Трактат О броуновском движении

  Легенда о честном Эйнштейне

Альберт Эйнштейн получил учёную степень доктора наук, в общем-то, за то, что сейчас должен знать каждый выпускник средней школы: "Единичное смещение взвешенной частицы за время t (очень малое) есть результат её случайного нескомпенсированного столкновения с хаотической частицей среды"; "Тепловое движение частиц среды является причиной наблюдаемого в микроскоп хаотичного движения взвешенных частиц".

Первая статья, написанная Эйнштейном на тему броуновского движения в 1905 году, называлась "О движении в покоящейся жидкости взвешенных частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты". Выходит, что теория теплоты требовала, чтобы объяснение броуновского движения было именно таким, каким оно нужно теории, и математик с этой задачей справился...

Прошло много лет. Эйнштейн уже был автором более 300 научных статей и очень знаменит. Хоть однажды он и сказал, что "Чем больше моя слава, тем больше я тупею...", одна светлая мысль (как минимум) всё же пришла ему в голову и в преклоннном возрасте.

Это была мысль о реальном соотношении масс взвешенной частицы и частицы среды. То есть то, с чего нужно было начинать объяснение броуновского движения, заставило его крепко призадуматся только в конце жизни.

Самая известная атмосферная броуновская частица - это частица тумана или тучи; самая распространённая в воздухе частица - это молекула азота, так как воздух на 78% состоит именно из него. И вот то соотношение масс, которое Эйнштейн мог увидеть в справочниках по физике: масса частицы тумана - 6,25 на 10 в  -11 степени кг; масса молекулы азота - 0,465 на 10 в -25 степени кг.  И что же это такое получается?.. А то и получается, что масса взвешенной частицы больше массы частицы среды примерно в квадриллион раз (квадриллион - это число с 15 нулям).

Примерно такое же соотношение масс у паровоза и у частицы дыма из его трубы. И из соотношения реальных масс следовало, что абсолютно нереально, чтобы наблюдаемое даже с помощью двояковыпуклой линзы смещение взвешенной частицы было результатом единичного столкновения её с частицей среды. Ну нереально - и всё!

Второй вопрос: "Каково же реальное число молекул воздуха в пограничном с частицей тумана слое?..". Выходило, что плотно взаимодействующих с частицей тумана частиц воздуха никак не меньше миллиардов...

При таком количестве ударов частиц среды по условно шарообразной частице тумана вероятность нескомпенсированного удара за время t очень малое только у математиков не может быть равной нулю. Из этого следовало, что он и Смолуховский своим объяснением броуновского движения только насмешили вечность, ведь кто-то когда-то обязательно всё объяснит не так глупо, как они.

День ото дня уверенность в этом в Эйнштейне только росла. Но он не мог как-то  иначе объяснить наблюдаемое смещение броуновской частицы. Ну не мог - и всё.

Сказать, что его мучали угрызения совести, - ничего не сказать: Эйнштейн стал просто чахнуть. И он нашёл единственный для себя выход - повиниться перед научным сообществом и призвать учёных подумать над другим объяснением броуновского движения... и теплоты - тоже.

Он отправляет в редакцию авторитетного научного журнала саморазоблачительную статью с извинениями и ждёт ответ. Ответа нет. Но со стороны он узнает вердикт редакции и узкого круга учёных: "Старина Эйнштейн просто спятил".  И по этому поводу Эйнштейн сказал: "В моменты просветления я задаю себе два вопроса: "Это ты спятил?"; или "Это другие так поглупели?". Этот вопрос ставит меня в тупик". А поглупели в его глазах все учёные - все до одного, включая его самого. И он сказал: "В мире есть две бесконечности - Вселенная и глупость. Впрочем, я не уверен насчёт Вселенной".

Примерно тогда же он понял, что является причиной всех заблуждений всех физиков. Это была математика. "Законы математики, имеющие какое-либо отношение к реальному миру, ненадежны; а надёжные математические законы не имеют отношения к реальному миру"."Математика - это единственный совершенный метод водить себя за нос" (Эйнштейн)... и других математиков - тоже". А самих математиков он сравнил с политиками: "Придумать свою формулу - это важнее, чем участвовать в политике: политики приходят и уходят, а формулы остаются,,," (Эйнштейн)... и продолжают управлять разумом безумцев.

"Из дома реальности легко забрести в лес математики, но лишь немногие способны вернуться обратно" (Хуго Штейнхаус)... и назвать математику идеалистической и лингвистической наукой. Эйнштейн вернулся, но было уже поздно: математики в своих блужданиях забрели слишком далеко - не докричаться.

Правильно объяснить броуновское движение смог бы либо сам Архимед, либо тот, кто внимательно читал его Книгу 1. Но математики совсем не умеют читать и, скорее всего, даже не читают тексты, в которых нет формул. Однако первым, кто озвучил истинную причину хаотического движения сухой пыльцы в капле воды, был сам ботаник Роберт Броун. И причина тут та же самая, что заставляет колебаться барабанную перепонку в каждом ухе.


   Трактат "О броуновском движении"

Аксиома1. Давление в любой точке водоёма или атмосферы равно напряжению взаимного отталкивания равноудаленных вибрирующих частиц,  которое равно весу всех частиц, расположенных над данной точкой.

Аксиома 2. Очень медленное оседание взвешенной  в воде или в воздухе частицы обусловлено обжимающим давлением среды на частицу, которое с любого возможного направления больше веса самой частицы.

Лемма. Резкое смещение взвешенной частицы в любую сторону может  быть  результатом только импульса (толчка) асимметричного давления среды на частицу.

Теорема. Причиной хаотического движения взвешенных в воде и в воздухе частиц являются ударные фронты звуковых колебаний, как прямых, идущих от их источников, так и отраженных от чего-либо, а также флуктуации давления, всегда присущие сдавленным и упругим жидкостям и газам.

Отсюда: "броуновское движение" - это кажущееся хаотичным движение взвешенных частиц, являющееся результатом действия на них ударных фронтов звуковых и иных колебаний в сдавленных и упругих средах.

Примечания. В опытах Жана Перрена (1870-1942) частицы гуммигута не движутся в воде хаотически, а словно с переменным успехом от чего-то бегут. Траекторию движения частицы учёные даже назвали "путь матроса из бара на корабль".

Назвать-то назвали, а объяснить не смогли. Но она уже на поверхности: причиной такого движения частицы гуммигута в шумозащищенной комнате могла быть даже ультразвуковая составляющая шумов сердца самого Жана Перрена.  И на известной картинке опыта Перрена все три частицы смещаются  в одну сторону - прочь от наблюдающего за ними Перрена. Инженеры уже давно используют "бегство взвешенных частиц от источника звука" в технологиях управляемых диффузий.

"Ударный фронт звуковых колебаний" в сдавленных и упругих средах можно показать детишкам с помощью девайса "Шары Ньютона". Это стальные шарики на подвесах, расположенные в одной плоскости (шарики бывают соприкасающиеся между собой и бывают раздельные). Приставим к крайнем шарику осколок оконного стекла, а другой крайний шарик отведем и отпустим. Ударный фронт пробежит по шарикам и разобьёт стекло.

А если кто-то попытается объяснить распространение звука в средах с хаотическим движением частиц, то из его объяснений и возникнет та самая научность, которую никто не понимает и которая лишь учёным может видеться умной. Особенно им в этом объяснении понравится слово "пучности".


Теперь нам осталось объяснить ученым, что такое "теплота", если это уж точно не производная от кинетической энергии хаотических частиц. Впрочем, объяснять что-либо учёным совершенно бесполезно - они и так учёные. Тогда для начала объясним сами себе то, что они вообще никак не объясняют. Пусть это будет температура самоорганизованной плазмы.


"О квантовой природе теплоты в физической картине мира":
 http://proza.ru/2023/10/13/366

"Начало": http://proza.ru/2025/10/18/1256