Глава ХV. Классификация движения.

       108. Признаки классификации.

       109. Классификация по сложности движения.

       110. Классификация по количеству движения

Литература.

 

Предисловие.

 

       В настоящей монографии получили дальнейшее развитие идеи, изложенные в работе автора «Термодинамика необратимых процессов», которая была опубликована тем же издательством в 1966 г. Развитие пошло по двум направлениям – по линии систематизации имеющихся закономерностей и по линии охвата большего числа разнородных приложений, представляющих практический интерес.

       Очень плодотворной оказалась классификация явлений, позволяющая расположить материал по степени усложнения изучаемого движения. При таком подходе многие новые закономерности, характерные для различных явлений, и четко обозначились пробелы, которые существуют в теории и должны быть восполнены при дальнейшем ее развитии.

       Что касается приложений, то в этом вопросе автор пошел далеко вперед по сравнению с первой работой. Автор показал, что из его общей теории в качестве частных случаев вытекают классическая термодинамика Клаузиуса, термодинамика необратимых процессов Онзагера, теория теплообмена, химическая кинетика, механика и т.д. Таким образом, очень расширился круг практических приложений теории. При этом стали хорошо обозримы рамки, которые ограничивают возможности применения на практике тех или иных известных закономерностей и теорий.

       Показаны перспективы, которые открываются перед теорией теплообмена в связи с возможностью в десятки и сотни раз интенсифицировать перенос теплоты под действием различных степеней свободы, связанных с термической (имеются в виду волновая, электрическая, фазовая и другие формы движения).

       Большое внимание уделяется рассмотрению химической (субстанциональной) формы движения с учетом взаимного влияния различных степеней свободы. Показаны возможности, которые раскрывает перед химией и электрохимией общая теория. Приведены примеры решения различных задач о химических и фазовых превращениях.

       Особенность и сила излагаемой общей теории заключается в том, что на всех этапах ее развития она проверялась экспериментально и внедрялась в практику. Диапазон проверок и внедрений крайне широк – начиная от машиностроительных (металлургических) и кончая биологическими объектами. Например, очень плодотворен и пока мало распространен вытекающий из общей теории метод использования взаимного влияния различных степеней свободы. Он был применен на практике для интенсификации процессов насыщения поверхности стальных изделий углеродом и азотом. В частности, при нагреве образца, покрытого специальной пастой, в поле токов высокой частоты возникает большой градиент температуры, который в сотни и тысячи раз ускоряет процесс диффузии. В результате за 30 сек образуется нитроцементированный поверхностный слой толщиной до 0,3 мм. По обычной технологии на это уходит несколько часов. Нитроцементация существенно ускоряется также под действием градиента электрического потенциала и т.д. Тот же метод позволяет в несколько раз ускорить рост и созревание плодов и растений, увеличить размеры плодов и овощей и т.д.

       При изложении материала особое внимание уделяется выяснению физического существа изучаемых явлений. Математический язык теории ограничен простейшими сведениями из области дифференциального и интегрального исчислений. Таким способом автор надеется облегчить непосредственный контакт с широкими кругами инженерно-технических работников и студентов, которые смогут эффективно использовать аппарат общей теории в своей практической деятельности.

 

 

Глава I. Материя и движение.

 

 

Определение понятий.

 

1. Материя.

 

       Материя представляет собой объективную реальность, существующую вне и независимо от нашего сознания.

       Материя познаваема. Из этого факта мы будем исходить, когда будем строить всю последующую теорию.

 

       2. Движение.

 

       Способом существования материи служит движение (и только движение!). Здесь в скобках особо подчеркнута мысль о том, что движение есть единственная форма, в которой пребывает материя. Глубокий смысл этого утверждения станет ясен из дальнейшего.

       Следовательно, все, что нас окружает, и мы сами, т.е. видимый и невидимый мир, - все это суть движения различного рода. Поэтому должно быть совершенно ясно, что достаточно полно изучить свойства материи можно только в том случае, если найти методы качественного и количественного анализа движения, т.е. установить качественные и количественные законы, которым подчиняется движение.

       Современное естествознание накопило достаточно знаний для того, чтобы можно было сделать необходимые обобщения и выводы. Уже теперь известные опытные факты позволяют найти главные законы, которым подчиняется любое движение, а также проследить за эволюцией движения на определенных этапах его развития.

       Достоверные выводы о свойствах движения невозможно сделать без правильного определения самого понятия движения. Одна из причин того, что до сих пор не была создана достаточно полная теория природы, заключается именно в отсутствии четких и ясных качественных и количественных определений движения. Эта мысль требует дополнительных пояснений.

       Речь идет о том, что движение, как и всякое другое понятие, может быть определено двояко – по отношению к вышестоящим («сверху») и нижележащим («снизу») категориям. Сверху движение определяется как форма существования материи. Это определение хорошо всем понятно и известно уже несколько столетий. Оно характеризует отношение движения к вышестоящей категории – материи.

       Что касается определения движения снизу, т.е. по отношению к нижележащим категориям, то такого определения до последнего времени не существовало. Было даже не ясно, что именно следует понимать под нижележащими категориями. Этот вопрос оставался открытым в течение тысячелетий. Вместе с тем от успешного ответа на этот коренной вопрос решающим образом зависит возможность создания количественной теории движения, охватывающей все сущее.

 

       3. Общая, или единая, теория.

 

       В настоящей монографии ставится задача с качественной и количественной стороны охарактеризовать фундаментальное понятие движения. На этой основе строится здание общей, или единой, теории, охватывающей все формы движения. Из общей теории как частные случаи вытекают все известные теории и законы физики, химии, термодинамики, механики и т.д., если они правильные.

       Общая теория позволяет по-новому взглянуть на многие известные понятия, законы и теории. Некоторые из них исправляются, а некоторые и вовсе отвергаются.

       Универсальность общей, или единой, теории объясняется крайней широтой фундамента, на котором она возведена. Фундамент теории составляет понятие движения, находящееся на уровне философских обобщений. Чтобы превзойти по общности единую теорию, надо встать на позиции, отличающиеся еще большей широтой. Для этого следует дать новое определение понятия материи. Материю требуется охарактеризовать снизу не через движение, а через какие-то более общие категории, из которых движение вытекало бы как частный случай. Но философия не располагает такими возможностями. Пока даже неясно, о чем может пойти речь.

       Материя существует в виде движения, поэтому в дальнейшем мы везде будем говорить только о движении и его свойствах, не подчеркивая каждый раз того факта, что за спиной движения всегда стоит материя.

 

 

Предварительная классификация движения.

 

1. Качественное изменение движения.

 

       Определить понятие движения снизу невозможно без целесообразной классификации. При этом особое значение приобретает классификация, осуществляемая по признаку усложнения (изменения качества) движения. Надо построить лестницу, нижние ступени которой соответствовали бы простейшим, а верхние – наиболее сложным видам движения.

       Не исключено, что в общем случае качественная лестница движения не имеет конца ни с одной из своих сторон. Можно безгранично спускаться по этой лестнице вниз, в сторону упрощающего движения, и безгранично подниматься вверх, в сторону усложняющегося движения. Однако на определенном уровне представлений, например, на котором находимся мы, допустимо условно говорить о некотором наипростейшем (элементарном) движении, ограничивающем классификацию снизу.

       Разумеется, элементарность форм движения нельзя понимать в буквальном смысле максимальной простоты и неделимости этого понятия. На самом деле понятий элементарности является относительным: всякая элементарная форма движения безгранична в отношении возможностей углубления в ее сущность. При этом углублении обнаруживаются не только количественные изменения, но и качественные скачки.

       Таким образом, классификация снизу условно может быть ограничена элементарным движением, а сверху ограничений не имеет. Открывается классификация покоем, при котором отсутствует всякое движение (очевидно, что покой есть частный случай движения). Затем идут элементарное, а также бесчисленное множество других более сложных форм движения.

       Перечислять все эти усложняющиеся формы движения нецелесообразно, ибо смысл их не всегда известен читателю. Вся настоящая книга посвящена изучению различных форм движения, расположенных в порядке возрастания их сложности. Венчается книга обсуждаемой классификацией, которая подводит итоги этого изучения. Для общего знакомства здесь мы упомянем лишь следующие формы движения, взятые из этой классификации.

       Покой. Элементарное движение. Ансамбль форм движения. Изменение состояния системы, или тела. Перенос движения. Диссипация. Взаимодействие тел. Весьма интересна форма движения, соответствующая термодинамической паре. Завершают классификацию кибернетическая и биологическая формы движения, человеческое общество, совокупность земных цивилизаций, внеземные миры и цивилизации и т.д.

       Здесь важно обратить внимание на следующую особенность классификации: она строится так, что каждая последующая сложная форма движения включает в себя все предыдущие, более простые. Это значит, что элементарная форма движения входит в качестве составной части во все остальные. Следовательно, законы, которым подчиняется элементарное движение, обязательны также для всех без исключения сложных форм движения. Отсюда ясно, почему центральное значение приобретает введенное нами понятие элементарной формы движения. Изучение движения начинается именно с нее. В гл. II в это понятие вкладывается определенный физический смысл и приводится его качественная и количественная характеристика.

 

2. Количественное изменение движения.

 

       Классификация будет неполной, если оставить в стороне вопрос о влиянии количества движения на его свойства. Ведь именно изменения количества движения приводят к изменениям его качества.

       По признаку количества движения всю картину мироздания можно подразделить на определенные уровни (ступени). Надо думать, что всего существует неограниченное множество количественных уровней движения. Переход с одного уровня на другой сопровождается качественными изменениями движения.

       Системы, или тела, с которыми нам обычно приходится иметь дело на практике, будем относить к первой ступени макромира и называть макроскопическими. Наблюдаемые космические системы типа звезд с планетами – это вторая ступень макромира, именуемая субмакромиром, или мегамиром. Галактические образования соответствуют третьей ступени макромира. Будем называть ее гигамиром. За гигамиром идет терамир и т.д.

       Первая ступень вниз по количественной лестнице мироздания соответствует микроскопическим системам (микромир). К числу таких систем относятся фотоны, электроны, протоны, атомы и т.д. Вторую ступень микромира будем именовать субмикромиром, или наномиром. К наномиру относятся поля – электрическое, магнитное, гравитационное, термическое и т.д. В этом смысле электромагнитное поле не является полем: оно принадлежит не наномиру, а микромиру. За наномиром должны следовать пико -, фемто -, аттомиры и т.д.

       В настоящее время вниз по лестнице мироздания можно серьезно углубляться только до наномира. Для большего углубления пока что нет никаких фактических данных. Что касается подъема вверх по лестнице мироздания, то уже теперь можно говорить об определенных свойствах гигамиров, а о свойствах терамиров делать известные качественные и количественные предположения.

       Уточнению классификации объектов мироздания по признаку количества движения должны способствовать принципы отторжения и проницаемости, рассмотренные в § 17.

       Для всего дальнейшего принципиально важен тот факт, что элементарное движение встречается на любом уровне количественной картины мироздания. Переход с одного уровня на другой сопровождается качественным его изменением. Но при этом элементарное движение продолжает оставаться элементарным, с него во всех случаях начинается качественная классификация. Без учета и понимания этого факта невозможно осмыслить устройство окружающего мира и создать единую, или общую, теорию.

       Рассмотренные выше качественная и количественная классификации положены в основу изучения движения на различных его уровнях. Начать изучение придется с элементарного движения как наиболее простого, а значит, и наиболее универсального и важного. Что касается покоя, которым открывается качественная классификация, то о нем следует говорить лишь в разделах, посвященных движению. Только в условиях, если покой рассматривать как частный случай движения, можно дать четкое и ясное толкование этому понятию: только при этом оно перестает быть голой абстракцией и обретает необходимые плоть и кровь.