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 Н.Плотникова

В 2005 г. благодаря публикации Д.Игнатьева широкому кругу читателей Интернета была предоставлена возможность познакомиться с небольшой брошюрой Н.Плотникова (1978) “Система физических величин” (далее – СФВ). В этой брошюре ее автор представил в виде большой таблицы аналитические взаимосвязи многих физических величин всех основных разделов классической физики. К сожалению, нет возможности привести эту таблицу в данном обзоре ввиду ее громоздкости и трудности воспроизводства в Интернете.

Хронологически работа Н.Плотникова впервые, как представляется автору данного обзора, отошла от того, чтобы положить в основу систематизации физических величин “физические аналогии“ и размерности величин. Единицы измерений используются Н.Плотниковым в СФВ только в качестве иллюстрации, взяты они из СИ. В СФВ систематизируются именно физические величины, а не их размерности или их единицы измерений.

Работа Н.Плотникова вызывает большой интерес с точки зрения истории процесса обобщения и систематизации физических величин, но считать, подобно Д.Игнатьеву, что она открывает горизонты нового направления физики, было бы, по мнению автора данного сайта, преувеличением. Работа Н.Плотникова имеет совершенно очевидную педагогическую направленность, в этом ее несомненное достоинство. Теоретическое обоснование его СФВ дано скорее Д.Игнатьевым.

В предисловии к своей работе Н.Плотников указывает в качестве основной задачи созданной им системы на возможность “с минимальными затратами времени эффективно и качественно овладеть основами физики в учебных программах при поступлении в вузы“. Тем самым Н.Плотников, и это делается впервые, подчеркивает педагогическую значимость систематизации физических величин. Однако знакомство с его системой физических величин показывает, что для практического ее использования необходимы знания, которые могут быть приобретены уже в процессе изучения физики в вузе. Да и сам автор СФВ пишет, что “изучение системы ведется одновременно с учебниками физики“, можно добавить к этому, – с вузовскими учебниками. Таким образом, основная задача, декларированная Н.Плотниковым, оказывается несколько иной, а именно: облегчить студентам овладение знаниями физики.

Н.Плотников вводит новую СФВ в виде таблицы, включающей горизонтально и вертикально направленные стрелки, условно подменяющие такие математические действия, как умножение и деление на физические константы, на длину и на время, интегрирование и дифференцирование по длине и по времени. В систему также вводятся значки, подменяющие условные обозначения векторной алгебры. С помощью этих значков автору системы удалось графически изобразить многие определяющие уравнения, содержащие векторные величины и не содержащие операции сложения, вычитания и деления.

Благодаря введению физических констант в таблицу Н.Плотникову удалось поместить в одни и те же ячейки системы аналогичные физические величины из разных разделов классической физики (механики, электродинамики, термодинамики, гравитации и др.) в соответствии с их определяющими уравнениями. Таким образом, можно констатировать, что Н.Плотников впервые доказал, что систематизация физических величин должна проводиться с помощью сравнительного анализа определяющих уравнений. Из этого вытекает следствие о том, что размерности физических величин, получающиеся после анализа определяющих уравнений, являются вторичным продуктом при систематизации физических величин. Это противоречит взгляду на систематизацию по Р.ди Бартини, хотя сам Н.Плотников не сделал этого вывода. Возможно, он не был знаком с работой Р.ди Бартини.

Таблица СФВ наглядна, хотя и велика по размерам. Она показывает общность основных физических величин из разных разделов физики. Ее можно заполнять не сразу, а по мере изучения этих разделов. Таблица может служить хорошим учебно-методическим наглядным пособием при изучении физики в вузе. Однако следует признать, что новая оригинальная система графических условных обозначений требует дополнительного освоения, целесообразность которого еще следует оценить. К тому же, текст работы Н.Плотникова трудно читать из-за стилистических погрешностей. Для студентов этот текст надо отредактировать.

Введение Н.Плотниковым некоторых новых терминов вряд ли целесообразно. Например, “однородные законы с одинаковой размерностью“ – это то же самое, что “обобщенные определяющие уравнения“. Под “неоднородными законами“ Н.Плотников понимает методы аналогий и подобия, но при этом считает, что применение этих методов “приводят к тупиковому положению“. С этим высказыванием не всегда можно согласиться, например, критериальные уравнения, базирующиеся на теории подобия, помогают решить многие практические задачи в тех случаях, когда методы математической физики помочь не могут. Утверждение Н.Плотникова о том, что он вводит в СФВ показатели среды путем добавления оси физических констант, не совсем точно, на самом деле он вводит показатели формы силового поля.

В таблицу СФВ необходимо ввести некоторые уточнения. Можно привести такие примеры. Н.Плотников не учел терминологическое несоответствие друг другу понятий “электрическая индукция D” и “магнитная индукция B”, хотя об этом несоответствии пишут в современных учебниках по физике (например, у И.Савельева, 2005, кн.2). В своей таблице Н.Плотников поставил величины B и D в одну и ту же вертикальную графу. Правда, разное направление стрелок в его таблице между напряженностью электростатического поля E в вакууме и электрической индукцией D в веществе, с одной стороны, и между напряженностью магнитного поля в веществе H и магнитной индукцией B в вакууме, с другой стороны, указывает на то, что принципа причинности он не нарушил. Но Н.Плотников нарушил его тогда, когда посчитал потенциал поля функцией от напряженности поля, тогда как напряженность центрального поля является градиентом потенциала этого поля. А помещение разных по содержанию величин в одну и ту же вертикальную графу (например, B и D) вынуждает его то умножать их на пространственную координату, то делить на нее. Указанные недостатки присущи современной электродинамике, Н.Плотников не стал исправлять эти недостатки.

Несмотря на указанные частные недоработки, работа Н.Плотникова представляет собой хронологически первое глубокое исследование по проблеме обобщения и систематизации физических величин, основанное только на определяющих уравнениях, а не на подобии или равенстве размерностей (или на формальных аналогиях).

Литература

1. Игнатьев Д., 2005, Система Физических величин Плотникова Н.А. – http://groups.google.com/group/ignat
2. Плотников Н.А., 1978, Система физических величин. – Вологда, Областной Совет ВОИР, 34 с., а также http:/plotnikovna.narod.ru
3. Савельев И.В., 2005, Курс общей физики (в 5 книгах). – М.: АСТ: Астрель


© И. Коган Дата первой публикации 12.02.2008
Дата последнего обновления 18.08.2008

Оглавление Предыдущая Следующая