Энергетические принципы

Принцип сил


Han Erim

30 августа 2011



Принцип сил показывает тесную связь между гравитационной силой (g) и классической силой (a). Пользуясь этой связью, Альберт Эйнштейн сформулировал свой принцип эквивалентности, и сам Принцип сил опирается на эту работу о Принципе эквивалентности. Однако Принцип сил выражает эту связь гораздо сильнее и выводит её на более высокий уровень. Сейчас или в будущем — эти два принципа всегда будут очень важны для физики.

Впервые я опубликовал Принцип сил в 2005 году внутри программы Alice Law Version 5. Когда возникла тема Энергетических принципов, я почувствовал необходимость опубликовать его снова. Но я понял, что было бы неверно публиковать его в старом виде, потому что за прошедшие годы Закон Alice сильно развился. Более того, изменились и мои взгляды на Общую теорию относительности. Закон Alice начал шептать мне: «Выведи Принцип эквивалентности и Принцип сил за пределы Общей относительности, Общая относительность принадлежит только мне». Я прислушался к этим словам и решил собрать эти принципы под заголовком ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ. Для меня теперь эти принципы лежат не на дороге, определяющей Общую относительность, а на дороге, которая ведёт к большой цели, стоящей за ней. Я не знаю точно, где находится эта большая цель и чем она является. Я лишь знаю, что она существует, и что желающие достигнуть её должны идти по этой дороге принципов.

Я всегда был рад, что написал эту работу. Она очень интересная, очень красивая, очень безумная. Я выведу вас на тончайшую линию, где безумие и реальность встречаются друг с другом. Эта линия — путь, ведущий к большой цели. Если вы хотите попасть туда, вы должны научиться ходить по этой линии.

flash

Теперь в кратком виде рассмотрим пример, который использовал Альберт Эйнштейн, объясняя Принцип эквивалентности.

Человек внутри ящика считает, что он находится в гравитационном поле и что сам ящик висит в пустоте, будучи подвешенным за верёвку к потолку. Снаружи есть другой человек, который видит, как всё происходит на самом деле. Он видит, что верёвка, к которой привязан ящик, кем-то тянется вверх с постоянным ускорением.

Человек внутри ящика привязывает верёвку к потолку и подвешивает к ней тело. Он считает, что сила, действующая на подвешенное тело, есть гравитационная сила (g). Человек снаружи видит, что ящик тянут вверх, и понимает, что тело, висящее в ящике, на самом деле испытывает классическую силу тяги (a).

В результате интерпретации одной и той же силы у двух людей оказываются разными. Для человека внутри ящика реальностью является гравитационная сила (g), а для человека снаружи — классическая сила (a). По величине a и g равны, но направлены в противоположные стороны.

стрелки, представляющие силы

Возможно, вас удивит, что мы называем a и g силами, а не ускорениями. Ускорение и сила на самом деле — одно и то же. Если записать силу как F = m . a или F = m . g, это выражает полную силу, действующую на тело (m — масса тела). Если вы думаете, что ускорение — это нечто иное, чем сила... конечно, вы сразу пойдёте в Википедию и посмотрите «что такое ускорение?», и там вы найдёте определение: «В физике ускорение — это скорость изменения скорости по времени». Ухххх... Что я могу поделать!.. Вы можете продолжать думать так, как привыкли. Однако здесь я буду говорить о a и g как о силах. В любом случае, из приведённых примеров уже видно, что они означают в данном контексте.

flash

Теперь на мгновение представьте, что вы — человек снаружи на рисунке. Ящик и человек внутри, двигаясь вверх, всё быстрее проходят мимо вас. И вы начинаете интерпретировать происходящее...

Истина в том, что если вокруг вас нет никаких дополнительных указаний, на которые можно опереться, то для ответа на этот вопрос вам остаётся только подбросить монетку. И совершенно не важно, окажется ли ваш выбор «ошибочным».

В результате принцип сил утверждает, что действующую силу можно интерпретировать либо как классическую силу (a), либо как гравитационную силу (g), и что обе интерпретации в равной степени допустимы. Сила одна, но интерпретаций две. Их величины равны, а направления противоположны.

flash

Обратите внимание, что на рисунке стрелки, представляющие силы, всегда направлены наружу; они никогда не смотрят друг на друга.

Значение Принципа сил на пути к Большой Цели:

Рассмотрим самолёт, летящий на постоянной высоте. В классической механике мы рассуждаем так:

схема самолёта и сил

Классическая механика – На самолёт действует гравитационная сила (g), поэтому он тянется вниз. Чтобы сохранять высоту, самолёт должен противостоять действующей на него силе тяжести. Для этого с помощью крыльев он создаёт направленную вверх силу (a). Если обе силы равны (a = g), самолёт продолжает лететь на той же высоте.

Звучит очень логично, правда? Это та жёсткая реальность, которую мы учим и преподаём в школах, на которую опираем все наши расчёты и которой даже доверяем свои жизни. Но если прислушаться внимательнее, вы услышите, как в примере с самолётом Принцип сил шепчет вам совсем другое:

Принцип силВ примере с самолётом присутствуют и a, и g. Они равны по величине и направлены в противоположные стороны. Следовательно, на самолёт на самом деле должна действовать лишь одна единственная сила. Одна из величин a и g представляет реальность, а другая — интерпретацию. Ты должен сделать выбор между a и g. Что ты выбираешь?... Что отражает истинную картину?

На самом деле ответить на этот вопрос не так уж трудно. Если уж нужно делать выбор, им должна быть подъёмная сила, создаваемая крыльями самолёта, то есть a. Но что же случилось с g? Куда делась эта огромная сила тяжести!.. А если g — не реальна? Эта великая сила, правящая небесами... Господи...

Сейчас вы ступили на ту самую тонкую линию. Это линия пути, ведущего к Большой Цели.

Принцип сил показывает, что гравитационную силу g можно интерпретировать как толкающую силу, то есть как a, и более того, что в действительности гравитационная сила представлена не g, а a. Если хотите, можно сказать так: Принцип сил даёт нам разрешение трактовать силу тяжести как a. Более того, он показывает, что существует возможность, что сила тяжести вообще представляется только a. Другими словами, он мягко говорит нам, что никакой g на самом деле нет.

На самом деле это говорит не только Принцип сил. То же самое говорит и Принцип эквивалентности. Пример с человеком в ящике указывает именно на этот результат. Принцип сил открыто формулирует то, что Принцип эквивалентности говорит лишь завуалированно. И сам Принцип сил, в свою очередь, основан на Принципе эквивалентности.

Нет нужды сразу впадать в панику или хвататься за сердце. На это у вас ещё будет достаточно времени. Сначала Принцип сил действительно сильно напрягает, но как только вы окажетесь внутри него, пути назад уже нет. А потом, знаете, что происходит?.. Боже мой... Это... это... это невероятное место. Эй... посмотри... Такие вещи — поверьте — описать словами то, что вы там увидите, очень трудно. Это другой мир.

Посмотрите, какие логические следствия один за другим запускает Принцип сил:

Поскольку гравитационная сила трактуется как a, её направление меняется. Теперь она направлена снизу вверх. (Направление силы — от центра масс наружу.) Мы знаем, что для того, чтобы сила, определённая как a, действовала, требуется контакт (как при толчке или притяжении). То есть понятие «сила, действующая на расстоянии» меняется. Если мы описываем силу тяжести через a, мы уже не можем объяснить орбиты небесных тел с помощью силы, действующей на расстоянии, потому что контакта нет. Вместо этого там происходят какие-то ещё процессы, о которых мы пока ничего не знаем, там действуют другие правила. Многие явления, которые, как вы думали, вы понимали, теперь требуют новых объяснений. И в этом отношении Принцип сил чрезвычайно ценен для физики.

g ile açıklanan bir fizik olayı g yerine a kullandığı zamanda bir açıklamaya sahiptir.

На анимированном рисунке справа приведено иллюстративное объяснение падения яблока с помощью a: яблоко покоится, а земля его «подхватывает». (На самом деле яблоко движется вверх, но я не хочу ещё больше утомлять вас здесь. Думаю, вы и так уже достаточно удивлены.) Если бы сэр Исаак Ньютон увидел это, он, наверное, пережил бы инфаркт.

Вы знаете, что Принцип эквивалентности привёл к созданию Общей теории относительности. После того как Закон Alice изменил и «сузил» Общую относительность и включил её в себя, путь, который раньше вёл к Общей относительности, отныне стал путём к Большой Цели. В конечном счёте, изменилось не так уж много. Конечно же, Принцип сил открыл на этом пути новый горизонт. Когда мы сможем выражать физические законы, относящиеся к силе тяжести, через a, мы сделаем важный шаг вперёд в физике и приблизимся к цели ещё на немного.

Принцип сил

  1. Действующую силу можно интерпретировать как классическую силу (a) или как гравитационную силу (g). Обе интерпретации в равной степени допустимы. Величины интерпретируемых сил равны и направлены в противоположные стороны.
  2. Все физические явления, которые могут быть объяснены с помощью g, также могут быть объяснены с использованием a; верно и обратное.

Принцип сил будет продолжен.

Загрузив программу Alice Law Version 5 или открыв её онлайн, вы можете прочитать разделы «Принцип сил» и «Общая относительность», чтобы составить представление, но прошу вас помнить, что эти тексты были написаны шесть–семь лет назад. Обновлённые публикации, которые вы найдёте здесь, будут содержательно более точными.

Сейчас я сосредоточил всю свою энергию на Законе Alice. Я стараюсь восполнить его пробелы и объяснить его вам наилучшим образом. Это занимает всё моё время и силы. Когда появляется возможность, я, конечно, стараюсь продвигаться и по пути к Большой Цели. То, что я там вижу и о чём думаю, я буду публиковать здесь.

Han Erim