Чтение онлайн

Тепловая. Данная форма энергии фактически является суммарной кинетической энергией многих атомов или молекул, составляющих физический объект. И все, что справедливо для кинетической энергии, оказывается справедливым для энергии тепловой. Если в реальности идея кинетической энергии является ошибкой и вместо нее существует иная форма энергии, связанная с деформацией (а ниже это будет показано), тогда тепловая энергия также окажется связанной с деформацией некоторого объекта.

Химическая. Эта форма энергии выделяется в ходе химических реакций. А любая химическая реакция ведет либо к изменению количества электронов у атома или иона, либо к распаду молекулы на составляющие атомы, либо к синтезу молекулы из отдельных атомов. Во всех трех случаях происходит деформация электронных оболочек атомов и молекул. Таким образом, химическая энергия также показывает связь с деформацией.

Ядерная. Она выделяется либо в ходе распада атомов радиоактивных веществ, либо в ходе расщепления ядра урана или плутония, либо в ходе слияния ядер водорода и образования ядра гелия. Как и в предыдущем случае, мы снова сталкиваемся со связью энергия-деформация.

Поэтому возможны две альтернативы: 1) связь энергии с деформацией существует на самом деле, а понятия кинетической и потенциальной энергии ошибочны и в реальности таких форм энергии не существует; 2) связь энергии с деформацией является кажущейся и на самом деле ее нет, а потенциальная и кинетическая энергии существуют в реальности. Правильной оказалась первая альтернатива. Потенциальная и кинетическая энергия в реальности не существуют, вместо них присутствуют иные формы энергии, которые оказываются связанными с деформацией. И ниже это будет показано.

Подобный анализ можно выполнить применительно ко всем известным формам энергии и всегда мы будем сталкиваться со связью энергия-деформация. Единственное исключение, как было отмечено ранее, это потенциальная и кинетическая энергия. Поэтому можно предложить следующее определение понятия энергии: энергия есть количественная мера хаотически-деформированного состояния материи, описывающая данное состояние интегральным образом. Формула энергии выглядит как

(1.1.1)

Здесь деформированное состояние материи тражается дифференциалом dx, а интегральный способ описания — интегралом. При этом интеграл является определенным от 0 до х. Причина появления в определении понятия «хаотический» будет объяснена позднее, когда мы перейдем к проблеме информации. Кстати, подобное определение энергии позволяет дать аналогичное определение термину силы: сила есть количественная мера хаотически-деформированного состояния материи, описывающая данное состояние дифференциальным образом.

Разница между силой и энергией, таким образом, состоит лишь в способе описания: интегральный способ для одного, дифференциальный для другого. Такое различие между двумя основополагающими понятиями физики заметным образом сказывается на способе решения физических задач: начинать надо всегда с энергетического описания феномена и затем переходить к силовому описанию. Энергетический способ описания проще и понятнее, но он менее информативен. Так происходит потому, что в природе энергии уже заложен интеграл. Поэтому энергетическое описание феномена осуществляется с помощью алгебраических уравнений, а не дифференциальных. А решение алгебраических уравнений всегда проще. Но за простоту приходится платить тем, что часть информации ускользает от нашего внимания. Например, энергетическое описание движения камня, брошенного под углом к горизонту, позволяет найти отдельные точки траектории (максимальную высоту подъема и дальность броска), но ничего не говорит о форме самой траектории. Силовое описание феномена требует использования дифференциальных уравнений, решение которых заведомо труднее. Однако, оно позволяет поймать такие детали, которые ускользают при энергетическом описании.

Следует особо подчеркнуть тот факт, что энергия является всего лишь характеристикой, формой описания. Иными словами, энергии как реальности не существует. Существуют лишь различные формы деформации материи, переходящие друг в друга, а мы пытаемся описать эти переходы с помощью понятия энергии. Поэтому в принципе не может существовать эффекта преобразования энергии в массу, к чему так привыкли физики и о чем они постоянно говорят. Причины такого положения вещей будут объяснены в других разделах.

1.3. Ошибочность понятий потенциальной

и кинетической энергий

Формула потенциальной энергии записывается как произведение массы предмета m на ускорение свободного падения g = 9.81 м/сек; и высоту подъема предмета над основанием h (EР= mgh), в то время как кинетическая энергия — это половина произведения массы предмета на квадрат его скорости (EК=mv;/2). Потенциальная энергия играет роль своеобразного аккумулятора, в который можно слить любую энергию, а затем при необходимости получить ее обратно. Традиционно считается, что когда мы поднимаем некоторый груз, мы тратим свою энергию, производя работу над данным грузом, и выполняемая работа преобразуется в его потенциальную энергию. Чем больше высота подъема h, тем больше величина выполненной работы, тем больше потенциальная энергия. А когда поднятое тело начинает падать, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую и выделяется в момент удара падающего груза о препятствие. Кинетическая энергия считается связанной с движением и рассматривается как своеобразная энергетическая характеристика движения.

Но смотрите, какая неувязка получается при таком объяснении. Пусть у нас на столе лежит некий груз и мы отсчитываем высоту подъема h от уровня поверхности стола. В этом случае h = 0 и потенциальная энергия данного груза также равна нулю. Однако, мы можем отсчитывать высоту h от уровня пола и тогда потенциальная энергия будет другой. А если мы начнем отсчитывать высоту h от уровня земли в данной местности или от уровня моря, появятся новые значения потенциальной энергии. Вообще говоря, мы можем выбрать совершенно произвольный уровень отсчета высоты h и тогда значение потенциальной энергии также становится произвольным. Иначе говоря, потенциальная энергия теряет статус реальности.

Чтобы выпутаться из этой нелепой ситуации, академическая наука утверждает, будто потенциальная энергия действительно не обладает статусом реальности (то есть не имеет физического смысла), но реальностью обладает разность этих энергий Е1 — Е2. На первый взгляд такое объяснение кажется приемлемым, т. к. разность энергий Е1 — Е2 не зависит от уровня отсчета и потому одинакова для всех уровней. Но совершенно не ясно, откуда берется физический смысл у разности двух величин, если сами величины такого смысла не имеют. Ведь это аналогично ситуации, когда мы от одного безразмерного числа отнимаем другое безразмерное число, а в итоге получаем размерную величину.

С кинетической энергией наблюдается схожая ситуация. Кинетическая энергия зависит от скорости, а скорость будет различной в зависимости от положения наблюдателя (то есть различной в разных системах отсчета). Пусть мы имеем некоторую систему координат, в которой находится неподвижный предмет. Так как его скорость в этой системе равна нулю, тогда и кинетическая энергия равна нулю. Перейдем к другой системе координат, движущейся относительно первой. В новой системе предмет уже имеет некоторую скорость, значит обладает кинетической энергией. Но ведь работа над ним не совершалась. Так откуда появилась энергия у предмета, если работа над ним не совершалась? Или пример с поездом, птицей и пассажиром. Для неподвижно стоящего наблюдателя скорость летящей птицы одна, а для едущего в поезде пассажира она будет иной. Для пассажира поезда птица может даже казаться летящей в обратном направлении, если скорость поезда достаточно велика и птица отстает. Таким образом, кинетическая энергия подобно потенциальной теряет статус реальности и оказывается полностью зависящей от произвольного положения наблюдателя.

Рассмотрим пример с потенциальной и кинетической энергиями, в котором наблюдаются явные несуразности: свободное течение воды сверху вниз в вертикально поставленной трубе постоянного проходного сечения. Согласно академической точке зрения, потенциальная энергия некоторого выделенного элементарного объема воды при падении с уровня h1 до уровня h2 уменьшается на величину mg(h1 – h2) или mg;h и трансформируется в кинетическую энергию mv;/2, что должно проявляться в форме увеличения скорости воды. Но вследствие того, что проходное сечение трубы неизменно, скорость воды в ней также одинакова на всех уровнях. Следовательно, кинетическая энергия не меняется. Тогда куда уходит потенциальная энергия?

Иногда можно услышать от оппонентов, что потенциальная энергия тратится на преодоление гидравлического сопротивления трубы, то есть на преодоление трения.

Даже если полагать, что такой ответ правилен (а в реальности он ошибочен, т. к. в данном случае трение преодолевается без затрат энергии и ниже это будет показано), все равно не ясно, куда уходит потенциальная энергия. Если мы предположим, что она преобразуется в тепло, это очень легко проверить экспериментально. Например, при падении воды с высоты 100 метров и пребразовании потенциальной энергии в тепло температура воды будет повышаться на 0.24 градуса, что легко фиксируется приборами. Если кому-то интересно провести подобные опыты, пусть выполнит их и убедится, что температура воды не изменится.