Это про физику, длинно и можно пропустить.
Нет, правда, можно пропустить и не читать. :-)
Этот пост (скорее всего в один пост всё не уместится) можно было бы назвать так:
Как я решила выяснить, что такое электрический ток, и что из этого вышло.
И поместить вот такой эпиграф:
«Доктор Хониккер любил говорить, что, если ученый не умеет популярно объяснить восьмилетнему ребенку, чем он занимается, значит, он шарлатан»
К. Воонегут. Колыбельная для кошки.
И потом ещё вот такой симпатичный (очень важный!) эпиграф:
A mathematician may say anything he pleases, but a physicist must be at least partially sane - R. B. Lindsay. On the Relation of Mathematics and Physics
В переводе это выглядит примерно так: Математик, конечно, может говорить все, что ему заблагорассудится, но физик должен быть хоть немного вменяемым!
-------------------------------------------
Я потратила некоторое время, пытаясь получить ответ на простой, казалось бы, вопрос - что там такое бежит по проводам, что мы называем электрическим током? И что вы думаете - понятного и чёткого ответа добиться оказалось настолько трудно, что вы не можете себе даже представить!
Почему в учебниках физики невозможно разобраться?
Потому что нет ясности, точности и однозначности ни в чём. Абсолютно ни в чём.
С самой первой страницы у меня возникают вопросы, на которые в учебнике нет никаких ответов. Ни черта непонятно даже в самых простых вещах. Неясности начинаются с самого элементарного, прямо с механики.
--------
Я понимаю, что в других науках тоже полно беспорядков, в математике тоже не всё гладко, нет системы счисления для иррациональных чисел, нет понимания, почему на ноль делить нельзя, и много чего ещё, но такого безобразия, как в физике, в математике, всё-таки нет.
Кстати, про ноль.
Тут недавно товарищ прочитал лекцию в своём ЖЖ на тему деления на ноль. Он очень доходчиво объяснил, почему важно, чтобы сохранялась видимость замкнутости системы.
Это, конечно, по существу неправильно, - система на самом деле не является замкнутой, НО! на уровне школьного курса это вполне приемлемая манипуляция, оправданная целью не дать школьникам прийти к мысли, что в математике тоже не всё стройно, и что в математике тоже есть дырки.
Система чисел - это абстрактная система. И все в ней, как и вообще всё в математике, построено на абстракциях. Никаких чисел в природе не существует, как не существует ни бесконечности, ни нуля.
И система на самом деле, конечно, не замкнутая. И в ней есть места, в которых общие законы работать не будут.
Но детям в школе этого просто не говорят, а может быть эти некоторые математики САМИ верят в то, что математика не абстрактна?
Именно поэтому они говорят, что на ноль делить нельзя, хотя в математике не принято делить на ноль не потому что «нельзя», а по другой причине - в точке ноль проявляется та самая дырка, которая говорит о том, что никакого нуля в природе не существует.
Но школьникам про дырки не говорят, школьников убеждают в том, что деление на ноль мы просто должны игнорировать. И школьникам, наверное, так должно быть удобнее, да.
Так же с единицей. Теорема Пифагора не выполняется для треугольника с катетом 1, не потому что с теоремой что-то не так, теорема - это правило, которое работает в системе, как и все другие правила, НЕ ВСЕГДА, только и всего.
Единица - это как раз тоже такая дырка - это та точка системы, в которой видна её незамкнутость. Но чтобы сохранять видимость полностью работающей систем, мы эту точку должны тоже просто игнорировать, как и ноль.
Единица - это место, через которое - в данном случае с треугольником - осуществляется переход из двумерного пространства в одномерное, когда катет равен 1, треугольник перестаёт быть треугольником в двумерном пространстве, именно поэтому теорема Пифагора при этих условиях не работает, и об этом я когда-нибудь напишу более подробно. Мне не пишется пока, мне просто не хватает кое-чего.
Нет, не того, что вы подумали, не пишется у меня это не потому, что мало времени - в природе времени бесконечное количество. Но его может быть и бесконечно мало. Вспомните египтян - как они сжали свои 30 веков до 30 лет, точно так же можно из минуты сделать полчаса, если человек только этого захочет.
Из математической точки можно сделать плоскость, превратив ноль-мерное пространство в двумерное, и если надо, потом в трёхмерное, опять-таки через эти самые единицы…
Проблема, таким образом, не во времени совершенно, - человеку дано, как растягивать, так и сжимать время, - проблема в другом человеческом ресурсе - в желании. Так что врать я не буду, со временем у меня проблем нет, а вот с желаниями бывают проблемы.
--------
Путаница в физике начинается с самого начала - с механики.
Например, импульс. У Ньютона импульс - это масса, умноженная на скорость. И этот закон как будто никто не отменял. Но в том же учебнике, на другой странице, обнаруживаются некие субстанции, которые обладают импульсом, не имея при этом никакой массы. И это только один пример.
Но вернёмся в начало учебника. Уже на первых страницах обнаруживается, что механик в физике, оказывается, не одна, а две: механика Ньютона и механика Гюйгенса. И так у них, у физиков, во всём. Ни в чём нет единого мнения. И ещё они часто пользуются формулами, которые выведены искусственно математически, а не получены в результате экспериментов (уравнения Максвелла).
Но оставим пока электричество, вернёмся снова в начало учебника.
Модель механики Ньютона основана на передаче инерции от одних тел или частиц другим телам или частицам в виде соударений. Если тела действуют непосредственно друг на друга - вопросов нет, это просто. Но когда взаимодействие передаётся на расстояние, необходим какой-то переносчик. И вот тут-то начинается тёмный лес.
Гюйгенс объясняет передачу взаимодействия на расстоянии между телами, частицами или зарядами через пустоту некоей силой. В его модели механики отсутствует материальный переносчик взаимодействий. То есть отсутствует сама причина взаимодействий.
Мне уже хочется задать Гюйгенсу и его коллеге Лейбницу вопрос, что же это за такая магическая «некая» или «живая» сила? Как она может появляться ниоткуда? Как может передаваться взаимодействие, если не существует материального переносчика?
Про Гюйгенса вообще очень интересно, но длинно.
Конечно, более вменяемыми физиками мне кажутся Ньютон и Фатио, который в 1690 году предложил модель механики, в которой во взаимодействии участвуют частицы (он называет свои частицы эфиром, давайте не будем сразу бросаться камнями, просто допустим на минуточку, что эфир существует). Основателем такой модели механики считается вообще-то Галилей. И поддерживали такую модель Декарт и Ньютон.
В этой модели механики взаимодействия тел, частиц или зарядов осуществляется путём соударениями тел или частиц между собой, или путём передачи инерции от эфирных частиц телам или зарядам, также в виде соударений. Материальным переносчиком взаимодействий на расстоянии в этой модели механики являются частицы - пусть они себе называются эфиром или как-то ещё, но это МАТЕРИАЛЬНЫЕ переносчики, и поэтому Ньютон и его механика для меня выглядят более вменяемо, конечно.
Ну вот, это были только первые страницы учебника, а там ещё столько всего впереди.