ЧТО ТАКОЕ ЭНЕРГИЯ

 

 

1. Введение

Человеческое любопытство всегда интересовалось причиной, непрерывного изменения окружающей среды, которая приобретает новые формы под внешним воздействием, а также в силу внутренней способности превращаться из одного вида в иной.  Не будем прослеживать историю познания этого явления, а отметим лишь то, что в первой половине семнадцатого века Готфрид Лейбниц это свойство материи назвал «живой силой» и предложил ему математический образ

 

E=mv2,

 

где E «живая сила», v – скорость перемещения mмассы тела. Это уже потом вначале девятнадцатого века Томас Юнг эту «силу» обозначил энергией. Способность материального мира перестраивать свою структуру под воздействием энергии, и только с ее помощью, просматривается на каждом шагу. Наверное, Г. Лейбниц, ассоциируя перераспределение материальной природы с работой, т.е. с деятельностью человека, и отнес его к «живой силе». До сих пор, несмотря на усилия человечества в познании природы, понимание энергии тесно связывают с работой, выполнение которой присваивают не только человеку, но и искусственно созданному механизму, а то и природному явлению. Такое «свободное» обращение с понятием энергии, как видом различной работы, позволило приблизить научное познание к бытовым рассуждениям, тем самым, затрудняя глубоко вникнуть в его сущность. Ведь весьма часто различные проявления энергии требуют сравнительного анализа, который удобно выполнять, введя их в единую измерительную систему. В частности, для анализа энергетических затрат на физический и умственный труд (их сравнение) нужны единые единицы измерения энергии, которых не способна сегодня предоставить наукаИными словами, для оценки количества энергии в рассматриваемом случае, не оказалось таких же удобных возможностей, как это имеет место в определении веса тела, скорости поступательного и скорости вращательного движения и это не единственный пробел в современной физике, связанный с познанием энергии. Уже давно в науке под энергией понимают скалярную величину движения материи, однако в чем сущность ее модели, как физической, так и математической, адекватной природе установить не удалось. В данном случае речь идет о модели, которая не просто утверждала бы, по Эйнштейну, что энергию можно превратить в массу, а последнюю в энергию, а была показана самая сущность такого превращения, конечно, если в природе оно возможно. Более того, в появлении вещества из материи, первостепенную роль играет ее энергия, и в этом случае, нужна модель, поясняющая это явление природы. В настоящей статье попытаемся, в какой-то мере, «пролить свет» на затронутые выше вопросы.

2. Современные подходы в изучении энергии

Эффективность познания, прежде всего, зависит от метода исследований, базирующегося на мировоззрении, т.е. на системе понятий, поясняющих существование окружающего мира.  Материалистическое мировоззрение для этого использует систему понятий-постулатов [1], которые отражают законы природы и не зависят от субъекта-исследователя. Если же указанные понятия не удовлетворяют этим требованиям и, «мягко» говоря, необоснованно надуманные, отражая субъективные пожелания, то ожидать адекватных природе результатов от такого познания не приходится. Например, один из постулатов, в специальной теории относительности, фиксирует скорость света, превышение которой ни одному движению в природе, согласно Эйнштейну, не «позволено». В тоже время такое утверждение противоречит, полученным задолго до этого, результатам исследований Лапласа [2], согласно которым скорость распространения гравитации на семь десятичных порядков превышает скорость света.

Однако наш «знаменитый физик» и в дальнейшем продолжает игнорировать эту неудобную для него информацию, и при разработке общей теории относительности вводит постулат, в котором присваивает скорости распространения гравитационного потенциала скорость света. Выдача Эйнштейном в своих теориях желаемого за действительное, неоднократно, подтверждалась внушительной статистикой эксперимента. Так, в первом десятилетии двадцать первого столетия, пучок нейтрино был направлен из ЦЕРНа в подземную лабораторию Италии Гран-Сассо, которая находится на расстоянии 732 км. Оказалось, что скорость нейтрино больше скорости света, и этот опыт повторялся 15 тыс. раз [3]. Не менее убедительными являются эксперименты американского астронома Тома Ван Фландерна, который в статье «Скорость гравитации. О чем говорят эксперименты» проанализировал последствия гравитационной аберрации для нашей Земли, и оценил, при этом, что скорость гравитации должна быть в 2·1010 раз больше скорости света [4].

И после этих убедительных экспериментов современная физика продолжает находиться в плену, как специальной, так и общей теории относительности. Особенно пелена ложного понимания природы проявляется вокруг ловли гравитационных волн, идея о существовании которых сгенерирована Эйнштейном. Однако к этим волнам, как уникальному «явлению» природы, в том виде, в котором сегодня широкую публику «балует» реклама, возникают профессиональные и очень неприятные для физики вопросы, которые можно было бы разрешить в открытой дискуссии на страницах академических научных журналов. Однако допуск к этим журналам, для этих целей закрыт уже на протяжении ста лет [5].

В свое время, упоминаемый нами Том Ван Фландерн, утверждал, что, когда экспериментальные данные несовместимы с основными научными теориями, ученые, ведущие массовые исследования, отказываются признавать это, чтобы не подставить под угрозу их финансирование. И добавим к этому еще и то, что на современном этапе существования рыночной экономики, источник финансирования тоже не заинтересован в новых исследованиях, и, особенно, тех, которые носят фундаментальный характер. Ведь внедрение их, как правило, не дает быстрый практический эффект, а это уже сулит потере получаемой прибыли, которая исходит из старой, и давно проверенной технологии.  Отмеченная выше особенность рыночной экономики явно прослеживается в компьютеростроении, когда в современную вычислительную машину закладывается информационная технология, используемая еще в пятидесятые годы прошлого столетия, т.е. сегодня в компьютерах весь процесс обработки информации сводится к действиям над числами. В тоже время, не представляет большого труда, реализации в аппаратуре более совершенных, и эффективных, машинных информационных технологий, оптимально согласующимся с микроэлектронной элементной базой и потребностям пользователя [6].  Как оказалось, этот пример характеризует то, что заказчик не заинтересован в поддержке более совершенных технологий, и он этим отношением старается их еще и тормозить, а то и направить по ложному пути, особенно в фундаментальной науке физике [5]. Что касается гравитационных волн то, в силу специфики используемых «знаний» в этом случае, подобный пример не так будет нагляден, как это имеет место с Computer science.  Более подробно и доказательно отсутствие в природе гравитационных волн по Эйнштейну требует отдельной публикации.  

Итак, рассмотрим широко известный вид энергии, с которым сегодня сталкивается наша цивилизация, и на которую, как уже отмечалось ранее, обратил внимание Г.Лейбниц, назвав ее «живой силой», т.е.  работой. Под углом феноменологического метода познания природы, а современные исследования в физике ведутся именно с этих позиций, энергия проявляется как «нечто», перемещающееся в пространстве и во времени в вещественных образованиях газообразного, жидкого и твердого агрегатного состояния. По мере освоения новых видов энергии было замечено, что это «нечто» (энергия) может находиться также и в колебательном движении материи. Например, когда вещество в виде электрического поля, преобразуется в магнитное свое существование, и, затем, уже из него снова возвращается в электрическое поле. В этом случае имеет место обычное электромагнитное колебание вещества. Известно, что не составляет особого труда преобразовать энергию, находящуюся в отмеченном колебательном состоянии, в энергию поступательного движения вещества, которую уже, затем, традиционно использовать в качестве работы по Лейбницу. У многих исследователей, в этом случае складывается представление, что энергия ни от чего независима, т.е. она является некоторой субстанцией, которая в природе может находиться либо вместо материи, либо рядом с ней, и тогда, независимо от материальных образований, ее можно видоизменять, либо транспортировать из одного места пространства в иное. Отдавая приоритет энергии, и наделяя ее субстанцией, исследователь в своем мировоззрении погружается в философский энергетизм – идеалистическое понимание мира, которое, как правило, приводит его к результатам неадекватным природе.

Тот вид энергии, который расположен в электромагнитном колебании вещества, человек обнаружил своими органами чувств, и отнес его к теплу. Конечно, не сразу тепловые ощущения связывали с электрическим и магнитным полем, а присвоили им статус особой субстанции, которую обозначили теплородом и флогистоном. Если теплород представлялся как некоторая невесомая жидкость, перемещающаяся в веществе, то флогистон такое же «нечто» невесомое, которое, ничем не проявляя себя, находится в одном из трех агрегатных состояниях вещества, и только при определенных условиях дает о себе знать, обдавая вещественное окружение теплом. Однако изучение поведения тепловой энергии в технических установках с позиций и теплорода, и флогистона не позволяло более правдиво прогнозировать (рассчитывать) их технические параметры. И тогда появилась молекулярно-кинетическая модель тепла, которая в паре с математическим аппаратом статистической механики уже стала удовлетворять этим требованиям конструкторов тепловых машин.

Несмотря на это, в современной физике имеются суждения, что молекулярно-кинетическая модель далека от материальной действительности [7]. Действительно, возникает большое сомнение в том, что тепло в веществе представляет собой движение мельчайших атомов, молекул и ионов. Ведь по утверждениям тех же сторонников молекулярно-кинетической теории теплоты атомы и молекулы электрически нейтральны, из чего следует, что под действием сил напряженности электрического поля они не могут двигаться. Аналогичный вывод можно сделать и в отношении магнитных силовых линий. Что касается ионов, то в них, положительные либо отрицательные электрические заряды, в случае, их притяжения самоуничтожаются, излучая при этом фотоны. Это явление «самоуничтожения» появляется в механическом трении, ударах, при которых возникают электрические заряды обеих знаков. Взаимодействуя друг с другом, они вызывают появление фотонов, регистрируемых нами в виде искр. А вот при переносе тепла искры, почему-то, не наблюдаются. Таким образом, электрические и магнитные взаимодействия на уровне атомов, молекул и ионов не приводят их к движению, тем самым молекулярно-кинетическая теория не находит своего экспериментального подтверждения. На основании этого вывода рассуждения об абсолютных упругих ударах молекул и атомов, возникающих при известной молекулярно-кинетической модели теплоты, лишены всякого смысла, тем более, к их «физике», тоже, возникают неожиданные и «неприятные» вопросы, требующие отдельных исследований.

Кроме, приведенной выше модели, имеются рассуждения о тепловом движении за счет «поглощения и излучения» «квантов» «энергии». Знакомясь с таким способом объяснения тепловых процессов в веществе, невольно приходится задаваться вопросом: «А каким способом квант электромагнитного излучения (фотон) может излучаться или поглощаться атомом либо молекулой?» То объяснение, которое для данного случая приводится в современной физике – генерирование фотона за счет перехода электрона с одной орбиты на другую, по крайней мере, является не серьезным. Дело в том, что излучение фотона совершается по закону [1], и о том, как этот закон проявляется в данном случае, современная физика не рассматривает. Аналогично, непонятно как поглощается атомом фотон – квант энергии. Известно, что фотон в пространстве движется с огромной скоростью, и тогда в атоме, молекуле должны быть созданы условия, при которых осуществляется его поглощение. Более того, необходимо выполнить преобразование фотона в другой вид энергии, ведь если этого не произойдет, то он просто остановится, т.е. бесследно исчезнет и воспользоваться его энергией уже не будет возможности. Ведь, фотон представляет собой явление природы, которое существует только в своем движении.  Знакомясь с приведенной выше моделью теплоты, можно сделать вывод, что ее автор рассматривает энергию (теплоту), как некоторую субстанцию независимую от материи, т.е. он безнадежно погружен в идеологию энергетизма.

Традиционно сторонники молекулярно-кинетической теории теплоты в ее адекватности природе апеллируют к опыту Штерна и броуновскому движению. В [7] авторы подробно анализируют этот опыт Штерна и показывают, что «нет ни одного экспериментального подтверждения, в котором бы наблюдалось движение молекул в веществе среди других его молекул, как это следует из молекулярно-кинетической теории». Что касается броуновского движения, то в настоящей статье при изучении потенциальной энергии будет показана его природа, которая никак не связанна с современной моделью теплоты.

Итак, подытоживая анализ различных подходов к познанию энергии в виде работы, или в виде тепла, еще раз подчеркнем, что на современном этапе имеет место жонглирование понятием энергии, как с чем-то осязаемым, конкретным, которое можно поместить в закрытое пространство и транспортировать в нужное для пользователя место. Именно в этом и проявляется отношение к пониманию энергии, как к некоторой субстанции, независимой от материи, тем самым, ставя исследователя в ряд сторонников известного лженаучного направления в мировоззрении – энергетизма. Особенно этот отрыв от материальной действительности проявляется в современной астрофизике, когда, так называемое «расширение Вселенной» специалисты в этой науке относят к действию «темной» энергии, никак не связывая ее существование с материальным источником.

В следующем разделе представим новую модель понимания энергии, которая сегодня наиболее адекватна природе.

3. Энергия является мерой движения материи

Более точного и адекватного природе понимания энергии, чем идентификация ее с мерой движения материи, трудно себе представить. Поскольку материя неразрывно связана с движением, а мир бесконечен во времени и пространстве, то и энергетическое проявление его тоже бесконечно. Распределение материи, согласно четвертому постулату [1] на бесконечной последовательности объемов, расположено так, что каждый «материальный объем» есть составной частью большего объема и одновременно состоит из аналогичных объемов меньшей размерности.

В то же время согласно тринадцатому постулату на такой последовательности – пятой оси существования материи (первые три – измерение трехмерного пространства, а четвертая ось времени) природой «предусмотрено» место – координата, в которой количественный рост материи «порождает» качественные изменения – возникают в ней новые свойства.  То есть, такое новое образование представляет не «арифметическую» сумму свойств материальных систем, составляющих ее, а ему уже присущи появившиеся принципиально новые качества, т.е. эмерджентные. Именно в эту координату пятой оси природа «поместила» вакуум.

Более подробно поясним, о чем идет речь. Для этого рассмотрим в трехмерном пространстве совокупность сгустков, накопление материальной субстанции в которых приводит к отмеченному выше скачку в появлении нового материального качества. Поскольку это новое качество в природе возникает при превышении определенного количества материи в конкретном (фиксированном) объеме трехмерного пространства, то и количество материальной субстанции в сгустках и занимаемый ими объем находятся на одинаковом пределе, т.е. превышение этого предела, как уже отмечалось, приводит материю в вакууме к новому качеству.

Рассматриваемая совокупность материальной субстанции в нем дискретна и однородна, и поскольку объем и материальное наполнение сгустков одинаковые, то и координаты их расположения на своих осях распределения материи по объемам будут одинаковы, которые, в конечном итоге, совпадают с координатой расположения вакуума на совокупности осей распределения материи, занимаемых ею объемов. Отмеченное выше, увеличение количества материальной субстанции в сгустках такого вакуума приводит в нем к качественному переходу материи – в вещественное ее существование. Более подробно это явление рассмотрим на примере.

В [8,9,10] предложена новая модель вакуума, которая представляет собой однородную среду сгустков материальной субстанции одинаковых по количеству материи, объемам занимаемых ими в пространстве, а также по форме их движения. Указанные сгустки расположены в узлах трехмерной решетки по материальным плоскостям, названных пластинами вакуума, в которых они связаны между собой в единое целое. Дело в том, что каждый сгусток вне пластины находится во вращательном движении, которое останавливается за счет взаимодействия его с другими такими же сгустками, когда они оказывается в вакууме.  Такое связанное его состояние   в пластине имеет ограниченное время, после чего сгусток поворачивается в пространстве, покидая ее, и начинает участвовать в формировании с другими сгустками новую такую же «соседнюю» пластину. Затем, после короткой задержки в ней сгусток вакуума ориентируется уже на формирование следующей новой пластины. И так этот процесс продолжается до тех пор, пока ориентация сгустка в формировании новой пластины не возвратится в исходное положение. В каждой такой пластине, в момент ее существования, система материальных сгустков, за счет взаимодействия их друг с другом, останавливается в своем вращении и в следствие этому находится в упругом состоянии. Это упругое состояние сгустков в пластине вакуума в определенных условиях приводит его в колебательное (волновое) состояние, которое более подробно будет рассмотрено несколько позже.  

Обратим внимание на необычное свойство рассматриваемой пластины-плоскости, состоящее в том, что, несмотря на материальность ее содержимого, определить толщину пластины не представляется возможным, в силу недостаточной разрешающей способности любых вещественных приборов.  Еще раз подчеркнем, вещественных измерительных приборов. Кроме того, зафиксировать процесс переориентации (движение спутниковой части сгустка) на формирование и вхождение ее в новую пластину, тоже для вещественных приборов не является достижимым. Именно эта не разрешающая способность вещественных приборов не позволяет зарегистрировать местоположение сгустка материальной субстанции вакуума и его переориентацию в пространстве, т.е. «увидеть» ее движение. Иными словами, вакуум естественными и искусственными вещественными приборами не видим.

А теперь исследуем ситуацию, когда в месторасположении любого сгустка материальной субстанции в вакууме появляется еще один такой сгусток. В этом случае происходит в нем удвоение материальной субстанции, что приводит в этом месте вакуума к количественному накоплению материальной субстанции, т.е. создаются условия для перехода состояния материи в новое качество, напомним, появившегося – эмерджентного. Это явление в природе следует идентифицировать, как изменение однородности вакуума, которое и нарушит устойчивость упругого состояния совокупности сгустков материальной субстанции в том месте его пластины, где произошло ее удвоение. Отмеченное нарушение устойчивости приводит к вращению спутниковой части сгустка, тем самым, воздействуя на его соседние сгустки, изменяя их форму объема, который они занимают в пространстве вакуума.  Напомним, изменение формы объема занимаемой сгустком проявляется в его пластине возникновением силовых линий напряженности электрического и магнитного полей [8]. Поскольку эта форма меняется согласно вращению спутниковой части сгустка, то и изменение силовых линий подчинятеся этому вращательному движению. При этом, сдвиг изменений между напряженностью электрического и магнитного поля равен 900, а направления их силовых линий располагается в двух взаимно перпендикулярных осях декартовой прямоугольной системы координат помещенной в центр сгустка.

Одновременно с этим, та часть материальной субстанции, которая оказалась избыточной в исследуемом месте вакуума во время поворота спутниковой части сгустка, покинет его пределы, переместившись в соседний сгусток, который расположен вдоль отрицательного направления силовой линии электрического поля, генерируемого тем же исходным сгустком. Что касается того места вакуума, из которого эта избыточная часть переместилась, то оно возвращается в исходное положение, т.е. в нем остается один сгусток материальной субстанции в не избыточном состоянии, и, естественно, он не видим вещественными приборами.  Таким образом, в рассматриваемом пространстве вакуума произойдет повторение ситуации совмещение – увеличение материальной субстанции, но только уже в другом соседнем сгустке. Процесс нарушения упругого состояния вакуума произойдет и здесь, который сопровождается теми же материальными изменениями, что перед этим происходили в предшествующем сгустке. Рассматриваемое явление в природе продвигается вдоль луча, совпадающего с отрицательным действием силы (силовой линии по Фарадею) напряженности электрического поля, генерируемого исходным сгустком материальной субстанции, которое названо в [8]   волновым состоянием вакуума, и идентифицированного нами с фотоном.

Приведенная выше модель показывает появление в природе фотона, который «рождается» совмещением всего лишь двух сгустков материальной субстанции в одном месте вакуума. Тот же процесс появления фотона будет иметь место, если совместить три, и более сгустков материальной субстанции.  «Рассасывание» нагромождения их последовательно. Вначале переместится один из них в соседний, как это было показано выше, а, затем, очередь дойдет к следующему сгустку, который одновременно с основным (не избыточным) сгустком, во время своего поворота вокруг собственного центра, продвинется на место расположения соседнего сгустка (по лучу фотона). Одновременно с этим явлением из соседнего сгустка самый первый избыточный сгусток переместится дальше в место следующего сгустка вакуума – по тому же лучу. И так будет продолжаться до тех пор, пока в самом первом сгустке луча исчезнет избыточность материальной субстанции. Полученная цепочка процесса «разгрузки» избыточной материальной субстанции в конкретном сгустке тоже является фотоном, только в нем электромагнитные колебания в вакууме генерируются не одним сгустком материальной субстанции, а целой их цепочкой. Понятно, что в этом случае количество движения материи будет больше, нежели в том фотоне, который появился в результате воздействия одной избыточной материальной субстанции.  Из приведенной модели вытекает то, что скорость распространения фотона в пространстве вакуума определяется скоростью перемещения избыточной части материи от одного сгустка в соседний сгусток пластины вакуума, и она равна скорости распространения света.

Исследования показали [8], что для фотона природой отведено отдельное место в вакууме, представляющее двумерное пространство, и «проникнуть» в него еще одному такому фотону, который находится в ином своем таком же пространстве, не представляется возможным. Вот почему фотоны, прилетающие от далеких звезд, на Земле оказываются неискаженными, т.е. в их пространстве не было помех (других фотонов) для искажения.  В современной физике два фотона, которые располагаются в одном пространстве, называются когерентными.

Следует также заметить, что приведенная модель «рождения» фотона, содержит самый важный механизм природы – закон, в результате действия которого возникает вещественная форма материи из вакуума. В [1] этот закон обозначен Первым Началом Вещества, гносеологические корни которого ведут к известному эффекту Черенкова-Вавилова. Дело в том, что благодаря этому Началу появляется первая (начальная) элементарная частица вещества, из которой формируются шесть таких же элементарных его частиц. По нашим оценкам для формирования темной материи, а также элементов Таблицы Менделеева достаточно всего лишь девять элементарных частиц вещества, куда включаются фотон и шесть указанных выше его «производных».

Итак, мы рассмотрели материальную модель движения вещества, названного фотоном. Теперь попытаемся определить, соответствующую ей математическую модель, т.е. функцию, которая позволит на основании мощного аппарата математики, провести дальнейшие исследования этой формы движения, включая и энергетическое ее содержание. Вначале исследуем математическую модель движения фотона, рожденного от избыточности материи одним сгустком в одном сгустке материальной субстанции вакуума.  В процессе движения такого фотона возникает в пластине вакуума генерация силовых линий электрического, и магнитного поля. Скорости изменения их в математике соответствуют тригонометрическим функциям синуса и косинуса [8].

 

VE=Sinα,   V= -Cosα.

 

Исходя из того, что эти функции отражают одно и тоже явление в вакууме, то скорость VE – изменения напряженности силовой линии электрического поля,  и скорость VM изменения такой же силовой линии уже магнитного поля  одинаковы, и варьируют  в одних и тех же пределах. Только проявляются они вдоль разных координат Декартовой прямоугольной системы координат сгустка материальной субстанции. Скорость VE – вдоль оси ординат, а скорость VM – вдоль оси аппликат. Тогда функции движения материи, в виде количества движения, в рассматриваемом случае примут вид

 

f(VE) = EmVE                                                        (1).              

 

Значения этих функций не превышают для электрического поля абсолютной величины максимального, либо минимального значения напряженности его силовой линии Em, а для магнитного поля (Mm) абсолютной величины напряженности силовых линий в полюсах Норд и Зюйд.

В процессе движения рассматриваемого фотона, кроме изменения значений силовых линий Фарадея имеет место и поступательное движение сгустков материальной субстанции. В математике для этого случая имеется функция f(v) = mv  , которая соответствует количеству поступательного движения массы тела m и его скорости V. Тогда, в математической модели движения фотона поступательная часть имеет вид

 

f(c) = Wc                                                          (2),                                                                 

 

где W – количество материальной субстанции в одном сгустке материальной субстанции вакуума, с – скорость движения фотона, т.е. скорость света.

Таким образом, математическая функция движение фотона F в пространстве вакуума будет представлять собой совокупность колебательного и поступательного движения, т.е. сумму функций (1) и (2):

 

F=EmVE+MmVM+Wc                                     (3).                                                             

 

В настоящей работе предметом исследований выступает энергия, которую, как уже отмечалось, принято связывать со скалярной характеристикой движения материи. Однако, исходя из «способности» тепловой энергии, передаваться к менее нагретому телу, у исследователя может сложиться представление, что тепло (энергия) векторная величина, и ее вектором служит направление, куда в среде оно передается.  Такая оценка энергии является не верной, поскольку направление указанного вектора не является внутренним ее свойством, а определяется только средой, в которую помещен источник тепла. Исходя из этого, при анализе функции (3) следует искать аналогичную ей скалярную характеристику. Известно, что при интегрировании функции мы получаем скалярную величину, но утверждать, что именно она есть единственным абстрактным аналогом естественной скалярной характеристики движения материи, не следует. Поскольку такое утверждение граничит с искомой окончательной истиной, которую можно достичь только на пределе бесконечной последовательности моделей познаваемой материальной среды. А это, в свою очередь, противоречит нашему постулату-закону [1] о познаваемости природы.  И все же попытаемся на нашем этапе познания приравнять предполагаемую скалярную характеристику движения материи энергию с интегралом математической функции, которая описывает это движение. Приступая к анализу этой функции в аппарате интегрального исчисления, обратим внимание на то, что в ней в качестве переменных выступают не меры пространства и времени, т.е. нематериальные аргументы, а скорости изменений в материи, сопровождающих это движение. Из этого следует, что рассматриваемая функция представляет собой не абстрактное феноменологическое описание физического процесса (движения материи), а отображает его сущность внутреннего состояния материальной системы [11].

Выражение (3) состоит из двух частей, первая из которых представляет функцию, зависящую от скорости вращения материальной субстанции, а вторая от скорости ее поступательного движения. Рассмотрим неопределенный интеграл каждой из указанных частей функции, для чего первую из них проинтегрируем соответственно по угловым скоростям VE  и  VM , а вторую согласно поступательной скорости c.    Тогда интеграл функции (3) будет

 

        (4),                                    

 

где C – общая постоянная интегрирования для всех составляющих функции (3). Подставляя в (4) вместо   VE  и  VM  выражения из (1) получим

 

   (5) .                      

Исходя из того, что Em и Mm представляют собой одинаковою материальную субстанцию, расположенную в каждом из сгустков вакуума, то обозначим их одним символом E, и тогда, путем простых преобразований получим.

 

         (6).                                     

 

Поскольку в (6) выражение в скобках равно единице, то неопределенный интеграл функции движения фотона будет

 

     (7).                                                        

 Этот интеграл является математической моделью энергии фотона, полученного в пространстве вакуума путем удвоения материальной субстанции в конкретном его месте. Первое его слагаемое определяет энергию вращения сгустка вокруг своего центра во время движения фотона, а второе – поступательное движение такого сгустка, но уже по его лучу. По существу, эти составляющие отражают вращательное и поступательное движение сгустка материальной субстанции вакуума, т.е. преобразование энергии материи, находящейся в сгустках вакуума в вещественное их представление, именуемое фотоном.                                                            

Рассмотренное выше удвоение материальной избыточности в сгустке вакуума, приводит к появлению в природе энергетически самого слабого фотона. В нем, как уже отмечалось, энергия генерируется избыточностью всего лишь одним сгустком, путем его вращения и поступательного движения. Если в вакууме генерируется фотон, как совмещение в одном его месте большего количества сгустков материальной субстанции, то тогда и энергетическая составляющая его будет большей. Следует обратить внимание на то, что энергетическое содержимое фотона не зависит от частоты электромагнитных колебаний в сгустке материальной субстанции – она в нем постоянная и соответствует тому виду вакуума, в котором происходит излучение фотона.

По имеющимся предположениям в природе могут существовать и другие аналогичные вакуумы, в которых материальное содержимое сгустков большее либо меньшее, и тогда частота электромагнитных колебаний в сгустке такого вакуума будет отличаться, от такой же частоты варианта вакуума, рассматриваемого в настоящей работе. Причем, указанные вакуумы могут в мировом пространстве соприкасаться друг с другом, вызывая тем самым явления, с помощью которых можно объяснить многие «темные пятна» в понимании природы, например, генерация энергии звезд и планет. Исследование модели поведения таких вакуумов требует отдельного рассмотрения.

Теперь попытаемся сопоставить оценку энергетической составляющей фотона представленного настоящей моделью с той моделью, которая сегодня доминирует в науке. Первое, на что следует обратить внимание, это то, что согласно предложенной М.Планком формулы, чем выше частота электромагнитных колебаний в фотоне, тем большее его энергетическое содержимое. Эксперименты со светом, а именно фотонами видимого спектра, показывают «немного» иной результат. Так согласно известному испытанному эксперименту со спектром белого пучка фотонов температура его составляющих повышается, от ультрафиолетового диапазона его составляющих, в сторону инфракрасного. Это означает, что энергия фотонов этого спектра, следует за показателем термометра, т.е. с ростом длины волны фотона увеличивается и его энергия. Кроме того, практика исследования мирового пространства с помощью облучения электромагнитными колебаниями показала, что инфракрасный диапазон этих облучений более мощный он позволяет «проникнуть» в такие «туманности», которые не являются «прозрачными» для облучения лучами из ультрафиолетового диапазона. А фотоны, которые приходят к нам от очень далеких звезд «склонны» к увеличению их длины волны, что привело к ложному утверждению, опирающемуся на эффект Доплера. В результате был сделан ложный вывод, что Вселенная расширяется. Как уже отмечалось, в предлагаемой настоящей работе модели фотона частота электромагнитных колебаний не влияет на его энергетическое содержание, поскольку она не варьируема со стороны вещественного представления материи и является константой вакуума. А вот количество сгустков материальной субстанции, участвующих в генерации фотона в вакууме существенно изменяет его энергетическое содержание. Судя по всему, современное понимание разложение белого пучка света его инфракрасная сторона отражает фотоны, в луче которых большее количество генерирующих его сгустков материальной субстанции вакуума, а ультрафиолетовая, наоборот, ее фотоны порождаются меньшим количеством таких сгустков. Исходя из этого, можно предположить, что общепринятое (условное) понимание частоты фотона (его периода колебаний) следует связывать с длиной последовательности сгустков материальной субстанции, порождающих его. Иными словами, согласно современной физике, чем меньшее количество сгустков в последовательности его луча, тем меньше его частота, и, наоборот, рост количества этих сгустков в генерации фотона приводит к уменьшению рассматриваемой частоты. Исходя из этого, современное понимание длины волны фотона требует уточнения, которое будет рассмотрено в отдельной работе. 

4. Потенциальная энергия

В истории познания теплоты, как уже упоминалось, использовался термин флогистон, в котором исследователи видели нечто невесомое и ничем не проявляемое свойство, и которое дает о себе знать в определенных условиях, обдавая вещественное окружение теплом. Находящаяся в таком виде тепловая энергия (тепловое движение), как бы законсервирована и в этом скрытом виде может быть транспортирована, не растрачивая свое внутреннее энергетическое содержимое. Сегодня рассмотренное выше ее состояние идентифицируют с потенциальной энергией, которая в природе сосредоточена в вакууме.

Это утверждение поддерживается нашими исследованиями, которые показывают, что фотон – вещественная частица, порождающая элементарные частицы вещества, насыщается своей энергией, именно, из вакуума, где она находится как в законсервированном виде, так и не законсервированном – в свободном движении материи. Если законсервированное движение (энергия) вакуума обладает «свойствами флогистона», и оно невидимое, то так называемое свободное движение в нем, по идее, может быть нами зарегистрировано.  Однако исследования [12] показали, что это не так – указанное движение вакуума вещественными приборами в силу их недостаточной разрешающей способности не может быть опознано, и поэтому вакуум, как уже утверждалось, для нас является невидимым.

Обратим внимание еще и на то, что законсервированная часть внутреннего движения вакуума остановлена упругим его состоянием, и «освобождение» его может быть достигнуто снятием равновесия между силами, создающими эту упругость.  Оказалось, что «снятие» этой упругости, т.е. расконсервирование указанной  энергии вакуума можно достичь путем нарушения его однородности, которая, как рассматривалось ранее, достигается путем совмещения двух и более сгустков материальной субстанции в одном его месте пространства вакуума. Именно таким способом природа порождает из вакуума вещество. Иными словами, вещество из вакуума появляется путем «освобождения» в нем законсервированного движения. По существу, таким способом происходит превращение потенциальной энергии, содержащейся в «спокойном» вакууме, в кинетическую энергию, что было рассмотрено в предыдущем разделе.

В природе имеется множество примеров консервации кинетической энергии в виде потенциальной.  Однако в настоящей работе рассмотрим те из них, которые характеризуют истоки появления вещества из вакуума, и которые, прежде всего, относятся к фундаментальным аспектам познания. Уже упоминалось, что основное начало возникновения вещества в природе основано на небольшом количестве элементарных частиц вещества, в том числе и формирующих массу вещества. В [12] показано, что в случае нахождения двух фотонов в одной пластине вакуума на очень малом расстоянии, может произойти ситуация, когда электромагнитный колебательный процесс в них обрывается, и таким образом возникают частицы, разлетающиеся в противоположные стороны от места их обрыва. Если эти частицы гравитационного поля «рождаются» на определенном расстоянии друг от друга, то они притягиваются между собой, тем самым, останавливая свое поступательное движение, и формируют гравитационный диполь. Условное изображение этого диполя представлено на Рис.1.

На этом Рис.1 изображен фронтальный разрез пластины вакуума в прямоугольной Декартовой координатной системе ее сгустков, в которой ось абсцисс обозначена буквой X, а ось аппликат буквой Z. Условность изображения рассматриваемой пластины обусловливается еще и тем, что ее

 

 

Рис. 1 Фронтальный разрез пластины вакуума, в котором располагается гравитационный диполь

 

 

толщина не может быть измерена никакими вещественными приборами, в силу недостаточной их разрешающей способности. На Рис.1 представлено, также, в том же разрезе,   расположение двух сгустков материальной субстанции вакуума, которые во время прохождения двух соседних фотонов, после взаимодействия друг с другом, оставили их в рассматриваемой пластине. Напомним, движение этих фотонов имеет направление вдоль оси ординат той же системы координат, т.е. перпендикулярно плоскости Рис.1, а взаимодействие сгустков (их притяжение) поддерживается теми половинами силовых линий магнитного поля, которые притягивают к себе другие сгустки в пластине. Так, рассматриваемая часть силовой линии сгустка A направлена в сторону отрицательных значений оси аппликат  Z, а сгустка B  – в сторону ее положительных значений. Стрелками  и  обозначены направление движения этих сгустков, в результате их обрыва во время  электромагнитного колебания исходных фотонов.

Взаимодействие двух рассматриваемых сгустков материальной субстанции вакуума имеет место в двух направлениях. Одно из них состоит в отдалении их друг от друга в противоположных направлениях вдоль оси абсцисс, и второе направлено на притяжение между собой, как уже отмечалось, той частью силовых линий магнитного поля, которые работают на притяжение к себе, т.е. вдоль оси аппликат внутри пластины. Рассматриваемое взаимодействие приводит сгустки к неподвижному состоянию друг по отношению к другу, тем самым, сформировав пару, названную в [12] гравитационным диполем. Понятно, что притяжению сгустков, которое может закончиться совмещением в пространстве вакуума, препятствует их удаление друг от друга вдоль оси. В результате, как показано на Рис.1, они смещены друг по отношении к другу, и каждый из них в сторону действия своей силы, которая пытается придать сгустку поступательное движение.

Указанное смещение не перекрывает их силы притяжения друг к другу, и они несколько выступают от того совместного пространства, где они уравновешиваются. Таким образом, часть силовой линии сгустка  выходит за пределы диполя  по одну его сторону, а сгустка  – по другую. Именно эти части силовых линий магнитного поля, действуя на притяжение себе подобных, и образуют силовые линии гравитационного поля. Поскольку основная часть силовых линий магнитного поля задействована на притяжение сгустков материальной субстанции, то, лишь, небольшая их часть отдана природой для гравитации. Вот почему гравитационное поле существенно слабее и магнитного, и электрического поля.

Таким образом, в рассмотренном покоящемся диполе законсервировано движение двух сгустков, а значит – в нем и присутствует потенциальная их энергия. Стоит продвинуться диполю в одном из направлений вдоль оси абсцисс, как сгустки сместятся между собой, освобождая ту их часть, которая до этого работала на притяжение. Таким образом, материальная часть сгустков, обеспечивающая увеличение напряженности гравитационного диполя, увеличится, и диполь сильнее будет притягивать к себе соседние сгустки. Поскольку рассматриваемые диполи являются строительным материалом массы тела, в том числе, и суден, находящихся в порту, то движение на малых расстояниях друг от друга вызовет дополнительное гравитационное взаимодействие, что чревато их сближению с последующим разрушением. Вот почему в порту находится большим судам на малом расстоянии воспрещено.

Второй пример, когда происходит расконсервирование движения материи, сосредоточенной в гравитационном диполе, относится к инерции тела. Если продвинуть рассматриваемый диполь по той же абсциссе, то вызванное, при этом, смещение сгустков в нем ослабит взаимное притяжение. Сгусток в диполе, исходное движение которого противоположно принудительному движению диполя, начнет двигаться в ту изначальную сторону, в которую он двигался до формирования диполя, т.е. он будет двигаться в противоположную сторону движению, нарушившего покой диполя. Это явление мы регистрируем как инерция тела.

Законсервированное движение, а значит и его энергия, может быть представлено математической функцией, содержание которой имеет следующий вывод. Рассмотрим поведение сгустков материальной субстанции до формирования гравитационного диполя. Напомним, что для каждого из этих сгустков предусмотрено, в результате обрыва электромагнитного колебания фотона, одинаковое по абсолютному значению поступательное движение вдоль оси абсцисс в противоположные стороны. Функции этих движений будут следующие

 

F1(v) = Wv  и    F2(v) = -Wv                            (8),                                                       

 

где, как уже отмечалось, Wсодержемое сгустка материальной субстанции вакуума, которое обладает свойством гравитационного притяжения, что позволяет его идентифицировать с гравитационной массой, v скорость движения сгустка в результате обрыва электромагнитных колебаний фотона.

В настоящей статье в качестве математического образа энергии используется неопределенный интеграл функции движения, т.е. для наших функций (8) будут интегралы

 

         (9),                                                                                               

 

где С1 и C2 константы интегрирования. Поскольку энергии движущихся сгустков, входящих в гравитационный диполь, скалярные величины, а их математические образы, как интегралы тоже скалярные, то общая энергия Ed диполя равна обычной арифметической сумме

 

Ed = Wv2 + C                                              (10),                                                                       

 

где С – обобщенная константа интегрирования.

Функция (10) имеет небольшую схожесть с известной формулой Эйнштейна эквивалентности энергии и массы тела, которая ему послужила для сомнительного предположения о возможности в природе преобразования энергии в массу и наоборот массы в энергию. Отличие этой функции от эйнштейновской заключается в том, что она имеет очень простой вывод, более того в ней в качестве сомножителя выступает не квадрат скорости света, а квадрат скорости движения сгустка материальной субстанции, которую он приобретает во время обрыва электромагнитного колебания в фотоне.  Кроме того, в этой функции имеется еще и слагаемое, представляющее собой константу интегрирования, физический смысл которой, сводится к тому, что в природе гравитационный диполь не изолирован от влияния внешних физических полей, вызывающих в нем дополнительные составляющие потенциальной энергии и сосредоточенной в отдельной добавке, т.е. в константе С.

Во втором разделе настоящей статьи упоминалось о том, что броуновское движение является составной частью механизма распространения тепла в природе. Пользуясь приведенной выше моделью потенциальной энергии «помещенной» природой в вакуум покажем, что источник броуновского движения не имеет никакого отношение к тепловой форме существования энергии. Для доказательства этого рассмотрим два гравитационных диполя взаимодействующие между собой силовыми линиями гравитации, которые приближают их друг к другу. Любое такое приближение, рассматриваемых диполей ослабляет силовые линии, которые находятся между ними, что влияет на сами диполи, ослабляя их притяжение сгустков материальной субстанции, из которых они состоят. В результате эти сгустки, сдерживаемые в диполе силами притяжения, начинают двигаться в противоположные стороны, и тем самым, удаляясь друг от друга, что, незамедлительно усиливает их взаимное притяжение, но только уже в несколько другом пространственном их расположении. Дальнейшее притягивание друг к другу поворачивает ось, связывающую их между собой, т.е. эти диполи начинают двигаться вдоль окружности. Этот эффект движения по окружности в увеличенном масштабе мы наблюдаем в космической системе Земля-Луна. Такая же ситуация складывается и в уменьшенном размере, когда вещественные сгустки в виде различных соединений элементов химической Таблицы Менделеева находятся во взвешенном состоянии в жидкости. Их взаимодействие подобно Земля-Луна заставляет двигаться по окружности друг относительно друга. Однако, поскольку в рассматриваемой жидкости таких частичек много, то по пути их проворачивания друг вокруг друга они встречаю себе подобных из соседней такой же пары, что при определенных расстояниях от них, вызывает обрыв прежнего движения и переход к вращательному движению уже новой пары. Этот механизм и является Броуновским движением.

5. Выводы

Что такое энергия? Понимание ее сути имеет большое значение в познании материального окружающего мира. Отведение ей роли чего-то, что существует вне материи, является уводом исследований в сторону получения результатов не адекватных природе. В статье уже отмечалось, что, как не ущербно, но современная физика стоит, именно, на этих позициях. Не хотелось прибегать к ее критике в понимании энергии, но академическая наука, уж больно, последовательно чтит идеи непреклонных авторитетов, которые на окружающий мир смотрят сквозь «очки» энергетизма. Особенно в этом выделяются идеи, почитаемые современной физикой Стивена Хокинга. В настоящей статье получило дальнейшее свое развитие понимание энергии, как скалярной характеристики движения материи, предложены математические модели в виде функций для кинетической и потенциальной энергии, в которых в качестве переменных выступают не нематериальные меры времени и пространства, а переменные, характеризующие процессы изменения в самой материи, несущей интересующую нас энергию. Это позволило вывести исследовательский процесс из описательного (феноменологического) метода, к познанию, через модели (функции), зависящие от изменений в самой субстанции. Иными словами, приблизиться в исследовательском процессе к познаваемой истине. Такой подход в исследованиях позволил существенно подкорректировать наши познания в так называемой «эквивалентности массы и энергии тела» с помощью функции отличной от знаменитой формулы Эйнштейна, приведенной в выражении (10). Кроме того, рассматриваемый метод познания предложил совершенно новую математическую модель (функцию), описывающую движения фотона. Это позволило с помощью математического аппарата ее проанализировать и прийти к неожиданно новым результатам, согласно которым энергетический объем, находящийся в этой (фотонной) форме движения материи, не зависит от частоты электромагнитных колебаний, которые помещены в него. Этот результат в познании материального мира имеет далеко идущие перспективы в переосмысливании явлений в природе, что естественным образом отразится на появлении принципиально новых технологий.

Литература

1.      Vyshinskiy V.A. SYSTEM OF POSTULATES – BASIS OF SCINTIFIC COGNITION OF NATURE / V.A. Vyshinskiy // Sciences of Europe, – 2017, – Vol 1, – №15 (15) P.70-74      

2. P.S.Laplact. Mecanique Celeste, 4, Livrex, Paris, 1805

3. Адель Калиниченко, Быстрее света, The New Times, http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=bd98d6ef-e3d4-486f-9cd3-81d363ff2d0a&print=1

4. Топтунова Л.М. Скорость света, https://astrogalaxy.ru/907.html

5. Вышинский В.А. Кризис современной теоретической физики / В.А. Вышинский // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах, – 2017 . – №3. – С. 39-50

6. Вышинский В.А. Об одном решении фундаментальной проблемы современного развития вычислительной техники/ В.А. Вышинский // УСиМ , – 2003 . – №4.  – С. 81-91

7. Брусин С.Д., Брусин Л.Д. Молекулярно-кинетическая теория не имеет экспериментального подтверждения, http://www.econf.rae.ru/article/5293

8. Вышинский В.А. Электрические и магнитные силовые линии Фарадея. Электромагнитная волна / В.А. Вышинский // Единый всероссийский вестник, – 2016, – №7, –С. 62-68

9.   Вышинский В.А. Модель, наиболее адекватно отражающая естественный вакуум / В.А. Вышинский // Единый всероссийский вестник, –  2016, – Часть 1, – №6. – С. 45-52

10. Вышинский В.А. Личный сайт vva.kiev/ua

11. Vyshinskiy V.A. ORIGNS OF PHENOMENOLOGY IN PHYSICS / V.A. Vyshinskiy // Sciences of Europe, – 2018, – Vol 1, – №34 (34) P.30-37 

12. Вышинский В.А. Элементарные частицы вещества / В.А. Вышинский // Единый всероссийский вестник, –  2016, – №8. – С. 21-29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работает на Drupal, система с открытым исходным кодом.