Libmonster ID: RU-8750
Author(s) of the publication: Э. П. ИЛЬЧЕНКО

Традиционно языком, на котором физика формулирует постановку задач и строит модели, является математика. Однако построение математической модели возможно лишь в том случае, если сделаны некоторые предположения относительно самого рассматриваемого объекта, свойств, которыми он обладает, а также отношения рассматриваемого объекта к другим. Перечисленные выше категории вещи (объекта), свойства и отношения являются фундаментальными, но при этом не формулируются в явном виде при постановке задачи и последующем ее решении. Свойство объекта может выступать самим объектом исследования: например, изменение теплоемкости с температурой происходит по-разному в различных областях (возле абсолютного нуля и при обычных температурах), хотя параметр "температура" является линейным, т.е. может принимать любые значения от нуля до бесконечности.

Кроме того, до построения математической модели необходимо построить содержательную модель. Она формулируется с использованием терминологии, присущей решаемой задаче, а также некоторых абстракций, позволяющих формализацию. Так, говорят о векторе скорости тела, хотя в действительности имеет место изменение отношения местоположения рассматриваемого тела по отношению к другим, а понятие вектора скорости является лишь удобной абстракцией. Более того, отвлечения подобного рода постулируются, вводятся, а не являются следствиями более общего принципа: "пусть v есть вектор скорости тела...". Такая предпосылочность знания ярко проявляется в равновесной термодинамике, где

стр. 5


из небольшого количества постулатов (которые считаются независимыми), установленных, как правило, на основании большого числа экспериментальных данных, а также особым образом введенных величин - потенциалов - можно найти состояние тела (т.е. набор его свойств) в момент термодинамического равновесия. Принцип наименьшего действия также лишь формулируется и впоследствии используется без выяснения причин того, почему это так. Подобная ситуация имеет место и в квантовой механике. Еще одним примером является принятие того, что пространство и время есть, что они существуют.

Следовательно, необходим язык, позволяющий раскрыть на содержательном уровне категории вещи, свойства и отношения. Систематически впервые это было сделано А. И. Уемовым [1]. Введение категорий неопределенного, определенного и произвольного с их последующей формализацией привели его к созданию так называемого языка тернарного описания (ЯТО) и параметрической общей теории систем (ПОТС) [2. С. 210 - 226 (ч. 3, гл. 3); 3; 4]. Хотя в этих источниках приводится описание языка тернарного описания, представляется уместным привести здесь некоторые его положения, с тем чтобы позднее продемонстрировать возможности этого языка и параметрической общей теории систем применительно к физике (анализ некоторых физических ситуаций был проведен в [5], этому же вопросу посвящены и тезисы докладов [6]). Особенность системного подхода состоит в том, что любой объект, согласно принципу универсальности, может быть рассмотрен как система.

Преимущество применения системного подхода состоит в том, что не вводятся артефакты (т.е. нечто чуждое, привнесенное извне, не являющееся частью рассматриваемого явления) языка, на котором производится описание модели. Используется то, что есть в естественном языке. Это похоже на использование логики высказываний, но ЯТО обладает большей выразительностью и, применительно к рассматриваемой задаче системного подхода в физике, порой является единственно возможным из существующих инструментов и дает возможность выражения того, что невозможно сделать с использованием других формальных аппаратов. Исходные категории ЯТО определены достаточно четко; кроме того, в рамках этого языка оказалось возможным определить, что такое импликация для 4 типов импликаций - мереологической, атрибутивной, реляционной и нейтральной (последняя является отношением следования в общепринятом смысле). Также впервые формализовано

стр. 6


понятие тождества и определены, а не введены, понятия истинности и ложности.

Для того чтобы иметь возможность построить формальную модель системы, в качестве определения системы примем следующие (их два, согласно принципу дополнительности двойственных системных описаний), приведенные в [7. С. 364 - 365; 8. С. 62; 3. С. 37 - 42]: "Любой объект является системой, если в этом объекте реализуется какое-то отношение, обладающее определенным свойством" и двойственное ему: "Любой объект является системой, если в этом объекте реализуются какие-то свойства, находящиеся в заранее заданном отношении". Отличие свойств и отношений проявляется в следующем: "когда мы приписываем свойство предмету, то тем самым описываем предмет. Устанавливая отношение одного объекта к другому или другим, мы конструируем новый объект" [8. С. 31].

Эти определения дополняются принципом универсальности, согласно которому любой объект может быть рассмотрен как система.

Для того чтобы иметь возможность формализовать понятие системы, кратко опишем формализм ЯТО. Упомянутые выше категории определенного, неопределенного и произвольного обозначаются посредством t, a и A, соответственно. В скобках всегда стоит вещь, справа - свойство, слева - отношение. Так, (t)a означает, что определенная вещь обладает неопределенным свойством, в то время как a(t) означает, что она обладает неопределенным отношением. Это так называемые прямые формулы, где мысль направлена от предмета к свойству или отношению; возможно противоположное направление - от свойства или отношения к предмету, что обозначается посредством *. Так, (t*)t означает, что определенное свойство присуще определенному предмету. Аналогично для отношений. Эти формулы называются инверсными. Все приведенные выше формулы - и прямые, и инверсные - являются суждениями, и их можно назвать пропозициональными. Они могут быть окружены фигурными скобками и поэтому называются также открытыми. В отличие от них ограниченные с обеих сторон квадратными скобками формулы будут выражать уже некоторые понятийные конструкции, объекты и такие формулы будут замкнутыми, или концептуальными. Например, [(t*)a] - неопределенное свойство, присущее определенному предмету. Если необходимо указать, что в разных местах формулы имеется в виду одно и то же (согласно Аристотелю, это будет означать совпадение свойств), используется

стр. 7


символ ι (йота), который в случае необходимости может удваиваться, утраиваться и т.д. Если же необходимо указать на объект, отличный от t, нужно использовать неопределенный объект t'.

В рамках используемого формализма последние двойственные определения системы будут выглядеть следующим образом.

(ιA)Syst =df ([a(*ιA)])t; здесь под t понимается не конкретное, а любое определенное, заранее фиксированное свойство (по схеме [(А)t]) [7. С. 365]. Его можно назвать атрибутивным концептом системы, обозначив его как Pc , отношение, имеющее это свойство, т.е. удовлетворяющее ему, будет реляционной структурой Rs , а объект, на котором она реализуется, субстратом m. Определение системы перепишется в виде (m)Syst =df ([Rs (*m)])Pc . Двойственным ему определением будет (ιA)Syst =df t([(ιA*)a]), или (ιA)Syst =df Rc ([(m*)Ps ]).

Теперь, после введения понятий системных дескрипторов - концепта P (свойства структуры), структуры R (отношения) и субстрата m (совокупности элементов системы), становится возможным применение ПОТС. Необходимо отметить, что первичен именно концепт, структура является вторичной и производной от концепта. Основания, по которым системы отличаются друг от друга и могут быть объединены в классы, будут называться значениями системных параметров. Однако речь о них может идти, лишь когда указаны P, R и m для системы, где P - своего рода система отсчета.

Указав на недостаточность применения только математики в физике и других методов научного исследования - экспериментального, статистического и др., попробуем применить ЯТО и ПОТС к основам физического знания - постулатам, лежащим в основе ее теорий. Необходимо отметить, что, за исключением [9; 10], до настоящего времени не предпринималось попыток использования ЯТО в физике. Применение ПОТС в физике (по крайней мере, в явном виде) до настоящего времени также не имело места. Это было связано, скорее всего, с тем, что, как было отмечено выше, математика вполне хорошо зарекомендовала себя, и методы, применяющиеся в эпистемологии, также считались достаточными в качестве инструментов исследования. Тем не менее, ЯТО и ПОТС возможно и необходимо применять в физике.

Так же, как и величины в физике, атрибутивные системные параметры могут быть бинарными, многозначными, линейными, многомерными. Вообще же значением атрибутивного общесистемного параметра называется фиксированное значение такого при-

стр. 8


знака, по которому объем понятия "система" может быть разделен на классы, которые, во-первых, не пересекаются друг с другом и, во-вторых, совместно исчерпывают объем понятия "система" (при заданных дескрипторах системы). О любой системе можно сказать, входит ли она в класс систем с данным значением системного параметра или нет [3. С. 56].

Хотя смысл большинства системных параметров ясен из их названия, для более точного понимания будет нелишне привести некоторые комментарии. Необходимо отметить также два важных обстоятельства. Хотя общесистемные параметры определены для любой системы, свое конкретное значение они получают при выборе концепта. Смена концепта может привести к изменению значений системных параметров. Системные параметры допускают формализацию на языке тернарного описания, что позволяет, зная значения определенных системных параметров, получать значение других и узнавать больше о системе.

Любая система может быть расчлененной, т.е. состоящей из не менее, чем двух элементов, либо нерасчлененной, т.е. состоящей лишь из одного элемента. В последнем случае системообразующее отношение всегда рефлексивно, т.е. является отношением к самому себе. Расчлененность является бинарным параметром.

Если структура системы не допускает присоединения новых элементов без разрушения этой системы в качестве данной, то система называется завершенной по субстрату, в противоположном случае - незавершенной. Параметр завершенности применим также и по отношению к структуре.

Имманентные системы имеют такое системообразующее отношение, которое охватывает элементы только данной системы. В неимманентной системе системообразующее отношение, напротив, охватывает также вещи, выходящие за рамки данной системы.

Структура минимальной системы такова, что из системы нельзя удалить ни одного элемента - она разрушается. В противном случае система неминимальна.

Системы, в которых некоторых элементов достаточно для обнаружения других элементов, называются детерминирующими. Если же ни один элемент не предопределяет существования других элементов, то система недетерминирующая. Свойство детерминированности обеспечивает возможность вероятностного предсказания. Все законы наук ориентированы на поиск данного параметра.

Та система, которая сохраняется именно как данная (т.е. с сохранением концепта t), несмотря на замены в субстрате (элемен-

стр. 9


тах) другими объектами, является стационарной. Нестационарная система не допускает такого безразличия к субстрату.

Аналогично можно разделить системы на стабильные и нестабильные. Речь будет идти об устойчивости системы относительно потенциально возможных перемен в ее структуре. Стабильные системы допускают те или иные изменения структуры системы без разрушения системы в целом. Нестабильные системы не допускают каких-либо изменений структуры без разрушения целого.

В невсецелонадежных системах всегда существует некоторое количество элементов, изъятие которых ликвидирует систему. Всецелонадежные системы сохраняют свой характер даже в том случае, если будет уничтожено любое количество элементов, за исключением одного.

Система называется авторегенеративной по элементам, если она способна спонтанно восстанавливать (полностью или частично) свои элементы. Если же речь идет о восстановлении структуры, то система авторегенеративна по отношениям. Если система способна восстанавливать свои элементы не самостоятельно, а лишь с помощью других систем, то такие системы называются внешнерегенеративными по элементам (соответственно по структуре).

Если система допускает изменение своего состояния и содержит какие-то иные, кроме системообразующих, отношения в своей структуре, то она вариативна, в противном случае невариативна.

Если система состоит из однородных элементов (структур), то он гомогенна, иначе гетерогенна.

Если вхождение в состав системы существенным образом изменяет вещи, становящиеся ее элементами, то система сильная, иначе - слабая.

Система гомеомерна, если каждому ее элементу присущи свойства системы в целом.

Если системообразующее отношение реализуется только на данных элементах (субстрате), то система уникальна по субстрату, иначе - нет.

В индукционной системе приобретение некоторого свойства ιa способствует тому, что и другие элементы приобретают то же свойство ιa, в ресурсных ситуация обратная - приобретение свойства одним элементом препятствует приобретению этого же свойства другими элементами. В инерционной системе никакого подобного влияния нет вообще.

Вообще же количество возможных системных параметров бесконечно велико. Далее с использованием системного подхода и

стр. 10


формального аппарата ЯТО будут проанализированы некоторые физические ситуации.

В настоящей работе рассматривается понятие массы, материи и вакуума с применением языка тернарного описания (ЯТО).

Понятия пустоты (вакуума) с применением ЯТО и ПОТС и обобщенный закон сохранения

Иногда, например, в своеобразном мире квантовой механики, совсем непохожем на макромир, кажется, что давно известный закон сохранения, применявшийся в макромире, здесь неприменим. Две световые волны, находящиеся в противофазе, слагаясь, дают темноту. Согласно недавним исследованиям, то же может происходить и с материей: "Интерференция двух лучей света - впечатляющее зрелище, но для атомов это выглядит еще более поразительно. Деструктивная интерференция атомных волн означает, что атом плюс атом дает вакуум" [11. С. 1352]. Действительно ли вакуум - это "ничто"? Насколько реален вакуум [12], действительно ли он имеет собственное бытие? Рассмотрим последнее утверждение, используя формальный аппарат ЯТО. "Плюс" можно понять как "и". В ЯТО будет необходимо использовать связный список (обозначается символом "?"), который означает, что существует какая-то связь между элементами списка. Действительно, принцип Маха утверждает, что любая частица некоторым образом связана с любой другой частицей. Таким образом, принцип Маха является онтологическим выражением связи. Итак, предположим, что некоторая частица (а) и еще одна дают вакуум: [(a?a)] → [(A)F]. После преобразования этого выражения получим [(a?a)F] → [(а)]. Последнее можно интерпретировать так: пара частиц, которая "не существует" (то, что называется в физике "виртуальные частицы"), может создать частицу. Если в момент, когда эти частицы существуют, в этой области пространства будет существовать сильное поле, то оно может увлечь виртуальные частицы, потеряв при этом часть энергии; так, в достаточно сильном электрическом поле можно наблюдать возникновение пары электрон - позитрон. Из законов сохранения симметрии следует, что частицы появляются парами. Аннигиляция (например, электрона и позитрона) есть не уничтожение, а только преобразование в другую форму (при этом образуется пара г-квантов). Это частное проявление обобщенного закона сохранения, о котором будет сказано ниже.

Связный список неопределенных объектов сам является не-

стр. 11


определенным объектом. Поэтому последнее выражение можно переписать так: (a)F → а. Это значит, что если нечто, как считается, уничтожено (несущественно, что - материя, информация или что-либо еще), то оно все равно продолжает существовать - хотя и в другой форме. Здесь не конкретизируется, что именно подвергается разрушению - это может быть материя, информация и т.д. Таким образом, получаем выражение [(a)F] →[(a)]. Его можно проинтерпретировать так: из того, что неопределенная вещь (свойство, отношение) не существует, следует, что некоторая неопределенная вещь (свойство, отношение) существует. У вакуума нет, таким образом, собственного бытия, он есть только некоторая, весьма своеобразная предпосылка для существования вещей, свойств, отношений и для их несуществования. Последнюю формулу можно понимать и как обобщение закона сохранения, который в данном контексте можно назвать обобщенным законом сохранения. Важно отметить, что не конкретизируется, сохранения чего, поскольку вывод был получен с использованием максимально общих категорий неопределенного и произвольного, а следовательно, универсален.

Материальные объекты, за исключением, пожалуй, нейтрино, обладают массой. Сохраняется ли она и что представляет собой через призму системных параметров?

Гравитационная и инерционная массы, их системное представление

Понятие массы, как известно, одно из самых неясных в физике. С введением понятий гравитационной (тяжелой, в терминологии [13. С. 38 - 40]) и инертной массы эта проблема, пожалуй, даже усложнилась.

Фотон как частица с нулевой массой покоя, согласно второму закону Ньютона, должен вести себя весьма необычно по отношению к действующим на него силам (нулевая масса, как и нулевая сила [14], представляют собой особый случай). Формально любая конечная сила должна привести к бесконечно большому ускорению. Кроме того, скорость фотона в вакууме предполагается постоянной, т.е. получается, что в вакууме скорость фотона изменить никак нельзя. Выше уже обсуждалось понятие вакуума: вакуум не есть "ничто", он является выражением того, что некоторый произвольный объект может не существовать (в данном месте и в данный момент тогда будет находиться вакуум). Так, фотон не может дви-

стр. 12


гаться "ни в чем", так как вакуум не есть пустота. Во-вторых, даже масса покоя не может быть равной, по той же причине, нулю - она всегда ненулевая, хотя бы и в силу так называемых нулевых колебаний. Кроме того, поскольку фотон представляет перемещающееся в пространстве электромагнитное поле, которое обладает энергией и массой, некоторая масса, которую можно было бы назвать электромагнитной (или энергетической), у него есть.

Для заряженных частиц придется вводить электромагнитную массу; так, определенная часть массы электрона - электромагнитная, а другая часть - инертная (или гравитационная). Известно также, что нельзя измерить заряд заряженной частицы, поскольку она окружена облаком виртуальных частиц, и измерению доступен лишь некоторый эффективный заряд. Аналогичное можно предположить для массы, вводя также, наряду с понятием эффективного заряда, понятие эффективной массы. Возможно, что сложности в построении теории элементарных частиц, в частности определение спектра зарядов и масс элементарных частиц, связаны именно с тем, что неизвестны истинные значения этих величин, их нельзя получить экспериментальным путем, поскольку нельзя исключить присутствие экранирующих виртуальных частиц.

Итак, необходимо вводить несколько понятий масс, которые являются характеристиками (свойствами) тел. Каждая из масс реагирует (что связано со структурой) на связанное с ней свойство (концепт) другого тела - заряд, тяжесть. Как быть с понятием инертной массы - она реагирует не на отдельные тела, а на результат их совокупного действия? Из общей теории относительности Эйнштейна известно, что под действием силы, т.е. с изменением скорости, (инертная) масса тела изменяется. Это значит, что изменяются свойства самого тела. Сила выступает причиной изменения структуры системы, субстратом которой является тело. Концепт при этом не изменяется (если только система не перестает существовать в качестве данной системы). Одновременно (декартова) сила выступает в качестве следствия отношений между рассматриваемым телом и другими, т.е. является структурой.

Понятие массы, являясь, как принято считать, свойством тела, оказывается тесно связанным с окружением этого тела, которое может изменять эту массу. Разные понятия массы соответствуют этой схеме, что указывает на возможность формализации понятия массы тела в качестве концепта (а с использованием двойственного определения системы - и структуры) системы, субстратом которой выступает тело. Кроме того, для анализа свойств массы в качестве

стр. 13


структуры можно взять совокупность понятий, так сказать, инертности, гравитационности, электромагнитности, эффективности массы, а в качестве субстрата - саму массу. В качестве реляционного концепта может выступать некоторое отношение, обеспечивающее устойчивость тела, т.е. удерживающее все эти виды масс вместе (физика сейчас не может ответить, почему устойчив, например, электрон). Если же рассмотреть случай, когда сопоставляются лишь две массы - инертная и гравитационная, можно использовать принцип дополнительности в обобщенном смысле: они "исключают, но и предполагают друг друга, отражают разные стороны изучаемых объектов и образуют основу для соответствующего способа описания исследуемого явления" [10]. Отметим, что это следует также и из дополнительности двойственных друг другу определений системы. Для понятий инертной и гравитационной массы необходимо отметить также принимаемую в теории относительности тождественность их числовых значений, когда другие характеристики не совпадают.

По Л. фон Берталанфи, в физике используется лишь один концепт - взаимодействие. Но в теории относительности в качестве постулата принимается, что взаимодействие не может передаваться со скоростью большей, чем скорость света. Поэтому, если рассматривать промежуток времени, в течение которого световой сигнал не успевает преодолеть расстояние между двумя частями вселенной, эти части, согласно теории относительности, не будут взаимодействовать (пространственно-подобный интервал означает отсутствие связи, но не отношения, хотя упорядочение по времени невозможно). Наблюдатель, находящийся между этими двумя частями, сможет отметить лишь факт их существования. Одновременно ли существуют эти части, зависит от выбора концепта. Таким образом, представляется возможным рассмотреть и другие концепты, помимо концепта взаимодействия.

Рассмотрим сначала определение массы в качестве атрибутивной структуры системы, в качестве реляционного концепта которой будет выступать отношение между гравитационной, инерционной, электромагнитной и др. массами - например, равенство/неравенство, а в качестве субстрата - тело. Выберем определение с реляционным (R) концептом (с ): Rc ([(m*)Ps ]). Массам также будет присуще свойство сохранения, и концепт должен включать его. Исходя из такого представления, можно задать вопрос о том, какая часть массы электрона - электромагнитная. Предполагая иное соотношение между массами, можно строить различные теории. Но

стр. 14


в качестве отношения между массами может входить и их влияние друг на друга - как изменяется, например, инерционная масса при воздействии на нее электромагнитной (а изменение возможно - если одно заряженное тело будет изменять скорость другого, то будут меняться и их инерционные массы). Вопрос о том, будут ли изменяться тяжелые электромагнитные массы, может быть проверен экспериментально и должен решаться в рамках физики, хотя сформулирован исходя из применения системного подхода.

Для случая двойственного определения ([Rs (*m)])Pc атрибутивный концепт Pc является характеристикой меры отталкивания/притяжения тел, которая зависит не только от характеристик самих тел, но и от характеристик пространства (гравитационной постоянной и т.д.). В качестве реляционной структуры (отношения) между телами выступает взаимодействие (отталкивание/притяжение, а возможно, и влияние), а в качестве субстрата будут выступать тела. Это определение обычно и берется, когда говорят о понятии массы, вводя ее как меру чего-то в телах, что проявляется при взаимодействии. Но при этом опускают влияние величин, которые считают постоянными - так называемые гравитационную постоянную, диэлектрическую постоянную и др., т.е. определение понятия массы абсолютизируется. Так, можно предположить, что зависимость массы от скорости вызвана локальным изменением мировых постоянных. Можно ожидать изменения, например, массы тела вблизи черной дыры. Схеме этого определения соответствует и определение заряда - электрического, барионного и др., цветности, странности, очарования в квантовой хромодинамике.

Определение системы с атрибутивным концептом ([Rs (*m)])Pc , возможно, соответствует понятию обобщенной массы, т.е. чего-то такого, на чем реализуются все виды массы, отношение между ними, как, впрочем, и раньше, приводит к вопросу о построении общей теории поля, где объединяются все виды взаимодействий.

В качестве вывода можно сказать, что понятие массы вводится исходя из взаимодействия рассматриваемого тела с другими, которые могут изменять его характеристики. Масса (тяжелая, электромагнитная и др.) представляется внешним параметром тела. Инертная же масса проявляется при действии силы - здесь речь идет уже о контактных, декартовых силах, т.е. ином виде взаимодействия, не на расстоянии. Поэтому у тела должны быть еще характеристики, похожие на инертную массу.

стр. 15


О сравнении понятий инертной массы и других видов масс

Понятие инертной массы вводится иным путем, чем электромагнитной, гравитационной и других. Инерция как свойство, присущее любому телу, ставит инерциальную массу в особое положение. Инертная масса определяется как свойство, присущее самому телу (в том смысле, что при ее определении необходимо лишь введение силы и не нужно рассматривать другие тела): m=F/a. При этом не оговаривается, действуют ли силы в какой-либо точке или нет. Заряд же и связанное с ним понятие электромагнитной [части] массы вводится уже с использованием понятия поля и затем опять силы. Для инертной массы понятие поля не нужно, как не является необходимым и введение сил, создающих это поле.

Скорость фотона нельзя изменить, действуя на него силами. Но на него можно повлиять гравитационным полем. Влияние гравитационного поля можно, как известно, истолковать как искривление пространства-времени, при котором изменяется и форма геодезических линий, и тогда неважно, какая частица будет по ним двигаться - путь нейтрино тоже будет изменен. Скорость фотона определяется, возможно, свойствами окружающего его пространства, поэтому понятие [гравитационной] массы фотона будет выступать в качестве внешнего свойства.

Можно предположить, что инертная масса, которая существует и тогда, когда на тело не действуют силы, является внутренним свойством.

Инертная масса определяется свойствами самого тела, а электромагнитная и гравитационная зависят от окружения, отношения, взаимодействия - для них скорее подходит определение с Rc , и Ps так как вид взаимодействия определяет виды масс.

Для модели инертной массы, где Pc - взаимодействие, которое всегда существует, поскольку любое тело (и фотон, возможно, также) обладает инертной массой. В качестве Rs выступает структура массы, т.е. ее отношение к силе, скорости тела и т.д.

Инертная масса измеряется по отклику на действие сил; пространственные характеристики входят косвенным путем через ускорение как вторая производная по времени от координаты. В закон всемирного тяготения, с помощью которого можно измерить гравитационную массу, пространственные характеристики входят как 1/r2 . Возникает вопрос: как возможно измерять различные массы, используя одну и ту же единицу, например килограмм? Очевидно,

стр. 16


измеряются не сами массы, а нечто общее, присущее всем массам.

Таким образом, понятие массы является более сложным, чем кажется на первый взгляд. Существует нечто общее, присущее всем видам масс, то, что можно измерить, выразить числом. Для описания остальной части необходимо применять качественный язык описания, например ЯТО.

Понятие массы и силы являются антропоморфными. Единица электрического заряда определяется с привлечени понятий механики, и в результате в системе CGS размерность единицы заряда см?Цг?см/сек [15. С. 151]. Такая размерность не позволяет прояснить природу электричества, для этого необходимы другие соображения. Гауссова система также не полностью устраняет указанный недостаток.

Введение массы как некоторой характеристики тела без тщательного выяснения вопроса о том, является ли она первичной, т.е., что масса тела обуславливает наличие этого тела (что выглядит странно), или, что более вероятно, масса является следствием чего-то более общего, привело к тому, что "в настоящее время нет истинной, адекватной самой природе меры инерции, как это имеет место, например, для энергии. Это свидетельствует о переходном этапе развития теории массы" [16. С. 63]. "Бесконечные значения энергии отражают очень глубокие трудности, нужен пересмотр понятия массы и, возможно, введение нового, не известного ранее понятия" [17. С. 182]. Можно надеяться, что использование ЯТО покажет, какие термины, кроме "материя", "пространство", "инерция", "вес", "энергия" нужно использовать, чтобы переформулировать понятие массы. Возможно, что оно окажется не первичным, как это принято, а вторичным, т.е. производным от какого-то более общего понятия. Это уже видно из того, что понятие массы делится на две составляющие, одну из которых можно описать количественно, а вторую - качественно.

В [17] также рассматривается понятие массы и его связь с пространством: "Если масса, по Ньютону, есть количество материи в теле, т.е. количество частиц в нем, то гравитационная масса выражает меру тяготения как свойства, неизменно присущего этим частицам. Гравитационная масса есть мера гравитационного свойства материи. Важно знать не только численное значение величины гравитационной массы, но и само свойство гравитации, его реальные связи с другими свойствами материи. Эти связи уже даны в первом приближении самим законом тяготения... Масса не меня-

стр. 17


ет своей величины при изменении расстояния между телами, в то время как вес существенно зависит от этого расстояния" [17. С. 43]. "Электрон обладает особого рода инерцией, поскольку при ускоренном движении он движется в создаваемом им же поле, которое оказывает на него тормозящее действие. Таким образом, электрон обладает электромагнитной массой" [17. С. 129]. Но для того, чтобы сообщить электрону ускорение, необходимо воздействовать на его инертную или гравитационную массу, и электромагнитную нельзя уже рассматривать в отрыве от них, т.е. определение массы, приводящее к необходимости рассмотрения взаимодействия между различными массами, оправдывается. Выражение для электромагнитной массы электрона m0 =2e2/3r0 c2 (e - заряд электрона, r0 - некоторый радиус электрона, который получается равным 1,88?10-13 см, что в 100000 раз меньше радиуса атома) [15. С. 205 - 207; 17. С. 132]. Кроме того, появляется возможность влиять на электромагнитную массу изменением внешнего поля, подобно тому, как посредством скорости тела (т.е. пространственных характеристик) можно влиять на инертную массу. Строго говоря, необходимо рассматривать также эффекты, проявляющиеся при движении электрона (и любой другой частицы) в собственном гравитационном поле.

"Масса есть мера инерции и гравитации, т.е. мера свойств материи. Наряду с законом сохранения массы, выполняются законы сохранения энергии, импульса, заряда, спина и т.д. У нас нет оснований выделять одно свойство материи и объявлять его единой мерой материи, отказывая в этом всем другим свойствам. Каждое из таких свойств позволяет выразить количественно какую-то определенную сторону всех материальных объектов" [17. С. 150]. Масса оказывается не только характеристикой тела, но и связана определенными отношениями с другими телами и пространством, что и выражается в ее представлении в виде системы. В этом отношении она оказывается скорее внешним свойством тела (хотя "инертные свойства, в связи с принципом Ле-Шателье - Брауна, выступают как внутренние свойства системы" [17. С. 153]), и поэтому, конечно, недостаточна для его описания.

Что происходит с системой, когда, как мы думаем, она разрушается и разрушается ли она в действительности?

стр. 18


Реляционный коллапс, его связь с системными параметрами и качественное изменение объекта

Рассмотрим сначала, какими системными параметрами характеризуется атом (нерадиоактивного, достаточно устойчивого вещества). Концептом системы выберем устойчивость и существование именно в качестве данного элемента. Структурой будет то, что обеспечивает эту устойчивость - отношения между нуклонами, представляющими субстрат системы. Тогда атом будет нерасчлененной системой: ведь если его разделить, то он перестанет быть атомом именно данного вещества. Эта система будет завершенной по субстрату (и, соответственно, сильной и минимальной - нельзя добавить или удалить нуклоны), имманентной (все нуклоны связаны между собой, причем так, чтобы удовлетворить концепту). Атом является недетерминирующей системой (удаление протона приводит к возникновению другого элемента), стационарной (исходя из принципа эквивалентности всех элементарных частиц данного вида, неважно, какой именно нейтрон или протон будет составлять ядро - важны лишь отношения между ними; как следствие - неуникальной), нестабильной (тогда приходится признать взаимодействие между нуклонами внутренним, если оно не изменяется в ходе химических реакций), неавторегенеративной (по элементам и отношениям, в силу недетерминированности), вариативной (возбужденное ядро - это все же ядро данного элемента), неоднородной (что очень интересно, так как неясно, зачем нужны нейтральные нейтроны), и ресурсной (по отношению, например, к поглощению энергии).

В начале ХХ в. Эрнст Резерфорд, основываясь на многочисленных результатах экспериментов по бомбардировке атомного ядра альфа-частицами, предложил планетарную модель атома. При обстреле ядра атома гелия оно превращается в два ядра водорода. Теперь, после формализации понятия массы с использованием аппарата параметрической общей теории систем, а именно представления понятия массы в качестве системы, можно сказать следующее. В обычных условиях ядро гелия устойчиво, оно сохраняет свои свойства в результате химических превращений. Это значит, что составляющие ядра находятся в состоянии реляционного коллапса (это "означает, что вещи, вступив в определенное отношение, достигают под воздействием этого отношения такого состояния, что уже не могут избавиться от этого отношения иначе, чем прекратив свое существование в качестве данных предметов" [18. С. 229 -

стр. 19


230]). Концептом такой системы будет устойчивость именно в качестве ядра гелия. Теперь пусть на систему (ядро гелия) оказывается сильное воздействие - оно подвергается бомбардировке. Система не перестает существовать - она продолжает существовать, но уже в другом качестве, в качестве двух ядер водорода. Если же физик хочет продолжать рассмотрение того, что получилось в результате распада, в качестве системы, он должен выбрать другой концепт: концепт не является объективно обнаруживаемым дескриптором. Произошло следующее: особое внешнее воздействие вывело систему из состояния реляционного коллапса, она стала другой. Это привело к изменению некоторых системных параметров. Так, раньше ядро гелия было нерасчлененной системой, после распада это расчлененная система (есть два ядра водорода, и каждое из них является ядром водорода). Параметр субстратной открытости остался прежним - система субстратно закрыта (прибавление протона к ядру приводит к возникновению иного эле-

мента, с другими свойствами и отношениями). Обе системы являются стабильными. Переход системы из нерасчлененной в расчлененную означает увеличение ее структурной сложности [3. С. 209].

Вывод о том, что реляционный коллапс приводит к скачкообразному изменению некоторых параметров системы, является общесистемным, применение к физической ситуации является иллюстрацией этого вывода.

Выводы

1. Применение ЯТО позволяет получить обобщенный закон сохранения. При его выводе использованы максимально общие категории произвольного и неопределенного, что позволяет не конкретизировать, к чему именно (материи, информации или чему-то еще) относится этот закон сохранения.

2. Использование одного из двух определений системы ([Rs (*m)])Pc позволяет обобщить и объединить понятие массы, заряда и характеристик частиц, используемых в квантовой хромодинамике. Двойственное ему определение указывает при этом на то, что обычно упускается из вида: при изменении внешних обстоятельств введенные таким образом величины тоже изменятся. Можно ожидать изменения характеристик тела вблизи черной дыры.

3. Анализ понятия массы приводит к вопросу о построении

стр. 20


общей теории поля, в которой с единых позиций представлены все взаимодействия.

4. Анализ понятия массы с помощью ЯТО вскрывает структурность понятия массы, наличие в нем двух частей, одна из которых описывается количественно, а вторая - качественно. Обычно массой называют общую часть всех масс, ту, что поддается измерению в каждом конкретном случае (например, инертная масса камня).

5. Сложности в определении понятия массы могут быть связаны с тем, что она рассматривается лишь как внутреннее свойство тела, тогда как массу нельзя рассматривать в отрыве от отношений, которые могут ее изменять. Кроме того, понятие массы не сводится лишь к свойству.

6. Реляционный коллапс приводит к скачкообразному (если речь идет о линейных параметрах) изменению некоторых параметров системы или изменению их значений на противоположные (для бинарных параметров).

ЛИТЕРАТУРА

1. Уемов А. И. Вещи, свойства и отношения. М., 1963.

2. Уемов А. И. Основы практической логики с задачами и упражнениями. Одесса, 1997.

3. Уемов А. И., Цофнас А. Ю., Сараева И. Н. Системный подход для гуманитариев. Warszawa, 2001.

4. Uyemov Avenir I. The Ternary Description Language as a Formalism for the Parametric General Systems Theory: Part 3 // International Journal of General Systems. December 2003. V. 32 (6).

5. Ильченко Э. П. Язык тернарного описания и его применение в физике // Философские науки. 2004. N 8.

6. Ильченко Э. П. Язык тернарного описания и системный подход в физике // Философия и будущее цивилизации. Тезисы докладов и выступлений IV Всероссийского философского Конгресса. Т. 1. М., 2005.

7. Uyemov Avenir I. The Ternary Description Language as a Formalism for the Parametric General Systems Theory: Part 1 // International Journal of General Systems. 1999. V. 28 (4 - 5).

8. Уемов А. И. Системные аспекты философского знания. Одесса, 2000.

9. Уемов А. И. Формализация закона движения механики Аристотеля средствами языка тернарного описания (к проблеме реанимации заброшенных парадигм) // Научные труды Одесской академии истории философии естественных и технических наук. Одесса, 2003.

10. Комарчев В. А., Кошарский Б. Д., Поликарпов Г. А., Уемов А. И.

стр. 21


Дополнительность. Концепция, отношение, принцип? // Принцип дополнительности и материалистическая диалектика. М., 1976.

11. Кеттерле В. Когда атомы ведут себя как волны. Бозе-эйнштейновский конденсат и атомный лазер // Успехи физических наук. 2003. Т. 173, N 11.

12. Уемов А. И., Могиленко А. Р., Оганесян М. Г., Цофнас А. Ю. Понятие системного синтеза и проблема реальности // Труды Томского ордена Трудового Красного Знамени Государственного университета им. В. В. Куйбышева, 1974. Т. 256.

13. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1966.

14. Овчинников Н. Ф., Уемов А. И. Является ли первый закон Ньютона следствием второго? // Философские вопросы естествознания. II. Некоторые философские вопросы физики, математики и химии. М., 1959.

15. Борн Макс. Эйнштейновская теория относительности. М., 1972.

16. Овчинников Н. Ф. К вопросу о понятии количества материи // Философские вопросы естествознания. II. Некоторые философские вопросы физики, математики и химии. М., 1959.

17. Овчинников Н. Ф. Понятие массы и энергии в их историческом развитии и философском значении. М., 1957.

18. Уемов А. И. Системный подход и общая теория систем. М., 1978.


© libmonster.ru

Permanent link to this publication:

https://libmonster.ru/m/articles/view/СИСТЕМНЫЙ-ПОДХОД-И-НЕМАТЕМАТИЧЕСКИЙ-ФОРМАЛИЗМ-В-ФИЗИКЕ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Polina YagodaContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://libmonster.ru/Yagoda

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

Э. П. ИЛЬЧЕНКО, СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД И НЕМАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФОРМАЛИЗМ В ФИЗИКЕ // Moscow: Russian Libmonster (LIBMONSTER.RU). Updated: 10.09.2015. URL: https://libmonster.ru/m/articles/view/СИСТЕМНЫЙ-ПОДХОД-И-НЕМАТЕМАТИЧЕСКИЙ-ФОРМАЛИЗМ-В-ФИЗИКЕ (date of access: 24.06.2021).

Publication author(s) - Э. П. ИЛЬЧЕНКО:

Э. П. ИЛЬЧЕНКО → other publications, search: Libmonster RussiaLibmonster WorldGoogleYandex

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Polina Yagoda
Kaliningrad, Russia
1620 views rating
10.09.2015 (2114 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
При развале материнского ядра на дочерние фрагменты, выделяется энергия, как разница потенциалов взаимодействия. Численно эта энергия равна разности структурных энергий частиц в материнском ядре и в дочерних ядрах.
Catalog: Физика 
10 hours ago · From Владимир Груздов
Чтобы выделить энергию при распаде ядра, её надо накопить при синтезе. При любом распаде масса дочернего ядра увеличивается. Это заложено в основе расширения Вселенной. При любом распаде масса частиц распада увеличивается. Уменьшается структурная энергия, которая является энергией расширения Вселенной. Когда анализируется масса-энергия при ядерных реакциях, принимается во внимание Δ
Catalog: Физика 
10 hours ago · From Владимир Груздов
Где больше всего денег идет на ставки на спорт? А где стоят самые однорукие бандиты?
Catalog: Экономика 
12 hours ago · From Россия Онлайн
DEUTSCHE IN St. PETERSBURG. EIN BUCK AUF DEN DEUTSCHEN EVANGELISCH-LUTHERISCHEN SMOLENSKI-FRIEDHOF UND IN DIE EUROPAISCHE KULTURGESCHICHTE
Catalog: История 
18 hours ago · From Россия Онлайн
ГРИГОРИЮ ЯКОВЛЕВИЧУ РУДОМУ - 80 ЛЕТ
Catalog: История 
18 hours ago · From Россия Онлайн
ВУДРО ВИЛЬСОН И НОВАЯ РОССИЯ (февраль 1917 - март 1918 г.)
Catalog: История 
18 hours ago · From Россия Онлайн
АНГЛО-БУРСКАЯ ВОЙНА И РОССИЯ
Catalog: История 
19 hours ago · From Россия Онлайн
Актуальные советы по ставкам
Catalog: Экономика 
2 days ago · From Россия Онлайн
А ларчик просто открывался. Загадка электрического тока объясняется, во-первых, тем что, токи бегут не внутри проводников, а вокруг них, в прилегающем к проводнику слое эфира. А, во-вторых, тем, что квантами электрической энергии являются правые и левые электроны. Различие определяется инверсией их магнитных полюсов. Инверсия магнитных полюсов электронов определяет их противоположное движение в пространстве. Правые электроны генерируют отрицательную полуволну переменного тока. Левые электроны генерируют положительную полуволну переменного тока. Левые электроны открывают p-n переходы, ими же заряжаются и разряжаются аккумуляторы, левые электроны образуют плюсовую полуволну переменного тока, правые и левые электроноы могут превращяться друг в друга. Левые электроны являются квантами электрической энергии, и в других взаимодействиях не наблюдались.
Catalog: Физика 
НОВАЯ КНИГА ПО ИСТОРИИ СОВЕТСКО-АМЕРИКАНСКИХ ОТНОШЕНИЙ (1933 - 1936 гг.)
3 days ago · From Россия Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

Libmonster is the largest world open library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД И НЕМАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФОРМАЛИЗМ В ФИЗИКЕ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Russian Libmonster ® All rights reserved.
2014-2021, LIBMONSTER.RU is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Russia


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones