Парадокс неброуновского движения

Начало книги "Сто парадоксов воды и их решения" в "О простоте и парадоксах": http://proza.ru/2026/01/15/1353
и в "Парадокс самоорганизованной плазмы":http://proza.ru/2026/01/18/1326


Суть парадокса неброуновского движения: взвешенные в неподвижной воде  твёрдые частицы якобы сталкиваются с хаотическими частицами среды, но при этом сами не движутся хаотически, а словно с переменным успехом от чего-то к чему-то бегут.  Именно так вели себя все три частицы гуммигута в известном опыте Жана Перрена в 1908 году.

Траекторию движения частицы учёные даже сравнили с путём пьяного матроса из бара на корабль. Ясно: как путь матроса из бара на корабль нельзя назвать хаотическим, так и движение частиц в опытах Перрена не является хаотическим тоже.

Мы сейчас найдём истинную причину неброуновского движения взвешенных частиц, но сначала поучимся у древних греков мыслить просто и логично. Это ведь только "Для математика главное - это умение пренебрегать" (Ландау)... здравым смыслом, логикой и фактами. И вообще, "Математика - свехъестественная наука" (Ландау)...  и всё, чего бы она ни коснулась, превращается в сказку. Нам эти сказки больше не нужны, ведь мы же договорились взрослеть.

  Трактат Демокрита "О невесомости воздуха".

Аксиома. Мир состоит из различных атомов, их комбинаций и пустоты.

Лемма. Важнейшим свойством атомов является их способность к движению взаимного отталкивания, не допускающая их столкновения и разрушения. Воздух состоит из особых атомов с очень хорошей способностью к такому движению и к отталкиванию друг от друга на больших расстояниях.

Теорема. Если нет веса (тяжести) у беспорядочно мечущейся частицы, то нет его и у целого, то есть у хаоса или газа.

Примечания. Все древние народы считали воздух невидимым и невесомым духом, который везде, которого много. Демокрит в V веке до н. э. объяснил невесомость воздуха на атомном уровне. Однако вещество с хаотическим движением частиц было открыто только примерно через 2500. И это вещество - неорганизованная плазма. Пока только два примера такой плазмы: солнечная корона, оторванная от поверхности самого Солнца; и "плазменный кокон", окружающий гиперзвуковую ракету и в каждой точке траектории ракеты существующий лишь мгновение. А вот пламя свечи, например, - это самоорганизованная плазма, обжатая атмосферным давлением. Интересно, что в условиях невесомости на МКС свеча горит совсем не так: у неё шарообразное тусклое пламя и едкий дым. В условиях невесомости нет восходящего потока продуктов горения.


  Трактат Архимеда "О плавании в неподвижной воде и в воздухе малых твёрдых тел".

Аксиома. Все жидкости и газы на Земле имеют вес (тяжесть) и находятся под давлением веса собственных и всех выше расположенных слоёв равноудаленных частиц.

Лемма. Давление в любой точке водоёма или атмосферы равно напряжению взаимного отталкивания равноудаленных частиц в этой точке, которое равно весу всех частиц, расположенных над данной точкой.

Теорема. Очень продолжительное плавание в воде и в воздухе малой твёрдой частицы обусловлено тем, что давление среды на частицу с любого возможного направления больше веса самой частицы.

Примечания. Этот трактат составлен по дошедшим до нас "Книгам" Архимеда, в которых есть и объяснение плавания частиц мути и пыли, то есть взвешенных или броуновских частиц. Таким образом, есть два закона Архимеда, объясняющих плавание тел. Первый закон
знают все, а второй можно сформулировать так: "Микроскопическое твёрдое тело может плавать в воде и в воздухе неопределённо долго, если давление среды на него с любой стороны больше веса самой частицы".

Мы сейчас знаем, что масса взвешенной частицы может быть больше массы частицы среды в квадриллионы раз. Дополним трактат Архимеда одной своей леммой и теоремой.

Лемма. Единичное смещение взвешенной частицы может быть результатом только асимметричного давления среды на частицу (или толчка со стороны среды).

Теорема. Наблюдаемое неброуновское движение взвешенной частицы обусловлено прохождением через неё ударных фронтов звуковых и иных колебаний, идущих как от их источников, так и отраженных от чего-либо. Фронты отраженных колебаний искривляют "путь бегства" частицы от источника звука, ультразвука и ИК-излучения.

Примечания. Причиной неброуновского движения всех трех частиц гуммигута в опыте Перрена в шумозащищенной комнате могла быть ультразвуковая составляющая шумов его сердца, а также ИК-излучение его тела. Сейчас ультразвук и ИК-излучение нашли широкое применение в промышленности и в медицине в технологиях управляемых диффузий. Например, в медицине ИК-излучением буквально загоняют под плотный эпителий кожи пациентов микрочастицы и большие молекулы лекарственных препаратов. Эта технология называется форезом.

В представлениях Архимеда вода и воздух - это кристаллические вещества, сдавленные нарастающим книзу давлением сверху. Отсюда и его представления о горизонтальных слоях равноудаленных частиц. Открытие явления мгновенной самоорганизации даже высокотемпературной плазмы правоту Архимеда доказало.

Эйнштейн получил учёную степень доктора наук за теоретическое доказательство теплового (или хаотического) движения частиц в жидкостях и в газах путём математического обоснования хаотического движения взвешенных частиц, происходящего в результате случайных нескомпенсированных столкновений взвешенных частиц с частицами среды. О том, что масса взвешенной частицы может превышать массу частицы среды в квадриллионы раз, он узнал и задумался только в конце жизни.  В своих заблуждениях он обвинил математику и буквально прибил её к позорному столбу: "Законы математики, имеющие какое-либо отношение к реальному миру, ненадёжны; а надёжные математические законы не имеют никакого отношения к реальному миру". Математикам в физике делать нечего - вот его вывод.

Жан Перрен ставил свои опыты в шумозащищенной комнате. Так он хотел всех убедить в том, что не шум, не звук гоняет сухую пыльцу в капле воды под микроскопом батаника Роберта Броуна. Любой учёный в своих опытах всегда видит только то, что он хочет увидеть. А "Если факт противоречит моей теории, тем хуже для факта" (Гегель).

Итак, броуновское движение взвешенных частиц больше не является доказательством хаотического движения частиц в жидкостях и в газах, так как и  самого броуновского или хаотического движения взвешенных частиц больше не существует. Но что-то у нас, определённо, уже есть.

Наполним пустой аквариум шариками для пинг-понга. Это и есть простейшая модель воды, в которой живут и дышат рыбы. И эту модель Архимеда нам предстоит защитить, разрешив все парадоксы воды, обусловленые существованием ложной кинетической теорией теплоты и давления.