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.

Энергия, а не масса, является естественной основной величиной.

АННОТАЦИЯ. Показана история того, как в системах величин энергия становится естественной основной физической величиной, хотя этот процесс еще не завершен.

Почему естественной основной величиной является энергия?

Идея включить в состав основных физических величин энергию была высказана еще в конце ХIХ века французским физиком А. Пуанкаре (1878): “Поскольку мы не в состоянии дать общее определение энергии, закон сохранения энергии следует рассматривать просто как указание на то, что существует нечто, остающееся постоянным (в любом физическом процессе). К каким бы открытиям не привели нас будущие эксперименты, мы заранее знаем, что и тогда будет нечто, обладающее способностью сохраняться, и это нечто мы можем называть энергией.“

В качестве основной величины стал рассматривать энергию автор нового научного направления энергодинамики А.Вейник (1968). Развивающий это направление В.Эткин (2005) утверждает: “…если в механике энергия рассматривается в качестве одного из интегралов движения, то в энергодинамике она становится основной величиной, вводимой на основании опыта“. Это утверждение обосновывает и популяризатор уровневого подхода в физике В.Пакулин (2004): “Энергия – единственная универсальная для всех уровней величина, которая сохраняется при всех взаимопревращениях“.

Основными возражениями против этого являются доводы о том, разные виды энергии являются производными величинами, поскольку они имеют свои определяющие уравнения. Например, потенциальная энергия и кинетическая энергия в метрологическом справочнике А.Чертова (1990) обозначаются собственными символами – П и Т.

Знаменитая формула Эйнштейна E0 = mc2 относится к такому виду энергии, как энергия покоя E0 , которая является своего рода потенциальной энергией. Из чего следует, что массу m можно рассматривать, как коэффициент пропорциональности между E0 и 1/c2, то есть m = E0 /c2. Сама же энергия покоя является составляющей полной энергии E. Второй составляющей полной энергии движущейся частицы является ее кинетическая энергия. Общеизвестный вид формулы Эйнштейна в записи E = mc2 является не более, чем историческим недоразумением, как разъяснил Л.Окунь (1989).

В начале ХХ века М.Планк создал естественную систему единиц, метрологической особенностью которой является то, что единицы ее основных констант при выражении их через единицы других систем включают в себя единицу энергии джоуль. Например, единицей постоянной Планка является Дж с, единицей постоянной Больцмана − Дж К-1, а единицей инертной массы − Дж с2 м-2.

В работе К.Томилина (2006), посвященной фундаментальным физическим константам, приводится таблица, обобщающая все известные на сегодня естественные системы единиц. В них основной единицей является масса электрона, измеряющаяся в атомной физике и в физике высоких энергий в единицах энергии (в электрон-вольтах). К.Томилин делает обоснованный прогноз о том, что масса электрона вскоре будет заменена одной из четырех констант, каждая из которых измеряется в единицах энергии. Таким образом, масса является производной величиной и может быть включена в комплект основных величин лишь условно.

Практические шаги по введению энергии в качестве
естественной основной физической величины

Энергию в качестве основной величины в систему физических величин ввел в 1993 г. И.Коган, но в виде работы силы, он предложил в качестве символа размерности энергии букву Е. Но затем пришел к выводу, что работа силы является изменением энергообмена системы с окружающей средой лишь в механической прямолинейной форме движения, и поэтому в дальнейшем в качестве основной физической величины уже принимал саму энергию, оставив тот же символ размерности Е.

Основываясь на признании энергии основной величиной, И.Коган (1998, 2003, 2006) создал энергодинамическую систему физических величин и понятий (ЭСВП). В том же ключе выдержана работа Д.Ермолаева (2003), в которой он также считает энергию основной физической величиной. В качестве основной величины энергия появилась также в работе Д.Конторова (1999).

Почему единица массы является основной единицей во всех системах единиц?

В системах единиц каждая основная единица должна иметь свой измерительный эталон, и чем он точнее и дешевле, тем лучше. На этом основана вся практическая метрология. История развития метрологии в значительной мере определялась историей увеличения точности измерительных эталонов и совершенствования методов измерения.

В статье, посвященной унификации единиц измерений, достаточно подробно описана история этой унификации. Для определения массы пользуются до сих пор эталоном веса, пересчитываемого в гравитационную массу. В современной физике признается принцип эквивалентности гравитационной и инертной масс, который трактуется как принцип равенства значений этих масс. В статье, посвященной принципу эквивалентности масс, показано, что такая трактовка применима только в макромире. Однако все системы единиц приспособлены для практического использования лишь в земных условиях, то есть в макромире.

Высокая точность равенства измеренных значений гравитационной и инертной масс в земных условиях еще не означает идентичность их физического содержания. Более того, сама двойственность понятия "масса" не обоснована. Л.Окунь (1989) доказывает, что масса едина и нет оснований на для ее раздичного понимания. Это ставит под вопрос обоснованность принятия массы в качестве естественной основной величины.

Массу можно вводить в системы величин и системы единиц лишь в качестве условной основной величины.

Литература

1. Вейник А.И., 1968, Термодинамика. 3-е изд. – Минск, Вышейшая школа, 464 с.
2. Ермолаев Д.С., 2003, Обобщенные законы физики или физика для начинающих. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/4959.html
3. Коган И.Ш., 1993, Основы техники. Киров, КГПИ, 231 с.
4. Коган И.Ш., 1998, О возможном принципе систематизации физических величин. – “Законодательная и прикладная метрология”, 5, с.с. 30-43.
5. Коган И.Ш., 2003, Пути решения проблемы систематизации физических величин. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7073.html
6. Коган И.Ш., 2006, Обобщение и систематизация физических величин и понятий. – Хайфа, Изд. Рассвет, 207 с.
7. 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.
8. Окунь Л.Б., 1989, Понятие массы (Масса, энергия, относительность). – М.: ”Успехи физических наук”, т. 158, вып.3, с.с.511-530
9. Пакулин В.Н., 2010, Структура материи (Вихревая модель микромира). – СПб, НТФ "Истра".
10. Пуанкаре А. Избранные труды.- М.: Наука, 1974. Т.3.-С.521, 557-558.
11. Томилин К.А. Фундаментальные физические постоянные в историческом и методологическом аспектах, – М.: Физматлит. 2006, 368 с.
12. Чертов А.Г., 1990, Физические величины. – М.: Высшая школа, 336 с.
13. Эткин В.А., 2005, Альтернатива “Великому объединению“. – http://zhurnal.lib.ru/e/etkin_w_a/oputjahvelikogoobiedinenija.shmtl.


© И. Коган Дата первой публикации 01.06.2009
Дата последнего обновления 03.06.2013

Оглавление раздела Предыдущая Следующая