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 и закономерностей А.Чуева

Особенности системы величин А.Чуева

Одним из первых сторонников идеи систематизации физических величин стал А.Чуев (1999). Он при этом использовал LT-систему размерностей Р.ди Бартини (1966, 1978), но при этом продемонстрировал, что принцип использования его системы не меняется и при использовании обычной МLT-системы размерностей, используемой в СИ. В отличие от LT-системы Р. ди Бартини А.Чуев присвоил электрическому заряду иную размерность, нежели массе. И хотя А.Чуев предложил свою систему физических величин назвать “естественной кинематической системой размерностей“ (ЕКСР), в случае применения МLT-системы размерностей система величин А.Чуева становилась динамической системой.

В своих последующих работах А.Чуев (2003, 2004) утверждает, что существует возможность “постижения системности во взаимосвязях физических величин, исходя из их размерностей, характеристик и обнаруженных закономерных соотношений этих величин”. Таким образом, размерностям физических величин А.Чуев приписывает системообразующие качества, поэтому ЕКСР и названа им системой размерностей, а не системой величин. Но фактически это система величин, и размерности в ней играют, как им и положено, второстепеную роль.

А.Чуев пишет, что ”размерность и единица электрического заряда должны быть выбраны (подчеркнуто нами, И.К.) так, чтобы свои размерности и определенные значения имели бы и диэлектрическая и магнитная проницаемость вакуума”. Тем самым размерность заряда электрического поля становится зависимой от размерных коэффициентов, какими являются электрическая и магнитная постоянные в СИ. Не ограничиваясь этим, А.Чуев вводит понятие ”константная физическая величина”. Однако согласно метрологическому определению физическая величина ”...в количественном отношении индивидуальна для каждого объекта”. Физические константы не укладываются в это определение, поскольку они одинаковы для всех объектов. Поэтому введенный А.Чуевым термин ”константная физическая величина” должен быть поставлен под сомнение.

А.Чуев пишет о том, что в ЕКСР выполняется одно из основных системных свойств (“месторасположение элементов определяет их свойства”) и в качестве примера приводит Периодическую систему элементов Д.Менделеева. Но в Периодической системе месторасположение химических элементов и конфигурацию самой системы определили свойства химических элементов, известных на момент создания системы, а уж потом месторасположение отсутствовавших на тот период элементов подсказало их свойства. Да и история развития Периодической системы в ХХ веке показала, что месторасположение ряда химических элементов менялось по мере того, как появлялась новая научная информация.

Особенности расположения физических величин в системе А.Чуева

В своих первых работах А.Чуев (1999, 2003) представляет систему ЕКСР в виде геометрической схемы в форме трапеции, состоящей из ячеек. В ячейки вписаны физические величины, в том числе, и физические константы.


Конфигурация геометрической схемы у А.Чуева меняется от статьи к статье, но неизменным остается ключ ко всем этим схемам. Он заключается в том, что размерность физической величины в каждой ячейке может быть получена тремя способами, показанными на рисунке:
а) в результате умножения на размерность скорости той величины, которая находится в соседней ячейке слева;
б) в результате деления на размерность времени той физической величины, которая находится выше слева;
в) в результате деления на размерность длины размерности той величины, которая находится выше справа.

Для получившихся таким образом размерностей А.Чуевым подобраны (подчеркнуто нами. И.К.) соответствующие этим размерностям физические величины и константы. В результате в некоторых ячейках появились величины, редко применяемые или введенные заново, тогда как ряд популярных величин на схеме отсутствует. В дальнейшем, в работе (2007) системой становятся охвачены многие физические величины. При смене системы размерностей с LT на ML, MT или MLT изменяются лишь размерности величин в ячейках, но не их физическое содержание. Поскольку А.Чуевым делаются важные выводы относительно соотношений физических величин, находящихся в ячейках, то из этого следует, что эти соотношения не зависят от выбранной системы размерностей. По мнению А.Чуева, LT-система оказалась предпочтительнее, так как обладает «наибольшей наглядностью». Тем не менее, А.Чуев (1999) использовал все упомянутые системы размерностей, чтобы «как бы с трех различных сторон осветить и выявить сущность электромагнитных явлений».

Размерности массы и электрического заряда в системе величин А.Чуева

Как и у Р. ди Бартини (1966), размерность массы в системе ЕКСР равна L3T-2. А.Чуев не указывает, о какой массе идет речь, но по расположению ячейки массы относительно ячейки гравитационного потенциала можно сделать вывод о том, что речь идет о гравитационной массе. А.Чуев приравнивает два закона И.Ньютона (закон динамики, в котором присутствует инертная масса m1 , и закон всемирного тяготения с гравитационными массами m1 и m2 ):

m1 a = m1 m2 /r2. ( 1 )

Судя по уравнению (1), А.Чуев придерживается принципа эквивалентности масс. Сокращая массу m1, А.Чуев приходит к выводу о том, что размерность гравитационной массы m2 равна

dim m = L3 T -2, ( 2 )

что соответствует размерности массы в системе Р. ди Бартини (1966). В дальнейшем в работах А.Чуева (1999, 2004) говорится о неполном тождестве инертной и гравитационной масс, но правомочность равенства (2) под сомнение не ставится. А.Чуев (1999) измеряет инертную массу в кг, а гравитационную массу в м32.

С целью присоединения к механическим величинам электромагнитных величин А.Чуев на основании анализа нескольких систем размерностей, исходя из принципа квантуемости физических величин, выбрал такую систему, в которой электрическому заряду приписывается (подчеркнуто нами. И.К.) размерность

dim e = L3 T -1 . ( 3 )

Этой размерности соответствует единица кг/с. А.Чуев (2003) считает, что основанием для выбора размерности L3T -1 для электрического заряда является то обстоятельство, что при этом “достигается выявление физической сущности массы и ... обнаруживается отражение ЕКСР большинства существующих природных закономерностей...“.

В работе А.Чуева (2004) заметен возврат к MLT-системе размерностей и уже нет упоминания об ЕКСР. Но многие выводы из работы (1999), тем не менее, остаются в силе, и речь по-прежнему идет о системах размерностей, а не о системах физических величин. В работе (2004) отмечается, что в ячейках с одной и той же размерностью иногда расположены несколько разных по природе физических величин.

Новые величины, введенные в систему величин А.Чуева

А.Чуев утверждает, что предложенная им система расположения физических величин предсказывает существование новых неизвестных закономерностей. К их числу он относит “внепространственные силовые взаимодействия” (термин, введенный А.Чуевым), не поясняя, каким образом силовые взаимодействия могут происходить вне пространства. Он оперирует соотношениями размерностей, На основании этого им делается вывод о том, что геометризация расположения физических величин в соответствии с их размерностями отражает закономерности природы. Связь между ячейками в виде отрезков или в виде правильных геометрических фигур должна, по его мнению, отражать закономерности природы. Эта идея развита им позднее в работе (2007).

В свою систему А.Чуев вводит новые физические величины, в частности, квантуемую величину – действие потенциальное. Оно отличается от физической величины “действие”, квантом которого является постоянная Планка, эта величина названа А.Чуевым действием актуальным. В СИ единица измерений действия потенциального равна Дж·м, тогда как единица дейстивя актуального равна Дж·с.

В систему величин А.Чуева введен "токовый элемент"

В работе А.Чуева (1999) наряду с хорошо известной в электродинамике величиной «движущийся заряд» (qv) введена равная ей по размерности новая величина «токовый элемент» (il), где q – электрический заряд тела, v – линейная скорость заряженного тела, i – электрический ток (прямой ток), l – длина проводника. Обе величины представлены в скалярном виде. Но не указано, что эти две величины имеют различное физическое содержание: в случае с движущимся зарядом (qv) заряд q движется вместе с заряженным телом, а в случае с токовым элементом (il) поток зарядов i движется в неподвижном проводнике.

При систематизации физических величин применение «токового элемента» оказалось весьма полезным нововведением. На странице, посвященной классификации зарядов, «токовый элемент» представлен в векторном виде (il), подобно движущемуся заряду (qv), и назван токовым зарядом. При этом токовый заряд, как и движущийся заряд, считаются самостоятельными и не делимыми на сомножители величинами типа количества движения (mv) в механике. Применение новой величины «токовый заряд» позволило в статье И.Когана, посвященной магнитному заряду, реабилитировать это понятие, а в статье, посвященной диполям, провести классификацию диполей и дипольных моментов.

Система величин А.Чуева как система закономерностей физических полей

Анализ соотношений между физическими величинами и физическими константами привел А.Чуева (1999, 2003) к ряду выводов, позволяющих систематизировать силовые взаимодействия в физических полях. Составленная им и приведенная ниже в виде таблицы классификация силовых взаимодействий послужила основой для классификации форм физического поля. В статье данного сайта, посвященной классификации форм физического поля приведена несколько иная терминология.

Нельзя не заметить, что вся содержательная часть этой таблицы не изменилась бы, если бы в колонке размерностей стояли размерности из любой другой системы размерностей (не из LT-системы) или если бы этой колонки в таблице вообще не было.

Система величин А.Чуева в компьютерном варианте.

В 2006-2007 г.г. появилось электронное учебное пособие в виде расширенной системы физических величин (А.Чуев, А.Легейда, 2007), которой система величин именуется СФВ. В дальнейшем это название изменилось на ФВиЗ (Система физических величин и закономерностей). Количество охваченных систематизацией физических величин существенно увеличено за счет включения в систему, кроме механических и электромагнитных величин, еще величин из двух других разделов физики (теплота и квантовая механика). При этом все разделы физики представлены не одной, а четырьмя разными схемами с использованием нескольких системных уровней, с различной окраской ячеек. В 2007 г. А.Чуев публикует в Интернете текстовую часть этого учебного пособия, поясняющую систему и дающую возможность пользователю более подробно разобраться с основными принципами построения и использования системы ФВиЗ.

Для присоединения к ФВиЗ тепловой формы движения А.Чуев провел анализ вариантов представления размерности термодинамической температуры и на основании этого анализа предложил для термодинамической температуры новую размерность dim Θ = T-1. Это предложение проанализировано в статье данного сайта, посвященной тепловой форме движения.

В новых схемах А.Чуева (2007) присутствует иная закономерность расположения физических величин, чем та, которая была присуща схемам в его предыдущих работах. В статье А.Чуева (2007) систематизируются не столько физические величины, сколько физические закономерности. При этом важным достоинством электронной учебной программы является то, что с ее помощью появляется возможность легко выводить физические закономерности в виде взаимосвязи физических величин, выбранных для этой цели априорно. Это придает работе А.Чуева и А.Легейды (2007) характер не только обучающего пособия, но и прогнозатора при научных исследованиях.

Вот как характеризует свою систему ее автор: «Система ФВиЗ представляет собой многоуровневую (многослойную) размерностную конструкцию из физических величин (ФВ) – элементов системы. Каркас системы образуют упорядоченно расположенные LT-размерностные системные элементы, в которых многоуровнево (многослойно) располагаются ФВ, представленные в размерностях привычной системы СИ. На каждом системном уровне размерностные связи между ФВ строго упорядочены». И еще: «Закономерные связи ФВ обнаруживаются в системе по правилу выделенного параллелограмма или выделенной линии (когда параллелограмм смотрится как бы сбоку). В системных связях, иллюстрирующих ту или иную природную закономерность, произведения (отношения) размерности элементов (ФВ) на противоположных (смежных) вершинах выделенного параллелограмма обязательно равны между собой. При этом дополнительные размерностные коэффициенты… взаимно уничтожаются, что хорошо помогает в поиске новых групп закономерностей».

Приведенные А.Чуевым многочисленные примеры анализа физических закономерностей с помощью его системы ФВиЗ убеждают в том, что предлагаемый им анализ закономерностей в процессе проверки правильности записи этих закономерностей имеет такую же эффективность, как анализ размерностей в процессе проверки справедливости самих закономерностей. Но он значительно сложнее анализа размерностей.

Причина сложности бумажного представления системы величин А.Чуева.

Как указывает А.Чуев, «ФВ и их закономерных системных связей множество, поэтому их невозможно все показать на одном рисунке, для этого обычно используют отдельные изображения с ограниченным количеством ФВ и закономерностей». Для этой цели и создан А.Чуевым и А.Легейдой (2007) электронный вариант системы ФВиЗ, в котором указанного им недостатка нет, хотя описание этого варианта достаточно сложное.

Рассмотрим проблему изображения таблиц и схем LT-системы величин на бумажном листе с другой точки зрения. LT-система может быть отображена на бумажном листе постольку, поскольку она представлена в ортогональной двухразмерностной системе координат. Поэтому А.Чуев (1999) допускает возможность построения системы физических величин также и в МT-системе, и в МL-системе. Но, по его мнению, LT-система оказалась предпочтительнее, так как обладает «наибольшей наглядностью». А.Чуев использовал все три упомянутые двухразмерностные системы, чтобы, как он выразился, «как бы с трех различных сторон осветить и выявить сущность электромагнитных явлений».

Однако стоит только вернуться к реально существующим в метрологии системам единиц и добавить в набор основных единиц LT-системы (метр и секунда) хотя бы еще одну единицу, как бумажное (то есть плоское) представление системы физических величин становится попросту невозможным. Видимо, это и есть причина, побудившая А.Чуева создать электронный вариант системы ФВиЗ с ее многоуровневостью (многослойностью). А.Чуев пишет, например: «Возможная аналогия – адекватное отображение трехмерной пространственной конструкции на трех отображающих двумерных плоскостях». Чтобы обойти различные метрологические затруднения, А.Чуев использует в своих схемах два размернных коэффициента и их различные сочетания.

Сам факт создания А.Чуевым через 7 лет после первой публикации 1999 г. электронного варианта системы ФВиЗ свидетельствует о справедливости высказанного нами предположения о невозможности полноценного бумажного представления системы ФВиЗ. Об этом же косвенно свидетельствует наличие в системе ФВиЗ правила выделенной линии, применяемого вместо правила выделенного параллелограмма «(когда параллелограмм смотрится как бы сбоку)». Слова «как бы сбоку» как раз и говорят о нехватке еще одной оси координат, перпендикулярной листу бумаги.

Литература

1. ди Бартини, Роберт Орос, 1965, Некоторые соотношения между физическими константами. – Доклады АН СССР, т. 163, № 4.
2. ди Бартини, Роберт Орос, 1966, Соотношение между физическими величинами. Сб. “Проблемы теории гравитации и элементарных частиц.“, вып. 1, М.:Атомиздат.
2. 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
3. Чуев А.С., 1999, Физическая картина мира в размерности “длина-время”. Серия ”Информатизация России на пороге XXI века”. – М., СИНТЕГ, 96 с., а также Естественная кинематическая система размерностей. http://www.chuev.narod.ru/ .
4. Чуев А.С., 2003, О существующих и теоретически возможных силовых законах, обнаруживаемых в системе физических величин. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5811.html
5. Чуев А.С., 2004, О многоуровневой системе физических величин, выражающей законы природы, в частности, структуру и взаимосвязи электромагнитных величин. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7335.html
6. Чуев А.С., 2007, Система физических величин. Текстовая часть электронного учебного пособия. http://www.chuev.narod.ru/
4. Чуев А.С., Легейда А.С. Система физических величин в электронном исполнении. // Необратимые процессы в природе и технике: Труды Четвертой Всероссийской конференции 29-31 января 2007 г.- М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, ФИАН. 2007. Часть II - с.626. – см. также http://www.chuev.narod.ru.
5. Чуев А.С., 2007, Система физических величин. Текстовая часть электронного учебного пособия. http://www.chuev.narod.ru/


Оглавление Предыдущая Следующая


© И. Коган Дата первой публикации 12.02.2008
Дата последнего обновления 15.03.2015