1. « Ничто не возникает из ничего ».
« Апейрон – неопределённое и беспредельное первовещество,
– единое и вечное, бесконечное, «божественное»
первоначало видимого многообразия вещей,
источник жизни и существования космоса … »
Милетская школа – первая древнегреческая научно-философская школа,
основанная в Милете, в 1-й пол. VI в. до н. э.
Представители – Фалес, Анаксимандр, Анаксимен,
а также Гиппон, Диоген …
К Милетской школе относят истоки древнегреческой,
а следовательно европейской и мировой науки.
Аристотель считал, что никакой пустоты в природе быть не может.
2. « Любое тело, до тех пор, пока оно остаётся изолированным, сохраняет своё состояние покоя или равномерного прямолинейного движения ».
Ньютон и Галилей.
« Ибо почему оно скорее остановится здесь, а не там? »
Аристотель.
3. « Когда одно тело сталкивается с другим, оно может сообщить ему лишь столько движения, сколько само одновременно потеряет, и отнять у него лишь столько, насколько оно увеличит своё собственное движение ».
«Начала философии» (1644) Рене Декарт [19]
4. « Живая сила (Vis viva) – … произведение массы объекта и квадрата его
скорости »
«То, что поглощается мельчайшими атомами, не теряется, безусловно, для вселенной, хотя и теряется для общей силы сталкивающихся тел» [20]
«Доказательство памятной ошибки Декарта» (1686)
«Очерк динамики» (1695)
Лейбниц
5. « Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так ежели, где убудет несколько материи, то умножится в другом месте…
Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает ». [24]
« Но все изменения, совершающиеся в природе, происходят таким образом,
что сколько к чему прибавилось, столько же отнимается от другого.
… Этот закон природы является … всеобщим… »
Письмо к Эйлеру (5 июля 1748 года)
«Рассуждение о твердости и жидкости тел» (1760) [22][23]
М. В. Ломоносов [21].
6. Один из первых экспериментов, подтверждающий закон сохранения энергии: при расширении газа в пустоту, его температура не изменяется.
Эксперимент проведён в 1807 году.
Жозеф Луи Гей-Люссак [21].
7. В начале XIX века рядом экспериментов было показано,
что электрический ток может оказывать химическое, тепловое, магнитное и электродинамическое действия.
Такое многообразие подвигло Фарадея выразить мнение, что:
Различные формы, в которых проявляются силы материи, имеют общее происхождение, то есть могут превращаться друг в друга.
Фарадей [25]
8. « Тепло не что иное, как движущая сила, или, вернее, движение, изменившее свой вид. Это движение частиц тела. Повсюду, где происходит уничтожение движущей силы, возникает одновременно теплота в количестве, точно пропорциональном количеству исчезнувшей движущей силы. Обратно: при исчезновении теплоты всегда возникает движущая сила ».
« По некоторым представлениям, которые у меня сложились относительно теории тепла, создание единицы движущей силы требует затраты 2,7 единицы тепла ».
«Размышления о движущей силе огня
и о машинах, способных развивать эту силу» 1824 год
Карно [25]
При содействии Клапейрона.
9. Экспериментальное количественное доказательство закона было впервые дано Джеймсом Джоулем.
« Количество теплоты, которое в состоянии нагреть 1 фунт воды на 1 градус по Фаренгейту, равно и может быть превращено
в механическую силу, которая в состоянии поднять 838 фунтов
на вертикальную высоту в 1 фут ».
«О тепловом эффекте магнитоэлектричества
и механическом значении тепла»[30].
1843 год, 1847—1850 годы
Джоуль
10. Первым осознал и сформулировал всеобщность закона сохранения энергии Роберт Майер[21].
Закон сохранения энергии в качественной форме[25]:
« Движение, теплота, и, как мы намерены показать в дальнейшем, электричество представляют собой явления, которые могут быть сведены к единой силе, которые изменяются друг другом и переходят друг в друга по определенным законам ».
«О количественном и качественном определении сил»[31] 1841 год
Майер
При поддержке, в 1862 году, Клаузиуса.
11. « Во всех случаях, когда происходит движение подвижных материальных точек под действием сил притяжения и отталкивания, величина которых зависит только от расстояния между точками, уменьшение силы напряжения всегда равно увеличению живой силы, и наоборот, увеличение первой приводит к уменьшению второй. Таким образом, всегда сумма живой силы и силы напряжения постоянна ».
В этой цитате под живой силой Гельмгольц понимает кинетическую энергию материальных точек, а под силой напряжения – потенциальную.
Герман Гельмгольц [33]
12. « Под энергией материальной системы в определённом состоянии мы понимаем измеренную в механических единицах работы сумму всех действий, которые производятся вне системы, когда она переходит из этого состояния любым способом в произвольно выбранное нулевое состояние ».
«Динамическая теория тепла»[25][36]
1852 год
Уильям Томсон
Само понятие энергии в этом смысле было введено Томасом Юнгом.
«Курсе лекций по естественной философии и механическому искусству» (англ. «A course of lectures on natural philosophy and the mechanical arts»)[34][35].
1807 год
Юнг
…….
Частные формы закона сохранения энергии
1. С фундаментальной точки зрения, согласно теореме Нётер, закон сохранения энергии является следствием однородности времени, то есть независимостью законов физики от момента времени, в который рассматривается система. В этом смысле закон сохранения энергии является универсальным, то есть присущим системам самой разной физической природы.
2. В Ньютоновской механике формулируется частный случай закона сохранения энергии – Закон сохранения механической энергии, звучащий следующим образом [3]
« Полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют только консервативные силы, остаётся постоянной ».
3. В термодинамике исторически закон сохранения формулируется в виде первого принципа термодинамики:
« Изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил над системой и количества теплоты, переданного системе, и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход ».
4. В гидродинамике идеальной жидкости закон сохранения энергии традиционно формулируется в виде уравнения Бернулли.
5. В электродинамике закон сохранения энергии исторически формулируется в виде теоремой Умова—Пойнтинга [12], связывающей плотность потока электромагнитной энергии с плотностью электромагнитной энергии и плотностью джоулевых потерь. В словесной форме теорема может быть сформулирована следующим образом:
« Изменение электромагнитной энергии, заключённой в неком объёме, за некий интервал времени равно потоку электромагнитной энергии через поверхность, ограничивающую данный объём, и количеству тепловой энергии, выделившейся в данном объёме, взятой с обратным знаком ».
6. В нелинейной оптике рассматривается распространение оптического (и вообще электромагнитного) излучения в среде с учётом много квантового взаимодействия этого излучения с веществом среды.
Соотношения между макроскопическими параметрами взаимодействующих волн носят название соотношений Мэнли – Роу.
7. В релятивистской механике вводится понятие 4-вектора энергии-импульса (или просто четырёхимпульса)[13]. Его введение позволяет записать законы сохранения канонического импульса и энергии в единой форме.
8. Являясь обобщением специальной теории относительности,
общая теория относительности пользуется обобщением понятия четырёхимпульса – тензором энергии-импульса. Закон сохранения формулируется для тензора энергии-импульса системы.
9. В квантовой механике также возможно формулирование закона сохранения энергии для изолированной системы.
Так, в шредингеровском представлении при отсутствии внешних переменных полей гамильтониан системы не зависит от времени и можно показать[14], что волновая функция, отвечающая решению
уравнения Шредингера, может быть представлена в соответствующем виде.
10. В квантовой механике имеются фундаментальные ограничения на то, насколько малым может быть возмущение системы в процессе измерения. Это приводит к так называемому принципу неопределённости Гейзенберга.
Закон сохранения материи.
Закон сохранения массы исторически понимался как одна из формулировок закона сохранения материи.
Закон сохранения массы – закон физики, согласно которому масса
изолированной физической системы сохраняется при всех природных и искусственных процессах.
В метафизической форме, согласно которой вещество несотворимо и неуничтожимо, этот закон известен с древнейших времён. Позднее появилась количественная формулировка, согласно которой мерой количества вещества является вес (с конца XVII века – масса).
1. « Принцип сохранения » применялся представителями Милетской школы для формулировки представлений о первовеществе,
основе всего сущего[2].
Позже аналогичный тезис высказывали Демокрит, Аристотель
и Эпикур (в пересказе Лукреция Кара).
2. «Ничто не может произойти из ничего,
и никак не может то, что есть, уничтожиться».
(V век до н. э.)[1]
Древнегреческий философ Эмпедокл.
3. Средневековые учёные также не высказывали никаких сомнений в истинности этого закона.
4. «Сумма материи остается всегда постоянной и не может быть увеличена или уменьшена… ни одна мельчайшая её часть не может быть ни одолена всей массой мира, ни разрушена совокупной силой всех агентов, ни вообще как-нибудь уничтожена» [3]
1620 год
Фрэнсис Бэкон
5. В ходе развития алхимии, а затем и научной химии, было замечено,
что при любых химических превращениях суммарный вес реагентов не меняется.
« Вес настолько тесно привязан к веществу элементов, что, превращаясь из одного в другой, они всегда сохраняют тот же самый вес ».
1630 год
Жан Рэ[en] (Jean Rey, 1583—1645), химик из Перигора.
Из письма к Мерсенну[4] [5]
6. С появлением в трудах Ньютона понятия массы как меры количества вещества, формулировка закона сохранения материи была уточнена: масса есть инвариант, то есть при всех процессах общая масса не уменьшается и не увеличивается.
7. « Все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-либо телу, столько же теряется у другого ».
1755г., М. В. Ломоносов в письме Л. Эйлеру [6]
8. Иммануил Кант объявил этот закон постулатом естествознания
1786г. [7]
9. Лавуазье в «Начальном учебнике химии» привёл точную количественную формулировку закона сохранения массы вещества.
« Ничто не творится ни в искусственных процессах, ни в природных, и можно выставить положение, что во всякой операции [химической реакции] имеется одинаковое количество материи до и после, что качество и количество начал остались теми же самыми, произошли лишь перемещения, перегруппировки ».
1789г., Лавуазье [8]
10. В XX веке обнаружились два новых свойства массы.
1) Масса физического объекта зависит от его внутренней энергии. При поглощении внешней энергии масса растёт, при потере – уменьшается.
Отсюда следует, что масса сохраняется только в изолированной системе, то есть при отсутствии обмена энергией с внешней средой.
2) Также, масса в современной физике оказывается неаддитивной
(масса системы не равна – вообще говоря – сумме масс компонент)
Сказанное означает, что в современной физике закон сохранения массы тесно связан с законом сохранения энергии и выполняется с таким же ограничением – надо учитывать обмен системы энергией с внешней средой, и между компонентами самой системы.
Взаимосвязь массы и энергии. [1]
Любое тело обладает энергией уже только благодаря факту своего существования, и эта энергия равна произведению массы этого тела на квадрат скорости света в вакууме.
Формула Эйнштейна:
Е = m*c^2
Косвенная взаимосвязь материи, энергии,
пространства и времени.
1. Формула Планка. [1]
Е = h * ν
2. Соотношение неопределённостей Гейзенберга. [2], [3]
Произведение неопределённостей значений двух сопряжённых переменных не может быть по порядку величины меньше постоянной Планка.
ΔЕ * Δt = h/2
Δx * Δv = h/2m
***
Заключение. 8. Применение закона
* Данный закон является необходимым и одним из самых
фундаментальных законов природы, естествознания и физики.
* Все остальные законы сохранения и превращения
являются соответствующим раскрытием данного закона.
* Т.о. данный закон будет использоваться во многих областях
науки и техники, для понимания и расчёта соответствующих
физических явлений и технических устройств.
9. Общественные цели данной статьи
* Вклад в развитие фундаментальной науки.
* Слава русской науки.
* Правильное представление устройства данной части мироздания,
т.е. верное мировоззрение общества.
10. Наименование закона
В терминах общей физики, природа состоит из:
пространства, энергии и материи во времени.
В терминах хроно-квантовой физики, природа есть:
все-единое хроно-квантовое поле, или короче: единое поле.
Исторически сложилось, что законы называют, в т.ч.,
по именам первооткрывателей. Над данным законом, в той или иной степени, работали и будут работать различные учёные,
каждый из которых внёс свой определяющий вклад.
Поэтому для краткого именного названия,
целесообразно выбрать исследователей, внёсших самый существенный вклад,
и установивших взаимосвязь базисных явлений природы.
По одному имени на каждое базисное явление.
А полное именное название должно включать имена всех учёных, очевидно.
It qp = E + mΔ*c^2 + G*mv^2/V1 = const
т.е. It ~ V + E + m = const – Завьялов
I ~ V = const
F = G*m1*m2/r^2 т.е. V ~ E,m – Ньютон
Е = m*c^2 т.е. E ~ m – Эйнштейн
I ~ m = const – Ломоносов
I ~ E = const
И другие учёные-первооткрыватели, см. раздел 7.
Т.о. может быть несколько равнозначных наименований данного закона, используемых в зависимости от рассматриваемых явлений и контекста:
● закон сохранения и превращения:
пространства, энергии и материи во времени
● закон сохранения и перестроения единого поля
● закон Завьялова – Ньютона – Эйнштейна – Ломоносова …
А также:
● закон сохранения и превращения базисных явлений природы
● закон сохранения и превращения природы
И т.п.
***
Книга 24. Хроно-Квантовая физика – Качественное соответствие
1. Вводные представления, и формула Все-Единого поля
Первоосновное явление Природы:
Всё – из хроно-квантов на Элементах-Природы.
Хроно-Квантовая физика соответствует Теории единого поля в Общей физике.
1.1 Определение и задачи.
* Хроно-Квантовая физика – наука о первооснове Природы,
утверждающая что: всё существующее и возможное
происходит и состоит из:
хроно-квантовых множеств Элементов-Природы,
и по законам их переключений и пересоединений
в мульти-хордах мета-квантов.
● Соотношение разделов физики:
1. Хроно-Квантовая физика
2. Квантовая механика, Релятивистская механика
3. Физика элементарных частиц, полей и пространств
4. Общая физика
5. Инженерия и Техника
* Задачи Хроно-Квантовой физики: объяснить и овладеть
самой первоосновой Природы, создав фундамент для:
Общей физики, Естествознания и всей Науки.
В т.ч.:
* Научиться управлять пространством и гравитацией
// Произойдёт в 21-м веке. //
* Построить технически Все-Могущий-Элементный-Конструктор
* и Машину-Времён.
// Произойдёт в конце эволюции человеческой цивилизации
нашей Вселенной, … , после чего, для всех поколений,
в т.ч. мнимо-умерших в Первой-Земной жизни,
настанет Вечная-Жизнь, в различных своих возрастах,
на волнах-времени. //
1.2 Элементы-Природы.
Всё – есть: Природа. Всё что существует – явления Природы.
Всё происходит и состоит из: элементарных явлений Природы, называемых: Элементы-Природы.
Они есть, будут и были всегда. В т.ч. т.к.: не может что-то появиться из ничего, а из хаоса возникнуть упорядоченность.
Так устроен Весь-Мир.
Суть:
Природа – есть: существование и взаимодействие своих Элементов.
1.3 Начала физики.
Первичные определения и соответствия
Хроно-Квантовой и Общей физики.
1. Существование и взаимодействие – базис Природы.
* Всё что есть или может быть – существует из хроно-квантов
и взаимодействует по их законам.
2. Пространство, энергия и материя –
базисные виды существования Природы,
* Состоящие из мульти-хорд мета-квантов.
3. Время – последовательность состояний Природы.
* Мгновение – два переключения хроно-квантового поля между
состояниями.
4. Природа – квази-материальна.
* Т.е. в каждое явное состояние Вселенной,
материя, энергия и пространство – материальны.
* В анти-явном состоянии, Вселенная – материальна,
но не измерима.
* Во «время» переключения между состояниями,
Природа – не материальна, существует и осуществляется только
Все-Единое Cуществование-и-Взаимодействие Природы.
5. Физические законы выражают логико-математические соотношения в
явлениях Природы, в теории и эксперименте. Они неизменны и
работают всегда.
6. Взаимодействие «превращает» математическую абстракцию в
физическую реальность.
***
2. Формула Все-Единого поля
1.4 Базис Природы, или
закон о материи, энергии, пространстве и времени.
В замкнутой хроно-квантовой системе,
материя, энергия и пространство:
видо-изменяясь и взаимно-превращаясь,
остаются количественно постоянными.
I.t ~ Vn + E + M
(1)
I●t qp = G*mv^2/V1 + mΔ*c^2 + E
(2)
* Материя, энергия и пространство не исчезают в никуда и не появляются из ничего, а лишь переходят из одного вида в другой, и являются одной из производных форм хроно-квантовых объединений, суть: базисом Природы.
т.е. Материя, энергия и пространство эквивалентны хроно-
квантовому полю природы.
Формула качественно выражает объединение базисных
явлений Природы в единую сущность и взаимодействие Природы.
И является:
* Законом сохранения и превращения: материи, энергии и пространства, производимых хроно-квантами.
Формула (1) – выражает качественное соотношение базисных явлений Природы, и является: формулой Все-Единого Поля, в её необходимой части и минимальной форме. Она устанавливает взаимосвязь всего существующего, в первичном приближении.
Формула (2) – их количественное соотношение, в энергетических единицах общей физики.
* Где:
В формуле (1):
It – хроно-квантовое поле
. – Элемент-Природы
Vn – пространство E – энергия M – материя
«+» и «~» – операторы взаимодействия Природы.
// В минимально качественном смысле: т.е. они не
указывают численные характеристики и как именно происходит
взаимодействие, а только говорят, что: M, E, Vn, It –
взаимодействуют, сохраняются и превращаются друг в друга. //
В формуле (2):
It qp – данная замкнутая хроно-квантовая система
t – время q – хроно-кванты p – кванты-вероятности
. – Элемент-Природы
G – гравитационная постоянная, c – скорость света
Математические знаки:
«=» равенства, «+» сложения, «*» умножения, «/» деления, «^» степени
Величины объектов, составляющих измеряемую систему:
mv – масса самого пространства,
или пространственной структуры моно-хорд
V1 – одно-мерный объём,
т.е. расстояние характеризующее данный объём пространства
mΔ – масса материи, которая может быть переведена в энергию
E – энергия различных видов
* Данное соотношение является:
необходимым и самым фундаментальным законом Природы,
и называется:
законом Завьялова и Ньютона-Эйнштейна-Ломоносова…
// Формула имеет такое название, т.к. выведена в т.ч. из
предыдущих научных открытий: F=G*mm/r2 – Ньютон,
Е=mc2 – Эйнштейн, m=const – Ломоносов, Е=сonst –
и другие. //
1.5 Все-Единое Существование-и-Взаимодействие Природы.
В виде формул, приводятся в книгах Хроно-Квантовой физики,
(и будут раскрываться в последующих изданиях).
Здесь приводится взаимосвязанность элементарных явлений Природы.
m, E, Vn, t
I8 = {Q) -;)* αi^ω * {I8) *{– {Q)* {i^)
) ]
I^ 1/0’ 0/1’
– + 1/2
Itqp ~ Vn + M + E
Первично декларирующей и взаимосвязывающей элементарные, базисные и все возможные явления Природы:
m, E, Vn, t – материя, энергия, пространство и время