Школьникам на заметку

Перевод статьи на английский язык, упоминание о статье и любое использование опубликованного в статье материала в англоязычных публикациях без разрешения автора запрещается!

Школьникам на заметку. Блез Паскаль


1. От автора.

"Весь багаж знаний, накопленный людьми, я вправе сравнить с кастрюлей, где всё «кипит, и всё сырое». Вопрос стоит не о том, чего в этом «борще» не хватает, «соли или перца», вопрос в другом – как выбраться из «кастрюли»!"
Это цитата из рецензии П.Я.Клочкова на статью В.Сорокина «НМБ-29» http://proza.ru/2009/01/20/11, и мне нравится, как иронично в ней выражается состояние современной науки, в том числе, и тех знаний, которые дают детям в школе на уроках физики. Дети плавают в этой «кастрюле сырых знаний», знаний, которые официально утверждены в образовательном процессе, и не предполагают, что это в большинстве своём не знания, а домыслы современных учёных к предположениям учёных прошедших веков. И настоящими знаниями во всей этой бурлящей «кастрюле» являются лишь отдельные «крупинки» вроде законов Кеплера для вращающейся (неинерциальной) системы или второго закона Ньютона для инерциальных (и только инерциальных, а не для любых других!) систем, принципа относительности Галилея или принципа гелиоцентризма Коперника.
Школьники не знают, что за пределами «кастрюли знаний» со всех сторон бурлит похожий бульон, но уже с другими домыслами и предположениями, многие из которых намного ближе к тому, чтобы их назвать «знанием», чем те, которые кипят в школьной «кастрюле» и никогда знаниями стать не смогут, потому что навсегда останутся сырыми из-за своей глупости или абстрактности. Но, если в предыдущих поколениях школьников только самые любознательные из них догадывались об «иных, альтернативных» знаниях, потому что бегали в библиотеки и тратили время на читальные залы, интересуясь непонятным и неизведанным, а остальным это было лень, то современным школьникам необычайно повезло. Им достаточно зайти в Интернет, и там на любую тему можно найти различную информацию и, в том числе, различные предположения из научной тематики, включая, конечно, и то, что преподают в школе. То есть у современного школьника есть постоянная возможность сравнивать школьные знания с внешкольной информацией, и этот факт сам по себе будет влиять на ускорение развития наук, в том числе, теоретических, и, конечно, тех, что преподают в школе. Потому что несоответствие разных «знаний» будет постепенно «подстёгивать» любознательность, изначально присущую человечеству.


2. Ошибка Паскаля.

Возьмём тугую резинку определённой длины и толщины, привяжем к одному её концу тяжёлую гайку и подвесим другим концом на вбитый в стену или в столб гвоздь. Под весом гайки резинка немного растянется, и длина растяжения будет зависеть от степени упругости резины.
Факт растяжения мы привыкли объяснять приложением сил с двух разных сторон – веса груза и силы упругости вещественной связи, где вес – это сила тяжести, груз – это гайка, связь – это сама резинка в качестве «резиновой» нити, а вещество, естественно, – резина. В подобном объяснении мы не учитываем гвоздь, на который мы подвесили резинку с гайкой. А ведь он держит эту резинку с грузом, и связь груза через резину осуществляется именно с гвоздём, а через него – со стеной (или, точней, через его вещество, металл – с вертикальной поверхностью, в которую этот гвоздь вбит), а через стенку – с поверхностью Земли.

Но представим другое положение груза – гайка лежит на поверхности стола и своей массой давит на стол, распределяя это своё давление на все ножки стола, опирающиеся о землю. Вес, или сила тяжести, в данном случае является силой давления гайки на поверхность стола. Эта сила уравновешивается силой отталкивания, которая в данном случае является силой упругости вещественной поверхности стола, которая обычно твёрдая, а не резиновая и тонкая, как у батута. Если же поверхность у стола тонкая и резиновая, то наблюдается некоторое прогибание поверхности и её напряжение (натяжение) в направлениях ко всем ножкам стола. То есть, можно констатировать факт – величина давления гайки на стол уравнивается величиной давления стола своей поверхностью на гайку, при этом величина деформации поверхности стола зависит от упругости вещества, из которого изготовлена поверхность стола.

Теперь представим, что груз не лежит на упругой поверхности стола, а висит на упругой нити или резинке, натянутой горизонтально между двумя закреплёнными в земле столбиками. Под весом груза нить (резинка) прогибается, провисает, то есть величина давления гайки на нить уравнивается величиной давления нити или резинки на гайку, при этом высота провисания резинки зависит от упругости резины как вещества.
Ну, и теперь отвязываем какой-нибудь конец резинки (нити) от одного столбика, оставляя гайку висеть на одном конце резинки. То есть мы представляем первоначальный эксперимент – тугая резинка (нить) определённой длины и толщины с привязанной к одному её концу тяжёлой гайкой, висящая над земной поверхностью на гвозде. Только теперь мы уверенно можем объяснить факт растяжения резинки (нити) не только воздействиями с разных сторон, то есть приложением двух противоположно направленных сил, но и уравниванием разности давлений – давление груза на упругую нить уравнивается с давлением нити на груз, которое как раз возрастает при растяжении нити вплоть до выравнивания с давлением груза.
Так как через нить груз давит на вбитый в столбик гвоздь, а через гвоздь давит на сам столбик, вкопанный в землю, и уже через столбик давит на землю, то логично было бы утверждать, что причиной растяжения нити, на которой висит груз, является давление груза на Землю, при этом величина растяжения нити зависит от степени упругости нити как способности «передавать» давление. Но логика первого из этих двух утверждений поправляется знанием сути гравитации (см. статью «Закрытие Всемирного тяготения» http://proza.ru/2020/02/06/1647): притяжение земного предмета к земной поверхности вызвано давлением поверхности Земли на предмет, так как он принадлежит Земле как системе (как планете), – в начале указанной статьи есть наглядная иллюстрация, как теннисный мяч притягивается при ударе к поверхности ракетки. Так что верным будет утверждение, что, наоборот, Земля через вкопанный столб, гвоздь и нить давит на привязанный к нити висящий груз.
Точно также будет верным утверждение, что Солнце, вращая свои планеты, давит на каждую планету через собственное направленное на планеты излучение, а человек, вращая груз на верёвке вокруг себя, давит на груз через верёвку.

В этом нет противоречия с принятым в физике объяснением, что причиной растяжения и натяжения резинки (нити, верёвки) являются разносторонние воздействия, мерами которых являются приложенные к грузу противоположно направленные силы. Воздействие – это понятие Вселенной, связь материи и пространства, оно имеет мерой силу и выражается таким действием как «передача энергии объекту». А Давление – это одно из Основных понятий Бытия, чувство, которое испытывает субъект, находясь в покое своей субъективной реальности, и которое тоже можно измерить, но мерой ему является «потенциал напряжения». Поэтому два объяснения, «через воздействия» и «через давление», исходят из разных точек зрения на причину явления – с объективной точки зрения процесс объясняется уравновешенными воздействиями, а с субъективной точки зрения – уравненным давлением.

Теперь самое время вспомнить Блеза Паскаля (середина 17 века) с его «силой», которую он назвал «давлением», перепутав и смешав, по незнанию основ Бытия, меру воздействия на объект с мерой сохранения движения в веществе объекта. Давление не может быть силой, то есть мерой, физической величиной, потому что само является действием, явлением, процессом, а любой процесс имеет собственную меру. Представлять давление как вид воздействия – например, как давление на объект в одном направлении, – конечно, можно, но неправильно, потому что их меры (потенциал и сила) различны, и даже закон, открытый учёным, демонстрирует существенную разницу между воздействием и давлением в том смысле, как его понимал француз. Паскаль сформулировал положение о том, что при воздействии на замкнутую систему, состоящую из однородного вещества, «системная» физическая величина, которую он научился измерять и назвал термином «давление», имеет одинаковые значения вне зависимости от расположения в системе точек измерения этой величины относительно точки воздействия на систему (закон Паскаля: «давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку этой жидкости или газа без изменений во всех направлениях»). Подробнее об этом можно почитать в статье «Давление и температура. Что мы измеряем?» http://www.proza.ru/2019/10/04/1682.
Если бы не эта ошибка знаменитого учёного, приведшая к путанице в названиях явлений и, отсюда, к неверному отношению научного сообщества к давлению, то, возможно, наука не сейчас лишь, а намного раньше достигла бы понимания основных процессов Вселенной – Воздействия на объект, Восприятия объекта и Сохранения движения объекта.


На следующих занятиях мы будем рассматривать ошибки Гюйгенса, Ньютона, Больцмана и других гениев. Не ошибается только тот, кто ничего не делает, а эти учёные двигали науку, и благодаря им, мы имеем эту науку.