Инженерная онтология. Инженерия как странствие

Создание онтологии движения (что такое движение? Как измерить движение? Чем отличается движение и покой? Чем отличается движение и развитие?). Эти вопросы подразумевают, что мы имеем представления о пространстве, времени, скорости.

Как попасть в цель при стрельбе из лука (катапульты, пушки…), иными словами, как двигается тело, запущенное под углом к горизонту?

Как получить выигрыш в силе при решении задач подъема и перемещения тяжелых грузов?

Как превратить теплоту в работу?

Разумеется, по мере своего развития перед этой наукой возникало множество других онтологически и практически полезных задач, но онтология движения была первой и важнейшей из всех.

В аксиоматической модели физики онтология движения строится следующим образом:

Существует пространство, и следовательно, существует бесконечность.

Существует число. Тем самым существуют длинна и угол. Числа можно ранжировать: натуральные, целые, рациональные, действительные, комплексные…

Можно строить теорию чисел, теорию последовательностей, теорию функций (в том числе, комплексной переменной), теорию функционалов, теорию операторов. Все эти теории строятся по одной и той же схеме.

Числа можно сравнивать. Существуют бесконечно малые и бесконечно большие. Интуитивно это понятно, но, чтобы работать с интуицией, придется строить теорию пределов. На ее основе сразу же возникают дифференциальное, интегральное и вариационное исчисления, в основе которых также лежат схожие схемы работы. Далее получаем теорию дифференциальных уравнений, классический математический анализ и, понимая интегрирование, как обобщение суммирования, мы приходим к такому рафинированному разделу современной математики, как обобщенные функции[32].

3. Существует Наблюдатель. Можно сформулировать математическую и опытную онтологию физики. Здесь есть развилка, важность которой философы поняли сразу, а физики — лишь в ХХ столетии: наблюдатель может не вносить изменений в наблюдаемую систему только лишь одним фактом своего наблюдения, или всякое наблюдение с неизбежностью меняет систему. В первом случае мы получаем классическую физику, а во втором — квантовую механику.

4. Существует процедура сравнения. Длины можно сравнивать: они могут быть равны или не равны, в последнем случае — одна длина может быть больше или меньше, чем другая. Теперь можно строить геометрию и вводить аксиоматику расстояния:

D(A,B) больше или равно 0

D(A,B) = 0, только если А=В

D(A,B) = D(B,A)

D(A,B)≤D(A,C) + D(C,B), что позволяет, во-первых, строить теорию метрических пространств и алгебру, а во-вторых, ввести процедуру измерения, как численного сравнения.

Существует мир. А это значит, что можно придумать эталон длины. Теперь у нас есть процедура измерения длины через сравнение с эталоном. Следовательно существуют события и опыты. С этого момента можно строить физику и математическую статистику вместе с теорией ошибок измерения.

Существует время. Теперь можно определить движение, как перемещение «чего-то» во времени, появляются понятия движения и пути, и возникает возможность построить механику, как теорию, объясняющую и предсказывающую движение.

Структура механики: причины движения, формы движения, законы движения.

Можно ввести понятие развития, как изменение (не перемещение!) чего-то во времени и на этом основании придумать теорию эволюции, структурно подобную механике: причины развития, формы развития, законы развития.

Опыт и рассуждения Зенона Эгейского показали, что движение относительно. Это приводит к необходимости ввести понятие системы отсчета, как физического тела отсчета и математических (геометрических) осей отсчета. Заметим здесь, что декартовы координаты в физике — онтологически и философски сложная суперпозиция идеальной математической конструкции и физической прагматической реальности.

Время измеримо. Значит может существовать эталон времени (хотя «сделать» его оказалось очень сложной задачей). Имея единицы измерения длины и времени можно построить систему единиц измерения и получить в свое распоряжение метод размерностей для решения физических задач.

Если есть эталон времени, то можно измерять время через сравнение с эталоном. С инженерно-практической точки зрения приходим к необходимости изобретения часов, а с теоретической — к описанию скорости и ускорения, как первой и второй производной перемещения по времени.

Законы механики, а как выяснилось впоследствии, и всей физики, должны быть инвариантными (то есть, не меняться) при некоторых преобразованиях систем отсчета. Например, эти законы не должны меняться при сдвиге начала отсчета и при повороте координатных осей.

Будем называть скаляром величину, которая при повороте координатных осей на угол φ никак не меняется. Например, не меняется длина предмета, его масса, его температура, его электрический заряд…

Будет называть вектором величину, которая при таком повороте меняется следующим образом:

A1 =Ao cosφ+B0 sinφ

B1 =-A0 sinφ+B0 cosφ

Перемещение, скорость и ускорение оказываются векторами, и уже из этого приходится сделать вывод, что равномерное прямолинейное движение (скорость не меняется) и равномерное движение по окружности (скорость не меняется по величине, но меняется по направлению) должны описываться разными законами. Интересно, что ученые окончательно поняли это лишь в XVIII столетии, а большинство обывателей не понимает до сих пор L.