Коллега, можно согласиться с тем, что сила является всего лишь градиентом энергии. И в этом имеется определённый смысл. Однако, зачем нам разделение сил на поверхностные и объёмные?
И вновь хороший вопрос. Давайте вспомним о том, что в прошлом веке человечество мечтало о полётах в Космос. Но человек в далёкий Космос так и не полетел. Как Вы думаете, почему?
А, ответ довольно прост:
Для полётов в далёком Космосе требуются очень большие скорости и, соответственно, огромные ускорения. Однако ускорение ракеты (или иного летательного аппарата – например, летающей тарелки) за счёт поверхностной силы влечёт деформацию самой ракеты и всего, что в ней находится.
Какое ускорение, при этом, может выдержать человек? Всего в десять (максимум, в двадцать) раз больше ускорения свободного падения у поверхности Земли, ибо во столько же раз увеличивается и обычный вес человека.
Далеко ли мы улетим с ускорением 200 м/с^2? Будем летать только в пределах Солнечной системы, ибо разгон и торможение окажутся слишком продолжительны. И эта проблема для поверхностных сил неразрешима. Значит, освоение далёкого Космоса с реактивной тягой невозможно по определению.
Коллега, с Вами трудно не согласиться. И каков здесь выход?
Как это ни странно, выход был предложен нам более ста лет назад. Именно тогда Никола Тесла (1856-1943) предложил использовать в качестве тяги объёмные силы. Напомню, что такие силы приложены одновременно к каждой элементарной частице по всему объёму тела и деформаций в нём не вызывают (сила тяготения, сила инерции).
Не трудно догадаться, что в этом случае мы можем использовать огромные ускорения и достигать маршевых скоростей за считанные секунды (или доли секунды).
Как видите, мой друг, разница между поверхностными и объёмными силами огромна. Правильное понимание и использование этой разницы имеет большое практическое значение.
Коллега, но как это можно использовать в практике?
Очень странно, но мы будто не замечаем, что сама Природа использует объёмные силы в броуновском движении, которое основано на хаотически возникающих флуктуациях энергии.
Справка: Флуктуации (от лат. fluctuatio – колебание), случайные отклонения наблюдаемых физических величин от их средних значений.
Известны, к примеру, флуктуации электрические, связанные с хаотическими изменениями потенциалов, токов и зарядов в электрических цепях и линиях связи. Иногда их связывают с «тепловым шумом», который обусловлен тепловым движением носителей заряда в проводнике, в результате чего на концах проводника возникает флуктуирующая разность потенциалов.
Известна так же и флуктуационная гипотеза Больцмана, согласно которой весь наблюдаемый звёздный мир, включая Солнечную систему, является одной из грандиозных флуктуаций во Вселенной, находящейся в целом в состоянии термодинамического равновесия.
В результате флуктуаций энергии в капле воды образуются и тут же исчезают потенциальные поля, которые успевают «втянуть» броуновскую частицу в направлении своего центра.
Появление и исчезновение полей происходит с огромной частотой. Примерно с такой же частотой броуновская частица меняет направление своего движения, подвергаясь каждый раз значительному ускорению. Однако деформаций она не испытывает, ибо всё время находится в «свободном падении». Подробнее о броуновском движении мы поговорим чуть позже.
Если в качестве среды использовать не каплю воды, а открытый Космос и взамен броуновской частицы – космический аппарат (летающую тарелку), то нам останется лишь управлять процессом флуктуации энергии в данной среде с тем, чтобы хаотическое движение превратить в направленное. Для этого Тесла и предложил использовать внешнюю энергию в резонансе с собственными колебаниями данной среды. Известно, что для резонанса много энергии не требуется, а эффект поразительный (вспомните «плачевный» результат с мостом, когда по нему шагала «в ногу» рота солдат).
Коллега, почему же, тогда, никто не занимается этой проблемой?
Справедливости ради необходимо сказать, что эта проблема нами уже частично решена в полупроводниках. Ещё немного (всего шажок) и мы бы не только летали на огромные расстояния за пределы Солнечной системы, но и легко перемещали любые грузы. Причём, «летательным аппаратом» был бы сам перемещаемый груз.
Однако, как принято говорить, «вкралась досадная ошибка» и мы реальное природное явление объяснили не действием объёмных сил, а ударами по броуновской частице (удар – действие поверхностных сил). Допустили ошибку и потеряли всякий интерес к данной проблеме.
Такое, к сожалению, с нами происходит довольно часто. К примеру, профессор математики и астрономии Тюбингенской академии М. Местлин частным образом знакомил Кеплера с гелиоцентрической системой мира Коперника, хотя сам был вынужден преподавать астрономию в соответствии с геоцентрической системой Птолемея.