2. Объекты и типы: что именно считается «данным»
Я фиксирую объекты теории на уровне, где ещё нет «3D-мира как вещи в себе», но уже есть вычислимая структура.
Полярности янтры L4: P = {p0, p1, p2, p3}.
Симметрии перестановок/отражений: действие Sym4 на полярностях и построенных отношениях.
2.2. Ветвь ориентации и закон знака
Есть фиксированная ветвь pi_fix.
Есть инволюция ветви rev(pi_fix).
Есть знаковая функция m_sign(pi_fix) ∈ {+1, -1}.
Ветвевой закон (не обсуждается, а принимается как жёсткий протокол):A0: rev(pi_fix) => m_sign := -m_sign
Это запрещает «подгонку знаков» через неявный выбор правой/левой тройки.
2.3. Типизация M/R Я развожу два типа (два сектора):
Смысл: я запрещаю неявное смешение того, что потом в L2-распаковке станет (условно) электрическим/магнитным и их дуальностью. Любое «перепутали местами» обязано быть явным и пройти контроль.
3. Минимальная локальность: почему появляется оператор d и почему d∘d = 0 не обсуждается
Как только я говорю «контур», «граница», «обход», я уже обязан заплатить логическую цену: появится носитель локальности и оператор границы/дифференцирования.
Я фиксирую носитель локальности как клеточный/цепной комплекс (дискретный вариант) или как его гладкий аналог (формы). Для строгости в инженерном смысле достаточно дискретного описания.
d0: C0 -> C1 d1: C1 -> C2 d2: C2 -> C3
3.3. Главная структурная аксиома
A6: d1 o d0 = 0, d2 o d1 = 0
Это не «физика». Это определение того, что значит граница. Граница границы равна нулю. Любая теория, в которой это не так, перестаёт говорить про контуры и локальность и начинает говорить про произвольные символы.
4. Дуальность * и рождение «вихря» как протокола
Чтобы из «границы» получить «вихрь», мне нужна дуальность, которая связывает разные ранги и типы, и при этом контролируется ветвью.
4.1. Ветвезависимая дуальность Я ввожу оператор:
*_{pi_fix}: Ck -> C(3-k) (в 3D-носителе)
и требую ветвевой закон дуальности:
A7: *_{rev(pi_fix)} = m_sign(pi_fix) *_{pi_fix}
4.2. Вихрь как определение Я определяю вихрь не как картинку, а как оператор:
Gamma_{pi_fix} := *_{pi_fix} o d
Именно эта дефиниция заменяет учебниковый «curl» и выносит знак из тени: при rev(pi_fix) знак вихря меняется строго контролируемо через m_sign.
5. Канонические уравнения поля в корневой форме: dF = 0 и dG = J
Теперь я ввожу минимальный набор полевых объектов (без «материальных законов» и без выбора единиц).
5.1. Поле Я рассматриваю:
F — полевой объект (типизированный, допустимый для применения d)
G — дуальный полевой объект (через Dual и/или *_{pi_fix})
J — источник (заряд/ток в общей форме)
И сразу структурное следствие из A6:
Закон сохранения источника здесь не «добавляется», а вынуждается структурой.
6. Что такое «электростатика» в моём протоколе
Теперь я строго фиксирую статический режим как ограничение на допустимый класс процессов (это важно: «статичность» — часть класса теорий).
Я задаю электростатику как режим, где:
нет временной эволюции наблюдаемых полей (∂/∂t = 0 в L2-проекции);
нет токов проводимости в рассматриваемой постановке (J_vec = 0 в L2-проекции);
остаётся только плотность источника rho (заряд), причём закон сохранения становится тривиальным (∂t rho = 0).
Важно: на корневом уровне я не использую t как фундаментальную координату. «Статический режим» — это условие на проекцию/пайплайн вывода сцены и на допустимые источники, а не утверждение про «время как субстанцию».
7. Гейты электростатики: что должно ловить ошибки (до текста и до «физики»)
Чтобы электростатика была воспроизводимой и не скатывалась в соглашения, я фиксирую минимальный набор QA-гейтов.
ES-G1. Гейт комплекса Проверяет d o d = 0 (в дискретной форме — нулевое произведение матриц инцидентности).
ES-G2. Гейт ветви/знака Проверяет:
*_{rev(pi_fix)} = m_sign *_{pi_fix} => Gamma_{rev(pi_fix)} = m_sign * Gamma_{pi_fix}
ES-G3. Гейт типизации M/R Запрещает смешение типов: Dual и * применимы только там, где это разрешено спецификацией.
ES-G4. Гейт запрета скрытого join Любое «склеивание» идентичностей/узлов/границ обязано быть явным:
ES-G5. Гейт источника Проверяет, что из dG = J следует dJ = 0 и что статический класс источников не нарушает это.
8. Промежуточный итог: что уже неизбежно, а чего ещё нет
В конце главы 1 я фиксирую честную границу результата.
существует локальный оператор d с d o d = 0;
существует ветвезависимая дуальность *_{pi_fix} со строгим законом знака;
вихрь Gamma_{pi_fix} определён как * o d;
канон имеет форму dF = 0, dG = J, и автоматически dJ = 0;
статический режим — это ограничение на класс процессов/источников.
Ещё не сделано (и будет сделано в Главе 2):
Глава 2. Строгая L2-проекция в статике: как из dF = 0 и dG = J неизбежно получаются curl E = 0 и div D = rho
1. Что именно я называю «L2-проекцией» и почему она нужна
На уровне L4 я работаю с типизированными объектами F, G, J и операторами d, *_{pi_fix}, Dual, где знаки контролируются ветвью pi_fix и законом rev(pi_fix) => m_sign := -m_sign.
Но электростатика как инженерный язык живёт в L2 (двухполярности): там есть векторные поля и их производные (div, curl) плюс плотность заряда rho. Чтобы получить эти формы, я обязан ввести операцию проекции:
выбрать представление наблюдаемого слоя (условно: «пространственный срез»),
разложить корневые объекты на L2-компоненты,
определить div и curl не как первичные символы, а как композиции через d и *_{pi_fix}.
Иначе я неизбежно скатываюсь в учебниковое «договорились о знаках».
2. Статический режим как ограничение L2-проекции
В электростатике я фиксирую два условия (как ограничение класса процессов, а не как «физическую веру»):
ES-1 (нет временной динамики L2):
ES-2 (нет токов в рассматриваемой постановке):
Остаётся только плотность rho (источник в статике):
Смысл: во второй корневой формуле dG = J правая часть в статике сводится к «чистому заряду».
3. Как я развожу ранги и компоненты в статике без “3+1” риторики
Чтобы не запутывать читателя лишними конструкциями времени, я делаю минимально необходимое:
беру 3D-носитель локальности (клеточный комплекс или непрерывный аналог) для L2-описания;
использую цепи/коцепи соответствующих рангов;
фиксирую, какие величины относятся к 1-цепям, 2-цепям и 3-цепям.
В дискретной записи это стандартно:
1-цепи (C1) — «рёберные» величины (интеграл по ребру);
2-цепи (C2) — «гранные» величины (поток через грань);
3-цепи (C3) — «объёмные» величины (заряд в ячейке).
Это не «геометрия ради геометрии»; это минимальный носитель, где вообще имеет смысл говорить «граница» и «обход».
4. Определения L2-операторов curl и div как композиций (а не как постулатов)
Теперь — ключевой технический узел: я определяю L2-операторы через d и *_{pi_fix}.
4.1. Вихрь/ротор как оператор
На соответствующем ранге я определяю:
curl_{pi_fix} := *_{pi_fix} o d
Это ровно мой вихрь Gamma_{pi_fix} из Главы 1, просто в L2-языке.
4.2. Дивергенция как дуальная композиция
В дискретной/форменной логике дивергенция — это «дуальный» оператор:
div_{pi_fix} := *_{pi_fix} o d o *_{pi_fix}
(на согласованном ранге; смысл — «взял поток, перешёл дуальностью в рёберное/скалярное, применил d и вернул»).
4.3. Ветвевой контроль знака для curl и div
*_{rev(pi_fix)} = m_sign *_{pi_fix}
следует, что любая формула с curl_{pi_fix} и div_{pi_fix} имеет детерминированное поведение при смене ветви. Это то место, где в обычной записи учебник молчит и прячет знак в «правиле правой руки».
5. Вывод первого уравнения электростатики: curl E = 0
Теперь я показываю, где именно «сидит» электростатический E.
5.1. Где живёт E
В статике электрическое поле естественно живёт как 1-форма (рёберная величина):
Поэтому для него корректен оператор d (дающий 2-форму) и далее * (дающий соответствующий вихрь).
5.2. Структурная половина Максвелла и её статическая распаковка
в статике остаётся та часть, которая относится к «электрическому» компоненту F. Формально: при L2-проекции я получаю закрытость соответствующей компоненты.
В простейшем статическом режиме это даёт:
и, применяя определение curl_{pi_fix} := *_{pi_fix} o d, я получаю:
curl_{pi_fix}(E) = *_{pi_fix}(dE) = 0
То есть первое уравнение электростатики возникает как логическое следствие:
корневого тождества dF = 0,
того, что curl определён как * o d,
и того, что статический режим исключает временные компоненты.
5.3. Никакой «подгонки» знака
Если я переключаю ветвь pi_fix -> rev(pi_fix), то curl меняет знак строго по m_sign. Но нулевое равенство сохраняется. Поэтому уравнение инвариантно, а знак не спрятан в конвенции.
6. Вывод второго уравнения электростатики: div D = rho
Теперь я вывожу уравнение источника в статике.
6.1. Что такое D в моём языке
D — это L2-компонента дуального поля G. Я фиксирую в статике:
G при L2-проекции распадается на ту часть, которая отвечает за «электрический поток»;
эту часть я обозначаю D (индукция/электрическое смещение).
В вакууме или при простой конститутивной связи обычно пишут D = eps E, но это не относится к структуре электростатики как канона: это отдельный слой «материальных соотношений». Здесь я его пока не использую.
6.2. Источник в статике: только rho
Во второй корневой формуле:
То есть L2-проекция источника даёт:
6.3. Дивергенция как распаковка dG = J
На L2-уровне уравнение dG = J превращается в утверждение о дивергенции D:
Поскольку div_{pi_fix} := *_{pi_fix} o d o *_{pi_fix}, а D — соответствующая “потоковая” компонента дуального поля, получаю:
6.4. Закон сохранения здесь встроен автоматически
Применяя d к dG = J, я получаю:
В статике это согласуется с тем, что rho не обязана «исчезать» или «появляться» без токов: любой разрыв сразу был бы отловлен гейтом комплекса.
7. Что я получил в конце главы 2
Я вывел канон электростатики как L2-распаковку корневых формул при статических ограничениях:
curl и div у меня не первичные и не зависят от «правила правой руки» как скрытой договорённости;
они определены как композиции через d и *_{pi_fix}, а знак управляется pi_fix/rev через m_sign.
8. Что остаётся
В Главе 3 я закрою «жёсткость» электростатики:
задам класс допустимых альтернатив C_ES (локальность, первый порядок, линейность, ветвевой знак, запрет hidden join, типизация M/R);
формально введу группу эквивалентных представлений G_repr(pi_fix) именно для электростатики;
покажу, что любая альтернатива либо эквивалентна канону (curl E = 0, div D = rho) через G_repr, либо обязана указать, какой гейт она ломает.
Глава 3. Теорема жёсткости электростатики: почему «альтернативы» либо эквивалентны канону, либо ломают гейты
1. Цель главы и формат утверждения
В главах 1–2 я зафиксировал канон электростатики как L2-проекцию корневых формул при статике:
Теперь я закрываю то, что делает вывод не «пересказом диффформ», а жёсткой аксиоматикой: я определяю класс допустимых теорий электростатики C_ES и доказываю, что внутри этого класса любой честный вариант либо:
сводится к канону через допустимую смену представления (элемент G_repr(pi_fix)), либо
обязан нарушить хотя бы один гейт (локальность, ветвевой знак, D o D = 0, типизация M/R, запрет hidden join и т.п.).
2. Класс допустимых электростатических теорий C_ES
Под «альтернативой электростатики» я понимаю не произвольную фантазию, а строго ограниченную тройку объектов:
D — кандидат на локальный дифференциал/границу первого порядка;
S = *_{pi_fix} — кандидат на ветвезависимую дуальность;
Eq_ES — электростатические уравнения (локальные, линейные, первого порядка) для полей и источников.
Я фиксирую класс C_ES набором условий (гейтов) — это те же принципы, что в общем выводе Максвелла, но заточенные под статику.
ES-C1. Локальность без скрытого join
Все операторы используют только локальную смежность (в дискретной модели — радиус 1 по комплексу/графу). Любое «склеивание дальнего» допустимо только как явно помеченный join_stage с join_id. В противном случае это hidden join и теория вылетает из класса.
ES-C2. Первый порядок
В уравнениях используются только операторы первого порядка: D и S o D (и, где нужно, S o D o S). В качестве базовых кирпичей запрещены вторые производные/вторые разности типа D(D(...)), кроме как в форме структурной проверки D o D = 0.
ES-C3. Линейность на каноне
Уравнения линейны по полям и источникам (E, D, rho) и по их первому производному (через D). Нелинейности — это уже другой класс теорий, и их нельзя выдавать за «альтернативу того же уровня».
ES-C4. Ветвевой знак
Существует ветвь pi_fix и инволюция rev(pi_fix), при которой знак дуальности меняется строго:
*_{rev(pi_fix)} = m_sign *_{pi_fix}, где m_sign ∈ {+1, -1}, и rev(pi_fix) => m_sign := -m_sign.
Следствие: все производные L2-типа (curl, div) меняют знак предсказуемо, а не «по вкусу автора».
ES-C5. Типизация M/R не смешивается
Операторы и поля типизированы: то, что живёт в секторе M, не смешивается с R без явного Dual/*. Любая подмена типов — нарушение.
ES-C6. Структурный закон комплекса
Как только я допускаю «границу/обход», я обязан иметь:
Это не физика, а логическая непротиворечивость понятия границы.
ES-C7. Статический режим
Внутри C_ES я работаю при:
Это фиксирует предмет электростатики: остаётся rho.
3. Группа допустимых преобразований представления G_repr(pi_fix) в электростатике
Чтобы слово «эквивалентна» было строгим, я задаю класс преобразований, которые считаю чисто координатными (не меняют L2-канон при фиксированном pi_fix).
Элемент T ∈ G_repr(pi_fix) — это семейство локальных изоморфизмов по рангам:
T_k: Ck -> Ck (обратимы и локальны)
(G1) Коммутация с дифференциалом
Смысл: я меняю базис/представление на клетках, но не ломаю структуру комплекса.
(G2) Переориентации (знаковые инволюции)
Разрешены R_k со свойством R_k^2 = I и тем же условием согласования с D. Это формализует то, что обычно скрывают как «смена ориентации».
(G3) Сопряжение дуальности
Дуальность может меняться сопряжением:
S' = T_{n-k} o S o T_k^{-1}
но при условии сохранения ветвевого закона:
S'_{rev(pi_fix)} = m_sign * S'_{pi_fix}.
(G4) Сохранение типизации M/R
(G5) Инвариант «no hidden join»
Если T_k использует дальние клетки или скрытую агрегацию, это вне G_repr.
Итого: G_repr(pi_fix) — это разрешённый класс «смены записи», который покрывает базисные/координатные/ориентационные свободы, но запрещает нелокальные магии.
4. Леммы, которые «убивают» альтернативы в классе C_ES
Лемма ES-1. Любой допустимый D в C_ES эквивалентен каноническому d
Если D локален и D o D = 0, то он реализует структуру цепного комплекса. В классе носителей, где определены стандартные инцидентные матрицы (граф/клеточный комплекс), любой такой D отличается от стандартного d лишь локальной перебазировкой/переориентацией, то есть элементом G_repr(pi_fix).
Замечание о строгости (честно, но без уступок): это место, где критик обычно требует явного ограничения класса носителей (регулярные CW-комплексы, стандартные решётки и т. п.). Я фиксирую: в C_ES носитель локальности принадлежит классу, где инцидентная структура определяет корректный клеточный комплекс, и где локальная перебазировка является допустимой.
Лемма ES-2. Ветвевой знак фиксирует S с точностью до G_repr(pi_fix)
Если S не удовлетворяет ветвевому закону, то при смене pi_fix знаки в curl/div перестают быть детерминированными, и теория теряет проверяемость. Следовательно, допустимые S отличаются лишь сопряжением в G_repr(pi_fix).
Лемма ES-3. В статике уравнение curl E = 0 неизбежно (иначе ломается D o D = 0 или локальность)
В классе первого порядка любой «вихрь» есть композиция S o D. Если я пытаюсь сделать в статике уравнение вида:
где K — ненулевой локальный линейный функционал (без источников времени), то я либо:
вынужден ввести дополнительные структуры, которые фактически являются скрытым join (чтобы согласовать K на всех локах), либо
нарушаю ветвевую дисциплину (потому что K должен тоже правильно менять знак при rev(pi_fix)), либо
повышаю порядок (получается не электростатика первого порядка).
Поэтому в C_ES статическое поле без вихревых источников обязано быть замкнутым: dE = 0, значит curl E = 0.
Лемма ES-4. В статике div D = rho — единственный честный способ ввести заряд
Если я постулирую уравнение источника в форме
то применение D к обеим сторонам даёт:
D(D(G)) = D(rho) => 0 = D(rho)
То есть «заряд» обязан удовлетворять структурному условию совместимости с комплексом. Любая попытка встроить rho нелокально (например, rho(x) зависит от далёких значений поля) нарушает локальность и попадает под гейт hidden join.
5. Теорема жёсткости электростатики
Теперь формулирую результат в форме, которую можно вшивать в SPEC/ledger.
Теорема (жёсткость электростатики в классе C_ES). Пусть электростатическая теория задана тройкой (D, S, Eq_ES) и удовлетворяет условиям ES-C1..ES-C7. Тогда существует преобразование представления T ∈ G_repr(pi_fix) такое, что после переноса через T:
оператор D приводится к каноническому d,
дуальность S приводится к *_{pi_fix} (с сохранением ветвевого закона),
уравнения Eq_ES приводятся к канону:
где curl := *_{pi_fix} o d, div := *_{pi_fix} o d o *_{pi_fix} на согласованном ранге.
Иными словами: внутри C_ES нет «другой электростатики». Есть только разные записи одной и той же структуры, либо нарушение гейтов.
6. Один явный «контрпример-альтернатива» и где он ломается
Чтобы тезис не выглядел декларацией, я показываю типовой приём, который часто пытаются выдать за «новую физику», хотя это либо нелокальность, либо скрытая склейка.
Контрпример A: нелокальная поправка к закону Гаусса
div D = rho + α * Laplacian(rho)
(или в дискретном виде — добавляет вторую разность по решётке).
Laplacian(rho) — оператор второго порядка: это нарушение ES-C2 (первый порядок).
В дискретной реализации это почти неизбежно использует «соседей соседей», а часто и дальние зависимости: это риск нарушения ES-C1 (локальность) или превращение в скрытую агрегацию.
Кроме того, если автор не прописал ветвевую дисциплину для каждого дополнительного члена, он ломает ES-C4.
Итог: такая «альтернатива» не является альтернативой электростатики в моём классе. Это другая теория (другой класс допущений), и она должна честно заявить, какой гейт снят.
Контрпример B: “скрытая склейка” в потенциале
E = -grad(phi) + IntegralKernel * rho
где IntegralKernel — интегральный оператор по области.
Это немедленно нарушает ES-C1 (локальность): появляется дальнодействие как базовый кирпич. В моей дисциплине это допустимо только как явный join_stage с join_id, а не как скрытая «подстановка».
7. Что я считаю «достаточно строгим» в плане математики
Я фиксирую границу применимости, чтобы критик не атаковал “не теми” вопросами.
Я работаю в локальном режиме на носителях, где корректно определён комплекс и действует D o D = 0.
Глобальная топология (нетривиальные ко-гомологии, глобальные классы, заряд как класс и т. п.) — это отдельный слой. Он не отменяет канон, но меняет пространство решений (появляются глобально нетривиальные конфигурации).
Материальные соотношения (D = eps E и т. п.) — не часть «аксиоматики вихря/границы», а отдельный конститутивный слой.
8. Финальный вывод всей электростатической трилогии
В строгом классе допущений, который я обозначил как C_ES, электростатика не выбирается и не «подгоняется». Она возникает как:
структурное следствие d o d = 0 (логики границы),
ветвевой дисциплины дуальности *_{pi_fix} и знака m_sign,
и честной L2-проекции без скрытых соглашений.
curl E = 0 и div D = rho — это не эмпирические формулы, а канон, вынужденный структурой.
Любая «альтернатива» либо эквивалентна канону через G_repr(pi_fix), либо должна указать, какой гейт снят (локальность, первый порядок, ветвевой знак, типизация, запрет hidden join).
Вопросы по статье можете задавать в среде ChatGPT, просто вставьте архив и инструкции в первое сообщение чата.
Читайте также:
P. S. Ребята, не стесняйтесь спрашивать! Если где‑то логика показалась вам не совсем прозрачной или захотелось больше деталей — пишите, буду рад разобраться вместе. Мой ответ будет подробным, понятным и по делу. Для меня очень ценно каждое мнение: именно ваши вопросы помогают делать блог лучше. Все ваши комментарии я обязательно возьму на заметку для будущих статей.
Небольшое пояснение для тех, кому это показалось «новой физикой»
Если при первом чтении показалось, что здесь «придумана другая электродинамика» — это не так и одновременно именно так, в хорошем смысле.
В математической физике уже давно существует координатно‑свободная запись уравнений Максвелла в виде двух формул dF=0 и dG=J с оператором границы d и дуальностью (Hodge‑звездой).
В численных методах есть дискретный exterior calculus, где div и curl не постулируются, а определяются как композиции того же d и дуальности на клеточном комплексе.
То, что делается в этой статье, — это не «магия вместо Максвелла», а максимально жёсткая версия той же программы:
берётся стандартная структура d с законом «граница границы = 0»,
вводится явная дуальность и статический режим,
добавляется дисциплина ветви/знака и запрет скрытых склеек (hidden join),
и дальше показывается, что классические формулы электростатики curlE=0 и divD=ρ неизбежно вываливаются как L2‑проекция, а не как набор традиционных «правил».
В этом смысле да, это «новая физика» — но не по предсказаниям, а по логике: не меняются уравнения Максвелла, меняется уровень прозрачности того, какие именно структурные допущения за ними стоят и какие «альтернативы» на самом деле лишь переобозначения.
Вы можете также обсудить этот пост на форуме dxdy: