поле у М. Фарадея речь не велась. В его интерпретации движение зарядов было обязано результату их взаимодействия с особым состоянием электромагнитного эфира. Так в электродинамике возникли два взгляда на механизм образования электрического тока в явлении электромагнитной индукции. Вот как об этом пишет Р. Фейнман в своих знаменитых лекциях по физике (6 том, глава 17, в конце раздела «Физика индукции»): «Мы не знаем в физике ни одного другого такого же примера, когда простой и точный общий закон для своего реального понимания требовал бы анализа в терминах двух разных явлений». [14]
        В этом месте следует отметить, что Дж. Максвелл рассматривал электромагнитную индукцию в замкнутом контуре не более, как один из частных случаев, поскольку, анализируя движение не замкнутых проводников в магнитной поле, он нигде не упоминал о возникновении переменного вихревого электрического поля. Вот как об этом он пишет сам: «Как второй пример рассмотрим линейный проводник, который не образует замкнутой цепи, и заставим его пересекать магнитные силовые линии, или перемещая его, или изменяя магнитное поле. В этом случае в направлении проводника разовьётся электродвижущая сила, которая, так как цепь не замкнута, вызовет только напряжение на её концах, но не электрический ток». [12]
        Однако уже после Дж. Максвелла в копилку современной электродинамики, над которой творчески трудились многие исследователи (в современный вид уравнения Д. Максвелла преобразовывались Г. Герцем, О. Хевисайдом, Г. Лоренцем и др.), попал и прочно закрепился в ней именно случай электромагнитной индукции с вихревым электрическим полем. Приведём лишь один вывод из сборника статей, посвященного 150-летию со дня рождения Дж. Максвелла: «Общеупотребительная ныне система уравнений Максвелла не соответствует ни одной из систем, данных в работах самого Дж. Максвелла» [15]
        3. Для уточнения вопроса о реальности существования вихревого электрического поля и его возможного местоположения в пространстве возле движущегося магнита, был проведён опыт, графическое отображение которого дано на рис. 3.

Риг. 3         В зазоре магнита были размещены неподвижные проводники сторон AD и FJ от двух замкнутых проводящих контуров АDG₁ и FJG₂. Согласно положениям релятивисткой электродинамики (основанной на механизме электромагнитной индукции Дж. Максвелла), при возвратно-поступательном движении магнита вокруг его полюсов должно возникнуть переменное вихревое электрическое поле Е, охватывающее со всех сторон магнитную индукцию Н в зазоре. Это поле Е должно вызывать синфазное движение зарядов в контурах АDG₁и FJG₂, т.е. движение зарядов в проводниках сторон АD и FJ должно быть противоположным.
        Однако, на практике оказалось, что электрические токи, наведённые в проводниках контуров АDG₁ и FJG₂, текут в противофазе по отношению друг к другу, т.е. имеют однонаправленное движение зарядов в проводниках сторон АD и FJ. На рис. 3 отражён один из таких моментов, когда движение магнита происходит в правую сторону рисунка (на рис. 3 по стрелке С). При этом электрический ток I₁обтекает контур G₁AB по ходу часовой стрелки, тогда как ток I₂, текущий в контуре G₂FJ, течёт против хода часовой стрелки.
        Если попытаться объяснить результаты этого эксперимента и при этом оставаться на позициях релятивизма (как это следует из формулы 3), то судя по направлению течения токов в контурах АDG₁ и FJG₂, можно уверенно утверждать, что магнитный поток Н, находящийся в зазоре магнита, охватывает не одно вихревое электрическое поле, а как бы сразу два (обозначим их через Е₁ и Е₂). В этом случае необходимо было бы говорить о жёсткой привязке вихревых электрических полей, как и вызвавших их переменных магнитных потоков, к пространству системы отсчёта, что находится в прямом противоречии к принципу относительности.
        Действительно, только по направлению протекания электротоков I₁и I₂ в контурах можно судить о направлении векторов индуцированных вихревых электрических полей Е₁ и Е₂, которые их вызывают. Причём каждое из этих вихревых полей не может охватывать собой весь поток магнитный индукции Н, т.к. одно из них должно находиться спереди его, а другое сзади относительно направления движения магнита. К тому же, эти вихревые электрические поля Е₁ и Е₂должны находятся в противофазе по отношению друг к другу.
        С целью выяснения границы, проходящей между векторами этих двух индуцированных полей Е₁ и Е₂, проводники сторон АD и FJ вплотную прижимали друг к другу, что непременно должно было бы изменить величину электрических токов в них, если бы поля были строго локализованы или в пространстве, или относительно магнита. Но в эксперименте выяснилось, что в этом случае величины электротоков всегда оказывались равными друг другу, при любом их смещении вдоль зазора. То есть границы между полями найдено не было.
        Результаты этого опыта прямо свидетельствуют, что природным реалиям адекватен лишь механизм электромагнитной индукции, который был предложен М. Фарадеем. Иными словами, в противоположность гипотезе Дж. Максвелла, при движении магнита вихревое электрическое поле не образуется. Это же обстоятельство подтверждает и величина индуцируемых электрических токов I₁и I₂ прижатых друг к другу проводников сторон АD и FJ, величина которых соответствует именно закону М. Фарадея, записанному в виде уравнения (4).
        4. С целью уточнения вывода предыдущего эксперимента (показанного на рис. 3) об отсутствии вихревого электрического поля Е вблизи полюсов движущегося магнита был проделан следующий опыт, конкретизирующий данное мнение. Измерительные контура были размещены в тех областях в пространстве возле магнита, где, по релятивистским представлениям, предполагалось непременное возникновение вихревого поля Е. Обозначенный опыт как бы уточнял границы его расположения. Это вихревое электрическое поле Е показано на рисунке 4.
        В исследовании были использованы три неподвижных замкнутых контура, первый контур включал в себя проводники стороны АD, расположенные в зазоре магнита и подключённые к гальванометру G₁. Проводники этого контура располагались в вертикальной плоскости, параллельно силовым линиям магнитного поля зазора. Второй контур включал в себя проводники стороны FJ, расположенные с наружной стороны от магнита, за пределами зоны перемещения его полюсов, но в непосредственной близости от неё. Данный контур был подключён к гальванометру G₂. Третий контур включал в себя проводники стороны LM, расположенные с внутренней стороны магнита и так же за пределами зоны перемещения его полюсов, но в непосредственной близости к ней и был подключён к G₃.
        В согласии с гипотезой Дж. Максвелла, в первом контуре (проводники АD) электрический ток не должен был бы индуцироваться даже в случае возникновения вихревого электрического поля Е, поскольку контур располагался перпендикулярно к плоскости силовых линий этого поля (данный случай был рассмотрен в опыте, представленном на фиг. 2). Во втором контуре (проводник FJ) и в третьем контуре (проводник LM) должны были бы наводиться электротоки, ибо контура располагались в зоне вихревого электрического поля Е, в плоскости его силовых линий.

Рис. 4. Но в эксперименте всё происходило с точностью до наоборот: в первом контуре (проводник АD) наводился электрический ток, тогда как во втором контуре (проводник FJ) и в третьем контуре (проводник LM) электрического тока не было. Результаты представленного опыта удостоверяли выводы предшествующих экспериментов, что вихревое электрическое поле Е не возникает в окрестностях движущегося магнита.
5. Ещё одним экспериментальным доказательством заблуждения о наличии в природе вихревого электрического поля, которое будто бы возникает вокруг движущегося магнита, является опыт, показанный на рис. 5.

Рис. 5.         Проводники стороны AD контура гальванометра G₁, были жёстко прикреплены к нижнему полюсу магнита в точках a и d, а проводники стороны FJ контура гальванометра G₂, закреплены там же в точках f и j. Зазор магнита по периметру охватывался неподвижным контуром LKG₃, а противоположную сторону ярма магнита охватывал неподвижный контур NMG₄ (рис. 5). Магнит приводился в возвратно-поступательное движение, показанное стрелкой С. Согласно представлениям Дж. Максвелла при движении магнита вокруг его зазора должно было бы возникать вихревое электрическое поле Е (оно показано на рисунке).
        Это вихревое поле в проводниках контуров гальванометров G₂и G₃ должно было бы вызвать электрический ток, поскольку неважно то, находятся ли эти контура в состоянии покоя или движения в лабораторной системе отсчёта. Тогда как в проводниках контура гальванометра G₁ тока не должно было быть. Согласно этим же представлениям, электрический ток должен был бы индуцироваться не только в неподвижном контуре LKG₃, но и в неподвижном контуре NMG₄, поскольку он также охватывает магнитный поток движущегося магнита, вокруг которого равным образом должно было бы образоваться своё вихревое электрическое поле.
        Согласно же представлениям М. Фарадея электрического тока не должно было бы быть как в одном из перечисленных контуров: ADG₁, FJG₂, KLG₃, так и в контуре MNG₄, поскольку ни в одном из этих случаев нет пересечения магнитных силовых линий структуры магнитного поля с проводниками этих контуров.
        Практические результаты этого опыта продемонстрировали отсутствие электрического тока во всех упомянутых выше контурах. Этим доказывается правота взглядов М. Фарадея на природу механизма явления электромагнитной индукции. И как общий вывод из всей серии описанных выше опытов, укажем на то, что при движении магнита в лабораторной системе отсчёта, рядом с его полюсами не возникает никакого вихревого электрического поля.
Структура магнитного поля.
       Опыты, которые будут приведены ниже, доказывают реальность существования магнитного поля, как природного объекта, а также наличие у него строго определённой структуры. Сделанное утверждение отрицается парадигмой современной электродинамики. В современном представлении магнитное поле являет собой некое «аморфное» природное образование, свойства которого не выходят за рамки его определения в виде «особой формы материи». Помимо этого, магнитное поле находится в границах более общего аналогичного понятия под названием «электромагнитное поле». Причём, существование магнитного поля зависит от системы наблюдения, т.е. оно является виртуальным математическим объектом.
        В предлагаемой нами парадигме магнитное поле рассматривается как обособленный (самостоятельный) объект природы, реальность существования которого не зависит от системы отсчёта. При этом наличие у поля строго определённой структуры или предметность (реальность существования) так называемых «силовых линий магнитного поля» (ближайшая аналогия этого – кристаллическая структура у определённых веществ, в сравнении с аморфной структурой других веществ) преподносится не как данность (постулат), а будет экспериментально доказано.
        Согласно представлениям М. Фарадея и Дж. Максвелла и используемой ими терминологии, «силовые линии магнитного поля» отражают собой внутреннюю структуру этого поля. При этом под структурой магнитного поля понималось, что само поле имеет разные характеристики и свойства в разных точках его объёма (который оно занимает в пространстве), а также сохраняет неизменными эти показатели точек при своём перемещении в пространстве, причём точно так же, как это происходит при движении любого целостного объекта природы. Сама же структура поля отождествлялась с особым состоянием электромагнитного эфира, которое М. Фарадеем и Дж. Максвеллом называлось «электротоническим». По их мнению, именно с таким состоянием эфира только и возможно взаимодействие зарядов. На эфир, находящийся вне этого состояния, не могут реагировать движущиеся в нём электрические заряды.
        В своём «Трактате», в статье «Явление электромагнитной индукции», Дж. Максвелл пишет об «электротоническом» состоянии эфира, как об идеях именно М. Фарадея: «Ход экспериментов, направляемых напряжёнными усилиями его мысли, без помощи каких-либо математических вычислений, привёл Фарадея к необходимости признания существования некоторой величины, которая, как мы теперь знаем, является величиной математической и которая даже может быть названа основной величиной электромагнетизма. Но, поскольку Фарадей был подведён к этой концепции чисто экспериментальным путём, он приписал ей физическое существование, предположив, что это есть особое состояние материи». [16] О самой концепции «электротонического состояния» и оценке её Дж. Максвеллом в примечаниях редактора и переводчика к «Избранным сочинениям» читаем: «Максвелл придавал идее Фарадея об «электротоническом состоянии» важнейшее значение. Он связывал его с представлением о магнитном потоке и его инерционных свойствах». [17]
        Представление о магнитном поле, как о неким особом материальном объекте природы, первоначально было предложено М. Фарадеем. Им же была обнаружена пространственная структура данного объекта, которая проявляет себя в виде «магнитных силовых линий», вдоль которых располагались железные металлические опилки (с этого момента стало традиционным отображение на рисунках любых силовых физических полей в виде подобных силовых линий магнитного поля). [18]
        Однако, с появлением специальной теории относительности, в которой реальность существования магнитного и электрического полей зависела от системы отсчёта, стали полагать, что силовые линии являются лишь удобным графическим приёмом отображения этих полей. При этом утверждалось, что сами линии не отражают собой никакой физической реальности. В этой теории сами поля – магнитное и электрическое – являются как бы некими «аморфными» объектами (лишёнными какой-либо структуры), которые различаются друг от друга лишь своим названием и носителем поля (реальный электрон и гипотетический магнитный монополь), а также внешним свойством (например, взаимодействием с электрическим зарядами).
        При этом они не могут перемещаться в пространстве, как обособленный объект природы, а способны лишь изменять свои характеристики в разных точках пространства в зависимости от состояния своего носителя. Механизм изменения характеристик полей вдали от своего индуктора до сих пор в современной электродинамике остаётся «тайной за семью печатями».
        Опыты, изложенные в предыдущих разделах, лишь частично подтверждают справедливость предположения основателей электродинамики о наличии структуры у магнитного поля. Явления движения зарядов в однородных магнитных полях, как и возникновения электрического тока в проводниках при пересечении ими силовых линий магнитного поля наглядно демонстрируют достоверность этой гипотезы, поскольку взаимодействие зарядов при движении в однородном поле может происходить только лишь с его структурой.
        Из экспериментов явствует, что движение магнита приводит к перемещению вместе с ним и его магнитного поля, как некоего порождённого им образования (объекта) в среде физического вакуума. При этом данное образование являет собой как бы «неотъемлемую часть» самого магнита (как её прародителя), жёстко связанную с ним, а поэтому движущуюся вместе с ним как единое целое.
        В вышеописанных опытах было установлено, что в том месте пространства, где находится движущееся магнитное поле, не возникает (не образуется из ничего) гипотетическое вихревое электрическое поле, которое, в случае его наличия, так же можно было бы рассматривать как некий обособленный природный объект. Вихревого электрического поля нет и в самой структуре магнитного поля, например, в виде дополнительной компоненты магнитного. По аналогии, при анализе экспериментальных данных, можно смело утверждать, что структура магнитного поля не имеет никакого отношения и к кулоновскому электрическому полю.
        Действительно, движение проводника поперёк однородного стационарного магнитного поля (например, находящегося в узком зазоре ярма железного магнита), указывает на то, что возникновение в проводнике электрического тока возможно лишь при наличии структуры у поля, поскольку напряжённость поля не изменяется при движении проводника от одной точки поля к другой. Данное обстоятельство объясняется тем, что силы, действующие на заряды, движущиеся в магнитном поле, могут возникнуть лишь только по причине какой-либо неоднородности поля, которая может обеспечиваться исключительно его структурой, представляющей собой более глубокий (тонкий) уровень дифференциации поля в сравнении с его напряжённостью.
        По мнению М. Фарадея и Дж. Максвелла под структурой магнитного поля следует понимать некое устойчивое динамическое образование (своеобразную пространственную «конструкцию») в среде физического вакуума, состоящую из этой же самой среды. Именно такое предварительное представление об устройстве магнитного поля, существующее в среде электромагнитного эфира, они называли «электротоническим» состоянием эфира, которому Дж. Максвелл безуспешно пытался найти наглядную физическую модель. Вот как об этом он пишет сам:
        «Я старался ввиду этого представить математические идеи в наглядной форме, пользуясь системой линий или поверхностей, а не употреблять только символы, которые и не особенно пригодны для изложения взглядов Фарадея и не вполне соответствуют природе объясняемых явлений. До сих пор мне не удалось ещё разработать идею об электротоническом состоянии настолько, чтобы можно было ясно представить его природу и свойства, не прибегая к символам». [12]
        Движение такой динамической структуры в среде физического вакуума, в котором имеются электрические заряды, а равно как и движение зарядов относительно этой структуры, приводит к возникновению локальных сил со стороны поля, действующих на заряды именно в месте контакта поля с зарядом. Эти силы можно рассматривать как традиционные силы взаимодействия между телами, используемые в механике. Они не передаются магнитным полем в другое место пространства (по типу электрического поля), они являются силами местного локального характера, строго ограниченного в пространстве.
        Данное обстоятельство подтверждается тем, что, если проводник не замкнут, то магнитные силы перемещают свободные заряды в проводнике по направлению к одному из его концов, противодействуя при этом электрическому полю самих зарядов. Академик И.Тамм назвал их «сторонними силами», указывая, что «При этом на концах проводника создаётся разность потенциалов, численно равная ЭДС этого «микрогенератора». Силы, движущие заряды в процессе генерации электроэнергии (в данном случае «магнитные силы»), имеют не электростатическую природу. Они перемещают электрические заряды против сил электрического поля. Работа сторонних сил в электрогенераторах преобразуется в потенциальную электрическую энергию (ЭДС генератора)». [19]
        Для сравнения отметим, что в парадигме СТО случай возникновения тока при движении проводника в однородном стационарном магнитном поле вообще не представим и занимает в ней положение парадокса. Примеры же его технического воплощения в экспериментах хорошо известны в электродинамике, это: «униполярный генератор» М. Фарадея [20], парадокс К. Геринга [21], парадокс Тили [22], парадокс длинного соленоида [23] и др.
        Данное обстоятельство объясняется тем, что в СТО появление электротока в проводнике при движении носителя магнитного поля связано исключительно лишь с возникновением вихревого электрического поля. Тогда как само это поле образуется только при условии изменения величины магнитной индукции внутри замкнутого контура. С замкнутым контуром, находящимся в однородном постоянном магнитном поле, такое условие осуществить невозможно, причём, принципиально. Но из практики известно, что, даже в условиях неизменности величины магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, в нём образуется электрический ток (см. вышеприведённые парадоксы).
        6. Однако, за пределами приведённых выше опытов осталось ещё одно проявление электромагнитной индукции М. Фарадея, достаточно важное как для самой электродинамики, так и в целом для всей электротехники. Явление заключается в том, что при пропускании электрического тока по одному из двух близколежащих неподвижных проводов, в другом проводе возникает (индуцируется) электрический ток. Отметим, что результатом исследования именно этого случая явления электромагнитной индукции стала конструкция первого трансформатора, одного из самых массово используемых устройств в современной электротехнике.
        Открытие было сделано М. Фарадеем 29 августа 1831 г. Иными словами, первоначально была открыта электромагнитная индукция, возникающая между двух проводников, неподвижных друг относительно друга, и только потом были выявлены другие стороны этого природного явления, связанные с относительным движением между индуктором (носителем) магнитного поля и измерительным контуром.
        Вот краткое описание этого первого опыта М. Фарадея: «На широкую деревянную катушку была намотана медная проволока длиной в 203 фута, и между витками её намотана проволока такой же длины, но изолированная от первой хлопчатобумажной нитью. Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, а другая с сильной батареей, состоящей из 100 пар пластин... При замыкании цепи удавалось заметить внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое замечалось при прекращении тока. При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удавалось отметить ни действия на гальванометр, ни вообще какого-либо индукционного действия на другую спираль, несмотря на то, что нагревание всей спирали, соединенной с батареей, и яркость искры, проскакивающей между углями, свидетельствовали о мощности батареи». [24]
        Дж. Максвелл в своём трактате об электричестве и магнетизме, в главе 3 «Об индукции электрических токов», обобщая опыты М. Фарадея, пишет об этом явлении так: «Если сблизить провода, эти эффекты индукции увеличиваются. Они также возрастут при образовании из проводов двух кольцевых витков или спиральных катушек, близко расположенных друг к другу. А при помещении внутрь этих витков (катушек) железного стержня или пучка железных проволок отмеченные эффекты возрастают ещё сильнее» (см. рис. 6). [25]

Рис. 6         На рис. 6 показаны две катушки К₁и К₂, которые надеты на стержень, выполненный из магнитомягкого железа. Катушка К₁ подсоединена к генератору переменного тока Г, а катушка К₂– к миллиамперметру переменного тока G. Катушка К₁ создает в сердечнике переменное магнитное поле с величиной магнитной индукции В. Магнитные силовые линии, выходя из сердечника, пересекают витки катушки К₂, индуцируя в ней переменный электрический ток, а в окружающем пространстве – магнитное поле напряженностью Н. Именно так описывали М. Фарадей и Дж. Максвелл механизм работы трансформатора: «по мере возрастания тока <в индукционной катушке> появляются новые линии и постепенно распространяются вовне, так что вся система развёртывается изнутри». [26]
        Действительно, в трансформаторах явление электромагнитной индукции возникает не вследствие относительного движения между контуром, создающим магнитное поле (первичная катушка трансформатора), и контуром, в котором индуцируется электрический ток (вторичная катушка трансформатора), а совершенно по иной причине. В трансформаторах, в которых катушки пространственно разделены, для того, чтобы магнитное поле, созданное первой катушкой, оказалось в области расположения второй катушки, оно каким-то образом должно было бы там возникнуть. Или что-то должно было бы переместиться из катушки К₁в область расположения катушки К₂, чтобы там оно могло бы вызвать магнитное поле. Не по волшебству же магнитное поле возникает внутри катушки К₂, поскольку находится в жёсткой связи с процессами, протекающими в первой катушке.
        Вероятнее всего, именно отсутствие видимого относительного движения между контурами (между катушками), как раз и не позволило А. Эйнштейну рассмотреть по существу явление электромагнитной индукции в неподвижных контурах. Действительно, о нём даже не упоминается в его знаменитой статье 1905 года, написанной как раз для обобщения этого природного феномена, причём на все случаи практики [2]. Надо полагать, что только по этой причине обозначенное явление по факту своего проявления не подпадает под теоремы специальной теории относительности, хотя более 70% всех современных электрических машин созданы именно на основе свойств и закономерностей электромагнитной индукции в неподвижных контурах.
        Видимо, и исключительно лишь поэтому, в релятивистской электродинамике, в виде изощрённого сарказма, бездоказательно утверждается, что электрические и магнитные поля не могут перемещаться в пространстве, а могут лишь только «изменять» величину своей напряжённости. Причём безапелляционно, исключая любое движение поля (или чего-либо иного) между близлежащими точками пространства, при объяснении изменения величины напряжённости магнитного поля от точки к точке. Более того, понятию перемещения магнитного поля в пространстве, от одной его точки к другой, отказывают даже в случае движения его носителя, например, природного железного магнита. Причём, настаивают именно на понятии «изменяться», подспудно допуская при этом даже существование некоего таинственного процесса, позволяющего появиться полю там, где его раньше не было.
        Категорический отказ признавать любое перемещение поля в пространстве, т.е. запрещение ему находиться в движении в виде обособленного объекта природы, есть одна из главных особенностей СТО. И это обстоятельство является принципиальным положением для любых электрических и магнитных полей, рассматриваемых в релятивизме. Тогда как механизм работы трансформатора, которого придерживались М. Фарадей и Дж. Максвелл, базировался именно на представлении о возможности перемещения магнитных силовых линий, отражающих собой структуру магнитных полей.
        Вот как об этом пишет Дж. Максвелл: «Концепция, которой придерживался Фарадей относительно непрерывности силовых линий, исключала возможность их внезапного рождения там, где раньше их не существовало вообще. Следовательно, число силовых линий, пронизывающих проводящий контур, можно менять лишь путём перемещения контура поперёк силовых линий или перемещением силовых линий поперёк контура. В любом случае в контуре образуется ток». [27] Это же самое можно найти у М. Фарадея [28]
        Уточняя, как же наводится электрический ток в неподвижных контурах трансформатора, поясняя опыты М. Фарадея, Дж. Максвелл пишет: «Во второй серии опытов он показывает, как можно объяснить явления, вызываемые изменением силы тока или мощности магнита, если предположить, что система силовых линий отжимается от провода или магнита, или прижимается к ним в зависимости от того, возрастает или уменьшается их мощность». [27]
        Таким образом, согласно мнению основателей электромагнетизма, в трансформаторе, состоящем из двух пространственно разделённых катушек, расположенных на одном сердечнике рядом друг с другом (или катушек, намотанных друг на друга, как это было сделано в первых опытах М. Фарадея), происходит процесс образования индукционного тока путём пересечения проводников, движущимися магнитными силовыми линиями, расходящимися от источника магнитного поля в окружающее пространство (см. рис. 6.).
        Необходимо отметить, что то же самое явление происходит и при рассмотрении работы любых других трансформаторов с пространственно разделёнными катушками, например, при объяснении работы трансформатора с П-образным, Ш-образным или кольцевым магнитопроводом, или вообще без магнитопровода (в «воздушных» трансформаторах), т.е. при разъяснении факта передачи энергии от первичной катушки К₁ трансформатора к его вторичной катушке К₂.
        С позиций современной электродинамики (причём, чисто формально), в трансформаторе под основной физической причиной появления индукционного тока полагают, что катушки трансформатора образуют единую замкнутую магнитную систему, созданную посредством ферритового (железного) магнитопровода. То есть систему, в которой магнитный поток от катушки К₁, распространяясь по сердечнику трансформатора (магнитопроводу), попадает в катушку К₂. То есть здесь усматривается прямая аналогия между магнитной системой трансформатора и потоком жидкости, который, двигаясь по трубопроводу от водяного насоса (катушки К₁), попадает к гидротурбине (катушке К₂), отдавая ей энергию. При этом всегда уточняется, что истинной причиной возникновения электрического тока во вторичной катушке К₂ является не сам магнитный поток Ф (его величина), а скорость его изменения в единицу времени dФ/dt. Именно этот процесс изменения величины магнитного потока в единицу времени приводит к появлению вихревого электрического поля. Данным обстоятельством стараются оттенить решающую роль вихревого поля в физическом механизме работы трансформатора.

Рис. 7         Утверждение о том, что с помощью магнитопровода поток Ф магнитной индукции В, созданный первичной катушкой К₁, «замыкается» через вторичную катушку К₂в процессе переориентирования магнитных диполей сердечника, описывает собой лишь факт появления магнитного поля в теле сердечника в районе расположения вторичной катушки К₂, но не более этого. При этом постулируется, что магнитопровод, в котором циркулирует переменное магнитное поле В, охватывается со всех сторон вихревым электрическим полем Е. На рисунке 7 вихревое электрическое поле Е показано в виде колец красного цвета. А поскольку в области пространства, где расположено вихревое электрическое поле, находится вторичная катушка трансформатора К₂, то оно (поле Е) как раз и вызывает электрический ток в её витках.
        Однако, если рядом с трансформатором поместить контур, нагруженный на гальванометр G₂, который полукольцом охватывает сердечник, но не замкнут вокруг него, как показано на рисунке (рис. 7), то электрический ток в контуре a-b-G₂ наводится не будет. Не будет тока и в катушке К₃, которая плотно прижата к сердечнику трансформатора и нагружена на гальванометр G₃. Тогда как, согласно положениям релятивисткой электродинамики, в проводниках, которые расположены в пространстве, где есть переменное вихревое электрическое поле Е, под его воздействием в них должно возникать движение зарядов, т.е. электрический ток как в контуре a-b-G₂, так и в катушке К₃.
        Но эксперимент показывает, что ток возникает только в том случае, если контур и катушка замкнуты вокруг магнитопровода трансформатора, например, в виде катушки К₂ с гальванометром G₁. Только в таком случае, согласно представлениям М. Фарадея и Дж. Максвелла, витки вторичной катушки К₂пересекаются силовыми линиями магнитного поля, созданного первичной катушкой К₁ и прошедшими через «окно» ярма трансформатора.
        Анализ вышеописанных фактов указывает на то, что ток в вторичной катушке трансформатора образуется лишь тогда и только тогда, когда магнитные силовые линии пересекают её витки. Более того, здесь уместно сообщить, что нам не удалось никакими способами с использованием замкнутых контуров, которые не охватывают сердечник трансформатора, обнаружить вихревое электрическое поле в пространстве рядом с ним. А так как при этом были использованы несколько способов, реализуемых соответствующими приспособлениями и аппаратурой (один из них описан выше), которые дали так же нулевой результат, то приведение их в этой статье, как «нулевых экспериментов», мы считаем излишним.
        7. В этой связи интересны два нижеприведённых эксперимента, с помощью которых можно выявить ещё несколько важных свойств магнитных полей. Эти свойства допустимо предварительно обозначить в виде утверждения о наличии в природе двух видов магнитных полей: «связанных» и «свободных». Из определений явствует, что «связанные» магнитные поля не могут существовать отдельно (обособленно) от своего источника поля (индуктора). Тогда как «свободные» поля способны отделяться от своего индуктора поля и перемещаться в пространстве в виде волн, как самодостаточный обособленный объект природы.
     7.1. Первый опыт. Наличие «связанных» полей можно продемонстрировать с помощью следующего эксперимента. На рис. 8. показан участок провода АА₁, по которому пропущен постоянный электрический ток I. Вокруг проводника АА₁ при наличии в нём тока, возникает магнитное поле Н, которое на рисунке 8 схематично представлено концентрическими окружностями Н.

Рис. 8.         В непосредственной близости от проводника АА₁ расположен многовитковой контур GМBB₁М₁, нагруженный на гальванометр G. Сторона BB₁этого контура, посредством специального подвижного сочленения ММ₁, имеет возможность перемещаться параллельно проводнику АА₁, или вплотную к нему приближаясь, или удалятся от него на расстояние в несколько сантиметров. Перемещение происходит в лабораторной системе отсчёта и на рисунке показано стрелками С₁и С₂. Во время перемещений стороны BB₁ проводник АА₁ остаётся неподвижным. В свою очередь проводник АА₁ так же имеет возможность такого же перемещения (не показано на рисунке), при неподвижной стороне BB₁ многовиткового контура GМBB₁М₁. Эти перемещения показаны на рисунке стрелкой С₃. Эксперимент проводился в несколько этапов.
        1-й этап. В начальный момент времени сторона BB₁ прижата к проводнику АА₁, при этом электрического тока в проводнике АА₁ нет. Тока нет и в измерительном контуре GМBB₁М₁. В следующий момент времени, который начинается с момента начала пропускания электрического тока по проводнику АА₁, до момента его возрастания до значения в несколько ампер, которое затем поддерживается постоянным до конца опыта, в многовитковом контуре GМBB₁М₁возникает импульс электрического тока одного направления I₊. Диаграмма токов показана на рисунке 9. После включения тока проводнике в АА₁и в течении всего времени, пока его значение поддерживается постоянным, ток в измерительном контуре GМBB₁М₁ отсутствует.
        2-й этап. Электрический ток в проводнике АА₁ прерывают. В этот момент времени в измерительном контуре GМBB₁М₁ возникает импульс тока I_- (см. рис. 9.). Всё происходит точно так же, как и в первом случае (т.е. в момент начала пропускания тока по проводнику АА₁), но здесь направление течения тока I_-в измерительном контуре GМBB₁М₁ изменяется на обратное, по отношению к току I₊.

Рис. 9.         3-й этап. На данном этапе перемещают сторону BB₁, вначале удаляя её на несколько сантиметров от проводника АА₁, а затем меняют движение на противоположное, приближая сторону BB₁ к проводнику АА₁ вплотную. Этап начинается с момента времени, когда добиваются постоянного значения величины электрического тока I, текущего по проводнику АА₁. В момент начала перемещения стороны BB₁, от проводника АА₁ (по стрелке С₁), в измерительном контуре GМBB₁М₁ возникнет электрический ток I₁. Направление тока совпадает с направлением тока второго этапа, т.е. когда ток в проводнике АА₁ прерывают. Ток в контуре не прерывается, пока происходит движение стороны BB₁(см. рис. 9.).
        Затем сторону BB₁ перемещают обратно к проводнику АА₁ (по стрелке С₂), при этом в измерительном контуре GМBB₁М₁наводится электрический ток I₂. Направление тока будет совпадать с направлением тока первого этапа работ, т.е. когда по проводнику АА₁ начинают пропускать электрический ток I (см. рис. 9.). И здесь ток в контуре не прерывается, пока происходит движение стороны BB₁. Одним из результатов работ третьего этапа эксперимента является факт, что ток в измерительном контуре GМBB₁М₁имеет одну и туже амплитуду при сохранении кинематических характеристик в возвратно-поступательном движении, но изменяет направление своего течения при смене направления движения стороны BB₁.
        4-й этап. При наличии постоянного электрического тока I в проводнике АА₁ и при условии его движения (на рис. 8. показано стрелкой С₃), но при неподвижной стороне BB₁, в многовитковом контуре GМBB₁М₁ будет наводиться электрический ток. То есть будет происходить те же самые явления, что и на третьем этапе эксперимента, при условии сохранения кинематики относительного движения стороны BB₁и проводник АА₁.
        5-й этап. На данном этапе работ по проводнику АА₁ пропускают импульсы электрического тока I, разряжая через него конденсатор. Диаграмма импульсов тока I показана на рисунке 10. В первой части опыта неподвижную сторону BB₁ многовиткового контура GМBB₁М₁ располагают вплотную к проводнику АА₁(позиция 0 на рис.10) и измеряют наведённый в ней ток в моменты времени, когда пропускают импульсы тока I по проводнику АА₁ (рис. 10).

Рис. 10. Диаграмма импульсов тока, наведенного в измерительном контуре GМBB₁М₁         Затем повторяют этот же опыт, когда неподвижная сторона BB₁ расположена на расстоянии в 1 сантиметр от проводника АА₁ (позиция 1 на рис.10). А в заключительной части этого опыта неподвижную сторону BB₁, многовиткового контура GМBB₁М₁, располагают на расстоянии в 2 сантиметра от проводника АА₁ (позиция 2 на рис.10). На каждом из этих расстояний измеряют ток в многовитковом контуре GМBB₁М₁в моменты пропускания импульсов электрического тока I по проводнику АА₁.
        В конкретных измерениях были получены следующие результаты. При пропускании по проводнику АА₁импульсов электрического тока амплитудой в 5 Ампер при условии, когда сторона BB₁вплотную прижата к проводнику АА₁, в контуре возникают импульсы переменного тока с амплитудой около I₀ = 1200 mkA. При расстоянии между проводником АА₁и стороной BB₁в 1 сантиметр в контуре возникают импульсы переменного тока с амплитудой около I₀ = 59 mkA. А при расстоянии между ними в 2 сантиметра I₀ = 19 mkA.
        Из диаграммы на рисунке 10 видно, что изменение амплитуды импульсов тока в контуре с увеличением расстояния между проводником АА₁и стороной BB₁ очень близка к обратно квадратичной зависимости. В самом общем случае описанный выше эксперимент указывает не только на наличие магнитного поля в пространстве проводника, по которому пропущен электрический ток (общеизвестный закон Био – Савара – Лапласа), но ещё и на свойство жёсткого сцепления магнитного поля с самим проводником, как со своим прародителем (источником поля).
        То есть магнитное поле, образованное электрическим током, текущим по проводнику, не может оторваться от него, являясь как бы одной из характеристик (свойств) тока. Иными словами, сделанное утверждение можно пояснить, проиллюстрировав его следующей образной аналогией: «сколько магнитного поля было выработано (образовано) электрическим током вокруг проводника во время его нарастания от нуля до максимального значения, столько же его остаётся в пространстве вокруг проводника, пока по нему течёт ток. И то же количество магнитного поля вернётся (втянется) обратно в электроток проводника, после выключения тока».
        На первую часть аналогии указывают одинаковые направления движения токов в контуре GМBB₁М₁ при совместном рассмотрении первого и четвёртого этапов опытов. Действительно, направление тока в контуре GМBB1М1, при включении тока в проводнике АА1, совпадает с направлением его протекания, который реализуется в случае сближения проводника АА1 со стороной BB1. Образно этот процесс можно представить в виде образования магнитного поля, которое как бы «выходит» из проводника с током в окружающее его пространство.
        На среднюю часть аналогии т.е. на то, что магнитное поле не уходит в пространство от проводника с током и жёстко связано с ним, указывает наличие тока в контуре GМBB₁М₁, который возникает при колебательных движениях, как стороны BB₁(третий этап эксперимента), так и при колебательных движениях проводника АА₁ с током (четвёртый этап опыта).
        На истинность последней части аналогии указывает то, что направление тока, возникшего в контуре GМBB₁М₁ при прерывании тока в проводнике АА₁, совпадает с направлением тока, который образовывается в контуре GМBB₁М₁ в случае увеличении расстояния между проводником АА₁и стороной контура BB₁. Образно этот процесс можно представить в виде обнуления (ликвидации) магнитного поля в пространстве проводника, которое как бы «втягивается» вслед за током в обесточиваемый проводник.
     7.2. Второй опыт. Это исследование доказывает реальность существования «свободных» магнитных полей. Опыт выполняется с тем же самым многовитковым контуром GМBB₁М₁. Но в этом эксперименте вместо проводника АА₁ используется воздушный конденсатор, состоящий из двух плоско параллельных пластин АА₁ квадратного сечения 30 x 30 см (рис. 11.). Длина стороны BB₁(12 см) контура GМBB₁М₁составляет примерно 4/5 расстояния между пластинами конденсатора АА₁(15 см), а поэтому контур может свободно входить в зазор между пластинами на глубину в несколько сантиметров (примерно на 1/6 ширины пластины, т.е. на 5 см). Длина контура составляет 1,5 ширины пластины, т.е. около 45 см. На пластины конденсатора АА₁ подаётся постоянное напряжение в несколько десятков киловольт (20 кВ), чтобы создать между ними постоянное электрическое поле напряжённостью Е.

Рис. 11.         1-й этап. В начальный момент времени (в исходном состоянии) контур вдвинут внутрь конденсатора строго по центру, на глубину, примерно на 1/6 ширины пластин от их края. В момент подачи напряжения на пластины АА₁и до момента времени, пока не установится постоянное напряжение на конденсаторе, в контуре GМBB₁М₁ возникает импульс переменного тока I I₁, как показано на диаграмме (см. рис. 12).
        2-й этап. В момент разряда конденсатора (пластины конденсатора АА₁отсоединяют от источника напряжения и накоротко соединяют между собой проводником) в контуре GМBB₁М₁так же, как и на первом этапе, возникнет импульс переменного тока I I₂, но обратной полярности, как это показано на диаграмме (рис. 12).
        3-й этап. При постоянном напряжении на неподвижном конденсаторе, то есть при наличии в нём электрического поля напряжённостью Е, в процессе колебательного движения контура GМBB₁М₁(при вдвигании стороны BB₁ внутрь конденсатора и выдвигании из него с удалением от среза пластин конденсатора на несколько сантиметров) электрический ток в контуре GМBB₁М₁ не возникает.
        4-й этап. При движениях конденсатора, аналогичных перемещениям контура, описанных в третьем этапе эксперимента, (совершаемых по стрелкам С₂и С₃), но при неподвижной стороне BB₁(см. рис. 11), в контуре GМBB₁М₁ возникают импульсы переменного электрического тока I₂и I₃, как показано на диаграмме (см. рис. 12.).

Рис. 12.         В этом опыте наблюдается явная асимметрия свойств магнитного поля, возникающего в пространстве рядом с заряженным конденсатором. Действительно, при неподвижном заряженном конденсаторе в пространстве вокруг него магнитного поля нет, тогда как при движущемся оно образуется (см. третий и четвёртый этапы эксперимента). Этот же вывод о явной асимметрии образования магнитного поля в пространстве вокруг заряженного конденсатора следует из его сравнения с процессом образования магнитного поля в пространстве вокруг электротока в проводнике, в котором всё происходит симметрично (сравните с первым экспериментом, показанном на рис. 8 и 9).
        Действительно, данный вывод является следствием утверждения, что электрический ток в контуре GМBB₁М₁может возникнуть только в результате наличия магнитного поля Н в пространстве рядом с конденсатором (или проводником) и лишь при пересечении его силовых линий стороной BB₁.
        Таким образом, в процессе колебательного движения уже самого конденсатора (совершаемых по стрелкам С₂и С₃) и при условии, что сторона BB₁ неподвижна (рис. 11 и 12), в контуре GМBB₁М₁ возникают импульсы переменного электрического тока I₂ и I₃. Сопоставление этих импульсов переменного электрического тока в контуре с учётом их полярности, а так же с направлением перемещения конденсатора, указывает на то, что во время движения заряженного конденсатора в пространстве вокруг него возникает переменное магнитное поле, а направление тока в контуре свидетельствует, что это поле излучается в пространство.
        Сделанный выше вывод невозможен без сопоставления результатов четвёртого этапа опыта с фактом наличия магнитного поля Н в пространстве возле конденсатора в моменты его заряда и разряда (импульсы переменного тока I I₁и I₂на диаграмме рис. 12.). В этих случаях обращает на себя внимание тот факт, что всё это импульсы переменного тока. Наличие такой формы импульсов (при их сопоставлении с импульсами от магнитного поля, образованного током в проводнике) указывает на отрыв магнитного поля от своего прародителя (заряда и разряда конденсатора) и его уход в пространство (излучение). Попутно отметим (это замечание понадобится нам в дальнейшем анализе опытов), что результат этих этапов опыта подтверждает гипотезу Дж. Максвелла о том, что токи смещения (изменения электрического поля во времени) могут создавать переменное магнитное поле.
        Для анализа и правильного вывода из этого этапа работ особо любопытен результат, полученный в третьем этапе эксперимента, в моменты, когда неподвижный конденсатор заряжен и его заряд не изменяется во времени. В эти моменты времени в пространстве рядом с конденсатором магнитного поля нет. Этот факт доказывается тем, что в процессе колебательного движения стороны BB₁ (при вдвигании и выдвигании стороны BB₁ внутрь заряженного конденсатора) электрический ток в контуре GМBB₁М₁ не возникает (не наводится).
        Итоговым результатом анализа четвёртого этапа опыта (при сопоставлении его с третьим этапом работ), будет утверждение, что магнитное поле движущегося заряженного конденсатора являет собой как бы процесс изменения свойств самого пространства, находящегося вокруг конденсатора. Заряженный конденсатор при своём движении выполняет лишь функцию инициатора процесса образования магнитного поля, проявляющего себя в перераспределение каких-то составных частей в материальной структуре физического вакуума.
        Здесь уместно вспомнить работы М. Фарадея и Дж. Максвелла, которые были убеждены, что и электрическое поле является также особым электротоническим состоянием электромагнитного эфира (физического вакуума). Иными словами, носителем магнитного поля движущегося конденсатора, его основой, является материальная часть физического вакуума, т.е. оно (поле) не является какой-либо частью заряда конденсатора и как таковое ему не принадлежит. Расширяя этот тезис можно утверждать, что данное магнитное поле, конечно же, может представлять собой какое-то неизвестное свойство электрического заряда (какое-то подспудное свойство заряженных частиц) как-то связанное с его движением (или проявляющее себя в движении), в согласии с тем, как это было в опыте с электрическим током в проводнике (рис. 8 и 9).
        Более того, обнаруженная асимметрия между результатами двух опытов свидетельствует, что магнитные поля, индуцированные токами смещения и движущимся конденсатором, имеют одинаковую причину своего образования, связанную с изменением свойств пространства, а, следовательно, одинаковые физические характеристики. И эти магнитные поля являются свободными магнитными полями, т.е. полями, не связанными со своим инициатором (не путать с носителем поля).
        5-й этап. На данном этапе работ с помощью переключающего механического реле конденсатор АА₁ заряжают, подсоединяя к стабилизированному источнику тока высокого напряжения, а затем сразу же разряжают, накоротко замкнув между собой его пластины. Диаграмма импульсов напряжения показана на рисунке (см. рис. 13) в виде пиков красного цвета под номерами 0,1,2,3,4. В первой части опыта неподвижную сторону BB₁, многовиткового контура GМBB₁М₁, располагают по центру симметрии внутри конденсатора на расстоянии в 5 см от края пластин, и измеряют наведённый в ней ток в моменты времени, когда производят заряд-разряд конденсатора (пик напряжения под номером 0 см. фиг. 13).

Рис. 13. Диаграмма импульсов тока, наведенного в измерительном контуре         Затем, повторяют этот же опыт при условии, что неподвижная сторона BB₁контура расположена ровно напротив края пластин конденсатора АА₁(пик напряжения под номером 1 см. рис. 13). Потом устанавливают сторону BB₁контура на расстоянии в 1 сантиметр от края пластин конденсатора АА₁(пик напряжения под номером 2 см. фиг. 13). И в продолжение этого опыта неподвижную сторону BB₁, многовиткового контура GМBB₁М₁, отодвигают от края пластин конденсатора АА₁каждый раз ровно на 1 сантиметр, доведя данное расстоянии до 4 сантиметров (пик напряжения под номером 4 рис. 13). На каждом из этих расстояний измеряют ток в многовитковом контуре GМBB₁М₁ в моменты времени производства заряд-разряда конденсатора АА₁.
        Конкретные измерения показали следующие результаты. В моменты времени производства заряд-разряда конденсатора АА₁напряжением в 20 кВ, при условии, когда сторона BB₁контура расположена внутри конденсатора АА₁, в контуре возникают импульсы переменного тока с амплитудой около I₀ = 6,5мkA. Если сторона BB₁ контура расположена напротив края пластин конденсатора АА₁, то в контуре возникают импульсы переменного тока с амплитудой около I₀ = 6,7мkA. При расстоянии между краем пластин конденсатора АА₁и стороной BB₁, равном в 1 сантиметр, в контуре возникают импульсы переменного тока амплитудой около I₀ = 6,3 мkA. А при расстоянии между ними в 2 сантиметра I₀ = 5,9 мkA. При расстоянии в 3 сантиметра 5,3 мkA, а при расстоянии в 4 сантиметра 5,2 мkA.
        Диаграмма импульсов тока, наведенного в измерительном контуре GМBB₁М₁, представлена на рисунке 13. Из диаграммы видно, что изменение амплитуды импульсов тока в контуре с увеличением расстояния между конденсатором АА₁и стороной BB₁ очень близка к обратной зависимости.

Рис. 14.         В самом общем случае описанный выше эксперимент с заряд-разрядом конденсатора указывает на наличие магнитного поля в пространстве конденсатора, в котором создают импульсное однополярное электрическое поле, (общеизвестная гипотеза Дж. Максвелла об образовании магнитного поля токами смещения). А так же на свойство магнитного поля покидать своего прародителя (инициатора поля), если оно создано переменным электрическим полем. При этом магнитное поле отрывается от своего прародителя, уходя от него в окружающее пространство как самодостаточный обособленный природный объект в виде волнового процесса.
        Сделанное утверждение подтверждает 5-й этап данного опыта, выявивший обратную зависимость амплитуды возникающего магнитного поля от расстояния до его источника. Получение данного вывода невозможно без учёта результатов анализа 1 и 2 этапов описываемого эксперимента, выявивших одинаковые амплитуды импульсов тока в контуре, но разные их полярности, возникающие при заряде и разряде конденсатора АА₁. Особую роль в осмыслении данного вывода сыграли результаты анализа совместного рассмотрения 3 и 4 этапов опыта, которые указывают на возможный механизм образования свободных полей, способных перемещаться в пространстве в виде волн.
        Действительно, перемещение заряженного конденсатора и его взаимодействие с окружающим пространством можно рассматривать как изменение вещественной структуры пространства. Наглядно (образно) изменение структуры пространства можно представить в виде, например, «выдавливания» какой-то одной из компонент (образующих вещественную часть физического вакуума) из объёма пространства, которое занимается электрическим полем зарядов конденсатора. Движение этой материальной компоненты вещественной части пространства как раз и можно рассматривать в виде структуры магнитного поля. Если конденсатор покоится, то изменения структуры пространства не происходит, следовательно, нет и магнитного поля. Если же конденсатор смещается, то в освободившийся от электрического поля объём пространства возвращается вытесненная им компонента вещественной части физического вакуума, как и вытесняется та же самая компонента из занимаемых электрическим полем объёмов пространства, что и приводит к образованию магнитного поля.
        В связи с высказанной гипотезой о возможном механизме образования магнитных волн при заряде-разряде конденсатора, возникает вопрос о проверке другой гипотезы Дж. Максвелла, которая предполагает образование вихревого электрического поля вокруг переменного магнитного поля (магнитных волн). Каким именно образом необходимо расположить (ориентировать) измерительный контур возле перезаряжаемого конденсатора, чтобы в контуре наводился ток только лишь вихревым электрическим полем, а не за счёт пересечения его сторон движущимися магнитными силовыми линиями магнитных волн.
        Анализ показывает, что, если учитывать вектор направления перемещения силовых линий магнитной индукции (он перпендикулярен силовым линиям электрического поля в конденсаторе, рис. 14.), то вектор силовых линий вихревого электрического поля будет параллелен силовым линиям электрического поля в конденсаторе. А это обстоятельство указывает на то, что измерительный контур для регистрации вихревого электрического поля должен быть расположен (ориентирован) точно так же, как и для регистрации магнитных волн. Данное обстоятельство не позволяет раздельно осуществить регистрацию магнитного и вихревого электрического полей, как это было сделано в экспериментах под номерами: 2 (рис. 2), 4 (рис. 4) и 5 (рис. 5) настоящей статьи. Но именно эти же опыты однозначно свидетельствуют, что никакого вихревого электрического поля рядом с перезаряжающимся конденсатором нет.
Выводы.
        Анализ результатов опытов, представленных в данной статье, указывают на то, что:
        1. При движении магнита в лабораторной системе отсчёта не возникает вихревое электрическое поле. Электродинамические силы, возникающие при относительном движении заряженной частицы и магнитного поля, являются силами взаимодействия, то есть образуются только в местах контакта частицы с магнитным полем. Этих сил нет в точках пространства, где нет магнитного поля, например, вокруг изменяющегося во времени магнитного потока. Таким образом существующая проблема дихотомии электромагнитной индукции разрешена в пользу электромагнитной индукции М. Фарадея.
        2. Магнитное поле (как и электрическое поле) есть реальный природный объект, являющий собой особое состояние физического вакуума. Это поле имеют свою структуру, отражающую его свойства во взаимодействиях с заряженными телами. Структура поля не распадается (сохраняется) при прохождении им области пространства, занятого веществом, т.е. поле имеет более тонкий уровень организации в сравнении с веществом.
        3. Наблюдаются как свободные, так и связанные магнитные поля. Свободные магнитные поля представляют собой волновой процесс распространения магнитного поля в пространстве, который обнаруживает себя в виде традиционных «электромагнитных» волн. Такие переменные поля могут быть получены только в областях пространства, где протекают не равные 0 токи смещения дЕ/дt. Иными словами, свободное магнитное поле, как состояние физического вакуума, возникает в самом процессе разделения зарядов в конкретном объёме пространства, при этом оно покидает данный объём, уходя (излучаясь) в окружающее пространство в виде магнитных волн.
        Переменное магнитное поле «не несёт» на себе вихревое электрическое поле и не индуцирует его в физическом вакууме. И более того, переменное магнитное поле не обладает свойствами электрического поля, хотя и вызывает движение зарядов. Таким образом, положение о взаимосвязи между вихревым переменным магнитным полем и гипотетическим вихревым переменным электрическим полем, как основа электромагнитных волн, является результатом ошибочной трактовки явления электромагнитной индукции Фарадея. Под традиционным понятием «электромагнитные волны» скрывается процесс распространения в пространстве магнитных волн.
        Связанные магнитные поля образуются из магнитных моментов движущихся заряженных частиц (электрических токов). Суммарное магнитное поле представляют собой векторную сумму их магнитных моментов, поскольку однонаправленное движение частиц в пространстве строго определённым образом ориентирует их спины. Таким образом магнитное поле потока заряженных частиц являет собой лишь определённую составную часть своих носителей, входящую в их структуру, только поэтому они (поля) не могут отрываться от своих носителей и уходить в пространство.
        4. Пустое космическое пространство, или физический вакуум, представляет собой материальную среду с измеряемыми физическими свойствами. Все известные электродинамические процессы, происходящие в данной среде, легко объясняются на этой основе и не противоречат друг другу в описании механизмов электрических и магнитных явлений. Известно, что любой волновой процесс в сплошной среде есть последовательное превращение кинетической формы энергии движения среды в её потенциальную форму. Из этого правила нет исключения для любых сред, как и нет исключения для магнитных волн, распространяющихся в пустом космическом пространстве. В магнитной волне потенциальной формой энергии является само магнитное поле, а её кинетическая форма энергии связана с инертной массой субстанциональной части физического вакуума.
        5. Наличие магнитных волн в физическом вакууме указывает на возможность существования электрических волн в космическом пространстве. В среде физического вакуума есть два вида потенциальной формы энергии, которые являют собой электрическое и магнитное поля. В электрической волне потенциальной формой её энергии является электрическое поле, а кинетическая форма энергии также связана с инертной массой физического вакуума.
        6. Указанные два волновых процесса никак друг с другом не связаны, т.е. существуют независимо друг от друга, имеют разные свойства взаимодействия с заряженными частицами. Магнитные волны представляют собой поперечные волны, тогда как электрические волны являют собой продольные волны в физическом вакууме. Эти виды волн имеют разные скорости распространения в космическом пространстве. Отношение их скоростей есть отношение величины силы магнитного взаимодействия зарядов к величине силе их электрического взаимодействия.
        7. Если ранее в электродинамики стремились увидеть симметрию между законами, описывающими свойства электрического и магнитного полей, полагая, что именно так математически изящно устроена природа и гипотетическая симметрия будто бы есть её основное свойство, то из представленной работы видно, что в электродинамике, при рассмотрении электрических и магнитных явлений не обнаруживается никакой симметрии и это придаёт определённое очарование и загадочность устройству природы.
        По этому поводу крупнейший специалист в физике высоких энергий академик Л.Б. Окунь писал: «Физиков можно назвать охотниками за симметриями: в некотором смысле они отличаются от остальных людей тем, что отыскивают в природе всё более скрытые и всё более фундаментальные типы симметрий». Безусловно, что в математике это имеет место, поскольку в ней есть выделенные объекты, обладающие нетривиальной, удивительной симметрией. Но и в ней, как правило, известны только частные случаи, например, к ним принадлежат правильные многогранники, возможную роль которых в математике ещё предстоит раскрыть. Но в физике, для объяснения свойств природы, перед привлечением той или иной симметрии, прежде всего надо доказать её причастность к рассматриваемым физическим явлениям.
        В заключение хотелось бы обратить внимание на следующее обстоятельство. Согласно политике в современной науке, которая вне всяких сомнений существует, важно осознать: или мы живем в мире физических представлений, в котором одни взгляды на устройство природы имеют право на существование и смысл, а другие нет, или же живём в мире, в котором любое новое открытие не может быть изначально отвергнуто лишь только из-за противоречия к существующей научной парадигме, оно также должно иметь право на существование и смысл, поскольку может привести к более глубоким и более фундаментальным концепциям мироустройства.
        Эдвард Колб, космолог из Чикагского университета, как-то обронил фразу: «У каждого сложного явления есть простое, элегантное, убедительное объяснение, которое просто неправильно уже потому, что не согласуется с общепринятыми взглядами на мироустройство. Но соглашаясь с этим положением, правильно ли мы поступаем?!»

Литература.

Льоцци М., История физики, М., Изд. Мир, 1970, с.286, 288, 291.
Эйнштейн А. К электродинамике движущихся тел. Собрание научных трудов в четырех томах. Том 1. Работы о теории относительности 1905–1920. М.: Наука, 1965. Стр.7.
Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырех томах. Том 1. Работы по теории относительности 1905–1920. М.: Наука, 1965. Стр. 25. К электродинамике движущихся тел.
Николаев Г.В., Современная электродинамика и причины её парадоксальности. Томск, 2003.
Сигалов Р., Каримов X., Самсонов Н., Азимов Т., Динамические действия магнитных полей, Ташкент, изд-во "Укитувчи", 1967 г.
Максвелл Дж. К. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. – М, Госиздат, 1952г. Том 2, стр.56.
Максвелл Дж. Трактат об электричестве и магнетизме. В двух томах. М. Наука 1989г. Стр. 153 и 156
Максвелл Дж., Избранные сочинения по теории электромагнитного поля, М. Из технико-теоретической литературы, 1952г. Стр 59.
Здесь же, Стр.67.
Здесь же, Стр. 111.
Максвелл Дж., Трактат об электричестве и магнетизме, М. Наука 1989г. 2 том, стр 164.
Максвелл Дж. Избранные сочинения по теории электрического поля. М. Госиздат. 1952г. Стр. 58-59.
Фарадей М., Экспериментальные исследования по электричеству. Т.1 М.; Л.: Изд. АН СССР, 1947.с.133.
Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике, Изд–во: М.: Мир. 1976-1978, Cтр.53.
Маркчев Н. Т. Сравнение различных форм системы уравнений Максвелла // Максвелл и развитие физики XIX-XX веков. М.: Наука, 1985. Cтр. 93.
Максвелл Дж. К. Трактат об электричестве и магнетизме, М. Наука 1989г, Стр.163.
Максвелл Дж. К. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. М.: Госиздат, 1952, Стр. 5–7.
Фарадей М. Экспериментальные исследования по электричеству. М: Изд. АН СССР.Т. 1, 1947. Стр.55
Тамм И.Е. Основы теории электричества: Учеб. пособие для вузов. 11-е изд. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003, Стр.616.
Фарадей М., Экспериментальные исследования по электричеству. Т.1 М.; Л.: Изд. АН СССР, 1947.
Nussbaum A 1972 Faradays law paradoxes Phys. Educ. 7 231–2
Bewley L V 1952 Flux Linkages and Electromagnetic Induction (New York: Macmillan)
Lopez-Ramos А, Menendez J R and Pique C Conditions for the validity of Faradays law of induction and their experimental confirmation Eur.J.Phys.29(2008)1069–1076
Фарадей М., Экспериментальные исследования по электричеству, 1 том, . Москва, Изд. АН СССР, 1947г. Cтр.12-19.
Максвелл Дж., Трактат об электричестве и магнетизме. М. Наука 1989г. 2 том, п. 530, Cтр. 156.
Максвелл Дж., Статьи и речи. М.: Наука, 1968. С. 59.
Максвелл Дж. , Трактат об электричестве и магнетизме, 2 том. М. Из. Наука, 1989г. Cтр.164, пп.541
Фарадей М., Экспериментальные исследования по электричеству, том 1, Изд. АН СССР, 1947г. Cтр. 101, пп 238.

Комментарий редактора. Предлагаемая вниманию читателей работа содержит ряд реальных экспериментов и, казалось бы, достаточно обоснована, однако мы публикуем её в рубрике «Необоснованные гипотезы». Причина в том, что очень часто экспериментальные результаты после их интераретации приводят к неожиданным выводам. Примеры этого содержатся, в том числе, и в первой (исторической) части этой статьи. Ряд других примеров «физико-лингвистических» открытий можно найти в «Виртуальном мире» № 2 2017 г. в статье «О «тёмных» сущностях». А ведь в каждом из приведённых там примеров рассуждения базировались на экспериментах! Кстати, в статье приведён, пожалуй, первый случай столь модного сейчас в среде теоретиков «синдрома телеги» (телега впереди лошади, на твёрдой гладкой дороге разложение сил только увеличивает трение, но вот на бездорожье...). Речь идёт о том, что язык математики вместо описания реального факта стали применять для «прогноза» новых фактов, а современная техника эксперимента легко эти новые факты находит! Вот только понять, насколько эти факты реальны, зачастую невозможно. Кстати, заключительную фразу комментируемой статьи «У каждого сложного явления ... правильно ли мы поступаем?!» можно тоже истолковать по-разному. И единственным критерием истинности интерпретаций пока что остаётся «бритва Оккама», то есть требование «Не умножать сущности без необходимости». Между тем авторы настаивают на существовании отдельных магнитного и электрического полей, к тому же эти поля могут быть «связанными» и «свободными». То есть вместо одной туманной сущности – электромагнитного поля – предлагается сразу четыре! Это наводит на мысль, что, авторы, возможно, находятся в самом начале пути. Они сумели неплохо поставить вопросы, провели своего рода экспериментальный анализ, теперь нужен синтез. Но синтез тоже экспериментальный! Что может быть получено в этом синтезе – большой вопрос. Не «тёмная» ли материя? Очень уж облако «тёмной» материи вокруг галактики похоже на картину магнитного поля плоской спиральной катушки с током!

В оглавление