Оглавление

Математика — точная наука. Она с одинаковой точностью отражает законы природы и фантазии физиков. Но физики фантазируют не ради фантазии. Они думают, что открывают законы природы. Поэтому задача официальной науки не запрещать физикам фантазировать, а научиться находить в их фантазиях элементы математики природы

А. А. Астахов

Удивительно точную мысль по поводу дальнейшего развития физики сформулировал А. П. Смирнов в статье «Осознание знания откровение XXI века». Человечество накопило огромное количество практических, опытных знаний о природе и эмпирически точно установленных закономерностей. Поэтому не нужно искать физические теории в дебрях формально-математических преобразований, чем сегодня увлекается множество современных исследователей. Многие вопросы можно решить, разобравшись с тем, что мы уже знаем достоверно. Этого вполне достаточно для правильных теорий, построенных на основе математики природы.

А. П. Смирнов, А. А. Астахов

«Может быть, мое мнение меня обманывает; поэтому я хочу быть собеседником, а не судьей, исследователем, а не основоположником; я готов учиться у каждого, кто предлагает что-то более правильное и достоверное… Если же читатель увидит, что оснастка моего сочинения равна той, которая имеется у противоположной стороны, тогда он сам взвесит и рассудит, что имеет большее значение: суждение всех просвещенных людей…, всех университетов…, или же частное мнение того или иного человека… Я знаю, в жизни нередко случается, что большая часть побеждает лучшую. Я знаю, что при исследовании истины никогда не лишне добавить свое прилежание к тому, что было сделано прежде».

Эразм Роттердамский

В мире, как он описывается многими науками, отсутствует смысл. Это, однако, означает не то, что мир лишен смысла, а лишь то, что многие науки слепы к нему. Смысл приносится в жертву многими науками.

Виктор Франкл

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая работа посвящена анализу физической сущности современных знаний о природе, связанных с движением и взаимодействием материи. Появляющиеся в последнее время в современной науке мнения о первичности вращательного движения, основанные на строении микромира, а также на вращении эфирных вихрей, образующих элементарные частицы вещества несостоятельны. Строение вещества и движение материи это разные вещи. Любое движение первоначально возникает как прямолинейное движение, т.к. в природе не существует криволинейных сил. Это непосредственно следует из законов динамики Ньютона, которые на сегодняшний день считаются незыблемыми. Все попытки некоторых современных авторов внести свои коррективы в законы Ньютона не меняют их физической сущности.

В первом законе Ньютона говорится исключительно о прямолинейном движении. Второй закон Ньютона определяет силу и ускорение, которые возникают вдоль одной общей прямой линии предшествующего равномерного прямолинейного движения взаимодействующих тел. Если предшествующие движения пересекаются под углом, то результирующее движение в любом случае представляет собой результирующую прямую линию. Об этом же говорит и третий закон Ньютона. Попробуйте представить себе силу взаимодействия, которая действует на взаимодействующие тела в противоположных направлениях, но не вдоль одной прямой, а как–либо иначе. Естественно, что это не возможно, т.к. противоположные направления по определению находятся только на одной прямой, но никак не на кривой линии.

Криволинейное движение возникает только при дополнительном силовом воздействии, имеющим иное направление, чем направление текущего активного или так называемого инерционного прямолинейного движения. Криволинейное движение, образующееся за счет множества разнонаправленных прямолинейных взаимодействий, является более сложным движением, чем прямолинейное движение, а, как известно, сложное не может быть элементом простого.

Таким образом, основным элементом механического движения в природе является прямолинейное перемещение в пространстве. Даже если вещество образовано вихрями амеров эфира, то в свободном пространстве между соударениями они, очевидно, движутся прямолинейно.

Вследствие непрерывных разнонаправленных взаимодействий материальных тел между собой, а также с мировой материальной средой прямолинейное движение в чистом виде в природе встречается довольно редко, что дает ложное основание считать основополагающим движением — вращательное движение. Однако в природе так же редко встречается и вращательное движение в чистом виде. Первичность прямолинейного движения непосредственно следует из физического механизма формирования вращательного движения, которое в свою очередь является простейшим базовым элементом любого произвольного криволинейного движения. Вариант такого механизма приведен в настоящей работе.

По некоторым практическим соображениям мы попытались разобраться в физической сущности вращательного движения на уровне физического механизма преобразования движения по направлению и столкнулись с многочисленными противоречиями не только в существующей математической модели вращательного движения во всех его проявлениях, но и с другими проблемами классической физики, связанными с теорией движения в целом. Как выяснилось, в современной физике практически отсутствует описание явлений природы на уровне их физических механизмов.

В большинстве случаев всё сводится лишь к количественному математическому описанию природных закономерностей, в котором нет места физическому, а иногда и элементарному здравому смыслу. За физический смысл природных явлений зачастую выдается лишь краткое словесное описание математических формул. Причем словесное описание даже правильных формул только подтверждает количественную оценку найденной закономерности, но не отражает ее физическую сущность на уровне причинно–следственных связей. Даже популяризаторы науки в основном преподносят широкой аудитории описание природы на уровне её математического отображения в виде условных символов и знаков.

В природе не существует формальных математических правил. Математика это и есть физика, записанная в условных обозначениях: символах и знаках. Однако современный учебный процесс построен так, что в будущих математиках закрепляют знание математических правил в основном на формальном уровне. Во всяком случае, маститые математики практически забывают физическую основу ставших для них привычными стандартных математических операций.

Например, дополнительные множители не нарушают равенство. Однако если речь идёт о физических величинах, в которых этих множителей нет, то такое равенство не является физическим. Тем не менее, некоторые физики от формальной математики, умножая обе части физических формул на одну ту же величину иногда получают новые физические величины, там, где их нет, нарушая главный закон природы — Закон сохранения истины! На формально математических преобразованиях иногда даже строятся новые физические теории, хотя все должно быть наоборот.

В современной теоретической физике спокойно существуют и обсуждаются на самом высоком научном уровне такие понятия, как: «искривление пространства и времени», «кручение пространства», «пространство–время», «вибраторы–струны», «пятые, шестые и энные измерения». Ни один физик на Земле и даже авторы этих понятий не могут объяснить непосвященному человеку и даже специалистам, что это такое, потому что эти понятия не физические. Они получены из формально математических преобразований не физических величин, а предполагаемых допущений — постулатов и из всевозможной замены переменных. Но это уже не наука, а математическая религия.

Найти убедительные аргументы против откровенных глупостей достаточно сложно. Глупость нельзя опровергнуть в принципе т.к. логика против нее бессильна. Особенно если эта глупость складывалась веками и формально подтверждена правильными математическими формулами. Это касается преобразования направления скорости без преобразования ее величины; однонаправленных линейных ускорений, которые изменяют скорость якобы только своего вида движения без взаимного влияния друг на друга; утверждения о фиктивности силы инерции без знания ее природы и при реальных энергетических затратах на ее преодоление; невозможности изменения импульса замкнутой системы физических тел в мировой материальной среде, в которой в принципе не может существовать замкнутых систем и многого другого.

Альтернатива откровенной глупости вовсе не означает альтернативы законам природы. А вот некоторые представители классической физики делают её альтернативной законам природы. Однако, как это ни парадоксально умные люди бояться идти против общественного мнения, поддерживающего глупость, чтобы самим не прослыть глупцами или альтернативщиками (альтами), как обидно называют официалы всех, кто выступает против откровенных глупостей современной науки. Мало кто отважится сказать, что король голый, если все вокруг утверждают, что он прекрасно и изысканно одет. В результате все вокруг считаются умными людьми, а физика 21 века топчется на месте только потому, что в свите короля нет честного человека, который не боится прослыть «глупцом».

В известной сказке эту роль выполняет младенец, который, может позволить себе говорить то, что он видит и думает и вовсе не потому, что он глуп, а потому, что он еще не научился лгать. В сказке младенца послушали, но в науке этого недостаточно. В науке люди, выступающие в роли таких младенцев, в лучшем случае просто игнорируются «умными» людьми из свиты короля. А в худшем случае на них спускают придворных псов.

Любые математические модели должны отражать только сложную связь давно устоявшихся и проверенных опытом элементарных понятий в физике. Только тогда они будут достаточно точно отражать природные явления. Наверное, современной наукой открыты еще не все элементарные инварианты. Однако возможности существующих классических инвариантов для определения физической сущности всех известных на сегодняшний день явлений природы еще далеко не исчерпаны.

Нарушений законов природы не может быть в принципе. Все, что происходит в природе, происходит только в соответствии с законами природы или не происходит вообще. Нарушения могут быть только в нашем понимании законов природы. Поэтому все, что на первый взгляд не вписывается в классические теории, объясняется только несовершенством существующей теории, а не нарушением законов природы.

В настоящей работе приведены многочисленные примеры, когда не вписывающиеся на первый взгляд в классическую физику явления природы находят у различных авторов вполне приемлемое объяснение, основанное на привычных элементарных понятиях. Например, полный импульс движения включает в себя не только линейный импульс, но и вращение. С учетом полного импульса разрешаются многие вопросы, связанные с кажущимся нарушением закона сохранения импульса в линейных взаимодействиях и многое другое.

Главной задачей настоящей работы является ни в коем случае не пересмотр давно открытых и проверенных опытом природных закономерностей, а придание им физического, а значит и здравого смысла, которого в современной физике хронически не хватает. Конечно же, исходя из истинного физического смысла, возможны некоторые уточнения существующих взглядов. Однако сделанные нами уточнения не выходят за рамки здравого смысла, т.к. они основаны на классических элементарных понятиях и принципах причинности, а не на постулатах, не подтверждающихся экспериментально и изобретаемых только для реализации далеких от реальной действительности математических моделей.

В работе предпринята попытка выявления физического смысла вращательного движения и его динамики, силы и ускорения Кориолиса, полного ускорения сложного движения, явления инерции, определяющего формирование сил взаимодействия, через которые осуществляется перераспределение энергии взаимодействия, а также физического смысла законов Ньютона. Рассмотрены вопросы так называемого безопорного движения. Дана критика некоторых авторов, а также современных ученых, которые очень уж рьяно, но, к сожалению, неумело или недостаточно аргументировано выступают в защиту своих консервативных взглядов.

Читатель может не согласиться с предложенными физическими механизмами, позволяющими разрешить существующие противоречия аналогичных классических моделей природных явлений. Однако мы не претендуем на истину в последней инстанции. Все существующие научные знания это только грубые математические и физические модели природных явлений. Реальная действительность значительно сложнее любых ее моделей, создаваемых наукой.

Мы можем сколь угодно близко подходить к истине, но никогда ее не достигнем, поскольку логика, построенная на элементарных понятиях не способна объяснить сами эти элементарные понятия. Элементарные понятия являются базой нашей логики, а для объяснения базы необходима другая база ещё более элементарных понятий, которой у нас пока нет. Однако другой логики у нас нет. Поэтому самое важное в любой теории это не абсолютная точность во всех её деталях, а её принципиальное соответствие здравому смыслу и проверенным элементарным понятиям. Окончательную оценку любой теории, как всегда, выставит время. Однако если теория не противоречит здравому смыслу, то со временем она никогда полностью не пересматривается, а только уточняется и дополняется.

Конечно же, на бытовом уровне здравый смысл у всех людей разный, поскольку зачастую он отражает законы человеческой психики, не всегда связанной с объективной реальностью. Как говорится правда у всех своя. Однако в науке здравый смысл может быть только один. Он основан на элементарных понятиях, отражающих основные сведения о природе, подтверждающиеся тысячелетним опытом контакта человека с реальной действительностью на доступном ему уровне.

Мы можем не знать всех закономерностей природы и всех причин, происходящих в ней явлений. Однако новые неоткрытые закономерности не могут противоречить тому, что мы уже знаем о ней достоверно, хотя и на уровне элементарных понятий. Это означало бы, что природа противоречит самой себе, чего не может быть в принципе. Непознаваемость природы может быть связана с её бесконечным многообразием, но никак не с отсутствием в ней причинно–следственных связей, которые и определяют и ее, и наш с вами здравый смысл, который основан на образных представлениях.

Природа оперирует не цифрами и не формулами. Она оперирует реальными явлениями и процессами. Так же, как и человек мыслит не цифрами и не формулами, а образами, которые отражают материю во всех её проявлениях в пространстве в нашем сознании. И если математическую модель, какого-либо явления невозможно представить образно, то это вовсе не значит, что природа непознаваема для человека, как, например, говорят в отношении теории относительности Эйнштейна её защитники.

Это означает, что теория, скорее всего, не верна, т.к. она не совместима с образами, отражающими природу, т.е. с самой природой. Поэтому не поддавайтесь на утверждение консервативной части научного сообщества, что вы якобы не умны, раз не способны понять их несостоятельные теории. Они не более умны, чем вы и только прикрываются своими абстрактными математическими формулами, которые без физического обоснования связи этой абстракции с реальной действительностью ничего не значат.

Если отбросить малопонятные для непосвящённого человека термины, то объяснения природных явлений даже у маститых академиков не выходят за рамки обычной детской логики. Попросите академиков объяснить их формулы и представления, облечённые в мудрёные специальные термины, через образные представления, т.е. на пальцах, как говорят в народе, и вы услышите в ответ такой родной и понятный для всех детский лепет, т.к. логика на всех одна и на детей и на маститых академиков.

Причём это в лучшем случае. А в худшем вам просто намекнут, что вы недостаточно умны, что означает, что академики сами не понимают, о чём говорят.

Как говорил сам автор самой непонятной в науке теории Эйнштейн:

«Если не можете объяснить свою мысль пятилетнему ребёнку, значит, Вы сами её плохо понимаете».

И об этом вы тоже прочитаете в настоящей работе.

Ничего позорного и унизительного в ошибках нет. Без ошибок развитие науки не возможно. Но оно невозможно и без признания этих ошибок. Тем не менее, маститые академики, наделавшие эти ошибки и много лет преподающие их студентам и обществу, не хотят их признавать. И руководствуются они в этом вовсе не интересами науки, а собственными низменными интересами. В этих условиях, только накопив критическую массу критических замечаний в обществе, можно стимулировать развитие науки. Поэтому мы обращаемся к вам. Читайте, думайте, анализируйте! И присылайте ваши критические замечания.

И ещё один момент, на который мы хотим обратить внимание читателя. В предлагаемой работе повествование идёт от множественного числа «мы». Это не значит, что нас много. Автор пока практически один. Но выражение «мы» я употребляю по следующим четырем причинам:

Во–первых, когда автор кому–то что–то пытается объяснить, то он приглашает своих слушателей в собеседники, при этом он справедливо полагает, что он уже не один.

Во–вторых, предлагая своё видение вопроса, каждый автор надеется всё–таки приобрести единомышленников и поэтому ведёт повествование и от имени тех, кто с большой долей вероятности в достаточно большой аудитории может его поддерживать. Если же он говорит «я», то он в некотором смысле противопоставляет себя возможным единомышленникам.

В–третьих, говорить от собственного лица, т.е. «якать» не совсем скромно, потому что каким бы новым не было мнение автора, он всегда в значительной степени опирается на опыт, накопленный другими авторами. Ссылки на них, конечно же, этически необходимы. Однако при этом в любом случае даже самое новое видение автора остаётся не совсем его собственным независимым мнением. Ведь даже свои элементарные знания он получает от общества.

И наконец, в–четвёртых, наверное, именно из приведённых выше соображений обращение «мы» общепринято в практике публичных работ.

1. ИНЕРЦИЯ И СИЛЫ ИНЕРЦИИ

1.1. Двойственность сил инерции в современной физике

Один из самых известных видов инерции это центробежная сила. Жуковский Н. Е. «Теоретическая механика» издание второе. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАНИЕ ТЕХНИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА-ЛЕНИНГРАД 952 г. определяет силу инерции следующим образом:

Инерция является неотъемлемым свойством физических тел, которое проявляется в их способности противодействовать любому изменению состояния движения или состояния покоя, являющегося частным случаем движения. По определению Жуковского Н. Е.:

«Силой инерции называется сила, которая по величине равна произведению массы на полное ускорение, а направлена в сторону, противоположную полному ускорению» (см. фотокопию выше, «Теоретическая механика», издание второе, ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАНИЕ ТЕХНИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА-ЛЕНИНГРАД 1952 г., §2 Сила инерции).

Как считается в механике Ньютона, силы инерции из НИСО (неинерциальная СО) не подчиняются третьему закону Ньютона в ИСО, т.к. это не силы взаимодействия, а псевдосилы, «действующие» только на данное тело. Однако по определению силы противодействия, которые возникают при всяком силовом воздействии на материальное тело в соответствии с третьим законом Ньютонав ИСО, в точности соответствуют силам инерции их НИСО.

Сила противодействия из 3-го закона Ньютона в ИСО также равна произведению массы на полное ускорение и также направлена в сторону, противоположную полному ускорению. При этом сила инерции в НИСО приложена к телу фиктивно. Именно потому она и фиктивная. Но точно по этой же причине фиктивной для ускоряемого тела является и сила противодействия из 3-го Ньютона, т.к. она приложена не к ускоряемому телу, а к ответному телу.

Причём силы инерции в НИСО действуют только на одно тело, так же, как собственно и силы противодействия из 3-го закона Ньютона в ИСО, т.к. в классической физике ответное тело для ускоряемого тела нужно, как собаке пятая нога. В классической физике ответное тело заменяется абстрактной силой, синхронно приложенной с ускоряемому телу, что, кстати, создаёт несоответствующую действительности иллюзию движения силы (см. гл. 1.2.1.).

Мы уже не говорим, что сила противодействия из 3-го закона Ньютона в ИСО не перестаёт быть самой собой и в качестве фиктивной силы в НИСО. Так в чём же тогда принципиальная разница между ними и якобы неподчинение сил инерции из НИСО 3-му закону Ньютона из ИСО?! Тем более, что в официальных источниках за силу инерции сплошь и рядом принимают именно силу противодействия из 3-го закона Ньютона, что будет не раз показано ниже в настоящей главе.

Далее Жуковский Н. Е. пишет:

«Введение понятия о такой фиктивной силе облегчает формулировку многих теорем динамики, особенно в вопросе об относительном движении и о движении несвободной материальной точки».

То есть Жуковский относит силы инерции, вводимые в математическую модель ускоренного движения тел к фиктивным силам, которые не оказывают реального влияния на ускоренное движение материальных тел и вводятся в неинерциальных системах отсчета как математический прием только для облегчения формулировок теорем динамики.

В современной физике принято различать «обычные» силы, действующие на тело со стороны других тел в инерциальных системах отсчета и фиктивные силы инерции, возникающие в неинерциальных системах отсчета. А. Н. Матвеев в работе «Механика и теория относительности», 3-е издание, Москва, «ОНИКС 21 век», «Мир и образование», 2003 г. дает следующее определение «обычных» сил:

«В инерциальных системах отсчёта единственной причиной ускоренного движения тела являются силы, действующие на него со стороны других тел. Сила всегда есть результат взаимодействия материальных тел».

Однако в неинерциальных системах отсчета наблюдаются ускорения, которые не являются результатом действия на тела каких-либо сил со стороны других тел. По этому поводу Матвеев пишет:

«В неинерциальных системах можно ускорить тело простым изменением состояния движения системы отсчета. Рассмотрим, например, неинерциальную систему отсчета, связанную с автомобилем. При изменении скорости его относительно поверхности Земли в этой системе отсчета все небесные тела испытывают соответствующие ускорения. Ясно, что эти ускорения не являются результатом действия на небесные тела каких-либо сил со стороны других тел. Таким образом, в неинерциальных системах отсчета существуют ускорения, которые не связаны с силами такого же характера, какие известны в инерциальных системах отсчета. Благодаря этому первый закон Ньютона в них не имеет смысла. Третий закон Ньютона в отношении взаимодействия материальных тел, вообще говоря, выполняется. Однако, поскольку в неинерциальных системах отсчета ускорения тел вызываются не только „обычными“ силами взаимодействия между материальными телами, проявления третьего закона Ньютона настолько искажаются, что он также утрачивает ясное физическое содержание».

Силы, которые проявляются в неинерциальной системе отсчета, в отличие от «обычных» сил Матвеев определяет, как силы «особой природы». При этом Матвеев отмечает, что этот путь был выбран не им, а сложился исторически и предлагает свой альтернативный вариант:

«При построении теории движения в неинерциальных системах в принципе можно было бы идти по пути коренного изменения представлений, выработанных в инерциальных системах, а именно можно было бы принять, что ускорения тел вызываются не только силами, но и некоторыми другими факторами, которые ничего общего с силами не имеют. Однако исторически был выбран иной путь — эти другие факторы были признаны силами, которые находятся с ускорениями в таких же соотношениях, как и обычные силы. При этом предполагается, что в неинерциальных системах, так же как и инерциальных, ускорения вызываются только силами, но наряду с „обычными“ силами взаимодействия существуют еще силы особой природы, называемые силами инерции».

Таким образом, в современной физике в неинерциальных системах отсчёта наряду с «обычными» силами взаимодействия необходимо учитывать силы инерции, которые Матвеев увязывает с ускоренным движением неинерциальной системы отсчета относительно инерциальной.

«Существование сил инерции обусловливается ускорением движения неинерциальной системы отсчета относительно инерциальной. Силы инерции берутся такими, чтобы обеспечить в неинерциальной системе отсчета те ускорения, которые фактически имеются, но обычными силами взаимодействия объясняются лишь частично».

При этом Матвеев, так же как и Жуковский отмечает, что силы инерции, вводимые в неинерциальных системах отсчета в математической модели теории движения, являются фиктивными силами, т.е. реально несуществующими:

«Введение этих сил в уравнения движения, использование их при объяснении физических явлений и т. д. в неинерциальных системах координат является правильным и необходимым. Однако использование понятия сил инерции при анализе движений в инерциальных системах координат является ошибочным, поскольку в них эти силы отсутствуют».

С точки зрения современной физики, связав неинерциальную систему отсчёта с ускоренно движущимся телом можно, прибавив к нему силу инерции, получить условие равновесия для тела в неинерциальной системе отсчёта. В этом случае ускорение движения тела определяется, как ускорение неинерциальной системы отсчёта относительно инерциальной системы без учета сил инерции. Если же тело движется ещё и относительно неинерциальной системы отсчета, то задача значительно усложняется.

В этом случае абсолютное ускорение будет определяться как сумма относительного ускорения, полученного телом в неинерциальной системе в результате «обычных» взаимодействий и ускорения самой неинерциальной системы отсчёта относительно инерциальной системы отсчета. Силы инерции обуславливают разность между относительным и абсолютным ускорением. При этом сила инерции (Fин) определяется выражением:

Fин = m * (а _отн — а_абсол)

Несмотря на то, что в современной физике существует четкое математическое выражение для сил инерции, их четкое физическое понимание отсутствует. В результате сила инерции определяется в современной физике как минимум двойственно. С одной стороны в математической модели ускоренного движения тел силы инерции считаются фиктивными, т.е. реально не существующими. С другой стороны существование сил инерции признается многими классиками и современными авторами, как объективная реальность. Вот что говорит Н. Е. Жуковский в упомянутой выше работе (стр. 281) о реальности сил инерции:

«Являясь компонентом предполагаемой силы инерции, центробежная сила есть сила фиктивная; она должна быть присоединена к материальной точке, если мы хотим рассматривать вопрос о ее движении, как об относительном равновесии точки. Но в некоторых вопросах центробежная сила является и как некоторая действительная сила, — например, в вопросах об определении давления движущегося тела на препятствия, стесняющие его движение. Но в этом случае центробежная сила приложена не к материальной точке, а к тем телам, которые задерживают материальную точку на ее траектории.»

Как видите, здесь за силу инерции принимается именно ЦБ сила, которая по 3-му закону Ньютона противодействует ЦС силе. Правда сам 3-ий закон Ньютона здесь не упоминается, но в классической физике ЦБ сила является силой противодействия при ЦС силе именно по 3-му закону Ньютона. При ЦС силе — это значит именно в ИСО.

Жуковский признает физическую реальность действия оказываемого силой инерции, однако в этом случае сила инерции превращается в «обычную» силу, которая приложена к телам, задерживающим движущееся тело на его траектории. А. Н. Матвеев также высказывается за то, что с физической точки зрения силы инерции являются вполне реальными силами (стр. 393):

«Являются ли силы инерции реальными силами? Они реальны в том же смысле, в каком являются реальными ускорения в неинерциальных системах координат, для описания которых они введены. Они реальны также и в более глубоком смысле: при рассмотрении физических явлений в неинерциальных системах можно указать конкретные физические последствия действия сил инерции. Например, в вагоне поезда силы инерции могут привести к увечьям пассажиров, т. е. к весьма реальному и осязаемому результату. Поэтому силы инерции столь же реальны, как реален факт равномерного и прямолинейного движения тел в инерциальных системах координат, если отсутствуют „обычные“ силы взаимодействия, как это формулируется в первом законе Ньютона».

Итак, для удобства математического описания ускоренного движения тел в современной физике в неинерциальных системах отсчета вводятся условные фиктивные силы инерции, которые в инерциальных системах отсчета отсутствуют. Однако системы отсчета это только инструменты для математического описания реальной действительности. Фиктивные силы инерции, вводимые в неинерциальных системах отсчета это по сути дела математическая модель реальных сил, порождаемых инерцией в инерциальных системах отсчета.

При переходе в инерциальную систему отсчета фиктивные силы инерции превращаются в «обычные» силы, приложенные к телам, препятствующим движению тел, связанных с неинерциальной системой отсчета. Происходит по сути дела постоянная подмена понятий вполне реальной «обычной» силы, проявляющейся в инерциальной системе отсчета ее математической моделью — фиктивной силой инерции в неинерциальной системе отсчета и наоборот.

В результате, вполне реальные силы по изменению движения или покоя физических тел, которое приводит к реальным физическим последствиям, обеспечивается в современной физике фиктивными, т.е. несуществующими силами инерции! Двойственность понятия инерции в современной физике проявляется уже с первого же определения Ньютона, которое он дал ещё до своего первого закона:

«Инерция или врожденная сила материи, — это сила сопротивления, с помощью которой каждое тело, в какой бы степени оно ни находилось, пытается сохраниться в своем нынешнем состоянии, будь то в состоянии покоя или равномерного движения вперед по прямой линии».

Такая подмена понятий обычных сил и сил инерции, наблюдается у многих авторов. Приведем дословно цитаты некоторых авторов, касающиеся силы инерции.

Н. Е. Жуковский («Теоретическая механика», издание второе, ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАНИЕ ТЕХНИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА-ЛЕНИНГРАД,1952 г., стр. 281):

«Если, например, некоторый шар М (фиг. 232) движется по цилиндрическому своду, описывая круг, то на него действует сила Р давления свода, которая для шара есть центростремительная. Но по третьему закону динамики шар М сам давит на свод с такой же силой N, равной Р. Эта сила N для шара будет центробежной силой инерции, и можно сказать, что свод находится под действием этой силы».

Как видите, здесь Жуковский открытым текстом говорит, что за силу инерции принимается именно ЦБ сила, которая по 3-му закону Ньютона противодействует ЦС силе в ИСО. Фактически это одна и та же сила взаимодействия. Но у Жуковского она меняет свой статус в зависимости от того, с какой стороны на неё смотреть. Одним боком она обычная сила, а другим — фиктивная сила инерции.

Однако, как может шар, являющийся совместно со сводом источником одной и той же силы, воздействовать на свод с силой, которая для него самого якобы не существует? Как можно производить то, что не существует для самого производителя? Это возможно только при искусственном разделении одной общей для всех силы взаимодействия на две разные силы действия и противодействия по фиктивному 3-му закону Ньютона.

А. Зоммерфельд. Механика. Москва. Ижевск. 2001, Задача 3 к главе II:

«II.3. Центробежная сила при увеличенной скорости вращения Земли.

С какой скоростью должна вращаться Земля (тело на уровне её поверхности) для того, чтобы на экваторе сила тяжести и центробежная сила взаимно уничтожались? Какова была бы при этом продолжительность суток?»

Однако, как можно уничтожить фиктивную центробежную силу инерции, которая и так не существует по причине её фиктивности для тела? Очевидно это можно сделать, только уничтожив вполне реальную общую силу взаимодействия, воздействуя на носители поля тяготения. Это свидетельствует о том, что сила взаимодействия одна, общая для всех взаимодействующих тел.

Ещё одни подобный пример приводит Г. С. Ландсберг. «Элементарный учебник физики», Том 1, ФИЗМАТЛИТ. 2004, стр. 267:

«Вследствие вращения Земли на ней также должна наблюдаться центробежная сила инерции (которой мы до сих пор пренебрегали). В §133 мы нашли, что центростремительное ускорение на экваторе равно 0,034 м/с². Это составляет примерно 1/300 часть ускорения свободного падения g. Значит, на тело массы т, находящееся на экваторе, действует центробежная сила инерции, равная mg/ЗОО и направленная от центра, т. е. по вертикали вверх. Эта сила уменьшает вес тела по сравнению с силой притяжения Земли на 1/300 часть».

Как и в задаче Зоммерфельда, приведенной выше, для того чтобы вес тела по сравнению с силой притяжения Земли уменьшился на 1/300 часть необходимо уменьшить на эту часть их общую вполне реальную обычную силу взаимодействия, воздействуя на носители тяготения. Но в этой задаче интересно то, что Ландсберг открытым текстом говорит, что сила инерции приложена именно к самому телу, а не к «верёке» тяготения: «Значит, на ТЕЛО массы т, находящееся на экваторе, действует центробежная сила инерции…». Это к вопросу о двойственности. А за силу инерции здесь опять же принимается именно ЦБ сила, которая по 3-му закону Ньютона противодействует ЦС силе в ИСО.

Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс, ФЕЙНМАНОВСКИЕ ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ, 2. ПРОСТРАНСТВО. ВРЕМЯ. ДВИЖЕНИЕ, стр. 78,79:

«Когда мы держим гантели горизонтально, то никакой работы не производим. Выпрямляя руки в стороны и сгибая их, мы тоже не можем произвести никакой работы. Это, однако, верно только, пока нет никакого вращения! При вращении же НА ГАНТЕЛИ действует центробежная сила. Они стремятся вырваться из наших рук, так что, сгибая во время вращения руки, мы преодолеваем противодействие центробежной силы. Работа, которая на это затрачивается, и составляет разницу в кинетических энергиях вращения. Вот откуда берется этот добавок».

Обратите внимание, что и здесь прослеживается, как минимум словесная путаница. Фейнман чётко указал, что центробежные силы действуют именно на гантели, что противоречит точке приложения фиктивных сил инерции. Это опять же свидетельствует об отсутствии ясного определения силы инерции в современной физике.

Можно привести еще множество примеров двойственного подхода к понятию силы инерции и до бесконечности спорить, о какой системе отсчета идет речь и является ли сила инерции фиктивной или реальной в каждом конкретном случае. Однако однозначный ответ о природе сил инерции у классиков теоретической механики найти вряд ли удастся.

Среди современных авторов также нет четкого представления о природе силы инерции, впрочем, как и о природе «обычных» сил. Например, Н. В. Гулиа, являющийся ярым сторонником фиктивности сил инерции независимо от систем отсчета, в которых они рассматриваются в своей книге «Удивительная физика» в главе «Инерция: сила или бессилие?» противореча самому себе, так же дает двойственную оценку силе инерции.

С одной стороны, он категорически отрицает существование силы инерции, причем не только, как математической абстракции, но и как физической реальности. С другой стороны он вынужден, противореча самому себе признавать физическую реальность сил инерции в тех случаях, в которых ее действие невозможно объяснить математической абстракцией. В «Удивительной физике» в главе «Реальны ли центробежные силы?» Гулиа приводит убийственный, по его мнению, пример, подтверждающий именно физическое отсутствие сил инерции в природе:

«Приведем простейший, но, тем не менее, убийственный для этих сил пример. Известно, что Луна вращается вокруг Земли. Спрашивается, действуют ли на нее центробежные силы? Спросите, пожалуйста, об этом своих товарищей, родителей, знакомых. Большинство ответит: «Действуют!» Тогда вы поспорьте с ними, на что хотите и начинайте доказывать, что этого не может быть.

Основных довода — два. Первый: если бы на Луну действовала центробежная сила (то есть сила, направленная от центра вращения наружу), то она могла бы действовать только со стороны Земли, так как других тел поблизости нет. Думаю, что напоминать о том, что силы действуют на тела только со стороны других тел, а не «просто так», уже не надо. А если все так, то, значит, Земля не притягивает, а отталкивает Луну — от себя наружу. Между тем, как мы знаем, существует закон всемирного тяготения, а не отталкивания. Поэтому на Луну может действовать со стороны Земли только одна-единственная сила — притяжения P, направленная точно наоборот — от Луны к Земле. Такая сила называется центростремительной, и она реально есть, она-то и сворачивает Луну с прямолинейного инерционного пути и заставляет вращаться вокруг Земли. А центробежной силы, извините, нет (рис. 54).

Второй довод. Он для тех, кто не знает о существовании закона всемирного тяготения или забыл его. Тогда если бы на Луну действовала центробежная сила (естественно, со стороны Земли, так как других тел, как мы уже знаем, поблизости нет), то Луна не стала бы вращаться вокруг Земли, а улетела бы прочь. Если на Луну не действовало бы вообще никаких сил, то она спокойно пролетела бы мимо Земли по инерции, то есть по прямой (мы же забыли о всемирном тяготении!). А если бы со стороны Земли на Луну действовала центробежная сила, то Луна, подлетая к Земле, свернула бы в сторону и под действием этой силы улетела бы навсегда в космическое пространство. Только бы мы ее и видели! Но раз этого не происходит, стало быть, центробежной силы нет. Вы выиграли спор, причем в любом случае. А появилась эта центробежная сила оттуда же, откуда и силы инерции в прямолинейном движении — из принципа Даламбера. Здесь, во вращательном движении, этот принцип еще более облегчает решение задач, чем в прямолинейном. Еще бы, прикладываем к существующей центростремительной силе несуществующую центробежную — и Луна как бы зависает на месте! Делайте с ней, что хотите, определяйте ускорения, скорости, радиусы орбиты, периоды обращения и все остальное. Хотя все это можно определить и без использования принципа Даламбера».

Наш взгляд, доводы Гулиа не только абсолютно не корректны с точки зрения физики, они просто по-детски наивны. Гулиа совершенно прав напоминая,

«… что силы действуют на тела только со стороны других тел, а не „просто так“…».

Поэтому ему, профессору физики, а вовсе не ребёнку следовало бы знать, что сила притяжения тоже существует «не «просто так»…», ведь прямого контакта между Землей и Луной нет. Следовательно, сила тяготения осуществляется через что-то материальное вокруг Луны и Земли, даже если обтекаемо назвать это что-то просто поле тяготения!

А поскольку небесные тела реально подталкивает друг к другу вполне материальное поле тяготения, но при этом они не падают друг на друга, то надо полагать, что они сопротивляются ему при помощи вполне реальной центробежной силы. И направлена эта реальная центробежная сила вовсе не со стороны Земли на Луну, а со стороны Луны на материальное поле тяготения. Причём в этом участвует каждый элемент Луны. При этом каждый действует на каждого, т.е. эта сила вовсе не формально действует и на элементы самой Луны, поддерживая её движение прочь от Земли.

Далее Гулиа сам вступает в противоречие со своей собственной же позицией:

«Но ради справедливости заметим все-таки, что центробежные или просто направленные от центра силы все-таки бывают, но действуют они вовсе не на то тело, которое вращается, а на связь, удерживающую это тело (рис. 57). То есть не на автомобиль, а на дорогу, не на Луну, а на Землю, не на камень в праще, а на веревку и руку человека и т. д.»

Вот только Гулиа почему-то забыл, что между Землёй и Луной также есть некая «верёвка» тяготения, на которую по его же словам и должны быть направлены центробежные силы Луны. Следовательно, источником НЕ фиктивной, а вполне реальной центробежной силы является сама Луна. Но силы, зарождающиеся внутри Луны, не могут не действовать, прежде всего, на элементы самой Луны.

Ближайшие к Земле элементы Луны, удерживаемые силой тяготения Земли в первую очередь, поддерживают своё движение прочь от Земли за счёт более удаленных элементов Луны. Эти взаимодействия последовательно распространяются на всё тело Луны, т.е. реальные силы инерции Луны действуют не только на «верёвку» тяготения, но на саму Луну изнутри. Это и есть механизм поддержки движения за счет вполне реальных сил инерции поэлементной поддержки (см. ниже).

При математическом моделировании физических взаимодействий современная физика рассматривает физические тела как материальные точки. Это, так же как и принцип Даламбера значительно облегчает математическое описание физических процессов. Однако некоторые профессора вроде Гулиа пытаются делать физику из математики. Конечно же, материальная точка не может действовать «сама на себя». Именно из этого и вытекает классическая фиктивность сил инерции. Однако физическому телу абсолютно все равно за что его принимает современная наука.

Силы инерции зарождаются, прежде всего, внутри каждого физического тела и распространяются по всему его объему, а уже затем передаются другим телам, которые им препятствуют. Причём даже самые упертые профессора вроде Гулиа, хотя бы «ради справедливости» иногда все-таки признают реальность сил инерции. Так что если вы поверили Гулиа, который втянул вас в этот спор и проиграли крупную сумму, то все претензии к нему. Выходит, его физика потому и удивительная, что это и не физика вовсе, а математическая абстракция.

В статье «Алфизики ХХ века» Н. Гулиа пишет:

«Силы инерции — это всего лишь математический прием, но тогда я верил, что они существуют реально и даже могут совершать работу. И предложил „центробежный“ инерцоид».

В этой цитате Гулиа недвусмысленно опять отрицает реальность сил инерции и соответственно возможность совершения ими какой-либо работы. Сначала Н. В. Гулиа был ярым сторонником инерцоидов, т.е. устройств, движущихся без опоры на окружающую материальную среду. После изучения классической механики, Гулиа стал таким же ярым их противником, считая, что силы инерции нереальны и, следовательно, не способны производить реальные действия:

«Сейчас мне стыдно, что, уже окончив институт, я думал, что центробежные силы реальны и могут действовать на грузы, совершая работу. Но, увы, именно так думает множество людей, имеющих дело с техникой, даже инженеры и некоторые ученые, ничуть не задумываясь над тем, что их представления в принципе неверны. Как заметил Т. Эдисон, к сожалению, большинство людей предпочитают безмерно трудиться, вместо того чтобы немного подумать».

Изучив теоретическую механику Гулиа, полагает, что приобрел верные представления о явлении инерции, хотя, как известно природа инерции на сегодняшний день не установлена и поэтому исчерпывающих сведений об инерции в современной теоретической механике Гулиа при всем его желании, тяге и таланте к учению почерпнуть никак не мог. Тем не менее, Гулиа считает («Алфизики ХХ века»), что теперь он свободно ориентируется в лабиринтах теоретической механики, читай в вопросах инерции:

«Теперь, став профессором механики, я довольно свободно ориентируюсь в тех лабиринтах, куда попадают по своей воле создатели инерцоидов. Мне особенно близки и понятны эти ситуации, ибо я не забыл еще, как сам в них оказывался. И я хочу рассказать читателям правду об инерцоидах, почему они движутся по реальным поверхностям и не могут двигаться без опоры и как самому посредством несложного опыта убедиться в этом».

Еще раз адресуем уже «немного подумавшему» Гулиа тот же вопрос, так, в чем же все-таки заключается реальная справедливость, в том, что силы инерции есть, хотя бы ради справедливости или они не существуют? Свободно ориентироваться в лабиринтах существующей теоретической механики вовсе не означает свободно ориентироваться в реальной действительности, это несколько разные вещи. Ниже будет показано, что поскольку процесс взаимодействияэтои есть процесс явления инерции, то абсолютно все силы по своему происхождению являются силами инерции.

В книге «Удивительная физика» в главе «Кто стоял на плечах гигантов?» Гулиа отмечает, что суть понятия инерции отражена в первом законе Ньютона:

«К сожалению, многие из нас часто неправильно толкуют термин „по инерции“. По инерции крутится маховик, по инерции я ударился лбом о стекло, когда автомобиль затормозил… Все это бытовые понятия инерции. Строгое же только то, которое определяется первым законом Ньютона. Который до него, может, не так точно, но сформулировал… нет, не Галилей — Декарт!»

Причем Гулиа считает определение великого Ньютона неточным, т.к. по его мнению, не то движение считается движением по инерции, в котором отсутствуют «обычные» силы взаимодействия, т.е. отсутствуют какие-либо взаимодействия с другими телами, а то в котором все силы, действующие на тело, скомпенсированы.

Гулиа пишет:

«Возьмем первый закон Ньютона (это тот, который иногда несправедливо приписывают Галилею). Сам Ньютон сформулировал его очень уж мудрено, как, кстати, и во многих школьных учебниках. Автор полагает, что более кратко и проще всего говорить так: «Тело пребывает в покое или движется равномерно и прямолинейно, если равнодействующая внешних сил, приложенных к нему, равна нулю». Вроде бы и придраться тут не к чему. А то пишут в некоторых учебниках: «…если на тело не действуют силы или другие тела…». Неточно это,…»

Но в чём здесь собственно разница? С точки зрения физики никаких неточностей в классической формулировке первого закона Ньютона нет. Если тело испытывает реальные «внешние» воздействия внутри себя и при этом продолжает двигаться равномерно и прямолинейно, то это означает, что другие тела, вызывающие эти воздействия движутся синхронно вместе с этим телом, т.е. являются частью одной замкнутой системы. Следовательно, это внутренние взаимодействия замкнутой системы, равнодействующая сила которых