December 15th, 2014

My

Механика Ньютона (Нью-механика) и механика Юровицкого (Юр-механика)

Механика Ньютона и механика Юровицкого

Механика изучает движения. Механика Ньютона изучает движения под влиянием воздействий. Эти воздействия описываются как силы. Таким образом, механику Ньютона можно определить как силовую механику.

Отличие механики Юровицкого от механики Ньютона состоит в том, что между воздействием и движением вводится промежуточное звено ─ состояние. В ней силы не прямо определяют движение, а они определяют состояние, а уже состояние и определяет движение. Таким образом, центральным понятием механики Юровицого есть понятие состояния, механического состояния, описываемого через характеристику весомости. Эту механику можно назвать механикой состояний или весомостной механикой. Сила в этой механике есть уже производное понятие. Для сокращения будем называть механику Ньютона Нью-механикой, Юровицкого ─ Юр-механикой.

Что же нового вносит такое введение промежуточного феномена между силой и движением?

Во-первых, это упрощает решение задач механики. Можно решать отдельно задачи взаимоотношений между силами и состоянием и между состоянием и движением. Ведь единственной характеристикой, определяющей движение элементарного механического объекта ─ механона, в Юр-механике является характеристика состояния, т.е. весомость. В отличие от Нью-механики, в которой движение элементарного объекта механики использует две характеристики ─ силу и массу. Причем характеристика весомости инструментально определяется достаточно просто с помощью измерительных устройств под названием «весомометр» (нынешнее название «акселерометр» вряд ли можно признать удачным).

Но что же принципиально нового дает такое разделение единого ньютоновского акта воздействия силы на движение на два акта ─ воздействие силы на состояние и состояния на движение?

Дело в том, что движение зависит не только от характеристик наблюдаемого объекта, но и от системы наблюдения, т.е. от наблюдателя и используемой им системы отсчета.

Классическая система наблюдения основана на феномене абсолютно твердого тела как измерительной среды. В настоящее время используются и иные системы наблюдения, например, так называемые «вмороженные». Но основными в механики являются «твердые системы отсчета» – ТСО.

И тут мы приходим к важнейшему моменту, определяющему более высокую эффективность Юр-механики. Дело в том, что и наблюдательные свойства ТСО также определяются механическим состояние измерительной среды. Таким образом, получаем феноменологическое единство объекта наблюдения и средств наблюдения. В Нью-механике такого единства не существует. Ни масса, ни сила к описанию самой наблюдательной среды не имеют отношения. Вот почему в качестве базисной наблюдательной среды используется, так называемая, инерциальная система отсчета ─ ИСО, непараметрическая система отсчета, система отсчета не имеющая никаких имманентных характеристик. Это приводит к ограниченному использованию систем наблюдения. Хотя в Нью-механике неинерциальные системы отсчета используются, но очень ограниченно и, как правило, наиболее простые, например, стационарно вращающихся. Но всего богатства возможных и практически важных систем отсчета в Нью-механике не используется. Более того, несмотря на то, что понятие неинерциальной системы отсчета было фактически введено еще в восемнадцатом веке, полной теории неинерциальных систем отсчета так и не было до сих пор создано.

В Юр-механике феноменологическое единство характеристик наблюдаемых объектов и средств наблюдения позволяет создать общую теорию ТСО и использовать на практике те системы отсчета, которые позволяют решить ту или иную задачу наиболее просто.

Но на самом деле ситуация здесь гораздо сложнее, что позволяет говорить о концептуальной неверности Нью-механики. В этой механике фактически предполагается, что мировое пространство галилеево, и в нем всегда можно ввести инерциальную систему отсчета. Поэтому любое отклонение характеристики движения механического объекта, отличное от линейного и прямолинейного либо покоящегося, которое невозможно привести к указанному виду изменением системы отсчета, означает наличие некоторого силового воздействия на данный объект. В гравитационном поле невозможно ввести систему отсчета, в которой бы объекты двигались равномерно и прямолинейно, поэтому мы должны постулировать, что на эти объекты действуют некоторые силы, которые Ньютоном были названы гравитационными и описаны в законе всемирного тяготения.

Но опыт космонавтики показал, что в гравитационном поле свободные тела являются невесомыми и потому на них не действуют никакие силы. Отсюда мы должны признать несуществование гравитационных сил, а свободное движение механических объектов отличное от свободного движения в инерциальной системе отсчета и невозможность приведения его к такому виду ни в какой ТСО, объяснить неинерциальностью системы наблюдения. Другими словами признать существование двух типов пространства ─ галилеева, в котором можно ввести инерциальную систему отсчета, и негалилеева, в котором ввести инерциальную систему отсчета невозможно.

И действительно. Инерциальная система отсчета есть апараметрическая система отсчета. Но в гравитационном поле в твердой среде, представляющее собой систему отсчета, для сохранения этой «твердости» необходимо прикладывать силовые связи между его элементами. В противном случае в гравитационном поле твердая среда «потечет» и уже не сможет использоваться в качестве ТСО. Но приложение этих силовых связей означает изменение состояния, которое может охарактеризоваться весомостью отдельных элементов. Это аналогично появлению весомостных характеристик в неинерциальной системе отсчета в галилеевом пространстве. Обнаружение аналогии между движением свободных тел в неинерциальной системе отсчета в галилеевом пространстве и в гравитационном, негалилеевом пространстве и есть открытие Альберта Эйнштейна в работе 1907 года в виде принципа эквивалентности. Но самое удивительное, что открыв этот факт высочайшего научного значения, Эйнштейн сам же от него отрекся и вместо исследования явления гравитации на основе этого принципа, он в 1913 году публикует ОТО, метрическую теорию гравитации, в которой приписывает гравитации свойство менять меры и эталоны. При этом не замечая, что меры и эталоны есть сугубо «человеческое» изобретение, в природе нет такового феномена. А постоянство используемых мер и эталонов есть величайшее цивилизационное изобретение. И эта теория получила широкое распространение в научной среде. Такова величайшая в науке драма гравитации. Два величайших в истории человечества ученых создали две теории гравитации и обе неверные.

Возникает естественный вопрос: почему же в гравитационном пространстве невозможно создать инерциальную ТСО, а в электрическом и магнитном можно? Ответ прост. Существуют электрически и магнитно нейтральные объекты. И именно на базе таких элементов мы можем построить твердую среду, которую и положим в основу системы отсчета, на которую ни электрические, ни магнитные воздействия не влияют, и потому на этой базе и возможно создание ИСО (но и иных систем отсчета также). Но гравитация воздействует на все механические объекты, не существует гравитационно-нейтральных механических объектов, потому и невозможно построить гравитационно индеферентную (инерциальную)  систему отсчета.

В новой механике возникает новый раздел механики ─ теория систем отсчета. Неинерциальные ТСО делятся на:

1. Субъективные, связанные с субъективным выбором наблюдетелем системы наблюдения. Например, вращающейся.

2. Объективные, связанные со свойствами пространства. Они связаны с гравитацией. В этих пространствах инерциальной ТСО (системы отсчета на базе твердого тела) ввести невозможно

3. Объективно-субъективные, которые связаны как со свойствами пространства, так и субъективным выбором наблюдателем.

Такое богатство систем наблюдения позволяет выбирать для наблюдения в каждом случае наиболее  адекватные и простые для описания системы отсчета. Всего этого богатства в Нью-механике нет. И потому в Юр-механике решаются задачи, которые в Нью-механике не только нельзя решить, но даже поставить. Более того, это богатство систем отсчета позволяет решать задачи, ставящиеся, к примеру, космологическими наблюдениями и которые пытается решить ОТО вряд ли корректно. По крайней мере ряд центральных понятий ОТО в Юр-механике просто исчезают как фантомы неверной теории.

Почему же несколько столетий концептуально неверная Нью-теория обслуживала практику и не имела серьезных возражений.

Два основных применения гравтационной теории Ньютона ─ это гравитация на поверхности Земли и задача движения малых тел в поле большого гравитирующего тела ─ модель Солнечной системы.

Если рассмотрим первый случай, то на поверхности Земли тела являются весомыми. На них действует сила опоры, препятствующая свободному движению тел, и, в свою очередь на опору действует равная и противоположная контрсила ─ сила веса. Ясно, что обе силы являются силами упругости и имеют электромагнитный характер. Никакого отношения к мифическим гравитационным силам они не имеют. Гравитация лишь определяет условия и характеристики их проявления. Очевидно, что если нет гравитационных сил в контакте, то их тем более нет при разделении этих тел на сотни, тысячи и миллионы километров

Но можно изменить определение сил в этом дуэте, представив силу веса как активную силу, силу гравитации, а активную силу от опоры как силу реакции. Такая интерпретация сил в однородном и постоянном поле гравитации, хотя физически неверна, но с точки зрения силовой механики и динамики дает правильные наблюдаемые результаты.

Второй случай – это Солнечная система. На движение планет вокруг Солнца Ньютон при создании своей гравитационной теории перенес силовую схему движения камня на веревке или на центрифуге. И в этом частном случае движение планет получилось совпадающим с наблюдением или достаточно близким к совпадению.

Но в остальных случаях результаты расчетов по Нью-теории имели катастрофическое несовпадение с наблюдением. Наиболее наглядным и массово созерцаемым является факт невесомости космонавтов на орбите в поле гравитации Земли. Никаких гравитационных сил очевидно нет. Множество объяснений невесомости оперирует представлениями, вообще не входящими в корпус терминов и понятий теоретической механики, например:

НЕВЕСОМОСТЬ ─ состояние, при котором действующие на тело внешние силы не вызывают взаимных давлений его частиц друг на друга (БСЭ).

Отметим, что здесь используется понятие «состояние», которого в Нью-механике вообще не существует. Это понятие уже из Юр-механики. И это как раз показывает, что новая механика логически вытекает из предшествующей, заполняя понятийные лакуны, имеющиеся в последней и ставшие особенно важными в условиях выхода человечества в космос. Во-вторых в представлении материальной точки никаких частиц в теле не существует. Но невесомость сохраняется и в этом представлении.

Второе ошеломляющее несовпадение Нью-механики с наблюдением есть движение звезд в галактике. Согласно расчетам по Нью-механике линейная скорость звезд должна убывать по мере удаления их от центра галактики. Примерно так, как это происходит в Солнечной системе. Но наблюдения показали ошеломительный результат. Скорость не только не убывает, она возрастает!!!

И вот вместо того, чтобы признать ошибочность теории, «ученые» решили изменить само устройство нашего мира, населив его невидимыми массами, благодаря которым спасается, якобы, хороший закон Ньютона. Ньютон прав. Неправ мир, тысячелетние представления  человечества о строении нашего мира неправильны. С легкой руки Ньютона и Эйнштейна современный мир оказался наполнен невидимыми и ненаблюдемыми сущностями: черными дырами, невидимыми массами, черными энергиями, гравитационными силами, гравитационными волнами, невидимыми и неосязаемыми пространственно-временными размерностями, гравитационными квантами и пр. и пр.

Мы лишь кратко укажем на другие несообразности Нью-механики: движение Луны вокруг Земли (хотя по Ньютону сила притяжения Луны к Солнцу вчетверо больше, чем к Земле), теория движения Меркурия (вращение перигелия), история космонавтики пестрит случаями, когда расчеты по законам Нью-механики движения космических аппаратов, особенно в области влияний нескольких небесных тел, оказывались неверными, что приводило к потерям космических аппаратов и зондов.

Все сказанное можно заключить: более чем трехвековое господство Нью-механики служило стимулом научного и во многом технологического развития человеческой цивилизации. Но ничто не вечно. И уже не только механическая и астрономическая наука, но и практическая деятельность человека в космосе требует создания новой механики. И таковая, в центре которой лежит не понятие силы, а понятие состояния, уже создана в виде Юр-механики.