Чому Фізика до цих пір живе по-старому, на відміну від хімії або біології?

В хімії всі елементи "розкладені по поличках" в Таблиці Д. І. Менделєєва. У біології все живе розподілене Карлом Ліннєєм на пологи, види, сімейства і так далі В граматиці всі слова акуратно поділені на частини мови і члени пропозицій. А що у фізиці?

Тільки елементарні частинки в ХХ столітті уклали в систему, і це привело до нових відкриттів. А звичайні фізичні величини, яким несть числа і якими користуються мільйони людей в повсякденному житті, – для них системи немає. Всім відома СІ – це не система, це просто міжнародний договір про те, які одиниці вимірювань вважати за основні (кілограм, метр, секунда і ще чотири одиниці), а всі останні складати по ним. Керувалися при створенні СІ одним: щоб було зручно і порівняно дешево вимірювати. А при систематизації керуватися треба законами природи, навіть якщо це незручно і дорого.

Зараз фізика нагадує армію, що звитяжно рветься вперед і що завойовує все нові і нові рубежі. Але в обозі цієї армії і в її статутах дбайливо зберігається все те, що було досягнуте два, а то і три століття тому, з тими ж назвами і з тими ж позначеннями. Хоча багато що давно вже застаріло, потребує перегляду відповідно до нових досягнень.

І тоді стає ясним, що маса, вимірювана в кілограмах, є основною величиною тільки на рівні земних швидкостей і земних приладів. А на рівні швидкостей, близьких до швидкості світла, ту ж масу оцінюють вже в одиницях енергії. Значить, енергія в природі і є основна величина. Звичайно, безпосередньо енергію не зміряєш, але ж і атомну масу хімічного елементу безпосередньо не вимірюють, і це не перешкодило Менделєєву скласти Періодичну систему елементів.

Про роль енергії в природі задумався ще в початку ХХ століття А. Пумнкаре, одиницю енергії включив в свою систему одиниць М. Планк. А в 60-х роках А. Вейник назвав енергію основною величиною і створив новий науковий напрям (енергодинаміку), при цьому він, на жаль, потрапив разом з кібернетиками і генетиками в кампанію псевдовчених. Через 30 років І. Коган створив першу систему фізичних величин з енергією, як основний величиною. І ось вже 20 років, як ця система величин удосконалюється.

Цікаво, що одночасно з А. Вейником іншу систему величин створив Р. ді Бартіні, базуючись тільки на двох основних величинах, характеризуючий простір і час. І ця ідея достатньо популярна до цих пір, вона привертає ще і красивим зовнішнім оформленням. Але щось же повинне характеризувати матерію, що знаходиться в цьому просторі, і характеризувати рух матерії, що відбувається в певному темпі? А нічого подібного в системі величин Р. ді Бартіні не немає. Такий напрям представляється тупиковим.

Заміна маси, як основної величини, енергією прояснила багато що, але не все. Адже в основі руху матерії лежить обертання. Речовина в природі складається з елементарних частинок, кожна з яких є вихором. А фізики до цих пір сперечаються про те, чим є кут повороту (характеристика обертання): основний величиною або похідною. Скрізь і усюди на практиці кут повороту вимірюють в градусах (у долях повного обороту), а у фізиці за одиницю кута вважають тільки радіан.

В кінці 90-х років І. Коган спробував затіяти із цього приводу дискусію у ведучому метрологічному журналі, але отримав від воріт поворот. Тоді він на свій страх і ризик вставив кут повороту як основну величину в свою, як він її назвав, енергодинамічну систему величин і понять (ЕСВП).

Але і після цього кроку в новій системі величин не все склеювалося. І. Коган звернув увагу на те, що не тільки на ринку, але і на будь-якому рівні існування матерії рахівниць ведеться поштучно, тільки штуки на різних рівнях разниє. На космічному рівні – зірки і планети, на Землі – тверді тіла, на рівні рідин і газів – молекули і атоми, на атомному рівні – протони, нейтрони, електрони. І ці рівні продовжуються в обидві сторони далеко за межі наших знань про природу. Вище за рівень зірок знаходиться рівень галактик, а нижче за рівень протонів і електронів – рівень фотонів і нейтрино, і так далі в обидві сторони.

А фізики ніяк не наважуються визнати штуку одиницею основної величини і називають її по-різному на різних рівнях. Це тільки на ринку признається одна штука товару, а в механіці – одне тіло або одна частинка, при обертанні – один оборот, в молекулярній фізиці – один моль, у випромінюванні – одна хвиля, в оптиці – один фотон, в квантовій механіці – один квант, в інформатиці – один біт і так далі Кому потрібна така багатозначність? І тоді І. Коган зважився ввести в свою систему величин п'яту основну величину – число структурних елементів.

Після введення в комплект основних величин кута повороту і числа структурних елементів багато питань, на які до цього не було зрозумілої відповіді, стали ці відповіді отримувати.

Маючи гіркий особистий досвід і досвід своїх однодумців, І. Коган знав, що на сторінки академічних журналів йому зі своїми ідеями пробитися буде важко. І тоді, врахувавши колосальний прогрес в області Інтернету, він створив в 2008 р. сайт physicalsystems. Narod. Ru/index. Html, куди і виклав свою систему фізичних величин ЕСВП.

В чому ж суть цієї системи фізичних величин? Невже тільки в новому комплекті основних фізичних величин?

Ще в 20-і роки ХХ століття було відмічено, що в електричних і механічних системах цілий ряд рівнянь, що зв'язують фізичні величини, мають одну і ту ж форму запису. Потім до них приєдналися подібні рівняння в гідравлічних, пневматичних і теплових системах. Це явище назвали фізичними аналогіями і почали використовувати його на практиці. І лише А. Вейник в 60-і роки показав, а В. Еткин в 90-і роки довів, що це не аналогії, не випадкові збіги, а закономірність, властива природі.

Використовуючи ці ідеї, І. Коган побудував свою систему величин на базі того, що в природі є єдина узагальнена фізична система, що реалізовується узагальненими рівняннями. А конкретний вид цих рівнянь в кожному окремому розділі фізики, назви і позначення величин, які в них беруть участь, залежить тільки від одного: що прийняте за характеристику кожної конкретної системи (цю характеристику називають у фізиці координатою стану конкретної системи).

Якщо прийняти за координату стану лінійне переміщення тіла, – отримаємо механічну прямолінійну систему, приймемо кут повороту, – отримаємо механічну обертальну систему, приймемо зміну електричного заряду, – отримаємо електричну систему, приймемо переміщення об'єму рідини, – отримаємо гідравлічну систему, і так далі Для кожного виду системи вийшла своя таблиця, але всі таблиці опинилися за формою досконалими однаковими, тільки назви і позначення величин, їх розмірності і одиниці були різними. Саме тому фізика і здається слабо присвяченій в неї людині такої роз'єднаної. А насправді вона усюди одна і та ж.

Таких таблиць для конкретних форм руху на сайті представлено цілі 25 зі всіх основних розділів класичної фізики: з механіки, електромагнетизму, гидроаеродінаміки, акустики, термодинаміки. Не тому, звичайно, що не можна зробити більше, ніж 25 таблиць, а тому що принцип їх складання і так вже гранично очевидний після розгляду цих 25-і. А якщо кому-небудь захочеться вибрати яку-небудь 26-у або 27-у координату стану, то скласти особисто 26-у або 27-у таблицю йому не складе ніяких труднощів.

Здавалося б, все! Справа зроблена! Та ба. У міру свого створення система фізичних величин ЕСВП стала сама диктувати її авторові все нові і нові вимоги.

Спочатку з'ясувалося, що форми енергії і види енергії – зовсім не одне і те ж, як це до цих пір прийнято рахувати у фізиці. Довелося переглядати також і класифікацію видів механічного руху.

Потім з'ясувалося, що треба розділити всі фізичні системи на проточні, через яких щось постійно рухається, непроточні, в яких може тільки щось увійти або з яких може тільки щось вийти, і комплексні, такі, що володіють властивостями і тих, і інших систем.

Та і сама систематизація в цілому виявилася можливою лише за умови, що будуть систематизуватися зміни фізичних величин, а не їх абсолютні значення.

Далі – більше. Якщо абсолютні значення фізичних величин можуть бути скалярами, тобто не мати напряму, то зміни цих величин обов'язково повинні мати напрям, тобто бути векторними величинами. Наприклад, електричний струм або об'ємна витрата води, всупереч всім підручникам фізики, є такими ж векторними величинами, як швидкість тіла.

Але найнесподіванішим для автора виявилося те, що дуже багато понять і терміни, до яких ми всі звикаємо з школи, як з'ясувалося, не відповідають їх фізичному змісту. Школярі і студенти, швидше за все, не винні в цьому, їм же треба було отримувати позитивні відмітки, а замислюватися над фізичним змістом їм просто не вистачало знань. А рідкісним самостійно мислячим студентам не вистачало сміливості виступати проти загальноприйнятого.

Тим же ученим, у кого і знань вистачає, і сміливість досить, ніколи займатися подібними дрібницями, вони рвалися і рвуться вперед, освоюючи космос і мікросвіт, винаходивши нові технології. І забуваючи про те, що армія, у якої непорядок в тилу, довго наступати не зможе. Так і вийшло, в кінці ХХ століття тільки ледачі не говорять про кризу, що наступила в теоретичній фізиці, про засилля математичного формалізму, що відсовує убік фізичний зміст, про понятійну безсистемність у фізиці.

Ось вам приклади. Крапка, як відомо, розмірів не має, але таке поняття, як матеріальна крапка, чомусь має масу. Як же матерія може уміщатися в крапці, що не має розмірів? Або ось таке поняття – потік вектора. Але ж вектор прив'язаний до точки свого початку, з якої радості він стане кудись текти?

А хто-небудь замислювався над терміном "постійний струм"? Постійний струм може бути рівний і 2 Амперам, і 2000 Ампер, до того ж, його значення весь час може мінятися, чому ж він постійний? А тому що тече в одному і тому ж напрямі. Так і треба називати його однонаправленим, а не постійним.

Колись Х. Ерстед, спостерігаючи над тим, як повертається магнітна стрілка, над якою по дроту пропускався електричний струм, назвав це явище магнітною індукцією. Слово "індукція" в перекладі означає дію. Але дозвольте, адже це електричний струм впливав на магнітну стрілку, а не навпаки. Тобто це було електричне, а не магнітна дія. У прийнятій же назві відбилося явне порушення знаменитого принципу причинності: слідство завжди наступає після причини, що його викликала. З тих пір пройшли більше двох століть, але ніхто не збирається усувати це порушення причинності в назві терміну. Автор наводить на своєму сайті приклади 16-і порушень принципу причинності тільки в одному електромагнетизмі.

Д. Максвелл створив велику систему рівнянь для електромагнітного поля і включив в неї два умовно названі ним поняття, дві математично абстракції: електричне вихрове поле, яке дійсне вихрове, але зовсім не електричне, і струм зсуву, який пов'язаний із зсувом, але струмом не є. А вже внаслідок цього з'явилася ЕДС (електрорушійна сила) індукції, яка насправді є магнітною, а не електрорушійною силою. От так умовність перейшла в реально сприйману дійсність.

Популярний метрологічний довідник говорить, що такі поняття, як кутовий момент, момент імпульсу, момент кількості руху і кінетичний момент – це синоніми, тільки вказані в різних першоджерелах. Адже у них в системі одиниць СІ однакові розмірності і одиниці. Але виявляється, що це зовсім не синоніми, оскільки вони визначаються по різних рівняннях. А то, що у них опинилися однакові одиниці вимірювань, так в цьому винна система СІ, в якій набір основних одиниць умовний. І взагалі про фізичний зміст величин слід судити, в принципі, не по размерностям і одиницях, а по їх визначальних рівняннях.

От чому автор "енергодинамічної системи фізичних величин", врешті-решт, додав до назви системи ще два слова "і понять". Оскільки система, в яку входять неад