Мера взаимодействия и инерции.

Очевидно, что меру взаимодействия следует искать среди физических величин являющихся свойствами материи–массы, которые изменяются в процессе взаимодействия. Это движение и сила. Предварительно необходимо чётко обозначить физический смысл этих свойств, которые в классической физике выражены очень уж академически абстрактно.

В классической модели неуравновешенного движения ответное тело не рассматривается, а абстрактный академический вектор силы синхронно движется вместе с ускоряемым телом с таким же ускорением. В результате силу в классической физике ошибочно называют величиной векторной. Однако это всего лишь академический приём для решения практических задач механики. В реальной действительности сила и движение – это взаимоисключающие свойства материи. Поэтому в реальном взаимодействии сила, как мера скалярного напряжения никуда и никогда не движется.

В физике известен принцип Аристотеля – природа боится пустоты. Однако в реальной действительности всё происходит ровно наоборот. Природа боится тесноты, от которой и убегает, т.к. от того чего боятся всегда убегают, а к тому чего не боятся, наоборот прибегают. В соответствие с этим принципом две единицы чистой материи не могут занимать одно и то же пространство, т.к. это нарушает их свободную локализацию в пространстве, что и является физической основой взаимодействия материи.

Встречное относительное движение тел, претендующих на общее пространство в точке взаимодействия, сначала преобразуется в напряжение, являющееся силовой характеристикой деформированного состояния тел, образующегося в процессе взаимодействия. При этом напряжение - сила является мерой тесноты. А затем природа ликвидирует тесноту, с помощью обратного преобразования напряжения в новое движение, мерой которого является скорость.

Преобразуясь в движение, сила исчезает ровно в той мере, в которой появляется новое 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. Отсюда следует, что состояния покоя без движения не существует, есть состояние спокойного движения в отсутствие сил и напряжённо-деформированное состояние в отсутствие движения.

Иными словами движение и сила - это взаимоисключающие понятия. Сила переходит в движение, а остановленное движение переходит в силу. Поэтому текущее преобразование напряжение–движение в любом направлении исключает одновременное существование напряжения и движения. А их совместное присутствие во взаимодействии, это ещё не израсходованное движение в сумме с движением, уже превратившемся в напряжение. 

Образно говоря, при взаимодействии тел, состоящих из множества элементарных масс, по всему пространству, занимаемому взаимодействующими телами последовательно перемещается волна точечных взаимодействий, что и создаёт иллюзию движения силы подобно эффекту «бегущие огни». Однако огонь–сила при этом никуда не движется. Он лишь последовательно во времени «зажигается» в одних и тех же стационарных точках пространства, через которые в текущий момент проходит волна взаимодействий. При этом создаётся иллюзия движения силы.

Конечно же, приведённое объяснение скорее больше философское, чем строго математическое, как сказали бы противники философии в науке. Однако у физики, кроме математики обязательно есть и своя философия, которая важнее любой математики, т.к. вся математика основана на элементарных физических понятиях, которые и есть философия природы. При этом материя и пространство – это базовые философские понятия физики, которое не имеют исчерпывающих объяснений именно потому, что они элементарные. Врождённое свойство материи преобразование напряжение–движение это для нас такое же базовое элементарное философское понятие, как материя и пространство.

Элементарные понятия не имеют объяснений в принципе, т.к. для этого требуются ещё более элементарные понятия, чем они сами, которых у нас пока нет. Но тогда мы должны принять как объективную реальность, что наряду с бесспорным для нас сегодня свойством материи – движением с мерой импульсом существует ещё и такие свойства материи, как напряжение–теснота с мерой силой и преобразование напряжение–движение, т.е. инерция с мерой энергией.

Инерция это вовсе не противодействие движению. Недаром силы инерции в современной физике считаются фиктивными, т.е. не существующими силами. Сила вовсе не препятствует движению. Оно, движение в неё, в силу превращается в процессе взаимодействия. Этим инерция отличается от прямого противодействия, без взаимного превращения движения в напряжение и обратно. Правда в природе такого противодействия просто нет, хотя многие именно так неестественно почему-то и воспринимают инерцию!

А теперь уточним понятия энергии и работы, которые многие путают. Приведём выдержку из учебника физики для 7 класса Пёрышкина А. В.:

«Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем. Можно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции), в этом случае механическая работа также не совершается.

Итак, механическая работа совершается, только когда на тело действует сила и оно движется. Если тело или несколько взаимодействующих между собой тел (система тел) МОГУТ совершить работу, то говорят, что они обладают энергией.

 Энергия — физическая величина, показывающая, какую работу МОЖЕТ совершить тело (или несколько тел).»

Как видите, ключевые слова в определении энергии МОГУТ, МОЖЕТ. Это означает что работа и энергия это фактически два разных названия одного и того же физического действия, одно из которых - энергия ещё не реализовано, а другое - работа уже произведённое действие.  Из этого также следует, что термином энергия, как потенциальная, так и кинетическая обозначается ещё не совершённая, но потенциально возможная работа. И именно это обстоятельство и является причиной практически официально закреплённой в современной физике путаницы между работой и энергией.

Прилагательное «потенциальная» применительно к термину энергия, который по определению уже сам по себе означает потенциально возможную работу, не совсем корректно сочетается с термином энергия. Получается, что то вроде «масло – масляное». Но это не самое главное противоречие физики энергии. Отсутствие прилагательного «потенциальная» перед «кинетической энергией» особенно в ситуации, когда значение самого термина «энергия», в смысле «потенция» игнорируется, приводит к отождествлению возможности работы с самой работой.

В результате подавляющее большинство физиков ошибочно считают кинетическую энергию действующей энергией-работой в противовес потенциальной энергии. Но ошибочно это только по отношению к официальным определениям, т.к. говоря об энергии практически все физики подразумевают именно реальные затраты действия (работы). Мы не говорим уже о том, что формула потенциальной и кинетической энергии это одна и та же формула, в конечном итоге состоящая из одних и тех же физических величин.

Поэтому и мы в дальнейшем в случаях, когда речь идёт о реальных затратах действия-работы будем использовать общий термин энергия-работа, имея в виду их общую физическую сущность. А для обозначения ещё не совершённого действия будем прилагать к термину «энергия» прилагательное «потенциальная». Хотя это и масло-масляное, но в ситуации, когда энергия отличается от реальных затрат это вполне приемлемо. Ну, а теперь вернёмся к мере взаимодействия.

Совершенно очевидно, что мера взаимодействия или мера свойства материи преобразование напряжение–движение пропорциональна её свойствам, которые участвуют в этом преобразовании, и их мерам, т.е. силе и импульсу. Очевидно также, что процесс преобразования напряжение–движение не может происходить мгновенно. Поскольку с появлением нового движения в это же мгновение исчезает и соответствующая часть напряжения, то перепад напряжение–движение ослабевает, что замедляет процесс «разгона» и воспринимается нами, как инерционное сопротивление 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. А длительность этого процесса является физической основой искусственно изобретённой человеком равномерной вселенской шкалы времени, в качестве единицы её измерения (гл. 11.2.).

Итак, с учётом сказанного мера взаимодействия и инерции – энергия определяется материей–массой, свойствами материи напряжением–силой, движением–скоростью, преобразованием напряжение–движение, а также длительностью–временем преобразования.

Е = N * t = F * V * t / 2 = m * V * a * t / 2 = m * V² / 2              (1.2.0)

где (N = F * V) – это мощность, а множитель (½) учитывает среднюю скорость от (0) до (V) при её зарождении или исчезновении во взаимодействии.

Здесь наша точка зрения в корне расходится с мнением Смирнова А. П., который в статье «Осознание знания – откровение XXI века» пишет, что мерой взаимодействия является не сила и не энергия, а мощность:

«В динамике И. Ньютона причиной изменения состояния является не сила, а действие, необходимое для свершения элементарного акта изменения состояния, которое оценивается произведением действующей силы F на скорость ее действия V, то есть мгновенной мощностью F*V. Ибо сила сама по себе ничего не может совершить, не будучи приложенной с определенной скоростью» (выделение наше – ААА).

Однако сила — это результат остановленного движения, которое образует скалярное напряжение взаимодействия. Следовательно, сила не прикладывается с определенной скоростью, как предлагает считать А. П. Смирнов. Прикладываются друг к другу движущиеся физические тела, которые до наступления взаимодействия не несут в себе никакой силы и никакой энергии. Поэтому скорость в произведении (N = F * V) принадлежит не силе, которая есть величина скалярная, а движущейся массе. А сила возникает по мере преобразования в неё движения массы и исчезает при обратном процессе превращения её в движение.

В плане «осознания знания» следует уточнить также и физический смысл работы (энергии). Ни скалярное напряжение с мерой силой (F), ни мощность (N), ни импульс (Р) работу не совершают, т.к. не материальные сущности не могут ничего изменять в материальном мире. Они только отражают его изменения. Поэтому работа – это наша субъективно–объективная количественная оценка процесса взаимного преобразования свойств материи (массы) движения и напряжения, а свойства не могут работать, они только проявляются и наблюдаются.

В природе нет ничего материального, кроме самой материи. Это, конечно же, тавтология, но, как мы уже говорили выше, элементарные понятия не имеют исчерпывающих объяснений по причине отсутствия более элементарного, чем они сами. Следовательно, сама материя и работает по изменению своих свойств по воле Всевышнего, создавшего такой мир. Поэтому привычные выражения «работа силы» или «энергия частицы», «вложить энергию», «выделить энергию», «получить энергию», «передать энергию», «сообщить энергию», «затратить энергию», «нести энергию» и т.д. – отражают ошибочную логику.

Невозможно материи иметь при себе или носить с собой нематериальное действие – работу. Работу можно только работать. Это хотя и тавтология, но это уже тавтология природы, а не наша. Поэтому вместо термина работа (энергия), которую все привыкли как–то иметь, где–то хранить, в чём–то носить и кому–то передавать, лучше употреблять термин: «параметр или показатель преобразования напряжение–движение» (ПНД). Показатель нельзя носить или передавать, он может только показывать или описывать что–либо.

Поэтому если вместо выражения энергия электрона сказать ПНД электрона, то вряд ли у кого это вызовет ошибочную ассоциацию, что электрон что–то с собой несёт. Причём под ПНД следует понимать полное преобразование силы в движение от силы (F) до нуля и скорости от нуля до (V). А так же полное обратное преобразование от скорости (V) до нуля и силы от нуля до (F). Если происходит частичное преобразование скорости в напряжение и наоборот, то это частичный показатель ЧПНД.   

Хотя сила и является причиной преобразования движения, как впрочем и наоборот, но движется во взаимодействии вовсе не сила, якобы совершающая работу. Напряжение (сила) и движение это взаимоисключающие понятия. При этом эффект обычных движущихся сил и эффект реальности фиктивных сил инерции создают одновременно присутствующие во взаимодействии ещё не подвергшиеся преобразованию напряжение и движение.

При этом никакого физического противодействия движению нет. Просто по мере расхода напряжения-силы уменьшается и выход движения-скорости, что субъективно воспринимается нами, как противодействие движению. При обратном процессе напряжение растёт до тех пор, пока не израсходовано всё движение, что создаёт у нас иллюзию инерционной поддержки движения.

Таким образом, явление инерции – обеспечивается отрицательной обратной связью преобразования напряжение–движение, которая регулирует конечную скорость процесса через конечное ускорение инерции. 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 в отсутствие трения (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 или инерция, которая создаёт эффект прямого противодействия изменению движения в отсутствие такого противодействия в реальной действительности. В природе нет прямого противодействия или прямой поддержки движения в виде его исчезновения в никуда или появлению из ниоткуда соответственно. В природе есть свойство материи преобразование движение–напряжение–движение, что и создаёт кажущийся эффект инерционного противодействия или поддержки движения.

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.

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 тесноты в свободном движении текущему состоянию движения массы ничто не противится, то не может быть и никакого удержания этого состояния. В этом и состоит сущность бездействия первого закона Ньютона, что в точности соответствует дословному переводу термина «инерция», как «бездействие».

Связывать первый закон Ньютона с действием инерции по удержанию текущего состояния движения – это такая же глупость, как действие по удержанию бездействия или бездействие по удержанию действия. А вот при нарушении безраздельной локализации материи в пространстве при пересечении двух движении в общей точке проявляется естественное свойство материи преобразование напряжение–движение, которое определяется вторым законом Ньютона. Это, конечно же, не соответствует дословному переводу термина инерция, как бездействие, но в точности соответствует, хотя и ошибочному, но традиционному пониманию инерции, как противодействие изменению состояния движения.

Ну, а фиктивные, т.е. бездействующие силы инерции обязаны своим существованием условно–академической классической модели неуравновешенного движения, в которой общее скалярное напряжение взаимодействия искусственно разделяется на два разнонаправленных вектора силы. И хотя каждый из них определяется вторым законом Ньютона, вектор, направленный против ускоряющегося тела приложен к ответному телу. Естественно, что для ускоряющегося тела этот вектор является фиктивной, т.е. бездействующей силой инерции, что в точности соответствует второму закону Ньютона, который в общем напряжении взаимодействия академически имитирует только свой вектор для каждой стороны взаимодействия.

Тем не менее, общее скалярное напряжение взаимодействия одновременно превращается в движение масс сразу всех сторон взаимодействия. Это реально ограничивает энергию преобразования напряжение–движение для каждой ускоряемой массы, что сказывается на ускорении, т.е. на интенсивности процесса преобразования напряжение–движение для каждой массы. Кроме того, как показано выше, ускорение процесса преобразования напряжение–движение определяется его отрицательной обратной связью. Всё это в совокупности и создаёт иллюзию реального вектора силы, направленного против ускоренного движения и вектора силы, поддерживающего останавливаемое движение, что и есть инерция.

В классической модели неуравновешенного движения ответное тело не рассматривается, а академический вектор силы синхронно движется вместе с ускоряемым телом с таким же ускорением. Это и создаёт иллюзию вектора движущейся силы и отсутствие противодействия его движению, т.е. фиктивность сил инерции. Однако в реальной действительности ускорение – это всего лишь коэффициент преобразования напряжение–движение, обусловленный отрицательной обратной связью этого процесса, который и определяет текущую мгновенную величину скалярного напряжения взаимодействия, но никак не вектора силы.

Причём эти академические нюансы классической модели неуравновешенного движения в учебниках физики не разъясняются, что приводит к двойственному пониманию сил инерции и самого понятия инерции в современной физике (см. гл. 1.1). Вот и спорят до сих пор даже маститые академики, которые, как и все мы учились по академическим моделям, о реальности или фиктивности сил инерции, потому что в современной физике делается упор на математическое модели явлений в ущерб физическому смыслу.

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 или другими словами свойством инерции, то все силы 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 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.

Все законы Ньютона тесно взаимосвязаны между собой, главным из которых на наш взгляд является второй закон Ньютона, т.к. именно он определяет все действия в природе, в которых и рождаются все силы во Вселенной. Из него легко получить, в том числе и закон взаимодействия в виде его меры – энергии. Для этого достаточно умножить второй закон Ньютона на скорость и время, которым пропорциональна энергия:

F * V * t = m * a * V * t = E

При этом первый закон Ньютона не является самостоятельным законом. Это всего лишь следствие из второго закона Ньютона в отсутствие силы (F = 0). А раз нет силы, то нет и явления инерции. На нет, как говорится и суда нет.   Третий же закон Ньютона свидетельствует лишь об одинаковом для взаимодействующих тел скалярном напряжении в зоне упругой деформации взаимодействия. В плане осознания знаний и его согласования с академическими условностями классической физики третий закон Ньютона следует сформулировать следующим образом:

Напряжение взаимодействия едино для всех взаимодействующих тел и условно академически может быть представлено в виде одинаковых векторов сил, направленных на каждое взаимодействующее тело.

Конечно, напряжение в зоне деформации в процессе взаимодействия изменяется. Оно возрастает на первом этапе взаимодействия и разряжается на втором его этапе. Но в каждый момент времени общее напряжение остаётся одинаковым для каждого взаимодействующего тела, подобно скалярному напряжению внутри одного и того же сосуда, давление в котором успевает равномерно распределиться по всему его объёму, даже если его объём изменяется. Однако есть все основания полагать, что в динамике силы действия и противодействия всё–таки могут быть не равны.

В сторону меньшего тела, которое движется быстрее, напряжение взаимодействия разряжается быстрее, чем в сторону большего тела. Поэтому при выравнивании общего напряжения взаимодействия массовые элементы области деформации воздействуют на меньшее тело с большей скоростью, чем на б О льшее тело и чем предписывает усредняющий академический закон сохранения импульса и третий закон Ньютона. При этом, как будет показано ниже, в любом взаимодействии может возникать эффект «безопорного» движения всей системы в сторону меньшего тела.

Однако этот эффект экспериментально обнаружить очень сложно. Напряжение тут же превращается в движение тел. При этом оставшееся общее внутреннее напряжение взаимодействия тут же выравнивается по всему его объёму. Именно поэтому мы и вынуждены в расчёте взаимодействий использовать не напряжение на текущей границе каждого тела с зоной деформации, а общее усреднённое напряжение всей текущей зоны деформации, т.е. общую силу взаимодействия.  

А теперь опять же в плане «осознания знания» уточним понятие силы из второго закона Ньютона.

Материя является основным вещественным инвариантом природы, которая никуда не исчезает и не возникает из ниоткуда. Изменяются только её свойства, что и обеспечивает всё многообразие состояния материи и многообразие явлений природы. Поэтому массу, как меру материи, не совсем корректно называть неким безликим коэффициентом пропорциональности свойств материи. Масса это скорее фундаментальная константа для каждого конкретного замкнутого взаимодействия.

Это самый значимый аргумент всех функций, описывающих явления природы, связанные с изменением свойств материи, т.к. именно масса является носителем этих свойств. Поэтому в уравнении силы (F = m * a) коэффициентом пропорциональности является не масса, как принято считать в современной физике, а ускорение, которое является коэффициентом преобразования напряжение–движение. Соответственно коэффициентом самого движения материи в уравнении импульса (P = m * V) является скорость, состоящая из двух коэффициентов (V = a * t)).

В классической же физике с массой обращаются даже как–то неприлично. То она – мера инертности, то просто всего лишь коэффициент при ускорении, то мера количества материи. И всё это ошибочно называют тремя свойствами массы. Но это не есть три свойства массы. Это всего лишь три её интерпретации в современной физике, что вовсе не одно и то же со свойствами, причём все эти интерпретации за исключением интерпретации массы, как количества вещества, достаточно спорные.

Ну, и раз уж мы поменяли векторную силу на скалярную, то в плане всё того же «осознания знания» следует уточнить и понятие самой скалярной силы. Сила это есть мера свойства материи сопротивляться нарушению свободной локализации материи в пространстве, когда две единицы материи (единичные элементы материи) претендуют на одно и то же пространство в следствие своего природного свойства – движения.