Правильный путь
Шрифт:
В отношении всего материального существует связь не только между количеством энергии и скоростью, но также через скорость между количеством энергии и массой. Так, количество энергии движения у тяжелого объекта, движущегося с некоторой скоростью, больше, чем у легкого объекта, движущегося с такой же скоростью. Например, если 2 камня, один массой 300 кг, а другой всего 3 кг, летят со скоростью 100 км\ч, то у 300-килограммового камня, как у более тяжелого, энергии больше, чем у камня массой в 3 кг, летящего с той же скоростью. При этом, масса объекта, которая является мерой количества вещества, с изменением количества энергии и соответственно скорости, никак не изменяется. Так как молекул, например, того же камня, от скорости камня не добавляется, и не убавляется. Например, если взять объект, к примеру, всё тот же камень
Из всего этого следует, во-первых, что масса объекта остается неизменной при любой скорости, а во-вторых, что энергия не имеет массы.
Другой, потенциальный вид энергии – это энергия, которая находится в законсервированном состоянии, она не проявляется, но может проявится при наступлении определенных условий. Она определяется нами благодаря знанию различных принципов и законов, действующих в материальном мире. Как в случае с энергией, хранящейся в растянутой пружине или в многотонном бетонном блоке, поднятым над землей.
Когда в отношении какого-либо объекта говорится, что у него много потенциальной энергии, имеется в виду его возможность высокой активности. То есть, энергия, помимо всего прочего, является для нас еще и мерой способности объекта совершить действие.
Материя в нашем мире не существует без энергии. На всех структурных уровнях вселенной, все материальные объекты обладают данной субстанцией. Энергия взаимосвязана с материей, и эта взаимосвязь подчинена определенным принципам. Одним из таких принципов является принцип перехода в подобное или в то, что уровнем ниже. В соответствии с этим принципом в ходе различных процессов материя переходит либо в материю, либо в то, что уровнем ниже, в энергию. Например, в ходе такого сложного физико-химического процесса, как горение, происходит превращение исходных веществ в так называемые продукты сгорания. Этот процесс сопровождается интенсивным выделением тепловой энергии. В итоге масса образовавшихся продуктов сгорания всегда меньше массы исходных веществ. То есть, материя в результате горения превращается в материю и в то, что уровнем ниже – в энергию. Энергия же, в свою очередь, может перейти только в энергию и причем только через материю. Например, химическая энергия, запасенная в компонентах углеводородного топлива, например, бензина, в различных видах двигателей преобразуется в результате взрыва в камере сгорания в тепловую энергию, а тепловая энергия преобразуется в энергию движения транспортного средства, но ни тепло, ни движение не могут превратиться обратно в вещество – в тот же бензин. То есть, нельзя сконцентрировать энергию в чистом виде без материи, и невозможно таким путем из энергии получить материю.
На уровне микрочастиц, несмотря на то, что граница между материей и энергией для нас размыта, принцип перехода в подобное или в то, что уровнем ниже тоже действует. Так, в результате столкновения частицы и античастицы, являющихся материальными объектами, происходит их преобразование в другие частицы и энергию. Данная реакция называется аннигиляцией. Например, два таких объекта, как мюон и антимюон при столкновении на малых скоростях превращаются в 2 других микрообъекта в электрон и антиэлектрон, которые разлетаются на больших скоростях. Общая масса образовавшихся объектов в 200 раз меньше массы двух изначальных объектов, а скорость движения гораздо больше. То есть, материя в виде одних частиц, имеющих ничтожно маленькую энергию движения, превращается в материю в виде других частиц, меньшую по массе в 200 раз, а остальная материя преобразуется в энергию, которая проявляется в движении этих, образовавшихся после столкновения, более мелких материальных объектов.
Также мюон и антимюон могут превратиться при аннигиляции не в электрон и антиэлектрон, а в два фотона, то есть, по сути, в излучение. При этом общая энергия фотонов и в этом случае
Движущиеся частица и ее античастица при больших скоростях, то есть при достаточном количестве у них энергии движения, могут превратиться в процессе аннигиляции и в более тяжелые объекты. При этом, если сумма энергий, выраженной в массе и энергии, проявляющейся в движении, первоначальных частиц будет равна общей массе образовавшихся более тяжелых частиц, то тогда получившиеся объекты будут неподвижными, а если сумма энергий массы и движения первоначальных объектов будет больше массы появившихся частиц, тогда излишки энергии превратятся в энергию движения образовавшихся более тяжелых частицы и ее античастицы.
Наличие в нашем мире энергии, и как следствие движений и взаимодействий, обуславливает существование еще и такой вещи, как изменение. Изменение – это превращение в другое, переход из одного состояния в другое, смена содержания или формы с течением времени, то, что приводит к преобразованию одних вещей в другие. К изменениям относятся: любые пространственные перемещения, в числе которых движения как самого объекта, так и объектов, входящих в его состав, любые количественные преобразования – увеличение или уменьшение какого-либо из параметров, а также качественные преобразования – становление иным, переход в другую форму или обретение других свойств.
Благодаря энергии, всё в нашем мире находится в состоянии изменения. К числу базовых характеристик изменений относятся скорость и длительность. Скорость – это быстрота осуществления изменения, а длительность – ее продолжительность во времени. Изменения, происходящие в материальном мире идут с различными скоростями и имеют различную длительность. Например, мюон превращается в электрон и другие частицы за 2 миллионные доли секунды, нейтрон превращается в протон и электрон через 15 минут. Земля совершает один оборот вокруг Солнца за 365 дней. Половина ядер урана-238 превращается в свинец-206 через 4,5 млрд лет.
В силу того, что вселенная имеет комплексную структуру, изменения, происходящие с объектами, являющимися элементами какой-либо из ее систем, приводят к изменению этой системы в целом. Изменение самой системы приводит к изменению систем, с которыми она взаимосвязана или находится во взаимодействии. То есть, изменения, происходящие на одних структурных уровнях, приводят к изменениям на других структурных уровнях вселенной, а изменения, происходящие в одних объектах, вызывают изменения в других объектах. Изменения происходят в нашем мире постоянно с момента его появления. И каждое из них является своего рода отражением того или иного даже мельчайшего движения материального объекта или взаимодействия между ними, а, следовательно, и присутствия того или иного вида энергии – особой субстанции, которая материей не является, но при этом определяется, как нечто вполне реальное, тесно взаимосвязанное со всем существующим в мире и влияющее на всё в нем.
§ Время. Еще одной особенностью нашего мира, ключевой в понимании того, как он устроен, является наличие в нем времени. Время – это особая нематериальная субстанция, посредством которой мы характеризуем длительность существования всего в нашем мире – длительность существования материальных объектов и всего того, что с ними связано.
Время, в нашем мире, в отличие от пространства, имеющего три измерения, определяется только одним, то есть, если пространство трехмерно, то время одномерно, и, соответственно, если каждая точка в пространстве задается комбинацией из трех независимых координат, то во времени только одной.
Время находится в нескончаемом движении, оно течет безостановочно и это является причиной того, что все в нашем мире, в том числе и мы сами, в независимости от того движемся ли мы или нет, перемещаемся во времени. Каждая проходящая секунда, перемещает нас всё дальше.
Данное движение, во всяком случае для материальных объектов, происходит в одном направлении. То есть, мы перемещаемся из прошлого в будущее через настоящее и никак иначе, также это обуславливает и то, что любой промежуток времени, в течение которого произошло какое-либо событие, в отличие от расстояния, может быть пройден и измерен нами только один раз. Всё это указывает на то, что помимо того, что время одномерно, оно еще и однонаправленно и, как следствие, необратимо.