Контакты jokoil@mail.ru КАРТА САЙТА English

Энергодинамическая система физических величин и понятий

(ЭСВП)


Не смешивать с СИ, унифицирующей ЕДИНИЦЫ измерений (разъяснение).

На Главную

Кому и зачем это нужно?

Разъяснение основных терминов

Формы и виды энергии

Условия успешной систематизации

Классификация физических систем

Основная идея системы

Таблицы физических величин

В чем новизна сайта?

     Формы и виды движения

     Подробно об угле поворота

     О движении тела по орбите

     Систематизация величин         силовых полей

     Систематизация величин         колебаний и волн

     Новая размерность         температуры

     Обобщение явлений         переноса

     Критерии подобия всюду

     О природе размерности


Системный подход в экономике

История проблемы

Учить физику по-новому!

Учебно-наглядные пособия


Каталог ссылок

Новые страницы сайта

Шутки на тему сайта


Oб авторе проекта

Примеры бессистемного применения понятий и терминов в физике и технике

АННОТАЦИЯ. На основании большого количества приведенных примеров показано, что встречающееся в литературе выражение “понятийная бессистемность” является в физике не метафорой, а отражением реально существующего положения. Высказаны предположения о причинах такой ситуации.

Следуя математическому методу, мы совершенно теряем из виду объясняемые явления и поэтому не можем прийти к более широкому представлению об их внутренней связи, хотя и можем предвычислять следствия из данных законов

Дж.К.Максвелл

Необходимость адекватности понятий и терминов их физическому содержанию

Выражение “понятийная бессистемность” придумано не автором. Оно взято из статьи О.Зайцева (2001), в которой образно сказано: “Возникновение этой проблемы связывается не с результатом введения каких-либо новых понятий или отказа от использования прежних, а с бессистемной ревизией их внутреннего содержания“. И еще оттуда же: “Может быть, переход к языку адекватных понятий станет следующим и немаловажным шагом к решению проблемы корректного описания явлений постклассического уровня“.

Необходимость адекватности физических понятий и терминов их физическому содержанию так охарактеризована выдающимся физиком В.Гейзенбергом (1987): “Первая предпосылка познания явлений природы — введение адекватных понятий; лишь с помощью верных понятий мы в состоянии по-настоящему знать, что мы наблюдаем“.

Превосходный анализ несчетного количества ошибок и несуразностей, встречающихся в современных учебных пособиях по физике и технике, приведен в монографии известного методиста К.Гомоюнова (1983). Проблеме адекватности понятий в метрологии посвящена статья А.Митрохина (2002). Проблеме многозначности одних и тех же физических терминов посвящена монография С.Суровикиной (1998). В качестве одного из примеров приведем понятие “энтропия“, многоликость которой детально проанализирована в работе В.Эткина (2006). О понятийной бессистемности можно прочесть в разделе сайта, посвященном теории подобия.

Причины появления не адекватных понятий и терминов в физике

Многие понятия и термины, возникшие еще в XIX веке, а то и раньше, попросту стали противоречить современному уровню науки, но отказаться от них трудно, поскольку к ним уже настолько привыкли, что перестали замечать их некорректность, а порой и бессмыслицу. Ниже будут показаны примеры того, как одни и те же понятия имеют принципиально различные применения из-за их различного физического содержания, что вводит обучающихся только в заблуждение.

Немало теоретических сведений из смежных технических дисциплин и различных разделов физики плохо стыкуются друг с другом с познавательной точки зрения, хотя они имеют общие основные положения. Причиной этому является применение различных терминов для обозначения родственных, а иногда и одинаковых по природе физических величин, различная форма записи уравнений, имеющих практически одно и то же физическое содержание. Все это усложняет осмысление, познание и запоминание учебного материала. Далеко не все, например, понимают, что закон Ома в электротехнике, закон Фурье в теплопередаче и закон вязкого трения Ньютона в гидравлике – это одно и то же уравнение переноса, только записанное разными символами и в разной форме после чисто формальных математических преобразований.

Имеется и еще одна причина возникновения понятийной бессистемности − профессиональный сленг, включающий всевозможные сокращения и многократные повторения терминов, когда-то и подчас непродуманно введенных в обиход в каком-то первоисточнике. Физики-профессионалы прекрасно понимают этот сленг, а вот начинающие изучать физику или смежные специалисты, чаще всего, инженеры, хорошо знакомые с прикладной стороной предмета, иногда перестают его понимать, хотя речь может идти о простых вещах.

Таким образом, совершенно не случайна та точка зрения, что обобщению и систематизации подлежат не только физические величины, но и физические понятия. Особенно те, смысл которых явно противоречит принципу причинно-следственной связи, а таких накопилось много. Поэтому и система ЭСВП, предлагаемая автором на данном сайте, называется не просто системой величин, а системой величин и понятий.

Автор далек от мысли, что в соответствующих терминологических комиссиях Российской Академии наук эти вопросы не поднимаются. Но все же складывается впечатление, что все эти комиссии, после работы которых возникают терминологические стандарты, часто возводят в ранг закона ту же самую “понятийную бессистемность” по одной причине: она общепринята.

Примеры не адекватных понятий и терминов в физике

Автор понимает также, что смена терминов, особенно тех, которые применяются часто, дело чрезвычайно сложное, дорогостоящее и психологически трудно выполнимое. И все же на данной странице в виде примеров обращено внимание на особенно яркие проявления понятийной бессистемности в физике. Это то, к чему все привыкли, но что необходимо постепенно, но все-таки упорядочить. Каждому примеру посвящена на сайте отдельная статья, а ниже приведены только ссылки и аннотации этих статей.

1. Можно ли жесткость именовать сопротивлением?

Нет, это два совершенно разных параметра уравнения динамики. У пружины сжатия есть жесткость, а не сопротивление. При расчете магнитных цепей магнитное сопротивление следует называть магнитной жесткостью, а магнитную проводимость − магнитной упругостью.

2. Сколько значений у слова “сила“?

Термин “сила“ встречается настолько часто, что его следует применять с дополнительными определениями. Следует изъять из обращения термин “сила“, когда он применяется для описания физических явлений, совершенно не подходящих для его применения.

3. Как понимать термин “момент“?

Любопытная ситуация складывается, когда начинаешь переводить слово “момент“, дополнения и определения к нему на русский язык и сравниваешь лексическое значение перевода с физическим смыслом термина. Получается то тавтология, то бессмыслица, а то и просто искажение физического смысла. Термин “момент“ применяется то в динамике, то в статике, то по отношению к векторным величинам, то по отношению к скалярным величинам. Полная анархия.

4. Два слова термина “частота вращения“ не соответствуют друг другу.

Термин “частота“ относится к колебательным и волновым процессам, а вращение может происходить без всяких колебаний. А то, что у частоты вращения и угловой скорости разные единицы измерений, так это так, “мелкие хитрости“ метрологов.

5. Что расшифровывает термин “количество“?

Слово “количество“ имеет определенное смысловое содержание. Но это содержание не всегда идентично по отношению к тому понятию, с которым слово “количество“ применяется.

6. Так ли уж постоянен “постоянный ток“?

Терминологическое деление тока на постоянный и переменный неверно, так как на практике ток подразделяется по признаку направления на однонаправленный и разнонаправленный, а вовсе не по признаку постоянства значения тока.

7. Являются ли ЭДС и электрическое напряжение работой силы?

И ЭДС, и электрическое напряжение, и разность электрических потенциалов являются сомножителями работы силы. Поэтому общепринятые утверждения о том, что они равны работе электростатических и сторонних сил неверны.

8. Течет ли вектор?

Вектор понятие математическое, условное, никуда он течь не может. Понятие “поток вектора“ возникло исторически вследствие постепенного сокращения длинного термина и в результате превратилось в лексическую бессмыслицу. В сердечниках соленоидов, например, ничего не течет, хотя главным параметром магнитной цепи является магнитный поток. Эта неверно названная величина потянула за собой неверные названия для таких популярных терминов, как “магнитная цепь“, “магнитодвижущая сила“, “магнитное сопротивление“ и “магнитная проводимость“ (см. также п.1).

9. Конкретен ли термин “гравитационное поле“?

Термин “гравитационное поле“ может быть понят только как обобщенный термин, указывающий на физическое поле с гравитационным зарядом. Точно так же, как электромагнитное поле имеет две компоненты: электрическое (электростатическое) поле и магнитное (электродинамическое) поле, гравитационное поле тоже должно иметь две компоненты: гравистатическое и гравидинамическое.

10. Утверждение об отсутствии магнитного заряда − следствие терминологической путаницы

Магнитный заряд под названием “токовый заряд прямого тока“ реально существует в природе, не существует лишь магнитного заряда замкнутого токового контура.

11. Всегда ли к месту слово “индукция“?

Термин “индукция“ имеет несколько значений, и он скорее должен применяться для названия физического явления, чем для названия физической величины. Термин “магнитная индукция“ вообще появился случайно, он не отвечает физическому содержанию того явления, которому он обязан своим появлением.

12. Ни электрического вихревого поля, ни ЭДС индукции, ни тока смещения в природе не существует

Это математические абстракции, придуманные Д.Максвеллом при создании своей знаменитой системы уравнений. Пора в электродинамике реально объяснять явление электромагнитной индукции.

13. Напряженность − это физическая величина или название поля?

Мы привыкли к тому, что напряженность − это основная характеристика любого силового поля, но оказывается, что можно говорить про поле Е или про поле В. Следует говорить о напряженностях Е и В.

14. Почему абсолютная восприимчивость и абсолютная проницаемость абсолютные?

Эти характеристики вещества являются отношениями напряженностей связанных зарядов или напряженностей сторонних зарядов к напряженностям в вакууме. Они бывают и безразмерными, и размерными. Но почему они названы абсолютными, неясно.

15. Что же все-таки называется силой Лоренца?

Под силой Лоренца понимают то суммарное воздействие на движущуюся в электромагнитном поле заряженную частицу, то только одну из составляющих этого воздействия − магнитную силу. Это случается даже в одном и том же метрологическом справочнике. Пора хотя бы в стандартах устранить неопределенность.

16. Может ли существовать “полуцелый спин“?

Спин − это собственный момент импульса электрона, частный случай собственного момента импульса, которым обладает любое вращающееся тело. Значение спина электрона − фундаментальная физическая константа (постоянная Планка). Дополнять слово “спин“ определениями “целый“ или “полуцелый“ − все равно, что говорить “целая единица“ или “полуцелая единица“. Слова "целый" и "полуцелый" относятся не к спину, а к спиновому числу.

17. Потенциалы и разности потенциалов в электродинамике и термодинамике имеют разный смысл.

В электродинамике рассматривают потенциал физического поля, а в термодинамике рассматривают потенциал системы и разность потенциалов между системой и окружающей ее средой. Это совершенно различные физические понятия. А термин "термодинамические потенциалы" вообще ошибочен, вместо него следует говорить о функциях состояния термодинамической системы.

Вывод

Создается впечатление, что количество приведенных примеров (а это далеко не все) позволяет утверждать, что “понятийная бессистемность в физике“ − не придуманная кем-то метафора, а реальность. Тем более, что это количество имеет тенденцию к росту.

Литература

1. Гейзенберг В., 1987, Шаги за горизонт: Пер. с нем./Сост. А.В.Ахутин. -М.:Прогресс, 368 с.
2. Гомоюнов К.К., 1983, Совершенствование преподавания технических дисциплин.– Л.:Изд. Ленинградского ун-та, 206 с.
3. Зайцев О.В., 2001, С какими проблемами физическая наука вступила в 21 век. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/2356.html
4. Митрохин А.Н., 2002, К вопросу об адекватности некоторых понятий, определений и терминов метрологии или слово в защиту единицы измерения. "Законодательная и прикладная метрология". № 5, с.с.37-45.
5. Суровикина С.А., 1998, Многозначные физические термины. – Омск: Изд. ОмГПУ, 34 с.
6. Эткин В.А., 2006, Многоликая энтропия. - http://zhurnal.lib.ru/e/etkin_w_a/mnogolikayaentropyja.shtml



© И. Коган Дата первой публикации 1.06.2006
Дата последнего обновления 21.10.2014

Оглавление раздела Предыдущая Следующая