ПОНЯТИЕ "СКРЫТОЙ" СРЕДЫ И ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ
Полный текст - http://osh9.narod.ru/gl/um/po.htm
Учение Умова о
промежуточной среде лежит в основе его
взгляда на потенциальную энергию,
оригинальные идеи о которой развиты им в
работах "Теория простых сред..." [6], "Теория
взаимодействий на расстояниях конечных..."
[5], "Теорема относительно взаимодействий
на расстояниях конечных" [13] и других. В
этих работах ученый указывал, что в 70-х
годах прошлого столетия в науке
отсутствовало реальное физическое
представление, соответствующее понятию
потенциальной энергии. Но всякому ясно,
писал он, что пока не дано реального явления,
которое представляло бы собой этот запас
энергии, понятие о потенциальной энергии
есть понятие чисто условное.
Опять же вернемся к
современной физике, в которой
потенциальная энергия представлена либо
виртуальными объектами, не выражающими
ничего определенного либо вообще «квантовомеханической
кашей» в физическом вакууме (авт.).
Из этих слов Умова
иногда делают неправильный вывод, будто бы
он вообще отвергал понятие потенциальной
энергии и стремился изгнать это понятие из
науки. В действительности же ученый
выступал не против понятия потенциальной
энергии как такового, а против
идеалистического или, как он выражался,
противонаучного истолкования этого
понятия.
Антинаучный характер
господствовавшего тогда в физике
толкования потенциальной энергии Умов
показал на следующем примере. Если бросить
вверх камень, то его скорость в некоторой
точке обратится в нуль. При обратном
падении камня потерянная им скорость вновь
восстанавливается. В какой форме и где,
спрашивает Умов, существует энергия явного
движения камня, им потерянная? "Говорят,
что она превратилась в энергию
потенциальную, и запас этой энергии якобы
находится в камне".
Умов указывал, что при
таком толковании потенциальной энергии не
вскрывалась физическая сущность
превращения кинетической энергии в
потенциальную энергию.
Другими словами, оставался не
выясненным реальный смысл понятия
потенциальной энергии, механизм
превращения одного вида энергии в другой. С
точки зрения Умова, потенциальная энергия,
в которую превратилась кинетическая
энергия при бросании вверх камня, находится
не в камне, а в системе камень - Земля, причем
в эту систему он включает и промежуточную
среду между камнем и Землей (т.е. физический
вакуум-эфир - авт.). Он доказывал, что когда
налицо имеется только одна среда, то
превращение кинетической энергии в
потенциальную энергию происходить не может,
а, следовательно, невозможно образование
потенциальной энергии. Если предположить,
говорил он, что в процессе превращения
кинетической энергии в потенциальную
энергию участвует только одна среда, тогда
последней невозможно дать "никакого
реального толкования" (не говоря уже о
механизме взаимодействия – авт.).
Умов понимал, что
антинаучное толкование потенциальной
энергии допускает уничтожение живой силы (кинетической
энергии) в физическом смысле. Реальное
явление - движение с его скоростью и живой
силой (кинетической энергией) -
превращается в какое-то напряженное
состояние, причем это напряженное
состояние (в случае камня, поднятого на
небольшую высоту от земли) ничем не
отличается от состояния камня, лежащего на
земле. "Мне кажется поэтому, - писал он, -
что учение о сохранении энергии,
ограничиваясь допущением эквивалентности
превращений энергии динамической в
потенциальную, исключает возможность
только теоретического (математического)
исчезновения живой силы (кинетической
энергии). Чтобы встать на почву реальную,
нужно допустить, что определенное
количество живой силы (кинетической
энергии) всегда остается себе равным во
всякой смене явлений".
Потенциальная энергия,
по Умову, может образовываться только при
наличии не менее двух сред. Процесс
исчезновения энергии явного движения
(т.е. механической энергии
макроскопических тел - авт.) есть процесс
постепенного превращения его живых сил (кинетической
энергии) в живую силу (кинетическую энергию)
бесконечно малых движений. Таким образом,
образованию потенциальной энергии
соответствует определенное количество
живой силы (кинетической энергии),
получающейся в результате перехода
движения частиц одной среды на бесконечно
малые движения частиц других сред,
непосредственно нами не наблюдаемых.
Вот, здесь-то как раз и
уместно вспомнить о той роли, которую
играет в этих процессах обмена энергией
между микрочастицами физический вакуум-эфир
(авт.).
В среде, обособленной от
других сред, невозможно превращение
кинетической энергии в потенциальную
энергию и наоборот. Такую среду Умов
называет простой средой. Среды, в которых
наблюдается этот процесс, он называет
сложными средами (к примеру, электроны в
физическом вакууме-эфире – авт.).
Положение о том, что для
превращения кинетической энергии в
потенциальную и наоборот необходимо
наличие минимум двух сред, Умов
распространил также на тепловую,
электрическую и другие формы энергии
(т.е. и на всю
классическую электродинамику - авт.).
Все это, как раз, в
противовес той информации об
ограниченности работ Умова чисто
механическими задачами, которая содержится
в энциклопедиях и многочисленных
библиографических справочниках (авт.).
В трактовке данного
вопроса он приближался к точке зрения
Энгельса, который в "Диалектике природы"
писал: "Изменение формы движения
является всегда процессом, происходящим, по
меньшей мере, между двумя телами, из которых
одно теряет определенное количество
движения (энергии) такого-то качества (например,
теплоту), а другое получает соответствующее
количество движения (энергии) такого-то
другого качества (механическое движение,
электричество, химическое разложение)... До
сих пор еще никогда не удавалось превратить
движение внутри отдельного изолированного
тела из одной формы в другую" [3].
Опираясь
на свое учение о промежуточной среде, Умов
дает определение потенциальной энергии:
"Единственное представление о процессе
превращения кинетической энергии в
потенциальную энергию, которое
удовлетворило бы требованию физического
объяснения фактов, заключается в следующем:
Кинетическая энергия центров (т.е.
свободных частиц – авт.) переходит на
частицы промежуточной среды и наоборот.
Переменная часть потенциальной энергии
представляет количество живой силы (кинетической
энергии), перешедшей с относительного
движения центров (свободных, наблюдаемых
нами частиц) на весьма малые движения
частиц промежуточной среды, не подлежащей
нашему наблюдению. Другими словами:
Изменения суммы живых сил (кинетических
энергий) движений центров равны, но
противоположны по знаку изменениям живой
силы (кинетической энергии) весьма малых
движений частиц промежуточных сред".
Умов представил превращение кинетической энергии в потенциальную энергию, как перенос энергии с материальных частиц среды, нами наблюдаемой, на материальные частицы среды, не поддающейся непосредственному наблюдению.
Здесь будет очень
уместно вспомнить о непосредственной,
вполне реальной роли, а не при помощи "виртуальных"
объектов или каких-либо других абстрактных
математических моделей из современной
физики, физического вакуума-эфира в
процессах обмена энергией между различными
объектами природы (авт.).
В работе "Теорема
относительно взаимодействий на
расстояниях конечных" [13] Умов, исходя из
своего учения о промежуточной среде и ее
роли в процессе превращения различных
видов энергии друг в друга, формулирует
закон сохранения и превращения энергии:
всякое изменение в величине живой силы (кинетической
энергии) обусловливается ее переходом с
частиц одной среды на частицы других сред,
или же одних форм движения на другие;
определенное количество живой силы (кинетической
энергии) остается себе равным при всякой
смене явлений; следовательно, количество
живых сил (кинетической энергии) природы
неизменно.
1.
Компанеец А.И. Борьба Н.А. Умова за
материализм в физике. – Изд-во АН СССР,
Москва, 1954.
2.
Ломоносов М.В. Полное собрание сочинений.
Изд-во АН СССР, Л., 1951,
т. 2, стр. 183-185.
3.
Энгельс Ф. Диалектика природы, М. 1952.
4.
Умов Н.А. Уравнения движения энергии в телах
(докт. диссерт.). Одесса, 1874.
5.
Умов Н.А. Теория взаимодействий на
расстояниях конечных и ее приложение к
выводу электростатических и
электродинамических законов. М., 1873. См.
также «Математический сборник», 1872, т. 6.
6.
Умов Н.А. Теория простых сред и ее
приложение к выводу основных законов
электростатических и электродинамических
взаимодействий. Одесса, т. 9, 1873.
7.
Умов Н.А. Избранные сочинения. Классики
естествознания. Математика. Механика.
Физика. Астрономия. (Под ред. чл.-корр. АН
СССР проф. А.С. Предводителева), Гостехиздат,
М.-Л. 1950, стр. 66.
8.
Umov N.A. Ableitung der Bewegungsgleichungen der Energie in continuirlichen Körpern.
Zeitschrift für Mathematik und Physik", 1874, Вd.
XIX, Н. 5, 5. 429.
9. Шаляпин А.Л., Стукалов В.И. Введение в классическую электродинамику и атомную физику. Второе издание, переработанное и дополненное. Екатеринбург, Изд-во Учебно-метод. Центр УПИ, 2006, 490 с.
10.
Умов Н.А. Собрание сочинений, М., 1916, т. 3, стр.
107.
11.
Умов Н.А. "Прибавление" к докторской
диссертации "Уравнения движения энергии
в телах", 1874 г.
12.
Умов Н.А. Законы колебания в изотропной
среде постоянной упругости. «Математический
сборник», т. 5, 1870 – 72.
13.
Umov N.A. Ein Theorem über die Wechselwirkungen in Endlichen Entfernunden. (Теорема
относительно взаимодействий на
расстояниях конечных). Zeitschrift
für Mathematik und Physik. Bd. 19, 1874, H. 2.
§
12.
14.
Умов Н.А. О стационарном движении
электричества на проводящих поверхностях
произвольного вида. «Математический
сборник», 1878, т. 9.
15.
Умов Н.А. Вывод законов электродинамической
индукции. «Журн. Рус. физ.-хим. общества, физ.
отд., 1881, т. 13, вып. 3.
16.
Умов Н.А. Курс физики. Лекции, т. 2. Звук. Свет.
Электричество. Магнетизм. М., 1902. См. также
Архив АН СССР, ф. 320, оп. 1, № 83-84.
17. Умов Н.А. Теория электромагнитного поля. Архив АН СССР, ф. 320, оп. 1, № 21/3, лл. 1-90.
18.
Умов Н.А. Лекции об электромагнитном поле
(1895). Архив АН СССР, ф. 320, оп. 1, № 100, лл. 1-520.
19.
Kirchhoff. Gesämmelte Abbandungen, p. 156 (1872). “Uber die stationaren
elektrischen Stromungen in einer gekrummten leitenden Flache”. «Monatsberichte
der Кonigl.
Akademie der Wissenschaften zu Berlin» (1875).
20.
Калашников С.Г. Электричество. Издание
пятое, исправленное и дополненное. М.: Наука,
1985, с. 524-525.
21.
Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 2.
Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. –
М.: Наука, 1988. C. 309.
22.
Фейнман Р., Лэйтон Р., Сэндс М. Фейнмановские
лекции по физике. Электродинамика. – М.: Мир,
1977. Вып. 6. С. 296-299.
23.
Умов Н.А. Возможный смысл теории квант. «Вестник
опытной физики и математики», 1914, с. 50. См.
также Избранные сочинения, 1913.
24.
Умов Н.А. Метод истолкования теории Планка.
Архив АН СССР, ф. 320, оп. 1, № 49, лл. 1-33.
25.
Умов Н.А. Вступительная речь в Московском
университете (О законе сохранения и
превращения энергии, 1893). Архив АН СССР, ф. 320,
оп. 1, № 112, лл. 1-24.