01. Что изучают и что игнорируют классическая и квантовая механика
Мы, люди, живем на поверхности одной из планет Солнечной системы. Любое небесное тело объединяет в своем составе всевозможные типы химических элементов. Там, где температуры высоки (например, в недрах небесных тел и в составе поверхностных слоев светящихся небесных тел), соединения химических элементов недолговечны – даже если возникают, быстро распадаются. А вот на поверхности планет и лун возникают уникальные «холодные» условия, при которых возможно долговременное (почти «бесконечно долгое») существование образующихся химических соединений элементов. Таким образом, все, что мы можем наблюдать на поверхности планет и лун, представляет собой всевозможные вариации веществ – химических соединений и их разнообразнейших комбинаций. Вещества на поверхности планет и лун невероятно перемешаны. А на поверхности Земли этот процесс усиливается существованием растительного, животного и человеческого царств и их влиянием на минеральное царство.
Отдельные части любых веществ люди называют телами. Если же какое-либо вещество занимает значительный объем пространства, и особенно, если это вещество при этом легко деформируется и разрушается, тогда его называют средой (например, жидкая среда или газообразная).
Мы сами обладаем телами (человеческими), и наши тела окружены телами и погружены в среды всевозможного химического состава. При перемещении тела (и среды) мешают друг другу, и помимо этого, им всем мешает двигаться гравитационное поле Земли. Поэтому неудивительно, что испокон веков люди задумывались, как преодолевать эти трудности и перемещать тела по поверхности планеты наиболее рационально, а также о том, что происходит с телами (и средами) при их соударении друг с другом или просто при нахождении их в гравитационном поле Земли. Изучение людьми закономерностей движения тел и их частей, а также особенностей поведения тел (или сред) при соударении с другими телами (средами) или просто при нахождении их в гравитационном поле Земли привело к зарождению классической механики, теоретическую базу под которую в средние века подвели Г. Галилей и И. Ньютон. В классической механике впервые всерьез были осмыслены такие физические понятия, как «масса», «скорость», «сила», «импульс», «энергия» и «кинетическая энергия». И ныне эти величины считаются в физике основополагающими. Обязаны напомнить, что в этой книге между понятиями «сила», «импульс», «энергия» и «кинетическая энергия» ставится знак равенства.
Классическая механика занимается исследованием всех случаев воздействия друг на друга тел при помощи Сил Притяжения, Давления и Инерции. Исследование поведения тел или сред, находящихся в условиях действия Центростремительного Поля Притяжения Земли (или любого другого небесного тела), следует отнести к изучению случая взаимодействия тел при помощи Силы Притяжения. Как видите, мы не упомянули здесь Силу Отталкивания. Самое интересное заключается в том, что классическая механика всегда могла наблюдать действие этой Силы. Но или не знала, что наблюдает именно ее, или за счет того, что величина этих Сил могла быть ничтожной, списывала их проявление на счет, так называемых, погрешностей измерения.
Классическая механика «интересуется» только телами и средами. Изучению строения химических элементов и природы элементарных частиц посвятили свою жизнь основатели квантовой механики. Среди них в первую очередь следует назвать А. Эйнштейна, М. Планка и Н. Бора. Квантовая механика – это не что иное, как стремление применить законы классической механики к химическим элементам и элементарным частицам. Это было абсолютно верное решение – отнести физические величины макромира к элементарным частицам.
В данной книге роль квантовой механики выполняет механика Душ (элементарных частиц). Что касается данного раздела – механики веществ, тел и сред – то здесь сделана попытка проанализировать механические свойства любых тел и любых сред – любого химического состава и находящихся в любом агрегатном состоянии. Помимо этого, мы стремились объединить механику с термодинамикой. Ведь в реальной жизни мы часто сталкиваемся с перемещением тел, обладающих различной температурой – например, более или менее нагретых, чем окружающие тела, имеющие нормальную температуру.
Классическая механика изучает, что происходит с телами при их перемещении или попытке их перемещения в составе небесного тела. Условия, в которых тела пытаются перемещаться в составе небесного тела, далеки от идеальных. В условиях небесного тела нет пустого пространства, где тела могли бы абсолютно свободно перемещаться
Т.е. как вы можете видеть, классическая механика – это раздел физики, максимально приближенный к реальным условиям существования людей. И как раз из-за того, что классическая механика очень привязана к потребностям людей, ей приходится вносить ограничения в изучаемый ею предмет. К примеру, в любой задаче по классической механике обязательным условием является действие Поля Притяжения Земли. Но это единственное Поле Притяжения, которое «признается» в механике. Действие тел друг на друга при помощи существующих у них Полей Притяжения в механике не рассматривается. А ведь в основе образования любого химического соединения как раз и лежит действие Полей Притяжения элементов этих тел. Поэтому с одной стороны механикой признается и изучается действие Поля Притяжения планеты. Но при этом Поля Притяжения самих тел во внимание не принимаются. Это и понятно. Ведь механика во все времена как раз и стремилась использовать лишь те вещества, которые при н.у. не вступают друг с другом в химические соединения (или вступают, но слабо) – т. е. явно не проявляют действие друг на друга при помощи собственных Полей Притяжения. Вот вам пример того, как человеческие потребности становятся фактором, в некоторой мере ограничивающим познание.
А вот еще одно ограничение, существующее в механике. Классическая механика изначально занималась изучением перемещений только твердых тел. Жидкие и газообразные вещества вообще не рассматривались в качестве тел. Гидро– и аэродинамика зародились гораздо позже механики твердых тел.
И, наконец, в реальной жизни мы часто сталкиваемся с перемещением тел, обладающих различной температурой – например, более или менее нагретых, чем тела, имеющие нормальную температуру. В классической механике не учитывается величина температуры тела. С телами, имеющими пониженную температуру, классическая механика еще «работает», а вот те, что нагреты до достаточно высокой температуры, «не колеблясь», передает в ведение термодинамики.
