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.

Что такое система физических величин?

СОДЕРЖАНИЕ:
1. Определение системы физических величин.
2. Какие известны системы физических величин.
3. Неточности в современном определении системы величин.
4. Необходимость изменения определения системы величин.


ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения краткой справки по поводу недостаточно ясных, редко применяемых или введенных автором сайта терминов пройдитесь по ссылке Предметный указатель (от А до О и от П до Я).

1. Определение системы физических величин.

По определению из русского перевода JCGM 200:2008 система величин это "совокупность величин вместе с совокупностью непротиворечивых уравнений, связывающих эти величины". В оригинале JCGM 200:2008 на месте слова "совокупность" стоит слово "set", что в переводе означает не только "совокупность", но и "множество, комплект, набор". Учитывая, что в следующих пунктах JCGM 200:2008 применяется термин "subset", звучащий в русском переводе, как "подмножество", логично применить вместо слова "совокупность" слово "множество". Тем более, что термины "совокупность" и "множество" входят в различные варианты определения термина "система".

Принципы построения системы физических величин разъясняются в статье, посвященной основным физическим величинам. В ней, а также в статье о наборе основных величин в системе величин, ничего не говорится о единицах основных величин, как бы подчеркивая отсутствие необходимости в упоминании о единицах в процессе систематизации физических величин.

Судя по истории проблемы обобщения и систематизации физических величин, начиная с прошлого века было предложено несколько различных систем величин. В настоящее время в соответствии с международным метрологическимим словарем JCGM 200:2008 существует Международная система величин ISQ (Intеrnational System of Quantities), на комплекте основных величин которой должен базироваться комплект основных единиц СИ. В приведенном в JCGM 200:2008 определении понятия "система величин" нет указания на то, что система величин ISQ должна зависеть от системы единиц СИ. Поэтому абсолютно нелогично то обстоятельство, что комплект основных величин в системе ISQ полностью идентичен комплекту основных единиц СИ.

2. Какие известны системы физических величин.

Прообразом системы величин является Таблица физических аналогий Г.Ольсона (1960), в которой отсутствуют единицы величин, а приведены только их размерности. В “Единой математической формуле законов природы”, предложенной М.Вудынским (1971), также приведены только размерности величин. Н.Плотников (1978) издает брошюру уже с конкретным названием "Система физических величин", единицы СИ используются Н.Плотниковым только в качестве иллюстрации. Более того, систему Плотникова можно назвать, скорее, системой физических закономерностей.

Главным стимулом для построения систем физических величин послужило создание А.Вейником своей "Общей теории". В ней он обосновал новую теорию о существовании элементарных форм движения, каждая из которых имеет свою координату состояния. Главной и общей физической величиной А.Вейник предложил считать энергию, по какой причине назвал свою теорию энергодинамикой. Воспользовавшись идеями А.Вейника, И.Коган (1993) предлагает ввести Таблицу обобщенных физических величин, а затем, на базе этой таблицы в качестве клише составлять таблицы физических величин разных форм движения. Это публикуется в 1998 г. в метрологическом жуонале, а в 2003 г. комплекс таблиц физических величин базе получает название энергодинамической системой физических величин и понятий ЭСВП, которой и посвящен данный сайт.

В 1999 г. А.Чуев предлагает оригинальную графическую схему расположения физических величин, пользуясь которой можно систематизировать и даже прогнозировать новые физические закономерности. В дальнейшем, Д.Ермолаев в 2003 и 2008 годах, не зная о работах своих предшественников, публикует практичеси повторящую идеи энергодинамики систему физических величин. А в 2008 г. известный физик Г.Голицын показывает, как можно проводить анализ размерностей в физических закономерностях, используя комплект основных величин, включающий в себя энергию.

3. Неточности в современном определении системы величин.

Приведенное выше определение системы величин из JCGM 200:2012 неточно, так как в соответствии с системным подходом совокупность, как некое множество, даже если ее упорядочить, еще не образует систему (см. определение понятия система).

В JCGM 200:2012 дано такое определение системы величин ISQ: "система величин, основанная на подмножестве семи основных величин: длине, массе, времени, электрическом токе, термодинамической температуре, количестве вещества и силе света". Получается, что ISQ является подсистемой по отношению к более широкому понятию "система величин", а это предполагает законность существования других систем величин, основанных на других подмножествах основных величин.

Система единиц СИ, будучи подсистемой, устанавливает фактически правила для системы ISQ. И это противоречит такому основному свойству понятия "система", как эмерджентность. Получается, что в понятиях "система величин ISQ" и "система единиц СИ" само применение слова "система" не адекватно. Кроме того, как ISQ, так и СИ, не соответствуют такому основному свойству понятия "система", как целостность. Они не обладают какими-либо интегральными свойствами, не сводящимися к сумме свойств таких понятий, как "величина" и "единица измерений".

Фактически с момента создания самых первых систем единиц главным принципом являлась унификация, определение которой в БСЭ: "приведение к единообразию, к единой форме или системе". Это было продиктовано и сейчас диктуется необходимостью единообразия основных единиц в международном масштабе с точки зрения единства измерений как в физике и технике, так и в экономике. А понятие "унификация" является подчиненным по отношению к понятию "систематизация". Так что и с этой точки зрения применение понятия "система" в метрологии некорректно. Но обратного пути уже нет.

3. Необходимость изменения определения системы величин.

Если уже нецелесообразно исключать термин "система величин", то можно, по крайней мере, дать ему новое определение: "совокупность независимых физических величин, набор которых соответствует законам природы, вместе с совокупностью непротиворечивых уравнений, связывающих эти величины". Слова "соответствует законам природы" в корне меняют ситуацию. На место существующего волюнтаристского подхода приходит научный подход, базирующийся на последних достижениях физики. И набор основных величин, составляемый согласно этому определению, не обязан соответствовать набору основных единиц.

Предлагаемая на данном сайте система величин ЭСВП на сегодняшний день, как известно автору, является единственной, которая разорвала противоречащую принципу причинности зависимость системы величин от априорно принятой системы единиц. У нее собственный набор естественных основных величин (базис системы). Поэтому сравнивать ЭСВП резонно лишь с системами величин, составляемыми другими авторами, что излагается в обзоре, посвященном истории развития проблемы систематизации физических величин.

Литература

1. Вейник А.И., 1968, Термодинамика. 3-е изд. – Минск, Вышейшая школа, 464 с. Olson H.F., 1966, Solution of Engineering Problems by Dynamical Analogies. – New York, D. Van Nostrand Co.
2. Вудынский М.М., 1971, Законы физики и электроника. – ВИНИТИ, Итоги науки и техники, Серия “Автоматика и радиоэлектроника“.
3. Голицын Г.С., 2008, Наглядность для ряда задач выбора энергии в качестве единицы измерения вместо массы. – “Успехи физических наук”,178, № 7, с.с. 753-755.
4. Ермолаев Д.С. Тепловой заряд и обобщение теплофизики. // Актуальные проблемы современной науки, №4(43) 2008г, стр.89, -М: «Компания Спутник+», (http://icreator.ru/physics/tz0807.htm)
5. Коган И.Ш., 1993, Основы техники. Киров, КГПИ, 231 с.
6. Коган И.Ш., 1998в, О возможном принципе систематизации физических величин. – “Законодательная и прикладная метрология”, 5, с.с. 30-43.
7. Коган И.Ш., 2003, Пути решения проблемы систематизации физических величин. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7073.html
8. Плотников Н.А., 1978, Система физических величин. – Вологда, Областной Совет ВОИР, 34 с., также http:/plotnikovna.narod.ru
9. 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
10. JCGM 200:2012 International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms (VIM). 3rd ed. 2008 version with minor corrections. URL: http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_200_2012.pdf,
11. Русский перевод JCGM 200:2008: Международный словарь по метрологии. Основные и общие понятия и соответствующие термины. - Всерос. науч.-исслед. ин-т метрологии им. Д. И. Менделеева, Белорус. гос. ин-т метрологии. Изд. 2-е, испр. — СПб.: НПО «Профессионал», 2010. — 82 с. URL: http://mathscinet.ru/slaev/records/images/SlaevChun02.pdf


© И. Коган Дата первой публикации 1.04.2008
Дата последнего обновления 11.01.2016

Оглавление раздела Предыдущая Следующая