Аннотация: Анализ теоретических положений о некоторых особенностях движения как явлении природы и его роли в динамическом контактном взаимодействии.
Вадим Сыромясский, к.т.н.
О природе движения
Эссе
Исаак Ньютон заявил категорически: "Гипотез я не измышляю". Если сделать акцент на слове "гипотез", то можно заключить, что ученый отвергает метод научного предположения. Если же строже подойти к словам "не измышляю", то можно понять, что при формулировке основных законов природы автор избегает бездоказательных, построенных на "измышлении" предположений. И только так нужно это понимать, имея в виду, что Ньютон неоднократно прибегал к гипотетическим моделям, строил предположения, которые затем часто отбрасывал. Приведенная фраза, которая пошла гулять по свету вырванной из контекста, изложенного ученым по поводу недоступности познания природы гравитации: "Причину же этих свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю. Все же, что не выводится из явлений, должно называться гипотезой, гипотезам же метафизическим, физическим, механическим, скрытым свойствам не место в экспериментальной философии".
"Всё движется, всё изменяется".
Откровение древней философии
Движение как явление природы
Движение как таковое есть способность субъектов природы самопроизвольно изменять координату своего присутствия в пространстве. Реальное физическое тело, обладая определенным объёмом, вытесняет этот объём в теле пространства подобно тому, как реальный субъект вытесняет часть в общей массе воды. Исходя из целостного представления о массе пространства и находящегося в нём тела, можно утверждать, что тело движется относительно своего предшествующего места в пространстве.
По определению Ньютона, "место есть часть пространства, занимаемая телом, и по отношению к пространству бывает или абсолютным, или относительным. Часть пространства, - говорит Ньютон, - а не положение тела и не объемлющая его поверхность. Для равнообъемных тел места равны, поверхности же от несходства формы тел могут быть и неравными". Поступательное движение тела относительно места его пребывания можно представить себе как перемещение на плоскости его проекции. При этом силуэт рассматриваемого тела будет выглядеть как сплошное пятно или фигура, состоящая из точек, находящихся на жесткой связи. В соответствии с этим взаимодействие движущихся тел можно будет рассматривать как столкновение сплошных масс или как волну последовательных смещений точек, находящихся на динамической связи.
Движение по природе своей абсолютно и принадлежит исключительно физическому субъекту - носителю.
Носителем движения может быть как материальный, так и не материальный субъект природы. Например, твердое, газообразное, жидкое или всякое другое по своему состоянию тело. Но, возможно и бестелесное проявление: точка в пространстве, тень на плоскости, зрительная ось и тому подобное.
Движение как процесс или явление природы характеризует состояние объектов и субъектов и измеряется единой универсальной величиной - скоростью перемещения. Любое изменение в природе порождено движением: изменение координаты в пространстве, ускорение процесса, изменение объёма и протяженности, изменение температуры, внутриатомные процессы, молекулярные связи - перечень, не имеет предела. Прародителем движения, очевидно, надо считать взрыв и последующее расширение объёма вещества. Примером тому может служить процесс расширения Вселенной.
Материальные (физические) тела, представляющие единую неделимую массу или совокупность материальных точек на связи, с энергетической точки зрения характеризуются показателем количества движения p = mv. Этот показатель принадлежит исключительно физическому телу - носителю движения, но выявлен, как и всякий другой показатель, может быть с помощью другого тела с заранее известными параметрами.
Таким образом, состояние движущегося в пространстве физического тела определяется его массой и совокупной скоростью составляющих его точек. Принадлежащий исключительно физическому телу импульс движения p = mv является величиной векторной. Это свойство ему придаёт скорость, унаследованная одновременно всеми материальными точками тела.
При взаимодействии (соударении) тела обмениваются волнами деформации, порожденными динамическим контактом, которые при отражении от свободной поверхности деформируемого тела трансформируются в сплошное его растяжение.
Именно волна растяжения на заключительном этапе динамического контактного взаимодействия сообщает всем точкам тела единую скорость и тем самым перемещение тела в целом с новой скоростью в координатах пространства. Независимо от того, с какой относительной скоростью сближаются тела, плоскость встречи для каждого станет непреодолимым препятствием, скорость которого при динамическом контакте равна нулю для каждого. В результате количество движения, которое передаст ударник своему визави, будет определяться величиной скорости ударника в целом относительно плоскости встречи.
Процесс соударения (взаимодействия) протекает во времени и пространстве тел и характеризуется величиной времени взаимодействия tу. Время распространения волны деформации (волны напряжения) в пространстве ударяемого тела зависит от скорости звука для данной среды, которая, в свою очередь, зависит от упругости, плотности, сплошности среды и ряда других показателей.
То есть, скорость восприятия энергии движения ударяемым телом не зависит напрямую от скорости ударника, а косвенно определяется регулятором процесса, функцию которого выполняет скорость звука для данной среды, а также суммой повторных импульсов, порожденных волнами отражения в теле ударника.
В результате детального рассмотрения всех фаз динамического воздействия, сопровождающих процесс соударения движущихся тел, приходим к заключению, что все они по природе своей абсолютны.
Необходимость в категории относительности движения возникает лишь при рассмотрении конфигурации схемы взаимного расположения и ожидаемого взаимодействия физических тел в свободном пространстве. Но как только возникает ситуация динамического контактного взаимодействия, необходимо возвращаться к сюжету абсолютных физических воздействий и противодействий.
Теория относительности, освобождённая от присутствия абсолюта, не дееспособна и иллюзорна.
В мироздании господствует пространство. Время - лишь вспомогательный инструмент для осознания себя и окружающего мира со стороны нашего воображения.
Относительная скорость одного тела по отношению к другому в зависимости от принятых систем отсчета, может принимать бесчисленное множество значений, в то время как в объёме рассматриваемого тела абсолютно ничего не происходит. Значит, относительное движение следует рассматривать как косвенный показатель состояния системы материальных точек, не состоящих на связи. Анализ поведения материальных точек на связи возвращает нас к понятию абсолютного движения.
Принципиальные выводы и заключения.
Движением материальной точки или реального физического тела называется способность их самопроизвольно (без внешнего воздействия) изменять координату своего присутствия в пространстве.
Движение как таковое возникает, исчезает, или изменяет направление, мгновенно, как только волна растяжения распространяется на всю протяженность тела.
Как свидетельствует теория динамических контактных взаимодействий, всякому изменению движения предшествует волна сжатия - растяжения, движущаяся со скоростью звука для данной среды. Волна деформации, длина которой не кратна протяженности тела, не может вызвать изменения его движения, вызывая лишь его гармонические колебания относительно точек покоя, принадлежащих телу.
Время задержки между приложением динамического импульса и фактическим изменением скорости движения тела характеризует его свойство, которое принято называть инерцией или временем реакции динамического взаимодействия.
Справедливость изложенных выводов легко обнаруживается экспериментально с помощью тензометрических датчиков, встроенных в пространство взаимодействующих тел.
О некоторых компромиссах теории движения
?1. Выдержка из текста учебного пособия для физических специальностей вузов, И.Е. Иродов, "Основные законы механики", М. Высшая школа, 1975.
"Третий закон Ньютона: "Всякое действие тел друг на друга носит характер взаимодействия. Две материальные точки (!) действуют друг на друга с силами, равными по величине и направленными в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей эти точки, т.е.
F12 = - F21.
Здесь предполагается, что обе силы равны по величине в любой момент времени независимо от движения точек. Это утверждение соответствует ньютоновскому представлению о мгновенном распространении взаимодействий - предположению, которое носит название принципа дальнодействия классической механики. Согласно этому принципу взаимодействие между телами распространяется в пространстве с бесконечно большой скоростью. Иначе говоря, если изменить положение (состояние) одного тела, то сразу же можно обнаружить хотя бы очень слабое изменение во взаимодействующих с ним телах, как бы далеко они не находились.
Сейчас мы знаем, что в действительности это не так - существует конечная максимальная скорость распространения взаимодействий, которая равна скорости света в пустоте. Поэтому третий закон Ньютона (а также второй) имеет определенные пределы применимости. Однако при скоростях тел, значительно меньших скорости света, которыми имеет дело классическая механика, оба закона выполняются с очень большой точностью.
Законы Ньютона являются основными законами классической механики. Они позволяют, по крайней мере, в принципе, решить любую механическую задачу; кроме того, из них могут быть выведены и все остальные законы классической механики".
?2. Выдержка из пособия для физиков - теоретиков Л.Д. Ландау и Е.М. Лившиц "Механика", М. Наука, 1965.
"Тот факт, что потенциальная энергия зависит только от расположения точек в один и тот же момент времени, означает, что изменение положения одной из них мгновенно отражается на всех остальных; можно сказать, что взаимодействия "распространяются" мгновенно. Неизбежность такого характера взаимодействий в классической механике тесно связано с предпосылками последней - абсолютностью времени и принципом относительности Галилея".
?3. Выдержка из текста Р.Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс "Фейнмановские лекции", М. "Мир", 1976.
"Все физические законы отличаются своим абстрактным характером. Закон сохранения энергии - это теорема о величинах, которые нужно вычислить и сложить, не думая о причине этого; точно также и великие законы механики представляют собой количественные математические закономерности, о внутреннем механизме работы которых данных нет. Почему мы можем пользоваться математикой для описанных законов, не зная их причины? Никто этого не знает. Мы продолжаем идти по этой дороге, потому что на ней всё еще происходят открытия.
... Одна из важнейших характеристик силы - её материальное происхождение, и это свойство как раз нельзя считать определением. Ньютон привел еще одно правило, касающееся сил: силы между взаимодействующими телами равны и противоположны, действие равно противодействию. И это правило, оказывается не совсем верно. Да и сам закон F = ma не совсем верен; будь он определением, мы должны были бы утверждать, что он точно верен всегда, а на самом деле это не так. Любое простое высказывание является приближённым. Сколько бы вы не настаивали на точном определении силы, вы его никогда не получите".
?4. Выдержки из текста М.Гарднер "Теория относительности для миллионов", М. Атомиздат, 1965.
"Классическая физика - физика Исаака Ньютона - показала, что если вы находитесь внутри равномерно движущегося тела, скажем в вагоне поезда, закрытом со всех сторон так, что не виден проносящийся мимо пейзаж, то не существует такого механического эксперимента, с помощью которого вы могли бы доказать, что движетесь".
"Вне сферы действия теории относительности, имеющей дело только с инерциальными системами, все же можно говорить о скорости света как о некоем абсолютном пределе. Однако теперь это следует выразить по-иному: нет такого способа, который позволил отправить сигнал от одного материального тела к другому со скоростью, превышающей световую. Понятие "сигнал" используется здесь в широком смысле этого слова. Оно включает в себя любой тип причинно-следственной связи, позволяющей переслать какое-либо сообщение. Если сообщение закодировать и отправить с помощью радио или радара, то оно дойдет со скоростью света. Никакой другой тип энергии не сможет обеспечить более быструю передачу этого кода".
"Формула, выражающая соотношение между массой и энергией, как это теперь известно каждому, такова
E = mc2,
где E - энергия; m - масса, c2 - квадрат скорости света. Эйнштейн получил это выражение из своей специальной теории относительности. Из этой формулы видно, что чрезвычайно малое количество массы способно освободить чудовищное количество энергии".
Об основных законах классической механики
Классическая механика Ньютона имеет дело с твердыми телами, и даже более того, с абсолютно твердыми телами, игнорируя переходные процессы, связанные с механизмом трансформации энергии движения от тела к телу, а так же пространственные формоизменения тела в послеударный период.
Учитывая современный уровень знания, формулировки основных законов механики, которым присвоено имя Ньютона, не должны восприниматься как истина в последней инстанции. Их роль в становлении теории и практики велика и неоспорима, но ко времени требует определенного переосмысления.
Основополагающими постулатами (аксиомами) классической механики были представления о абсолютно твердом теле и мгновенном усвоении импульса движения - принцип дальнодействия. Элементарная логика и данные о волновой природе распространения динамического импульса в пространстве взаимодействующих тел не приемлют упомянутых теоретических допущений. В соответствии с этим возникают сомнения в достоверности всех трех теоретических положений, презентованных как законы природы.
Закон 1.
Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменять это состояние.
Предмет рассмотрения и связанные с ним события физического понимания воспринимаются, скорее, как мысленный эксперимент, который не может быть воспроизведен в реальных условиях. Не ясно, посредством чего тело удерживало себя в состоянии движения и как оно "продолжает удерживаться". Что являют собой силы, которые понуждают изменять динамическое состояние тела? Что касается "прямолинейного и равномерного движения тела", то оно с точки зрения логики практически не осуществимо, поскольку в пространстве господствует гравитация в виде усредненного силового поля и локального воздействия больших и малых масс. В силу изложенных соображений мы вынуждены признать, что отпущенное на волю свободное тело всегда будет двигаться криволинейно и неравномерно. А представленный на рассмотрение закон является теоретическим допущением, действительным для данного случая.
Закон 2.
Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.
Ньютон в разделе "Математические начала натуральной философии" своим законам предпослал следующие определения:
1. Количество материи (масса) есть мера таковой, устанавливаемая пропорционально плотности и объему.
2. Количество движения есть мера такового, устанавливаемая пропорционально скорости и массе (p=mv).
3. Приложенная сила есть действие, производимое над телом, чтобы изменить его состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения. Сила проявляется единственно только в действии и по прекращении действия в теле не остается. Тело продолжает затем удерживать свое новое состояние вследствие одной только инерции. Происхождение приложенной силы может быть различное: от удара, от давления, от центростремительной силы.
4. Врожденная сила материи есть присущая ей способность сопротивления, по которой всякое отдельно взятое тело, поскольку оно предоставлено самому себе, удерживает свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
Рассмотрим особо одну из формулировок, приведенных И.Е.Иродовым в его учебнике "Основные законы механики": "Произведение массы материальной точки на ее ускорение равно действующей на нее силе, то есть, ma=F". Спрашивается, каков смысл этой величины? С одной стороны, это математический прием определения величины импульса движения (количества движения), который к категории фундаментальных законов природы не относится. С другой стороны, это физическое состояние тела, характеризующее конец акта передачи телу механической энергии. Если сила F, предшествующая изменению количества движения, вызвала это изменение в такой же размерности, как она сама, то налицо конфликт с коэффициентом полезного действия, равным единице.
Суммируя изложенное выше, мы вынуждены заключить, что пресловутую движущую силу нельзя "приложить" в точке или плоскости по той причине, что она не существует в природе. Логика подсказывает, что "действие, производимое над телом, чтобы изменить его состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения", не является одномоментным актом, а являет собой динамический процесс, протекающий во времени и пространстве (объёме). И заключительным аккордом этого процесса выступает изменение импульса движения ускоряемого тела (p=mv).
В действительности при динамическом контакте движущегося тела с неподвижным и внедрении его в пространство последнего возникшая волна деформации способствует переносу импульса движения на весь объем ускоряемого тела, в результате чего ускоряемое тело приобретает новую скорость и испытывает внутренние гармонические колебания.
Выводы.
Действие, производимое над телом, чтобы изменить его состояние покоя или равномерного движения, есть трансформация в его пространство импульса движения путем динамического контакта с ним ускоряющего тела или воздействия внешнего силового поля.
Процесс передачи импульса движения находящемуся в динамическом контакте телу протекает во времени и пространстве и при этом зависит от ряда физических факторов: массы, протяженности, плотности и упругих свойств взаимодействующих тел, а также их относительной скорости.
Приложенным к рассматриваемому телу следует считать импульс движения p=mv, а изменение количества движения тела F=ma - результирующим фактором динамического воздействия и косвенным показателем его эффективности.
Закон 3.
Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе - взаимодействие двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.
Перед обсуждением, попытаемся перевести изложенное положение на язык физики.
Под термином "действие" следует понимать стремление тела, обладающего импульсом движения, внедрятся в пространство другого тела. Вступив в динамический контакт второе тело, в свою очередь, стремится возбудить волну деформации в пространстве визави. Действия каждого из тел локальны и на начальном этапе независимы друг от друга. Инерция двух разнонаправленных масс приводит к возникновению временной прочной связи в области динамического контакта, в результате чего сцепка на время превращается в сплошное тело, в пространстве которого господствуют волны деформации и напряжения, свободно преодолевая плоскость контакта. Но это уже дело волновой теории удара, которая дает достоверную картину действия - противодействия.
В рамках настоящего исследования рассмотрим проблему "действия - противодействия" в несколько ироничном ключе. На большой скорости, как говорится лоб в лоб, сталкиваются "Жигули" и зеленая муха. Плохо конечно мухе! Она отлетает в противоположную сторону и при этом рискует попасть под колеса. "Жигули" в то же время отвечают на не прошенный визит небольшой вибрацией в области динамического контакта и продолжают движение с той же скоростью.
Третий закон механики вызывает наибольшее число противоречий и толкований, что соблазняет каждого нового автора научных публикаций дать свою интерпретацию закона. Рассмотрим толкование, которое может быть признано как одно из наиболее противоречивых.
Д.Б.Мэрион ("Физика и физический мир", М., 1975): "Если тело 1 действует на тело 2 с какой-либо силой, то тело 2 действует на тело 1 с равной противоположно направленной силой. Таким образом, любая сила всегда встречается в паре с равной по величине противодействующей силой F12 = -F21".
Для логики вещей остается непонятным, как и почему при сбалансированных силах (действиях по Ньютону) тела разлетаются в разные стороны.
Тот же Мэрион рассуждает о применимости третьего закона: "Третий закон не может применяться в тех случаях, когда для передачи действия силы требуется конечное время. Но передача всех основных сил в природе происходит за конечное время; следовательно, третий закон выполняется совершенно строго только в том случае, когда взаимодействующие тела находятся в состоянии покоя; при этом не происходит изменений сил, и представление о времени передачи воздействия оказывается ненужным".
Заключение
Автор настоящего эссе далек от мысли докучать корифеям науки зловредными вопросами и сеять сомнения о глубине их познания предмета. Главной заботой и желанием автора было показать, что никакое глубокое и авторитетное исследование не является истиной в последней инстанции, а лишь окном для дальнейших углубленных познаний.
"Ньютон, прости меня" - писал Эйнштейн в конце жизни. "В твое время ты нашел тот единственный путь, который был пределом возможного для человека величайшего ума и творческой силы". Не далек тот час, когда мы сможем сказать: "Прости нас, властитель умов двадцатого века. Благодаря твоему прозрению мы узнали кое-что новое и приблизились к пониманию того, как устроен мир".
Мартин Гарднер. "Теория относительности для миллионов" ("Атомиздат", 1965, Москва)
В предисловии к сочинению Гарднера сообщается, что его автор может быть отнесен к числу наиболее авторитетных популяризаторов теории относительности. С учетом этого попытаемся сформулировать несколько вопросов, которые возникают по мере осмысления теории. При этом нужно будет признать, что некоторые из этих вопросов сегодня уже будут звучать как риторические.
Вопросы.
?1. Движение. Скорость света.
Гарднер "Вне сферы действия специальной теории относительности, имеющей дело только с инерциальными системами, все же можно говорить о скорости света как о некоем абсолютном пределе. Однако теперь это следует выразить по-иному: нет такого способа, который позволил бы отправить сигнал от одного материального тела к другому со скоростью, превышающей световую. Понятие "сигнал" используется здесь в широком смысле этого слова. Оно включает в себя любой тип причинно-следственной связи, позволяющей переслать какое-либо сообщение: посылку физического объекта, например, или передачу любого типа энергии, такой, как энергия звуковых волн, электромагнитных волн, ударных волн в твердом теле и т.д.".
Вопрос. Что дает нам основание отрицать возможность "любого типа причинно-следственной связи", отличного от светового, только потому, что мы его пока не знаем? По Ньютону любое движение порождает действие (внешняя сила). Как известно, движение физического тела в пространстве Ньютон представлял себе как изменение координаты его (места) в пространстве. Передача энергии движения внутри физического тела реализуется через параметры плотности и упругости. Волна деформации (напряжений) при этом ограничивается скоростью звука для данной среды.
Гарднер. "В этой книге мы используем слово "свет" для обозначения любого типа электромагнитного излучения, так как это слово короче. Свет - волновое движение. Думать о таком движении, не думая одновременно о материальном эфире, казалось физикам прошлого столь же абсурдным, как думать о волнах на воде, не думая о самой воде".
Фридрих Энгельс. Анти-Дюринг. "Движение есть форма бытия материи. Материя без движения так же немыслима, как и движение без материи. Движение не может быть создано, оно может быть только перенесено".
Итак. Если свет - это движение, то логика вещей требует назвать его причину, которая может быть только больше своего следствия. Если свет, на поверку, имеет постоянную и предельную скорость, то для этого тоже должны существовать привходящие обстоятельства. Не вдаваясь в подробности возникновения волны излучения, можно по аналогии с материальным телом предположить, что она есть возмущение существующего во Вселенной единого результирующего силового поля, обладающего ничтожной массой и высоким градиентом упругости. И по аналогии со скоростью звука в материальной среде можно предположить, что ограничителем скорости электромагнитной волны служит предел упругости поля. Тогда с полной определенностью мы можем утверждать, что скорость 300000 километров в секунду является предельной для данного типа излучения. А скорости, превышающие этот показатель, оставим для будущих поколений исследователей.
В связи с изложенным, фантазии с ракетами, летящими на околосветовой скорости, представляются несколько надуманными. Все говорит о том, что пределом скорости будет служить не растущая масса разгоняемого объекта, а масса и энергетический ресурс ускорителя. До массовых скоростей, в какой-то степени близких к скорости волны излучения, дело не дойдет.
Нам также придется отказаться от красивой легенды астрономии о том, что мы можем наблюдать свет (электромагнитное излучение) от звезд, которые уже давно прекратили свое существование.
Если для разгона элементарной частицы до скорости, близкой к световой, понадобился грандиозный коллайдер, то для разгона до той же скорости, скажем, бильярдного шара, понадобится ускоритель, масштабы которого трудно вообразить.
?2. О "безотносительности" скорости света.
Гарднер. "Если выстрелить из движущегося реактивного самолета по направлению его движения, то скорость пули относительно Земли будет больше, чем скорость пули, выпущенной из ружья на Земле. Скорость пули относительно Земли получается сложением скорости самолета и скорости пули. В случае же света скорость пучка не зависит от скорости предмета, которым свет был испущен. Этот факт был убедительно доказан экспериментально в конце девятнадцатого и начале двадцатого века, и с тех пор неоднократно подтверждался. Последняя проверка производилась в 1955 году советскими астрономами, использовавшими свет от противоположных сторон вращающегося Солнца. Один край нашего Солнца всегда движется к нам, а другой - в противоположную сторону. Было найдено, что свет от обоих краев приходит к Земле с одинаковой скоростью".
Обычное заблуждение! Скорость пули относительно среза ствола будет одна и та же, независимо от того, производится ли выстрел из движущегося самолета или внутри наглухо закрытого вагона поезда. По той простой причине, что для предмета выброса скорость орудия всегда равна нулю. То же относится и к световому излучению: скорость света не зависит от того, движется или находится в покое "предмет, которым свет был испущен". NB: передовые советские астрономы в 1955 году наглядно подтвердили очевидный факт: скорость света не зависит от движения излучателя в пространстве.
Рассмотрим пример распространения волны деформации (напряжения) в упругой среде. Возьмем два упругих стальных стержня, прижатых торцами друг к другу, и нанесем удар по торцу левого стержня. По телу стержня побежит волна упругой деформации, без искажения преодолеет плоскость контакта с правым стержнем и затем отразится от его свободной границы. При этом скорость рассматриваемой волны не будет зависеть от того, покоятся ли контактирующие стержни или совместно испытывают линейные перемещения в свободном пространстве. Вибрация крайней плоскости тандема стержней вызовет в окружающем воздушном пространстве продольно-поперечную волну расширения, которая будет восприниматься как объемная звуковая волна.
Можно себе представить, что волна электромагнитного излучения формируется по аналогичному сценарию.
Если это так, то у нас нет оснований думать, что свет (видимая часть излучения) - это феерический поток фотонов, в свободном полете преодолевающих пространство.
Налицо два принципиально отличных вида движения, непосредственно не связанных друг с другом.
Самопроизвольное перемещение в пространстве физического объекта, получившего и усвоившего импульс движения от внешней причины. В соответствии с законами механики такой объект (тело) движется в пространстве равномерно и прямолинейно и при отсутствии внешнего притока энергии бесконечно долго.
Движение (перемещение в пространстве) фронта сферической волны расширения силового электромагнитного поля принципиально отличается тем, что требует непрерывного притока энергии. Как только выключается генератор высокочастотных колебаний, волна расширения прекращает свое существование. Как видим, в данном случае носитель энергии излучения покоится, а в теле силового поля пространства возникает волна возмущения, несущая в себе импульс движения. Как известно, этот импульс впервые экспериментально обнаружил русский ученый Лебедев.
Сомнения о возможности существования силового поля, в котором формируется волна расширения, должны быть отброшены - существует же вездесущее поле гравитации, которое может быть обнаружено в вакууме и в любой материальной среде.
В связи с изложенным, представляется некорректным присвоение свойств излучения свободному движению в пространстве материальных объектов типа снарядов, ракет и космических кораблей. Свет, электромагнитная волна, не может быть показателем свободного движения в пространстве материальной субстанции и, тем более, накладывать ограничения на предельную скорость ее перемещения в пространстве. Скорость света - не более как стабильный эталон, который мы стремимся использовать в случае больших скоростей материальных объектов в свободном пространстве. От того, что наступила ночь, график движения самолетов не изменяется.
В мире вещей присутствуют образы - фантомы конкретных реальных деталей и физически явлений: тени, звуки, очертания, изменения уровня сигналов и тому подобное. Нематериальные знаки вещей участвуют в процессе движения и выполняют собственную физическую функцию носителей информационной энергии.
Рассмотрим подробнее формулу Эйнштейна, проливающую свет на количество энергии, которое заключено в определенной массе:
Е = mc2.
Имея в виду обезличенность массы в формуле и точки (сферы) приложения скорости C2, можно утверждать, что речь идет о возможном высвобождении энергии при аннигиляции определенной массы вещества. При этом остается открытым вопрос, каково атомарное содержание подвергнутой преобразованию массы вещества. Возникает вопрос, куда девается высвобожденная энергия и как, в конечном счете, она материализуется? Если по условиям мысленного эксперимента часть массы разгоняемого космического аппарата преобразовалась в энергию, то, как это преобразование отразилось на гравитационной массе аппарата и движущей силе реактивных двигателей? Как взаимодействуют энергия излучения по Эйнштейну и энергия свободного перемещения тела в пространстве по Ньютону?
Логика вещей понуждает нас признать, что присутствие в формуле энергии величины C2 является противоправным: теория относительности категорически запрещает чему-либо в этом мире двигаться со скоростью, превышающей световую. То есть, энергия, полученная в соответствии с формулой, является фиктивной, поскольку скорость света для любой массы принципиально является не достижимой.
? 3. О противоречиях формулы энергии.
Мартин Гарднер пишет:
"Когда ракетные двигатели ускоряют космический корабль, часть энергии идет на увеличение релятивистской массы корабля. Когда энергия сообщается кофейнику путем нагревания (при этом ускоряются его молекулы), содержимое кофейника действительно весит немного больше, чем прежде... Эти увеличения и уменьшения массы так бесконечно малы, что они никогда не учитываются в обычных физических расчетах. Однако это превращение массы в энергию совсем не ничтожно, когда взрывается водородная бомба!
Взрыв бомбы - это мгновенное (?!) превращение в энергию массы материала бомбы. Энергия, излучаемая Солнцем, имеет подобное происхождение. Вследствие огромной силы тяжести на Солнце газообразный водород внутри него находится под столь большим давлением, что атомы водорода сливаются, превращаясь в гелий. В этом процессе некоторое количество массы превращается в энергию.
Формула, выражающая соотношение между массой и энергией, как это известно теперь каждому, такова:
E = mc2,
Где E - энергия; m - масса; с2 - квадрат скорости света. Из этой формулы видно, что чрезвычайно малое количество массы способно освободить чудовищное количество энергии".
Вопросы, возникшие при анализе текста и формулы:
"Мгновенное превращение" - это действие, превышающее скорость света?
Каков физический смысл квадрата скорости света в формуле энергии, если учесть, что мощное излучение в результате высвобождения энергии при ядерной реакции есть следствие этой реакции, а не наоборот?
Скорость света - константа. Значит, по формуле, объем перспективной энергии прямо зависит от массы? С другой стороны, "мгновенное" высвобождение энергии должно повлечь за собой сверхскоростное изменение количества терпящей преобразование материи. Тогда как быть с инерцией, прославленной Ньютоном способностью материи противится всякому изменению движения?
Масса в формуле обезличена, и нет каких-либо указаний на необходимость ее активизации. Получается, что "чудовищное количество энергии" можно получить как с одного килограмма урана, так и из килограмма картошки?
?4. О проблеме "наглухо закрытого вагона".
Популяризатор теории относительности Мартин Гарднер писал:
"Классическая физика - физика Исаака Ньютона - показала, что если вы находитесь внутри равномерно движущегося тела, скажем, в вагоне поезда, закрытом со всех сторон так, что не виден проносящийся мимо пейзаж, то не существует такого механического эксперимента, с помощью которого вы могли бы доказать, что вы движетесь.
Специальная теория относительности - это шаг вперед от классической относительности Ньютона. Она говорит, что помимо невозможности обнаружения движения поезда с помощью механического эксперимента невозможно также обнаружить это движение с помощью оптического эксперимента, точнее, с помощью эксперимента с электромагнитным излучением. Кратко специальная теория может быть выражена так: невозможно измерить равномерное движение каким-то абсолютным способом".
Но не все так безнадежно, господа. Из физики известно, что гравитация не экранируется. Она пронизывает все мыслимое пространство в виде локальных пучностей гравитационного поля вокруг массивных тел и в виде распределенного результирующего поля Вселенной. То есть, в какой бы точке пространства ни находился ваш космический замкнутый в себе аппарат, внутри у него неизменно присутствует поле гравитации. Если при этом в ваших руках окажется не сложный индикатор гравитации, то с его помощью по изменению уровня гравитации можно определить движемся ли мы в принципе, а по скорости изменения показателя гравитации узнать, с какой интенсивностью мы движемся. Определенным образом исхитрившись, очевидно, можно будет определить, куда мы движемся. При этом следует заметить, что все наши действия не будут противоречить теории относительности.
*************************************
Мысли по поводу
Закон - незаконнорожденный сын гипотезы.
Гипотеза - это триумфальная арка для торжественного входа в любую новую теорию.
Теория и мать ее гипотеза - неразлучная пара познания.
Здоровый юмор - индикатор здравого смысла.
Сосредоточив все свое внимание на неведомом, можно построить еще более фантастическое неведомое.
Ноябрь 2010.
Аннотация. Анализ теоретических положений о некоторых особенностях движения как явлении природы и его роли в динамическом контактном взаимодействии. Иллюстрация - обложка книги автора "Проблемы механики".