, «Элементы виртуальной физики или классические решения «неклассических» задач» (Краткое обзорно-справочное пособие), часть 1 (Редакция-1) (стр. 2 )

Вторым можно назвать вытекающий из принципа причинности и представления о непрерывности мира принцип непрерывности представлений, заключающийся в требовании взаимной причинной увязки (взаимного согласования) всех представлений о частях мира. Благодаря ему классическая Наука представлялась как совокупность взаимно согласованных представлений о мире. Одним из его частных отражений является известный принцип Бора – требование о включении выводов старых теорий в новые в качестве частных случаев. Частичный отход от принципа непрерывности представлений стал причиной раскола на классическую и “неклассическую” науку и основным (если не единственным) отличительным признаком последней. Можно отметить даже некоторую парадоксальность ситуации, когда один из авторов целой совокупности постулатов, лежащих в основе раскола, является признанным автором одной из частных формулировок принципа непрерывности.

Третьим можно назвать принцип простоты представлений, известный также под названием принципа достаточности и/или “бритвы Оккама”. Он является отражением вероятностных процессов и частот событий в мире и дает возможность достаточно успешно преодолевать неопределенность представлений на основании формального признака их простоты. Его эффективность увеличивается с увеличением сложности объектов. Поэтому общее представление о бесконечности и бесконечной сложности мира и его частей должно в соответствующее (бесконечное) число раз лучше соответствовать действительности, чем все другие представления о конечном мире вместе взятые.

Четвертым можно назвать сугубо субъективный частный принцип наблюдаемости объекта, вытекающий из представления о взаимодействии частей мира и в наибольшей степени отражающий представление об ограниченности самого субъекта. В простейшем представлении, как рядовая часть мира, субъект не может направлять изменения частей мира иначе, как только входя в определенные сочетания с ними и другими частями мира. В этом случае возможности достаточно малой и ограниченной части мира (субъекта) тоже представляются существенно ограниченными. Такое представление порождает проблему оптимального использования ограниченных ресурсов-возможностей субъекта.

Используя упомянутые принципы из общих представлений о мире и его частях можно сравнительно легко вывести другие представления о поведении частей мира, что и является основным назначением теоретических разделов наук.

Перечисленные принципы являются наиболее общими и дают наибольший вклад в упорядочение всех представлений о мире и превращение их совокупности в Науку. Все они являются принципами классической Науки и вместе с другими, менее общими, классическими принципами и представлениями позволяют воссоздать классическую картину представлений о мире XIX–XX веков. Изложенные общие представления о мире и науке позволяют перейти к частным представлениям о частях мира и их свойствах.

1.1.5. Уточнение текущей задачи

Чтобы не пытаться сразу “объять необъятное”, воспользуемся принципом достаточности для упрощения поставленной задачи и выберем из бесконечного разнообразия свойств частей мира только те свойства, которые делают эти части наблюдаемыми (ощущаемыми) для субъекта. Это простейший и наиболее рациональный вариант выбора как с точки зрения минимизации затрат, так и с точки зрения возможной "болезненности" для субъекта некоторых прямых попыток видеть невидимое и ловить неуловимое. Для удобства всю совокупность таких свойств можно считать одним обобщенным свойством обладающих ними частей мира быть ощущаемыми для нас реально и/или потенциально. Это свойство частично отражено в классическом представлении о материи. Следует ещё раз особо отметить, что это только наш выбор объекта, обусловленный ограниченностью наших ресурсов, и он не исключает существование других, ненаблюдаемых и неощущаемых нами пока или в принципе, частей мира, не охватываемых старым определением материи. Оценка целесообразности изменения таких фундаментальных определений требует некоторой осторожности и выходит пока за пределы нашей простейшей задачи.

Наши ощущения подпадают под определение частного случая изменения части мира. Мы знаем (из ощущений), что из-за особенностей нашего строения диапазон величины (силы) наших ощущений ограничен снизу ощущениями только достаточно сильно изменяющих нас частей мира, и сверху – ощущениями не слишком сильно изменяющих нас частей мира. Кроме того, наши ощущения, даже усиленные техническими устройствами, пока обладают заметной ограниченностью в пространстве и времени, что делает неразличимыми для нас объекты, обладающие слишком малыми и слишком большими пространственно-временными протяженностями, а также недоступные вследствие удаленности из-за мешающего присутствия других частей мира. Поэтому круг наших интересов пока может быть ограничен только доступными объектами средней протяженности в пространстве и времени, независимо от истинной важности для нас остальных, но ненаблюдаемых частей мира. Дальнейшее ограничение по признаку наблюдаемости позволяет ограничить представление о протяженности в пространстве представлениями о размерах и форме границ в трехмерном пространстве.

Представление о доступности является следствием представления о непрерывности мира и представления о близкодействии. Непосредственной причиной недоступности для взаимодействия двух частей мира всегда является их достаточно большое пространственное или временное удаление друг от друга, предполагающее вследствие непрерывности мира обязательное наличие разделяющей их третьей части мира, помехи.

На основании изложенного можно уточнить первую простейшую формулировку нашей задачи как рассмотрение (анализ) только наблюдаемых частей мира – объектов.

1.1.6. Общие свойства наблюдаемых объектов

Вследствие сложности и непрерывности мира и его частей любые объекты всегда состоят из своих плотно упакованных частиц, имеют общие границы с какими-то другими объектами и множество других свойств.

Вследствие ограниченной чувствительности субъекта каждый наблюдаемый объект должен быть, как минимум, достаточно протяженным и, одновременно, достаточно ограниченным в пространстве и/или времени. То есть, каждый наблюдаемый объект должен иметь не очень близко и не очень далеко расположенные друг от друга границы и достаточно (для субъекта) выраженные отличия свойств его частей и/или их расположения (упаковки) по обе стороны от каждой части границы. Границы могут быть условными (воображаемыми, ощутимыми только в памяти субъекта и внешне неощутимыми) и реальными, потенциально ощутимыми. Для условных границ требуется только наличие каких-либо условных или реальных ориентиров-неоднородностей среды, включая отдельные точечные дефекты. На роль реальных границ могут претендовать только протяженные конечные неоднородности сред типа деформаций и дефектов упаковки их частиц.

Достаточная протяженность любого наблюдаемого объекта во времени предполагает его стабильность, то есть, соответствующее сохранение количества и взаимного (пространственного) размещения его частей. Это, в свою очередь, предполагает существование равновесного стабильного размещения (стабильной упаковки), а также наличие и одинаковость одного общего основного свойства у всех частей любых двух стабильных соседних объектов – свойства самопроизвольно удаляться (отталкиваться) друг от друга и ликвидировать любые нарушения равновесия упаковки своих частиц, сохраняя таким способом свою индивидуальность-различимость. Причем способность отталкиваться обязательно должна уменьшаться с увеличением расстояния между центрами частей. Представление о непрерывности мира и вытекающие из него представления о сложности и близкодействии его частей приводят к представлению о зависимости этой способности от разницы плотности частей. Такое свойство в классической механике называется упругостью. Доказательство от противного: объект, состоящий из частей других сортов, обладающих иной способностью изменять расстояние от частей первого сорта и между собой (притягиваться, не замечать и т. п.), со временем может либо свертываться в точку, либо расширяться до бесконечности, теряя свойство наблюдаемости субъектом. Возможны и другие варианты, но все они приводят к противоречию с условием наблюдаемости. Кроме того, представление об отталкивающихся частицах проще, а значит, более вероятно, чем представление об отталкивающих частицах, так как требует наличия у частицы только механизма ощущения на близком расстоянии и механизма ухода. В то время как представление об отталкивающих частицах требует наличия у частиц дополнительных (усложняющих) механизмов ощущения и удаления на больших расстояниях сквозь более близкие части мира. Свойство самоудаления позволяет также уйти от сложных вопросов в случае разного действия разных частей мира на разных соседей. Всю разницу в самоудалении может обеспечивать сама самоудаляющаяся часть.

Последовательное применение представления об упругих частях ко всем соседним частям мира приводит к представлению о том, что в достаточно стабильном мире должен существовать, по крайней мере, один сорт частей, имеющих такие свойства, заполняющих весь мир и образующих своеобразную квазиоднородную среду-упаковку. И все реально и потенциально наблюдаемые объекты мира, включая нас самих, обязательно состоят из таких частей и являются ограниченными по сложности наблюдаемыми (реально и потенциально) более сложными частями этой среды. Другие виды частей, имеющие другие свойства, могут взаимодействовать или не взаимодействовать с такой квазиоднородной средой, становясь наблюдаемыми только через локальные нарушения однородности её частей или, что то же, их упаковки.

Представление о бесконечности свойств мира приводит к представлению о нем как о совокупности бесконечного количества невзаимодействующих или ограниченно взаимодействующих между собой бесконечных в пространстве и времени квазиоднородных сред и точечных объектов. Такое представление в некоторой мере может быть отражено известными близкими представлениями о слоистых кристаллах и параллельных вселенных. Причем каждая такая среда состоит из одинаково отталкивающихся частей одного сорта, и на её фоне могут существовать все взаимодействующие и невзаимодействующие с ней части мира других сортов, включая способные и неспособные создавать собственные среды. Таким образом, наша задача может быть ещё упрощена и сведена к рассмотрению основных свойств одной абстрактной квазиоднородной среды-упаковки, состоящей из одинаковых (равноправных при одинаковых условиях) отталкивающихся частиц, с последующим перенесением результатов на другие похожие случаи.

Следует отметить, что представление о квазиоднородных средах получено исключительно на основании представлений о достаточно протяженных, но не бесконечно малых или больших объектах. Такими свойствами обладает доступная нам для наблюдения часть мира, поэтому это представление самое простое и близкое нам. Оно достаточное, но не единственное, и многообразие мира где-то всегда может проявляться в локальном изменении свойств частей и сред, нарушающем условия нашей задачи. Но рассмотрение большинства таких изменений требует привлечения дополнительных представлений, для вывода которых из классических представлений науки XIX века требуются некоторые дополнительные усилия, усложняющие нашу простейшую задачу и, поэтому, пока выходящие за её условия. В то же время, использованные в этом разделе простейшие классические представления можно считать достаточными, так как они позволяют увязать все известные и предсказать новые физические эффекты без привлечения дополнительных представлений.

Раздел 1.2. Квазиоднородная среда.

1.2.1. Общие представления

По условиям выбранной простейшей задачи основными объектами для рассмотрения являются квазиоднородная среда, как совокупность бесконечного множества одинаковых плотно упакованных частиц, и её разнообразные части.

Любая совокупность частиц может быть достаточно полно описана соответствующей матрицей описания, состоящей из элементов в виде описаний всех индивидуальных свойств каждой из частиц, включая их индивидуальные пространственно-временные координаты. В поставленной простейшей задаче наблюдения квазиоднородной среды матрица описания может быть упрощена и сведена до суммы матрицы видовых свойств частиц и матрицы их координат в некоторой системе координат. Для нашей простейшей задачи существенны только два видовых свойства частиц – кинематическое свойство самоудаления, вытекающее из более общего свойства наблюдаемости среды, и одинаковость частиц квазиоднородной среды, обеспечивающая подобие строения любых частей среды, вытекающее из более общих свойств их бесконечной сложности и однородности. Другие частицы не могут образовывать среды и, поэтому, не наблюдаемы для нас и/или не позволяют обобщать результаты наблюдений отдельных частей среды и на их основании делать выводы для других частей.

Вследствие принципа близкодействия одинаковые составляющие координат одинаковых частиц могут быть несущественны для описания их взаимодействия, и матрица абсолютных координат может быть сведена к матрице относительных координат частиц в их упаковке. Для описания перемещения объекта в такой среде существенными (заметными и определяющими) остаются только свойства конкретных рассматриваемых частиц, связанные с их взаимным расположением и перемещением, поскольку все остальные свойства частиц одинаковы (или безразличны) по определению.

Представление о достаточно протяженной в пространстве-времени квазиоднородной среде, состоящей из достаточно большого количества равноправных частиц, приводит к представлению о взаимном размещении-упаковке частиц среды в интервале наблюдения. Представления о непрерывности среды и возможности изменения взаимного размещения частиц приводят к представлениям о неодинаковости свойств частиц при разном размещении в упаковке и сводят представление об одинаковых частицах к представлению об изначально одинаковых частицах, ведущих себя одинаково только в одинаковых условиях (в одинаковом окружении). В простейшем варианте нашей задачи – о частицах, обладающих при прочих равных условиях одинаковыми конечными размерами и одинаковой упругостью во всех направлениях. Под размерами частиц понимаются параметры частиц, позволяющие приравнивать и/или подменять в размещении разные части среды с разными количествами частиц. Под упругостью частиц понимается их способность самопроизвольно удаляться (отталкиваться) от соседей, уменьшающаяся с увеличением расстояния между границами (или центрами) соседних частиц (далее – расстояния между частицами). Одинаковость исходных свойств соседних частиц обуславливает одинаковость их взаимного удаления и макроскопическую однородность свойств среды, хотя такая среда явно неоднородна на микроскопическом уровне – уровне частиц (принципиальная различимость-неоднородность границ и частей каждой частицы является условием задачи), и неизотропна, ибо имеет явно выраженные направления и плоскости с разными свойствами упаковки.

Частным примером такой упаковки может служить плотная однородная упаковка трехмерных шариков, в которой каждый шарик соприкасается с несколькими такими же соседями в трехмерном пространстве. Центры любых трех соседних шариков образуют вершины правильного треугольника. Центры любых четырех соседних шариков образуют вершины правильного тетраэдра. В простейшем представлении о непрерывности как отсутствии абсолютно пустого пространства (зазоров) между частицами картина упаковки несколько усложняется из-за превращения шариков в правильные многогранники, плотно соприкасающиеся своими многоугольными гранями, что в большинстве случаев несущественно для последующих рассуждений. Но это увеличивает количество возможных вариантов формы частиц, например, правильный треугольник, квадрат, правильный шестиугольник, тетраэдр, куб, додекаэдр и т. д.

К сожалению, признанное устаревшим представление об эфире как вместилище инородных объектов, а не их источнике, несколько не совпадает с представлением о мировой квазиоднородной среде-упаковке, и его красивое поэтичное название не может быть использовано без исправления определения. То же самое можно сказать и о широко используемом в неклассической физике ещё менее удачном названии "вакуум". Поэтому пока представляется целесообразным использовать функциональное название упаковки до создания более благозвучного термина. Основными параметрами однородной упаковки частиц как части среды являются количество измерений (мерность), плотность, период упаковки и основные видовые свойства частиц.

1.2.2. Мерность упаковки

Простейшее представление о бесконечной сложности частей мира предполагает бесконечномерность любой упаковки частиц мира и, соответственно, самих частиц с возможностью её ограниченного проявления в конкретных случаях. Реальная и проявляющаяся при наблюдении мерность частиц и упаковки могут не совпадать. Иллюстрацией могут служить наблюдаемые одномерная, двумерная и трехмерная упаковки тех же трехмерных шариков, являющиеся, по сути, частями упаковок большей мерности. В сочетании с представлением о мерности упаковки как способе соприкосновения частиц представление о бесконечномерной упаковке может приводить к предельному представлению о средах и о всем мире как об одной бесконечномерной фрактальной частице, по-разному соприкасающейся с собой своими гранями во всех измерениях. В этом предельном представлении все наблюдаемые частицы всех сред мира отождествляются с гранями единственной бесконечномерной частицы-мира. Это приводит к представлению о постоянном непосредственном (коротком) попарном взаимодействии частиц-граней через мир-частицу и, далее, к представлению о возможности избирательной (прямой, точечной) передачи действия от любой одной частицы-грани любой среды к любой другой частице-грани этой же или другой среды, минуя все остальные. Такое предельное и близкие к нему представления, вытекая из представления о близкодействии, приводят (возвращают) к представлениям о возможности своеобразного дальнодействия второго рода с конкретными механизмами внепространственных и вневременных телепортаций, пространственно-временных петель, экстрасенсорики, телекинеза, телепатии, переселения душ и т. п. Они способны существенно изменять другие наши представления о свойствах наблюдаемых и ненаблюдаемых частей-объектов мира, но выходят далеко за рамки классических представлений XVIII-XIX веков и, соответственно, за условия нашей простейшей задачи по взаимной увязке исключительно известных классических представлений. Поэтому оставим все их для последующих задач. Тем более, что они больше касаются макрофизики и в силу общих системных требований любые проявления этих эффектов и их механизмов должны быть недоступны для недостаточно развитых субъектов, а значит, и малоинтересны для нас по условиям выбранной нами простейшей задачи. Некоторые из них будут затронуты в дальнейшем как элементы общей теории систем и частных технических решений. Кроме того, они могут проявляться только через свойства наблюдаемой среды, что подтверждает правильность и достаточность постановки нашей простейшей задачи по изучению этой среды, хотя в рамках этой задачи нельзя ни доказывать, ни отрицать подобные представления.

Для нашей простейшей задачи достаточно пока ограничение случаями одномерного, двумерного и трехмерного пространственных проявлений и одного временного проявления бесконечномерной среды. Такое ограничение было основным в классической науке из-за доступности этих проявлений для непосредственных наблюдений. Обычно они называются одномерной, двумерной и трехмерной средой или упаковкой, что удобнее, пока не приводит к противоречиям. Описание свойств неподвижных объектов в трехмерном пространстве является предметом трехмерной геометрии, описание свойств подвижных объектов является предметом механики – разновидности четырехмерной геометрии, использующей одну ось времени в дополнение к трем пространственным осям в обобщенном представлении о четырехмерном пространстве-времени. В таком представлении, например, механическая скорость просто равна тангенсу угла наклона траектории к оси времени, позволяя применять к ней все тригонометрические формулы. Поэтому нашу простейшую механическую задачу тоже можно считать чисто геометрической.

Однако, следует подчеркнуть, что такое смешанное (обобщенное) геометрическое пространственно-временное представление имеет один существенный недостаток. Оно не учитывает ощущаемую (и часто желаемую) нами неоднородность временной оси. Это приводит к тому, что в таком простейшем представлении части траекторий частиц в прошлом и будущем становятся равноправными, и вследствие простейшей аналогии с кажущейся (воображаемой) причинной определенностью прошлых событий возникает парадокс полной определенности будущих событий (парадокс рока). Снятие влияния парадокса на результаты рассуждений возможно только при ограничении траекторий частиц прошлой частью или учетом в рассуждениях неточности наблюдений, вызывающей иллюзию полной причинной определенности наблюденных событий. В последнем случае наблюдаемая мировая траектория частиц уже не может представляться абсолютно непрерывной цепью причин и следствий и должна больше походить на длинный и прочный многоволоконный канат, состоящий, тем не менее, из множества коротеньких непрочных волокон. Такое представление не противоречит классическим представлениям, основанным, в основном, на формальной (одноэлементной) логике типа "да - нет", характерной для дискретных множеств, и прямо вытекает из них при переходе к диалектической (многофакторной-многоэлементной) логике рассуждений типа "сумма да - сумма нет", характерной для "размытых" множеств и лучше отражающей представление о сложности частей мира.

1.2.3. Период упаковки и периодичность свойств

Представление о квазиоднородной среде как упаковке одинаковых наблюдаемых (конечных) частиц приводит к представлению о периодичности среды и величине периода q или шага упаковки как удобной мере расстояния между различаемыми частями среды, пропорциональной размеру r0 частиц

q = kr0 (1.2.3-1)

В этом представлении любые i-тые микроскопические свойства Qi (R) квазиоднородной среды периодически повторяются вдоль любой линии (пути) с периодом, кратным периоду упаковки, и зависят только от мантиссы r вектора R перемещения точки наблюдения, выраженного в количестве l периодов q упаковки плюс r

Qi (R) = Qi (lq +r) = Qi (lkr0 +r) (1.2.3-2)

где: l – натуральное число, равное количеству целых периодов вдоль наблюдаемой линии, k – коэффициент геометрического соответствия, учитывающий многомерность (стереометрию) упаковки. Вследствие реальной микронеоднородности квазиоднородной среды коэффициент k довольно сложным образом зависит от общего направления наблюдения, но тождественно равен единице в одном случае – вдоль любой линии, все точки излома которой совпадают с соседними узлами упаковки. Для этого случая q=r0, и выражение (2.3-2) принимает самый простой вид

Qi (r)= Qi (lq +r) = Qi (lr0 +r) (1.2.3-3)

Особенностью такой линии является независимость её общей длины r+lr0 и времени передачи взаимодействия вдоль нее от её формы.

Вследствие представлений о квазиоднородной среде любой наблюдаемый (макроскопический) объект тоже представляется частью такой среды и окружен её частицами со всех мыслимых сторон, поэтому в состоянии статического равновесия он и его частицы могут занимать только строго определенные положения относительно других частиц среды, и все координаты частиц объекта всегда кратны периоду упаковки. Соответственно, любые макроскопические размеры и перемещения любого объекта и функции от них (путь, скорость, ускорение и т. п.) имеют периодические составляющие с периодом, кратным периоду упаковки, более заметные в долевом отношении при небольших значениях функций, характерных для малых объектов. Все наблюдаемые объекты имеют кратные размеры, поэтому сами являются кратными. Все деформации являются следствием перемещений кратных объектов на кратные расстояния. Вследствие этого все наблюдаемые макроскопические свойства Qi однородной среды как функции кратных размеров R и перемещений макроскопических объектов становятся просто функциями натуральных чисел l

Qi (R) = Qi (l1) = Qi (l1+l2) (1.2.3-4)

Таким образом, общие классические представления о квазиоднородной среде, состоящей из дискретных частиц, приводят к частным представлениям о кратности (дискретности и/или квантованности спектра) размеров и перемещений любых наблюдаемых объектов и о наличии периодической составляющей у множества функций от них.

Дискретность, кратность и периодичность упрощают вид многих зависимостей, но они же являются дополнительными нивелирующими помехами при попытках определять истинную (абсолютную) деформацию среды путем сравнения соседних частей.

1.2.4. Плотность упаковки

Представление о N-мерной плотности m упаковки вытекает непосредственно из представлений о количестве M частиц и размере Li частей упаковки в i-том измерении и периоде qi упаковки

m = dNM / NПi dLi = 1/ NПi qi = q-N (1.2.4-1)

mi = 1/qi (1.2.4-2)

Представления о количестве частиц упаковки в конкретном интервале наблюдения и плотности упаковки как количестве частиц в единичном интервале приводят к близким представлениям о вероятности нахождения частиц в заданном интервале и плотности вероятности. Количество является скалярной величиной, поэтому плотность, как производная от него сразу по многим направлениям, – тоже скаляр (тензор). Производные от плотности в любом направлении (градиенты) будут векторами. В общем случае неоднородной среды плотность (1.2.4-1) представляет собой матрицу (тензор) соответствующего ранга. В пределах нашей простейшей задачи и представления о квазиоднородной среде сочетание представлений о плотности, однородности и изменениях приводят (возвращают) к представлениям о невозмущенной (недеформированной) и/или деформированной упаковке, локальной плотности упаковки и её пространственно-временном распределении.

1.2.5. Основные свойства частиц

По условию задачи основными рассматриваемыми в данной задаче свойствами частиц любой наблюдаемой среды являются их размер r и упругость, проявляющаяся в самопроизвольном удалении (стремлении к удалению) каждой частицы от любой другой частицы. Вследствие непрерывности упаковки размер любой i-той частицы в заданном направлении может быть определен как полусумма расстояний ri,i+1 и ri,i-1 её центра от центров соседних (соприкасающихся с нею) в этом направлении частиц

ri = (r i, i+1+r i, i-1) /2 (1.2.5-1)

При таком определении в общем многомерном случае размеры частиц в разных направлениях могут быть разными, и только в однородной упаковке они становятся одинаковыми.

a(r)

ai+1(ri, i+1) a(r)

i i+1

0 ri ri+1

ai(ri, i+1) a(r)

Рис.1.2.5.1. Схема представления a(r12)

Свойство упругости всегда может быть представлено некоторой монотонно убывающей с увеличением межцентрового расстояния ri,i+1=|Ri+1–R i| между соседними частицами с номерами i и i+1 векторной (одномерной) нечетной функцией a(r i,i+1)= -a(ri+1,i), численно равной ускорению a частицы в направлении увеличения вектора r i,i+1 (рис. 1.2.5.1)

a = d2r /dt2 = ai(ri, i+1) = - ai(ri+1,i) (1.2.5-2)

Тогда в общепринятых обозначениях изменение скорости Dv частиц за время Dt

Dv = Dv(r,t) = ò a(r) dt (1.2.5-3)

и изменение расстояния Dr

Dr = Dr(r,t) = ò v(r, t) dt = òò a(r) dt2 (1.2.5-4)

При малых Dr требования к форме функции a приводят к

da = - Car dr (1.2.5-5)

Car = - da /dr > 0 (1.2.5-6)

В многомерном случае многих частиц a может быть представлено матрицей соответствующего ранга, что менее удобно, но пока несущественно для нашей задачи, так как соответствующим выбором ориентации системы координат любое многомерное представление вектора одномерного ускорения всегда может быть сведено к соответствующему одномерному представлению.

Представление об интегрально-дифференциальной зависимости (1.2.5-1)-(1.2.5-6) между ускорением, скоростью и перемещением частиц приводит к представлению о разделении (запаздывании) во времени и в пространстве одноименных следствия (изменения расстояния) и причины (расстояния) и устраняет связанное с этим и непреодолимое для обычных (одновременных) функций логическое противоречие. В этом представлении расстояние становится функцией самого себя, не равной себе (в разное время). Издержкой такого представления становится вынужденное увеличение количества представлений за счет появления аналогичного представления о скорости как дополнительной промежуточной причине перемещения и параметре самого перемещения, ускорении и т. п. С другой стороны, такие представления имеют и преимущества в виде вытекающих представлений о существовании фундаментальных свойств – динамической памяти (памяти движения) и статической памяти (памяти расположения) частиц, отличаемых от другого фундаментального свойства – свойства ощущения частиц (ощущения каждой частицей своего пространственно-временного расположения и пространственного расположения ближайших частиц). Представление о памяти движения эквивалентно представлению об инерции.

Представление об одинаковости частиц в совокупности с представлением о зависимости (изменяемости) их свойств от относительного расстояния между ними приводят к представлению об одинаковости всех исходных свойств каждой из этих частиц и простом (равноценном) обмене их свойствами в любом пространственно-временном интервале. Представление о равноценном обмене свойствами приводит к представлению о сохранении арифметических сумм этих свойств в любых замкнутых множествах (группах) частиц. Поэтому в нашем простейшем случае можно говорить о сохранении сумм смещений частиц, сумм скоростей, сумм ускорений и их проекций, сумм квадратов скоростей и т. п., а также о сохранении смешанных сумм, в которых разные параметры представлены в пропорциях, соответствующих пропорциям обмена. Необходимо только постоянно помнить, что все это не более, чем игра представлений в том смысле, что, приняв одни представления, мы можем и/или вынуждены пользоваться всем набором других связанных с первыми представлений, и она (игра) соответствует действительности не более, чем соответствуют исходные представления. В противном случае возможен выход за пределы применимости каких-либо представлений и появление соответствующих ошибок в описании и предвидении событий.

В рамках условий поставленной простейшей задачи при любой зависимости a(r) можно ограничиться на рис. 1.2.5.1 одним малым участком Dr<<ri,i+1, достаточным для решения этой задачи. Для малых отклонений (смещений) ускорение, скорость и расстояние по определению прямо пропорциональны и отличаются только размерными множителями-коэффициентами, что дает право (и обязанность) всегда представлять их как разные выражения одного параметра – смещения Dr в пространстве за время Dt (смещение во времени) от начального состояния

Dr = vDt

Dv = aDt (1.2.5-7)

Dr(n-1) = r(n)Dt

Вследствие принятого представления о сложности любых частей мира деформации любых субчастиц суммируются точно так же, как их размеры в размерах частиц, поэтому представление о наличии свойства упругости хотя бы у одного вида частиц автоматически приводит к представлению о наличии свойств упругости и порогов деформации, строго пропорциональных размерам частиц, у всех частиц всех более высоких и более низких уровней сложности.

1.2.6. Равновесие и смещения частиц в упаковке

Общие представления о сложности (аддитивности) любых частей и частиц мира и одинаковости частиц квазиоднородных сред приводит к представлению об аддитивности функции a(r).

Вследствие аддитивности ускорение ai(r) любой i-той частицы, по крайней мере, при малых Dri может быть представлено как равнодействующая сумма (суперпозиция) составляющих стремлений её к перемещению в присутствии окружающих j-тых частиц:

ai(r) = å aij(rij) (1.2.6-1)

j

Dri = å Drij(rij) = å aij(rij) Dt2/2 = viDt/2 = ai(r) Dt2/2 (1.2.6-2)

j j

Одним из следствий такого представления являются представления о состоянии и положении равновесия частиц. Они сводятся к тому, что при определенном (например, симметричном) окружении любой частицы другими частицами вследствие разнонаправленности составляющих её суммарное стремление к перемещению становится равным нулю, а особая (центральная) точка такого окружения – равновесной точкой для любой попавшей в это окружение частицы такого же сорта. При отсутствии скорости как единственной причины для самостоятельного перемещения (смещения) любая окруженная частица не может самостоятельно выйти из равновесной точки и всегда самопроизвольно возвращается к этой точке из любой другой окрестной точки, ликвидируя последствия любого принудительного отклонения (смещения) частицы от положения равновесия. Представление о скорости как промежуточной причине, временно подменяющей смещение как причину ускорения, несущественно изменяет представление о равновесии, так как время пребывания и пропорциональная ему вероятность наблюдения смещенной частицы в равновесной точке все равно близки к нулю. Просто вероятность наблюдения, и без того распределенная по объему частицы, дополнительно распределяется по интервалу отклонения (+Dr,-Dr), а скорость v предстает как другое выражение смещения Dr, эквивалентное по смыслу и связанное с ним при малых значениях простым кинематическим соотношением: