Аннотация: Обосновывается утверждение, что все физические системы отсчета - не инерциальные. Следствием чего является, что по инерции тела могут двигаться равномерно, не иначе, чем замедленно.
Д. Тальковский
ПРОБЛЕМА ДВИЖЕНИЯ
'Движенья нет' - сказал мудрец бродатый.
Другой смолчал, но стал пред ним ходить!
А. С. Пушкин
В предлагаемой Вашему вниманию статье, дорогой читатель, важно как мне представляется, как можно более подробно остановиться на неразрешенной из-за ее сложности проблеме движения материальных тел, систем отсчета. При этом невольно возникает вопрос: разве решение проблемы движения тел, систем отсчета в физике теперь осуществляется не методом диалектического материализма? На что, со всей определенностью, необходимо ответить, что в теперь в основу решения проблемы движения тел в физике положен релятивизм, отрицающий объективность движения и как следствие этого, абсолютизирующий его относительность. Мы скоро убедимся в этом, но вначале вспомним какое место в процессе познания окружающего мира, классики научного мировоззрения отводят релятивизму?
В.И.Ленин в частности, по этому поводу писал: 'Диалектика, как разъяснял еще Гегель, включает в себя момент релятивизма, отрицания, скептицизма, но не сводится к релятивизму. Материалистическая диалектика Маркса, Энгельса, безусловно, включает в себя релятивизм, но не сводится к нему, т.е. признает относительность всех наших знаний не в смысле отрицания объективной истины, а в смысле исторической условности пределов приближения наших знаний к этой истине'.
В.И.Ленин, 'Материализм и эмпириокритицизм', М. 1951г., с 117,120.
Таким образом, диалектический материализм Маркса, Энгельса, Ленина, на фундаменте которого мы стремимся решить проблему движения тел в физике, требует:
во-первых, безусловного признания существования абсолютных истин, то есть безусловного признания объективности движения;
во-вторых, указывает на необходимость, при отыскании правильных суждений - абсолютных истин, отыскивать такие истины из суммы относительных, вместо того чтобы волевыми решениями, как это делают релятивисты, объявлять частные относительные истины - абсолютными.
Для Энгельса, абсолютная истина складывается из суммы относительных истин: Энгельс - диалектик. Альберт Эйнштейн, абсолютизирующий принцип относительности движения Галилея и таким образом строящий свою Частную или Специальную теорию относительности из обобщенного, а в действительности абсолютизированного, то есть, доведенного до абсурда, принципа относительности Галилея - релятивист. Это азбучные истины, против которых не станет возражать ни один здравомыслящий ученый. Но в настоящем статье мы не ограничимся перечислением общеизвестных истин, а предпримем конкретные шаги с тем, чтобы попытаться решить проблему движения материальных тел, систем отсчета в физике, опираясь на научные методы диалектического материализма. Итак, движение должно быть, безусловно, объективным.
'Движение материи абсолютно, тогда как всякий покой относителен и представляет собой один из моментов движения. Тело, покоящееся относительно Земли, движется вместе с ней вокруг Солнца, вместе с Солнцем - вокруг центра Галактики и так далее. Поскольку мир бесконечен, то всякое тело участвует в бесконечном множестве перемещений. В процессе перемещения тело непрерывно взаимодействует с другими телами и изменяется при этом'. Философский словарь, М. 1986г., с 108.
В приведенной выдержке из философского словаря совершенно справедливо говорится о том, что движение абсолютно и вместе с тем, как часто все портит излишества, тем более в форме противопоставлений, которые, как в данном случае, не усиливают, как хотелось бы, а попросту уничтожают позитивную часть утверждений.
Утверждается, что покой относителен и представляет собой один из моментов движения. В действительности же, не признав состояние покоя тела таким же абсолютным, как и состояние его движения в системе отсчета, в которой это тело находится, и состояние которого при этом рассматривается, мы не сможем отнести и состояние движения этого тела к объективному состоянию. Состоянию, не зависящему ни от систем отсчета, из которых оно при этом может просто наблюдаться, ни от наблюдателей, которых, как мы знаем, может случиться и не быть.
Справедливости ради надо отметить, что в выдержке из философского словаря говорится не столько о проблеме движения или покоя тел, систем отсчета, сколько о движении, как форме существования материи. Если же говорить более приземлено о физике движения тел, то вывод о том, что состояние покоя тел, систем отсчета, также абсолютно, как и состояние их движения, вытекает уже из рассмотрения апории Зенона утверждающей, что летящая стрела покоится. Действительно, если бы кому-то захотелось утверждать, что покой относителен и представляет собой один из моментов движения, то ему нечего бы не оставалось, как признать что, по крайней мере, в этот момент времени, в этой точке пространства, движущееся тело находится в состоянии покоя. И тогда, раз летящая стрела покоится в любой момент времени, в любой точке пространства, то тогда выходит, что она вообще не движется.
За две с половиной тысячи лет нам стало понятно, что состояние движения тел, систем отсчета нельзя рассматривать как сумму состояний их покоя. Стало понятно, что если тело движется, то нет такого момента, в который бы оно покоилось, и если тело в течение какого-то времени покоится, то оно покоится в каждый из моментов этого времени. Другими словами, за две с половиной тысячи лет нам стало понятно, наконец, что состояние и движения, и покоя тел - это абсолютные состояния.
Кроме того, стало ясно еще и то, что "для человеческого ума непонятна абсолютная непрерывность движения. Человеку становятся понятны законы, какого бы то ни было движения только тогда, когда он рассматривает произвольно взятые единицы этого движения. Но вместе с тем из этого, в общем - то произвольного деления непрерывного движеѓния на прерывные единицы его измерения, проистекает большая часть человеческих заблуждений". Л. Н.Толстой. 'Война и мир'. М. 1974 г.
Сложность решения проблемы движения в таком случае заключается еще и в том, что непрерывное движение может быть рассмотрено в физике только в прерывных или конечных величинах его измерения: расстоянии, времени и их производных - скорости и ускорении. Но деление непрерывного движения на прерывные единицы его измерения - не единственный источник заблуждений. Само определение движения тел, как изменение с течением времени их положения по отношению к другим, по существу произвольно выбранным телам - системам отсчета, является как бы основой таких заблуждений. Когда за движение конкретного тела, например, стрелы. В конкретной системе отсчета, например, Земле. Может приниматься простое перемещение других тел - систем отсчета, к которым полет стрелы ровным счетом никакого отношения не имеет.
В силу чего делается вывод: "Всякое движение, а также покой тела, как частный случай движения, - относительны". Г. С. Ландсберг. Физика. М.1967 г. с2б.
То есть, состояние движения или покоя тел, систем отсчета - относительны, другими словами зависят и от выбора систем отсчета, из которых состояние покоя или движения тел, просто может наблюдаться, и который, как мы знаем, в общем, то произволен. И от наблюдателей, которых, как известно, может просто и не быть. Таким образом, чтобы решить проблему движения в физике мы должны:
Во-первых, научиться определять реальные, то есть физические системы отсчета, в которых тела не относительно, но абсолютно или покоятся, или движутся. Можно возразить, что в любом случае различие относительного и абсолютного покоя и движения, которое мы стремимся привнести в физику, останется неопределенным. На что словами В. И. Ленина можно ответить, что такое различие между относительным и абсолютным движением (покоем) будет как раз настольно 'неопределенно', чтобы помешать превращению физики в догму в худом смысле этого слова, в нечто мертвое, застывшее, закостенелое. Но оно в то же время как раз будет настолько 'определенно' чтобы отмежеваться самым решительным и бесповоротным образом от релятивизма с тем, чтобы иметь возможность на фундаменте диалектического материализма построить физику как живую и творческую науку.
Во-вторых, после того как мы научимся определять движение, надо научиться устанавливать количественные зависимости состояний покоя и движения тел в физических системах отсчета, в которых эти тела или покоятся, или движутся. Наконец, необходимо творчески рассмотреть все позитивное, что привнесено в физику как науку за все время ее существования. Последним, кто действительно решал проблему движения в физике, а не просто рассматривал такие решения и при этом сумел сначала оповестить всех, а позже и убедить многих в том, что решение проблемы движения возможно, единственно, релятивистским способом был, бесспорно, сэр Исаак Ньютон. Самым значительным вкладом, которого в решение проблемы движения тел, систем отсчета, является Закон всемирного тяготения. Именно Закон всемирного тяготения является ключом к определению движения. Ключом к отысканию реальных систем отсчета, в которых тела не относительно, а абсолютно или движутся, или покоятся. Ключом к определению основного свойства всех тел - инерции - способности тел, веществ сохранять состояние покоя, пропорционально заключенному в них количеству вещества (материи, массы) и гравитационной плотности системы отсчета в которой эти тела, вещества находится, и состояние которых рассматривается.
И, раз уже речь зашла об Исааке Ньютоне, уместно было бы, на мой взгляд, отметить, что сам метод, предложенный сэром Исааком Ньютоном при определении законов, является если не предпочтительным, то весьма и весьма позитивным. Вот почему, даже боясь быть неправильно понятым, не в слепом подражании, а из-за ясности обоснования материалистического подхода к решению проблемы движения, рассмотрим только, что в физике сэра Исаака Ньютона останется по старому, а что должно там претерпеть незначительные изменения.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ I.
Количество материи (масса) есть постоянное для тел, веществ значение, пропорциональное их плотности и занимаемому объему. Масса тел, веществ не зависит ни от систем отсчета, в которых они находятся, ни от их состояния: покоя или движения. Так тела, вещества, взятые с Земли и помещенные на поверхности других планет, околосолнечное или межзвездное пространство не изменяют своей массы так же, как они не изменяют ее в случае их движения в указанных системах отсчета.
За единицу измерения массы можно принять, например количество материи, массы, содержащейся в одном кубическом дециметре воды, находящейся на поверхности Земли при нормальных условиях - I Аем.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ II
Все материальные вещества, тела в природе взаимодействуют друг с другом с силой гравитационного притяжения, равной по величине и противоположной по направлению, прямо пропорциональной заключенному в них количеству материи (массы) и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. В силу чего все вещества, тела обладают инерцией - свойством сохранять состояние покоя, пропорционального массе тела и гравитационной плотности системы отсчета.
За единицу измерения инерции необходимо принять инерцию тела, вещества массой I Аем, находящегося на поверхности Земли без учета сопротивления воздуха и трения. Тела, вещества, помещенные на поверхности других планет, массивных тел, а так же в околосолнечное или межзвездное пространство, будет обладать инерцией во столько раз меньшей (большей), во сколько раз гравитационная плотность этих систем отсчета меньше (больше), гравитационной плотности Земли.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ III
Сила - это притяжение или отталкивание, удар, толчок, тяга или давление, прикладываемые к веществам, телам для изменения их состояния или скорости движения. Сила определяется действующим или мгновенным значением величины, порядком ее изменения, временем и направлением действия. В том случае, когда величина мгновенной силы не изменяет свое значение со временем, можно говорить о текущей силе или силе, действие которой осуществляется на протяжении всего рассматриваемого периода или процесса.
Если значение действующей или мгновенной силы изменяется со временем, то необходимо знать как мгновенное значение этой силы, так и среднее или же текущее ее значение. Значение величины мгновенной силы может изменяться пропорционально квадрату, кубу или любой другой степени времени.
За единицу измерения силы необходимо принять такое ее текущее значение, которое изменяет скорость тела, обладающего единицей инерции на один метр за одну секунду. Сила гравитационного притяжения Земли, в таком случае, сообщает единицу силы, телу массой I Аем, в течение 0,1 сек. За I секунду на тело массой 1Аем действует сила гравитационного притяжения Земли равная 10H. Направление равнодействующей силы, прилагаемой к телу в каждый момент времени, определяется геометрическим сложением векторов действующих на тело сил.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ IV
Движение - наиболее общее состояние материи. Механическое движение, рассматриваемое в физике, определяется: скоростью, числом, показывающим, сколько единиц измерения расстояния проходит тело за единицу измерения времени, ускорением, или числом изменения скорости в единицу измерения времени, пройденным расстоянием и направлением движения. В случае если в каждый момент движения тел, систем отсчета, величина скорости их движения не изменяет свое значение, то такое движение называется равномерным, т. е., пропорциональным времени и полностью раскрывается значениями скорости и времени движения. Другими словами, действующее и текущее значение скоростей при равномерном движении тел, систем отсчета, совпадают.
Если скорость движения тел, систем отсчета со временем изменяется, движение называется неравномерным, т. е., ускоренным или замедленным. Для его раскрытия необходимо знать как мгновенное, т. е., действующее значение скорости в каждый момент движения, так и текущее или среднее ее значение. Направление в каждый из моментов движения тела определяется направлением приложенной к телу равнодействующей силы.
ВРЕМЯ
Математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Физическое или кажущееся, относительное или абсолютное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами и совершаемая посредством какого-либо измерения движения мера продолжительности, употребляемая вместо математического времени как-то: секунда, час, месяц, год.
ПРОСТРАНСТВО
Геометрическое пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным.
Реальное или физическое относительное или абсолютное пространство, это пространство, определяемое нашими чувствами по положению, принимаемому за неподвижное тело или систему отсчета. Так если за неподвижное тело принять Землю, то пространство, на незначительном от нее удалении, будет неподвижным относительно Земли. Но в то же время оно будет составлять то одну, то другую часть абсолютного пространства, если учитывать при этом движение Земли вокруг Солнца и вместе с Солнцем вокруг центра Галактики,
Место - это часть или относительного, или абсолютного пространства, занимаемого телами, системами отсчета.
ДВИЖЕНИЕ
Физическое движение - это перемещение тела из одного места или относительного, или абсолютного пространства в другое.
Кажущееся или ложное движение - это движение, образующееся из-за искусственного предположения, что движущиеся тела, системы отсчета - неподвижны.
СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА
Система отсчета - это или совокупность неподвижного физического пространства и времени, или пространства - времени. Пространство на поверхности Земли - естественная система отсчета живущих на ней наблюдателей. Физические пространство на поверхности Земли условно изотропно в направлении перпендикулярной и анизотропно в направлении параллельном радиусу Земли.
Системы отсчета могут быть: внутренние и внешние, относительные и абсолютные, естественные и искусственные, неинвариантные и инвариантные.
Инвариантные системы отсчета - это системы отсчета, в которых все физические процессы протекают одинаково и определяются одними и теми же законами. В инвариантных системах отсчета абсолютное значение принимают не только изменение скорости, но также значение скорости и расстояния.
Искусственная система отсчета, например космический корабль, инвариантна естественной системе отсчета, например, Земля в том случае, если космический корабль будет двигаться в околосолнечном или межзвездном пространстве с ускорением, равным ускорению свободного падения на Земле.
ЗАК0Н I
Если в системе отсчета на тело действуют уравновешенные силы гравитационного притяжения, другие уравновешенные силы, или их равнодействующая сила меньше силы инерции, то тело в этой системе отсчета - покоится, то есть, является составной и неотъемлемой частью этой системы отсчета.
ЗАКОН II
Всякое тело, на которое в системе отсчета действует неуравновешенная сила, превышающая силу инерции, движется со скоростью, равной отношению неуравновешенной силы к инерции тела, и ускорением, определяемым изменением этих отношений во времени и пространстве.
Примечание I. Если с течением времени отношение действующей силы к инерции тела, включая сопротивление воздуха и трение, остается постоянным, то постоянной остается и скорость движения тела. Действующее и текущее значение скоростей движения в этом случае совпадают, а движение тела называется равномерным, т. е., пропорциональным течению времени.
Примечание II. Если отношение действующей силы к инерции тела изменяется пропорционально квадрату, кубу или любой другой, отличной от единицы степени по линейному закону, то тело будет двигаться равномерно ускоренно или замедленно. Движение тела в этом случае будет прямо пропорционально произведению изменения текущей скорости, на время, возведенное в степень, равную отношению действующей силы к инерции тела.
Примечание III. Если в системе отсчета на движущееся тело значение прикладываемой мгновенной силы окажется равным нулю, то тело в этом случае будет продолжать двигаться по инерции равномерно замедленно в течение времени, пропорционального массе тела и конечной скорости движения и обратно пропорционального гравитационной плотности системы, в которой происходит движение.