justavortex (justavortex) wrote,
justavortex
justavortex

Category:

Научный авантюризм Эйнштейна и Ландау – неиссякаемый источник профанации точных наук. (часть 4)

В первой главе, прежде всего, следует отметить отсутствие определения предмета механики. На стр. 13 встречается утверждение: “принцип Гамильтона выражает собой закон движения всякой механической системы”. Это утверждение неверно, так как бывают системы неголономные и диссипативные (с трением)…
Отсутствует также разъяснение основных механических понятий, в том числе понятий силы и массы… В основу построения механики полагается принцип наименьшего действия (начало Гамильтона). Авторы исходят здесь из ошибочного представления, будто “при заданных внешних условиях движение вполне определяется координатами начала и конца движения” (стр. 152)… Полагать в основу механики принцип наименьшего действия едва ли правильно, даже и независимо от того, что этот принцип применим не ко всем системам… В общем случае можно утверждать только то, что интеграл действия имеет стационарное значение в смысле равенства нулю его первой вариации.
Следует осудить тенденцию авторов выводить все, даже очевидные, вещи из далеко неочевидных общих принципов, притом нестрогим способом. Характерным является следующий пример. Авторы не дают физического определения массы, из которого бы вытекало, что она всегда положительна. Масса определяется авторами, как множитель пропорциональности в функции Лагранжа свободной материальной точки.
Ясно, что из такого определения ровно ничего не может следовать, так как на этот множитель попросту можно сократить…
На стр. 22 говорится: “Функция Лагранжа обладает весьма важным свойством аддитивности”. Но тут же приводится формула, из которой следует, что она этим свойством не обладает, ибо в неё входит взаимная потенциальная энергия частиц, которая не аддитивна… Понятие силы вводится лишь в §8, причём силы, зависящие от скорости, первоначально не рассматриваются. Таким образом, выпадают из рассмотрения не только диссипативные силы, для которых функция Лагранжа не существует, но и гироскопические и магнитные… Неправилен вывод в § 56 (стр. 150) уравнений Гамильтона из вариационного начала: вариации δq и δр не являются независимыми…
Приходится удивляться тому, как мог такой крупный учёный, каким, несомненно, является один из соавторов – проф. Ландау, написать книгу с таким большим количеством грубых ошибок…
Переходя к оценке книги в целом, мы должны признать, что она авторам не удалась» (конец цитаты).
Однако, «разгромная» рецензия академика Фока не изменила планов Ландау выпустить пятитомник (в итоге даже получился десятитомник) учебного курса «Теоретической физики». А предупреждение рецензента о невозможности изложить всю теоретическую механику (значит, и всю теоретическую физику) с позиции принципа наименьшего действия и лагранжево-гамильтонова формализма, Ландау просто проигнорировал. В итоге, учебное пособие для вузов (имеем в виду первый том «Механика» десятитомника «Теоретической физики»), несмотря на несколько переизданий, так и остаётся наполненным «научным враньём».
«Научное враньё» начинается с первого же параграфа «Механики» (с. 10):
«Одновременное же задание всех координат и скоростей полностью определяет, как показывает опыт, состояние системы и позволяет в принципе предсказать дальнейшее её движение».
Ясно, что это положение соблюдается только для ограниченного класса динамических систем, В общем же случае обрывать разложение в ряд Тейлора функции, описывающей движение системы, только на двух первых членах (т.е. на координатах и скоростях) недопустимо без обоснования законности такой процедуры в каждом конкретном случае. Однако признать это обстоятельство Ландау уже не мог, поскольку это свидетельствовало бы о несостоятельности всего его «наполеоновского» плана: втиснуть весь курс теоретической механики (а затем и всю теоретическую физику) в прокрустово ложе принципа наименьшего действия.
А начав с обмана читателей (в первую очередь, студентов), Ландау уже не может остановиться (сс. 10-11):
«Наиболее общая формулировка закона движения механических систем даётся так называемым принципом наименьшего действия (или принципом Гамильтона). Согласно этому принципу каждая механическая система характеризуется определённой функцией … L(q, q׳, t), причём движение системы удовлетворяет следующему условию. Пусть в моменты времени tₒ и tᵢ система занимает определённые положения, характеризуемые двумя наборами координат qₒ и qᵢ. Тогда между этими положениями система движется таким образом, чтобы интеграл
S=∫L(q, q׳, t)dt (22.1)
имел наименьшее возможное значение. Функция L называется функцией Лагранжа данной системы, а интеграл (2.1) – действием. Тот факт, что функция Лагранжа содержит только q и q׳, но не более высокие производные, является выражением указанного выше факта, что механическое состояние полностью определяется заданием координат и скоростей».
Расплата за этот научный авантюризм приходит сразу же, как только авторы сталкиваются с механическими системами, для которых функция Лагранжа не существует. Приведём два характерных примера на этот счёт.
В § 22 (сс. 82-86) рассматриваются колебательные системы, включая их работу в режиме резонанса:
«Соответствующее уравнение движения есть
mx״+kx=F(t),
или
x״+ω²x=(1/m)F(t), (22.2)
где мы снова ввели частоту ω свободных колебаний» (конец цитаты).
Заметим, что решение этого уравнения хорошо известно, включая и случай резонансных колебаний. В чём же проблема? А в том, что принцип наименьшего действия, с его аппаратом лагранжианов, в эту задачу не вписывается. И это обрушивает всю концепцию «Механики» Ландау-Лифшица, провозгласившей с первой же страницы универсальность этой методологии и её математического аппарата. Какой же «выход» из этой провальной ситуации находят авторы?
С. 82:
«В этом случае наряду с собственной потенциальной энергией kx²/2 система обладает ещё потенциальной энергией U(x, t), связанной с действием внешнего поля, … –∂U/∂х есть внешняя «сила», действующая на систему в положении равновесия и являющаяся заданной функцией времени; обозначим её как F(t). Таким образом, в потенциальной энергии появляется член –хF(t), так что функция Лагранжа системы будет
L=mv²/2–kx²/2+хF(t).
…Рассмотрим имеющий особый интерес случай, когда вынуждающая сила тоже является простой периодической функцией времени с некоторой частотой γ:
F(t)=fcos(γt+β).
…В случае так называемого резонанса, когда частота вынуждающей силы совпадает с собственной частотой системы, … получим
х=аcos(ωt+α)+(ft/2mω)sin(ωt+β). (22.5)
Таким образом, в случае резонанса амплитуда колебаний растёт линейно со временем… Энергия системы, совершающей вынужденные колебания, разумеется, не сохраняется; система приобретает энергию за счёт источника внешней силы… Передача энергии … определяется квадратом модуля компоненты Фурье силы F(t) с частотой, равной собственной частоте системы» (конец цитаты).
Что же получается в итоге? Ньютонова механика даёт следующее, математически строгое, решение задачи об осцилляторе в режиме резонанса (здесь исчезающе малыми гармониками колебаний пренебрегаем; начальную фазу колебаний считаем нулевой).
Если F(t)=fcos(ωt) – внешняя вынуждающая сила, то
х=(ft/2mω)sin(ωt) – координата с линейно возрастающей во времени амплитудой,
v=dx/dt=(ft/2m)cos(ωt) – скорость резонансного процесса,
mv²/2=(f²t²/8m)cos²(ωt) – кинетическая энергия осциллятора с квадратично возрастающей во времени амплитудой,
mω²х²/2=(f²t²/8m)sin²(ωt) – потенциальная энергия осциллятора, с квадратично возрастающей во времени амплитудой,
mv²/2+mω²х²/2=f²t²/8m – полная энергия осциллятора, возрастающая квадратично во времени.
А что представляет собой придуманная авторами учебного пособия «потенциальная энергия –хF(t)», которая должна была бы под внешним воздействием появиться в системе в виде кинетической энергии? Согласно решению задачи:
–хF(t)= –(f²t/4mω)sin(2ωt).
По своей математической форме это – колебание на удвоенной частоте собственных колебаний системы, с линейно возрастающей во времени амплитудой. Физического же смысла в этой математической конструкции нет. Но таков уж «фирменный стиль» Ландау: главное – выставить на всеобщее обозрение «внешне красивую» формулу, не озабочиваясь тем, что на поверку она может оказаться «физической абракадаброй».
Авантюрность общего замысла Ландау становится особенно заметной в задачах с диссипативными потерями, для которых функция Лангранжа не существует. Как поступают авторы «Механики» в этом случае?
С. 100:
«…Уже нельзя утверждать в общем случае, что ускорение движущегося тела является функцией лишь от его координат и скорости в данный момент времени, т.е. не существует уравнений движения в том смысле, какой они имеют в механике. Таким образом, задача о движении тела в среде уже не является задачей механики».
Это прямое признание авторов данного пособия в том, что написанный ими курс механики является лишь разделом лагранжевой механики, которая такие задачи, как на затухающие колебания и вынужденные колебания при наличии трения (не говоря уже о задачах с гироскопическими эффектами и вихревыми процессами) решать не способна.
Ну, и, наконец, упомянем о полном конфузе «ландавшицкой механики» в попытке решить задачу на прецессию вращающегося волчка (сс. 141-142):
«Закон сохранения момента достаточен и для определения более сложного свободного вращения симметрического волчка… Одновременно с прецессией сам волчок равномерно вращается вокруг собственной оси. Угловые скорости обоих этих вращений легко выразить через заданную величину момента М и угол наклона θ оси волчка к направлению М. Угловая скорость вращения волчка вокруг своей оси есть просто проекция вектора Ω на ту ось… Для определения же скорости прецессии надо разложить вектор Ω по правилу параллелограмма вдоль оси волчка и направления М».
Поскольку авторы принимают прецессирующий волчок за замкнутую систему, то ненулевую угловую скорость прецессии им неоткуда вывести (позаимствовать), кроме как из угловой скорости вращения волчка вокруг своей оси. Видимо, у авторов пособия не было в детстве такой игрушки, как волчок, не говоря уже о возможности увидеть в действии прецессирующий гироскоп. Иначе они убедились бы, что угловые скорости прецессии и собственного вращения волчка между собой кинематически не связаны и векторно складываться друг с другом не могут. И тогда у них не фигурировал бы в формуле (33.4) на с.142 совершенно абсурдный результат: при угле наклона оси волчка к вертикали 90° угловая скорость вращения волчка вокруг своей оси якобы становится равной НУЛЮ!!!
Итак, следует заключить, что лагранжево-гамильтонов формализм (основанный на векторно-тензорном математическом аппарате), постулируя линейную независимость как самих проекций вектора положения тела на вещественные оси координат, так и частных производных по этим проекциям от динамических характеристик с размерностью энергии (лагранжиана и гамильтониана), и имеющий существенно ограниченную (случаями замкнутых или приводимых к замкнутым систем) область применения, отнюдь не вправе претендовать на роль основного (тем более, безальтернативного) методологического инструмента современной теоретической физики,
Но физики-теоретики (заведомо игнорируя либо оговаривая, но тут же «забывая» о наличии ограничений на область применения этого инструмента) используют лагранжево-гамильтонову методологию и её математический аппарат в качестве универсальных методов и средств исследования любых динамических систем. Пример этому и даёт «Механика» Ландау-Лифшица, целиком изложенная с позиций лагранжево-гамильтонова формализма и в таком виде выдержавшая уже пять изданий и переизданий.
Свидетельством некоего запоздалого «момента прозрения» можно считать полемическое высказывание Ландау, о котором упоминает (осуждающий его за это высказывание) В.Царев (Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, Москва) в статье, опубликованной в журнале «Успехи физических наук» (Октябрь 1992 г., Том 162, № 10, с.66):
«Поспешные и категоричные негативные суждения столь же опасны, как и положительные. Классическим примером может служить оценка перспектив метода Лагранжа — Гамильтона в теории элементарных частиц, данная на конференции в Киеве в 1959 году крупнейшим советским теоретиком Л.Д.Ландау, который заявил, что лагранжиан "мёртв и должен быть похоронен со всеми подобающими ему почестями"».
Возможно, Ландау и внёс бы существенные коррективы в свой ставший уже достаточно известным «Курс Ландау по физике», если бы не автокатастрофа 1962 года, лишившая его работоспособности. Его соавторы (и редакторы) по десятитомному курсу теоретической физики самостоятельно пойти на это, конечно, были не способны, а, главное, не очень в этом и заинтересованы: ведь основная ответственность за качество учебного пособия по-прежнему лежит на Ландау, тогда как «дивиденды» от стереотипных (или с минимальными поправками) переизданий получают они.

В связи с этим встаёт также вопрос о квалификации и личной ответственности ведущих математиков страны, в первую очередь, Осипова Ю.С. и Садовничего В.А., в течение более двадцати лет стоявших во главе академической и вузовской науки и допустивших переиздания «Механики» Ландау-Лифшица в неизменном виде в 2001, 2004, 2007 и 2012 годах. Ясно, что руководителями науки и образования в нашей стране была в этом вопросе проявлена высшая степень непрофессионализма и безответственности!
По тому, как болезненно и даже агрессивно реагируют на критические замечания в их адрес представители «официальной» науки и образования, создаётся впечатление, что они искренне полагают, будто защищают «настоящую науку» (но себя в ней, конечно, в первую очередь) от «вражеского нашествия». Приведём характерные примеры такой реакции со стороны руководства РАН, редакции журнала «Успехи физических наук», а также ректора МГУ имени Ломоносова.
«26 февраля 2008 года, Российская Академия наук, Институт общей физики им. А.М.Прохорова, №11219-9311-220. Ответ на обращение Петрова А.М. в адрес Администрации Президента Российской Федерации.
«Уважаемый г-н Петров,
Ваше обращение в адрес Администрации Президента Российской Федерации передано в Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН. В соответствии с общепринятой в научном сообществе практикой оценки работ, Ваша работа передана на рецензию экспертной группы ИОФ РАН…
Зам. директора ИОФ РАН (подпись) В.Г.Михалевич».
Из рецензии Экспертной группы Института общей физики РАН:
«Уважаемый господин А.М.Петров!
Ваше письмо вместе с Вашим научным эссе “Кватернионные тайны космоса”, изданным в издательстве “Спутник+” в 2007 г., поступило на экспертизу в Институт общей физики РАН…
Как следует из оглавления Вашей брошюры общим объёмом 61 стр., большую её часть (стр. 3-50) занимают критические замечания в адрес широко известных учебников по общему курсу физики и по теоретической физике. При этом опровергается ряд фундаментальных положений как классической, так и квантовой физики, послуживших основой для конкретных технических приложений. Хотелось бы особо остановиться на том обстоятельстве, что опровергаемые Вами фундаментальные положения многократно применялись для конкретных инженерных расчётов. Более того, в большинстве других известных монографий по теоретической физике критикуемые Вами положения воспроизводятся практически без изменений. Получается, что все авторы этих многократно переиздававшихся учебников оказались глупее Вас.
Например, эмоционально критикуемый Вами “сомнительный постулат” со стр. 10 из тома 1 (“Механика”) курса теоретической физики Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшица, присутствует практически во всех учебниках по естественным наукам – это т.н. “принцип детерминизма”. Вам очень не понравилось положение о том, что одновременным заданием всех координат и скоростей в какой-то момент времени можно в принципе предсказать дальнейшее движение механической системы… Вы заявляете, что “аппарат лагранжианов, гамильтонианов, принципа наименьшего действия и законов сохранения … не годится для анализа резонансных систем”…
Хотелось бы особо отметить, что вышеприведённые элементарные разделы стандартного университетского курса многократно проверялись не только авторами учебников, но и студентами и аспирантами при подготовке к экзаменам. Поэтому, если бы аппарат лагранжевой или гамильтоновой механики давал сбои при рассмотрении такого элементарного примера, как раскачка осциллятора внешней силой, то это обстоятельство было бы немедленно обнаружено…».
Короче говоря, основной смысл ответа такой: «не считайте других глупее себя, и шагайте в ногу со всеми!»…
Подумалось: ну, что ж, есть ведь ещё и академические периодические издания, включая возглавляемый (на 2008 год) нобелевским лауреатом по физике В.Л.Гинзбургом. Не заинтересуются ли там, наряду с обсуждениями на страницах научного журнала других актуальных вопросов, фактом грубых ошибок в учебной литературе для студентов физических специальностей?
Как выяснилось, не заинтересовались.
«Российская академия наук, Редакция журнала “Успехи физических наук”, № 192/2008, 15 апреля 2009 года, А.М.Петрову.
Глубокоуважаемый Автор!
Редколлегия журнала УФН не может опубликовать Вашу работу “К проблеме аксиоматической адекватности описания движения в физическом пространстве” по двум причинам.
Во-первых, получен отрицательный отзыв (отзыв приложен).
Во-вторых, по мнению редколлегии, Ваша работа носит слишком общий философский характер и написана в стиле, не принятом в УФН. Вы сами легко в этом убедитесь, посмотрев, например, последние выпуски нашего журнала…
От имени и по поручению редколлегии журнала “Успехи физических наук”
Зам. главного редактора академик РАН (подпись) О.В.Руденко».
«Рецензия на статью А.Петрова "К проблеме аксиоматической адекватности описания движения в физическом пространстве".
Данная работа претендует на формулировку якобы сложившегося за многие годы (и даже за последние столетия) методологического кризиса в физике и математике, источником которого согласно автору является узкий корпоративный интерес научной элиты, стремящейся сохранить руководящую роль в процессе научного познания. Ни по тематике, ни по тональности и стилю, не говоря уже об обоснованности делаемых утверждений, данная статья не заслуживает опубликования в журнале УФН.
Содержание статьи представляет собой мешанину иногда справедливых, но в большинстве случаев ошибочных, критических замечаний в адрес многих учебных пособий, которые основаны на неправильном толковании отправных принципов и на поверхностном анализе их соответствия с экспериментальным материалом науки и практикой применения в современной технологии. Современные монографии по теоретической физике не предназначены для объяснения наивных школьных головоломок, а их продуктивность доказывается успехами физики микро- и макромира, которые не умещаются в рамки обыденного человеческого восприятия. То, что популяризация этих успехов часто носит неадекватный характер, не означает существования методологического кризиса в современной физике, а если элементы последнего и имеются в последние годы, то они выходят очень далеко за рамки преподносимого автором материала. Данная статья не заслуживает опубликования» (без подписи).
Риторический вопрос: ну, а хотя бы «иногда справедливые … критические замечания в адрес многих учебных пособий» не заслуживают того, чтобы на них адекватно отреагировать «подсказкой-рекомендацией» ответственным лицам о необходимости принять меры к исправлению грубых ошибок, подобных имеющимся в университетском учебном пособии Ландау-Лифшица?
«2 июля 2010 года, Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Управление научной политики и организации научных исследований, исх.№09-14а/23.
Уважаемый Анатолий Михайлович!
Направляю Вам отзыв на брошюру-монографию «Реактивная динамика открытых систем (резонанс, вихреобразование, гироскопия, электромагнетизм)», подготовленный старшим научным сотрудником Научно-исследовательского института механики МГУ Лохиным В.В.
И.о. проректора МГУ (подпись) С.Ю.Егоров».
«Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, НИИ механики МГУ, исх. №65-3/201 от 28.06.2010:
Отзыв на брошюру-монографию А.М.Петрова “Реактивная динамика открытых систем (резонанс, вихреобразование, гироскопия, электромагнетизм)”. – М.: Изд-во «Спутник+», 2010. – 52 с.
(отзыв приводится полностью, за исключением вступительной фразы, – примечание А.П.).
…Работа имеет полемический дискуссионный характер, автор формулирует критические, но неверные замечания в адрес известных учебных пособий, серьёзных научных монографий и знаменитых учёных, физиков-теоретиков. Однако, рассуждения автора содержат элементарные логические ошибки, ведущие к заблуждению.
Например, на стр. 12-13 обсуждаемой брошюры правильные формулы о (постоянной) угловой скорости прецессии свободно вращающегося волчка (Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учебное пособие. Для вузов. В 10 томах, т.1. Механика, 5-е изд.: 2001, с. 142) вызывают удивление автора, что свидетельствует о его полном непонимании решения простейшей задачи о вращающемся волчке. И после этого автор заявляет, что “важно понимать, что физике сегодняшнего дня неизвестно, что такое прецессия вращающегося волчка”. Налицо яркий пример научного шарлатанства, когда грубый обманщик и невежда выдаёт себя за знатока, обладающего большими знаниями и тонким пониманием обсуждаемых вопросов (С.И.Ожегов, Н.Ю.Шведова. – Толковый словарь русского языка, Изд-во “Азъ”, 1992 г.).
Аналогичные “обсуждения” физических теорий заполняют и последующие страницы рецензируемой брошюры. И после этого делается вывод о том, что “физике сегодняшнего дня неизвестно, что такое энергия, вихреобразование, электрический заряд” и т.д. В целом, предлагаемая автором публикация никакой научной ценности не представляет.
Старший научный сотрудник НИИ механики МГУ
Кандидат физ.-мат. наук (подпись) В.В.Лохин. 17.06.2010.
Подпись тов. Лохина удостоверяю.
Зав. канцелярией НИИ механики МГУ (подпись, круглая печать НИИ механики МГУ)».
Как видно, уважаемый Виктор Антонович Садовничий не смог найти ни в своей семье (с чем я к нему неофициально и обращался), ни в университете с его Институтом механики в придачу, математика, способного квалифицированно разобрать, что называется, «по косточкам» присылаемые мною работы. Поэтому ответить поручил лингвисту, числящемуся в Институте механики МГУ математиком, но ответить так, чтобы раз и навсегда отучить автора писем и монографий от вредной привычки отвлекать от дела занятых людей, с чем тот блестяще и справился.
Правда, автор не отказал себе в удовольствии отправить В.А.Садовничему ещё одно письмо, уже официальное, как должностному лицу. Приведу из него только фрагмент:
«Видимо, читая брошюру второпях, “между делом”, оппонент не заметил, что так глубоко задевшие его слова (к которым он в своём коротком отзыве обращается дважды), а именно: “важно понимать, что физике сегодняшнего дня неизвестно, что такое энергия”, – это цитата. Произнёс эти слова в одной из своих знаменитых “Фейнмановских лекций по физике” Нобелевский лауреат, почему-то не посчитавший для себя зазорным публично признаться в незнании одного из тех предметов, которым была посвящена лекция.
Кстати, в 3-ем параграфе брошюры, эпиграфом к которому послужили эти слова Р.Фейнмана, указан и первоисточник: Р.Фейнман и др. Фейнмановские лекции по физике. Вып. 1. Современная наука о природе. Законы механики. Изд.5-е. – М.: Изд-во ЛКИ, 2007, с. 74.
Со своей стороны, автор брошюры лишь посчитал возможным отнести слова Р.Фейнмана и к другим, пока ещё не менее загадочным для науки, физическим явлениям и, соответственно, понятиям о них. Причём о том, что “науке пока неизвестно, что такое электрический заряд” или, скажем, “каков механизм вихреобразования”, пишут многие авторы, включая больших учёных. Так что это вовсе не тайна, и упрекать автора брошюры в её “разглашении” нет оснований. Поэтому остаётся открытым лишь вопрос о прецессии волчка.
Subscribe

  • О новых исследованиях сверхтекучести.

    " Ещё более странно сверхтекучая жидкость реагирует на вращение сосуда, в котором она находится. Если начать вращать сосуд с обычной жидкостью,…

  • (no subject)

    Узнал что умер Олег Акимов. Это колоссальная, невосполнимая утрата.. Но, мало того, на его сайте sceptic-ratio/narod.ru была серьезная библиотека с…

  • Дорога в ад (9)

    В прошлый раз мы с вами получили хотя бы некоторое представление о том оружии и тех участниках боевых действий, начавшихся в ночь подрыва…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments