Аннотация: В статье излагается взгляд на энергии, постоянные поля, природу массы, физический смысл силы и работы.
Несколько мыслей об энергии.
В данной статье я попытаюсь разобраться с такими не совсем ясными феноменами природы как энергия, поле, сила и работа. В этом разделе знаний всё далеко не так просто, как может показаться. Хотя физики и оперируют устоявшимися понятиями, но, как мне кажется, от них в некоторых случаях ускользнул их физический смысл. И вот этот не выявленный физический смысл приводит к далеко идущим последствиям. Определения и понятия, указанных выше феноменов природы в том виде, в котором они преподносятся в курсе физики, намеренно или по иным причинам существенно искажают понимание реальности. Один физик, отвечая на мои "энергетические домогательства" на форуме сообщил важные для понимания рассматриваемых явлений моменты, я приведу его ответ дословно. "В традиционной физике энергия, масса, скорость и так далее - лишь "выдумки". Не в смысле "то, чего нет", а в смысле - удобные для описания реальных процессов сущности, введённые, однако, всё же искусственно, извне. Да, они соответствуют тому, что мы наблюдаем (ибо для этого они и введены...), но в реальном мире их нет. А есть тела, которым ни про энергию, ни про массу, ни про скорость ничего неизвестно - они просто движутся, взаимодействуют и так далее, а уж как мы это описываем - дело наше".
Возможно, что изложенный ниже материал и не является истиной, но, может быть, он послужит для кого-то из физиков информацией к размышлению, а кому-то просто занимательным чтивом или поводом похихикать. Но достижение ясности в данном разделе человеческих знаний необходимо, так как все эти феномены носят универсальный характер как для мира в целом, так и для различных его элементов. Неправильная интерпретация этих феноменов ведёт к неверной оценке получаемых экспериментальных и теоретических результатов.
Ещё необходимо заострить внимание на метрологических проблемах связанных с данными феноменами. Далеко не все энергии и поля, существующие в природе, выявляют силу и совершают работу на уровне физических приборов, у многих из них точки приложения совершенно иные и они "нахально" игнорируют любые физические приборы. Но у большинства физиков сложилось убеждение, что любое проявление мира должно обязательно вращать стрелки или натягивать нить подвеса их любимых физических приборов, а всё что не натягивает, то и не существует вовсе. Однако имеются объективные метрологические сложности, которые на сегодня себя проявляют достаточно явственно. Физиками достигнут метрологический предел исследования природы. Известно, что минимальные регистрируемые раздельно структуры могут быть выявлены зондом, имеющим величину, не превышающую размер этих структур. Минимальный зонд, используемый в физических приборах - электромагнитный квант, более крупным зондом является свободный электрон, но ведь это далеко не предел дискретности материи. Кроме того, любой измерительный прибор является преобразователем энергии, он отбирает часть или всю энергию у объекта в процессе измерения, что неизбежно вносит погрешности и порою весьма значительные, а какие-то из проявлений мира просто остаются за рамками метрологии.
Различные виды энергий связаны с материальными частицами, различающимися качественно, а так же уровнем вибраций материи. Чем более плотные энергии, тем крупнее составляющие их частицы и ниже уровень их вибраций, наиболее высокий уровень вибраций у психической энергии. По этой причине в качестве зонда для тонких исследований материи может подойти наша душа - невещественное энергетическое образование - составная часть живого организма. Не так давно я встретил статьи С А Картечева, основанные на использовании этого зонда, привожу ссылку лишь на одну из них, но рекомендую прочитать и другие, поисковик выдаёт их без проблем по автору http://www.spinfields.hut2.ru/ALMANACH/N2_97/E_EXTRA.htm. В этом методе, как и в любом другом, есть элемент субъективности, который может быть минимизирован при неоднократных повторных экспериментах с участием разных исследователей. Не надо возражать и объявлять метод ненаучным, а надо сделать над собою усилие, побороть свою лень и предубеждения и освоить данный метод, а уже потом вступать в спор и высказывать обоснованные возражения. Науке нечего противопоставить указанным экспериментам, по причине метрологического предела инструментальных методов. В своё время учёным так же нечего было противопоставить опытам Левенгука, кончилось тем, что они приняли на вооружение его метод, так как он расширял границы познаваемого мира. У этого метода так же имеется свой метрологический предел, но он отстоит очень далеко вглубь материи по сравнению с достигнутым наукой пределом.
Вернёмся к разбору заявленной темы на доступном большинству уровне. Начнём с определений, которые даёт энциклопедия всем этим феноменам.
"Энергия - скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие". Хотя мне больше нравится определение энергии как способности совершать работу, данное ещё кем-то из древнегреческих философов, оно более ёмкое и точное.
"Поле - особая форма материи; физическая система, обладающая бесконечно большим числом степеней свободы".
"Сила в механике это всякая причина, изменяющая импульс тела". Или более развёрнутое определение: "Сила - в общем смысле, отождествляется с таким качеством обладающего или наделённого таковой (живого существа или неодушевлённого механизма, например), которое подразумевает его потенциальную способность к реальному её применению, действию, преобразованию; понятие имеет и переносный смысл". Есть и иные определения силы, не только в механике, и их набирается очень много, но они носят частный характер. Одно это говорит, что в данном вопросе на сегодня ясности нет.
"Работа механическая - физическая величина, зависящая от векторов силы и перемещения. Работа термодинамическая - количество энергии, переданной или полученной системой путём изменения её внешних параметров". А определение работы в общем виде отсутствует, хотя процесс работы носит универсальный характер с точки зрения физического смысла. Если объединить определения термодинамической работы и энергии, то результат получается какой-то нелепый и трудно понимаемый. "Работа - количество меры движения материи переданной или полученной системой..." Количеством измеряют нечто, и это называется мера, а измерять количеством количество (меру), это уже чересчур.
Давая определения, физики пытались сохранить и физический смысл, и удовлетворить математические нужды своей науки, второе им удалось больше. Но ведь математика - она сама по себе, и её выкладки никак не влияют на физическую суть природных явлений, хотя могут сильно усложнить понимание этой сути. Один из принципов мироустройства, который соблюдается всегда, известен под названием закон сохранения энергии. Его частный случай - закон сохранения вещества, который нарушается в реакциях ядерного распада и термоядерного синтеза, когда часть вещества преобразуется в иные виды энергии, и возникает дефект массы. Эти реакции показывают, что вещество является, в конечном счёте, энергией. Вполне возможно провести вещество через серию ядерных реакций и перевести его почти всё в иные формы энергии (лучистую, гамма квантов, механическую, тепловую). Закон сохранения энергии предполагает различные переходы одних форм энергии в другие, сохраняя при этом нулевой баланс замкнутой системы. Хотя на форумах физики настойчиво и терпеливо объясняли мне, что энергия не может быть материей, так как мера движения не может стать тем, что движется. Однако, обратное действие - дематериализация вещества, то есть переход материи в энергию (меру собственного движения), воспринимается ими вполне лояльно, вероятно, потому, что формулу Эйнштейна об эквиваленте массы и энергии воспринимают как частный случай.
Теперь посмотрим внимательно на определение силы в общем виде, там употребляется слово преобразование, но ведь преобразование свойственно для энергии, что собственно и подразумевается, если задуматься. Ведь силу преобразовать невозможно, но с её помощью можно совершить работу, преобразуя при этом один вид энергии в иной. Определение силы в механике, так же предполагает изменение энергии тела, так как изменение его импульса есть ни что иное, как изменение уровня его энергии, что в ряде случаев может сопровождаться преобразованием энергии. И во всех этих определениях сила выступает как обязательный элемент преобразования и изменения энергии.
Работа, в том числе и механическая, предполагает обязательным компонентом - наличие силы и изменение положения тела в пространстве (перемещение). Во всех приводимых в разделе механики примерах рассматривается всегда работа одной силы, (единственной или результирующей), что является явным искажением реальности. В работе, вопреки уверениям физиков, всегда участвует не одна сила, а, как минимум, две разно направленные силы, одна осуществляет воздействие, другая противодействует ей. Такое одновременное воздействие на материальный объект не менее двух разно направленных сил запускает процесс преобразования энергии, который является физическим смыслом работы, как феномена природы изучаемого физикой. Перемещение не является обязательным компонентом работы, например, если тело движется прямолинейно и равномерно, то оно, изменяет своё положение в пространстве, но при этом не совершает работы, а в термодинамике работа бывает без перемещения.
Рассмотрим классический пример из механики - на тело действует сила F, при этом она совершает работу А. Но если быть точным, то ей в это самое время противодействует, по меньшей мере, сила инерции тела и, возможно, сила трения и иные силы. При этом энергия из одного вида переходит в один или несколько иных видов энергии. Угол, под которым силы, участвующие в работе, действуют на материальный объект, определяет КПД процесса преобразования энергии, а соотношение величин сил определяет скорость этого процесса.
Другой пример, летает МКС на орбите и постоянно испытывает воздействие весьма небольшой силы сопротивления среды, которая, совершая работу совместно с силой инерции движения МКС преобразует кинетическую энергию в тепловую. В итоге станция падает, если не производить "подкачку" её кинетической энергией за счёт работы двигателей. Кроме силы сопротивления среды свой вклад в преобразование кинетической энергии вносит ещё и сила гравитации, которая в данной системе (Земля - МКС) является центростремительной и так же вызывает торможение МКС. Ещё свой вклад вносит и магнитное поле Земли, силовые линии которого пересекают проводящий контур, корпус МКС ведь металлический, а значит электропроводящий, и в нём наводится ЭДС при пересечении силовых линий магнитного поля.
Собственно эти же силы действуют на нашу и другие планеты, что со всей очевидностью должно замедлять их суточное вращение и менять орбитальные параметры, понижая орбиту относительно Солнца. Но как мне доводилось слышать от учёных, суточный ритм Земли весьма стабилен, и орбитальные параметры так же весьма устойчивы. От высоты орбиты зависит величина лучистой энергии получаемой планетой от Солнца (инсоляция), помните формулу зависимости освещённости от квадрата расстояния до источника. А от величины инсоляции зависит среднегодовая температура поверхности планеты. Но она за более чем 2,5 миллиарда лет практически не изменилась, доказательством тому является не прерывавшаяся за весь этот период биологическая жизнь, которая имеет весьма узкий температурный коридор - 5-7 градусов от оптимума. Если орбитальные параметры планеты и менялись, то явно, что не только в сторону понижения орбиты, ведущего к повышению инсоляции.
Я не знаю ответа на детский вопрос - почему Земля вертится, да ещё так стабильно. Напрашивается мысль об энергетической подкачке, только вот сила для поддержания вращения вокруг оси должна быть приложена на удалении от оси вращения, чтобы обеспечить момент вращения. Но ещё требуется и точка опоры, та самая, о которой говорил ещё Архимед, а вот с нею очевидная трудность. Для поддержания же орбитальных параметров подошли бы крупные метеориты, но они должны падать на планету с завидной регулярностью, нести в себе достаточный импульс и приземляться только в определённые точки планеты. Эти точки должны быть вблизи экватора, иначе эффективность подкачки резко снизится. Какую энергию должны в себе нести эти метеориты, и какая её часть пойдёт на изменение кинетической энергии планеты, а какая на экологическую катастрофу, пусть считают специалисты. Но мне думается, что это всё-таки больше гипотетический источник энергии движения планет, существует какой-то не выясненный пока реальный механизм поддержания энергетического баланса планет, который достаточно эффективен. Причём не только баланса кинетической энергии, но и тепловой, гравитационной, магнитной, и это, как мне кажется, далеко не весь список.
Среди людей бытует устойчивое представление о том, что энергия является потоком неких частиц, но с точки зрения физиков это совершенно не соответствует действительности и считается заблуждением. Однако эти "заблуждения" почему-то чрезвычайно живучи, так как дошли в неизменном виде ещё с древних времён и не изживаются в настоящее время. Это происходит, вероятно, потому, что энергия ассоциируется с движением различных материальных объектов - физических тел, молекул и атомов, частиц составляющих атомы и, как ни странно, частиц много меньших чем атомы. В нашем вещественном трёхмерном мире отправной точкой следует считать атом, как основу вещества, тогда энергия относительно атома может быть разделена на две большие группы - субатомную и надатомную. Мне думается, что такое разделение вполне обосновано именно с точки зрения физического смысла, так как энергии находящиеся по разные стороны от внешней оболочки атома различаются не только количественно, но и качественно. Кстати, эти же различия определяют и различия в подходах классической и квантовой физики, главное здесь то, что каждое из этих направлений физики под одним и тем же термином энергия понимает качественно различающиеся феномены мира.
Надатомной (возможен и иной термин) энергией следует считать ту энергию, которая ассоциирована с атомом, выступающим, как целостная структура, по типу упругого шарика, и физическими телами, состоящими из множества атомов. При этом различные субатомные структуры - электроны и ядро не реагируют обособленно, а выступают как единая структура, это характерно для механической энергии. С тепловой энергией дело обстоит заметно сложнее. Эта энергия, хотя и преподносится физикой, как нечто однородное, на самом деле состоит, как минимум, из двух компонентов, что весьма значимо с позиции физического смысла. Первый компонент надатомный, он представлен любимой нами механической (кинетической) энергией атомов или молекул вещества, уровень которой определяет температуру тела. Второй компонент субатомный, он представлен энергией возбуждённых электронов отдельных или всех атомов данного тела, а при температурах достаточных для образования плазмы, ещё энергией ионизации атомов и прочими энергиями вплоть до термоядерного синтеза в зависимости от суммарной внутренней энергии данного физического тела.
Рассмотрим немного подробнее второй компонент тепловой энергии - субатомный. Возбуждение электронов в атомах происходит во время межатомных столкновений и иных межатомных взаимодействий, например, изменении направления движения атома при его колебательных движениях. Точнее в этот момент происходит преобразование механической энергии в субатомную энергию возбуждения электрона, при этом уровень кинетической энергии атома понижается, хотя общая энергия системы остаётся прежней. Это очень важный момент для понимания физики, потому что именно здесь проходит линия стыка классической и квантовой физики, так как переход части механической энергии в субатомную энергию влечёт за собою и переход от классической физики к квантовой физике.
Атом с возбуждённым электроном, несущим в себе запас субатомной энергии, не зависимо, каким способом его возбудили, может пустить энергию возбуждения по одному из двух путей открывающихся в наш мир. Есть, правда, ещё и третий путь, но он открывается вне пределов нашего мира, мы будем пока просто иметь его в виду, а займёмся теми двумя, которые открываются в наш мир. Первый путь - это излучение в пространство кванта электромагнитного излучения, уносящего с собою порцию субатомной энергии, при этом механическая энергия атома как целостной структуры (надатомная энергия) не изменяется, хотя полная энергия атома после излучения электромагнитного кванта уменьшится на его величину. При этом пути следования энергия возбуждения электрона как была, так и остаётся субатомной. Таким образом, излучают тепло и свет, нагретые любым способом тела.
Но вот какой возникает вопрос - электромагнитный квант является только носителем энергии или является непосредственно самой электромагнитной энергией. Если электромагнитный квант является носителем, то куда он исчезает при поглощении атомом или частицей и откуда он берётся ими при излучении. Если же электромагнитный квант непосредственно является сгустком электромагнитной энергии, то, как минимум, начиная с тепловых фотонов и до гамма квантов электромагнитная энергия таки является материей со всеми её атрибутами.
Второй путь, по которому может пойти энергия от возбуждённого электрона, это преобразование её в надатомную (механическую) энергию атома. Таким путём нагреваются тела за счёт любого, в том числе электромагнитного излучения, которое поглощается и излучается атомами по квантовым законам. Но излучается обратно в пространство далеко не вся поглощённая атомами энергия, часть её преобразуется атомом в механическую (кинетическую энергию атома), что повышает температуру данного физического тела. Именно за счёт таких преобразований электромагнитная энергия разогревает вам бутерброды в микроволновке, или греет пузико на солнечном пляже.
Снова вернёмся к определению энергии, как меры движения материи. Берём механическую энергию - здесь всё понятно и наглядно. Есть движущееся физическое тело до атома включительно, которое в зависимости от массы и скорости обладает тем или иным запасом кинетической энергии, и тут энергия выступает как мера этого движения. Но, есть ещё принцип относительности, согласно которого не только движение, но и кинетическая энергия тела так же относительны. Вследствие этого принципа, одно и то же тело одновременно будет обладать различной кинетической энергией в зависимости от системы отсчёта. Надо полагать, что здесь подойдёт пример с самолётом, по отношению к земле он и его пассажиры имеют определённую кинетическую энергию, которая выявится во время разгона и торможения. По отношению же к равномерно летящему самолёту пассажиры будут перемещаться до туалета и обратно с иной кинетической энергией, а кинетическая энергия относительно земли их не будет обременять. Покой есть частный случай движения, а так как он относителен, то и энергия покоя есть величина относительная.
Берём электрическую, магнитную или иную субатомную энергию, тут уже ясности нет, что обусловлено иным качеством энергии. С относительностью энергии некоторые проблемы, она не всегда так явственна, как с надатомными энергиями, хотя в некоторых случаях может быть выявлена. Если мы будем оставаться на позиции определения энергии как меры движения материи, то необходимо ответить на вопрос какой материи. Тут приходит пора разобраться с силой и полями.
Поле является ни чем иным, как потоком субатомных частиц, испускаемых открытым энергетическим каналом (полюсом зазора) в пространство. Обращает на себя внимание общность формул расчёта напряжённости постоянных полей таких как электрическое, магнитное, гравитационное - у всех этих полей зависимость их напряжённости обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника поля (заряда, массы, полюса магнита). Но такая же зависимость и у освещённости, и она обусловлена чисто геометрическими моментами, отражая равномерное распределение дискретных частиц (фотонов), излучаемых точечным источником в пространство вокруг него. За общностью математических формул ощущается общность природы явлений. За формулами кроется дискретность постоянных полей, они состоят из материальных дискретных, но не выявляемых физическими приборами частиц, по причине достижения метрологического предела. Если силовые линии постоянных полей представляют собою потоки частиц, распространяющихся с конечной скоростью, то всё легко сходится, а если некие непрерывные струны, нити и тому подобное, то не ясно как они с лёгкостью расщепляются, чтобы уложиться в закономерность распределения дискретных частиц.
В принципе энергия может передаваться двумя путями. Первый путь - при помощи движущихся частиц от субатомных и далее по возрастающей. Параметры энергии определяют плотность потока частиц и в некоторых случаях скорость их движения. Второй путь - передача энергии посредством волны. Известно, что волна может распространяться только в среде, в пустоте она распространяться не может, так как в пустоте нет собственно среды. В вакууме (пустоте) свободно распространяются такие известные поля как магнитное, гравитационное электрическое. Такое возможно либо если эти энергии передаются посредством потока частиц, либо в вакууме всё-таки есть среда для волнового переноса энергии. Этой средой может быть тот самый "светоносный эфир", который, как мне кажется, актуален для электромагнитного излучения, особенно в низкочастотной части ЭМ спектра, например, радиоволны.
Теперь попробуем разобраться с феноменом силы, которая никогда не возникает сама по себе, а лишь при наличии энергии, которая собственно и порождает силу. Сила есть способ проявления энергии в момент преобразования (совершения работы), поэтому она является производной от энергии, а вовсе не от иных параметров процесса преобразования энергии. Мне, однако, неоднократно попадались работы, в которых физики вовсе не учитывают энергию процесса, а выводят силу, например, электростатического взаимодействия как производную от расстояния. При этом вспоминаем экспоненциальную зависимость силы от расстояния в формуле напряжённости поля, и "пошла писать губерния", до бесконечного возрастания силы в пределе. Как мне видится, причина такого подхода к феномену силы кроется в экспериментальных трудностях, не преодолев которые, физики просто экстраполировали закономерность на весь диапазон расстояний, и получили то, что получили.
В эксперименте с электрическими зарядами не получается определить силу взаимодействия на расстояниях соизмеримых с размерами свободного электрона или протона, как носителями элементарного заряда, что связано с техническими трудностями. То же можно сказать и о гравитационном поле, насколько я помню, сила всемирного притяжения измеряется между двумя шариками, а значит, их центры масс не могут быть совмещены до полного совпадения. Эту-то трудность преодолеть можно, для этого взаимодействие необходимо производить не с двумя шариками, а взять одно бокаловидное тело, а второе тело в виде шарика, помещаемого внутрь бокала. При таком раскладе центры масс могут быть совмещены, что позволит экспериментально узнать соответствие силы взаимодействия во всём диапазоне расстояний от нуля до расстояния ограниченного чувствительностью измерительного прибора. Но сила взаимодействия и при нулевом расстоянии между центрами масс не увеличится до бесконечности, а лишь до определённого предела, ограниченного энергетическими параметрами процесса взаимодействия.
Но у нас как у фокусника в рукаве, есть ещё постоянный магнит, который ещё более лоялен к экспериментаторам, чем взаимодействующие массы и заряды. А формулы для электрического, гравитационного и магнитного полей схожи в своей основе, следовательно, есть и внутренняя общность, объединяющая данные виды полей. Так вот возьмём два постоянных магнита, и будем сводить их полюсами, строя график зависимости силы от расстояния. А будут ли то силы отталкивания или притяжения, зависит от того, какими полюсами мы будем сводить магниты. До определённого расстояния будет сохраняться зависимость, прописанная в формуле магнитного потока, а потом эта зависимость начнёт ломаться, и сила взаимодействия будет возрастать лишь до определённого предела, обусловленного энергией данных магнитов, достигнув максимума при полном соприкосновении полюсов магнитов. Можно также взять два соленоида и пустить в них постоянный ток, а затем сводить их и строить зависимость силы взаимодействия магнитных потоков от расстояния, и получим ту же зависимость, что и для постоянных магнитов. Но в данной модификации эксперимента мы имеем возможность изменять энергетические параметры процесса взаимодействия. Для этого достаточно изменить ток через один или оба соленоида, при этом изменится поток электрической энергии в соленоидах, а именно она преобразуется в магнитную энергию, участвующую во взаимодействии, поэтому и сила взаимодействия будет меняться, но опять же достигая некого конечного предела обусловленного энергетическими параметрами процесса. Из всего этого следует, что сила является производной от энергии, а все остальные параметры процесса выступают в роли коэффициента эффективности процесса преобразования энергии (КПД), и их суммарное влияние никогда не превышает единицы.
Давайте попробуем ответить на вопрос, с которого у меня началось размышление над данной темой. "Расходуется ли энергия на возникновение и существование постоянных полей?" Ответы физиков свелись к тому, что, во-первых, так вопрос ставить не корректно, а, во-вторых, никакого расхода энергии нет и быть не может, так как поля в принципе не связаны с энергиями. Вспомним высказывание физика, приведённое в начале статьи, что все эти поля, энергии, силы и так далее не более чем шалости взрослых мальчиков. Но, видимо, не я один думаю, что в этих понятиях должен быть ещё и глубокий физический смысл, так как они отражают имеющиеся в природе феномены, и "шалостями" тут не отделаться.
Постоянное поле есть поток частиц несущих энергию, и по иному никак не сходится. Если бы постоянные поля были лишь статичной материей, то в них никак не возникала бы сила, а она постоянно регистрируется. Представим, что вода в ванне, которая может быть в покое или в потоке - это постоянное поле. Опустите щепку на гладь воды в ванне, и она будет находиться в этом положении неопределённо долго, так как никаких сил приложено к щепке не будет. Потом откроем пробку слива, и организуется поток, и возникнет градиент энергии в потоке, и поплывёт щепка к водостоку, так как поток явит силу, понуждающую щепку к движению. Так собственно обстоит дело и со всеми постоянными полями, которые просто не могут быть ничем иным, как потоком частиц, иначе не будет никаких оснований для существования градиента энергии, обеспечивающего силу, которая способна совершить работу.
Поля возникают в местах нарушения целостности оболочки энергетического канала, вплоть до полного её исчезновения. При этом поток энергии не прерывается, но плотность его существенно уменьшается. Помните, как расходятся силовые линии магнитного поля, подкрашенные железными опилками, от края канала (тела магнита), в котором энергия шла до выхода её в свободное пространство. Разрыв (зазор) в оболочке канала создаёт два полюса, из одного энергия вытекает, а в другой уходит. Силы, действующие на поток энергии в канале, сродни силам поверхностного натяжения, которые скручивают струйку воды в шнур, и силы эти значительны, ведь именно они собирают в плотный пучок разбежавшиеся силовые линии. Эти же силы защищают энергию в потоке от преобразования третьими силами, а вот когда они по каким-либо причинам уменьшаются или отсутствуют, что чаще всего имеет место в пределах зазора, энергия становится доступной к преобразованию третьими силами. Однако далеко не всегда, силы, удерживающие энергетический поток создают ему полную непроницаемость вовне, оболочки каналов могут быть частично проницаемыми, как пожарные рукава или электрические провода, одни промокают при перекачке по ним воды, другие излучают электромагнитную энергию, что особенно значимо на высоких частотах.
Так как именно поля способны являть силу, их называют силовыми. В принципе любое поле является силовым, другое дело взаимодействует ли выявляемая сила с измерительными приборами, и будет ли физикам что записать в журнал измерений. Но если сила связана именно с полем, а поле существует лишь в пределах зазора между его полюсами, то можно утверждать, что работа (преобразование энергии) может совершаться лишь в пределах зазора между полюсами, в котором существует поле. Величина силы зависит от градиента поля, более напряжённое поле создаёт большую по величине силу, но так как сила является производной от энергии, то производимая ею работа всецело зависит от энергетического потенциала процесса преобразования. Например, можно взять автомобильный аккумулятор и зарядить небольшой конденсатор, разряд которого через повышающий трансформатор (бобину) вызовет искровой разряд на свече зажигания, при этом сила разряда (градиент энергии, разность потенциалов между полюсами зазора) будет порядка 18000Вольт, но работа будет совершена мизерная, так как плотность потока энергии мала и процесс кратковременный. А если энергия этого же аккумулятора начнёт вращать двигатель при помощи стартёра, то при силе в 12Вольт, будет произведена весьма значительная работа, так как плотность потока энергии при этом весьма значительна и процесс растянут во времени.
Ещё некоторые замечания о полях. В любом зазоре имеют место два полюса, северный и южный, отрицательный и положительный, Инь и Янь, но суть в том, что из одного полюса выходит поток энергии, а в другой она уходит. Причём не всегда один из полюсов бывает явно выражен, иногда он бывает распределённым в пространстве, когда множество элементарных полюсов рассеяно в пространстве. Например, мы имеем на сфере некоторый отрицательный электрический заряд, который как единый полюс испускает в пространство поток частиц электрической энергии, а положительный полюс будет распределён в пространстве вокруг этой сферы, что и фиксируется, как уходящие в бесконечность силовые линии поля. Из-за наличия распределённых полюсов, в определении поля, как материи, появилась фраза о наличии у него множества степеней свободы. Это объясняет и наличие в формулах напряжённости полей, функции равномерного распределения частиц в пространстве вокруг источника (полюса).
Стоит так же немного подробнее разобраться с механической энергией, в свете того, что сила возникает лишь между полюсами зазора. О точке опоры, упоминавшейся Архимедом, мы уже вспоминали, она есть ни что иное, как второй полюс для образования зазора. Возьмём тело движущееся прямолинейно и равномерно, не испытывающее препятствий своему движению, несёт ли оно в себе кинетическую энергию, да несёт, но преобразуется ли эта энергия, нет не преобразуется. Почему, потому что действует лишь одна сила - сила инерции. Формальный подход физиков к механике закрепил в умах утверждение, что под действием силы тело может двигаться только ускорено, но не равномерно и прямолинейно. Но ускорение есть изменение энергетических характеристик тела, а значит, происходит преобразование энергии, в котором участвует не менее двух разнонаправленных сил, и сила инерции одна из них. Вот в момент воздействия двух сил всегда возможно выявить как минимум два полюса и силу между этими полюсами. А движение без ускорения, в том числе покой, как частный случай движения, обеспечивает одна сила - сила инерции.
Далее необходимо разобраться с этапностью преобразования энергии - энергодинамикой. Одним этапом (ступенью) преобразования энергии логично полагать акт преобразования энергии (совершение работы) и последующее состояние системы до следующего акта преобразования. Два смежных акта преобразования энергии могут совмещаться, когда их порою бывает трудно разделить либо пространственно, либо во времени, но они могут быть разнесены как в пространстве, так и во времени. Например, взорвался Фаэтон, разбросав свои осколки в космосе, и когда и где ещё произойдёт столкновение одного из этих осколков с другим небесным телом, чтобы часть или вся кинетическая энергия осколка превратилась бы в другой вид энергии, не известно.
Теперь определимся с понятием первичного и вторичного источников энергии, так как это важно. Первичный источник энергии предполагает преобразование некоторой исходной энергии в энергию требуемого вида. Преобразование может быть одно или многоступенчатым. Например, преобразование гравитационной энергии в электрическую, которое происходит на ГЭС. Там энергия падающей воды (гравитационная) преобразуется в механическую энергию вращения турбины, которая жёстко соединена с ротором электрогенератора общим валом. Поэтому преобразование гравитационной энергии, хотя происходит и многоступенчато, но из-за общего вала турбины и генератора ступени процесса преобразования энергии не разделяются во времени, хотя несколько разнесены в пространстве. Тем не менее, можно выделить этап перехода гравитационной энергии в кинетическую энергию вращения турбины, второй этап - переход энергии вращения в электрическую энергию. На тепловых или атомных электростанциях ступеней преобразования ещё больше, которые объединены в едином технологическом процессе. Поэтому обычно говорят о таком многоступенчатом преобразователе энергии как об одноступенчатом первичном источнике энергии, озвучивая лишь первичную и конечную энергию, опуская все промежуточные ступени. Например, дизельная, атомная или ветровая электростанция.
Обычно от первичного источника энергия по соответствующим каналам передаётся к одному или многим вторичным источникам энергии. Например, розетка в квартире - это уже вторичный источник энергии, порт доступа к энергетическому каналу, идущему к первичному источнику, который собственно и питает энергией потребителя через это т канал. Тот же водо- или газопровод в квартире, есть ни что иное, как энергетические каналы с портами доступа - кранами, открыв которые можно получить поток энергии и её носителя (воды или газа). А вот с батареями отопления немного иначе, через её стенки мы получаем лишь поток тепла, а его носитель горячая вода в комнату не льётся, а лишь остывает в батареях, отдавая тепло, для которого металлическая стенка трубы легко проницаема. Вторичные источники энергии не преобразуют энергию из одного вида в иной, а лишь испускают её из энергетического канала наружу, создавая, таким образом, один из полюсов зазора в потоке энергии. Например, для воды в квартире полюсом, испускающим энергию, является дырка в водопроводной трубе, обычно она прикрывается краном. Зазор обычно организован в пределах раковины или ванны, а полюсом, в который уходит энергия, при этом является их сливная горловина, от которой начинается другая часть энергетического канала - канализация. Но в некоторых нештатных ситуациях вторым полюсом становятся соседи, живущие этажом ниже, а возможно он будет и ещё ниже, в пределе до уровня моря.
Физики уверяют, что источником гравитационного поля является масса, источником постоянного электрического поля - заряженные частицы, источником постоянного магнитного поля - атомы, и контур с током. Относительно контура с током у меня нет никаких возражений, в нём происходит преобразование электрической энергии в магнитную с определённым КПД, зависящим от параметров контура, и источником энергии в нём является ЭДС. Однако следует сразу оговориться, что это не относится к сверхпроводящим контурам с током. Известно, что в эксперименте в сверхпроводящем контуре ток может циркулировать годами, это объясняют особым объединением электронов в проводнике, из-за чего исчезает омическое сопротивление, и ток, будучи однажды индуцирован в контуре, уже не затухает. И всё бы было хорошо и понятно, если бы не постоянное сопутствующее движению зарядов излучение энергии в магнитном диапазоне.
Действительно сверхпроводящие контуры (соленоиды) являются всё время, пока в них циркулирует ток, постоянными магнитами, а может правильнее сказать, электромагнитами, тут явная сложность с терминологией и подходами к проблеме. Если брать за исходное процесс преобразования энергии, а именно, электрической в магнитную, то сверхпроводящий соленоид, безусловно, электромагнит. Правда, первичным источником энергии для электромагнита служит ЭДС, а у сверхпроводящего контура ЭДС имеет место только при запуске процесса циркуляции тока, а далее её уже нет. Если сверхпроводящий соленоид рассматривать как источник магнитной энергии не потребляющий энергии из пределов трёхмерного мира, то он явно постоянный магнит. Действительно, если бы постоянные магниты потребляли энергию из нашего трёхмерного мира, то они могли бы использовать в качестве источника энергии внутреннюю энергию вещества, сначала вещества самого магнита, потом окружающего вещества, и неизбежно, стали бы при этом холодильниками. А сверхпроводящий соленоид в таком раскладе должен отбирать внутреннюю энергию у жидкого гелия, доводя его до абсолютного нуля. Но за постоянными магнитами такой особенности не замечено, да и гелий в системе охлаждения сверхпроводящего соленоида не имеет тенденции к дальнейшему охлаждению. Другим источником энергии могла бы быть масса, но тогда масса магнита должна была бы постепенно убывать, превращаясь в магнитную энергию. Но и этой особенности не замечено за постоянными магнитами.
Остаётся ещё третий путь - получение энергии из миров иной мерности по тому самому третьему каналу, открывающемуся вне пределов нашего мира, но физики такой путь не приемлют, ибо он разрушает их привычные модели. И уж совсем не важно отвечает ли какая идея истине или нет, важно, чтобы она удовлетворяла инвесторов. Физики-теоретики на форумах отвечали мне, что на существование постоянных полей энергия не расходуется, а она расходуется, при чём с завидным постоянством. Если существует поле, значит, есть и энергия питающая его. На другом форуме всплыл такой вопрос - сколько раз нужно притянуть магнитом железный шарик, чтобы у магнита кончилась энергия. Интересно бы провести эксперимент по мотивам этого вопроса. Берём электромагнит весом граммов 50-100, пускаем по нему электроэнергию, и крепим его к какой-нибудь железяке над головою физика, убеждённого в том, что на существование постоянных полей не нужна энергия. Мало того, при таком "висении" электромагнита непременно совершается работа, когда часть магнитной энергии, излучаемой электромагнитом, преобразуется в энергию намагничивания вещества "железяки", что и позволяет удерживать сам электромагнит в гравитационном поле без смещения. Работа идёт на уровне атомов, его электронных оболочек, которые выстраиваются определённым образом, и удерживают своё положение вопреки различным дестабилизирующим воздействиям. Далее физик разрывает цепь подачи электроэнергии к магниту, и тот падает ему на голову. Вопрос - сколько раз придётся повторять данный опыт, чтобы физик убедился (не признал, а именно убедился) в своей неправоте, надеюсь, что до полного разрушения физика всё же не дойдёт, вес-то выбран не разрушительный, а скорее назидательный.
Это конечно всё шутки, но проблема существует, и её корни уходят весьма глубоко, затрагивая основы научного мировоззрения. Любой движущийся заряд порождает магнитное поле, а, кроме того, как положено любому заряду, ещё и электрическое поле, при этом в пространство вокруг заряда излучаются соответствующие энергии. Но электрон в атоме это, согласно признанных наукою моделей, является движущимся зарядом, а значит, излучает энергию вовне, и неизбежно теряет собственную энергию, но какую? Никакой иной, кроме кинетической энергии электрона, и то не известно, откуда взявшейся, физики не просматривают, но этой энергии не хватает даже на две минуты вращения электрона вокруг ядра, дальше коллапс атома, вещества и всей вещественной Вселенной, той самой в которой мы с вами живём. Однако эта Вселенная и её основа - атомы существуют многие миллиарды лет без малейшей тенденции к коллапсу. Следовательно, что-то в модели не верно, не в веществе, а именно в его модели. Физики думали, думали и пришли к выводу, что с моделью всё в порядке, она хорошая, удобная и полна прочих достоинств, но видимо электроны могут находиться лишь на определённом удалении от ядра, где образуют стоячую волну и потому не излучают.
Но сразу необходимо заметить, что геометрический коридор для стоячей волны крайне узок, а нам в разделе статистической физик говорят, что границы атома размыты, и существуют некие вероятности пребывания электрона в том или ином месте. Но если в атоме действительно электроны движутся лишь по орбитам, соответствующим областям существования стоячей волны, то вся статистика будет сводиться лишь к узким полосам возможного пребывания электронов. И границы будут определяться строгим рядом чисел, ибо любой выход электрона из коридора стоячей волны повлечёт потерю его энергии, излучение кванта ЭМ излучения, который можно зафиксировать. Однако атом не излучает, следовательно, какой-то из разделов физики даёт ложную информацию, но они так убедительны в своих доводах. Мне причина видится всё же в неверности модели, хотя она и признана.
Другой важный момент, стоящий на защите неверной физической модели - это утверждение о том, что на существование постоянных полей не затрачивается энергия. Это утверждение имеет далеко идущие перспективы. Если энергия затрачивается, то нужно указывать её источник, а с эти в обозримом трёхмерном мире явные трудности. А вот если мы скажем, что энергия на существование полей не расходуется, то решается сразу масса проблем, как у Вини Пуха: "Конец моим страданиям и разочарованиям, и сразу наступает хорошая погода..." Тем более, что системы (атом, заряд, вселенная и так далее) и так сохраняют стабильность. Ну, нарушается закон сохранения энергия, но, во-первых, не явно, а, во-вторых, мало кто это заметит, и даже если заметит, то что он может сделать с системой академических знаний за которыми авторитетность и финансы. Однако энергия непременно расходуется на существование постоянных полей, тогда не нарушается закон сохранения энергии, который более чем полно заменяет бритву Оккама в данном разделе знаний.
Так как поле является потоком энергии, то выходит, что масса, заряд и постоянный магнит являются источниками энергии, что совершенно верно. Правда, они являются не первичными, а всего лишь вторичными источниками энергии, но это не исключает их из источников энергии как таковых, мало того, они являются практически неисчерпаемыми источниками энергии, так как атомы вещества существуют много миллиардов лет практически в неизменном виде. Любой атом постоянно излучает гравитационную энергию, и как уверяют физики, за счёт неё держится Вселенная, атом состоит из заряженных частиц, и они постоянно излучают электрическую энергию, что по уверениям тех же физиков, является основой стабильности атома. Атомы многих химических элементов обладают магнитными свойствами тем или иным образом выраженными (ферро-, ферри-, пара-, диа- и прочие магнетики), а значит способны постоянно или в некоторых условиях излучать вовне магнитную энергию.
Но любой источник должен откуда-то иметь подпитку, иначе он иссякнет, как заряд в конденсаторе, который разряжался на автомобильную свечу несколькими абзацами ранее. А, судя по времени функционирования и устойчивости элементов Мира, в Мире, как энергетической системе, функционирует круговорот энергии, часть из которой имеет выход в атомах, свободных элементарных частицах и других объектах нашей Вселенной. Откуда же поступает энергия в атомы? Совершенно очевидно, что преимущественно не из нашего трёхмерного мира. Та часть энергии, которая приходит именно из нашего трёхмерного мира, довольно хорошо учтена физиками и описана в курсе квантовой механики. Но квантовая механика не даёт чёткого ответа, почему атом устойчив, так же как теория относительности не даёт ответа об устойчивости нашей Вселенной.
В частицах имеющих массу покоя, есть выходы каналов несущих гравитационную энергию, в частицах имеющих заряд есть выходы каналов, несущих электрическую энергию, в частицах и атомах обладающих магнитными свойствами есть выход каналов несущих магнитную энергию. Именно функционирование этих каналов и выход из них соответствующих энергий и сообщают частицам их особенные свойства. Элементарные частицы устроены довольно сложно, об этом я подробно писал в http://zhurnal.lib.ru/r/rytow_w_g/atom1.shtml , они имеют тем или иным образом устроенную внешнюю оболочку, которая отграничивает внутреннюю полость частицы. И оболочка, и внутренняя полость важны для бытия частиц и атомов. Во внутреннюю полость открываются энергетические каналы идущие из миров иных мерностей, в целом эти каналы образуют подобие кабеля, по которому поступают в частицу или атом необходимые для их стабильного бытия энергии. Оболочка не менее важна для частицы, также как наружная клеточная мембрана для клетки или кожа для человека, через неё происходит энергетический обмен с внешним миром. Для некоторых видов энергии оболочки элементарных частиц и атомов легко проницаемы, а для каких-то заметно менее проницаемы. Те энергии, для которых оболочки трудно проницаемы, создают внутренний энергетический подпор внутри частицы или атома, что обеспечивает наличие объёма у данных образований.
Многие думающие люди задавались вопросом о происхождении массы, но пока ясности в дано вопросе нет, хотя написано много серьёзных работ. Но мы сейчас пытаемся разобраться с энергией, а она явственно причастна к массе. Мало того выделяется гравитационная и инерционная массы одного и того же материального объекта. Учитывая изложенное ранее, можно дать определение гравитационной массы как производной от соответствующей энергии. Гравитационная масса - это поток гравитационной энергии исходящий от материального объекта.
С инерционной массой немного сложнее, но она так же связана с гравитационной энергией. Оболочки частиц, имеющих массу покоя довольно трудно проницаемы для гравитационной энергии и её носителей, тех самых гравитонов, о которых много раз уже говорили ученые. Что означает в данном случае трудно проницаемая оболочка, а то, что внутри неё будет находиться некоторое количество гравитационной энергии с её носителями, участвующей в создании внутреннего энергетического подпора. Мне думается, что гравитоны обладают моментом вращения, что и обеспечивает гироскопический эффект, регистрируемый как инерцию. Когда мы говорим, что в работе участвуют силы инерции, то все понимают что это такое, однако никогда не упоминалось, какая энергия к этому причастна, сегодня мне стало ясно, что это именно гравитационная энергия. Если есть сила, должна быть и энергия. Инерционная масса - это запасённая в материальном объекте гравитационная энергия. Так как нет жёсткой связи между запасённой в частице энергией и излучаемым ей потоком той же энергии, гравитационная и инерционная массы несколько различаются.
Налейте в детский воздушный шарик воду, завяжите и пустите по наклонной плоскости, вы получите наглядную модель частицы имеющей массу. Если бы оболочка шарика была частично проницаема для воды, то можно было бы увидеть, как вода выдавливается в местах приложения дополнительных сил к шарику при разгоне и торможении. Так же выходит и преобразуется гравитационная энергия в зоне силового воздействия, а потом пополняется из энергетического канала через какой-то промежуток времени до исходного уровня. Это означает, что тело сразу после удара по нему будет иметь несколько меньшую инерционную массу, чем до удара, при этом гравитационная масса может и не изменится. Порядок величины изменения массы нужно считать по формуле Эйнштейна.
Электрическая энергия имеет униполярные выходы в частицах, в одной выход "+", в другой "-", либо энергия данного вида не подводится к частице, как это имеет место у нейтрона. Как известно, при слиянии протона и электрона появляется нейтрон, у которого исчезает подключение электрической энергии и откуда-то возникает прибавка массы. С зарядом просто, происходит короткое замыкание энергетических каналов, без нагрузочного сопротивления в виде поля, и естественно "на щитке выбивает предохранитель", всё просто, как в обычной электротехнике. Но откуда берётся прибавка массы, которой, согласно закону сохранения, вроде бы не должно быть. Вот какая арифметика имеет место быть, если за единицу принять массу электрона: Протон (1836,1) + электрон (1) = нейтрон (1838,6), что на полторы массы электрона больше, чем должно было быть. Физики придумали этому довольно сложное объяснение, а ларчик открывается просто - у нейтрона оболочка менее проницаема для гравитационной энергии, вот она и накапливается в нём, так как выход её вовне затруднён. Скорее всего, в реакции соединения протона и электрона участвуют поля образующие их оболочки, и питающие частицы энергетические каналы, а наполнение вновь созданной оболочки необходимым количеством гравитационной энергией при функционирующих энергетических каналах дело не хитрое.
Теперь немного коснёмся магнитной энергии, той которую излучают постоянные магниты, сверхпроводящие контура, планеты и звёзды. Как отмечает Картечев в своих наблюдениях, энергия постоянного магнита и электромагнита отличаются качественно, хотя это и неразличимо на уровне физических приборов. Я не буду настаивать на данном утверждении, просто хочу, чтобы вы имели это ввиду. Надо помнить, что частицы и атомы испытывают постоянную внешнюю, а возможно ещё и внутреннюю энергетическую агрессию, стремящуюся дестабилизировать состояние данных объектов, привести их в равновесие с окружающей средой. Существование же магнитного поля требует постоянных энергетических затрат как на излучение магнитной энергии, так и на поддержание источника излучения в стабильном состоянии. Канал магнитной энергии имеет относительно непрочное соединение со всеми выше перечисленными объектами, каналы гравитационной и электрической энергии подключены более прочно.
Известно, что постоянный магнит может утратить свои свойства при резком ударе, повышении температуры выше точки Кюри, воздействии сильных магнитных полей. Дудышев В.Д, который активно разрабатывает различные технические устройства с использованием постоянных магнитов, сообщает на своём сайте http://www.energy21.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=154&Itemid=73 интересные сведения о магнитной энергии. "Уголь при сгорании выделяет 33 Дж на грамм, нефть, которая через 10-15 лет у нас начнет подходить к концу, выделяет 44 Дж на грамм, грамм урана дает 43 миллиарда Дж энергии. В постоянном магните теоретически содержится 17 миллиардов Дж энергии на один грамм". Это куда больше, чем в углеводородных энергоносителях. Интересно и то, что вопреки уверениям физиков-теоретиков, у него, как и у многих других, магнитная энергия, извлекаемая из постоянных магнитов, успешно преобразуется в иные виды энергии и совершает полезную работу. Главное, чтобы работало, а грядущий нефтяной кризис понудит инвесторов и физиков-теоретиков в срочном порядке пересмотреть свои фундаментальные взгляды на поля и энергии.
С магнитной энергией есть сложности, с которыми не так просто разобраться. Возьмём сверхпроводящий контур. Что нам даёт отсутствие омического сопротивления? Вечный двигатель, который выдаёт поток магнитной энергии? Но я не отношусь к сторонникам вечных двигателей, нарушающих закон сохранения энергии, этот закон соблюдается всегда. Если есть излучение энергии, то есть и источник этой энергии, как вторичный, так и первичный. Зона нахождения первичных источников, рассматриваемых в этой статье, энергий трудно доступна для изучения в принципе, и совсем не доступна для инструментального изучения, но это не означает, что эти источники отсутствуют как таковые. Так вот, отсутствие омического сопротивления равноценно отсутствию силы трения при движении автомобиля накатом, он мог бы так катиться и катиться, но если заставить его отдавать запасённую энергию, например, пустив его в гору, то, исчерпав запас энергии, он остановится. Так почему же, излучая энергию вовне, ток в сверхпроводящем контуре не затухает? Если магнитное поле постоянного магнита, планет и звёзд обусловлено циркуляцией внутриатомных или внутрипланетных и прочих незатухающих токов, то нужно ответить на вопрос какая энергия поддерживает эту циркуляцию? Наука ответа на эти вопросы не даёт, зато она придумала лукавую уловку, заявив, что на существование магнитного и прочих постоянных полей энергия не расходуется. На это хочется ответить веским аргументом, типа "Да, щас!", а что же тогда крутит двигатели Дудышева и других изобретателей?
Но вернёмся лучше к попытке разобраться с магнитной энергией. Почему у магнита, каким бы он ни был по величине, существуют сразу два полюса. Это возможно в том случае, если на уровне частиц, атомов и более крупных образований существуют строго сориентированные "рамки с током", которые и порождают магнитное поле - поток магнитной энергии. Тогда в пределах этих образований существует энергетический канал, который питает их энергией заставляющей все эти "рамки с током" организоваться, сориентироваться, удерживать ориентацию, а так же подпитывает процесс циркуляции тока в этих рамках. Организация этих "рамок с током" происходит в процессе намагничивания, использующем дополнительную энергию из нашего мира, которая при этом открывает каналы в иные миры.
Другой вариант излучения магнитной энергии - это существование в каждом атоме сразу двух разнонаправленных полюсов излучающих вовне сразу магнитную энергию в готовом виде. Однако возникает вопрос, почему между полюсами не возникает режим короткого замыкания, а происходит суммация элементарных полюсов и их потоков. Но с другой стороны, возможно прав Дирак и существует монополь, несущий на себе лишь один магнитный полюс, тем более, что попадались сообщения о том, что вроде бы в эксперименте получены такие монополи. Наиболее вероятно, что существуют оба пути выведения магнитной энергии на вещественный уровень.
Выводы из статьи делайте, пожалуйста, сами, размышляйте, экспериментируйте, изобретайте, слушайте прежде свою интуицию, а уж потом авторитетные высказывания учёных, и всё получится, то, что надо сложится и сложится как надо.