MENU

 

Яндекс.Метрика

 

             

Физика

Порядок вещей, или Осознание знаний.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Читайте, думайте, возражайте, спорьте,
но никогда не соглашайтесь с маразмом и абсурдом,
даже если так думает официальное большинство!
Человек существо социальное, но не стадное!

 

11. ВЫВОДЫ ИЗ АНАЛИЗА ФИЗИКИ  ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.

11.1 Три свойства материи, определяющие явление инерции.

Как будет показано в следующей главе 11.2, основная и единственная вещественная сущность природы - материя имеет 6 свойств:  

1. Движение (скорость);

2. Напряжение (сила);

3. Упругость (восстановление после деформации);

4. Преобразование напряжение–движение (инерция).

5. Длительность преобразования напряжение–движение (физическая основа времени), обеспечиваемая отрицательной обратной связью преобразования.

6. Разумность (сознание).

Здесь же мы подведём итог физической сущности явления инерции, т.е. преобразования напряжение-движение или взаимодействия, которое непосредственно связано с тремя свойствами материи. Это напряжение, которое возникает при нарушении безраздельной локализации материи в пространстве с мерой тесноты – силой; движение с мерой скоростью и преобразование напряжение-движение, т.е. взаимодействие с мерой энергией. Последнее из перечисленных свойств материи, а именно преобразование напряжение-движение и обеспечивает явление инерции.

Спор о реальности сил инерции в физике длится уже много лет. С одной стороны силы противодействия, которые проявляются во взаимодействии тел в соответствии с третьим законом Ньютона реально существуют, что легко подтверждается любым динамометром. Но с другой стороны неуравновешенное движение осуществляется в отсутствие противодействующих тел и соответственно теоретически в отсутствие противодействующих сил. В связи с этим силы инерции в современной физике считаются фиктивными, т.е. несуществующими силами.

Существует довольно распространённое сегодня мнение, что инерция есть реальное внешнее противодействие ускоренному движению тел со стороны мировой материальной среды. Но для этого по третьему закону Ньютона с внешней стороны мировой среды должна быть своя мировая среда второго порядка и так до бесконечности. При этом вопрос о физическом смысле самой инерции нисколько не проясняется, а лишь прячется в бесконечности за бесконечным количеством передаточных звеньев инерции из глубины бесконечности.

   Однако пока мы не упрёмся в реальную опору вне зависимости от 3-го закона Ньютона, никакой инертности мы не получим, т.к. даже бесконечная цепочка пустых опор вся будет пустая. А без 3-его ЗН наполнить её инертностью может только самостоятельный закон природы "инерция" (инертность), т.е. именно врождённое природное свойство материи, которое мы и обозначаем, как закон инерции. Поэтому нет никакой необходимости искать инерцию ни в бесконечном делении материи, ни в её бесконечных разновидностях.

Есть единственная разновидность материи и её врождённое свойство инерции. Остаётся только установить механизм врождённого явления инерции, который не противоречит ни реальному противодействию в соответствии с третьим законом Ньютона, ни силам инерции, которые несмотря на свою фиктивность, реально влияют на на изменение состояния движения материи. И такой механизм вполне реально существует, даже на уровне современных знаний о природе.

В физике известен принцип Аристотеля - природа боится пустоты. Однако в реальной действительности всё происходит ровно наоборот. Природа боится тесноты. В соответствие с этим принципом две единицы материи не могут занимать одно и то же пространство, что и является физической основой взаимодействия материи. Сначала встречное относительное движение тел, претендующих на общее пространство преобразуется в напряжение-силу, которая является мерой тесноты. А затем природа ликвидирует тесноту, с помощью обратного преобразования напряжения в новое движение.

Хотя сила и является причиной образования движения, но движется во взаимодействии вовсе не сила. Сила исчезает ровно в той мере, в которой она преобразуется в движение и наоборот, исчезнувшее движение преобразуется в силу. Естественно, что исчезнувшее движение не может двигаться, превратившись в силу, а исчезнувшая сила перестаёт быть силой, превратившись в движение. Таким образом, напряжение и движение это взаимоисключающие понятия. При этом одновременно присутствующие во взаимодействии ещё не подвергшиеся преобразованию напряжение и движение создают эффект обычных движущихся сил и эффект реальности фиктивных сил инерции.

Поскольку напряжение преобразуется в движение и обратно, непосредственно методом прямого замещения, без промежуточных сущностей и в одно и то же время, то сам акт преобразования напряжения в движение принципиально мог бы осуществляться мгновенно, т.е. безынерционно и соответственно без энергии, т.к.  энергия – это мера инерции (взаимодействия). Но поскольку с появлением движения в это же мгновение исчезает и соответствующая часть напряжения, то перепад напряжение–движение ослабевает. Это воспринимается нами, как инерционное противодействие движению. При обратном преобразовании увеличивающийся перепад напряжения сдерживается и преодолевается ещё неизрасходованным движением, что воспринимается нами, как инерционная поддержка движения.

Таким образом, формируется отрицательная обратная связь, которая растягивает процесс во времени с коэффициентом регулирования, равным ускорению, что и есть инерция, мерой которой является энергия (см. гл. 1.2.1.). Длительность этого процесса является физической основой искусственно изобретённой человеком равномерной вселенской шкалы времени, в качестве единицы её измерения (гл. 11.2.). 

И это не просто наше голословное предположение. Физическая сущность свойства материи преобразование напряжение-движение, т.е. инерции отражена в достоверно установленном законе Бернулли для несжимаемой жидкости (m * V2 / 2 + Р * V = const).

Объём неизменного массового элемента в неразрывном потоке несжимаемой жидкости остаётся неизменным. Поэтому, когда поток жидкости встречает на своём пути сужение трубопровода, что эквивалентно столкновению тел, давление и соответственно сила напряжения перед сужением увеличивается. При этом увеличивается потенциальная энергия (Р * V). Далее потенциальная энергия в полном соответствии с принципом боязни тесноты реализуется в движение массового элемента жидкости внутри сужения, что сопровождается увеличением его кинетической энергии (m * V2 / 2) и одновременным уменьшением силы и соответственно давления на сужении. На выходе из сужения происходит обратный процесс.

Но это и есть не что иное, как физика преобразования напряжение-движение. При этом взаимоисключающие свойства массы напряжение и движение обеспечивают явление инерции, а также законы сохранения массы, импульса и энергии. Правда, сужение трубопровода оказывает реальное прямое сопротивление движению жидкости. Однако оно компенсируется при расширении трубопровода, что в отсутствие трения точно так же, как и в явлении инерции не оказывает никакого реального сопротивления всему потоку жидкости в целом.

Таким образом, Бернулли, сам того не подозревая, фактически открыл закон взаимосвязи двух свойств материи - движения и напряжения, который представляет собой третье свойство материи: преобразование напряжение-движение или явление инерции. Причём, как это ни странно, об этом до сих пор не подозревает и вся современная физика, которая ошибочно связывает явление инерции с первым законом Ньютона, в котором какие-либо реальные силы, определяющие взаимодействие и соответственно явление инерции, отсутствуют.

Однако если безраздельной локализации материи в пространстве ничто не препятствует, что соответствует первому закону Ньютона, то состояние массы и всех её свойств, а не только движения, не изменяется. Это полностью соответствует дословному переводу термина «инерция», как «бездействие», и первому закону Ньютона. Однако никакой инерции в её традиционном понимании, как удержание массы в своём текущем состоянии движения в первом законе Ньютона нет.

Термин «удержание» связан с понятием «действие». Но поскольку в отсутствие нарушения локализации массы в пространстве её текущему состоянию ничто не противится, то нет никакой необходимости и удерживать это состояние. В этом и состоит сущность бездействия первого закона Ньютона. А вот при нарушении безраздельной локализации материи в пространстве проявляется свойство материи преобразование напряжение–движение, которое и есть инерция, определяемая вторым законом Ньютона.

На первый взгляд второй закон Ньютона с его реальной силой противоречит понятию инерции, т.к. силы инерции являются фиктивными, т.е. несуществующими силами. Однако это кажущееся противоречие, связанное с условно-академической классической моделью неуравновешенного движения. В этой модели общее скалярное напряжение взаимодействия искусственно разделяется на два разных и разнонаправленных вектора силы. При этом вектор, направленный против неуравновешенного движения приложен к ответному телу. Естественно, что для ускоряемого тела этот вектор является фиктивной силой инерции.

Классическая модель неуравновешенного движения академически вполне оправдана, т.к. хотя второй закон Ньютона и определяет величину общего скалярного напряжения взаимодействия, но выражает он это напряжение через каждую отдельно взятую массу взаимодействия. Однако при этом общее скалярное напряжение одновременно превращается в движение сразу всех масс, участвующих во взаимодействии.

Это реально ограничивает энергию преобразования напряжение-движение каждой ускоряемой массы, что и создаёт иллюзию реального вектора силы, направленного против ускоряемого движения. А поскольку в академической модели неуравновешенного движения этот реальный вектор направлен на ответное тело, то для ускоряемого тела он является фиктивным вектором силы инерции. Но фиктивным он является только как вектор.

А реальный эффект, хотя и виртуального противодействия движению, основано на вполне реальном расходе скалярного напряжения при его превращении в движение и наоборот, что создаёт отрицательную обратную связь преобразования напряжение-движение, которая замедляет разгон и торможение движения с реальным ускорением. Это замедление с конечным ускорением и создаёт эффект инерционного противодействия движению.

Таким образом во взаимодействии формируется реальный эффект инерционного противодействия изменению движения без искусственных академических векторов сил, которые могут напрямую разгонять и тормозить движение только искусственно вырванных из реального взаимодействия тел. Это и есть причина появления в физике фиктивных сил инерции искусственно заменяющих реальный расход скалярного напряжения взаимодействия на движение взаимодействующих тел и наоборот.

Причём эти академические нюансы классической модели неуравновешенного движения в учебниках физики не разъясняются, что приводит к двойственному пониманию сил инерции в современной физике (см. гл. 1.1.), в соответствии с которым фиктивные силы инерции приводят к вполне реальным серьёзным поломкам и износу механизмов и травмам людей. Вот и спорят до сих пор даже маститые академики, которые, как и все мы учились по академическим моделям, о реальности или фиктивности сил инерции.

Таким образом, классических фиктивных сил инерции в природе действительно нет, но поскольку абсолютно все эффекты явления инерции обусловлены реальными законами взаимодействия, определяющимися третьим свойством материи преобразованием напряжение-движение, то все вполне реальные силы во всей Вселенной по своему физическому смыслу являются силами инерции.

Многие современные авторы всё больше склоняются к электромагнитной природе всех взаимодействий, в том числе и инерции, которая лежит в основе всех без исключения взаимодействий любой природы. Однако базовым понятием явления инерции во всех без исключения теориях остаётся связь между силой любой природы с противодействием изменению движения, выражающемся в невозможности его мгновенного изменения, т.е.  с бесконечным ускорением. Но это и есть не что иное, как врождённое свойство материи преобразование напряжение-движение.

Причём есть все основания считать, что это базовое для явления инерции свойство имеет механическую природу, т.к., исходя из материалистических позиций, все поля любых видов взаимодействий должны передавать свои воздействия посредством своих материальных носителей, т.е. механически. Поэтому врождённое свойство материи инерция или преобразование напряжение-движение лежит в основе любых взаимодействий, в том числе и электрических.

Кроме врожденных сил инерции в природе очевидно существует ещё и механизм инерции поэлементной поддержки в виде реальных внутренне-внешних сил, которые напрямую создают противодействие и поддержку движению подобную врождённым силам инерции. Однако физической основой этого механизма в любом случае является врождённый механизм инерции. Механизм инерции поэлементной поддержки легко объяснить, если взаимодействующие тела представить в виде совокупности элементарных масс материи.

На первом этапе взаимодействия в напряжение сначала превращается движение внутренних по отношению к центру взаимодействия элементов материи-массы взаимодействующих тел. При этом, как только появляется первое же напряжение, в то же самое мгновение исчезает и движение, которое в это напряжение превратилось. Однако приостановленная элементарная масса тут же получает новую порцию движения от движущейся за ней ещё не остановленной элементарной массы, что реально поддерживает совместное движение всего тела в целом, препятствуя его торможению.

На втором этапе взаимодействия при разгоне тел всё происходит ровно наоборот. Как только напряжение превращается в движение внутренней по отношению к центру взаимодействия элементарной массы, оно тут же и в такой же степени исчезает. Однако эта масса тут же начинает взаимодействовать с ещё не получившей движение внешней массой. При этом вполне реальная сила взаимодействия отнимает часть движения у первой массы, а их общее совместное движение естественно замедляется, что препятствует разгону всего тела.

Тем не менее, внешними эти вполне реальные силы инерции поэлементной поддержки являются только для отдельно взятых элементарных масс, образующих взаимодействующие тела. Для системы взаимодействующих тел в целом эти силы являются внутренними силами. Поэтому в качестве внешних сил для замкнутой системы взаимодействующих тел, состоящих из элементарных масс, эти силы, как и во врождённой инерции являются фиктивными.

Если предположить существование мировой материальной среды, то вся Вселенная в целом в принципе является единой замкнутой системой, несмотря на её возможную бесконечность. Однако для взаимодействий внутри отдельных систем макротел сопротивление мировой материальной среды по типу инерции поэлементной поддержки можно считать внешним.

Более того, сопротивление среды, по всей видимости, играет если и не теоретически определяющую, то количественно преобладающую роль в формировании инерционного сопротивления, т.к. весь мир всегда больше любой его части. О преобладающем количественно сопротивлением среды свидетельствует огромная разница сил в разных видах взаимодействия одной и той же материи с одной и той же массой.

Например, гравитационная постоянная определяет огромную разницу сил инертного и гравитационного взаимодействия одних и тех же масс. А поскольку материя и соответственно врождённое свойство материи преобразование напряжение-движение у всех одинаковых масс одни и те же, то остаётся предположить, что эту разницу может обеспечивать только разное сопротивление среды, которая, безусловно, участвует во всех видах взаимодействий.

Силы прямого внешнего сопротивления, оказываемого ускоренному движению материальных тел со стороны мировой материальной среды в отличие от классических фиктивных сил инерции мы условно называем истинными силами инерции, т.к. они реально отбирают энергию у взаимодействия макротел.  Силы инерции поэлементной поддержки внутри самих тел назовём Ньютоновскими силами инерции. Эти два вида инерции, наряду с врождёнными силами инерции и обеспечивают явление инерции в целом.

С учётом составляющей силы инерции в виде прямого сопротивления мировой материальной среды, элементы которой покидают зону взаимодействия физических тел, полное противодействие физическим телам, взаимодействующим между собой на макроуровне, завершается во внешнем открытом пространстве на уровне элементов мировой материальной среды, далеко за пределами взаимодействующих тел.

Поэтому все законы природы, проявляющиеся во взаимодействии физических тел, полностью, т.е. идеально выполняются только с учётом всех элементов материи и мировой материальной среды, участвующих во взаимодействии.

 

11.2. Всеобщие инварианты

В. А. Ацюковский в статье «Фундаментальные проблемы метрологии» предлагает модернизацию системы СИ на основе трёх инвариантов природы:

«Для того чтобы в определении состава основных величин, являющихся исходными для всех остальных физических величин, не было бы произвола, необходимо выбрать их на основе всеобщих физических инвариантов, т. е. категорий, изначально присутствующих абсолютно во всех физических структурах, явлениях и процессах. Несложно увидеть, что такими категориями являются не семь, а только три – материя, пространство и время, поскольку все предметы и структуры материальны, все они находятся в общем пространстве и все явления, и процессы протекают во времени. Исключений здесь нет. Поэтому размерности этих величин – масса как мера количества материи, длина как мера пространства и время могут и должны являться исходными основными величинами для всех остальных физических величин. Такие же величины, как Ампер (мера силы тока), кандела (мера силы света), градус Кельвина (мера температуры) и моль (мера количества единиц вещества) не являются всеобщими и поэтому должны быть изъяты из основных величин и переведены в разряд производных величин. Однако для этого нужно выявить их физическую сущность и в соответствии с нею установить их размерность в основных единицах».

Ацюковский безусловно прав. Мы лишь хотим на основе анализа предыдущего материала дать определения основным инвариантам в соответствии с их физическим смыслом насколько это сегодня возможно. Начнём с определения самой природы или Вселенной, с которой и связаны все существующие сегодня в физике инварианты:

                                                            

Вселенная (мир, мироздание, природа, фи́зика (от др.-греч, φύσις — природа)) - это окружающая нас объективная реальность, которая состоит из пустого нематериального пространства или просто пространства и материального пространства или материи.

                                    

А теперь перейдём к определению всеобщих физических инвариантов природы. На первом месте поставим непосредственно осязаемую нашими органами чувств часть Вселенной – материю.

                               

1. Материя или материальное пространство – это объективная реальность Вселенной, данная нам в ощущениях.

 

Новым в этом определении по сравнению с существующим является только ассоциация материи с материальным пространством. Это связано с тем, что материя имеет объём и, следовательно, занимает часть общего пространства (объёма) Вселенной. Казалось бы можно назвать материю вещественной реальностью. Но это было бы тавтологией, т.к. вещество – это ничто иное, как структурное материальное образование, строительным материалом которого, т.е. «глиной», из которой слеплено вещество является та же самая материя. Мы не знаем доподлинно, что такое материя. Однако – это бесспорно объёмное образование природы, из чего мы и будем исходить в дальнейшем.

Материя и пустое пространство – это равноправные компоненты природы. Но для нас существенным отличием материи от пространства является тот факт, что материю мы можем ощущать органами чувств непосредственно, в то время как о пространстве мы можем судить только косвенно по относительному расположению всё тех же непосредственно осязаемых нами материальных образований. По этому единственному для нас критерию можно заключить, что материя - это сплошное материальное пространство без неосязаемых нами пустот. А пространство – это пустоты между материей или внутри материи, которые мы ощущаем, как относительное расположение материи в своих внешних или внутренних границах.

В свою очередь существование понятия материального пространства без пустот и понятия пустот вне материального пространства позволяет предположить существование сплошных первичных элементов материи (ПЭМ). Очевидно, в условиях непрерывных соударений полая структура может быть объёмно и структурно неустойчива. Поэтому в процессе соударений должны образовываться сплошные ПЭМ без внутренних пустот.

Далее