priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2024-67-5-445-454pribor-65Research ArticleМЕТРОЛОГИЯ И МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕMETROLOGY AND METROLOGICAL SUPPORTПроблема идентификации физической величины по ее размерностиThe problem of identifying a physical quantity by its dimensionТерещенкоВ. Г.TereshchenkoV. G.

Владимир Григорьевич Терещенко - канд. техн. наук, доцент; кафедра технической эксплуатации автомобилей

Ставрополь

Vladimir G. Tereshchenko - PhD, Associate Professor; Engineering Institute, Department of Technical Operation of Vehicles

Stavropol

tereshvg@yandex.ruСеверо-Кавказский федеральный университетNorth Caucasus Federal University202425112024675445454Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/65

Исследуется возможность выражения смысла физической величины с помощью размерности и единицы измерения. Показано, что для создания науки о величинах, работы компьютерных программ и искусственного интеллекта нужна классификация величин по смысловым признакам. Цель статьи — показать непригодность единиц измерения и их размерностей для идентификации величин и необходимость разработки иного способа классификации величин по их смыслу. На примерах проверяется возможность передать смысл физической величины при помощи возведенной в некоторую степень размерности или единицы измерения основной величины. Все рассмотренные примеры дали отрицательные результаты. Выявлена особенность величины „длина“ в вопросе образования размерности производной величины путем возведения размерности основной величины в степень. Эта особенность объясняется возможностью объединения длины с различными направлениями в пространстве. Возведение размерности длины в степень подменяет операции с векторами. Случаи возведения в степень других размерностей являются бессмысленными фрагментами и не соответствуют какой-либо величине, принятой в науке. Рекомендуется направить усилия на изучение и формализацию связей между самими величинами, объединив подходы в таких науках, как метрология, физика, математика, теория познания.

The possibility of expressing the meaning of a physical quantity using dimension and unit of measurement is explored. It is shown that in order to create a science of quantities, for the operation of computer programs and artificial intelligence with the meaning of quantities, a classification of quantities according to semantic criteria is needed. The purpose of the article is to show the unsuitability of units of measurement and their dimensions for identifying quantities and the need to develop a different way of classifying quantities according to their meaning. Using examples, the possibility to convey the meaning of a physical quantity by raising dimension or unit of measurement of the basic quantity to a certain power is tested. All considered examples gives negative results. A peculiarity of the quantity “length” has been revealed in the matter of forming the dimension of a derivative quantity by raising the dimension of the main quantity to a power. This feature is explained by the possibility of combining length with different directions in space. Raising the length dimension to a power replaces operations with vectors. Cases of exponentiation of other dimensions are meaningless fragments and do not correspond to any value accepted in science. It is recommended to direct efforts to study and formalize the connections between the quantities themselves, combining the approaches of such sciences as metrology, physics, mathematics, and theory of knowledge.

размерность величиныединица измерениясистема величинвекторфизический смыслискусственный интеллектопределительное уравнениеquantity dimensionmeasurement unitssystem of quantitiesvectorphysical meaningartificial intelligencedefining equationReferencesBridgman P. W. Dimensional analysis. New Haven, Yale University Press, 1932.Bridgman P. W. Dimensional analysis, New Haven, Yale University press, 1932.Huntley H. E. Dimensional analysis. N. Y.: Dover Publication, Inc., 1967. 158 p.Huntley H. E. Dimensional analysis, NY, Dover Publication, Inc., 1967, 158 p.Международный словарь по метрологии: основные и общие понятия и соответствующие термины: Пер. с англ. и фр. / ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, Белорус. гос. ин-т метрологии. Изд. 2-е, испр. СПб: НПО „Профессионал“, 2010. 82 с.International Vocabulary of Metrology — Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM) Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM/WG2), 2008, https://ncc.nesdis.noaa.gov/documents/documentation/JCGM_200_2008.pdf.Emerson W. H. On the algebra of quantities and their units // Metrologia. 2004. Vol. 41, N 6. L33–L37. DOI:10.1088/0026-1394/41/6/L02.Emerson W. H. Metrologia, 2004, no. 6(41), pp. L33–L37, DOI: 10.1088/0026-1394/41/6/L02.Jacques E. Romain Angle as a fourth fundamental quantity // Journal of Research of the National Bureau of Standards-B. Mathematics and Mathematical Physics. 1962. Vol. 66B, N 3.Jacques E. Journal of Research of the National Bureau of Standards-B. Mathematics and Mathematical Physics, 1962, no. 3(66B).Mohr P. J. et al. On the dimension of angles and their units // Metrologia. 2022. Vol. 59, N 5. DOI: 10.1088/1681-7575/ ac7bc2.Mohr P. J. et al. Metrologia, 2022, no. 5(59), https://doi.org/10.1088/1681-7575/ac7bc2.Hall B. D. The Problem with ‘Dimensionless Quantities’ // MODELSWARD — 10th Intern. Conf. on Model-Driven Engineering and Software Development. 2022 [Электронный ресурс]: https://orcid.org/0000-0002-4249-6863Hall B. D. MODELSWARD, 10th International Conference on Model-Driven Engineering and Software Development, 2022, https://orcid.org/0000-0002-4249-6863.Brown R. J. C. A metrological approach to quantities that are counted and the unit one // Metrologia. 2021. Vol. 58, N 3. DOI: 10.1088/1681-7575/abf7a4.Brown R. J. C. Metrologia, 2021, no. 3(58), https://doi.org/10.1088/1681-7575/abf7a4.Brown R. J. C., Brewer P. J. What is a mole? // Metrologia. 2020. Vol. 57, N 6. DOI:10.1088/1681-7575/ab9db7.Brown R. J. C., Brewer P. J. Metrologia, 2020, no. 6(57), https://doi.org/10.1088/1681-7575/ab9db7.Brown R. J. C. The evolution of chemical metrology: distinguishing between amount of substance and counting quantities, now and in the future // Metrologia. 2018. Vol. 55. L25–33 [Электронный ресурс]: https://orcid.org/0000-0001-6106-0996.Brown R. J. C. Metrologia, 2018, no. 55, pp. L25–33, https://orcid.org/0000-0001-6106-0996.Mohr P. J., Phillips W. D. Dimensionless units in the SI // Metrologia. 2014. Vol. 52. P. 40–47. DOI: 10.1088/0026-1394/52/1/40.Mohr P. J., Phillips W. D. Metrologia, 2014, vol. 52, рр. 40–47, DOI: 10.1088/0026-1394/52/1/40.Güttler B. et al. Amount of substance and the mole in the SI // Metrologia. 2019. Vol. 56. 044002. DOI: 10.1088/1681-7575/ab1fae.Güttler B. et al. Metrologia, 2019, vol. 56, рр. 044002, https://doi.org/10.1088/1681-7575/ab1fae.Cooper G., Humphry S. M. The ontological distinction between units and entities // Synthese. 2012. N 187. P. 393–401. DOI: 10.1007/s11229-010-9832-1.Cooper G., Humphry S. M. Synthese, 2012, no. 187, pp. 393–401, DOI: 10.1007/s11229-010-9832-1.Raposo A. P. The algebraic structure of quantity calculus // Measurement Science Rev. 2018. N 4. P. 147–157.Raposo A. P. Measurement Science Review, 2018, no. 4, pp. 147–157.Raposo A. P. The Algebraic Structure of Quantity Calculus II: Dimensional Analysis and Differential and Integral Calculus // Measurement Science Rev. 2019. N 70–78. DOI: 10.2478/msr-2019-0012.Raposo A. P. Measurement Science Review, 2019, pp. 70–78, DOI: 10.2478/msr-2019-0012.de Courtenay N., Darrigol O., Schlaudt O. The Reform of the International System of Units (SI). Philosophical, Historical and Sociological Issues. London: Routledge, 2019. 220 p. DOI: 10.4324/9781351048989de Courtenay N., Darrigol O., Schlaudt O. The Reform of the International System of Units (SI). Philosophical, Historical and Sociological Issues, Routledge, London, 2019, 220 p., https://doi.org/10.4324/9781351048989.Pascal F. et al. Scientific intuition inspired by machine learning-generated hypotheses // Machine Learning: Science and Technology. 2021. Vol. 2. P. 025027 [Электронный ресурс]: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2632-2153/abda08.Pascal F. et al. Machine Learning: Science and Technology, 2021, vol. 2, рр. 025027, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2632-2153/abda08.Терещенко В. Г. Состояние вопроса систематизации величин // Актуальные проблемы инженерных наук: Материалы X (67-й) ежегодной науч.-практ. конф. Северо-Кавказского федерального университета. Ставрополь, 2023. С. 335–337.Tereshchenko V. G. Aktual'nyye problemy inzhenernykh nauk (Current Problems of Engineering Sciences), Materials of the X (67th) Annual Scientific and Practical Conference of the North Caucasus Federal University, Stavropol, 2023. pp. 335–337. (in Russ.)Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности: Учебно-справ. рук-во. М.: Наука, 1988. 432 с.Sena L. A. Edinicy fizicheskix velichin i ix razmernosti (Units of Physical Quantities and Their Dimensions), Moscow, 1988, 432 р. (in Russ.)Терещенко В. Г. О размерностях векторных величин в механике // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2023. № 20. С. 40–45. DOI: 10.26160/2658-3305-2023-20-40-45.Tereshchenko V. G. Transport, mining and construction engineering: science and production, 2023, no. 20, pp. 40–45, DOI: 10.26160/2658-3305-2023-20-40-45. (in Russ.)Терещенко В. Г. О несоответствии смысла определительного уравнения формуле размерности на примерах математического действия возведения в квадрат // Материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф. „Фундаментальные основы механики“, 20 окт. 2023 г. СПб: НИЦ МС, 2023. № 12. 166 с. DOI: 10.26160/2542-0127-2023-12-23-27.Tereshchenko V. G. Fundamental'nyye osnovy mekhaniki (Fundamentals of Mechanics), Materials from the VIII International Scientific and Practical Conference, October 20, 2023, St. Petersburg, 2023, no. 12, pp. 166, https:// doi.org/10.26160/2542-0127-2023-12-23-27.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.