Очерки материального мира.
Количество.
Продолжение публикации http://www.proza.ru/2018/01/12/1722
Посчитать материю, на первый взгляд, просто – раз, два, три, пять частиц… умножаем на массу частицы и получаем массу материального объекта. А ведь масса – это объективная мера материи.
Любая система измерения массы основана на принятии субъектом её эталона. Если мы примем за эталон инерционную частицу, протон, или нейтрино, то масса будет измеряться в количестве этих частиц. Если же мы приняли за эталон 1 килограмм, то будем измерять все массы, в том числе инерционную частицу и протон в граммах или килограммах. Но от этого суть определения массы как количества частиц не изменится, а количество – это, как мы знаем, вид информации, одна из мер восприятия. Поэтому, сколько частиц нам доступно будет для восприятия, даже с помощью любых приборов, столько массы мы и насчитаем, а недоступную для нашего восприятия массу учесть не сможем.
В массу физического тела (например, нуклона) войдёт постоянное количество инерционных частиц, составляющих это тело и находящихся в покое относительно друг друга (то есть движущихся одновременно в одном направлении с одинаковой скоростью), а также изменчивое количество частиц, движущихся в этом теле относительно частиц, находящихся в покое относительно друг друга. Изменчивое, потому что в любой момент измерения массы часть этих инерционных частиц принимает или передаёт колебания, то есть «взаимодействует» с пространством, что влияет непосредственно на наличие или отсутствие частицы в физическом теле. А если мы будем измерять массу материального объекта – это будет сумма масс физических тел, входящих в этот объект и находящихся в покое относительно друг друга, с учётом изменчивой массы физических тел, движущихся в этом объекте относительно тел, находящихся в покое относительно друг друга. Изменчивой, потому что в любой момент измерения эти движущиеся тела взаимодействуют с пространством, что влияет на количество частиц в каждом из этих физических тел.
Это значит, что в массу атома входят масса ядра и изменчивая масса электронов (если верна планетарная модель атома). Это значит, что в массу Земли входит масса её неподвижных по отношению друг к другу объектов и изменчивые массы находящихся в постоянном движении атмосферы, гидросферы, геосферы и биосферы. Это означает, что масса Земли непостоянна, так как часть объектов, например, вулканическая лава, может начать двигаться и затем снова застыть и быть в покое относительно других горных пород, что на какой-то период изменяет массу планеты, не говоря уже о постоянном движении потоков воздуха в атмосфере и передаче атмосферных газов в окружающий космос. Это значит, что если взвесить отдельно все «части» Земли, сумма их масс всегда будет больше массы Земли, взвешенной сразу «целиком». Такая ситуация возникает при любых измерениях массы физических тел – для измеряющего субъекта всегда наблюдается дефицит массы, связанный с движением материи. Для атомного ядра, возможно, именно это явление получило название «дефект массы».
Посчитать пространство, хоть в нём и больше измерений, легче – расстояние в одну сторону в количестве диаметров ячейки, получается длина или ширина, расстояние в другую сторону – после умножения получим площадь. А измерив расстояние в третью, перпендикулярную площади, сторону – в результате получим объём, часть пространства. Расстояние, или длина – это объективная мера пространства, а для субъекта это протяжённость пространства в одном направлении, измеренная по прямой, то есть по кратчайшей траектории.
Система измерения расстояний основана на принятии субъектом эталона длины. Приняв диаметр ячейки пространства за эталон, мы могли бы измерять расстояния в минимальных длинах. Но уже приняв за эталон 1 метр, мы все расстояния, в том числе фундаментальную длину будем измерять в сантиметрах, метрах и километрах.
А как посчитать движение, количество действий, колебаний? Собственные колебания частицы, и ещё движение колеблющейся частицы в составе движения физического тела, и ещё движение частицы вместе с телом при вращении планеты и т.д. – это её суммарное движение в разных системах отсчёта. Для начала необходимо себе представить фотоны, как единичные колебания в составе физического тела.
Например – стадион, эстафета. На старте множество Х участников разных команд с кирпичами в руках. По сигналу одновременно все срываются и бегут, передают кирпичи как эстафету стоящим на трассе следующим участникам своих команд, и так до финиша, куда практически одновременно прибегают, запыхавшись, последние участники всех команд и сваливают кирпичи в кучу.
Если каждый участник – инерционная частица, квант материи, то множество Х участников команд составляют физическое тело, расположенное в пространстве стадиона, и тогда:
а) пара шагов любого участника – диаметр ячейки, квант пространства. При получении кирпича за первые два шага участник набирает свою предельную скорость и убегает с этой скоростью, а предыдущий участник остаётся на его месте,
б) пробег участника с кирпичом от получения кирпича до передачи кирпича следующему участнику своей команды – колебание с предельно возможной скоростью – квант движения, фотон. На первых двух шагах ускорение – действие со средней скоростью в половину предельной скорости, следующее действие – равномерное движение с предельной скоростью,
в) путь, беговая дорожка каждой команды от старта до финиша – прямолинейная траектория в пространстве физического тела – длина конечного количества колебаний, совершённых инерционными частицами,
г) расстояние между путями разных команд (между беговыми дорожками) – не менее двух шагов (не менее диаметра ячейки, кванта пространства), ширина движения,
д) кирпичи – энергия, которую участники передают друг другу. Ни один участник не может бежать, пока не получит кирпич, а количество кирпичей, полученных на старте и перенесённых к финишу, одинаково, согласно закону сохранения энергии,
е) расстояние от одного участника команды до другого на беговой дорожке – протяжённость фотона, длина колебания инерционной частицы, которую можно выразить в количестве квантов пространства. При прямолинейном движении эта длина одинакова для всех частиц,
ё) итогом эстафеты является сдвиг всех участников на длину одного колебания. То есть физическое тело, сложенное множеством Х квантов материи, перемещается на длину одного фотона, равного определённому количеству квантов пространства, в одном направлении.
В данном примере рассматривается прямолинейное движение, как самое простое. При расположении беговых дорожек по окружности вокруг стадиона длины путей не совпадают у разных команд и различаются в зависимости от радиуса кольцевой дорожки на стадионе. Возникает несогласованность колебаний, которая в физическом теле приводит к появлению электрического заряда, и такой пример пока не рассматривается.
Фотон в приведённом примере, как колебание инерционной частицы, характеризуется не только постоянной величиной скорости в прямолинейном движении (предельная скорость), но и постоянной величиной переносимой энергии (кирпича), причём эта величина не зависит от времени передачи (пробега с кирпичом), зависящего, в свою очередь, от протяжённости колебания. Поэтому количество фотонов, или количество действий, проще считать как количество энергии, кратное минимальному «объёму» энергии – энергии кванта материи E=mc^2/2.
Этим примером снова показано, что фотон является процессом передачи энергии (ранее это показано в «Очерки ММ. Движение» http://www.proza.ru/2018/01/07/1461). Любые изменения в пространстве – перемещения физических тел, поглощения и излучения, воздействия силой и возмущения – содержат конечное количество фотонов, то есть колебаний, совершаемых с предельной скоростью. Инерционная частица, отдавая энергию, перестаёт существовать как квант материи, так как её масса – это минимальная величина сопротивления пространства движению, и эта величина является составной частью энергии наряду со скоростью движения, а, отдав энергию, частица отдаёт и массу. Таким образом, инерционную частицу мы рассматриваем как носитель не только минимальной массы, но и минимального количества энергии. Частица существует лишь в движении, а значит, всегда обладает кинетической энергией E=mc^2/2 в качестве меры её способности к движению, а именно, к перемещению в процессе одного колебания, к одному фотону.
Количество энергии в физическом теле, состоящем из инерционных частиц, согласно логике, должно быть суммой энергий всех его частиц или энергией, рассчитанной из массы тела М как суммы масс его инерционных частиц E=Мc^2/2 – это инерционная энергия физического тела (не путать с энергией E=Мv^2/2 – это кинетическая энергия тела, движущегося со скоростью v). В то же время это есть минимальное количество энергии, которое могут передать все инерционные частицы в пространстве физического тела из одной точки в другую, то есть в одном направлении за период одного общего движения. А максимальное количество энергии, передаваемое частицами в пространстве физического тела в одном направлении, зависит от протяжённости колебания (E=mc^2r/(d+r) или E=mc^2n/(n+1) – так показано в статье «Физический смысл постоянной Планка» http://www.proza.ru/2018/01/19/1663), и это есть количество энергии, передаваемое за определённый период, аналогичный периоду передачи энергии на это же расстояние с минимальной скоростью. Такую передаваемую энергию мы будем называть информативной, чтобы отличать её от инерционной и кинетической.
Чем меньше протяжённость колебаний инерционных частиц в физическом теле, тем большую работу в среднем совершает частица при передаче энергии на минимальное расстояние в пространстве (A=E/n=mc^2n/n(n+1)=mc^2/(n+1), где A – работа инерционной частицы, E – максимальное количество переносимой частицами энергии (информативная энергия), m – масса инерционной частицы, c – предельная скорость (скорость фотона), n – количество минимальных диаметров d пространственной ячейки в длине r колебания инерционной частицы). Эта работа равна энергии, которая необходима инерционной частице для перемещения между ячейками на длину диаметра ячейки в её колебании протяжённостью r, кратной диаметру ячейки d. Иными словами, эта работа равна энергии, необходимой кванту материи для перемещения на квант пространства при совершении кванта движения (фотона) протяжённостью r=nd.
Такое количество энергии (E=mc^2/(n+1)) называется в логофизике информативной энергией точки (ячейки), в отличие от кинетической энергии инерционной частицы (E=mc^2/2). Информативная энергия – это энергия, передаваемая частицами в одном направлении другим частицам, то есть мера передаваемой способности, а кинетическая энергия является мерой собственной способности инерционной частицы (и, по сути, является её же инерционной энергией). То же самое относится к физическим телам и к материальной среде – они сложены инерционными частицами, поэтому обладают как кинетической, так и информативной энергией. Понятно, что при минимальной протяжённости колебания (когда r = d) информативная энергия в точке передачи колебания равна кинетической, то есть переходит в кинетическую энергию частицы. А при протяжённости r=nd количество информативной энергии, переданной на длину фотона за время передачи энергии на это же расстояние с минимальной скоростью, превышает количество кинетической энергии, которой обладает инерционная частица в этой точке, в 2n/(n+1) раз.
Так как информативная энергия переносится инерционными частицами за период, аналогичный периоду передачи энергии с наименьшей скоростью, то, зная длительность периода передачи (2dn/c), можно узнать количество энергии, передаваемой фотоном протяжённостью r=nd за единицу времени (E=(mc^2n/(n+1))/(2dn/c)=mc^2c/2d(n+1), что можно трактовать как E=«н»*mc^2/(n+1) – произведение информативной энергии точки и максимальной частоты передачи колебаний, или как E=f/(n+1)*mc^2/2 – произведение кинетической энергии кванта материи и частоты фотона, где f =c/d – идеальная частота передачи энергии, и греческая буква «ню» н=c/2d – максимальная частота передачи колебаний от частицы к частице в пространстве).