Выводы из анализа физики взаимодействия.

Три свойства материи, определяющие явление инерции.

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

1. Движение (скорость);

2. Напряжение (сила);

3. Упругость (восстановление после деформации);

4. Преобразование напряжение–движение (инерция).

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

Разумность (сознание).

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

И это не просто наше голословное предположение. Физическая сущность свойства материи преобразование напряжение–движение, т.е. инерции отражена в достоверно установленном законе Бернулли для несжимаемой жидкости 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 содействия движению.

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 движений 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 делают упор на математическое модели явлений, забывая, а зачастую не зная и не понимая их физического смысла.

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.

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

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

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

С учётом составляющей силы инерции в виде прямого сопротивления мировой материальной среды, элементы которой покидают зону взаимодействия физических тел, полное противодействие физическим телам, взаимодействующим между собой на макроуровне, завершается во внешнем открытом пространстве на уровне элементов мировой материальной среды, далеко за пределами взаимодействующих тел. Поэтому все законы природы, проявляющиеся во взаимодействии физических тел, полностью, т.е. идеально выполняются только с учётом всех элементов материи и мировой материальной среды, участвующих во взаимодействии.

 

11.2. Всеобщие инварианты.

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

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

Ацюковский безусловно прав. Мы лишь хотим на основе анализа предыдущего материала дать определения основным инвариантам в соответствии с их физическим смыслом насколько это сегодня возможно. При этом прислушаемся к простой логике.

Пустое пространство это объём. Материя также занимает какой-то объём. 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 пустоте нет материи. Значит пространство и материя занимают разные объёмы.

При этом пустое пространство не препятствует движению и взаимодействию материи между собой, в котором проявляются все её свойства. Значит, материя не взаимодействует с пустым пространством, которое уступает материи свои объёмы для беспрепятственного движения и взаимодействия. При этом пустое пространство занимает освободившиеся объёмы в результате движения материи.

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.