Никто не отрицает, что все силы во Вселенной рождаются только в составе системы тел. Но при этом никто не отменял и 2-ой ЗН, который применяется для отдельных тел вне системы. А значит и 3-ий ЗН, разделённый на две разные силы, подчиняющиеся 2-му ЗН, некорректно искусственно ассоциировать с системой. Сегодня никто уже точно не скажет, что имел в виду Ньютон в разделе «Закон III», в котором он смешал в одну кучу 2-ой и 3-ий законы, а также ЗСИ. Нам остаётся только догадываться, зачем Ньютон пытался совместить несовместимое. Тем не менее, это так (см. И. Ньютон, Математические начала натуральной философии, Закон III, стр. 41, под редакцией Л.С.Полака, Москва, "Наука", 1989):
«Закон III.
Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.
Если что-либо давит на что-нибудь другое или тянет его, то оно само этим последним давится или тянется.»
Но если речь идёт о разных силах, действующих на разные тела, как записано в определении 3-го ЗН, то это не система тел, а два неуравновешенных движения, каждое в своём направлении, под действием сил, подчиняющихся 2-му ЗН. В этом случае мы не вправе приравнивать разные силы, по 3-му ЗН. Однако далее в разъяснении формулировки якобы 3-го ЗН в современном его понимании, Ньютон говорит уже фактически не о равенстве сил, а о равенстве импульсов, т.е. о ЗСИ.
Читаем у Ньютона:
«Если какое-нибудь тело, ударившись в другое тело, изменяет своею силою его количество движения на сколько-нибудь, то оно претерпит от силы второго тела в своем собственном количестве движения то же самое изменение, но обратно направленное, ибо давления этих тел друг на друга постоянно равны.
…натянутый канат своею упругостью производит одинаковое усилие на лошадь в сторону камня и на камень в сторону лошади…»
Обратите внимание, хотя две силы здесь всё же упоминаются, но речь идёт вовсе не о самом процессе производства движения тел при помощи сил из 2-го ЗН, а о сохранении уже готового движения системы, что характерно исключительно только для ЗСИ, а не для сил из 3-го ЗН. Как уже отмечалось выше, закона сохранения сил в природе не существует. Есть одна общая сила взаимодействия. «Натянутый канат» у Ньютона производит именно «одинаковое усилие», а не одинаковые усилия. Всё это не соответствует 3-му ЗН. Зато это в точности соответствует ЗСИ, который определяет сохранение количества уже готового движения.
Поскольку импульс определяет количество движения, как такового, то любые его выражения через силу, например, в виде импульса силы (P = F * t = m * V), которые в конечном итоге сводятся к необходимым и достаточным условиям определения количества движения (P = m * V), могут быть верны только количественно. Качественно же импульс, как количество уже готового движения с достигнутой скоростью, не пропорционален ни силе, ни времени.
Ошибочно считать, что импульс изменяется со временем в отсутствие процесса преобразования напряжения в движение, даже если он выражен через силу. Это лишь упоминание о прошлой силе, уже преобразованной в движение. При этом сам процесс преобразования характеризуется энергией, а не импульсом. В выражении же (P = m * V = F * t) нет дополнительного условия в виде второй скорости (квадрата скорости) для дополнительного движения по изменению исходного движения. Следовательно, есть все основания считать, что под 3-м законом Ньютон фактически понимал и открыл ЗСИ.
При этом 3-ий ЗН в его современном понимании абсурден. Он описывает противодействие разных сил, приложенных к разным телам, чего не может быть в принципе. Поскольку прикладываются не силы, а тела, то нет двух сил. Есть два тела и одна общая сила между ними, а точнее одно общее скалярное НАПРЯЖЕНИЕ. А направление замедления старого и ускорения нового движения определяет вектор скорости ответных тел.
Конечно же, никаких резиновых мячиков между взаимодействующими телами в реальной действительности нет. Но есть общий физический котёл взаимодействия, в котором варится одна общая для всех взаимодействующих тел сила. При этом вопрос о равенстве несуществующих в природе сил действия и противодействия снимается естественным образом, без феноменологически необъяснимого фиктивного 3-го закона Ньютона.
Одна и та же сила естественно всегда в точности равна самой себе. А природные манипуляторы в виде физического механизма явления упругости на уровне амеров среды доводят действие этой силы до всех взаимодействующих тел в равной степени (см. ниже - механизм формирования сил взаимодействия на основе явления инерции, как врождённого свойства материи и сил инерции, как сопротивления мировой материальной среды в настоящей главе).
Если же вдруг общая сила (напряжение) взаимодействия не всегда в равной степени доводится до взаимодействующих тел, как показали некоторые последние исследования в электродинамике и т.д., то даже в этом случае никакие законы природы ни в коем случае не нарушаются. В этом случае - следует искать «сбои», а точнее законные механизмы в работе передающих манипуляторов, что вероятно и лежит в основе безопорного движения.
Если силы две, вместо одной силы взаимодействия, то они могут быть только виртуальные или абстрактные, т.е. действующие только в одну сторону, без упора с другой стороны. Именно такой абстрактной стрелочкой и являются силы в классической модели неуравновешенного движения (см. выше в начале главы). Реальным же силам всегда нужен упор. При этом две одинаковые силы, упирающиеся с одной стороны друг в друга, а с другой в тела создавали бы между телами двойное по величине напряжение взаимодействия, чего в реальной действительности не наблюдается.
Вот и получается, что в реальной действительности есть ОДНА общая сила, которая действует во все стороны и по всему объёму, как давление в сосуде, что академически обозначается абстрактной стрелкой, ошибочно называемой в классической физике силой. Прикладываются не силы, а тела. А тела не могут прикладываться в точке ЦМ или в точке поверхности тел. Поэтому нет ничего удивительного и противоречивого в том, что силу мы называем напряжением. А поскольку сил в точке реально не бывает, то можно пользоваться одним термином – сила, но в качестве давления (напряжения).
Сила в точке это всего лишь академический приём для упрощения модели неуравновешенного движения и расчётов по ней. Физически же силы равномерно распределяются по объёмной площади массовых элементов каждого тела так, что на каждое тело взаимодействия в целом приходится одинаковая общая сила взаимодействия (см. ниже - механизм формирования сил взаимодействия… в настоящей главе). Именно поэтому скорость и ускорение каждого тела обратно пропорциональны их массе.
Многие современные авторы всё больше склоняются к электромагнитной природе всех взаимодействий, в том числе и инерции, которая лежит в основе всех без исключения видов взаимодействий природы. Однако, как в старых, так и в новых теориях базовым понятием явления инерции остаётся связь между силой любой природы и преобразованием движения. Но это и есть не что иное, как врождённое свойство материи преобразование напряжение-движение.
Причём есть все основания полагать, что это базовое для явления инерции свойство материи имеет именно механическую природу, т.к., исходя из материалистических позиций, все поля любых из известных видов взаимодействий должны передавать свои воздействия посредством своих материальных носителей, т.е. механически. Поэтому врождённое механическое свойство материи инерция или преобразование напряжение-движение лежит в основе любых взаимодействий, в том числе и электрических.
Кроме врожденных сил инерции в природе существует ещё и механизм инерции поэлементной поддержки в виде реальных сил, которые напрямую обеспечивают реальное противодействие и поддержку движению. Однако физической основой этого механизма в любом случае является механизм врождённой 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 для замкнутой системы взаимодействующих тел, состоящих из элементарных масс, эти силы, как и силы 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.
Избыточное напряжение среды в зоне взаимодействия, которая определяет силы взаимодействия, формируемые за счёт среды, играет, по всей видимости, если и не теоретически определяющую, то количественно преобладающую роль в формировании сил взаимодействия в разных типах взаимодействий. Об этом 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 силы взаимодействия, формируемые за счёт среды.
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.
Пустое пространство это объём. Материя также занимает какой-то объём, в том числе и пустого пространства, которое в этом случае является местом, т.е. вместилищем и координатами материи. Значит в природе есть материальный объём, т.е. материальное пространство и нематериальный объём, т.е. нематериальное пространство или просто пустое пространство. В объёме, который занимает сплошная материя, пустоты нет, а в сплошной пустоте нет материи. Значит пространство и материя занимают разные объёмы, которые однако могут быть совмещены, как материя и занимаемое ей место в пустом пространстве.
При этом пустое пространство не препятствует движению и взаимодействию материи между собой, в котором проявляются все её свойства, Материя не взаимодействует с пустым пространством, которое беспрепятственно уступает ей свои объёмы для движения и взаимодействия. При этом пустое пространство занимает освободившиеся в результате движения материи объёмы, а материя занимает новые места в пустом пространстве. В процессе движения материя может вытеснять другую материю со своего места в пространстве.
Материя может перемещаться и в плотном окружении другой материи без наличия свободных пустых мест в пространстве методом замещения. Но это возможно только в жидкой или газообразной материи, которая будет перетекать за корму движущегося тела. Однако свободного движения при этом естественно не получится. Не получится также и движения сквозь дискретную материю, состоящую из твёрдых элементов, без наличия достаточного количества пустого пространства, т.к. замещение твёрдых не изменяющих форму частиц без необходимого простора для манёвра невозможно. А движение сквозь сплошную монолитную материю не возможно в принципе, т.к. замещение в ней нарушает её сплошность.
Таким образом, пустое пространство не только не мешает, но и обеспечивает проявление материей своих свойств, которые проявляются только в движении. Из этой простой логики и будем исходить в наших определениях.
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 просто - 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 является та же самая материя. Мы не знаем доподлинно, что такое материя. Однако - это бесспорно объёмное осязаемое 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 (пустоты безусловно существуют, но в материю мы их не включаем). 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.
Материя имеет 7 основных свойств:
1. Свободное движение с мерой скорость;
2. Напряжение с мерой сила, складывается из удельной силы, приложенной к единице объёмной площади тела;
3. Боязнь тесноты (основа взаимодействия);
4. Упругость (восстановление после деформации);
5. Преобразование напряжение-движение или инерция на основе упругости.
6. Длительность преобразования напряжение-движение, природной основой которой является последовательное, т.е. пошаговое осуществление природных процессов в соответствии с причинно-следственными связями (ПСС), в отличие от нулевой длительности в один шаг безо всяких ПСС. Это физическая основа субъективного человеческого времени, обеспечиваемая отрицательной обратной связью преобразования.
7. Разумность или сознание.
Первое из свойств «движение», которое считается основным свойством материи, это понятие относительное. Оно принципиально не существует в отсутствие других тел. Во всяком случае в отсутствие других тел движение принципиально не обнаружимо. А другие тела, в совокупности с которыми только и возможно само понятие "движение" есть только в составе Вселенной. Следовательно, свойство "движение", как это ни странно для существующего определения, даже не принадлежит самой материи. Движение материи, как собственно и сама материя - это свойство Вселенной. Или как минимум это совместное свойство материи и Вселенной.
Второе и третье в нашем списке свойство материи напряжение и упругость мы ввели из предположения, что ПЭМ неделимы. Однако даже если это не так, то принципиально это ничего не меняет. Напряжение в любом случае является свойством материи, как таковой, на любом уровне её деления. Природа не терпит тесноты и сопротивляется двум или нескольким элементарным объёмам материи, претендующим на одно и то же место во Вселенной, напряжением. А зависимость этого напряжения от размера (геометрии) тесноты - это и есть упругость. Далее, благодаря свойству материи инерции, напряжение преобразуется в движение. При этом восстанавливается неизменное соотношение материального и нематериального пространства во Вселенной, что по нашему мнению является основным Законом Сохранения Вселенной, лежащим в основе Закона сохранения материи и других законов сохранения.
Причём поскольку геометрия тесноты непосредственно связана с деформацией тел при взаимодействиях, то возникает иллюзия, что упругость это не врождённое свойство материи, а способность тел к восстановлению своей структуры изменённой при деформации. Однако по аналогии с инерцией, если врождённого свойства упругости не будет в самой материи, то её не будет и ни в какой материальной структуре. При этом восстанавливать структуру будет некому и нечему. От структуры зависит лишь степень проявления врождённого свойства материи упругости в составе тел от максимально возможного до практически полного демпфирования.
А теперь перейдём к рассмотрению нематериального пространства. Для природы материальное и нематериальное пространство одинаково значимы. А вот для нас материя субъективно ближе, хотя бы по нашим живым ощущениям. Поэтому пространство мы условно-субъективно поставили на второе месте.