Система физических величин“Н.Плотникова.

В 2005 г. широкому кругу читателей Интернета была предоставлена возможность благодаря публикации Д.Игнатьева (2005) познакомиться с небольшой брошюрой Н.Плотникова (1978) “Система физических величин” (далее – СФВ).

В этой брошюре ее автор представил в виде большой таблицы аналитические взаимосвязи многих физических величин всех основных разделов классической физики. К сожалению, нет возможности привести эту таблицу в данном обзоре ввиду ее громоздкости.

Хронологически работа Н.Плотникова впервые, как представляется автору данного обзора, отошла от того, чтобы положить в основу систематизации физических величин “физические аналогии“ и размерности величин. Единицы измерений используются Н.Плотниковым в СФВ только в качестве иллюстрации, взяты они из СИ. В СФВ систематизируются именно физические величины, а не их размерности или их единицы измерений. Работа Н.Плотникова вызывает большой интерес с точки зрения истории процесса обобщения и систематизации физических величин, но считать, подобно Д.Игнатьеву, что она открывает горизонты нового направления физики, было бы, по мнению автора данного обзора, преувеличением.

В предисловии к своей работе Н.Плотников указывает в качестве основной задачи созданной им системы на возможность “ с минимальными затратами времени эффективно и качественно овладеть основами физики в учебных программах при поступлении в вузы “. Тем самым он, и это делается впервые, подчеркивает педагогическую значимость систематизации физических величин. Однако знакомство с его системой физических величин показывает, что для практического ее использования необходимы знания, которые могут быть приобретены уже в процессе изучения физики в вузе. Да и сам автор СФВ пишет, что “ изучение системы ведется одновременно с учебниками физики “, можно добавить к этому, – с вузовскими учебниками. Таким образом, основная задача, декларированная Н.Плотниковым, оказывается невыполнимой.

Н.Плотников вводит новую систему физических величин в виде таблицы, включающей горизонтально и вертикально направленные стрелки, условно подменяющие такие математические действия, как умножение и деление на физические константы, на длину и на время, интегрирование и дифференцирование по длине и по времени. В систему также вводятся значки, подменяющие условные обозначения векторного анализа. С помощью этих значков автору системы удалось графически изобразить многие определяющие уравнения, содержащие векторные величины и не содержащие операции сложения, вычитания и деления.

Благодаря введению физических констант в таблицу Н.Плотникову удалось поместить в одни и те же ячейки системы аналогичные физические величины из разных разделов классической физики (механики, электродинамики, термодинамики, гравитации и др.) в соответствии с их определяющими уравнениями.

Таблица СФВ наглядна, хотя и велика по размерам. Она показывает общность основных физических величин из разных разделов физики. Ее можно заполнять не сразу, а по мере изучения этих разделов. Таблица может служить хорошим учебно-методическим пособием при изучении физики в вузе. Однако следует признать, что новая оригинальная система графических условных обозначений требует дополнительного освоения, целесообразность которого еще следует оценить. К тому же, текст работы Н.Плотникова трудно читать из-за стилистических погрешностей. Это не слишком мешает специалисту, но вряд ли приемлемо для студента.

Введение Н.Плотниковым некоторых новых терминов вряд ли целесообразно. Например, “однородные законы с одинаковой размерностью“ – это то же самое, что “обобщенные определяющие отношения“. Под “неоднородными законами“ Н.Плотников понимает методы аналогий и подобия, но при этом считает, что применение этих методов “ приводят к тупиковому положению “. С этим высказыванием не всегда можно согласиться, например, критериальные уравнения, базирующиеся на теории подобия, помогают решить многие практические задачи в тех случаях, когда методы математической физики помочь не могут. Утверждение Н.Плотникова о том, что он вводит в СФВ показатели среды путем добавления оси физических констант, не совсем точно, на самом деле он вводит показатели формы силового поля.

В таблицу СФВ необходимо ввести ряд уточнений. Можно привести такие примеры. Н.Плотников не учел терминологическое несоответствие друг другу понятий “электрическая индукция D ” и “магнитная индукция B ”, хотя об этом несоответствии пишут в современных учебниках по физике (И.Савельев, 2005, кн.2). В своей таблице Н.Плотников поставил величины B и D в одну и ту же вертикальную графу. Правда, разное направление стрелок в его таблице между напряженностью электростатического поля E в вакууме иэлектрической индукцией D в веществе, с одной стороны, и между напряженностью магнитного поля в веществе H имагнитной индукцией B в вакууме, с другой стороны, указывает на то, что принципа причинности он не нарушил. Но Н.Плотников нарушил его тогда, когда посчитал потенциал поля функцией от напряженности поля, а не наоборот. А помещение разных по содержанию величин в одну и ту же вертикальную графу вынуждает его то умножать их на пространственную координату, то делить на нее.

Несмотря на указанные недостатки, работа Н.Плотникова представляет собой хронологически первое глубокое исследование по проблеме обобщения и систематизации физических величин, основанное только на определяющих уравнениях, а не на подобии или равенстве размерностей или на формальных аналогиях.

1. Коган И.Ш., 1998, О возможном принципе систематизации физических величин. – “Законодательная и прикладная метрология”, 5, с.с. 30-43.

2. Коган И.Ш., 2003, Пути решения проблемы систематизации физических величин. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7073.html

3. Коган И.Ш., 2004а, “Физические аналогии” – не аналогии, а закон природы. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7438.html

4. Коган И.Ш., 2004б, Пора устранить непоследовательность в описании физических величин, характеризующих вращательное движение. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7528.html

5. Коган И.Ш., 2004в, Не пришло ли время отказаться от применения терминологии и уравнений теории теплорода? – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7646.html

6. Коган И.Ш., 2004г, Как можно одновременно интенсифицировать и упростить процесс преподавания физики и технических дисциплин. – http://www.sciteclibrary.ru/an-ris/1522.pdf

7. Коган И.Ш., 2006, Обобщение и систематизация физических величин и понятий. – Хайфа, 207 с.

8. Коган И.Ш., 2007, Системы физических величин и системы их единиц – независимые друг от друга понятия. – http://www.sciteclibrary.ru/an-ris/8792.html