В сети Интернета на Дзене встретил интересную статью с названием «Никто не знает, что такое энергия?..». Первый абзац статьи звучит так: «Ричард Фейнман заявлял, что мы не знаем, что такое энергия. Энергия – это не вещь, несмотря на то, что слово «энергия» является существительным. На самом деле энергия – это процесс, больше похожий на действие или событие. Энергия – это процесс согласования количественных и потенциальных различий…». Далее идут перечисления – где и как проявляет себя энергия (электромагнетизм, гравитация и прочее). Словом, энергия – это всё, что нас окружает, действует на наши органы чувств. Первый комментарий к этой статье дал Иванов Иван. Вот он: «Где-то услышал замечательный тезис: мы часто приписываем определённым физическим величинам некий дополнительный смысл. Так, энергию кто-то называет «способностью совершать работу»; притом что слова: «способность», «совершать» и «работа» – сами нуждаются в точном определении. Фактически же энергия (в первом приближении) это не более чем сумма половины произведения квадрата производной радиус-вектора по времени и коэффициента пропорциональности между силой и второй производной радиус-вектора по времени, и интеграла вдоль криволинейной траектории от скалярного произведения перемещения на сумму тех сил, работа которых не зависит от траектории движения тела. Всё, больше за понятием энергии ничего не стоит».
Я не удержался и ответил на комментарий: «То, что сказал выше Иванов Иван, вероятно, можно было бы проще сказать так: полная энергия – сумма кинетической и потенциальной энергии. Любая колебательная динамика отвечает этой симметрии. Ведь как ни забавно это звучит, но даже вращение Луны вокруг Земли и вращение Земли вокруг Солнца – это тоже колебательная динамика, обретённая в начале формирования Солнечной системы. Мы не можем создавать энергию как бы заново. Мы можем только преобразовывать один вид энергии в другой. Возьмите любой источник энергии: там происходит как бы перекачка потенциальной (запасённой) энергии в кинетическую, в энергию движения. Источник не может отдать больше энергии, чем запасено. А начало всех энергий – в природе физического квантового вакуума. Среда с колоссальной плотностью и давлением (колебательной энергией). Спасибо за внимание». Вот такой отклик.
Чтобы доказать справедливость сказанного, вспомним известный опыт Генри Кавендиша (1798 г.) по определению силы притяжения, гравитационной постоянной. Имеется на коромысле два шара массой в 160 кг и крутильные весы, на плечах которых висят шары с массой в 700 грамм. Эффект сближения ничтожен, но очевиден. Если теперь постепенно увеличивать массы маленьких шаров, то сила сближения больших и малых шаров ослабевает и сходит на нет, исчезает. Эффект сближения наблюдается только при большом различии масс, как у Кавендиша. Причина в том, что большая масса заметно изменяет энергию окружающей среды физического вакуума, возникает заметный градиент энергий. И маленькая масса чутко реагирует на это изменение энергии. Когда рядом два шара с одинаково большими массами, то они одинаково изменяют вокруг себя энергию вакуума, создают одинаковый градиент. Но, в силу своей большой массы, они не могут чутко реагировать на изменение энергии вакуума, на градиент. То есть, вопреки закону всемирного тяготения Ньютона, сближения не будет! Это справедливо и для массивных тел в космическом пространстве. Если гипотетически, без скорости и ускорения, подвести к массивному телу планеты такую же по массе планету, то никакого сближения до контакта и удержания не будет. Они будут свободно плавать в среде физического вакуума без всякого взаимного влияния. И лишь несоразмерная разность масс даст эффект сближения. Вокруг массивного тела будет заметный градиент плотностей и давлений физического вакуума, на что обязательно отреагирует тело с малой массой.
В девятнадцатом веке жил и творил замечательный русский учёный Николай Алексеевич Умов. Умов не принимал теорию дальнодействия Ньютона и доказывал обратное. Он обратил внимание на спорное и неясное тогда понятие «потенциальная энергия». Чтобы нагляднее представить условность обычного понятия потенциальной энергии, Умов рассматривает простой пример. Представим себе камень, подброшенный вверх. Скорость камня будет постепенно убывать и на определённой высоте обратится в нуль. «В какой форме и где существует энергия явного движения камня, им потерянная?» – спрашивает при этом Умов. Показав несостоятельность общепринятого взгляда на потенциальную энергию, учёный приходит к выводу, что единственный ответ на поставленный вопрос, соответствующий «всем требованиям физического решения, состоит в допущении превращения живой силы взаимодействующих агентов в живую силу частиц промежуточной среды, которая обусловливает взаимодействие агентов на конечном расстоянии». Исходя из приведённых представлений и учитывая возможность перехода явной энергии тела на неявные, неподлежащие нашему наблюдению движения молекул и атомов, из которых состоит тело, Умов следующим образом формулирует закон сохранения энергии: «1. Всякое изменение в величине живой силы обусловливается её переходом с частиц одной среды на частицы других сред или же одних форм движения на другие. 2. Определённое количество живой силы остаётся себе равным при всякой смене явлений; следовательно, количество живых сил природы неизменно».
Потенциальная энергия системы тел есть не что иное, как кинетическая энергия промежуточной среды. Таким образом, именно промежуточная среда – резервуар, вместилище потенциальной энергии взаимодействия. Ясно, что в этом случае, во-первых, не может быть места дальнодействию, во-вторых, здесь содержится идея локализации энергии в среде. Идеи Умова о промежуточных средах и потенциальной энергии как энергии этих сред позднее развивает ряд крупных западноевропейских учёных (О. Лодж, Д.Д. Томсон, Г. Герц и др.). Так, Лодж в 1885 году писал, что сохранение энергии не имеет реального физического смысла, если потенциальная энергия рассматривается лишь как математическая абстракция или «силовая функция». По мнению учёного, потенциальную энергию в её обычном понимании «трудно почувствовать; достаточно просто подсчитать её по формуле, но не всегда просто и возможно представить ясный образ того, какой физический смысл в неё вкладывается».
Далее он, так же как и Умов, рассматривает пример с камнем и землёй и приходит к выводу: «Энергией обладает не камень или земля, или оба вместе, но среда, которая окружает тела. Обычный приём описания падения тяжести словами о том, что её энергия постепенно трансформируется из потенциальной в кинетическую, но остаётся всё время в камне, есть, строго говоря, абсурд. В действительности камень никогда не имел никакой потенциальной энергии. Эта энергия суть энергия гравитационной среды, и последняя передаёт её камню всё время, пока он падает».
Здесь я призвал на помощь фрагменты из моей книги «Дыхание вакуума». Рассказ об идеях Н. А. Умова и других учёных очень показателен. Промежуточная среда, о которой идёт речь, это, конечно же, эфир классической физики. Подавляющее большинство учёных того времени принимало материальную среду эфира как должное и необходимое в описании процессов и явлений. Да, в толковании природы эфира было много сложностей и противоречий, в разных явлениях он должен был проявлять разные свойства и особенности, иметь различные характеристики. По тогдашним воззрениям среда эфира – не пассивное вместилище, а среда активная, динамичная, способная принимать и отдавать энергию. В сущности, эфир и есть вместилище энергии вселенной. То, что произошло далее со взглядами на эфир, трудно укладывается в голове. Специальная теория относительности А. Эйнштейна (1905 г.) упразднила эфир. Нет, и баста! Эйнштейн постулировал существование пустоты, в которой движутся относительно друг друга лишь заряды. Одним махом физики избавились от противоречивого эфира, не заметив того, что с грязной водой выплеснули и ребёнка. Не имея материальной среды, Эйнштейну удалось построить математическую теорию тяготения (1916 г.), где роль среды исполнил пространственно-временной континуум, способный под действием массы изменять кривизну. Вот таким хитрым и мудрёным образом материальная среда всё-таки вернула себе место в физике гравитации. Да, квантовая вакуумная среда обладает колоссальной плотностью и давлением (энергией). Массивные тела влияют на энергию этой среды, создают градиент плотностей и давлений. Ближе к телу плотность и давление меньше, с удалением от тела плотность и давление пропорционально растут. «Кривизна пространства-времени» в ОТО означает не буквальную кривизну, а изменение динамики среды, изменение её энергии. Более лёгкие тела не притягиваются к массивному телу, а выдавливаются с ускорением из более плотных областей физического вакуума гравитационным вакуумным давлением (подобно архимедовой выталкивающей силе). Ускорение – от изменяющегося градиента гравитационного поля, что подобно дополнительному импульсу энергии.
К середине двадцатого века среда вернулась в большую физику на законных основаниях под именем квантовый вакуум. Теперь уже никто не оспоривает, что среда квантового вакуума обладает колоссальной внутренней энергией. В каком виде эта энергия – ещё окончательно не решено. Я же настаиваю, что энергия вакуума представляет собой энергию квантовых колебаний. Энергия эта не термическая, а своя, квантовая, колебательная, в вакуумной среде со сверхпроводимостью, где стрела времени периодически меняет направление. Имя русского учёного Николая Умова здесь следует вспомнить ещё и по такому поводу. Многим знакома формула эквивалентности массы и энергии через квадрат скорости света. Авторство формулы как бы приписывают А. Эйнштейну. Но на самом деле эта формула родилась задолго до Эйнштейна, в работах немецкого учёного Генриха Шрамма (1872 г.). Новое теоретическое обоснование формула эквивалентности нашла в трудах Н. А. Умова (1874 г.), а позже – в трудах других учёных (Хэвисайд, Томсон). Можно допустить, что Эйнштейн не знал этой формулы. Но её точно знал Макс Планк, и именно он подсказал Эйнштейну её верное написание. В работе Эйнштейна формула эквивалентности написана иначе. Эйнштейн исходил из того, что свет, испускаемый нагретым телом, уносит энергию. Стало быть, тело, масса тела есть вместилище большой энергии. Но как эта огромная энергия сконцентрирована в массе тела – можно было только гадать. В сущности, размышляя над этим феноменом, Эйнштейн и пришел к идеям специальной теории относительности. Тем более что подсказку дал Анри Пуанкаре, рассказав ранее об относительности понятия одновременности. Время не абсолютно, если рассматривать его с точки зрения постоянства скорости света. Эйнштейн обобщил этот принцип на линейные размеры тел (пространство) и на массу тела, так как таким манёвром можно было объяснить и лоренцово (гипотетическое) сокращение линейных размеров электрона при поступательном его движении (Лоренц), и изменение массы электрона при увеличении скорости его движения (Томсон). Надо сказать, что шаг этот был довольно спекулятивным и чисто теоретическим, математическим. Не все согласились с такой трактовкой, тем более что новая теория требовала упразднения эфира и постулировала существование абсолютной пустоты. Но истина заключалась в том, что материальная среда существует, и частицы, которые образуют тело, являются локальными колебаниями элементов этой среды со скоростью света (дыхание вакуума). Повторяю, энергия этих колебаний не термическая, а квантовая. Стрела времени здесь периодически меняет направление (вперёд-назад). Здесь – основа симметрии в физическом мире и основа законов сохранения. Любое колебание – это переход потенциальной энергии в кинетическую и обратно. Энергия колебания лежит в основе нашего физического мира. По существу, мы вернулись к идеям Шрамма и Умова, но на новом витке понимания физической реальности. Потоки энергии в упругих средах, изучением которых занимались Шрамм, Умов, Пойтинг, касались как бы электромагнитных явлений. Но на самом деле речь должна идти именно о квантовых колебаниях в квантовой среде! Устойчивые радиальные колебания элементов квантового поля в пределах условной сферы и есть то, что мы называем сегодня частицей «протон», концентрат внутренней энергии тела, «лучистой энергии», как говорили в 19-м веке. Колебания по радиусу, прямые и обратные, сжатие и расширение, без всякого застревания в сингулярности, в сжатии. В мире квантовых колебаний нет никакой статики, застывших картин, всё в вечном движении, в переходе потенциальной энергии в кинетическую и обратно. И, повторяю, энергия этих колебаний не термическая, которой занимается термодинамика, энергия движения части и излучения, а энергия квантовая, вакуумная в среде со сверхпроводимостью и ничтожной величиной декремента затухания колебаний.
И ещё надо сделать одно дополнение. Принято считать, что квантовые флуктуации вакуума экспериментально впервые были обнаружены в 1947 году, задолго до теоретического обоснования. Но, мне думается, что на самом деле квантовые флуктуации вакуума были обнаружены ещё раньше, в опытах Генри Кавендиша (1798 г.). А ранее – в опытах Кулона по измерению величины электрического заряда (1785 г.). Эффекты эти чисто квантовые, связанные с изменением энергии вакуумной среды. Так что можно смело говорить о гравитации, как явлении квантовом в квантовой среде с квантовой энергией. То же самое справедливо и для электромагнитных явлений.
Итожу. Энергия вселенной заключена в колоссальной плотности и давлении материальной среды квантового вакуума. Противостоит этой плотности и давлению частица протон, энергия квантовых колебаний, дыхание вакуума. Да, мы в буквальном смысле живём в стихии энергии, в океане энергии. Всё, что нас окружает, всё – энергия, энергия движения! Никакой другой энергии не бывает! Нам доступна лишь малая часть этой энергии, то, что сформировалось при нуклеосинтезе и при фотосинтезе, нам доступна энергия гравитационного вакуумного давления, энергия ветра, солнечных лучей. Этими источниками мы греем воду и превращаем энергию пара в электричество на атомных или тепловых электростанциях. Падение воды с высоты, солнечные лучи, вращение ветряков помогают нам иными способами получать электричество. Живые организмы представляют собой сложнейшую систему энергообмена. И когда говорят, что живое произошло от неживого – я протестую. Не было бы в нашей груди биения сердца и дыхания лёгких – если бы не было во вселенной колебательной божественной динамики дыхания вакуума, энергии подлинной жизни вселенной.
Борис Гуляев
Декабрь, 2020 год.