Термодинамика реальных процессов

QЭ = ?I?t = ?? (233)

или в дифференциальной форме

dQЭ = - d? d? (234)

где ? - разность потенциалов; I? - сила тока; t - время. Это равенство является частным случаем общего уравнения (222) закона экранирования и широко применяется на практике.

Открытие Р. Майером закона сохранения энергии тоже фактически связано с наблюдением эффекта экранирования, при котором происходит преобразование механической работы в термическую в ходе выделения экранированного термического вещества [18, с.223].

Если энтропию приравнять мере количества термического вещества, то можно провести аналогию между уравнением закона экранирования ОТ и известным уравнением Онзагера, которое определяет скорость возрастания энтропии в единице объема системы (см. параграф 4 гл. XX).

Перечисленные и некоторые другие опытные факты относятся к процессам, сопровождающимся выделением теплоты диссипации. Они хорошо известны, и нет нужды продолжать перечень, чтобы убедиться в справедливости этой (первой) стороны закона экранирования. Но закон экранирования имеет еще и вторую сторону. Речь идет о том, что он допускает существование не только упомянутых выше прямых процессов, когда вещество распространяется в направлении убывающего интенсиала и экранированная теплота (трения) выделяется, но и обратных процессов, когда вещество распространяется в направлении сопряженного с ним возрастающего интенсиала и экранированная теплота (минус-трения) поглощается. Эта сторона закона экранирования ранее была не известна, поэтому заслуживает особого упоминания.

В этом вопросе также можно сослаться на хорошо известные опытные факты. Например, упомянутые обратные процессы содержатся в известных термоэлектрических эффектах Томсона и Пельтье. В эффекте Томсона, проявляющемся при наличии на концах проводника одновременно двух разностей - температур и электрических потенциалов, - экранированная теплота либо выделяется вдоль проводника по типу рис. 4, а, либо поглощается по типу рис. 4, б (см. параграф 3 гл. XIII). Теплота Пельтье в спае двух разнородных проводников тоже либо выделяется по типу рис. 4, в, либо поглощается по типу рис. 4, г (см. параграф 4 гл. XIII). В обоих процессах, изображенных на рис. 4, б и г, электрическое вещество преодолевает обратную разность электрических потенциалов под действием других степеней свободы носителей: в эффекте Томсона - под действием термической, а в эффекте Пельтье - под действием химической, магнитной или какой-нибудь другой.

Необходимо сразу же оговориться, что каждому из обсуждаемых эффектов в свое время было дано соответствующее толкование ad hoc - применительно к данному конкретному случаю. Однако для нас это не существенно, для нас важен только сам голый опытный факт, согласно которому уменьшение энергии переносимого ансамбля сопровождается выделением теплоты или фотонов, а возрастание - их поглощением. Следовательно, все эти эффекты имеют одинаковую физическую природу и могут быть объяснены с единых позиций ОТ. Например, эффекты Томсона и Пельтье принято называть «обратимыми» и противопоставлять их «необратимому» эффекту Джоуля-Ленца, хотя в основе их лежит один и тот же эффект экранирования, делающий все реальные процессы в конечном итоге обратимыми.

Особенно экзотично эффекты экранирования выглядят на уровне микромира, где для их объяснения приходится прибегать к различного рода микромодельным гипотезам. Например, известны эффекты Джозефсона, когда между двумя сверхпроводящими кусками металла, разделенными тонким слоем изолятора, проходят электроны. Они преодолевают ничтожный скачок потенциала типа ВС на рис. 4, в; этот процесс сопровождается излучением фотонов. По-видимому, если с помощью какой-либо другой степени свободы заставить электроны двигаться в обратном направлении (по пути ВС на рис. 4, г), то термическое вещество будет поглощаться и появится обратный эффект Джозефсона. Еще пример: экранированные фотоны выделяются при торможении заряженной частицы электростатическим полем атомного ядра и атомных электронов. Должен существовать также и обратный тормозному излучению процесс экранирования термического вещества заряженной частицей при ее разгоне в этом поле. Аналогичную природу имеет известный эффект Черенкова, когда заряженные частицы излучают свет, если при движении в веществе их скорость превышает скорость света в этом веществе.

Следует заметить, что при обсуждении всевозможных эффектов, подвластных закону обобщенного заряжания, важно не спутать процессы экранирования и заряжания, чтобы не впасть в ошибку. Для этого надо четко различать отдельные степени свободы системы и носителя. И учитывать известную специфику, которая появляется при рассмотрении термической степени свободы. Например, во всех упомянутых эффектах, кроме эффекта Томсона, основная степень свободы отличается от экранированной - термической. Если же основной степенью свободы служит сама термическая, тогда все законы и соотношения сохраняют свою силу, но эксперимент теряет необходимую наглядность, ибо основную степень свободы уже невозможно отличить от экранируемой. В этом, как и во многом другом, заключается особенность термических явлений [ТРП, стр.205-211].

7. О построении системы начал.

Выводом седьмого начала замыкается круг главных принципов ОТ, описывающих свойства вещества и его поведения на простом уровне эволюции. Построена замкнутая система законов и уравнений, их необходимо и достаточно для количественного определения всех свойств явлений на этом уровне. Нехватка любого из начал делает невозможным всестороннее рассмотрение проблемы.

Исключительность роли семи начал вытекает из общего анализа понятия Вселенной, которая состоит из вещества и его поведения, а последние, в свою очередь, распадаются на соответствующие количества и качества. В совокупности они определяются семью главными количественными мерами (см. гл. II), следовательно, им может быть сопоставлено семь уравнений и семь главных законов. Аналогичная картина наблюдается и на простом уровне эволюции. На этом уровне главными количественными мерами количества и качества вещества и количества и качества поведения этого вещества служат экстенсоры, емкости и проводимости, энергия и интенсиалы; они однозначно характеризуют все мыслимые категории отношений на этом уровне - состояние и изменение состояния (перенос) [5, 7, 24]. Только эти меры входят в обсуждаемые семь начал. Дополнительные меры появляются лишь в дополнительных законах. Это дает полное право считать начала главными законами природы, а остальные законы - дополнительными, производными, частными.

Замкнутость системы из семи начал подтверждается тем фактом, что эта система получена в результате тщательной взаимной припасовки главных принципов. Например, седьмое начало обязано своим происхождением только преодолению физических неувязок между первыми двумя началами и четырьмя последующими. Благодаря этому система начал становится внутренне логически непротиворечивой, завершенной, замкнутой.

Из хода вывода начал должно быть ясно, что все полученные результаты фактически являются следствиями основного уравнения ОТ, которое можно рассматривать как общее выражение первого начала. Поэтому в принципе при построении теории можно было бы ограничиться утверждением, что существует только одно начало, все остальное - это вытекающие из него частные результаты.

Однако для практики такое построение теории неприемлемо, ибо переход от первого к другим выведенным нами началам далеко не тривиален: для его осуществления понадобилось более ста лет, прошедших с момента открытия первого начала - закона сохранения энергии. За это время был накоплен огромный экспериментальный материал, позволивший глубоко осмыслить физическое содержание закона и входящих в него характеристик, были открыты многие новые явления и характеристики и установлены связи между ними. Все это говорит о том, что первое начало не только желательно, но и необходимо дополнить другими, которые бы отражали наиболее характерные конкретные и вместе с тем принципиально важные свойства вещества и его поведения. Однако при этом естественно возникает вопрос: как далеко должна пойти расшифровка и детализация первого начала, сколько вытекающих из него законов следует рассматривать как самостоятельные начала?

Ответить на этот вопрос было нелегко. В первых моих работах [11,15] изложение начинается с закона сохранения энергии (первое начало) и затем приводятся отдельные фрагменты теории без выделения дополнительных начал. Недостаток такого построения выявился очень скоро. Стало ясно, что необходимо различать по меньшей мере четыре основных закона - сохранения (энергии и вещества), состояния (состояния и переноса), взаимности (взаимности и увлечения) и диссипации. Соответствующее изложение теории приводится в работах [16, 17,18], где показано, что состояние и перенос фактически определяются однотипными уравнениями состояния - прямыми и обращенными.

Наконец, дальнейшее углубление в существо проблемы заставило различать уже семь самостоятельных начал [5, 20, 21], которые охватывают все главные идеи и характеристики вещества и его поведения. Так, например, идея сохранения энергии и вещества заложена в первое и второе начала. Состояние и перенос определяются третьим и пятым началами, они имеют принципиальные различия, поэтому рассматриваются отдельно одно от другого. Симметрия природы отражена в четвертом и шестом началах, более тонкие детали симметрии описываются частными законами, которые обладают меньшей общностью и поэтому не входят в перечень начал. Завершает принципиальную картину теории седьмое начало; оно, как и первое, определяет энергию, но в отличие от первого делает это не через внешние, а через внутренние характеристики системы. На этом круг замыкается. Семь начал наиболее полно отражают самые существенные свойства системы. Менее существенные свойства описываются дополнительными, частными законами, включающими в себя дополнительные, производные меры.

Таким образом, число начал непосредственно диктуется логикой развития событий: оно соответствует моменту завершения цикла рассуждений, когда приходится вновь возвращаться к их исходной точке - к энергии. Повторно энергия определяется уже на новом уровне, с учетом физического механизма явлений, выявившегося с помощью предыдущих начал. Цифра семь имеет еще и определенное психологическое значение, ибо ею ограничивается число слов или понятий, которые естественно фиксируются мозгом при первом предъявлении. Поэтому семь начал запомнить и применять значительно легче, чем, скажем, шестнадцать. Даже вороны способны считать и выполнять простые арифметические действия в пределах числа семь...

Выведенные семь принципов ОТ определяют главные свойства простых форм вещества и его поведения на любом количественном уровне мироздания. Одновременно им должны подчиняться и более сложные формы явлений, это объясняется наличием правила вхождения, согласно которому сложные формы по необходимости состоят из простых и поэтому обязаны следовать также законам этих последних.

С помощью семи главных принципов могут быть найдены многочисленные другие частные законы, кроме изложенных выше, если привлечь необходимые модельные гипотезы, отражающие специфику изучаемых систем. Иногда приходится обращаться с вопросами к природе, которая корректирует высказываемые гипотезы. В результате находятся конкретные свойства этих систем. Так реализуется упомянутый выше общий теоретический метод дедукции, определяемый цепочкой (2).

Но теперь, сформулировав количественные принципы, или начала, уже нет надобности при решении различных практических задач каждый раз проходить весь путь общих дедуктивных рассуждений. Достаточно ограничиться укороченной цепочкой (3), характеризующей метод принципов. Конкретные примеры применения метода принципов можно найти в работах [12,14].

Все последующие главы книги посвящены приложению метода принципов к изучению простых и некоторых сложных явлений природы. Но прежде целесообразно существенно расширить круг доступных нам простых явлений. Надо прежде всего их перечислить и определить все их главные характеристики и свойства. Это помогут сделать выведенные начала [ТРП, стр.211-214].

Глава XIV. Идентификация простых явлений.

1. Истинно простое явление.

При выводе начал и уточнении смысла характеристик, входящих в уравнения этих начал, мы лишь эпизодически ссылались на некоторые из простых форм явлений с целью более наглядной иллюстрации соответствующих положений теории. Теперь предстоит систематически описать упомянутые и другие простые формы, среди которых имеются

весьма экзотические. Это позволит «одеть» теорию «в плоть и кровь», наполнить ее дополнительным физическим содержанием и откроет перед нею новые перспективы, что даст возможность лучше ориентироваться в свойствах окружающего мира и глубже понять закономерности, которыми он руководствуется.

Однако квалифицированно перечислить простые явления невозможно без умения распознать и выделить их среди множества других, которые не являются простыми, но маскируются под них либо вообще находятся на более высоких уровнях эволюционного развития. Научиться этому можно только в том случае, если заранее выработать некие правила и критерии, которые позволили бы давать однозначную качественную и количественную оценку любому явлению, находящемуся на подозрении.

Для всего последующего крайне важно подчеркнуть, что истинно простое - это специфическое явление, состоящее из специфической простой формы вещества и сопряженной с ним простой формой поведения. Это определение должно быть центральным в вопросах идентификации простых явлений, оно не позволит спутать их с другими, например с несамостоятельными или более сложными явлениями. Весьма существенно, что порции (кванты) каждого данного истинно простого вещества, входящие в состав некоего ансамбля, наделяют его своими специфическими свойствами. Если у ансамбля отсутствуют порции какого-либо простого вещества, то он не обладает и соответствующими свойствами.

В нашей теории существование вещества и его поведения постулируется парадигмой. Следовательно, эти категории привносятся в теорию извне и поэтому средствами самой ОТ выведены быть не могут, как вообще не может быть доказан постулат с помощью законов, вытекающих из этого постулата. Стало быть, простые явления могут быть найдены только из опыта.

В связи с этим перед нами встает деликатный и трудный вопрос о способах распознавания в опыте простых форм вещества и его поведения, точнее, о способах нахождения соответствующих количественных мер. При этом главной из них служит экстенсор, однозначно определяющий все остальные. Следовательно, поставленный вопрос сводится к тому, чтобы на основании опытных данных научиться безошибочно выбирать экстенсор для различных простых форм вещества.

Необходимость при выборе экстенсора отправляться от наблюдательных фактов сильно усложняет проблему и вносит в нее серьезный творческий элемент. Правильно выбрать экстенсор - это значит обнаружить в природе новую форму вещества и его поведения, то есть фактически открыть новое неизвестное ранее явление, что представляет собой крупное научное достижение исключительной принципиальной важности. О трудности проблемы можно судить хотя бы по тому, какими длительными промежутками времени отделены друг от друга моменты открытия различных экстенсоров. Экстенсор для перемещения под действием силы был открыт 2200 лет тому назад (Архимед), экстенсор для вращения под действием момента силы - около 500 лет (Леонардо да Винчи), кинетический и гравитационный экстенсор - 300 (Ньютон), термический - 150 (Карно и Клаузиус), несколько раньше термического был открыт электрический экстенсор.

Следовательно, выбрать новый экстенсор не так-то легко и просто. Общая теория не может дать стандартного рецепта для обнаружения экстенсоров, но она может сформулировать четкие правила проверки безошибочности их выбора [18, с. 231; 21, с. 96]. Подозрение о существовании некоторой новой формы вещества может возникнуть, например, в том случае, если системе приписывается определенное число степеней свободы, но полученные с их помощью теоретические результаты заметно отличаются от экспериментальных. Это может указывать на то, что не учтено влияние какой-то дополнительной степени свободы. При выборе экстенсора для этой степени должны приниматься во внимание особые правила. Наличие таких правил, а также многих весьма характерных свойств, присущих только данному экстенсору, сильно облегчает выбор и делает его однозначным. Последующее применение найденного экстенсора позволяет убедиться в правильности (или ошибочности) сделанного выбора. Рассмотрим кратко указанные правила [ТРП, стр.215-216].

2. Применение правила своеобразия.

Любое простое вещество, как и его меры, должно обладать целым рядом специфических свойств, отличающих его от всех остальных веществ. Вместе с тем всем простым веществам должны быть присущи также некие общие свойства, допускающие единый подход при их изучении, то есть фактически дающие возможность создания единой, общей теории природы. При выборе экстенсора по необходимости придется использовать оба эти свойства вещества - его неповторимость и одновременно способность неукоснительно следовать единым законам и правилам.

Согласно правилу своеобразия (см. параграф 5 гл. IV), каждое простое явление специфично и неповторимо. Это значит, что специфичными и неповторимыми должны быть его главные количественные меры, кроме энергии, которая есть универсальная характеристика, определяющая количество поведения любого простого вещества. Следовательно, экстенсор, однозначно характеризующий данное явление с качественной и количественной стороны, также должен быть качественно и количественно своеобразным и отличным от всех остальных экстенсоров, в частности, указанное отличие должно распространяться и на размерность экстенсора. Это в принципе не оставляет никакой свободы для выбора экстенсора: каждому данному простому явлению отвечает только один вполне определенный специфический экстенсор, с этим экстенсором могут быть сопряжены только единственные вполне определенные специфические меры структуры вещества (коэффициенты А и Ар) и качества его поведения (интенсиал Р). Понятно, что такая определенность должна способствовать правильному выбору экстенсора.

С другой стороны, имеющиеся своеобразие и неповторимость экстенсора могут крайне затруднить его выбор, если мы предварительно не располагаем соответствующими понятиями и терминами, отражающими это своеобразие с качественной и количественной стороны. Например, для открытия перемещательного явления надо было иметь понятия перемещения и силы, вращательного явления - угла поворота и момента силы, кинетического - массы и скорости, электрического - электрических заряда и потенциала, термического - энтропии и абсолютной температуры и т.д. Иными словами, выбор экстенсора для нового явления всегда требует выработки соответствующих новых понятий, терминов, размерностей и т. д., а это представляет собой нелегкую задачу. Именно поэтому правильный выбор экстенсора равносилен открытию нового явления [ТРП, стр.217].

3. Применения начал.

От специфики перейдем к обсуждению общих свойств, которых у простых явлений великое множество. Главными из них надо считать те свойства, которые вытекают из начал ОТ. Следовательно, в качестве основных правил, облегчающих выбор или открытие нового экстенсора, по необходимости должны служить уравнения семи начал ОТ.

Если «кандидат» в экстенсоры уже намечен, то, согласно первому началу, переход вещества через контрольную поверхность должен сопровождаться совершением работы, определяемой формулой (34), при этом скорость изменения энергии с экстенсором должна быть равна сопряженному с ним интенсиалу (см. уравнение (33)), а произведение экстенсора на интенсиал должно иметь размерность энергии.

Согласно второму началу ОТ, экстенсор должен удовлетворять принципу сохранения. Связь между экстенсором и интенсиалом определяется уравнением (54) или (58) третьего начала. Влияние выбранного экстенсора на другие подчиняется закону симметрии (четвертое начало, уравнение (85)). Вещество, определяемое экстенсором, должно обладать способностью распространяться под действием сопряженного с ним интенсиала (пятое начало, уравнение (114) или (124)), а также увлекать за собой другие вещества ансамбля по закону симметрии (шестое начало, уравнение (173)). При подводе и отводе этого вещества система должна изменять сопряженный с ним интенсиал, а распространение вещества под действием разности значений этого интенсиала должно сопровождаться выделением или поглощением экранированного термического вещества (седьмое начало, уравнение (225)) [ТРП, стр.218].

4. Правило аддитивности.

В сомнительных случаях, чтобы быстро отличить экстенсор от интенсиала - такая необходимость иногда возникает, - можно воспользоваться так называемым правилом аддитивности: при мысленном дроблении системы ее вещество, а следовательно, и экстенсор также должны дробиться. Например, свойством аддитивности обладают объем, масса, электрический заряд, мера количества термического вещества и т.д.

В противоположность экстенсору интенсиал не обладает свойством аддитивности, то есть при мысленном дроблении системы он не дробится вместе с нею, а сохраняет одно и то же значение у всех частей раздробленной системы. Это относится, например, к давлению, скорости, электрическому потенциалу, температуре и т.п. [ТРП, стр.218].

5. Применение характерных свойств нано-, микро- и макромиров.

Наконец, при выборе экстенсора для проверки правильности этого выбора большую помощь может оказать знание определенных весьма характерных общих свойств простого вещества на различных количественных уровнях мироздания. Каждое простое вещество обязано присутствовать на всех уровнях и проявлять все необходимые общие свойства. Если этого не наблюдается, то соответствующее явление не может быть истинно простым. Здесь мы ограничимся только тремя количественными уровнями: нано-, микро, и макромирами, а также обратим внимание лишь на некоторые наиболее характерные общие свойства простого явления.

Главная особенность нановещества (нанополя) заключается в том, что оно обладает ярко выраженными силовыми свойствами, то есть представляет собой вещество взаимодействия. Примерами нанополей могут служить гравитационное и электрическое (электростатическое).

Наиболее характерная особенность микровещества состоит в его дискретности: на уровне микромира вещество имеет дискретную, зернистую, квантовую структуру (вспомним такие микроансамбли, как электрон, позитрон, протон, нейтрон и т.д., состоящие из определенного набора порций различных простых веществ). Дискретность вещества является причиной дискретности и его количественной меры - экстенсора: для каждого простого вещества всегда можно найти некую минимальную меру е, на которую скачкообразно изменяется экстенсор микроансамбля.

Однако дискретность вещества вовсе не означает, что дискретными должны быть и сопряженные с ним интенсиалы. Благодаря дискретности экстенсоров и всеобщей связи явлений, определяемой третьим началом ОТ, при подводе порции любого данного вещества все интенсиалы микроансамбля одновременно претерпевают скачкообразные изменения, но величины этих скачков зависят от размеров, а следовательно, и емкости микроансамбля. У малого микроансамбля скачки интенсиалов могут быть значительными. С увеличением числа квантов микроансамбля каждый последующий квант приводит к уменьшению скачков и в пределе они обращаются в нуль - вещество приобретает свойство непрерывности. Как видим, описанное свойство интенсиалов микроансамблей скачкообразно изменяться от порций вещества имеет совсем другую природу, чем дискретность экстенсоров. Поэтому ни о какой дискретности интенсиалов говорить нельзя, в частности, это касается и времени, которое является характеристикой, принадлежащей интенсиалу (см. параграф 1 гл. XV).

В макромире вещество может рассматриваться как непрерывная среда, или континуум (таким свойством обладает любая достаточно большая совокупность микрочастиц или достаточно большой микроансамбль). Даже песчинки в большом количестве обладают определенными свойствами континуума: способны течь, передавать давление во все стороны и т.д.

При проверке экстенсора иногда могут помочь правила проницаемости и отторжения (см. параграф 2 гл. III), согласно которым микромир в той или иной степени прозрачен для нанополей и способен их излучать и поглощать; макромир в определенной мере проницаем для нанополей и микрообъектов и тоже в состоянии их излучать и поглощать; вещество каждого данного истинно простого явления должно также обладать способностью участвовать в специфическом и универсальном взаимодействиях и т.д.

Этот перечень обязательных свойств, которые должны быть присущи каждому истинно простому явлению, можно было бы продолжить, но и сказанного вполне достаточно для всестороннего испытания и апробации любого экстенсора, даже когда отдельные его свойства проявляются не очень заметно. Если экстенсор для данной степени свободы выбран неверно, то это с первых же шагов его применения приведет к противоречиям и ошибкам, то есть не будут соблюдаться упомянутые выше правила и могут отсутствовать рассмотренные выше свойства.

Таким образом, изложенные правила и свойства крайне сужают рамки возможного выбора экстенсора и делают его весьма определенным и однозначным. Они также предельно облегчают главную трудность, связанную с открытием нового явления: речь идет о необходимости предварительной выработки соответствующих новых понятий, терминов, размерностей и т" д. Благодаря имеющимся правилам теперь достаточно вначале установить лишь одну из таких важнейших характеристик, как экстенсор или интенсиал, ибо их произведение дает энергию. Все остальные характеристики находятся без особых затруднений. Например, знание понятия времени помогло на новой основе подойти к изучению хронального явления, знание массы - метрического, температуры - термического и т.д. [ТРП, стр.219-220].

6. Метод подмены явлений.

К сожалению, на пути правильного понимания обсуждаемой проблемы стоят еще многочисленные трудности и помехи, обусловленные традиционными представлениями. Попытаемся разобраться в этом вопросе более подробно и в какой-то мере обратить эти трудности себе на пользу.

Сейчас известны экстенсоры, каждый из которых одновременно приписывается многим формам явлений. Известны также явления, каждое из которых может определяться несколькими экстенсорами сразу. Не меньше помех создают случаи, когда истинно простому явлению приписывается сложный экстенсор, либо, наоборот, когда сложное явление рассматривается как простое.

Характерным примером может служить масса, с помощью которой на практике принято определять кинетическую, гравитационную, химическую, фазовую, диффузионную, фильтрационную и гидродинамическую степени свободы системы. Однако в свете изложенного приходится признать, что масса не может характеризовать такое большое число разнородных явлений. Подобно всякому экстенсору, она специфична и поэтому должна принадлежать только одному явлению, как мы убедимся в дальнейшем, - кинетическому (точнее метрическому). Все остальные явления либо несамостоятельны, либо по своей сущности вообще не могут рассматриваться как простые.

Другого рода характерными примерами служат механическая, фильтрационная и гидродинамическая формы движения. Каждая из них может быть описана с помощью нескольких экстенсоров: массы m , объема V , плотности ? или удельного объема ? [21, с.98]. Такого рода подмена экстенсоров возможна, например, если они связаны между собой уравнением состояния или другим подобным соотношением.

Ситуация, когда простое явление рассматривается как сложное, вполне реальна; она может быть обусловлена, например, отсутствием должных понятий и терминов и соответствующего математического языка, необходимых для правильного выбора экстенсора [21, с.99], либо недостатками традиционных представлений. В этих условиях в качестве экстенсора приходится пользоваться подручными понятиями, которые неадекватно, недостаточно точно описывают истинную картину явления, либо применять сложные экстенсоры, включающие в себя различные характеристики других явлений. В первом случае примерами могут служить метрическое и ротационное явления, во втором - магнитное явление, если считать, что в его основе лежит электрическое [21, с.114].

Многие недоразумения объясняются неполнотой традиционных представлений и проистекают из факта существования в природе простых форм вещества в виде особых букетов - ансамблей. При этом не составляет труда спутать разные простые явления (экстенсоры), входящие в данный ансамбль, или даже целый ансамбль экстенсоров принять за один экстенсор. В первом случае примером может служить теплота, которая рассматривается как кинетическая (в молекулярно-кинетической теории теплоты), волновая (в волновой теории теплопроводности) или электрическая (в электронной теории теплопроводности) форма движения; а во втором - электрон (сложный ансамбль, состоящий из многих форм вещества), который рассматривается только как электрический заряд (электрическое вещество), либо фотон (тоже сложный ансамбль), который рассматривается как волна. В первом примере тепловое вещество переносимого ансамбля подменяется скрепленными с ним либо массой, либо электрическим веществом и т.д. В примере с электроном гроздь различных веществ подменяется одним его электрическим веществом. Ясно, что такой подход не будет приводить к ошибкам и противоречиям лишь до той поры, пока не придется столкнуться с ансамблями, имеющими иное сочетание порций веществ или изменяющими это сочетание в ходе изучаемого процесса. После этого теория неизбежно начинает конфликтовать с опытом, а сфера ее приближенного действия резко ограничивается.

Из сказанного должно быть ясно, что при изучении любого истинно простого явления требуется строго придерживаться его родного языка. Например, о тепловом явлении нельзя говорить на молекулярно-кинетическом языке и т. д. Вавилонскому смешению языков в упомянутых выше теориях способствовало существование простых форм вещества в виде ансамблей. Но одновременно оно сделало возможным взаимное влияние явлений и взаимные превращения различных форм энергии.

При изучении сложных явлений возможности заблудиться заметно расширяются, ибо каждое сложное явление подчиняется совокупности законов, характерных как для него самого, так и для всех более простых явлений, составляющих данное (принцип вхождения, см. параграф 5 гл. IV). Исторически сложилось так, что по неведению ко многим сложным явлениям стали применять известный аппарат термодинамики, относящийся к простым явлениям; примерами могут служить следующие сложные явления: химическое, каталитическое, поверхностное, фазовое, диффузионное, фильтрационное, гидродинамическое и многие другие. При такой постановке вопроса можно получить правильный результат, если рассматривается только та сторона сложного явления, которая подчиняется законам, выведенным для простых. Но если эти простые законы распространяются на главную специфику сложного явления, то неизбежны ошибки. Не зная природу этих ошибок, нельзя с уверенностью судить, где те границы, которые отделяют верный результат от неверного. Немалую лепту в эту неопределенность внесло понятие энтропии. В результате приходилось каждый раз продвигаться вперед медленно, на ощупь, вслепую, многократно проверяя и перепроверяя в опыте всякий новый шаг. Это чувство неуверенности хорошо знакомо каждому внимательному термодинамику, лучше всех его выразил биокибернетик Эшби: «Движение в этих областях напоминает движение в джунглях, полных ловушек. Наиболее знакомые с этим предметом обычно наиболее осторожны в разговорах о нем».

Теперь должны быть ясны причины ошибок, которые возникают при изучении сложных явлений с помощью аппарата, предназначенного для простых. Одновременно появляется соблазн пойти по этому пути несколько дальше и разработать особый приближенный метод подмены сложных явлений простыми, но уже так, чтобы он способен был охватывать достаточно широкую область собственно специфических свойств сложных явлений. Анализ показывает, что сделать это возможно, если использовать один или несколько неких сложных экстенсоров, которые применялись бы наравне с истинно простыми. Соответствующий метод описан в работах [5; 18, с.48-51; 20, с.265, 267; 21, с.99; 24]. В первой из этих работ я не оговаривал условности метода и в результате был неправильно понят, в остальных оговорки есть, особенно подробно они разбираются в двух последних. О плодотворности метода подмены можно судить, например, по результатам, полученным в свое время в классической термодинамике при изучении упомянутых выше сложных явлений, ибо некоторые из них, как будет ясно из дальнейшего, описываются именно сложными экстенсорами. К тому же типу относится пример создания теории информации, не содержащей понятий случайности и вероятности [5, с.96-183].

Приближенный метод подмены весьма эффективен, интересен и полезен для практики, однако принципиального значения он не имеет. Его целесообразно использовать во всех случаях, когда мы не умеем или не желаем разбираться во всех тонкостях физического механизма сложного реального явления. Особенно плодотворен этот метод при изучении очень сложных явлений, в которых участвует большое множество разнообразных объектов и детальное рассмотрение каждого из них было бы крайне обременительно. Например, задачу о приросте биомассы растений (или животных) практически невозможно решить, если скрупулезно вникать во все биохимические и биофизические процессы, происходящие в реальных условиях.

Еще более сложными и трудными представляются задачи экологического характера. По моему мнению, на современном уровне развития наших знаний задачи экологии можно успешно - всесторонне и достаточно полно и точно для практических целей - обсуждать только на основе метода подмены. Таким способом можно приближенно определить результаты взаимодействия города и окружающего ландшафта, завода и среды, водоема и берега, леса и поля, животных и растений, соперничающих популяций животных или людей, соперничающих растительных массивов и т.п. При этом анализом могут быть охвачены различные по масштабам регионы, начиная от единичного объекта в окружающей среде и кончая земным шаром в целом.

Таким образом, наиболее целесообразная и эффективная область использования метода подмены - это изучение сложных реальных явлений, которые условно замещаются совокупностью простых. Эта совокупность представляет собой некий ансамбль, к которому применим чрезвычайно могущественный аппарат термодинамики реальных процессов (ОТ), в частности ее начала, выведенные для простых явлений. В результате достигается максимальное упрощение задачи; иногда это единственный путь ее успешного приближенного решения с учетом взаимного влияния всех основных факторов, интересующих практику [ТРП, стр.220-244].

7. Условно простое явление.

Простое явление, которое предназначено для подмены сложного реального явления, будем называть условно простым. Главное отличие условно простого явления от истинно простого заключается в том, что оно не обеспечено сопряженным с ним специфическим простым веществом. Следовательно, всякое явление любой сложности, если оно рассматривается как простое, но не имеет своего родного вещества, автоматически попадает в разряд условно простых.

Для успешной реализации метода подмены необходимо научиться соответствующим образом выбирать условно простые экстенсоры. А это должно привить навык безошибочно отличать условно простое явление от истинно простого. Следовательно, метод подмены важен также для правильной идентификации истинно простых явлений, он позволяет на новой основе пересмотреть все известные явления и выделить среди них особый класс условно простых, определяемых соответствующими условно простыми экстенсорами.

Условно простому экстенсору нельзя сопоставить в окружающем мире определенное специфическое простое вещество, то есть условный экстенсор служит количественной мерой некоего условного вещества. Такое условно простое вещество может представлять собой одно из реально существующих простых веществ ансамбля, может объединять в себе множество простых веществ либо может вовсе не быть веществом, а являться какой-нибудь мерой или иным понятием, например энергией в новой теории информации [5]. Поэтому вполне естественно, что условно простой экстенсор в принципе не может обладать всеми свойствами истинного, реального.

Свойства условного и истинного экстенсоров различаются между собой тем сильнее, чем выше стадия эволюционного развития подменяемого явления. Например, химическое, каталитическое, фазовое и тому подобные явления ближе всего расположены к простым, именно поэтому их легко было спутать с последними и рассматривать с помощью такого чужого экстенсора, как масса, принадлежащая истинно простому метрическому явлению. У более сложных явлений, подменяемых простыми, эффективными, условные экстенсоры могут весьма существенно отличаться от истинных. К числу таких сложных явлений можно отнести, например, ощущательные [18, с.49-51], товарные [21, с.99], информационные [5] и т.д.

Конкретные формы проявления отличий условно простого явления от истинно простого могут быть самыми разнообразными. В частности, определенная специфика возникает в физическом механизме процессов переноса условного вещества, иногда сами эти процессы становятся весьма условными, как это имеет место, например, в информационном явлении. При этом распространение условного вещества не обязано сопровождаться выделением или поглощением теплоты диссипации, как того требует седьмое начало. Например, если под условным веществом понимать производимые товары (товарное явление), то их порча или пропажа («диссипация») не всегда связана с тепловыми эффектами. Аналогичного рода отличия можно обнаружить также в физическом механизме проявления условно простого и изучаемого сложного явлений.

Как видим, не все подробности условно простого явления совпадают с таковыми у истинно простого, а также с деталями подменяемого им сложного. Однако методом подмены вполне возможно приближенно определить некоторые наиболее характерные и важные свойства реального сложного явления с учетом различных привходящих факторов и их взаимных влияний. Причем, изменяя соответствующим образом состав и набор экстенсоров, всегда можно дополнительно уточнить определенные интересующие нас стороны изучаемого явления. Имеющаяся разница между конкретными условными и истинно простыми веществами, экстенсорами и явлениями определяет конкретные границы применимости каждого частного случая использования метода подмены. Об этом нельзя забывать, ибо в противном случае не избежать недоразумений и ошибок. Кстати, на основе анализа метода подмены становятся понятнее и те ловушки, которые подстерегают нас на пути применения в термодинамике неистинных экстенсоров, в частности энтропии.

Изложенные соображения, касающиеся взаимоотношений между истинными и условными (эффективными) экстенсорами, призваны помочь правильно осмыслить обсуждаемую проблему выбора экстенсора. Теперь должно быть понятно, почему не каждый применяемый на практике экстенсор обладает всеми требуемыми свойствами: некоторые из экстенсоров являются условными, неполноценными с принципиальной точки зрения характеристиками. Поэтому исполнение роли экстенсора есть необходимое, но далеко не достаточное условие для того, чтобы по свойствам данного экстенсора можно было бы судить о свойствах экстенсоров вообще. Правильные выводы можно сделать только в том случае, если удастся убедиться, что данный экстенсор является истинным, то есть служит мерой количества истинно простого вещества.

Высказанные соображения должны также облегчить задачу рассортировки простых и условно простых форм вещества и его поведения в приводимом ниже перечне. Подобный перечень я составлял неоднократно, но каждый раз ловил себя на том, что слишком поддавался влиянию устоявшихся традиционных представлений. Об эволюции взглядов, вызванной опытом многолетнего практического использования экстенсоров с позиций общей теории, можно судить, если сопоставить набор экстенсоров, которые упоминались в первых моих работах [11, 13, 15] и в последующих [18, 20, 21]. В настоящей монографии я иду еще дальше. Как и следовало ожидать, некоторые из ранее известных простых форм явлений оказались несамостоятельными, для других неправильно был выбран экстенсор, третьи имели неверное или слишком одностороннее толкование, четвертые относились к непростым явлениям и т.д. Однако и теперешний перечень преждевременно было бы считать окончательным. Меня радует лишь то, что с каждым разом вырисовывается все более четкая и стройная картина.

Должен заметить, что приведенных здесь простых и условно простых форм явлений вполне достаточно для подтверждения правильности основных положений ОТ. Поэтому дополнительное открытие новых явлений уже не может изменить принципиальных основ теории, подобно тому как и «закрытие» некоторых из известных явлений также не в состоянии внести в теорию что-либо принципиально новое. Под закрытием я понимаю, например, установление того факта, что данное известное явление не самостоятельно либо для него неправильно выбран экстенсор. Открытие новых и закрытие известных явлений - это неизбежный процесс, сопровождающий ломку старых представлений и развитие новых, основанных на ОТ. Поэтому полнота или неполнота списка простых явлений не может служить критерием качества или тем более критерием правильности общей теории.

Ниже приводится краткий перечень основных простых и условно простых явлений. Многие из них были открыты давно (перемещательное, вращательное, кинетическое, гравитационное, электрическое, магнитное, механическое, термическое, химическое, фазовое и т.д.), некоторые впервые сформулированы в рамках ОТ (хрональное, метрическое, каталитическое, дислокационное, информационное, группа ощущательных и т.д.), для других в ОТ дано новое качественное или количественное определение (термическое, гидродинамическое, кинетическое, гравитационное и т.д.). Моя задача сильно упрощалась благодаря наличию в современной теории готовых понятий, которыми можно было воспользоваться для новых определений. Например, применительно к хрональному явлению хорошо известно понятие времени, применительно к кинетическому - понятия массы и скорости, применительно к термическому – понятие абсолютной температуры и т.д. Но в некоторых случаях все приходилось начинать с самого начала; к таким случаям относятся, например, магнитное, информационное и некоторые другие явления. По-видимому, больше всего последствий для теории и практики должны иметь те определения, которые даны в ОТ для хронального, метрического и термического явлений, ибо в основном они составляют фундамент современных научных знаний. Самым важным среди них я считаю определение хронального явления, которое неизбежно опрокинет все наши привычные представления и послужит непреодолимым стимулом для развития многих новых отраслей науки и техники.

Хочу еще раз подчеркнуть, что простые формы явлений составляют фундамент мироздания (и ОТ), поэтому поиску новых и изучению и уточнению известных форм следует уделить максимум внимания. В этом вопросе центральное место отводится правильному выбору экстенсора. Ниже при описании различных явлений изложенные выше правила выбора и апробации экстенсора иллюстрируются конкретными примерами и должным образом комментируются [ТРП, стр.224-227].

Глава XV. Перечень простых и условно простых форм явлений.

1. Простое хрональное явление.

Перечень я начну с описания самого важного явления, которое сопровождает человека всю его жизнь – с момента рождения до самой смерти. Пожалуй, не никакого другого столь широко распространенного и столь хорошо всем известного понятия, как время. Во все исторические эпохи человек всегда умел как-то ориентироваться во времени – по солнцу, луне, звездам и т.д.; он создал для этой цели большое число самых разнообразных приборов. Но парадокс заключается в том, что физическая сущность времени и поныне остается за семью печатями.

Время являлось и является одной из самых жгучих загадок бытия. Обсуждению понятия времени посвящено неисчислимое множество страниц древних и более поздних авторов, однако понятнее оно от этого не стало. И только теперь мы подходим к рубежу, когда, наконец, появилась реальная возможность перейти от общих рассуждений к качественному и количественному анализу свойств этого удивительнейшего и ошеломляюще интересного понятия - времени. Вспомним В.И. Вернадского: "Наука ХХ столетия находится в такой стадии, когда наступил момент изучения времени, так же как изучается материя и энергия, заполняющие пространство" [32, с.81] (а также [31]). Здесь я упомяну еще две важные работы, посвященные времени, они имеют принципиальное значение.

Великий Ньютон в своих знаменитых "Математических началах натуральной философии" (кратко "Начала", 1686 г.) писал:

"1. Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, безо всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая (подчеркнуто мною. – А.В.), постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного, или математического времени, как-то: час, день, месяц, год.

2. Абсолютное пространство по самой своей сущности, без относительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным (подчеркнуто мною. – А.В.). Относительное есть его мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное...

Время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего. Во времени все располагается в смысле порядка последовательности, в пространстве – в смысле порядка положения. По самой своей сущности они есть места (говоря современным языком, они есть системы отсчета. – А.В.), приписывать же первичным местам движения нелепо. Вот эти-то места и суть места абсолютные (то есть абсолютные системы отсчета. – А.В.), и только перемещения из этих мест составляют абсолютные движения... " [53, с.132].

В этих трех абзацах содержится гениальное определение главных свойств времени и пространства и абсолютных систем их отсчета. К сожалению, последующими поколениями было неправильно понято начало третьего абзаца: оставлен без внимания смысл слов "вместилища самих себя". В результате теперь принято считать, что Вселенная существует во времени и пространстве, как в некоем пустом ящике без стенок, наподобие старого бабушкиного сундука, в котором хранится всякий хлам. Иными словами, время и пространство были выделены из "всего существующего" и поставлены над ним – над Вселенной, материей и движением, веществом и его поведением.

Вторая работа принадлежит известному ленинградскому астроному Н.А. Козыреву. Еще в 1958 г. он писал: "...время может совершать работу и производить энергию, ...звезда черпает энергию из хода времени" [50, с.11]. Чтобы прийти к такому заключению, Н.А. Козыреву пришлось высказать гипотезы о нарушении в природе первого и второго законов классической термодинамики. Трудно согласиться с возможностью нарушения закона сохранения энергии. Нелегко принять и такие сомнительные понятия и представления, как время "втекает в систему через причину к следствию", "течение времени – это не просто скорость, а линейная скорость поворота, который может происходить по часовой стрелке или против", "плотность времени", "воздействие времени не распространяется, а появляется всюду мгновенно", "время является грандиозным потоком, охватывающим все материальные системы Вселенной" и т.д. [51].

Однако большого внимания заслуживают замечательные опыты Н.А. Козырева. Эти опыты поддаются всестороннему объяснению с позиций ОТ даже в той части, где они не удаются их автору (см. гл. XXII). Как бы там ни было, а Н.А. Козырев – это первый ученый, который обратил внимание на необходимость серьезно изучать физическое содержание понятия времени, но и предложил для этой цели какой-то теоретический и экспериментальный аппарат.

Общая теория дает возможность взглянуть на время совсем с новой точки зрения. Согласно парадигме ОТ, "все существующее", то есть Вселенная, состоит из вещества и его поведения. Следовательно, если время и пространство существуют, то они неизбежно должны охватываться этими двумя категориями и их нельзя, как за скобки, вынести за пределы Вселенной – в таком вынесении я вижу нарушение элементарных правил логического мышления [21, с.105]. Таким образом, время и пространство по необходимости суть некие сугубо частные характеристики вещества и его поведения. Такое понимание включает время и пространство в общий круговорот бесчисленных равноправных явлений природы, этот шаг будет иметь колоссальные последствия для теории и практики.

Поскольку в ОТ существование вещества и его поведения постулируется, постольку их можно найти только из опыта. В соответствии с этим в свое время мною было высказано предположение о существовании в природе некого истинно простого хронального явления (от греческого chronos – время), которое распадается на составляющие хрональное вещество и его поведение. Об этом можно судить, например, по публикациям [18, с.41; 21, с.102]. Наиболее четко проблема времени сформулирована в работах [21, с.104; 24, с.9]. Развитие этих представлений позволило получить результаты, которые хорошо согласуются с опытом.

Хрональное, как и все прочие явления, обладает всеми теми главными свойствами, о которых уже говорилось достаточно: объективностью, абсолютностью и т.д. Главным специфическим свойством хронального явления служит длительность, или протяженность во времени. Присутствуя в теле, оно наделяет его этим свойством и вытекающим из него порядком последовательности – в точном соответствии с формулировками Ньютона. Простота хронального явления следует из невозможности расчленить его на более простые явления.

Согласно изложенным правилам, хрональная работа dQt , соответствующая изменению энергии dU , равна произведению хронального интенсиала, или хронала Pt , на изменение хронального экстенсора, или хронора dEt . Имеем [21, с.104]

dQt = Pt dEt = dU (235)

Здесь и далее при наименовании конкретных экстенсоров и интенсиалов я использую оговоренный выше способ образования терминов (см. параграфы 2, 5 гл. VI).

Выражение (235) получено из чисто формальных соображений, аналогичную формулу можно написать для любого простого явления. Поэтому очень важно вложить определенный физический смысл в хронал и хронор и таким образом установить, какое отношение к формуле (235) имеет привычное нам время t , передаваемое по радио и измеряемое в секундах.

Чтобы ответить на этот вопрос, для начала обратимся к правилу аддитивности. Хрональное явление связано со временем, с длительностью, например с длительностью протекания различных процессов в системе. Очевидно, что при сложении двух совершено одинаковых систем присущие каждой из них длительности, подобно давлению, температуре, электрическому потенциалу и т.д., не суммируются, а остаются общими для объединенной системы. Следовательно, длительность не может служить экстенсором (хронором), оно может принадлежать только интенсиалу (хроналу).

Выше было сказано, что всякий интенсиал характеризует активность сопряженного с ним поведения системы. Например, электрический потенциал определяет электрическую активность тела, температура – его термическую активность и т.д., причем с увеличением интенсиалов соответствующие активности возрастают. Следовательно, хронал должен определять хрональную активность тела, в состав которого входит хрональное вещество, то есть темп всех процессов, и с ростом хронала эта активность (темп) должна возрастать.

Но с увеличением длительности все процессы замедляются, затухают, хрональная активность системы снижается, значит, длительность как таковая не может непосредственно служить и хроналом. Поэтому в качестве хронала по необходимости надо выбрать величину, обратную длительности, тогда с ростом хронала хрональная активность системы будет возрастать, темп (скорость) всех процессов в ней будет увеличиваться.

Таким образом, если длительность обозначить через ? , то интенсиал Рt определиться формулой

Рt = k/? ; dРt = -k(d?/?2) = -(1/k)(Рt2 d?) (236)

где k – коэффициент, который может зависеть, например, от выбора единиц измерений, от какой-либо длительности, принятой за эталон и т.д.

Длительность в науке принято измерять в секундах. Целесообразно воспользоваться этой же единицей измерения и при определении величины ? .

Из выражения (236) видно, что хронал представляет собой некую частоту, измеряемую в единицах с-1 (при безразмерном коэффициенте k ). Таковы физический смысл и размерность хронала. В соответствии с этим определяется физический смысл хронора, который равен энергии, поделенной на хронал. Хронор – это мера количества специфического хронального вещества, ответственного за истинно простое хрональное явление, он измеряется в единицах Дж?с.

Согласно ОТ, при подводе хронального вещества хронор Еt и хронал Рt системы возрастают, одновременно увеличиваются активность системы и темп (скорость) всех ее процессов. Но при этом сокращаются продолжительность (длительность) ? каждого из процессов и временной интервал между ними. При отводе хронального вещества уменьшаются хронор, хронал и темп процессов, но возрастает длительность последних. В предельном случае имеем

при Еt ? ? , Рt ? ? и ? ? 0 ;

при Еt ? 0 , Рt ? 0 и ? ? ? .

Отсюда очевидно, что под действием хронального явления скорость процессов в общем случае может изменяться в чрезвычайно широких пределах – от бесконечности и до нуля, а длительность ? - соответственно от нуля и до бесконечности; разумеется, при этом надо исключить предельные значения указанных характеристик согласно ограничениям, изложенным в параграфе 4 гл. XVII. Указанное свойство присуще всем без исключения процессом, происходящим в системе, которая располагает хрональным веществом. Например, с увеличением хронала скорость радиоактивного распада атомов обязана расти, а с уменьшением – падать.

Чтобы лучше вникнуть в физическое содержание введенного нами понятия длительности ? , целесообразно сравнить эту величину с хорошо всем известным временем t . Мы знаем, что время t никогда не стоит на месте, оно "перетекает", "длится". Следовательно, время t фактически представляет собой длительность, причем величина t определяет конечную длительность, конечное изменение времени, dt - бесконечно малую длительность, бесконечно малое изменение времени. Приращение времени t и dt часто именуется ходом времени.

На сновании сказанного нетрудно сообразить, что время t и длительность ? - это родственные понятия. Величина ? тоже определяет длительность, изменение, приращение, ход времени, причем ? - это конечный отрезок времени, а d? - бесконечно малый.

Очень важно понимать, что наше привычное, или, по Ньютону, "относительное, кажущееся или обыденное время" t , - это реально не существующее, условное, социальное, всегда в одном направлении (из прошлого через настоящее в будущее) текущее время, поэтому приращение t и dt всегда положительно, этим обеспечивается порядок последовательности. Условное время t течет практически равномерно. Человек придумал его для рациональной организации общества, поэтому природа не знает этого времени.

В противоположность кажущемуся, обыденному времени t время ? есть реальная хрональная характеристика данного индивидуального тела – живого или неживого, находящегося на микро-, макро-, мега- и т.д. количественных уровнях; она однозначно определяется хрональным зарядом этого тела. Величина ? , как и хронал, является количественной мерой активности хронального поведения системы. Мера хрональной активности определяет темп всех процессов в теле, длительность каждого из них, частоту их повторения, время жизни тела, период полураспада изотопов и т.п. С ростом ? хрональная активность системы понижается, что сопровождается уменьшением темпа процессов, увеличением их длительности, снижением частоты. С уменьшением ? скорость всех процессов возрастает.

Хрональная активность выражается также в появлении у тела свойства порядка последовательности. Поэтому приращение ? и d? , как и t и dt , всегда положительно, то есть реальное время ? , как и условное t , течет только из прошлого через настоящее в будущее.

Привычное время мы обычно отождествляем с ньютоновским "абсолютным, истинным математическим", тоже реально не существующим, условным, социальным, равномерно текущим в одном направлении, но идеально точным, эталонным временем tн , к которому в пределе стремится привычное по мере усовершенствования наших приборов службы времени. Поэтому скорость хода обыденного времени в сравнении с эталонным dt/dtн стремится и практически близка к единице. Ньютоновский эталон tн – это очень полезная абстракция, служащая для сравнения с ходом любого реального времени; без нее трудно было бы осмыслить некоторые закономерности, присущие хрональному явлению. Для простоты индекс "Н" мы часто будем опускать.

Скорость хода реального времени по сравнению с эталонным d?/dt в общем случае является величиной переменной. Она постоянна только тогда, когда постоянное значение имеет хронал тела Рt . На разных, но постоянных уровнях хронала скорость хода реального времени тоже различна и постоянна. При переменном значении хронала эта скорость способна изменяться в чрезвычайно широких пределах: почти от нуля и до бесконечности (см. формулу (236)). В каком-то частном случае она может пройти через значение, равное единице, тогда ход реального времени окажется равным ходу условного.

В естественных условиях любой интенсиал любого тела из-за взаимодействий всегда претерпевает какие-то изменения. Скорость этих изменений меняется со временем t . Следовательно, как хронал, так и ход реального времени ? тоже должны изменяться со временем t у всех тел природы. Это значит, что во Вселенной невозможно выбрать какое-либо тело с равномерным ходом времени. Это сильно затрудняет деятельность службы времени, стремящейся приблизиться к ньютоновскому эталону tн ; именно поэтому при определении длительности секунды ученым пришлось выбрать отрезок времени, относящийся к конкретной дате 1 января 1901 г. Из-за этого трудно создать и так называемую стрелу времени, нацеленную из бесконечного прошлого через настоящее в бесконечное будущее, которая позволила бы достаточно точно датировать удаленные во времени события и предметы. Такую стрелу равномерно текущего времени цивилизация может создать лишь искусственно, достигнув соответствующего уровня эволюционного развития. Пока это сделать не удается, что станет ясно при обсуждении радиоизотопных методов.

Из сказанного напрашивается весьма интересный вывод. Очевидно, что на всевозможных космических телах, в том числе на планетах, различающихся значениями своего хронала, ход реального времени ? , а следовательно, и все частоты и скорости процессов должны быть неодинаковыми, отличными от земных. Поэтому там наши часы – механические, электронные, радиоизотопные и т.д. – должны показывать время, не совпадающее с земным. После возвращения на Землю они вновь станут идти с прежней земной скоростью. Этот вывод легко подтвердить, если часы перед возвращением на Землю подержать некоторое время на другой планете с целью накопить возникшую разницу хода. По этой разнице можно судить о различии в хроналах Земли и планеты. Американские космонавты, побывавшие на Луне, должны были бы заметить соответствующий хрональный эффект на своих часах. Его могли бы зафиксировать и наши возвращаемые с Луны аппараты, если бы на них были установлены нужные часы.

Необходимость существования в природе истинно простого хронального явления, определяющего длительность и состоящего из сопряженных с ним вещества и его поведения, прямо вытекает из опыта и парадигмы ОТ. В результате важнейшее свойство этого явления – реальное время ? , присущее каждому отдельному телу, по необходимости подчиняется через посредство хронала всем семи началам и другим законам общей теории. Что касается условного эталонного времени, придуманного человеком, то оно привносится в теорию извне, никакого отношения к телам и веществам не имеет, никаких свойств не определяет, ничему и никому не подчиняется и обладает только тем постоянным однонаправленным воображаемым ходом, который был задан его создателями. Периодическая смена дня и ночи, вращение Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца послужили исходными вехами при исчислении времени t . Затем эти периоды были поделены на более мелкие отрезки, и в конце концов человек пришел к современным методам измерения условного времени t . Очевидно, что такой подход никак не связан с хроналом Земли, до которого заряжены находящиеся на ней тела, и нам еще предстоит определить этот хронал и установить разницу, существующую между ходом условного t и реального ? времени на Земле.

Факт подчинения хода реального времени законам ОТ позволяет сделать еще один вывод чрезвычайной важности. Суть его состоит в том, что с помощью этих законов мы можем по произволу управлять хроналом, а следовательно, и ходом реального времени, как мы управляем другими интенсиалами: давлением, температурой, электрическим потенциалом и т.д. Это значит, что, повысив хронал, мы можем в широких пределах ускорить в живых и неживых телах все процессы: физические, химические, атомные, ядерные и т.д. Например, ускорив процесс горения в двигателе внутреннего сгорания, мы можем на десятки процентов уменьшить расход горючего при той же развиваемой мощности, резко ускорить рост продуктивных растений и животных и т.п. (см. параграф 4 гл. XVIII). Уменьшив же хронал, мы замедлим все процессы. Например, таким способом мы можем многократно увеличить продолжительность жизни человека – этого геронтологи еще не знают. Обо всем этом более подробно говорится ниже, там же мне придется высказать геронтологам и медикам еще и другие любопытные советы, вытекающие из ОТ.

Такова вкратце субординация между реальным временем ? , входящим через хронал в уравнение (235), и нашим привычным временем t . Как видим, в физическом плане эти характеристики имеют принципиальные различия, поэтому их ни в коем случае нельзя смешивать, особенно имея в виду то крайне важное для всего последующего обстоятельство, что в некоторые физические законы входит воображаемое время, в другие – реальное. Например, во всех законах переноса пятого начала ОТ (см. гл. XI) под t мы всегда понимаем условное, равномерно текущее время; это позволяет сравнивать скорости различных процессов и эффективность всевозможных устройств. В противоположность этому во второй закон механики Ньютона всегда входит только реальное, с переменной скоростью текущее время ? , определяемое хроналом Рt .

Но продолжим анализ особенностей хронального явления. Согласно закону заряжания седьмого начала ОТ, каждое отдельно взятое неизолированное тело, предварительно заряженное каким-либо веществом, постепенно теряет это вещество, а интенсиал тела в простейшем случае уменьшается со временем t по экспоненциальному (логарифмическому) закону (например, так снижается температура выключенного утюга). Аналогичным образом происходит уменьшение со временем t хронала тела, предварительно заряженного хрональным веществом. Примером может служить Земля, в свое время имевшая большой хрональный заряд; она его постепенно теряет, и ее хронал уменьшается, несмотря на то что из Космоса непрерывно поступает мощный поток хрональных излучений. Другим примером может служить живой организм, у которого темп всех процессов со временем t замедляется.

В свете изложенного можно условно принять, что высокий хронал принадлежит прошлому системы, а низкий – ее будущему. Уменьшение хронала сопровождается ростом хода реального времени ? , при этом увеличивается скорость этого хода d?/dt . Увеличение скорости можно определить, например, с помощью ускорения d2?/dt2 , оцениваемого по отношению к условному времени. Это ускорение положительно при стремлении системы в будущее и отрицательно при стремлении в прошлое. Однако такое определение прошлого и будущего сугубо условно.

Большое теоретическое и практическое значение имеет возможность находить величину хронала Рt конкретного тела, а также распределение хронала в его объеме. Для определения абсолютного значения хронала надо просуммировать все изменения dРt от абсолютного нуля хронала и до интересующего нас состояния системы. Абсолютным нулем отсчета хронала, как и любого другого интенсиала, служит абсолютный вакуум, или парен (см. параграф 4 гл. XVII). Это значит, что мы должны проследить за изменением хронала тела при заряжании последнего хрональным веществом, начиная от парена. Поскольку процесс заряжания растянут во времени t , постольку его удобно изображать в координатах Рt – t . На рис. 5, а показан ход изменения хронала тела при его заряжании от абсолютного нуля до значения Рt , общая длительность процесса равна ?t , за время dt хронал возрастает на величину dРt .

Однако от абсолютного нуля мы отстоим далеко и пока еще не научились измерять хронал, поэтому на практике придется пользоваться каким-либо условным нулем отсчета. Например, давление мы иногда отсчитываем от атмосферного, температуру – от условного нуля Цельсия, электрический потенциал – от потенциала земли (заземления). Первый нуль является величиной переменной, второй – постоянной, третий изменяется, но обычно это не учитывается. При выборе условного нуля отсчета хронала тоже можно за основу взять Землю, ее хронал (посмотрим, как это должно выглядеть на практике).

Все тела на Земле – живые и неживые, естественно, заряжены до ее хронала м теряют свой хронал в окружающем пространстве вместе с нею. В отличие от давления, температуры и электрического потенциала хронал Земли распределен по ее поверхности более или менее равномерно (об этом говорит, например, известный факт сравнительно малого изменения темпа (скорости) распада радиоактивных изотопов в различных регионах). Снижение хронала во времени происходит медленно, примерно по экспоненциальному закону. Благодаря медленности этого процесса для не очень больших отрезков времени ?t экспоненту можно заменить прямой линией. Тогда процесс заряжания тела будет выглядеть так, как это изображено на рис. 5, б, где за время ?t хронал Земли РtЗ понижается на величину ?РtЗ , но хронал тела относительно Земли имеет заданное значение ?Рt .

Благодаря медленности процесса можно принять еще и второе упрощение, если пренебречь величиной ?РtЗ по сравнению с ?Рt и dРtЗ по сравнению с dРt . Это равносильно тому, что нуль отсчета хронала смещен от абсолютного нуля вверх на величину РtЗ (рис. 5, в).

Однако хронала Земли мы пока не знаем, поэтому для практических целей придется воспользоваться другим условным нулем, суть которого подсказана великим Ньютоном: речь идет о его "абсолютном, истинном математическом времени" tн . Именно это время мы примем за условный нуль отсчета хронала. При этом в первом равенстве (236) надо положить k = tн . Тогда хронал окажется величиной безразмерной, для краткости обозначим его через ? , Имеем

? = tн/? ; d? = -tн(d?/?2) = -(1/tн) ?2d? (237)

Здесь первое равенство говорит о том, что за эталонный отрезок времени tн реальное время показывает длительность ? . Согласно второму равенству, приращение хронала d? пропорционально приращению реального времени d? , но эти величины имеют противоположные знаки.

Сопряженный с хроналом (237) хронор обладает размерностью Дж, произведение хронала ? на хронор (обозначим его через ? ) дает работу dQ? , равную изменению энергии dU :

dQ? = ? d? = dU

Однако условность нуля отсчета хронала делает эту работу похожей не на обычную работу (42), а на работу типа (222).

Введение хронала ? на первых порах вполне решает проблему хрональных расчетов примерно на том уровне, который получается в тепловых явлениях, если не известна абсолютная температура, но имеется шкала Цельсия. Единица измерения количества хронального вещества (хронора ? ) находится, например, путем заряжания 1 кг воды на единицу хронала либо до состояния, при котором ход реального времени в этой воде изменяется на 1 с. Соответствующая единица может быть установлена также на основе определения силы взаимодействия между двумя единичными хрональными зарядами; этой единице я дал название хрон (см. параграф 9 гл. XVIII).

На практике служба времени обеспечивает нас временем t , с достаточной точностью воспроизводящим эталонное ньютоновское tн . В свою очередь, часы – механические, электронные, радиоактивные и т.д., - помещенные в зону с повышенной или пониженной хрональной активностью, поведут себя так, как и любые объекты природы: в них ускорятся или замедлятся скорости всех процессов, то есть часы станут либо спешить, либо отставать. Например. в первом случае в механических часах шестеренки начнут вращаться быстрее, в электронных пластинка ускорит свои колебания, в радиоактивных участится распад изотопов. Во втором случае при пониженной хрональной активности, наоборот, все эти процессы замедлятся. Этих данных вполне достаточно для определения хронала и хода реального времени.

Необходимо подчеркнуть, что в рассматриваемых условиях часы фактически характеризуют не ход реального времени ? , а хрональную активность зоны, определяемую хроналом ? . Следовательно, показания часов и ход реального времени связаны между собой обратной зависимостью. Поэтому если за некоторый отрезок эталонного времени ?t часы покажут длительность ?? , то искомые безразмерные хронал ? и ход реального времени ? определяется из соотношений

? = ??/?t ; ? = ? t /?? (237’)

Для наглядности на рис. 5, г изображена зависимость хронала в функции эталонного времени, причем на участке АВ часы хронально заряжаются, на участке ВС заряд остается неизменным, на участке СДЕ происходит разряжание часов. Кривая АВСД соответствует условиям, когда часы спешат, на кривой ДЕ часы отстают, штриховая прямая АД отвечает синхронному ходу часов и эталонного времени.

В наших последующих опытах хронал мало отличается от единицы, а ход реального времени – от эталонного, поэтому разность хода приходится накапливать, например, в течение суток, при этом размерность хронала становится равной с/сут. Чаще всего величина составляет несколько десятых долей секунды за сутки. Однако НЛО демонстрируют нам многократное увеличение или уменьшение хронала.

Изложенный метод выбора нуля отсчета хронала, определяемый формулами (237) и (237’) и проиллюстрированный рис. 5, г, представляет собой не что иное, как реализацию на практике идеи Ньютона о том, сто его "абсолютное, истинное математическое время" есть "место абсолютное", то есть абсолютная система отсчета времени (обыденного, реального). Конечно, не в нашем термодинамическом смысле отсчета от абсолютного нуля интенсиалов, а в смысле отсчета от абсолютного ньютоновского времени. Остается только сожалеть, что эти и некоторые другие гениальные идеи Ньютона в свое время были недостаточно хорошо поняты, а также искажены в угоду более поздним представлениям.

В связи с использованием tн (и t ) в качестве системы отсчета хронала возникает несколько вопросов. Появляется желание выяснить, как соотносятся между собой хроналы, отсчитанные от абсолютного нуля интенсиалов (рис. 5 , а), от хронала Земли (рис. 5, б и в) и от нуля Ньютона (рис. 5, г). Вопрос об абсолютном нуле в принципе может быть решен известным термодинамическим методом путем осуществления обобщенного цикла Карно [39, с.70, 91; 13, с.339; 15, с.323; 18, с.396]. В данном случае прямоугольный цикл Карно изображается в координатах ? - ? . В этом цикле два процесса происходят при постоянных значениях ?’ и ?’’ , а два других – при постоянных хрональных зарядах ?’ и ?’’ . Зная из опыта разность хроналов и совершенные в изохрональных процессах работы, с помощью выражения для КПД обобщенного цикла Карно непосредственно находится положение абсолютного нуля хронала в принятых единицах измерений. Такой метод впервые рассмотрен Томсоном (лорд Кельвин) применительно к абсолютной шкале температуры [18, с.400].

Вопрос о хронале Земли тоже можно решить экспериментально, имея в виду, что абсолютный ход времени Ньютона tн постоянен и ни от чего не зависит, а хронал Земли постепенно уменьшается. Это уменьшение обнаруживается по замедлению со временем темпа некоторых процессов, в частности по росту периода полураспада радиоактивных изотопов. Например, оценка величины галактического года (длительности обращения Солнца вокруг центра Галактики) калий-аргоновым методом дает уменьшающиеся со временем значения. Современный нам галактический год по измерениям составляет 170-200 миллионов лет, в прежние времена он был тем больше, чем дальше от нас отстоит рассматриваемая эпоха. В стародавние времена галактический год был равен 300, 400 и более миллионов лет. Вместе с тем галактический год в действительности является одной из наиболее стабильных из всех поддающихся измерению величин. Следовательно, его большая длительность в прежние времена может быть объяснена только более быстрым распадом изотопов в условиях повышенных значений хронала (и других интенсиалов) в прошлом [21, с.180].

Путем сопоставления длительности галактического года, найденного различными методами, можно построить кривую увеличения периода полураспада со временем и сравнить ее с теми изменениями хронала, которые наблюдаются в настоящее время. В результате появится возможность судить о хронале Земли. Одновременно удастся скорректировать сам метод датирования событий и предметов с помощью изотопов, ибо его погрешность сильно возрастает с увеличением измеряемого отрезка времени [21, с.181]. Очевидно, что количество распавшихся атомов должно быть пропорционально не только их общему числу, как это принято думать сейчас, но и величине хронала Земли.

Представляет интерес также вопрос о том, насколько сильно различаются между собой по абсолютной величине ход реального времени на Земле и ход условного ньютоновского времени. Ведь последний выбран из соображений, которые никак не связаны со свойствами хронального явления.

После детального изучения всех перечисленных и других возникших вопросов и накопления необходимых экспериментальных данных будет легко перекинуть мост между различными способами определения хронала, представленными на рис. 5. В описанных ниже опытах при определении хронала мы пользуемся отсчетом его от нуля Ньютона как самым простым.

Приведенные здесь достаточно подробные рассуждения должны способствовать пониманию предлагаемой мною принципиально новой трактовки проблемы времени. Она открывает перед теорией неограниченные возможности для глубокого проникновения в физическую сущность времени, которое теперь уже из призрачно-неуловимой, отвлеченно-неосязаемой и в общем-то непонятной категории превратилось во вполне реальную, даже осязаемую – если говорить о хрональном веществе – и легко интерпретируемую величину, обладающую вполне определенными общими и конкретными физическими свойствами и подчиняющуюся единым законам природы. Благодаря этому создаются необходимые предпосылки для широкого использования хронального явления на практике.

В соответствии с уравнением состояния третьего начала ОТ мы можем по произволу управлять любым интенсиалом – давлением, температурой, электрическим потенциалов и т.д. Следовательно, мы можем точно так же управлять и хроналом. Это значит, что мы можем использовать время в хрональном двигателе, преобразующем хронал в давление, а также создавать "машины времени", но, конечно, не тех типов, какие обычно принято описывать в научно-фантастической литературе [21, с.103]. Например, мы можем направить реальную систему в ее прошлое или будущее, искусственно повысив или понизив ее хронал; однако мы не можем послать ту же систему в прошлое или будущее путем изменения хода условного, не существующего в природе времени tн , именно потому, что оно не существует и, следовательно, ему не подвластны никакие реальные системы. Овладение хрональным явлением должно поднять человеческую цивилизацию на новый, более высокий уровень эволюционного развития. О некоторых перспективах использования времени более подробно говорится ниже.

Продолжим далее описание некоторых общих и специфических свойств истинно простого хронального явления. При этом я использую отдельные конкретные экспериментальные результаты, изложенные в гл. XVIII.

Простое хрональное явление, состоящее из хронального вещества и его поведения, подчиняется всем законам ОТ: сохранения энергии и вещества, состояния, переноса и т.д. Перенос хронального вещества происходит под действием разности значений хронала, являющегося мерой активности поведения этого вещества. Подвод к системе хронального вещества сопровождается увеличением ее хронала, а отвод – снижением и т.д.

На уровне наномира хрональное вещество обладает силовыми свойствами. В противоположность гравитационному нанополю, придающему телам притягивающие свойства, хрональное нанополе заставляет тела отталкиваться.

На уровне микромира хрональное вещество имеет дискретную, зернистую, квантовую структуру. Однако хронал, а также ход реального времени этой дискретностью не обладают. При подводе или отводе от микрочастицы квантов хронального вещества (хронантов) могут наблюдаться скачкообразные изменения ее хронала и хода времени, аналогичные изменениям других интенсиалов. Но с ростом емкости микроансамбля эти скачки стремятся к нулю, и их наличие ни в коем случае не может служить основанием для вывода о дискретности времени.

Входя в состав большинства известных нам микрочастиц, хронанты придают им свойства длительности существования, порядка последовательности. Этим можно объяснить самопроизвольный распад частиц, явление радиоактивности.

Действительно, как уже отмечалось, под действием разности хроналов происходит перенос хронального вещества, причем подвод или отвод его от системы сопровождается не только изменением ее хронала, но также и энергии. В результате нарушается соотношение между энергиями заряжания и экранирования, растаскивающими и связывающими ансамбль, и частица самопроизвольно распадается. Для естественной радиоактивности решающее значение имеет общее снижение со временем хронала Земли, об этом уже говорилось.

Кроме известных существует еще большой класс микрочастиц, которые я называю хрононами. Обычно наименование отражает либо историю открытия частицы, либо ее главное назначение, хотя каждая из них представляет собой большую гроздь порций разнородных и равноправных веществ. Например, электрон был назван так, ибо его открыли в рамках учения об электричестве, фотон – при изучении световых явлений ("частица света", "квант света"). Хронон содержит порции метрического вещества (имеет размеры, массу), ротационного (спин), вибрационного (колебательного) и некоторые другие. Но нас будут интересовать главным образом его хрональные свойства.

В физике для частиц типа хрононов есть общее название – лептоны, к ним относятся нейтрино, электроны, мюоны. По размерам (массам) хрононы в миллионы и миллиарды раз меньше электрона, отсюда их высокие проникающая способность (как у нейтрино) – они проходят сквозь Землю – и скорость, которая изменяется от десятков и сотен метров в секунду до десятков и сотен скоростей света, - это показывают прямые измерения. Мне довелось наблюдать уже семь типов хрононов. Самым замечательным свойством хрононов является их способность нести в себе калейдоскопически разнообразную и исчерпывающую информацию о любом теле (живом и неживом), которые их излучают.

В макромире хрональному веществу присущи непрерывные, континуальные свойства. О хрональном макроявлении мы получаем известное представление, измеряя различными более или менее приближенными методами длительность всевозможных событий, процессов, явлений. При этом мы фактически имеем дело либо с условным временем t , либо с реальным ? , обратным по отношению к хроналу ? . О свойствах хронального вещества на макроуровне, как и на двух других количественных уровнях мироздания (нано- и микро-), более подробно говорится в гл. XVIII [ТРП, стр.228-243].

2. Простое метрическое явление.

Вторым по важности следует признать истинно простое метрическое явление (от греческого metron – мера, размер), которое так же, как и хрональное, крайне интересует всех: и обывателя, и инженера, и философа, и ученого, но которое еще не получило должной качественной и количественной расшифровки.

Согласно парадигме ОТ, все сущее состоит из вещества и его поведения. Следовательно, пространство тоже должно быть отнесено к одной из двух указанных категорий. К какой именно – это легко видеть из правила аддитивности: пространство способно суммироваться, следовательно, оно является веществом, а не поведением, причем простым веществом, ибо его не удается разложить на более простые составляющие.

Установив таким образом факт существования вещества-пространства, мы тем самым должны приписать ему все те общие свойства, которыми обладает любое вещество. Следовательно, пространство есть объективная реальность, оно абсолютно – в этом заключаются главные общие свойства пространства.

Вместе с тем пространство обладает и многими частными, специфическими, неповторимыми свойствами, присущими только ему одному. Главным из них служит свойство протяженности. Этим свойством пространство наделяет все ансамбли, в состав которых входит. Благодаря наличию этого свойства мы не можем сказать, что метрическое вещество заполняет некое вместилище, например некое пустое пространство, наподобие пустого ящика без стенок, ибо пустого пространства в природе нет и не может быть. Пустое пространство равносильно пустому веществу, то есть отсутствию вещества, а отсутствие пространственного вещества есть отсутствие самого пространства. Следовательно, имеется только вещественное пространство, вне этого вещества не может быть и свойства протяженности. Все остальные вещества природы, включая хрональное, существуют "параллельно" с пространством, но внутри него, как бы "размазаны" в нем. Специфическим свойством протяженности они не обладают, ибо это свойство есть прерогатива одного лишь пространства.

Другое важнейшее специфическое свойство метрического вещества, являющееся следствием протяженности, заключается в том, что в пространстве все располагается "в смысле порядка положения" (Ньютон). Это значит, что в данной точке пространства не могут одновременно находиться две порции метрического вещества. Одна порция может попасть в эту точку только путем вытеснения из нее второй порции. В противоположность этому в данной точке пространства может находиться любое число порций всех остальных простых веществ, ибо они не обладают свойством протяженности.

Наконец, отсюда непосредственно вытекает еще третье важнейшее специфическое свойство метрического вещества. Суть его сводится к тому, что взаимное вытеснение, замещение различных порций возможно только в том случае, если ансамбли, содержащие метрическое вещество, обладают способностью перемещаться, двигаться друг относительно друга.

Таковы главные общие и специфические свойства пространства. Помимо главных оно обладает также многочисленными другими общими и специфическими свойствами, которые, однако, не столь кардинальны, как упомянутые, они выясняются по мере дальнейшего развития аппарата ОТ.

Мерой количества метрического вещества (пространства), или метрическим экстенсором, служит метриор Емет . Метрические интенсиал, или метриал Рмет , характеризует качество поведения метрического вещества. Согласно правилу (42), работа метрического вещества, равная изменению энергии системы, определяется по формуле

dQмет = Рмет dЕмет = dU (238)

Необходимо теперь вложить конкретный физический смысл в понятие метриора, а затем и метриала.

Поскольку главное специфическое свойство пространства – это протяженность и поскольку мы живем в трехмерном мире, постольку сразу же возникает идея о том, чтобы в качестве меры количества метрического вещества выбрать некий объем. Однако объем мы привыкли измерять с помощью линейного размера, взятого в третьей степени. Очевидно, сто такая сложная конструкция, не удовлетворяющая важнейшему требованию специфичности, не может служить экстенсором. Тем более что линейный размер – это экстенсор условно простого перемещательного явления, не обеспеченного своим специфическим веществом (см. параграф 5 гл. XV). Аналогично и сам объем выступает в роли экстенсора условно простого механического явления (см. параграф 4 гл. XV). О других, более существенных недостатках объема как экстенсора для истинно простого метрического явления говорится ниже. Следовательно, объем в обычном его понимании отпадает.

Для определения физического смысла метриора придется обратиться к третьему важнейшему специфическому свойству пространственного вещества, оно вытекает из второго, заключающегося в существовании порядка положения. Чтобы соблюдать порядок положения, тела должны перемещаться, двигаться, только таким способом они могут вытеснять друг друга со своих мест. Благодаря этому в рассмотрение естественно вовлекается классическая механика с ее обширным кругом блестяще отшлифованных понятий и законов. Среди этих понятий нас в первую очередь должно интересовать то, что является мерой количества вещества применительно к перемещению, движению. Известно, что такой мерой служит масса m, измеряемая в килограммах.

Это понятие сложилось не сразу. Оно формировалось в течение нескольких поколений, начиная с Аристотеля и Герона и вплоть до Коперника, Гильберта, Кеплера. Непосредственные предшественники Ньютона (Декарт и Гюйгенс) еще путали понятия количества вещества и веса. Четко различил из Бальяни в 1638 г. Но дальше всех пошел Ньютон в своих "Началах", он массу определил как меру "количества материи" и успешно применил ее в своих законах механики [53, с.129].

Масса хорошо описывает третье важнейшее свойство метрического вещества – перемещение, движение. Ниже мы убедимся, что она пригодна также для полного определения двух первых главных свойств этого вещества – протяженности и порядка положения. Масса удовлетворяет и требованию специфичности. Следовательно, ее вполне можно избрать на роль экстенсора истинно простого метрического явления. Разумеется, будучи мерой количества метрического вещества (метрической формы материи), масса не в состоянии охарактеризовать всю материю в целом, все ее разнородные формы.

Зная экстенсор (метриор), нетрудно по изложенным выше правилам найти сопряженный с ним интенсиал (метриал). Обозначим его через ? , его размерность выражена в Дж/кг. В результате общая формула (238) приобретает следующий конкретный вид:

dQm = ? dm = dU (239)

Интересно, что в похожем виде работу и изменение энергии впервые записал У. Гиббс в 1874 г. применительно к химическим превращениям, не подозревая, что в действительности уравнение (239) имеет значительно более общее и важное значение, ибо определяет фундаментальное истинно простое метрическое явление. В условиях химических превращений используется аналогичная формула, но в ней так называемый химический потенциал ? имеет отличный от ? смысл (см. параграф 19 гл. XV).

Теперь нам предстоит углубить наше понимание величин m и ? и обсудить способы их измерения. Это будет сделано в настоящем и нескольких следующих параграфах. Начнем с выяснения смысла меры m , заменив ее для наглядности более привычной нам характеристикой – объемом ? , измеряемым в м3. Тогда сопряженный с этим новым условным экстенсором интенсиал ? будет иметь размерность давления (Н/м2). Условная подмена массы m на объем ? осуществляется таким образом, что

m = k? (240)

где k - коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от единиц измерений. Этим мы как бы отождествляем массу m и объем ? , что позволяет о массе применительно к пространству говорить на более понятном языке – в терминах объема. При этом формула (239) приобретает вид

dQ? = ? d? = dU (241)

Здесь важно подчеркнуть, что объем ? ничего общего не имеет с упомянутым выше объемом V , к которому мы привыкли. Чтобы во всем этом лучше разобраться, рассмотрим механизм процесса заряжания системы объемом ? . Этот механизм представляет большой интерес, так как позволяет сделать много далеко идущих выводов и прогнозов.

Согласно ОТ, пустоты в природе не существует. Все, в целом непрерывное, пространство образовано метрическим веществом, обладающим свойством протяженности и состоящим из большого множества отдельных его порций, или квантов (метриантов). Это вещество может находиться либо в состоянии парена – нулевой активности, когда давление ? = 0, либо в активном, возбужденном состоянии, когда давление ? не равно нулю. В реальных условиях кванты активного пространства чередуются в каком-то порядке с квантами пассивного (парена). Поэтому если с помощью воображаемой контрольной поверхности мысленно выделить из окружающей среды некоторую систему объемом V , то в нее одновременно попадут метрианты обоих типов. Активные метрианты в составе соответствующих ансамблей образуют изучаемое тело.

На рис. 6 представлены два состояния системы, отмеченные индексами 1 и 2, причем активные метрианты изображены черными клеточками, а пассивные – светлыми. Под объемом ? следует понимать только совокупность объемов активных метриантов (черных клеточек). Отсюда должно быть ясно, почему надо четко различать экстенсор ? и суммарный контрольный объем V , а также почему объемом ? можно успешно подменять массу m .

Поскольку пространство непрерывно, постольку подвод к системе активных метриантов в количестве d? = ?2 - ?1 (рис. 6, а и б) неизбежно должен сопровождаться вытеснением соответствующего количества метриантов парена (рис. 6, б, светлые клеточки). При этом концентрация активных метриантов ?/V возрастает, что приводит к повышению давления ? . Увеличение давления есть следствие взаимодействия между сближающимися ансамблями системы. Аналогичная картина наблюдается при заряжании системы любым веществом, в этом отношении метрическое не является исключением из общего правила. Например, при подводе (увеличении) электрического заряда растет потенциал системы, при подводе термического вещества – температура и т.д. Специфическое отличие метрического явления от всех остальных заключается в том, что заряжание системы объемом происходит путем замещения пассивных квантов пространства активными. У всех остальных явлений при заряжании наблюдается простой подвод активных квантов вещества на общем фоне пространства, вложение ("вмазывание") этих квантов в кванты пространства.

Посмотрим теперь, как описанный механизм выглядит применительно к поршневому двигателю. Предположим для этого, что имеется цилиндр с поршнем (рис. 6, в), заполненный газом. Под объемом ? будем, как и прежде, понимать совокупность активных метриантов газа, расположенных между некоторыми контрольными сечениями I и II , выделяющими в цилиндре из общего объема V1 величину V . Парен обладает всепроникающими свойствами, поэтому при движении поршня последний воздействует только на активные метрианты, число которых (концентрация) в контрольном объеме V увеличивается, а парен свободно проходит сквозь тело цилиндра и поршня (рис. 6, г). В результате газ сжимается от объема V1 до объема V2 , но при этом одновременно возрастает как объем ? , так и давление ? . При этом следует иметь в виду, что пассивных метриантов (парена) неизмеримо больше, чем активных.

В противоположность этому в термодинамике рассматривается полный объем V . При таком подходе сжатие газа поршнем сопровождается повышением давления, но уменьшением объема V . Из-за этого работа входит в уравнение первого начала со знаком минус, чем она и отличается от работ всех остальных веществ. Причина такого отличия ранее была не ясна.

Должен признаться, что меня всегда смущало общепринятое толкование механических явлений, приводящее к формуле (43). Свой протест я очень робко выразил тем, что в книгах [13, с.29; 15, с.46] сказал об условном перетекании объема сквозь поршень. В настоящей монографии я постарался по возможности стряхнуть с себя груз традиционных представлений и последовательно оставаться на позициях ОТ. В свете новых представлений мы теперь с полным правом можем говорить о том, что в тепловом двигателе работу совершает активное метрическое вещество (активное пространство), а движущей силой указанного процесса служит давление, определяемое концентрацией этого вещества в некотором контрольном объеме.

Изложенная здесь трактовка метрического явления логически вытекает из общего строя рассуждений ОТ и ставит пространство в один ряд со всеми остальными простыми формами вещества. Это должно заметно изменить наше миропонимание. Что касается практических целей, то для инженерных расчетов из-за непривычности экстенсора ? и неумения пока его определять вполне допустимо пользоваться общеизвестными методами: объемом V , перемещением х и массой m , которые сопряжены с давлением р , силой Рх и квадратом скорости ?2 и соответствуют условно простым механическому, перемещательному и кинетическому явлениям, вытекающим в качестве частных случаев из метрического.

Однако привлечение объема ? для выяснения физического смысла массы m , являющейся мерой количества метрического вещества, весьма полезно. Оно позволяет на примере процессов заряжания системы этим объемом и сжатия газа в цилиндре с поршнем лучше понять само метрическое явление, его главные свойства.

В целом истинно простое метрическое явление, как и хрональное, подчиняется всем законам ОТ. Например, переход метрического вещества через контрольную поверхность системы сопровождается совершением работы (первое начало). Количество метрического вещества, мерой которого служит масса, подчиняется закону сохранения (второе начало). Связь метрического явления со всеми остальными регулируется третьим и четвертым началами. Перенос метрического вещества происходит под действием разности метриантов (пятое и шестое начала), этот процесс сопровождается эффектами заряжания и экранирования (седьмое начало).

Как и всякое истинно простое вещество, метрическое на уровне наномира излучает соответствующее нанополе, представляющее собой вещество взаимодействия и имеющее силовые свойства. Именно метрическое нанополе ответственно за взаимодействия, которые ныне именуются гравитационными и инерционными. К этому вопросу нам придется возвращаться еще не раз.

На уровне микромира метрическое, подобно всем другим веществам, имеет дискретную, зернистую, порционную, квантовую структуру. Мера количества метрического вещества, содержащегося в одной порции, или метриант, сейчас пока неизвестна. О конфигурации и сопряжении между собой отдельных метрических порций (квантов) вещества, обусловленном их конфигурацией, говорить бессмысленно, ибо вне кванта пространства свойство протяженности отсутствует вовсе.

В макромире метрическое вещество обладает континуальными свойствами и наделяет макроскопические тела, в состав которых входит, свойствами протяженности и порядка положения, способностью перемещаться и т.д. Многие другие свойства метрического явления, особенно в его связи с хрональным, обсуждаются ниже. Здесь целесообразно сделать несколько кратких замечаний, касающихся сравнительных свойств пространства и времени.

Уже отмечалось, что время и пространство обычно принято рассматривать как некие эталоны, которые используются при сравнении различных других явлений. Этому способствовала та часть формулировок, где говорится, что время и пространство суть категории, которые не зависят ни от чего внешнего (из предыдущего должно быть ясно, что Ньютон имел ввиду эталонное, равномерно текущее время). Инженер, сильно стесненный рамками времени и пространства, прибегает к этому приему очень охотно и с большой пользой для дела. Примером может служить пятое начало ОТ, где некоторые потоки отнесены ко времени и геометрическим размерам, в частности к площади, теперь мы можем очень четко определить границы применимости этого приема.

Очевидно, что используемое инженером время может исправно выполнять свои обязанности эталона только в тех случаях, когда рассматриваются устройства с практически одинаковым ходом времени. По мере внедрения общей теории в инженерную практику будут все чаще встречаться системы с разным ходом времени. В этих условиях в уравнения переноса придется включать потоки хронального вещества либо вносить поправки на неодинаковый ход реального времени.

Что касается пространства, то оно представляет собой простое вещество и поэтому действительно не зависит ни от чего внешнего. Следовательно, оно всегда может быть использовано в качестве эталона. При этом безразлично, какое пространство имеется в виду – пассивное, активное или и то и другое вместе взятые. Для этих целей оба вида пространства совершенно равноценны, важно лишь, чтобы они использовались как непрерывная среда, континуум. Другими словами, контрольные объем, поверхность или линия должны быть мысленно выделены или проведены в пространстве через пассивные и активные его области одновременно, без разрывов. Например, на рис. 6 контрольный объем V охватывает парен и активное пространство, не отдавая предпочтения ни одному из них. В данном случае равноценность пассивных и активных квантов говорит о том, что мы вполне можем вторые мысленно подменить первыми. А это значит, что контрольный объем есть характеристика абсолютная, ни от чего не зависящая, ибо она фиксируется как бы относительно неподвижного парена, который представляет собой абсолютную систему отсчета (см. параграф 5 гл. XVII).

Следовательно, объем V является единственной абсолютной макроскопической характеристикой, связанной с пареном и одновременно поддающейся непосредственному и весьма точному измерению. Измерения возможны благодаря тому, что кванты невидимого метрического вещества парена перемежаются квантами видимого (активного), и об объеме мы фактически судим по расположению видимых квантов. Например, суммарный объем V цилиндра на рис. 6, в равен V1 , а на рис. 6, г – V2 ; эти величины фиксируются по газу, но они включают в себя одновременно метрианты как газа, так и парена. Все это делает объем V идеальным эталоном, к которому целесообразно относить соответствующие характеристики системы.

Этот вывод имеет важное значение, так как на практике обычно принято различные характеристики относить не к единице объема V , а к единице массы системы, например удельный объем, удельная массовая теплоемкость и т.д. Однако в свете изложенного становится ясно, что подобный прием не очень удачен.

Действительно, согласно третьему началу ОТ, свойства системы определяются количествами заключенных в ней различных простых веществ, то есть фактически концентрацией этих веществ во всем объеме V , а не только в объеме ? , пропорциональном массе m . Это легко понять, если вспомнить, что концентрация определяет расстояния между взаимодействующими частицами; расстояния, в свою очередь, характеризуют интенсивность взаимодействий, а значит, и свойства. Следовательно, относя характеристики системы к единице массы (объема ? ), мы тем самым упускаем из виду влияние концентраций веществ в остальном ее объеме V - ? : при равных массах эти разные, не учитываемые в объеме V - ? концентрации дадут неодинаковые удельные свойства, что может привести и зачастую приводит к неправильным выводам. Это хорошо продемонстрировано в работе П.Н. Кобзаря [49].

Особого внимания заслуживают идеи Ньютона о порядке последовательности и порядке положения. При этом уместно обратить внимание на одну тонкость, которая касается разницы между этими двумя порядками. Суть дела заключается в том, что реальное время определяет хрональный интенсиал, или хронал, а пространство есть вещество, мерой количества которого служит метрический экстенсор, или метриор. Это наделяет порядок последовательности и порядок положения определенными принципиально различными свойствами. Порядок положения имеет ту особенность, что в данной точке пространства одновременно может находиться только один метриант, принадлежащий некоторому телу. Другой метриант, принадлежащий второму телу, может попасть в эту точку лишь методом вытеснения, замещения.

Что касается порядка последовательности, то хронал и ход времени могут иметь одинаковые значения у любого числа различных тел. Это значит, что в данной временной точке одновременно могут находиться многие тела. Однако если мы находимся на одном теле, а на втором ход времени ускорился, тогда мы будем видеть его будущее, а если замедлился, - то его прошлое в сравнении с нами. Обратная картина получается, если мы ускоряем или замедляем ход времени на своем теле, например, в каюте какого-либо устройства. Все это вносит в проблему порядка последовательности известную специфику и может быть положено в основу построения соответствующих "машин времени".

Разумеется, о порядках последовательности и положения можно говорить применительно к телам, содержащим хрональное и метрическое вещества. Вне этих веществ не может существовать ни порядка последовательности, ни порядка положения. Иными словами, без хронального вещества тело существует вне времени, без метрического – вне пространства. Вневременность означает нескрепленность с хрональным веществом, независимость от времени, неподвластность времени, "размазанность" по времени. Внепространственность надо понимать как нескрепленность с пространством, независимость от него, существование параллельно, внутри пространства, "размазанность" по его объему, как отсутствие у тела свойств протяженности, размеров и массы и, вероятно, как вездесущность.

В связи с этим возникает естественный вопрос, возможны ли в природе вневременные и внепространственные системы? А почему бы и нет? Ведь есть же ансамбли, которые не имеют в своем составе определенных квантов, например квантов электрического вещества; в частности, подобным свойством обладает фотон. Точно так же могут быть и ансамбли, не содержащие квантов хронального вещества, либо пространства, либо того и другого одновременно. В принципе все это легко себе представить, да и опыт говорит о том же (см. гл. XXVI). Такие ансамбли будут существовать вне времени и пространства, свойствами длительности и протяженности они обладать не будут, для них понятия порядка последовательности и порядка положения не имеют никакого смысла. Отсутствие протяженности делает соответствующие тела всепроницаемыми, а отсутствие массы устраняет запреты механики на слишком большие скорости и ускорения. Иными словами, вырисовывается возможность существования более тонких миров, чем наш, отличающихся экзотичностью свойств; нечто подобное в работе [21, с.24] я назвал пико-, фемто- и аттомирами. Как видим, действительность оказывается много интересней, богаче и фантастичней всех самых фантастических научно-фантастических измышлений.

Наконец, становятся понятными слова Ньютона о том, что "время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего", ибо вне метрического вещества нет пространства, а вне хронального вещества – времени; при этом все остальные простые вещества оказываются "размазанными" внутри пространства. К тому же основное – пассивное – пространство (парен) действительно "остается всегда одинаковым и неподвижным" и служит абсолютно системой отсчета расстояний и скоростей (см. параграф 5 гл. XVII).

Я умышленно более подробно остановился на описании свойств хронального и метрического явлений, так как изложенная здесь трактовка сильно отличается от привычной, где время и пространство выделяются в особые категории, стоящие в стороне (над) от всех остальных явлений. Из сказанного должно быть ясно, что время и пространство суть весьма частные категории, имеющие к тому же существенно различный ранг. Поэтому они в принципе не в состоянии содержать в себе на правах ящиков без стенок всю Вселенную. И их нельзя ни суммировать, ни заставить подменять друг друга. При этом особый теоретический и практический интерес должны представлять бесхрональные и безметрические тела и объекты, "размазанные" по времени и пространству [ТРП, стр.244-254].

3. Условно простое метрическое явление.

К числу условно простых следует отнести описанное в предыдущем параграфе явление, определяемое экстенсором ? и интенсиалом ? (см. формулу (241)), ибо эти характеристики не удовлетворяют требованию специфичности: объем ? выражается через линейный размер в кубе, а давление ? - через силу, приходящуюся на единицу площади. Необходимость уважения к индивидуальности экстенсора и интенсиала - их физическому содержанию и размерности - прямо вытекает из самого духа ОТ и вполне окупается при последующем использовании этих величин на практике. Хорошими примерами в этом отношении служат хрональные, термические и электрические экстенсоры и интенсиалы.

Как уже отмечалось, условно простое явление не способно во всех подробностях следовать законам ОТ. В нашем случае неприятности могут возникнуть, например, при определении давления (силы). Однако находить в опыте величину объема ? мы пока не умеем, поэтому трудно судить и о границах применимости обсуждаемого условно простого метрического явления [ТРП, стр.254].

4. Условно простое механическое явление.

Метрическая форма явления ранее была неизвестна, вместо нее в термодинамике рассматривается так называемое механическое явление, в котором роль экстенсора играет объем V , а роль интенсиала — давление р , причем механическая работа (см. формулу (43))

dL = pdV = - dQV = - dU

Нетрудно сообразить, что механическое явление вытекает как частный случай из условно простого метрического, определяемого формулой (241). Действительно, если известно соотношение между числом активных и пассивных метриантов системы, тогда через это соотношение легко находится связь между объемами dV и dQ и давлениями р и ? , причем величины dV и dQ имеют неодинаковые знаки.

Условность механического явления ycyгyбляeтся тем обстоятельством, что объем V охватывает метрическое вещество, одновременно находящееся в двух различных состояниях - пассивном и активном, то есть принадлежащее двум различным уровням эволюционного развития: наипростейшему (парен) и простому (ансамбль простых явлений) (см. параграф 7 гл. IV). Вещество парена, обладающей нулевой активностью, не взаимодействует с активными веществами, в том числе с активным пространством, а это, согласно изложенным выше правилам, непозволительно для истинно простого явления [ТРП, стр.254-255].

5. Условно простое перемещательное явление.

Другим частным случаем условно простого метрического явления служит перемещательное. Это явление тоже не самостоятельное, а условное, но в отличие от механического ему нельзя сопоставить какое-либо вещество. Экстенсор dx и интенсиал Рх для перемещательного явления представлены в формуле (28). Связь между экстенсорами и интенсиалами для механического (см. формулу (43)) и перемещательного явлений иллюстрируется рис. 1 и выражением (44). Взаимозависимость механического и условно простого метрического явлений отражена на рис. 6, в и г.

Главное характерное свойство условно простого перемещательного явления заключается в его универсальности: оно в единообразной форме определяет работу перемещения любого специфического вещества, кванты которого скреплены с квантами пространства. Благодаря этому всякую специфическую работу оказывается возможным выразить двояко: либо с помощью уравнения (28), либо с помощью уравнения (42), что нашло свое отражение в равенстве (94). Универсальность перемещательного явления делает его незаменимым также при определении работы универсального взаимодействия, без которого не может обойтись природа и немыслима ОТ и которое присуще всем без исключения веществам. Следовательно, ценность перемещательного явления состоит в его способности с количественной стороны охарактеризовать работу не только любого специфического взаимодействия, но также и универсального [ТРП, стр.255-256].

6. Условно простое кинетическое явление.

В течение длительного времени в термодинамике в качестве кинетического экстенсора, или кинетиора, применялось так называемое количество движения, или импульс:

K = m? (242)

а в качестве кинетического интенсиала, или кинетиала, - скорость ? при этом кинетическая работа [13, с.19; 15 с.32; 18 с.40]

dQK = ?dK = ?d(m?) = dU (243)

Затем мною было установлено, что количество движения не подчиняется закону сохранения, как того требует второе начало ОТ [20, с.242; 21, с.178]. Следовательно, величина К не может служить кинетическим экстенсором. Поэтому на роль кинетиора я избрал другую меру - массу m , а на роль кинетиала - квадрат скорости, причем кинетическая работа [20, с.212; 21, с.106]