В предыдущей записи была показана неэффективность старой ньютоновской физической школы при расчете и построении первой искусственной санно-бобслейной трассы в Подмосковье. Это тот случай, когда российская физическая школа, попробовав пройти «первым номером» при решении теоретической и практической задачи в одной из областей высоких технологий, потерпела поражение.

Но известно также и то, что в стране анонсировалась постройка двух санно-бобслейных трасс. Вторая трасса возводилась недалеко от Сочи непосредственно к зимней олимпиаде 2014 года. Печальный опыт при сооружении первой трассы был учтен, и к строительству олимпийского объекта были уже наряду с отечественными специалистами приглашены и зарубежные партнеры, которые в области передовых технологий и измерений опирались на принципы новейшей физической школы. В итоге трасса была сдана в срок и успешно прошла тестирование и сертификацию. Каковы же эти новейшие приемы и методы в области физики? Начнем исследование с практических инноваций. Почему?

Если верно положение о том, что практика - критерий истины, то желательно и искать принципы новой физики в новейших применяемых технологиях. Для этого необходимо рассмотреть систему измерения передвижения по трассе спортивных снарядов, управляемых спортсменами. В базовую часть системы измерения (хронометража) входит датчик скорости, трехмерный датчик ускорения и трехмерный гироскопический датчик (измеряет угловую скорость вращательного движения). Упростим задачу и исключим из рассмотрения вращательное движение спускаемого объекта. Тогда для анализа измерения прямолинейного движения тела достаточно исследовать измерение скорости и ускорения спортивного снаряда. Какие же первые суммарные итоги анализа измерения движения?

Старая физическая школа рассматривает механическое движение по сравнению с другими формами движения как простейшую форму движения. Практика показывает, что такой подход ненаучен и не позволяет решать практические задачи. Свободное механическое движение представляет собой сложный цикл, состоящий из четырех фаз движения: толчок, отталкивание, потенциальная фаза, притяжение. Нелишне напомнить, что только над системой измерения и построением графика движения для сочинской трассы трудилось более трехсот высококлассных зарубежных специалистов.

Второй недостаток старой физики заключается в отсутствии у нее философской школы. Система измерения состоит из количественных и качественных показателей, а любое движение имеет еще и противоречивый характер. Существует специальная философская дисциплина, называемая диалектикой, которая научает оперировать качественными величинами, а с противоречиями учит не только работать, но и их разрешать.

Возьмем пример из системы измерения движения. Возникает вопрос: какую роль в системе выполняет датчик ускорения? Существующая физика сообщает тот факт, что датчик ускорения позволяет постоянно измерять силы, воздействующие на спортсмена во время спуска. Это правильный, но односторонний подход к системе измерения. По версии такой физики получается, что датчик ускорения измеряет только производные величины и играет роль весов или датчика давления, а к движению не имеет никакого отношения.

О «сбое генетического кода» в развитии физики

Поясним, что здесь речь идет не о биологических процессах, а о нарушении закономерности и последовательности развития в области физики. В чем же суть «сбоя» и отставания отечественной физической школы от мировой? Для этого рассмотрим более конкретно, как влияет отсутствие философской школы на сферу развития физики.

Двести лет назад диалектика (научная логика) ввела в свой оборот понятие всеобщего принципа развития и движения, родоначальником которого был еще Гераклит. Суть этого принципа состоит в том, что «истинное существует лишь как единство противоположностей», а именно как единство противоположности бытия и небытия. Этот абстрактно-логический всеобщий принцип в «статической» реальности проявляется в форме полярной системы с двумя противоположными полюсами, например в форме магнита, где бытие представлено полюсом «плюс», а небытие представлено полюсом «минус». И эти элементарные полярные формы (полярность) природных тел вполне согласуются с учением физики. Но где же тогда происходит разрыв наук?

Вспомним, что предметом диалектики является не «статическая» вещь, а движущиеся тела. Познание различных форм движения и есть познание тел. Для исследования движения, развития и динамики процессов категории «полярность» оказалось недостаточно, и в диалектику было для объяснения самодвижения введено понятие «противоречие», взятое из элементарной логики. Понятие «единство» также было расширено определениями «связь», «одновременность» и т. д.

Единство бытия (да) и небытия (нет) зазвучало в диалектике в форме противоречия как одновременность движения вперед и назад, как нахождение в данном месте и одновременно - в другом, что не соответствовало здравому смыслу физики. По логике физики нельзя одновременно идти вперед и двигаться назад, хотя этой наукой и признается противоположность активного и реактивного движения (действия и противодействия). «Сбой» в физике происходит из-за того, что она на деле изолирует противоположности, - диалектика, напротив, познает одну противоположность в другой. Рассмотрим теперь развитие взглядов диалектики на систему измерения и движения.

Наука начинается там, где начинают измерять. Система измерения движения в диалектике представляет собой узловую линию мер, а само движение есть сущность времени и пространства. Два основных понятия выражают эту сущность: точечность и непрерывность. Движение есть противоречие, есть единство точечности и непрерывности. Крайности (две материальные части разных движений) сходятся на границе в точке единства (в узловой точке).

Здесь в точке единства (на границе) и происходит разрешение противоречия, происходит «обмен» - превращение одного движения в другое, которое проявляется в форме толчка. В фазе толчка и нужно устанавливать прибор, измеряющий «силу» движения. В фазе же гравитации прибор не будет работать, так как в этот период «природа отдыхает» и восстанавливает эту «силу», называемую ошибочно в физике силой тяготения.

О диалектике измерения в физике

Теперь необходимо рассмотреть структуру тех частей движения, которые измеряет прибор. Обратимся к философии, так как «математика вообще не в состоянии доказать определения величины в физике, поскольку эти определения суть законы, имеющие своей основой качественную природу моментов». В диалектике непрерывность выражена экстенсивной величиной, а точечность - интенсивной величиной (степенью, градусом). Также экстенсивные и интенсивные величины имеют отношение не к количеству вообще, а к границе, к точке их единства.

Далее диалектика поясняет, что «интенсивная величина, или степень, отлична по своему понятию от экстенсивной величины, или определенного количества», и недопустимо поэтому, как это часто происходит в физике, не признавать или признавать этого различия. Рассмотрим эти случаи на примере теплового, а впоследствии и механического движения.

Исторически температура была впервые введена как термодинамическая (интенсивная) величина, и для нее была установлена единица измерения - градус. И только в дальнейшем установили связь температуры со средней кинетической энергией молекул через среднюю скорость (экстенсивная величина) теплового молекулярного движения. Прежде чем перейти к рассмотрению механического движения, продолжим исследование понятия «величина».

Под словом величина в диалектике понимают определенное количество - квант. Квант - это количество с некоторой определенностью или границей. Квант как интенсивное определенное количество есть градус, степень, число. Таким образом, диалектика впервые не только ввела в свой оборот описание квантового характера всякого движения, но и наметила величины для квантовой системы измерения. Теперь на примере механического движения попробуем определить те принципы новой физики, которые помогают продвинутым компаниям держать первенство на рынке измерительных систем.

Принципы новой физики

Если для измерения теплового движения первой была введена термодинамическая величина, которая измерялась градусником, то для измерения механического движения, напротив, вначале пользовались кинематическими величинами. Прорыв в измерении произошел с введением Ньютоном в физику динамической величины (силы тяготения). Однако время показало, что такое понятие силы недостаточно для измерительной системы и характеристики движения. Необходимо было философское осмысление величин в физике, и это осмысление впервые предложила ввести в теорию и систему обучения такая научная дисциплина философии, как диалектика.

Выделим некоторые итоги диалектического осмысления физических явлений.

- «Сам по себе кирпич не травмирует человека, а производит это действие лишь благодаря достигнутой им скорости, т. е. человека травмирует пространство и время».

- Механическое движение как базовое имеет квантовый (скачкообразный) и волновой характер.

- Необходимость измерения динамической величины в механическом движении.

- Измерение динамической величины в механическом движении производится через степень ускорения.

- Степень ускорения измеряется датчиком ускорения, «градусником». (Датчик ускорения в измерении механического движения играет ту же роль, какую и градусник в измерении теплового движения).