Американские физики не разбираются в первом законе Ньютона.Вот что пишет
Р.Фейнман:"Почему предметы способны вечно лететь по прямой линии мы не зна-
ем..... произхождение закона инерции до сих пор остаётся загадкой.(Р.Фейнман
Характер физических законов.М.1968 г.,с.15).Нельзя сказать,что и русские фи-
зики преуспели в исследовании этого вопроса.Создаётся впечатлени,что автор
книги,фрагменты из которой предлагаются учасникам форума для обуждения,кое-
что понимает в свободном движении.(Полный текст см.
http://v4.udsu.ru/science/ivanuta)
«… Эйнштейн, оценивая уровень современных достижений в исследовании основных, глобальных проблем физической теории, указывает, что «несмотря на значительный прогресс, достигнутый со времени Ньютона, мы еще не пришли к новому фундаменту физики» и далее: «Существует некоторое, [выд. Эйнштейном] не зависимое от любых наблюдений реальное состояние, которое в принципе может быть описано принятыми в физике способами выражения. Какие при этом применимы адекватные способы выражения и соответствующие понятия, на мой взгляд, пока неизвестно. (Материальные точки? Поля? Способы выражения, которые предстоит найти?)».
И, хотя приводимые рассуждения крайне абстрактны и в силу этого не вполне ясны, очевидно, что основания, исходные пункты физической теории еще не найдены и существует задача критического переосмысления фундаментальных положений. Вряд ли кто-нибудь из исследователей решится назвать истинную причину эйнштейновских сомнений, указать хотя бы исходные принципы критики субстанциональных положений, содержащиеся в указанных мыслях, вероятно, прежде всего механики. Мы с большой осторожностью выдвинем предположение об известной недостаточности свойств материальной точки, поскольку ее содержание исключает, как минимум, три характеристики реальных тел: во-первых, активно функционирующее взаимодействие, определяющее свойства движения; во-вторых, размер тела; в-третьих, его структуру. Нельзя не отметить известное совпадение предполагаемой основы сомнений Эйнштейна, с одной стороны, и потенциальное направление развития физики, функционирующее в современном мышлении, - с другой. Так, В.Л. Гинзбург отмечает: «Можно вообразить, что классическая механика ограничена не только с упомянутых известных сторон (так сказать, со стороны теории относительности и квантовой механики), но и, скажем, имеет какие-то другие пределы применимости, связанные с величиной массы системы, ее размеров и т. п. «Новая физика», о которой приходится слышать, по нашему мнению, в значительной мере связана именно с предположением о существовании упомянутых «дополнительных» ограничений области применимости классической механики».
Второе направление исследований в фундаментальной физике сформулировано более отчетливо.
Исторически поставленная перед Эйнштейном задача предполагала реализацию программы, анализирующей относительность поведения часов и масштабов вне зависимости от структуры тел и уравнений их движения. Решение указанной проблемы - появление СТО (специальная теория относительности). По признанию самого Эйнштейна, СТО не может иметь окончательный, абсолютный характер в силу небезупречного основания, из которого она выведена. Эйнштейн пишет: «Теорию масштабов и часов следовало бы выводить из решений основных уравнений (учитывая, что... предметы имеют атомную структуру и движутся), а не считать ее независимой от них». Как известно, Эйнштейн не реализовал данного подхода. Это связано, на наш взгляд, с тем, что сформулированная выше основная задача исключала, как актуальный аспект исследования, анализ происхождения инерции и специфики взаимодействия в условиях свободного движения тел, т. е. получение основных уравнений, учитывающих атомную структуру. Весьма примечательна оценка Эйнштейна собственных исследований: «Обычный образ действия имеет, однако, свое оправдание, поскольку с самого начала ясна недостаточность принятых постулатов для обоснования теории масштабов и часов. Эти постулаты не настолько сильны, чтобы из них можно было вывести достаточно полные уравнения для физических процессов. Если вообще не отказываться от физического толкования координат (что само по себе было бы возможно), то лучше уж допустить такую непоследовательность, но с обязательством избавиться от нее на дальнейшей стадии развития теории».
Последнее суждение не совсем точно, поскольку квазитвердые стержни (помимо часов) - основа эйнштейновских новообразований - предполагают определенное «физическое толкование». Следовательно, вопрос состоит в том, какой из систем отсчета с тем или иным физическим смыслом отдать предпочтение. Так как мы декларируем эйнштейновский подход, то считаем целесообразным сохранить и его способ выражения: абсолютно твердые стержни и часы не имеют действительного физического содержания.
Укажем и на несколько иной аспект основания проблемы. Похвально, что Р. Фейнман (авторитетный физик), по нашим сведениям, один из немногих обращает внимание на таинственность явления инерции, одного из фундаментальных эффектов современной физики. Однако подход к объяснению совершенно неудовлетворителен, поскольку констатируется, что «свободное движение не имеет никакой видимой причины». Впрочем, данное утверждение простительно нефилософу, а скорее закономерно для физического умонастроения, которое склонно скорее мыслить, чем думать, т. е. отдавать предпочтение рассудочной деятельности относительно разумной. Тем не менее «загадка» обозначена достаточно ясно и в физическом знании должны быть представлены интеллектуальные усилия по нахождению «отгадки».
У И. Ньютона читаем: «Брошенное тело, если бы силы тяжести не было, не отклонялось бы к Земле, а уходило бы в небесное пространство по прямой линии равномерно, если бы не было и сопротивления воздуха».
Необходимо приложить известные усилия, чтобы увидеть неясность причинностного (хотя и ограниченного) объяснения в простом и доступном каждому рассуждении Ньютона: приложение силы к телу (бросание) при последующем отсутствии внешних воздействий предполагает прямолинейное и равномерное движение.
В чем же основание парадокса? Дело в том, что в мышлении Фейн-мана, по крайней мере в отношении фигурантов анализируемой темы, не сложилось системного подхода (принцип взаимосвязи). Сила в концепции Ньютона представлена в трехвариантных отношениях: «сила - равномерное, прямолинейное движение», «сила - ускорение», «сила - сопротивление или напор». Мышление Фейнмана выделяет из системы второе отношение и игнорирует первое. Правда для этого есть определенные основания: во-первых, связь силы с ускорением (в свое время одна из основных антитез декартовой физике) имеет широкую популярность с момента возникновения и до наших дней, во-вторых, суждения самого Ньютона в данном аспекте не всегда последовательны, что вытекает из следующего его высказывания: «...все тела подвижны и, вследствие некоторых сил, (которые мы называем силами инерции), продолжают сохранять свое движение или покой». Нельзя сказать, что связь упоминаемой здесь силы со всеми остальными была им проанализирована на должном уровне. Стоит отметить, что силы покоя в контексте перехода к свободному движению вообще, на наш взгляд, исчезают из поля рефлексии Ньютона, не говоря уже о современном мышлении. (Данное обстоятельство является следствием того, что сам покой, как физическая реальность, представлен крайне абстрактно в виде безсилового образования).
Таким образом, тайна не в причине инерции (по крайней мере внешних обстоятельствах события), как думает Фейнман, а в неизвестности механизма ее осуществления. Однако точку зрения Фейнмана («почему предметы способны вечно лететь по прямой линии, мы не знаем... происхождение закона инерции до сих пор остается загадкой»), признающего малоизученность явления инерции и тем самым обозначающего область исследования, нельзя считать общепринятой.
По-видимому, большинство полагает правильной другую концепцию, базирующуюся на более чем странной логике, согласно которой простое и причинностное - строгие дизъюнкты. Позиция неплохо изложена М. Бунге: «Принцип инерции, сформулированный Галилеем, Декартом, Ньютоном, является явно непричинным, т. к. он утверждает, что некоторый тип изменения, простейший из всех, не требует действующей (внутренне присущей или движущейся) причины, т.е. для того чтобы оно сохранялось, не требуется силы или внешнего принуждения». Отметим вскользь, что привлечение Галилея, Декарта, Ньютона на свою сторону весьма сомнительно и целиком на совести Бунге, точно так же, как и утверждение о простоте инерциального (свободного) движения.
Кроме того, причинностный аспект не является чем-то абсолютно новым в объяснении сущности движения. Он успешно использовался Зеноном, Аристотелем и др. Особо отметим греческого философа Фи-лопона (VI в.), родоначальника теории нпрейиз, и его последователей Буридана, Орема (XIV в.). Довольно удачно излагает ее сущность В.И. Спасский: «...Теория «импетуса» является перекидным мостиком от динамики Аристотеля к динамике Галилея. Эта теория для нас интересна также и потому, что в ней получает дальнейшее развитие процесс раздвоения понятия силы, начавшийся еще в древности: с одной стороны, как чего-то внешнего по отношению к движущемуся телу (то, что Ньютон стал называть силой), с другой стороны, чего-то, находящегося в самом движущемся теле (что Декарт называет количеством движения, а Лейбниц - живой силой)». Добавим от себя, что в концепции Ньютона упоминутая сила называется инерциальной.
В контексте приведенного рассуждения выявляется задача продолжения традиции Аристотеля и Филопона в поисках детерминанта свободного движения и его описания. Тем самым преодолевается неполнота и односторонность классической теории инерции и осуществляется синтез перипатетической и ньютоновско-эйнштейновской концепций. Следовательно, очевидна задача поисков, раскрывающих ее сущность. Исследование в данном направлении немыслимо вне категории взаимодействия.
Мы высоко оцениваем анализ взаимодействия, осуществленный, например, Л.Д. Ландау: понятие разработано достаточно однозначно, словарь объемен и лаконичен, есть и внутренняя организация содержания. Однако прослеживается очевидное нарушение закона тождества - недостаток последовательности, - поскольку инерциаль-ный опыт Галилея - Ньютона - Эйнштейна не был исследован с декларируемых позиций. (Теория осталась, так сказать, «без практики»). Хотя представление о взаимодействии относится, прежде всего, к основаниям физики, т. е. это сопряженное со свободным движением понятие, не говоря уже об инвариантности его содержания во всей совокупности физического знания.
Однако Ландау, один из немногих, на наш взгляд, кто демонстрирует способности к системному рассмотрению, своим настойчивым требованием, анализировать одновременность не только в аспекте СТО, т. е. ее оценку в различных системах отсчета (чем увлекались многие), но и как свойство взаимодействия тел. То есть по существу им ставится проблема об неодновременности событий не в разных системах отсчета (аспект Эйнштейна), а только в одной. Его статью, написанную еще в 1937 году, под названием «Взаимодействие в современной физике» вполне можно рассматривать как определение направления исследований, акцентирующее внимание на релятивистском взаимодействии. Между тем, нетрудно заметить, что рассмотрение основополагающих положений (в частности эффекта инерции) в его концепции сугубо традиционно. В вышеназванной статье указывается, что никакого непосредственного взаимодействия частиц в природе не существует. Взаимодействие частиц представляет собой в действительности действие поля, распространяющегося со скоростью света. И, в то же время, как это ни парадоксально, рассмотрение инерциального эффекта ограничивается несуществующим в природе непосредственным взаимодействием. В то же время взаимодействие исключается из свойств исходного объекта. Несмотря на указанную в той же статье весьма тесную связь между полем и частицами, выражающуюся в переходе частиц в поле (аннигиляция) и поля - в частицы, традиционное рассмотрение только частиц (инерциальное движение) в начале анализа, а затем полей (выражений для силы). Тогда как представляется необходимым анализировать инерцию систем частиц с одновременно функционирующими полями (с позиций дально- и близкодействия).
В развернутом виде представления о взаимодействии сводятся к следующему:
а) мгновенное взаимодействие - фундаментальная характеристика классической механики; следствие: акт взаимодействия происходит без временного запаздывания, «изменение положения какой-либо из взаимодействующих частиц отражается на остальных частицах в тот же момент»;
в) несоответствие указанного обстоятельства природе: «Опыт, однако, показывает, что мгновенных взаимодействий в природе не существует»; следствие: «в действительности, если с одним из взаимодействующих тел происходит какое-нибудь изменение, то на другом теле это отразится лишь по истечении некоторого промежутка времени. Только после этого промежутка времени со вторым телом начнут происходить процессы, вызванные данным изменением»;
с) разделив расстояние между обоими телами на этот промежуток времени, мы найдем скорость распространения взаимодействий; «...о взаимодействии, распространяющемся от одной частицы к другой, часто говорят как о «сигнале», отправляющемся от первой частицы и «дающей знать» второй об изменении, которое испытала первая. О скорости распространения взаимодействий говорят тогда, как о скорости сигнала.
Мысли, высказанные Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшицем, являются, по существу, блестящим введением в анализ IV следствия Ньютона (о постоянстве скорости движения взаимодействующих масс в условиях инерции), исходя из релятивистского понимания взаимодействия. Жаль только, что такой анализ осуществлен, по-видимому, не был, хотя мыслителю такого класса, к какому принадлежал Ландау, вероятно, не потребовалось бы для этого серьезных усилий. Не составляет труда вообразить, что крайне интересными оказались бы и суждения по поводу непосредственно фундаментального инерциального опыта Галилея -Ньютона, рассмотренные с новых позиций.
Тем не менее сама постановка вопроса представляется весьма важной, поскольку 98 физиков из 100 на вопрос о том, что такое инерция, будут говорить об инерциальных системах отсчета; один из оставшихся укажет на специфическое состояние тела, которое является основой для определения силы, и только последний назовет вам оба одинаково важных аспекта данного понятия, демонстрируя способность к комплексному представлению своего мышления. Именно к последней группе принадлежат упоминаемые ученые, и поэтому мы их ценим.»[/url]
