Контакты jokoil@mail.ru КАРТА САЙТА English

Энергодинамическая система физических величин и понятий

(ЭСВП)


Не смешивать с СИ, унифицирующей ЕДИНИЦЫ измерений (разъяснение).

На Главную

Кому и зачем это нужно?

К сведению студентов

Основные понятия физики

Формы и виды энергии

Классификация физических систем

Основная идея системы величин

Таблицы физических величин

Итоги и выводы:

     Формы и виды движения

     Подробно об угле поворота

     О движении тела по орбите

     Заряды физического поля

     Новые единицы величин         колебаний и волн

     Новая единица         температуры

     Новый взгляд на         явления переноса

     Критерии подобия всюду

     Современная революция         в метрологии

Системный подход в экономике

История систематизации
величин и единиц


Необходимость модернизации
обучения физике


Учебно-наглядные пособия


Новости сайта

Шутки на тему сайта


Oб авторе проекта

Коган И.Ш.

Система физических величин Р.О. ди Бартини

АННОТАЦИЯ. Критически анализируется LT-система величин Р. ди Бартини. Показаны ее положительные и отрицательные стороны.

История появления LT-системы величин Р. ди Бартини

В 1873 г. Дж. Максвелл в своем “Трактате об электричестве и магнетизме“ предложил две “универсальные системы единиц“, где он опирался на единицы длины, времени и массы. Там же была высказана со ссылкой на третий закон Кеплера идея о том, что массу можно измерять единицей м32. Но сама LT-система величин была теоретически обоснована выдающимся советским авиаконструктором Робертом Орос ди Бартини (1965, 1966), в работах которого представлен оригинальный взгляд на проблему систематизации физических величин.

Р. ди Бартини провел эту систематизацию в сетке координат “длина-время“ и назвал свою систему “кинематической системой размерностей LT“, исключив, таким образом, из перечня единиц основных физических величин единицу динамической величины, какой является масса. В целом с помощью LT-системы можно формально проводить те же самые операции, что и с помощью МLT-систем величин, к которым принадлежит СИ. Но при применении LT-системы поставлена в зависимость от пространства и времени не только масса, но и энергия, как количественная характеристика движения, то есть, по сути дела, вся динамика.

LT-система Р. ди Бартини вследствие красивой формы ее таблиц, внешней простоты и наглядности, возможности формальной систематизации физических закономерностей привлекает к себе внимание многочисленных исследователей. Некоторым из них (Г.Смирнову, В.Новицкому, В.Ерохину, В.Викулину, А.Чуеву) посвящены отдельные статьи или разделы статей в историческом обзоре данного сайта. Правда, А.Чуев (1999) показал, что систематизация физических закономерностей не зависит от того, какой системой размерностей пользоваться: LT или МLT.

Суть LT-системы размерностей Р. О. ди Бартини

Основываясь на теории множеств, Р. ди Бартини (1965, 1966) показал возможность существования “(3+3)-мерного комплексного образования, состоящего из произведения трехмерной пространствоподобной и ортогональной к ней трехмерной времяподобной протяженности”. Ключевыми для его теории являются следующие три фразы:

Уравнения физики принимают простой вид, если в качестве системы измерений принять кинематическую систему LT, единицами которой являются два аспекта радиуса инверсии областей пространства Rn : l – элемент пространствоподобной протяженности подпространства L и t – элемент времяподобной протяженности подпространства T. “
Элементарный (3+3)-мерный образ А можно рассматривать как волну и как вращающийся осциллятор, попеременно являющийся стоком и источником...
Элементарный осциллятор является зарядом, создающим вокруг себя и внутри себя поле...

Время в системе Р. ди Бартини перестает быть скалярной величиной, оно не одинаково в “продольном“ и “поперечном“ направлениях. На основании трех приведенных предположений Р. ди Бартини построил таблицу физических величин в ортогональной сетке координат LT.

Творческое содружество Р.ди Бартини и П.Кузнецова (1974, 1978) привело их к такому методологическому вопросу: “…превратится ли современная математическая физика в одну из разновидностей геометрии или развитие науки приведет к пониманию физики, как множества разных физик?“ И авторы приходят к выводу “…физика завтрашнего дня будет вынуждена в большей мере считаться с методологическими принципами потенциального единства физического знания, симметрией процессов природы, самодвижения и ее уровневого строения, которое раскрывается через исторически ограниченную общественную практику“.

Указанное предвидение единства физического знания и уровневого строения физики оправдывается современными исследованиями. Однако вопреки приведенному утверждению о “потенциальном единстве физического знания“, авторы включили в заголовок статьи понятие “множественность физик“. По мнению автора сайта, в статье речь идет скорее о многовариантности физических теорий, чем о множественности физик.

Основные новшества в статьях Р. О. ди Бартини

1. Проведен расчет фундаментальных физических постоянных.
Р. ди Бартини (1966) предпринял попытку систематизации физических констант. В его работе предложена единая формула для определения физических констант. Она состоит из четырех сомножителей, возведенных в различные целые степени (первые два сомножителя – это число 2 и величина π). Р. ди Бартини представил таблицу, содержащую 21 физическую константу (в современной физике их насчитывается гораздо больше). В своей таблице констант Р. ди Бартини сравнивает значения констант, вычисленные по его формуле, со значениями этих же констант в системе СГС. Совпадение численных значений наблюдается только в 4 случаях.

По этому поводу в весьма информативной монографии К.Томилина (2006, с.268) сказано, что “в ХХ веке получило распространение "угадывание" формул для величин тех или иных безразмерных постоянных или формул, связывающих размерные постоянные, без их какого-либо обоснования“. И далее сказано, что авторы подобных теорий “представили таблицы физических постоянных, как безразмерных, так и размерных, как вычисленные ими в рамках их теорий. Такая форма представления является псевдонаучной, поскольку проблемы вычисления численных значений размерных постоянных в физике не существует, так как они зависят от выбора единиц измерения“. По этой причине теория расчета физических констант ди Бартини отнесена К.Томилиным к категории “наиболее известных спекулятивных теорий“.

2. Предложено считать размерности любого заряда одинаковыми.
Р. ди Бартини (1965) предложил революционную для своего времени идею: утверждение о том, что размерность статического заряда физического поля (и электрического, и гравитационного) одинакова и равна

dim m = dim e = L3T -2 . ( 1 )

В статье, посвященной размерности статического заряд поля и в статье В.Сотущенко (2010) показано, что эта идея оправдывается при систематизации физических величин. В энергодинамической системе величин размерности и единицы у электрического, и у гравитационного зарядов системы действительно одинаковы, но единицей является не м3 с-2, а Дж½ м½. Подстановка такой единицы заряда системы в законы Ньютона и Кулона, в которых заряды перемножаются, приводит к исчезновению дробных степеней в показателях единиц. Но значения единиц этих зарядов в СИ (килограмм и кулон) разные. Из статей В.Уральцева (2009) и В.Викулина (2011) следует, что после пересчета этих единиц в LT-системе получается равенство 1 кг = 8,617·10-11 Кл. Имеется и другая точчка зрения, согласно которой 1 кулон должен быть равен 1 кг/с (А.Чуев, 1999, В.Ацюковский, 2004, В.Пакулин, 2011).

Обратим внимание на то, что в уравнении (1) не разъясняется, о какой массе идет речь. То есть имеется в виду принцип эквивалентности масс, согласно которому гравитационная и инертная массы эквивалентны. В статье, посвященной принципу эквивалентности масс, показано, что справедливость этого принципа ограничена макромиром, подвергается сомнению необходимость выделения такой величины, как инертная масса. Указывается на то, что приравнивание силы инертного противодействия по второму закону Ньютона силе взаимодействия двух гравитационных зарядов по закону всемирного тяготения применимо только при прямолинейном движении тела без его деформации и без трения. При нерелевентности принципа эквивалентности масс ни о какой LТ-системе просто нет смысла говорить.

3. Составлена схема LT-системы величин .
Р. ди Бартини (1966) построил таблицу, в которой физические величины, имеющие в его системе размерности от L-3 до L6 и от T -6 до T3, расположены в последовательности, связанной с показателями этих размерностей. При этом в формулах размерности не пропускаются символы размерностей с показателем степени, равным 0, как это делается в существующих системах единиц. Отметим в качестве положительного фактора, что ди Бартини впервые расположил физические величины, следуя определенной закономерности. Во всех системах единиц, включая СИ, такая закономерность отсутствует.

В дальнейшем в совместной работе с П.Г.Кузнецовым (1974, 1978) таблица Р. ди Бартини была усовершенствована и стала более наглядной. В таком виде она и приведена в таблице 2.


Главная особенность этой таблицы состоит в том, что алгебраическая сумма показателей степеней при L и T не превышает числа 6, соответствующего (3 + 3)-мерному пространству этих двух размерностей.

Рабочее пространство таблицы составляют 58 ячеек, это пространство обведено жирными пунктирными линиями. Р.ди Бартини подобрал (подчеркнуто нами. И.К.) под каждую размерность рабочего пространства физическую величину и поместил ее в соответствующую ячейку таблицы (в некоторых ячейках имеются две или три величины). Для 13 ячеек рабочего пространства Р.ди Бартини не были обнаружены физические величины с соответствующими этим ячейкам размерностями. В 12 ячеек рабочего простнанства Р.ди Бартини поместил первые производные по времени от физических величин, расположенных одной строкой ниже, независимо от того, применяются ли эти производные в физике или не применяются. В 5 ячейках рабочего простанства таблицы расположены физические величины, физическое содержание которых не пояснено (это поверхность времени, объём времени, поверхностная мощность, обильность двухмерная, момент действия).

Таким образом, в рабочем пространстве таблицы Р.ди Бартини содержательными оказались лишь 28 ячеек из 58, то есть, только половина. Зато в эти 28 ячеек помещены 36 физических величин, так как в отдельных случаях одной и той же размерности соответствуют две или даже три физические величины разной природы. Например, размерности L0T -2 соответствуют массовая плотность и угловое ускорение, размерности L5T -4 – момент силы и энергия, размерности L1T0 – длина, ёмкость и самоиндукция. Количество магнетизма у Р.ди Бартини и П.Кузнецова (1974) идентифицируется с магнитным зарядом (магнитной массой). Заметим, что факт равенства размерностей у разных по природе физических величин имеет место и в существующих системах единиц. Хотя Р.ди Бартини не упоминает о единицах измерений, но размерности основных физических величин, подобранных им для своей таблицы, соответствуют размерностям этих величин в СГС.

4. Указана возможность систематизации физических закономерностей.
Как сам Р. ди Бартини, так и его последователи говорят о том, что геометризация расположения физических величин не только отражает закономерности природы, но и может предсказывать новые неизвестные ранее закономерности. Например, у А.Чуева (1999) сказано: “Направление поиска систематизации ФВ путем использования размерностных соотношений, объективно существующих между ними и проявляющихся в закономерных природных взаимосвязях, представляется автору наиболее перспективным“.

И очень важно, что ди Бартини составил именно систему физических величин, а не систему единиц измерений.

Недостатки LT-системы размерностей Р.ди Бартини

Нельзя не отметить, что LT-система размерностей обслуживает лишь одну − прямолинейную механическую форму движения, так как в ней присутствует размерность L координаты состояния этой формы движения. Но предполагается, что координаты состояния всех прочих форм движения могут быть определены в зависимости от двух величин: длины и времени. Материя, количественной мерой которой является энергия, также обслуживается только этими двумя величинами. Это противоречит той точке зрения, что пространство и время являются сущностями вторичными по отношению к материи.

В таблице Р.ди Бартини не ощущается какая-либо иная последовательность расположения физических величин, кроме как их соответствие той или иной размерности в системе размерностей LT. Таким образом, размерность физической величины превращается у ди Бартини в своего рода ключ к разгадке принципа обобщения физических величин. И это приводит к тому, что в одну и ту же ячейку помещаются физические величины разной природы. Однако в метрологии размерность физической величины не определяет ее физическое содержание, последнее зависит только от уравнения, определяющего величину (от уравнения связи).

Настораживает применение термина “кинематическая“ к предложенной Р. ди Бартини системе величин. Как будто возможно рассматривать движение без учета причин, его вызывающих, и без учета последствий движения в виде деформации и диссипации. Чтобы кинематическая система превратилась в динамическую, явно не хватает, по крайней мере, еще одной основной динамической величины. В СГС и СИ в качестве динамической величины присутствует масса, а у А.Вейника и его последователей масса заменена энергией. Д.Конторов (1999) замечает: “Неудобство системы ди Бартини состоит в том, что она, хотя и способна учитывать электрические и магнитные силы, но элиминирует (исключает - И.К.) их сущность - размерности всех сил взаимодействия одинаковы“.

По нашему мнению, анализ движения не может привести к всеобъемлющим результатам для любых форм движения, включая вращение и периодические процессы, без включения в набор основных величин таких физических величин, как угол поворота и число структурных элементов. Однако этот вопрос полностью обойден вниманием Р.ди Бартини, их в его таблице нет вообще, хотя в СИ для угла поворота единица имеется, а необходимость введения единицы для величины "количество объектов" уже признана метрологами.

И еще одно замечание. Р.ди Бартини и П.Кузнецов (1978) считали, что “появляющиеся в формулах размерностей дробные показатели при использовании первичных величин LMT лишены всякого физического содержания и логического смысла“. Неверность этого утверждения показана в книге А.Власова и Б.Мурина (1990, § 31) и детально аргументирована на странице, посвященной дробным показателям. Дробность или целочисленность показателей степеней у размерностей или единиц зависит лишь от подбора основных величин в системе единиц. Например, дробные показатели имеются во всем семействе систем СГС, единицы которой использованы в работах самого Р.ди Бартини. И вообще физическое содержание относится к самой физической величине, а не к ее размерности или единице. Это базовое положение игнорируется как Р.ди Бартини, так и его последователями.

Создается впечатление, что наличие немалого числа последователей Р. ди Бартини, развивающих его взгляд на проблему систематизации физических величин, связано с продолжающимся в истории физики периодом расцвета формализма в ХХ веке, связанным с преувеличением роли математики в объяснении природных явлений. Не в последнюю очередь играет роль внешняя красота и привлекательность формы у таблицы Р. ди Бартини. Однако, по нашему мнению, наступающее завершение периода расцвета формализма и наступающее начало расцвета периода рационализма, обязанное своим появлением также широкому распространению Интернета, оставит LТ-системам величин только историческое значение.

Литература

1.Ацюковский В.А., 2004, Всеобщие физические инварианты и предложения по модернизации Международной системы единиц СИ. Сб. “Фундаментальные проблемы метрологии “, – М.: Изд. «Петит», 24 с.
2. ди Бартини, Роберт Орос, 1965, Некоторые соотношения между физическими константами. – Доклады АН СССР, т. 163, № 4.
3. ди Бартини, Роберт Орос, 1966, Соотношение между физическими величинами. Сб. “Проблемы теории гравитации и элементарных частиц.“, вып. 1, М.:Атомиздат.
4. ди Бартини Р. О., Кузнецов П. Г., 1974, Множественность геометрий и множественность физик. – Брянск, Сб.: “Моделирование динамических систем", с. 18-29.
5. ди Бартини Р. О., Кузнецов П. Г., 1978, О множественности геометрий и множественности физик. – Свердловск, Уральский научный центр АН СССР, Сб.: “Проблемы и особенности современной научной методологии“ , с. 55-65, см. также http://pobisk-memory.narod.ru
6. Васильев В.Я., 2004, Периодическая система физики и биологическая картина мира. – Десногорск, Изд. ООО “Газета Авось-ка“, 140 с.
7. Викулин В., 2011, Система физических величин в размерности LT без подгоночных коэффициентов. http://nfp-team.narod.ru/LT5_norm1.pdf
8. Власов А.Д., Мурин Б.П., 1990, Единицы физических величин в науке и технике. – М.:, Энергоатомиздат, 176 с.
9. Конторов Д.С., Михайлов Н.В., Саврасов Ю.С., 1999, Основы физической экономики. (Физические аналогии и модели в экономике.) – М.: Радио и связь, 184 с.
10. Пакулин В.Н., 2011, Развитие материи (Вихревая модель микромира). – СПб, НПО "Стратегия будущего",121 с.
11. Сокотущенко В. Н., Структурно-энергетическая система размерностей «SE». Электронное научное издание «Устойчивое инновационное развитие: проектирование и управление», 2010, том 6, №3 (8), http://rupravlenie.ru/wp-content/uploads/2010/11/4_Sistema-razmernostei.pdf
12. Томилин К.А. 2006, Фундаментальные физические постоянные в историческом и методологическом аспектах, – М.: Физматлит. 368 с.
13. Уральцев В.Б., 2009, Матрица – ключ к физике будущего. http://allalternativeenergy.com/ru/matrica-klyuch-k-fizike-budushchego
14. Чуев А.С., 1999, Физическая картина мира в размерности “длина-время”. Серия ”Информатизация России на пороге XXI века”. – М., СИНТЕГ, 96 с., также Естественная кинематическая система размерностей. http://www.chuev.narod.ru/ .


© И. Коган Дата первой публикации 12.02.2008
Дата последнего обновления 25.03.2015



Оглавление Предыдущая Следующая

Счетчик посещений Counter.CO.KZ - бесплатный счетчик на любой вкус!