Первый - общий: «Всякая вещь продолжает по возможности пребывать  в одном и том же состоянии и изменяет его не иначе, как от встречи с другим». А второй – частный: «Каждая материальная частица в отдельности стремится продолжать дальнейшее движение не по кривой, а исключительно по прямой, хотя некоторые из этих частиц часто бывают вынуждены от неё отклоняться…» (Декарт Р., 1950). Спустя 40 лет, точнее, в 1687 г., Исаак Ньютон в своей работе «Математические начала натуральной философии» сформулировал свой закон, весьма похожий на второй закон Декарта:  «Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить его это состояние». Как и в определении Декарта, слово «инерция» здесь отсутствует.

Анализ этих формулировок законов инерции свидетельствует о наличии двух физических свойств тел или двух видов механической инерции:      

-   инерции покоя, под которой понимается способность тела (лучше – ограниченной массы материи, находящейся в одном из определенных агрегатных состояний) сохранять состояние полного механического покоя и «сопротивляться» любым внешним воздействиям;

- инерции движения, под которой понимается способность тела к движению, которое было вызвано физической (например, механической) силой, однажды воздействовавшей, но затем прекратившей своё действие на тело. Движение по инерции представляет собой движение, которое возникает тогда и только тогда, когда завершилось воздействие на тело внешней силы, которая и привела его в движение.

В целом, механическая инерция проявляется двумя видами - сначала тело проявляет инерцию, «сопротивляясь» приведению его в состояние движения, и если тело пришло в движение, то после прекращения действия импульса движения, оно, получив дополнительную энергию, её излишек, расходует его, продолжая движение,  которое постепенно замедляется до полного его прекращения. При этом движении по инерции, тело «сопротивляется» любому воздействию, которое может изменить его скорость – увеличить, замедлить или свести к нулю.

Важно отметить, что в формулировках старых и современных авторов закона движения тел по инерции, содержится существенный изъян - в них ничего не сказано о том, движется ли это тело под постоянным влиянием какой-то силы или оно продолжает движение уже после того, как приложение силы завершилось. Без такого уточнения формулировка закона о движении тел по инерции будет двусмысленной.

Здесь же отметим неточность в формулировке Декарта и Ньютона, которая состоит в том, что согласно ей тело сохраняет состояние покоя или «равномерного» движения. Поскольку имеется в виду движение по инерции, то о равномерном,  т.е. о движении с одинаковой скоростью, говорить не приходится. Более того, Ньютон и его последователи в формулировке закона, который был назван законом инерции, по умолчанию исходили из того, что тело, пришедшее в движение под действием однажды  приложенной силы, будет двигаться вечно. На самом деле, как показывают человеческий опыт, научные наблюдения и физические эксперименты, любое движение происходит с затратой энергии, которая рано или поздно будет исчерпана. А полученный запас кинетической энергии любого движения постепенно уменьшается, что приводит к его замедлению до полного его прекращения. Даже в том случае, когда люди не осознают, что наблюдаемое ими движение происходит по инерции. Однако мистическая вера в вечность однажды вызванного движения, продолжает существовать и после Ньютона, вплоть до наших дней. К сожалению, понимание этой простой истины даже сегодня доступно далеко не всем.

Казалось бы, за три столетия развития физики  о движении тел по инерции, мы знаем о ней почти всё. Тем не менее, как пишет автор одной из монографий посвященной проблеме инерции, «cовременная физика в тупике» (Смолин А.Л., 1999). Несколько мягче говорит об этом другой автор, заявляя, что физическая природа инерционных и гравитационных сил «в конкретном плане остаётся ясной не полностью» (Волегов А.И., 2011).

В современных учебниках физики делается попытка дать новое понимание инерции движения, правда, не всегда удачное. Так,  в «Элементарном учебнике физики» под ред. акад. Г.С. Ландсберга. (2008), сказано:  «Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на них других тел называют инерцией тел». При внимательном рассмотрении этого определения выясняется, что оно отличается от классического тем, что ограничивает это понятие только сохранением скорости тела, что, конечно, неправильно. Неверно и второе определение этого учебника: «движение при отсутствии действия на тело других тел называют движением по инерции», т.к. движение может происходить и с помощью какого-либо двигателя, которым это тела обладает.

В книге другого отечественного автора сказано, что инерцию можно определить как «свойство материальных тел оказывать сопротивление ускоренному движению» (Бухалов И.П., 2007). Отсюда следует, что если сопротивление оказывается не ускоренному движению, то это уже… не инерция. Оригинально! А Г.А.Зисман и О.М.Тодес (2007) движением по инерции называют равномерное и прямолинейное движение тела при отсутствии внешних воздействий.  В тоже время они пишут, что представление о движении по инерции является «научной абстракцией» (???), из чего следует, что этого движения в реальности не существует. Поправляя Ньютона, Большой энциклопедический словарь (2001)  на с.50 сообщает, что движение по инерции не обязательно должно быть прямолинейным, но обязательно без подпитки энергии.

Время от времени появляются работы, авторы которых  стараются осовременить эту тему, внести в неё дух XXI века. Так, А.Н. Панченков в своей монографии «Инерция» (2004) – заявляет о существовании неких «полей инерции в специализированной виртуальной сплошной среде». А В.Б. Дукмасов  (2008), устанавливая связь между инерцией и гравитацией, утверждает, что эти явления «не просто схожие, а суть одно и то же». О том, что силы инерции идентичны силам гравитационным по физической природе пишет также А.И. Волегов (2011).

В новейшем справочнике по физике Е.С.Платунова с соавт. (2014) содержится другая поправка определения  инерции движения: «Инерция – фундаментальное свойство материальных тел, заключающееся в том, что любое тело стремится сохранить своё состояние движения или покоя по отношению к инерциальной системе отчёта и сопротивляется любым внешним воздействиям». Далее сообщается, что мерой инерции тела является его масса, однако как эта масса оценивается, не сообщается. Авторы не преминули сделать реверанс в сторону специальной теории относительности (СТО), указав, что  согласно СТО инерцией обладают не только тела, но и любые силовые поля. В этой же статье об инерции сделан шаг к распространению пониманию этого явления, которое ранее использовалось применительно только к механическому движению, на другие процессы. В частности указано, что термин инерция применяют и «по отношению к измерительным приборам, понимая под инерцией свойство показывать регистрируемую величину с некоторым запаздыванием». Как видно из этой цитаты, в основу определения инерции авторы положили 1-й закон  Ньютона, зачем-то добавив к нему представления т.н. специальной теории относительности.

 К сожалению, в старых и новых  определениях инерции не сказано  о главном, без чего понятие движения по инерции бессмысленно –  об условии, без которого тело двигаться по инерции не может. Без указания причины движения, за счёт чего тело движется, анализировать движение нельзя.

Тело может двигаться по трём причинам:

1) оно приходит в движение под непосредственным воздействием на него внешней силы;

2) находящегося в нём внутреннего двигателя;

3) тело может двигаться и после того, как воздействие на него прекратилось за счёт полученной от него кинетической энергии - переданного ему запаса этой энергии. Это движение может быть вызвано одним коротким импульсом - ударом или взрывом (например, бросок камня или выстрел снаряда), а также длительным – когда тело движется под действием двигателя (автомобиля), который внезапно прекращает свою работу. Это движение и есть движение по инерции.

 Декарт и Ньютон, по умолчанию, а также авторы современных определений инерции движения тел, имеют в виду только третью причину движения тел, не учитывая возможности существования первых двух. Кроме того, они не учли, что явление механической инерции присуще не только телам, под которым по умолчанию они понимали твёрдое вещество, но также и веществу, находящемуся в других агрегатных состояния - жидком, газообразном, аморфном, плазмы,  а также органической материи, в том числе живым организмам.

Из рассмотренного материала следует, что явление движения по инерции подчиняется двум законам, которые являются новыми формулировками законов механической инерции.

Первый закон  механической инерции: любое ограниченное количество материи (твердого вещества, которое обычно называют телом, жидкости, газообразного, аморфного вещества, плазмы, а также живого вещества), не обладающее собственным источником движения (двигателем), сохраняет состояние механическое покоя относительно инерциальной системы отсчёта до тех пор, пока на него не подействует внешняя сила. Этот закон является одновременно и законом механической инерции покоя.

Второй закон механической инерции: любое ограниченное количество материи (твердого вещества в виде тела, жидкости, газообразного и аморфного вещества, а также плазмы), получив внешний импульс  в виде механического толчка или взрыва или после прекращения постоянно действующей силы, будет совершать прямолинейное, постепенно замедляющееся движение по отношению к инерциальной системе отсчёта до полной его остановки при условии, что на него не воздействует какая-либо внешняя сила. Этот закон является одновременно и законом механической инерции движения.

Связь инерции и массы тела

Как уже отмечалось, в современной физике явление инерции принято связывать с массой тела. Но прежде чем говорить об обоснованности этой связи, надо определиться с тем, что следует понимать под массой тела.

Поскольку в справочнике по физике суть массы тела не определена, сошлемся на учебник физики (Бутикова Е.И. и Кондратьева А.С., 2000), в котором на  с.95 даётся определение массы тела: «Масса тела есть его характерное физическое свойство, определяющее соотношение между действующей на это тело силой и сообщаемым ею телу ускорением». Ясно, что это определение авторы дали  исходя из формулы m=F/a. Ошибка проистекает из того, что авторы по умолчанию считают, что тело (и вообще все тела) движется (движутся) в инерциальной системе отсчёта. Из чего следует логический вывод: если тело не движется, например, камень, лежащий на Земле по отношению к ней, то у него … нет и массы. А поскольку все физические тела массой всё-таки обладают, то это значит, что этого тела в Природе не существует! Тоже интересно!

Недоразумение по поводу сути понятия «масса тела» заложил ещё Ньютон. Массой он назвал количество  вещества и дал ему следующее определение: «Масса тела  есть мера количества материи, пропорциональная  его объему и плотности» (Ньютон И., 1989).  Современный ему уровень развития науки не позволил найти другого способа оценки массы тела, как определение её в фунтах, как и вес.

Однако уже в 60-е годы ХХ века, советские физики, как и западные ученые находившиеся под гипнотическим влиянием специальной теории относительности (СТО), дали массе тела совсем другое определение. Так, в Малой советской энциклопедии (1961) сказано, что масса – это мера инерции тел и их гравитационных свойств. При этом, эту меру инерции, они вслед за Ньютоном (Эйнштейн на эту тему не высказался) стали оценивать как вес, но не в фунтах, а в метрической системе  - в граммах и кг. В этой же энциклопедии содержится и формулировка понятия веса, которая определена как «сила, с которой тело под действием тяжести давит на опору». И добавлена лукавая оговорка «пропорционален массе».

А вот в современном новейшем справочнике по физике Платунова с соавт. (2014) авторы-составители, желая ещё больше засвидетельствовать свою приверженность СТО (хотя и не ссылаясь на неё) пошли ещё дальше и сообщают, что понятие массы было введено Ньютоном «в качестве постоянного коэффициента в основной закон динамики и в определении материальной точки. Масса выступает мерой инерции материальной точки (частицы, тела), поэтому получила название инерционной или инертной массы». Как видно, это определение массы не имеет ничего общего с тем, которое было дано самим Ньютоном, но это никого не смущает.

Приверженность отечественных физиков СТО прослеживается и в Большой Российской энциклопедии (2012). Авторы статьи о массе тела также далеки от определения массы, которое ей дал Ньютон. В ней даётся весьма расплывчатая, ничего не определяющая формулировка, согласно которой «масса – фундаментальная физическая величина, определяющая инерциальные и гравитационные свойства тел в нерелятивистском приближении, когда их скорости малы по сравнению со скоростью света». Отсюда следует, что если тела неподвижны относительно Земли, то … массы у них нет, как нет у них  инерциальных и гравитационных свойств!  Правда, в этой же статье содержится и попытка сблизиться с определением Ньютона, т.к. далее говорится, что «…в этом приближении масса тела служит мерой содержащегося в нем вещества…», которая опять-таки оценивается в граммах и килограммах.

Представление о том, что масса тела связана с его скоростью по-прежнему гипнотизирует наших школьников и студентов. Так в популярном сегодня в РФ учебнике физики  С.Э.Фриша и А.В.Тиморевой (2006) на с.144  утверждается: «Масса электрона, как и вообще всякая масса, зависит от скорости, возрастая до бесконечности при стремлении скорости движения этой массы к скорости света».  При всём уважении к авторам, приходится признать, что это утверждение бездоказательно и связано с их неуёмным  стремлением подтвердить правильность теории Эйнштейна! Ведь никаких доказательств увеличения массы тела с приближением его к скорости света не существует!  Кроме того, как известно, масса самих фотонов остаётся неизменной, а не возрастает до бесконечности, вопреки Эйнштейну! Иначе, приходя к нам из глубин Вселенной, они вместе с другими элементарными частицами, несущимися со скоростью света, заполнили бы всё космическое пространство, не оставляя места для загадочной черной материи (или энергии).  В целом же, для увеличения массы любого тела с приближением скорости его движения к таковой света, нужно появление бесконечного количества новых материальных компонентов – элементарных частиц, атомов и молекул. Такое условие никак нельзя отнести к научной гипотезе, т.к. это всего лишь фантазия.

Понимание того, что определение массы тела, имеющееся в современных учебниках и справочниках, не соответствует нашему времени, привело к тому, что у некоторых авторов появилось желание его исправить. Так, М.Джеммер (2003) пишет, что «Само понятие массы нуждается в уточнении, поскольку в современной физике оно отнесено к категории неопределяемых и не имеет однозначного толкования». Ещё одно понимание массы (применительно к элементарным частицам)  дают В.Ф.Блинов (2007) и И.П.Бухалов (2007). По их мнению, «масса частиц индуцирована взаимодействием со средой, а не является «врожденной» характеристикой, как это принято считать в современной физике». О том, что масса тела не является внутренним свойством каждого тела, что она может появиться только у пары взаимодействующих тел пишет также О.Н. Репченко (2005).

 Последователи Ньютона не только исказили его формулировку определения массы, но и стали неверно оценивать «меру количества материи», давая её весовую характеристику в метрической системе  - граммах и килограммах, а затем ньютонах. Т.е. они стали оценивать массу как вес и фактически уравняли эти два понятия. А для того, чтобы развести эти понятия, была создана видимость их различия. Так, в современных справочниках говорится, что вес тела – это сила, с которой «тело действует по нормали на опору или натягивает подвес, удерживающий его от свободного падения». Вес тела всегда приложен не к самому телу, а к опоре или подвесу. Если горизонтальная опора или подвес неподвижны относительно Земли, то вес тела совпадает с силой тяжести тела. Если же тело и опора (подвес) движутся с некоторым ускорением относительно Земли, то вес тела определяется  выражением G= m (g – a) (Платунов Е.С. и соавт., 2014).

Хотя, как в определении Ньютона, так и современных авторов ничего не говорится о том, в каком агрегатном состоянии находится материя, оно подразумевает только твердые тела. Кроме того, в нём не учитывается и возможность дисперсного состояния материи. Не учтен в нём и атомно-молекулярный и, тем более, элементарный состав материи. 

Всё сказанное заставляет исправить, уточнить определение массы вещества.  Итак, масса – это количество вещества (материи) занимающего определенный объём пространства, которое может находиться в разном агрегатном состоянии, иметь разную степень дисперсии и разное количество молекул, атомов и элементарных частиц. А, значит, и разное энергетическое содержание.

Учитывая сказанное, массу материи, как меру её количества, надо оценивать по количеству  молекул или элементарных частиц, составляющих эту массу. У массы вещества может быть вес, который зависит от влияния на эту массу другого (других) тела (тел). В отсутствии такого влияния веса у массы не будет! (Богословский М.М., 2016,а,б). Близкую точку зрения на физическую суть веса высказывает А.И.Волегов (2011), который  считает, что «вес каждой частицы и составленных из них более крупных структур» создаёт притяжение.

А теперь рассмотрим связь инерции с массой тела. В современной физике наличие такой связи является аксиомой. Так, М.Г.Валишев и А.А.Повзнер в курсе общей физики (2009) пишут, что «масса тела является количественной характеристикой инертности тела. Все тела изменяют свою скорость не мгновенно, а постепенно при их взаимодействии с другими телами, т.е. обладают инертностью» (с.15). Тоже самое говорится в учебнике физики для высшей школы под ред. Г.С.Ландсберга (2008): «Меру инерции тела называют массой. Масса тела есть характерное физическое свойство, определяющее соотношение между действующей на это тело силой и сообщаемым ею  телу ускорением m= F/a, откуда F= ma» (с.95). К сожалению, это неверно. Прежде всего, потому, что авторы не учли, что тело, как это правильно понимал уже Ньютон, обладает массой независимо от того, действует ли на него какая-то сила. Кроме того, феномен инерции движения появляется только тогда, когда на тело, находящееся в состоянии относительного покоя, подействовала внешняя сила, которая привела его в движение, а затем прекратила на него своё воздействие. Не учитывать это простительно было Декарту и Ньютону, но непростительно для современной физики.

В этом определении есть и неточность, связанная с тем, то сила, приложенная к телу, может действовать на него по-разному. Во-первых, она может действовать однократно – импульсом, в том числе взрывом, или толчком. Во-вторых, она может действовать постоянно, с постоянным значением этой силы. В-третьих, она может действовать с переменной силой. В-четвертых, она может действовать с нарастающим её значением. В-пятых, она может действовать с убывающим её значением.

Сила, действующая однократно (толчком, взрывом), вызывает движение тела. Но после полного прекращения действия этой силы, тело будет двигаться с постепенным замедлением движения до полной его остановки. Движение тела в этом случае будет продолжаться по инерции. Именно так движутся в космическом пространстве после их образования планеты и галактики, а в микромире – электроны вокруг атомных ядер, а также протоны и нейтроны в самих ядрах. Продолжительность движения зависит от силы толчка (или взрыва) и плотности среды, в которой тело движется. Отсюда следует, что указанная в учебниках формула F= ma для инерционного процесса не состоятельна, ошибочна. В этом случае учитывая, что скорость движения тела равнозамедленная (хотя и с очень малым градиентом), а ускорение его отрицательное, следует писать: v = v₀ – at. А  закон равнозамедленного движения, которому подчиняется такое движение тела, как известно, выглядит следующим образом: S = S₀ + v₀t - (at²)/2. 

Ошибочное установление связи инерции движения с массой тела связано с тем, что оно не учитывает то, что если на тело не воздействуют никакие силовые, прежде всего гравитационные поля, то ничто не будет препятствовать его «мгновенному», т.е. без замедления началу движения или изменению его скорости. Эта здравая мысль нашла свою поддержку  в новейшем справочнике по физике Е.С. Платунова с соавт. (2014). Её авторы внесли существенную поправку в ньютоновское определение инерции указав, что «это сопротивление  тела (к изменению его положения - ММБ) существует или проявляется только в том случае, когда это тело гравитировано, т.е. находится под гравитационным влиянием другого тела. В отсутствии такого влияния тело не будет сопротивляться внешнем импульсу и моментально придёт в движение». Отсюда следует важный вывод, что попытка обоснования тезиса о том, что масса тела является количественной характеристикой инертности тела, является неудачной, попросту неверной. 

Проявление инерция в мегамире

Движение тел по инерции происходит не только в технических системах, но и в Природе, являясь в ней широко распространённым явлением. Причём инерция движения существует в Природе в разных видах и проявлениях.

Примером движения тел по инерции в  космическом пространстве является движение звёзд и их систем вокруг центров галактик, а планет вокруг звёзд, в том числе и Земли вокруг Солнца. Поскольку никакого внешнего или внутреннего двигателя у Земли, как и у других планет нет, приходится признать, что после своего образования она движется по инерции. Причем по инерции она движется как вокруг Солнца, так и вокруг своей оси.

В полном соответствии со свойством инерционного процесса к затуханию (вторым законом механической инерции),  движение нашей планеты вокруг своей оси постепенно замедляется. Об этом свидетельствует тот факт, что в начале своего образования Земля вращалась вокруг своей оси гораздо быстрее – сутки продолжались около 6 часов. 530 млн. лет назад сутки на Земле продолжались 21 час, а 400 млн. лет назад сутки длились 21 час 30 минут.   200 млн. лет назад сутки составляли уже близкие к нашему времени 23 часа. И чем старше становится Земля, тем длиннее становится день - каждые 100 лет она замедляет своё вращение вокруг собственной оси - примерно на 46 секунд (Кашубин С.Н. и соавт., 1998).

Помимо увеличения продолжительности дня, связанного с инерциальным замедлением вращения Земли вокруг своей оси, так же инерционно происходило сокращение продолжительности её орбитального  движения вокруг Солнца. Так, 400 млн. лет назад, когда первые растения осваивали сушу, год составлял 405 дней. Когда 200 млн. лет назад на Земле обитали динозавры, земной год составлял уже 385 дней. Сегодня же, как известно, сутки составляют 365 дней. Это хорошо заметно по известковым отложениям кораллов. Кораллы ведут нечто вроде календаря, образуя ежедневно новые известковые отложения, толщина которых варьируется в зависимости от времени года. За время существования человечества вращение Земли, по свидетельству достоверных источников, продолжало замедляться, утверждает в Journal for the History of Astronomy (т. 39, стр. 229, 2008) Стефенсон из университета Дарема в Великобритании. Стефенсон опирался на описания сотен солнечных и лунных затмений произошедших за последние 2700 лет (Stephenson F.R., 2003). Лучше всего замедление вращения Земли подтверждают глиняные таблички дохристианского Вавилона (Morrison L.V., Stephenson F. R.,1997). Клинописью на глине вавилонские ученые зафиксировали точное место и время небесных явлений (Stephenson F.R., 2008).

Естественно, что инерциальное замедление скорости вращения Земли вокруг Солнца приводит к постепенному сближению Земли и Солнца. Об этом свидетельствуют радиоизмерения американского межпланетного аппарата «Викинг», направленого к Марсу, согласно которым Земля смещается в сторону Солнца примерно на 30-40 метров в год (Bland-Hawthorn J. and  Gerhard O.,2016).

К сожалению, даже в современных учебниках по физике нет ни только объяснения, почему космические тела движутся, но даже упоминания об этом. Так, в монографии Ферронского В.И., Ферронского С.В. (2012), а также в книге И.В.Архангельской с соавт. (2006) при изложении гипотез образования небесных тел и описании законов движения тел не сказано, почему после образования этих тел они движутся миллиарды лет и будут ли они так двигаться вечно, а если нет, то сколько ещё времени это будет продолжаться. Научные наблюдения пока не могут подтвердить снижение скорости движения планет Солнечной системы за миллиарды лет, также как и скорости движение Солнечной системы вокруг центра Нашей галактики, т.к. пока нет для этого достоверных сведений.  Между тем, как сообщили в марте 2016 года астрофизики из Франции и США, получены данные о том, что Наша галактика - Млечный путь - начала умирать. После того, как примерно 10 млрд. лет назад сформировался толстый диск нашей Галактики, в течение 1,5 - 2 млрд. лет в ней в десятки раз снизилась скорость звездообразования. Что является еще одним свидетельством того, что процесс эволюции больших космических систем тоже подвержен закону инерционного затухания.

Проявлением инерционного процесса на мегауровне является также расширение Вселенной, которое происходит за счёт расходования энергии праматерии, накопленной при коллапсе вещества до Большого Взрыва (Пакулин В.Н., 2013).  

Другим примером  инерции в мегамире является остывание комических тел, в частности нашей Земли, после её образования. Так, средняя температура недр Земли за счет отвода внутреннего тепла через её поверхность в космос (с геотермическим градиентом порядка 30°С/км) медленно, но неуклонно снижается независимо от природы тепла внутренних областей Земли, будь это остаточное тепло давних процессов, или тепло, генерируемое и сегодня радиационными распадами (Шумлов В.Н., 2005).

Процесс остывания Земли, как и инерционное замедление движения планет вокруг Солнца, происходит очень-очень медленно. За примерно 4,5 млрд. лет своего существования Земля, двигаясь в космическом пространстве, температура которого близка к абсолютному нулю, обзавелась только тоненькой (по сравнению с радиусом земного шара, составляющим 6 371 км) корочкой, средняя толщина которой близка к 40 км. Но даже и эта корочка никак не может стать единой литосферой, т.к. состоит их отдельных кусков – тектонических плит, под которыми находится огромная горячая масса астеносферы, дающая о себе знать во время извержений вулканов. А под ней находится ещё более горячая часть Земли – её ядро, которое, по последним данным,  имеет температуру около 6 000 градусов Цельсия (Anzellini S. et al., 2013). Недавние исследования подтверждают распространенную среди геофизиков точку зрения о том, что примерно каждые сто миллионов лет верхняя мантия планеты охлаждается всего лишь на 15-20⁰С (Lenardic A. et al., 2005).

Существование инерции тепловых процессов признают и другие авторы (Змитренко Н.В., Михайлов А.П., 1982). Уже в 1982 г. они писали об изучении «нового физического эффекта инерции тепла», теоретически исследовавшегося в работах академика А.А.Самарского. Один из важнейших выводов о характере процесса теплопроводности, согласующийся с известным принципом термодинамики, состоит в том, что любые температурные неоднородности выравниваются с течением времени. К сожалению, авторы не  довели своё понимание инерции тепла до логического завершения – не сказали о главном – что вслед за завершением нагрева (разогрева) тела наступает его постепенное охлаждение, которое происходит по инерции.

Проявление инерционных процессов в микромире

Движение по инерции происходит не только на мега-, макро-, мезо-, но микроуровне: по инерции движутся вокруг атомных ядер элементарные частицы - электроны. По инерции движутся также и элементарные частицы, не входящие в состав атомов. Такое объяснение движения элементарных частиц может показаться странным и даже дикой фантазией, т.к. по убеждению атомных физиков частота движений-колебаний атомов не меняется тысячи лет. Это постоянство их колебаний используется в точнейших часах. В Национальном институте стандартов и технологий США (The National Institute of Standards and Technology, NIST) недавно разработан хронометр на основе атомов стронция, который установил новый рекорд точности и стабильности. По их расчётам, основанной на веру в бесконечную неизменность скорости движения атомов, этот атомный хронометр будет теряет одну секунду за пять миллиардов лет. По-видимому, о причинах движения атомов и элементарных частиц они не задумываются. Мол, так устроена Природа…

Альтернативе представления о том, что движения-колебания атомных структур происходят по инерции, можно противопоставить только наличие у всех микрочастиц материи своих микродвигателей, что уже действительно является фантазией. А в пользу представления об инерциальном механизме этих колебаний-движений говорит тот факт, что мы имеем уже описанный нами пример подобных движений по инерции в мегамире, который представляют движения (вращения) планет и астероидов вокруг звёзд, которые, как и микрочастицы, движутся миллиарды лет. Правда, скорость их движения постепенно снижается.

Продолжительность инерционного движения тел

В учебниках физики ничего не говорится о важнейшей характеристике механического движения по инерции – его продолжительности. Ликвидируя этот пробел, укажем, что продолжительность механического движения по инерции зависит от нескольких факторов:

1)    силы механического воздействия на тело - величины кинетической энергии (силы удара, броска или взрыва), приведшей тело в движение;

2)    соотношения силы воздействия и массы тела, на которое воздействует сила гравитации (например, в условиях Земли);

3)    наличия или отсутствия посторонних сил, которые могут воздействовать на это тело, прежде всего сил гравитации (в условиях космического пространства).

Особое значение имеет плотность среды, в которой по инерции движется тело. В плотной среде движение тела  может происходить на миллиметры или сантиметры. В условиях Земли тело, получившее импульс движения может двигаться по инерции по воздуху от нескольких метров (камень брошенный рукой), до  километров (пуля из пулемета или снаряд пушки, мина из миномёта). В весьма разряженной среде космического пространства, называемой сегодня эфиром (Дукмасов В.Б., 2008), физическим вакуумом (Архангельская И.В. и соавт., 2006),  нерелятивистским эфиром (Бураго С.Г., 2005) и гравитационным эфиром (Волегов А.И., 2011),  тело, получившее однажды импульс движения движется миллионы и даже миллиарды лет. Примером этому является движение космических тел – планет, в том числе Земли, и галактик, включая Нашу галактику.

Такая огромная по времени продолжительность движения по инерции наводит на мысль, что оно бесконечно. Однако, в соответствии со вторым законом  движения тел по инерции, как бы долго это движение не продолжалось, оно рано или поздно прекратится со всеми вытекающими последствиями для него и окружающего мира. В условиях Земли всякое тело, получившее однократный стимул, сила движения которого не сообщает ему скорость, позволяющую ему выйти  за пределы действия гравитационного поля Земли, равную  примерно 8 км/с, спустя какое-то время неизбежно окажется на её поверхности. Об этом свидетельствуют остатки сгоревших в атмосфере Земли её многочисленных искусственных спутников.

О физической сути и механизме движения по инерции

К сожалению, ни Декарт, ни Ньютон и их последователи не заинтересовались вопросом о физической сути явления инерции, в частности, за счёт чего же оно происходит, о его механизме (механизмах). Известно, что Ньютон не мыслил силу инерции как реальную физическую силу (Ньютон И., 1989).  

Интересно отметить, что и в современных учебниках физики не только для средних школ, но и высших учебных заведений, включая учебники для физмат факультетов, этот вопрос не только  не обсуждается, но даже и не задаётся. Ответ на него отсутствует и в физических энциклопедиях, словарях и справочниках, причём даже в новейших. Как будто студенты не должны задаваться этим вопросом, т.к. он настолько ясен, что и обсуждать и даже упоминать о нём нет никакой необходимости. Все объяснения, даваемые в учебниках и справочниках по физике, сводятся к тому, что тело после прекращения действия толчка, взрыва или двигателя, движется по инерции. В Большом энциклопедическом словаре «Физика» (1998) сказано, что «инерция  в механике – свойство материальных тел, отражаемых 1-м и 2-м законами Ньютона». Это заявление похоже на заклинание, после которого вопрос о физическом смысле этого свойства материи уже не возникает. При этом вопрос, за счёт чего тело движется по инерции, даже не ставится.

Можно предположить, что отсутствие рассмотрения этого вопроса связано с тем, что авторы учебников не только не знают, как на него ответить, но даже опасаются его задавать. Более того, некоторые авторы считают, что задавать вопрос о механизме движения тел по инерции даже не нужно. Причина отсутствия интереса к физическому смыслу инерции движения связана со «священной коровой современной физики» - так называемой общей теорией относительности, которая не касалась вопросов о механизмах физических процессов, т.к. довольствовалась провозглашением постулатов и их математическим подкреплением. Для апологетов  этой теории достаточно поверить, что эта теория правильна, потому что она верна. Ровно так, как в своё время по другому поводу говорил один из отцов христианской Церкви Тертуллиан - «верую, ибо абсурдно!». Подмяв под себя здравый смысл, эта теория наглухо закрыла путь к пониманию сути физических процессов макро- и микромира на многие десятилетия. Вплоть до наших дней.

Нежелание вдаваться в понимание физического смысла явления инерции дошло до того, что один из авторов монографии, посвященной инерции, заявил что «все силы инерции – силы нереальные, фиктивные, необходимые нам лишь для облегчения решения тех или иных задач механики» (Гулиа Н.В.,1982). Другой автор всё же признаёт реальность физической природы инерционных сил, но явно преувеличивая наши знания о ней пишет, что «в конкретном плане» она остаётся ясной не полностью (Волегов А.И., 2011).

Ещё один автор настолько уверен, что природа движения по инерции ясна, что даже сообщает нам об открытии им «переносчика инерции».  «Переносчиком энергии  (инерции) являются эфирные и обменные частицы», которые он называет «нейтриниками»: «инерция (энергия) переносится массой нейтриников» (Николаев С.А., 2014). Он же считает, что инерция (энергия) подвижности  атомов и молекул вещества связана с непрерывной нейтринной бомбардировкой ядер атомов и молекул вещества. При этом автор не говорит, откуда берутся эти «эфирные частицы» и каким образом они приводят в движение тела. Приходится искать другое объяснение.

Для понимания физической сути движения по инерции надо выяснить, что собой представляет энергия, которая приводит тело в движение, а затем вызывает движение по инерции. Её называют  «кинетической», но, к сожалению, физическая суть энергии в учебниках и энциклопедиях не раскрывается. Видимо, по той простой причине, что она не известна. Так, в словаре-справочнике Е.С. Платунов и др. (2014) сказано, что «кинетическая энергия – положительная скалярная физическая  величина, являющаяся мерой механического движения материальной точки и пропорциональная  произведению её массы m на квадрат скорости V движения в выбранной инерциальной системе отсчёта». 

Получив внешний достаточно сильный импульс движения, незакрепленное тело приходит в движение. Остаётся только выяснить, каким образом эта энергия приводит тело в движение, т.е. каков механизм преобразования полученного запаса кинетической энергии в процесс движения. Ответ осложняется тем, что ни визуально, ни с помощью приборов этот процесс зафиксировать не удаётся. Приходиться использовать логику рассуждения.

Импульс движения представляет собой быструю передачу кинетической энергии, т.е. энергии движения от одного тела другому. Передавая  энергию телу, импульс движения передаёт её его составным частям - молекулам, атомам, а также электронам и нуклонам. Тело, получая импульс движения - толчок, приводящий его в движение, испытывает микродеформацию. Если это тело твердое, а сила импульса большая, то в нём может происходить даже нарушение кристаллической решетки, а также молекулярной и атомной структуры. В результате атомно-молекулярная структура этого тела сжимается как пружина, благодаря чему оно приобретает дополнительную энергию.  Последующее расправление  этой пружины сопровождается отдачей, истечением кинетической энергии, что и приводит к движению тела.

По всей видимости, истечение кинетической энергии происходит по принципу реактивной струи. В случае с реактивным двигателем ракета движется по причине постоянных взрывов (т.е. частых толчков) горючего, действие газов которых в камере сгорания направлены в диаметрально противоположные стороны: в стенку камеры и в сопло. Разность преград – глухая стенка камеры и свободный выход в сопло приводит к движению газа к соплу, в результате вся сила давления в камере толкает её, а вместе с ней и ракету вперед! Нечто подобное, вероятно, происходит и с телом, движущимся по инерции. Например, при вылете пули из огнестрельного оружия или снаряда из ствола пушки. Отличие только в том, что в ракете сгорание топлива, и связанные с ним толчки, происходят непрерывно, а в огнестрельном оружии этот толчок (выстрел) происходит однократно и дальше пуля или снаряд летит по инерции за счёт отдачи полученной энергии.

Конечно, смущает, что никакой реактивной струи, исходящей от тела, движущегося по инерции, мы не видим. Как не видим и той силы, которая притягивает тело к Земле. Может быть потому, что никто не пытался её зарегистрировать.  Однако, теперь, когда было объявлено об открытии гравитационных волн (ligo…, 2016), появилась надежда, что какая-нибудь известная физическая лаборатория или группа физиков обратит внимание на эту проблему и регистрация такой кинетический струи может быть осуществлена. Остаётся также определить, каким образом происходит истечение кинетической энергии.

Альтернативой предложенному объяснению механизма движения по инерции может быть либо полный отказ от его определения, выраженный в виде ничего не значащей сентенции - тело просто продолжает двигаться по инерции, привлечение для этого объяснения мистики, либо  придумывание какого-то фантастического механизма типа «нейтриников» или «инертиков», которые  под влиянием импульса движения толкают тело.

Расширенное  и глобальное понимание инерции

Как следует из формулировок закона инерции Декарта и Ньютона, оба  касаются только движения по инерции. Так, в законе Декарта об инерции хотя и говорится о состоянии тел, но добавление об изменении его состояния от встречи с другим телом указывает на то, что он имел в виду движение механическое. А у Ньютона, а также и современных авторов (Платунов Е.С. и соавт., 2014) совершенно определенно говорится только о механическом движении. Отсюда следует, что закон инерции в классической и подновленной формулировке относится только к движению.

Между тем, вопреки существующим представлениям,  механическое движение по инерции является всего лишь частным случаем проявления инерции, как общего и широко распространённого природного явления, которое намного шире и глубже, чем это принято считать. Помимо инерции в механике, инерция существует  во всех других физических, а также химических и биохимических процессах. Так, инерцией покоя обладают процессы нагревания и охлаждения тел, взрывов, корпускулярного и волнового излучения, деформации и разрушения тел, химические реакции в неорганических и органических, в том числе биологических, процессах и т.д. Концентрация и рассеивание материи, в том числе и в виде энергии, тоже происходит  по законам инерции. Это связано с тем, что концентрация материи представляет собой форму её развития.  Когда эта концентрация достигает своего максимума (при отсутствии мешающих факторов), начинается процесс рассеивания материи, что происходит по инерции. Все виды излучений, источником которых являются тела, закончившие своё развитие, являются инерционными.

А это значит, что любое тело стремится сохранить не только состояние двигательного покоя (неподвижности), но и покоя от любого другого физического, а также химического, радиационного и других воздействий. Явление инерции это и всякое изменение состояние тела, наступающее после окончания  воздействия на него физических, химических, радиационных и других факторов. Отсюда следует, что закон инерции Декарта-Ньютона следует дополнить, указав на распространение понятия покоя на все возможные виды воздействий на тело.

Понимание того, что явление инерции свойственно многим природным и даже общественным явлениям, позволяет говорить о  глобальном явлении инерции. Все процессы в Природе, однажды начавшиеся, заканчивают своё развитие, достигая максимума, после которого продолжаются дальше уже по инерции до полного их прекращения. Этот процесс является важнейшим свойством как неорганического – косного, так и органического мира, в том числе, живого. Всё, что достигает предельного уровня своего развития или зрелости, начинает разрушаться, разлагаться, исчезать, что происходит как с неживой (косной) материей, так и живой – организмами.

Существование организма без развития происходит по инерции,  что заканчивается прекращением существования организмов. Например, организм человека развивается до 21-23 лет, после чего, существуя по инерции, он начинает разрушаться, что заканчивается его гибелью. В целом, процесс развития и разрушения форм материи можно охарактеризовать как созревание и старение, приводящее к его уничтожению, что математически соответствует кривой Гаусса. Левая часть кривой отображает процесс созревания формы неживой материи или организма, а правая – процесс деградации, старения, разрушения вплоть до полного их исчезновения.

Последнее определение больше подходит для живых организмов, хотя старению подвергаются и неживые (косные) тела – космические объекты – звёзды, планеты, астероиды, кометы, а также горные образования, ландшафты, породы, минералы, различные тела, предметы и даже химические элементы.

Инерционный процесс разрушения-старения может происходить как спонтанно, т.е. без воздействием каких-то внешних факторов, так и активно, ускоренно под влиянием  повреждающих факторов.

Отличие явлений инерции в неживой и живой Природе состоит в том, что в косном мире этот процесс имеет значительно большую продолжительность, чем  в живом. 

Важно также отметить, что появление – разрушение – исчезновение разных форм материи представляет собой часть всемирного циклического процесса. Ибо после разрушения начинается новый процесс организации, создания новой формы материи. А появление само'й новой формы материи зависит от условий, в которых та или иная форма материи может существовать.

О глобальности этого природного явления свидетельствует его масштабы - то, что инерция имеет место на описанных выше мега-, макро- и микроуровнях.

Помимо проявления инерции в Природе, она присутствует и в общественной жизни – в жизни и поведении как отдельных людей, так и в различных сообществах – семьях, племенах, родах, кланах и государственных объединениях.  А также в исторических и политических процессах.  Но это тема для другого исследования.

Является ли инерция  свойством материи?

Логика изложения статьи подводит  к естественно-философскому вопросу о том, является ли инерция свойством материи? Из представленного материала статьи следует, что инерция является имманентным свойством материи, которое проявляется при создании соответствующих условий. В этом законы инерции соответствуют общим требованиям к законам Природы, согласно которым все они проявляются (действуют) при наличии необходимых условий (факторов). Вне зависимости от того, знаем ли мы эти условия или нет. В данном случае этим условием является получение относительно покоящимся телом импульса движения. В отсутствии этого импульса, движения по инерции не будет. Другой вид инерции, имеющий отношение к движению - инерция покоя тоже является имманентным свойством материи. Она проявляется при наличии двух условий:  1) когда само тело находится под постоянным воздействием внешнего гравитационного влияния и 2) когда  на тело воздействовала какая-то сила, выведшая его из состояния покоя.

Как было показано выше, явление инерции присуще не только механическому движению, но и другим процесса в Природе. К ним относятся все инерционные  процессы, связанные с изменением энергетического состояния материи.

Анализ приведенных в статье разных проявлений инерции в неживой (косной) и живой Природе, позволяет придти к выводу о том, что  явление инерции в Природе многообразно и многозначно, поэтому оно должно описываться не одним, а несколькими законами.

Закон первый. После завершения воздействия на материальный объект достаточной силы, которая привела к изменению физического, химического,  радиационного или иного состояния, он продолжит изменяться по инерции при условии, что на него не будет оказано иное воздействие, причём скорость этого изменения будет постепенно замедляться.

Закон второй. Любая, однажды возникшая масса материи, а также появившийся, в том числе родившийся организм, формируется, развивается (растёт) до состояния своей зрелости, после чего, существуя по инерции, начинает постепенно разрушаться.

Закон третий. Все, однажды начавшиеся в Природе инерционные процессы, неизбежно заканчиваются. Движение по инерции останавливается, а прекращение других инерционных процессов в неживой и живой Природе приводит к повышению их энтропии, что приводит к прекращению существования их физической и химической формы, а также структуры.

После обсуждения научной общественностью предложенных формулировок новых законов инерции и внесения, в случае их появления,  поправок, их следует внести  в учебники физики высшей школы, а также в энциклопедии и справочники как в нашей стране, так и других странах мира.

Список литературы

1.       Архангельская И.В., Розенталь И.Л. и Чернин А.Д. Космология и       физический вакуум. М.: КомКнига, 2006. – 216 с.

2.       Блинов В.Ф. Физика материи. – М.: Изд. ЛКИ/URSS, 2007. - С.34.

3.       Богословский М.М. Закон Всемирного притяжения нуждается в пересмотре // Атомная стратегия – XXI, январь 2016, №  109: 15-17. (а)

4.       Богословский М.М. Закон всемирного притяжения в XXI веке // Актуальные проблемы современной науки. - 2016, № 5. - С.39-47.(б)

5.       Большая Российская энциклопедия. М.: Научное изд-во «БРЭ», 2012.

6.       Большой энциклопедический словарь. М.: Науч. Изд-во «Большая Российская энциклопедия». СПб: «Норинт». – 2001. – С.50.

7.       Большой энциклопедический словарь «Физика». Научное изд-во «Большая Российская энциклопедия».- М., 1998.

8.       Бураго С.Г. Круговорот эфира во Вселенной. – М.: КомКнига/URSS, 2005.

9.       Бутикова Е.И. и Кондратьева А.С. Физика. 1. Механика. М.- СПб: Физматлит, 2000. – С.95.

10.  Бухалов И.П. Инерция и гравитация: в поисках решения проблемы физическая модель инерции и гравитационных взаимодействий, ее обоснование и построение теории. - Москва : URSS, 2007. – С.15.

11.  Валишев М.Г. и Повзнер А.А. Курс общей физики: Учебное пособие. – СПб.: Изд. «Лань», 2009. – 576 с.

12.  Волегов А.И. О силах инерции и гравитации: (концептуальные заметки на основе классической физики). – Москва. - 2011. - 18 с.

13.  Гулиа Н.В. Инерция. М., Наука,1982.

14.  Декарт Р. Избранные произведения. М.: Изд-во АН СССР, 1950, С. 486-487; С.490-491.

15.  Джеммер М. Понятие массы в классической и современной физике. – М.: URSS, 2003.

16.  Дукмасов В.Б. Сила, инерция и орбитальное движение /В.Б. Дукмасов. - Санкт-Петербург : изд-во Политехнического университета, 2008. – С.49.

17.  Зисман Г.А. и Тодес О.М. Курс общей физики». Т.1., СПб.М., Лань, 2007. – С.25.

18.  Змитренко Н.В., Михайлов А.П.  Инерция тепла. - М. : Знание, 1982. – 63 с.

19.  Кашубин С.Н., Виноградов В.Б., Кузин А.В. Физика Земли. Изд: Екатеринбург, 1998. -  172 с.

20.  Малая советская энциклопедии. Гл. ред. Б.А. Введенский. М.: Гос. науч. изд-во «БСЭ».-1961.

21.  Николаев С.А. «Эволюционный круговорот материи во Вселенной» СПб, 2014 – 198 с.

22.  Ньютон И. Математические начала натуральной философии: пер. с лат. А.Н. Крылова: Репринтное воспроизведение  изд. 1936 г. М.: Наука, 1989. – 688 с.

23.  Пакулин В.Н. Структура материи. Вихревая модель микромира // Философия и космология / Philosophy & Cosmology 2013.

24.  Панченков А.Н. Инерция. Н.Новгород. – МПИК. – 2004. – 416 с.

25.  Платунов Е.С., Самолетов В.А., Буравой С.Е., Прошкин С.С. Физика. Словарь-справочник. СПб: Изд. Политехнического университета, 2014. – 798 с.

26.  Репченко О.Н. Полевая физика или как устроен мир. Москва, Галерея, 2005. – 319 с.

27.  Смолин А.Л. Масса, инерция и гравитация. М., Диалог-МГУ, 1999. – 136 с.

28.  Ферронский В.И., Ферронский С.В. Происхождение и эволюция Солнечной системы. М.: Научный мир, 2012. – 288 с.

29.  Фриш С.Э. и Тиморева А.В. Курс общей физики: Учебник. В 3-х тт.Т.1. Физические основы механики. – СПб.: Изд. «Лань», 2006. – 480 с.

30.  Шумлов В.Н. Закон Архимеда и землетрясения, Киев, Изд. "Ника-принт".- 2005.

31.  Элементарный учебник физики под ред. акад. Г.С. Ландсберга. - М., Физматлит, 2008.

32.  Anzellini S., Dewaele A., Mezouar M., Loubeyre P., Morard G. Melting of Iron at Earth’s Inner Core Boundary Based on Fast X-ray Diffraction. Science. -    2013. - Vol. 340, Issue 6131. -  Р. 464-466.

33.  Bland-Hawthorn J. and  Gerhard O. The Galaxy in Context: Structural, Kinematic, and Integrated Properties // Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 2016. – Vol. 54. – P. 529-596.

34.  Lenardic A., Moresi L.-N., Jellinek A. M. & Manga M.  Continental insulation, mantle cooling, and the surface area of oceans and continents. Earth Planet. Sci. Lett. 2005. – Vol. 234. – P. 317–333.

35.  ligo scientific coll. And virgo coll. Observation of gravitational waves from a binary black hole merger // Рhys. Rev. Lett. Published 11 february 2016. – Р. 57-59.

36.  Morrison L.V., Stephenson F. R. Contemporary geophysics from Babylonian clay tablets, Contemporary Physics. 1997. – Vol. 38, № 1. -. Р. 13-23.

37.  Stephenson F.R. Historical eclipses and earth's rotation // Astronomy & Geophysics. 2003.- Vol. 44, № 2. - P.2.22-2.27.

38.  Stephenson F.R. How Reliable Are Archaic Records of Large Solar Eclipses? Journal for the History of Astronomy. 2008. - Vol. 39, Part 2. – Р. 229-250.