Представления современной науки о силе и энергии
Представления современной науки о силе и энергии
Понятие силы, или энергии, чрезвычайно важно в современной науке и технологии, и, надо заметить, наше техническое значение этих слов поразительно совпадает с их библейским значением. Энергия - не вещество, а понятие, обозначающее способность материи или явления выполнять полезную работу, перемещать что-то на какое-то расстояние, «заставляя колеса крутиться». Фактически, термин «работа» почти эквивалентен «энергии», так как количество произведенной работы численно равно энергии, потраченной на совершение этой работы.
Мощность - подобное им понятие; это скорость, с которой используется энергия или совершается работа. Знакомая всем нам «лошадиная сила», например, - это 75 кгс?м работы, производимой за секунду (1 кгс?м - количество работы, требующееся, чтобы поднять груз весом в 1 кг на высоту 1 метр).
Понятие энергии сыграло первостепенную роль во всех великих современных достижениях науки и техники, так глубоко повлиявших на развитие современной цивилизации. Вот как определяет ее Р. Б. Линдсей, много лет преподававший физику директор лаборатории ультразвука и декан в Университете Брауна: «Из всех унифицирующих понятий в области физической науки понятие энергии оказалось самым значительным и полезным. Оно не только сыграло главнейшую роль в развитии науки. По общему мнению, это физическое понятие до сих пор оказывает широчайшее влияние на человеческую жизнь во всех ее. аспектах». [97]
Важность понятий силы и энергии видна из того факта, что самое общепринятое определение машиностроения (по меньшей мере, среди конструкторов) таково: это «искусство и наука, посредством которых природные свойства материи и источники энергии становятся полезными человеку в виде конструкций, механизмов и предметов производства». Исследование свойств материи (а материя сама ныне становится «источником энергии») и источников энергии привело в Америке более чем к стократному увеличению потребления энергии надушу населения за последние сто лет. То есть теперь каждый американец может сделать в среднем в 100 раз больше, чем мог 100 лет назад, с помощью механизмов и методов, появившихся благодаря развитию представлений об энергии, что, конечно же, является причиной современного повышения уровня жизни.