Техника - молодёжи 1963-03, страница 31

МАШИНЕ ДИНА

Интерес к этим вопросам еще более повысился при обсуждении машины Дина. Исследования привели автора к гипотезе, что действие этой машины, если бы она работала, можно было бы в какой-то мере объяснить влиянием скорости изменения ускорения.

В условиях постоянного или нулевого ускорения механические тела или системы тел подчиняются законам Ньютона достаточно хорошо. И лишь в условиях изменяющегося ускорения возникают трудности. Ключевым словом в нашем анализе динамических систем будет «одновременность». Законы движения предполагают строгую одновременность действия и противодействия.

Законы Ньютона, строго говоря, относятся только к бесконечно малым материальным частицам или к совершенно жестким телам, но ни те, ни другие не существуют в реальном мире. Рассмотрим, например, простой стальной стержень длиной в 1 м. Заставим его двигаться, прилагая силу к одному из его концов. В тот момент, когда я начинаю прилагать силу, с этого конца стержня уходит сигнал в виде пластической или упругой волны сжатия, которая движется со скоростью около 5 тыс. м/сек. Волна сжатия доходит до противоположного конца стержня, где отражается и возвращается к точке приложения силы с той же скоростью.

До тех пор, пока волна не вернулась, то есть в течение 0,0004 сек. после ее отправления, стержень в целом не может двигаться в соответствии со вторым законом Ньютона! Независимо от величины приложенной силы центр тяжести стержня не может подчиниться условию та — F раньше, чем через указанное время. Мы пришли к заключению, что все реальные тела или системы тел, когда к ним прилагается сила, испытывают начальный переходный процесс. _ Частный режим данной системы будет зависеть от: а) быстроты, с какой прилагается сила, и б) присущего системе времени задержки, или «критического времени действия», втой системы. Конечное ускорение тела здесь не играет критической роли, скорость изменения ускорения, или «волна», — вот что имеет решающее значение.

Какой вид должно теперь принять уравнение движения, если мы допускаем существование силы, пропорциональной скорости изменения ускорения, наряду с силой, пропорциональной ускорению? Мы можем написать уравнение движения так: ___

— , da — та + A-ji — F,

где А — новая величина, которой мы присвоили название «неподатливость». Так как решения этого уравнения в некоторых случаях дают выражение Aim в качестве критического времени действия системы, мы приняли для этих случаев, что неподатливость есть произведение массы на критическое время действия: А — Dm. •'

Использование нового уравнения движения дает поправку к закону сохранения энергии. Если существует сила, пропорциональная скорости изменения ускорения, то логическим следствием этого является существование энергии, которую назовем «виртуальной».

Теперь необходимо вернуться назад и установить несколько постулатов. Движущийся электрический заряд создает магнитное поле. Эйнштейн допускает, что движущийся гравитационный «заряд», или масса, также образует поле. Предвидимая напряженность такого поля чрезвычайно мала.

Хотя здесь не могут быть изложены все соображения, я полагаю более целесообразным постулировать «инерционное» поле, обусловленное ускорением массы, а не просто ее скоростью. Это представляется так, как если бы основным «зарядом» было количество движения mv, вместо того чтобы им была просто масса.

Теперь возможно представить себе совершенно новый тип излучения, являющийся следствием существования указанного типа инерционного поля. Если электрон, когда его ускоряют, дает электромагнитное излучение, то, несомненно, мы

теперь можем предполагать, что масса, обладающая неподатливостью, будучи подвергнута влиянию «волны», даст гравитационно-инерционное излучение. Более того, я постулирую, что поток такого излучения из системы пропорционален скорости изменения виртуальной энергии. Так, большие ракеты имеют быстро изменяющееся ускорение, толкающая сила остается почти постоянной, а масса ракеты быстро меняется по мере выброса реактивной массы. Между характеристиками ракеты и формулой Ньютона нет точного соответствия. В этом примере, на основе нашего допущения, энергия, которая не появилась ни в виде кинетической энергии, ни в виде потенциальной, покинула механическую систему в форме гравитационно-инерционного излучения, как мы его определили.

Возможно даже, что этот метод прольет новый свет на квантовую природу электромагнитного излучения. Быть может, квантовое состояние является вполне логичным следствием существования неподатливости в реальных системах и что квантовая теория может быть выведена из ньютоновской физики.

Что должно быть четвертым законом движения? Очевидно, будет несколько вариантов формулировки. Математически решающую роль в системах с неподатливостью играет, по-видимому, скорость изменения энергии, и с этой точки зрения закон, возможно, лучше всего будет выражен следующей формулировкой: «Энергия данной системы может быть изменена только за некоторый конечный отрезок времени, зависящий от системы, и никогда — за нулевое время».

Что касается гравитационно-инерционного излучения, то, если оно происходит, оно должно быть измеримо. И рано или поздно эксперимент Герца придется осуществить. В настоящее время в наших лабораториях ведется ряд опытов, которые, как мы надеемся, в ближайшем будущем принесут подтверждение.

Д-р Вильям О. ДЕВИС (США)

Сокращенный перевод на журнала «Аналог» № 8, 1962 г.

КЛАССИЧЕСКАЯ

МЕХАНИКА И ЭКСПЕРИМЕНТ

|D последнее время в популярной литературе ряда стран в той или иной связи с изобретением Н. Дина сделаны необоснованные попытки ревизии законов классической механики. Эти попытки проистекают скорее из некоторых общих соображений, чем из факта обнаружения новых явлений, относящихся к области применения классической механики и по виду ей противоречащих.

Наиболее ярким примером является статья Девиса «Четвертый закон движения». Не обращая внимания на то, что одних законов Ньютона недостаточно для описания явлений, происходящих в деформируемых телах (для такого описания приходится прибегать к законам упругости, пластичности и другим), Девис ставит вопрос: как надо видоизменить аксиомы механики точки, чтобы ее уравнения описывали поведение протяженных деформируемых тел? Это, по существу, приводит к тому, что вся физическая сторона, характерная для деформируемых тел, на деле подменяется формальным введением поправки в закон движения одной материальной точки.

Если отбросить всю словесную оболочку, окутывающую идею Девиса, то его предложения сводятся к замене второго закона Ньютона (сила F равна произведению массы т на ускорение а) выражением вида

— da — та -j- Dm-jj — F,

da

где -jfi — быстрота изменения ускорения (ускорение второго порядка), D — постоянная (критическое время). Это уравнение и трактуется как «четвертый закон движения».

27