Квантовая механика? Это очень просто!
АННОТАЦИЯ
В данной работе автор предлагает посмотреть на квантовую механику с точки зрения трех законов диалектики, т.е. с наиболее широкой точки зрения. Автор пришел к выводу, что препятствием для правильного понимания и реального мира и описывающих его фундаментальных физических теорий является глубоко укоренившееся заблуждение о том, что ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ являются материальными субстанциями, подобными веществу.
ВВЕДЕНИЕ
Впечатляющие успехи теоретической физики, самыми яркими примерами которых являются квантовая механика и теория относительности, поражают воображение. Но здесь есть один удивительный парадокс, который поражает наше воображение еще больше, однако этот парадокс почему-то не удостаивается широкого обсуждения.
Парадокс заключается в том, что квантовую механику не понимаем не только мы, простые обыватели, но даже ее СОЗДАТЕЛИ, начиная с «отцов-основателей»! Здесь необходима длинная цитата, хотя длинные цитаты и не украшают текст.
«В 1965 г. Ричард Фейнман, один из величайших специалистов в области квантовой механики, писал: «Было время, когда газеты сообщали, что только двенадцать человек понимают теорию относительности. Я не верю, что такое время когда-либо было. Могло быть время, когда ее понимал только один человек, тот самый парень, который схватил ее суть перед тем, как написать свою статью. Но после того как люди прочитали его статью, масса людей так или иначе стала понимать теорию относительности, и уж точно число этих людей превышало двенадцать. С другой стороны, я думаю, что могу совершенно спокойно сказать, что квантовую механику не понимает никто». Хотя Фейнман высказал свою точку зрения более тридцати лет назад, она остается справедливой и сегодня». [1].
Итак, уважаемый читатель, неужели вас не поразила приведенная цитата? И что же делать нам, простым обывателям, если даже гениальные физики «не ведают, что они творят»? Автор предлагает все-таки рискнуть и совместными усилиями попытаться понять не саму квантовую механику, а парадокс непонимания гениальными физиками своего творения. А это потребует от нас только умения мыслить логически и ничего более.
Мы обнаружим, что причины этого парадокса проистекают от философского заблуждения, которое объявляет РЕАЛЬНОСТЬЮ так называемые ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ. Для всех физиков, начиная с Фарадея, электромагнитное поле, к примеру, представлялось такой же реальностью, как ВЕЩЕСТВО, допустим, как тела самих этих физиков. Это убеждение физиков постепенно стало столь прочным, что нам, конечно, не удастся его поколебать. Но автор считает все-таки необходимым высказать свои еретические мысли на эту тему. Более того, автор убежден, что главная причина непонимания физиками квантовой механики заключается именно в том, что поля физические они считают реальностью!
ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ как нереальность
Наши рассуждения мы начнем со второй цитаты, взятой нами из [2].
«Если мы будем с точки зрения существования эфира рассматривать гравитационное и электромагнитное поля, то мы заметим принципиальную разницу между ними. Не может быть пространства, а также части пространства, без потенциалов тяготения; последние сообщают ему метрические свойства — без них оно вообще немыслимо. Существование гравитационного поля непосредственно связано с существованием пространства. Напротив, очень легко представить себе любую часть пространства без электромагнитного поля....»
Итак, как же нам понимать эти слова Эйнштейна? Из этой цитаты совсем ясна убежденность Эйнштейна в неразрывности пространства и поля тяготения, но неясно, какой из этих феноменов с его точки зрения первичен, если они неравноправны? Или они суть одна и та же реальность, только мы используем два термина? А если они одна реальность, то зачем нам два термина с философской точки зрения? Два термина могут быть удобны с технической точки зрения. История физики знает не один пример «реальностей», которые принимались за истину наукой. Мы приведем лишь один из них.
В свое время отцы-основатели термодинамики были уверены в реальности некой субстанции, которую они назвали ТЕПЛОРОДОМ. Потом физики обнаружили, что такой субстанции не существует, а все тепловые процессы определяют СВОЙСТВА веществ! Отказ от теплорода, кстати, ничуть не поколебал достоверность и величие термодинамики!
Да и сейчас не отказались и мы от прежней терминологии, которая оказалась очень удобной и в быту и в технических дисциплинах. И слово «тепло» до сих пор для нас означает некую важную для нашей жизни реальность!
Итак, опираясь на соображения отца-основателя теории относительности, можем ли мы предположить, что поле тяготения, как и теплород, также не является реальностью? Можем ли мы предположить, что поле тяготения есть только термин, отражающий лишь некое СВОЙСТВО пространства?
Автор просит читателя не спешить с выводами. В принципе, как и в случае с теплородом, отказ от поля тяготения как ФИЗИЧЕСКОЙ РЕАЛЬНОСТИ ничуть не затронет теорию относительности. Но такой отказ, будь он принят, повлечет далеко идущие и очень положительные философские последствия для нашего понимания объективной реальности. Автор считает, что такая точка зрения может оказаться плодотворной также и для понимания квантовой механики!
А что же нам делать с электромагнитным полем? Здесь мы заметим, что Эйнштейн ошибался, когда в приведенной цитате говорил, что может быть пространство без электромагнитного поля. В его время еще не было открыто так называемое РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. После открытия этого феномена нам необходимо признать, что электромагнитное излучение также неотделимо от пространства! Разумеется, автор знает мнение физиков о том, откуда взялось это реликтовое излучение, но оно не устраивает автора.
И здесь опять автор задает вопрос – а что главнее, пространство или реликтовое излучение? Но теперь нам уже проще будет признать, что мы можем, по аналогии с полем тяготения, посчитать и электромагнитное поле также лишь неким СВОЙСТВОМ пространства.
И точно также здесь надо заметить, что отказ считать реальностью электромагнитное поле ничуть не затронет ни одну науку, связанную с этим феноменом. И, конечно, ничуть не повредит квантовой механике!
Просто мы признаем, что ВСЕ ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ суть только технические СРЕДСТВА для изучения СВОЙСТВ одной реальности, а именно ПРОСТРАНСТВА. И в эти же технические средства попадет и ВАКУУМ ФИЗИЧЕСКИЙ.
Итак, мы пришли к выводу, что для правильного ПОНИМАНИЯ фундамента окружающего нас мира нам нужны только два понятия: ВЕЩЕСТВО И ПРОСТРАНСТВО. Больше никаких физических реальностей в фундаменте вселенной нет, ибо для ее существования этих двух реальностей вполне достаточно. Попробуем теперь посмотреть, какая вселенная у нас получиться.
Но прежде чем идти дальше, автор напоминает читателю, что данная работа – всего лишь робкий набросок, всего лишь план, а не собственно исследование, и он надеется, что читатель простит автору неизбежные для этой первой попытки неточности.
ВСЕЛЕННАЯ самым крупным планом
Для того, чтобы охватить вселенную целиком, мы должны использовать наиболее общие законы, которые открыл человеческий разум. Не подлежит сомнению, что такими законами являются три закона диалектики. Автор уверен в том, что именно использование этих открытий поможет нам разобраться в проблеме. Для начала нам хватит первого закона.
ЗАКОН ЕДИНСТВА И БОРЬБЫ ПРОТИВОПОЛОЖНОСТЕЙ.
Диалектика учит нас, что все СУЩЕЕ не может реализовать себя как нечто прочно существующее, если оно не будет разделено на противоположности, которые в силу своих противоположных свойств непрерывно взаимодействуют, т.е. «борются», оставаясь при этом в единстве, т.к. они суть одно и то же. В нашем случае фундамент того, что можно обозначить как ВСЕЛЕННАЯ, или МАТЕРИЯ, или РЕАЛЬНОСТЬ, (в данном случае можно не обращать внимания на возможные нюансы в этих понятиях) в физической терминологии реализуется как ВЕЩЕСТВО и ПРОСТРАНСТВО. Нам полезно не забывать, что и вещество и пространство суть одно и то же, это лишь разные ФОРМЫ одного и того же. С физической и математической точек зрения противоположность между ними определяется, прежде всего, тем, что вещество есть преимущественно ДИСКРЕТНАЯ форма реальности, а пространство есть преимущественно КОНТИНУАЛЬНАЯ форма этой же реальности, поскольку реальность ведь только одна!
Между веществом и пространством есть множество различий, но главное различие указано. Исходя из этого представления, мы не можем себе представить вселенную лишь одной формы, например состоящую только из вещества или только из пространства. Отсюда, к слову, немедленно следует, что наша вселенная никогда не была точкой. Но не это для нас важно сейчас. Для нас важно принять, что главное взаимодействие вещества и пространства осуществляется, прежде всего, таким образом, что при определенных условиях вещество РАЗВЕРТЫВАЕТСЯ в пространство, что сейчас называют термином «аннигилирует», а при других условиях пространство СВЕРТЫВАЕТСЯ в вещество, которое сейчас называют «рождением пар», к примеру. Отсюда мы должны принять, что ЖИЗНЬ вселенной в наиболее общем виде правильнее всего определять как ПРОЦЕСС непрерывного превращения вещества в пространство и наоборот.
Читатель заметил, конечно, что эти процессы в значительной степени уже изучены и квантовой механикой и, особенно, квантовой теорией поля, только там применяется другая терминология. Автор использует здесь философскую терминологию, поскольку она больше соответствует назначению и духу статьи. Если от самых общих определений мы перейдем к более конкретным, то получим следующее.
Автор пришел к такому афоризму: «ВО ВСЕЛЕННОЙ НЕТ НИЧЕГО, КРОМЕ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ, КАК МЕРЫ КРИВИЗНЫ ЭТОГО ПРОСТРАНСТВА».
Замечательным достижением общей теории относительности явилось открытие КРИВИЗНЫ пространства. С философской точки зрения очевидно, что пространство искривлено всегда со знаками плюс-минус, а «прямоугольное» пространство есть только исторически необходимая абстракция. Итак, как можно представить себе этот процесс превращения вещества в пространство и наоборот? И квантовая механика, и теория относительности в значительной степени прояснили этот вопрос.
Однако необходимо добавить, что при таких превращениях кривизна пространства ОТДЕЛЯЕТСЯ от пространства, замыкаясь сама в себе, получая, таким образом, определенную самостоятельность, и вот эту-то КРИВИЗНУ физики называют МАССОЙ. Или массой-энергией в соответствии с Эйнштейном. Или кварками...
И физики и философы привыкли определять ВРЕМЯ только как ДЛИТЕЛЬНОСТЬ, как некоторую характеристику периодического процесса. Но эта точка зрения не раскрывает всей полноты содержания ВРЕМЕНИ. Необходимо принять, что ВРЕМЯ И КРИВИЗНА пространства суть одно и то же, а отсюда следует, что к связи между массой и энергией добавляется еще их связь со временем. Здесь необходимы пояснения, т.к. это утверждение совсем уж непривычно не только читателю, но и самому автору.
ОТО Эйнштейна учит нас, что течение времени зависит от кривизны пространства, т.е. чем больше кривизна пространства, тем медленнее течение времени. А геометрия утверждает, что кривизна пространства есть величина, обратная радиусу кривизны. Как же нам узнать кривизну пространства – через радиус или через время? Для физики удобнее измерять кривизну пространства через время, наверное. Но этот вывод говорит о том, что кривизна пространства и время не просто связаны, а может быть, они и есть одно и то же?
Если мы примем такую точку зрения, то сразу же станет ясно, почему, например, массивные космические тела искривляют пространство. Да только потому кривизна, СОСРЕДОТОЧЕННАЯ в этих телах, не может не оказывать влияния на кривизну, РАССРЕДОТОЧЕННУЮ по пространству, поскольку эти кривизны суть одно и то же, только первая из них имеет дискретную форму, а вторая из них выступает в форме континуальной. Но это громадное различие между ними вовсе не мешает их взаимным превращениям друг в друга при подходящих для таких превращений условиях и уж тем более такому их взаимодействию, которое принято называть полем тяготения.
Здесь необходимо прояснить следующий важнейший момент. Как известно, Гегель делил все сущее на три сферы: сферу бытия, сферу сущности и сферу понятия. Этим сферам, как он указывал, соответствуют пространство и время, неорганическая природа и органическая природа. Здесь мы, разумеется, рассуждаем только о первой сфере. Если применить терминологию Гегеля, то у нас получится, что вещество соответствует философскому понятию БЫТИЕ, а пространство, являясь антиподом вещества, соответствует философскому понятию НЕБЫТИЕ. Далее вспомним, что в фундаменте математики лежат три типа чисел: действительное число, комплексное число и мнимое число. Известно, что квантовая механика базируется на математике комплексных чисел. Какой отсюда может быть сделан вывод? Вполне можно предположить, что действительные числа господствуют в сфере бытия, т.е. области вещества, а мнимые числа олицетворяют сферу небытия, т.е. пространства. А вот комплексные числа господствуют на ГРАНИЦЕ бытия и небытия.
И следует только удивляться гениальности отцов-основателей квантовой механики, которые для ее математического формализма взяли именно комплексное число! Ибо квантовая механика как раз исследует самые мельчайшие элементы вещества и кванты полей. Но ведь это и означает, что она исследует ГРАНИЦУ между веществом и пространством, между бытием и небытием. А особенно характерно это для квантовой теории поля!
Но здесь необходимо отметить следующий момент. Математика развила теорию функций действительного переменного и теорию функций комплексного переменного. Но почему математика не имеет теории функций МНИМОГО переменного? Может быть, это обстоятельство и объясняет тот печальный факт, что до сих пор физикам не удалось построить ТЕОРИЮ ВСЕГО? Может быть, если бы математики разработали теорию функций мнимого переменного (если таковая вообще возможна!), то тогда так желанная для физиков-теоретиков цель была бы, наконец, достигнута?
Здесь необходимо еще заметить, что физики уже переходят границу между бытием и небытием и начинают исследовать собственно небытие. Ибо что такое, к примеру, виртуальные частицы как не некоторые элементы этого самого небытия?
Итак, подведем предварительные итоги наших рассуждений, уважаемый читатель.
1. Опираясь на размышления Эйнштейна, мы решили, что можно отказаться от поля тяготения как реальности, как ранее физики отказались от теплорода.
2. Учитывая неразрывную связь пространства и электромагнитного поля в виде реликтового излучения, мы решили, что электромагнитное поле также не есть реальность, как и все прочие физические поля.
3. Поскольку у нас осталась лишь одна реальность в формах вещества и пространства, мы обратились за помощью к закону единства и борьбы противоположностей.
4. Мы получили, что главным условием существования вселенной является процесс превращения вещества в пространство и наоборот.
5. Мы решили, что при таком подходе обе фундаментальные теории не только не пострадали, но стали нам существенно ближе и понятнее.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
Рассмотрение такого распространенного феномена, как электромагнитные волны с точки зрения отрицания реальности электромагнитного поля мы начнем, уже по привычке, еще с одной цитаты.
«Распространение электромагнитных колебаний происходит в виде электромагнитных волн. Электромагнитные колебания представляют собой дискретную совокупность фотонов, и только при очень большом числе фотонов их можно рассматривать как непрерывный процесс». [3]
Справочники утверждают, что диапазон частот электромагнитных волн необычайно велик. К примеру, он начинается с длины волны 1013 см и заканчивается на длине волны 10-11 см.
Итак, согласно приведенной цитате, весь этот немыслимый по своей грандиозности диапазон реализуется совокупностью фотонов, т.е. только ОДНОЙ качественной определенностью. Мы спросим себя, уважаемый читатель, может ли это мнение физиков иметь хоть какое-то отношение к истине? Разве это мнение не противоречит всей совокупности человеческого опыта?
Что собой представляет фотон хотя бы в смысле его размеров? Например, легко найти в литературе радиус атома водорода, он оценивается в 0,53 на 10-8 см. Данных по размерам фотона автору найти не удалось, к сожалению. Логично предположить, что хотя бы длина фотона в направлении его движения связана с длиной его волны. И естественно предположить, что в фотоне должен уместиться как минимум один период его волны.
Если рассуждать так, то окажется, что на краях диапазонов мы имеем фотоны с длинами, указанными выше. Легко согласиться с длиной фотона в 10-11 см. Тут он хотя бы как-то стыкуется с размерами атома водорода, к примеру. Но как согласиться с длиной фотона в 1013 см? Ведь такой фотон (а это ведь элементарная частица!) длиной в сто млн. км приведет в ужас даже солнечную систему, а не то что крохотного человечка, каким является автор! Но физики, видать, ростом не меньше бывают...
Для выхода из шокового состояния автор привлекает на помощь два следующих закона диалектики, а именно «Закон перехода количественных изменений в качественные» и «Закон отрицания отрицания». Первый закон очевиден, а вот второй закон сложнее. Но нам потребуются они оба, так что вперед, храбрый читатель!
Рассмотрим для начала, как наиболее полно изученное, ВЕЩЕСТВО с самой широкой точки зрения. При бесконечном разнообразии конкретных форм веществ с их разнообразнейшими свойствами, нас поразит одно обстоятельство: все вещества имеют так называемые АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ. А именно, если мы возьмем некоторое количество вещества и станем нагревать его от состояния, близкого к абсолютному нулю, до все более высоких температур, наше вещество сначала из твердого превратится в жидкость, далее в газ, ну и потом в плазму... Возникает вопрос: почему все вещества, все химические элементы ведут себя одинаковым образом?
Известный трагический физик Стивен Хокинг, считающий себя позитивистом, ответит, что таковы законы физики! Если бы физики придумали другие законы, никаких агрегатных состояний вещества, видимо, не было бы?..
Но мы с вами, уважаемый читатель, считающие себя диалектиками, ответим, что три закона диалектики столь полно отражают наиболее фундаментальные свойства Реальности потому, что реальность в своем фундаменте, во-первых, проста, во-вторых, человеческому гению удалось вскрыть эту простоту и изложить ее в трех законах диалектики.
[img]C:\Users\Ксения\Pictures\Рисунок%20в%20статью%201.png[/img]
Рис.1. Три закона диалектики
Выше черты на рис.1 находится область вещества, на которой автор выделил зоны агрегатных состояний (для простоты). Если нашим веществом является вода, то наши разделительные черточки будут при 100 и 0 . Теперь наша задача — порассуждать на тему этих состояний вещества с точки зрения законов диалектики.
Прежде всего, этот рисунок есть яркое изображение действия закона отрицания отрицания. Бытие (вещество) устроено так, что при изменении энергетических характеристик в некоторых точках качественные характеристики вещества меняются так глубоко, что мы вынуждены использовать три термина! С точки зрения диалектики одна точка — это отрицание, вторая точка — это отрицание отрицания.
Физик скажет нам, что эта схема неполна, ибо мы забыли про четвертое состояние вещества, называемое плазмой. Мы не считаем, что совершили такой уж грех. Во-первых, плазма – это уже «ненормальное» вещество, вещество в состоянии полуразрушения, а главное в том, что не нужно интересоваться всеми нюансами, ибо мы рассматриваем вещество с самой широкой точки зрения. К примеру, наличие на поверхности земли таких неровностей рельефа, как горы или океанические впадины совсем не мешают нам определять форму нашей планеты как сфероид вращения!
Теперь нам стоит рассмотреть с подобной точки зрения весь диапазон электромагнитных излучений.
Рис.2. Диапазон электромагнитных излучений
Мы изобразили здесь в наглядном виде мнение физиков-теоретиков, что весь этот невообразимо громадный диапазон длин волн обеспечивает лишь одна КАЧЕСТВЕННАЯ ОПРЕДЕЛЕННОСТЬ, называемая ФОТОНОМ. И мы задаем вопрос – почему природа вещества соответствует законам диалектики, а природа электромагнитного излучения этим законам не соответствует? Физик может ответить: а почему бы такое соответствие должно быть? Тут мы оставим физиков в покое и изобразим точку зрения диалектики (рис.3).
Рис.3. Электромагнитное излучение с точки зрения диалектики
Здесь мы уже видим картину, аналогичную картине для вещества. И здесь в полной мере работают законы диалектики. При низких энергиях возмущения пространства носят континуальный, т.е. чисто волновой характер. По мере увеличения энергии возмущения (уменьшения длины волны) мы проходим волновой диапазон, при этом качественные характеристики излучения меняются достаточно плавно. Затем подходим к некоторому пределу, где волна существовать уже не может, происходит первое диалектическое отрицание, волна «рвется» на некоторые элементы, которые некоторым образом замыкаются сами в себе, начиная самостоятельное существование. Грубый пример этого процесса каждый из нас наблюдал при набегании океанической волны на берег.
Возмущения пространства принимают корпускулярно-волновой характер, которые мы и называем ФОТОНАМИ. При дальнейшем увеличении энергии возмущения пространства мы опять проходим диапазон фотонов с достаточно плавным изменением качественных характеристик и подходим к второму пределу, т.е. к предельной энергии фотона, в которой он может реализоваться именно как фотон.
Происходит второе диалектическое отрицание, возмущение пространства принимает корпускулярный характер, и здесь на сцену выходят уже их величества элементарные частицы. Но мы должны сразу же заметить, что волновые свойства у наших корпускул не исчезают бесследно. И это естественно при диалектическом видении проблемы. Ибо при диалектических отрицаниях исходные свойства отнюдь не исчезают, они лишь видоизменяются. А вот для человека, незнакомого с диалектикой, такое воспринимается как некоторое ЧУДО. Как это так, частица и вдруг волна! Да она волна потому, что она родилась из волны и волна СОХРАНЯЕТСЯ в этой частице в форме некоторого ИНОБЫТИЯ!
Итак, мы не увидели никаких чудес при рассмотрении микромира с позиций диалектики.
Теперь мы посмотрим на другое «чудо»: почему электрон, состоящий вроде бы из электричества одного знака, не распадается под действием сил отталкивания? Этот парадокс решается следующим образом. Преобразование волны в фотон означает, что некоторая часть пространства замыкается сама в себе. Это можно представить как образование некоего «кокона», который окружает, допустим, один период волны, не давая ему расходиться.
Математически это может выглядеть, предположим, так, что некоторое открытое множество становится замкнутым. При превращении фотона в элементарную частицу наш «кокон» снова размыкается, но не просто так – фотон не возвращается к волне, а он ПРОДЕВАЕТСЯ сквозь самого себя. Вот этот объем пространства, продетого сквозь самого себя, как бы СШИТОГО самим собой и имеющими свойства, которые мы называем отрицательным электричеством, и есть наш электрон!
Математически это может быть допустимо представить, что замкнутое множество снова размыкается, оставаясь при этом замкнутым.
Как подобные представления могут быть представлены на математическом языке – это задача математиков и физиков-теоретиков, и незачем отнимать у них хлеб, уважаемый читатель. Мы представили наши мысли на понятном для всех языке обывателей.
Есть еще один важный момент в обсуждаемой проблеме. Это взаимопревращаемость всех элементарных частиц друг в друга. Однако этот феномен открыт задолго до квантовой механики и даже до двадцатого века. Вот что писал великий Гегель в своей работе «Наука логики».
«Переход в другое есть диалектический процесс в сфере бытия. Видимость в другом есть диалектический процесс в сфере сущности. Движение понятия есть, напротив, развитие».
Мы уже говорили ранее, что здесь мы обсуждаем сферу бытия, т.е. сферу пространства и времени по Гегелю. Так как нам понимать «переход в другое» по Гегелю?
А надо нам понимать их так, что взаимопревращаемость элементарных частиц была открыта задолго до появления квантовой механики и ее отцов-основателей, только открытие это сделал философ и выразил на своем языке. Просто он «взаимопревращаемость» назвал «переходом в другое»...
Из приведенных слов Гегеля следует, к примеру, что говорить о развитии, допустим, вселенной вообще не имеет смысла, ибо термин «развитие» применим только в сфере жизни, то есть в органической природе. Даже в сфере сущности, то есть в неорганической природе, мы не обнаружим процессов развития. Здесь можно возразить Гегелю и сказать: но ведь изменяется и кора земли, и горные породы, ведь это факт! Конечно, это факт, но ИЗМЕНЕНИЕ не равнозначно РАЗВИТИЮ. Впрочем, это общеизвестно и незачем говорить об этом.
Вообще, диалектика Гегеля должна быть для физика-теоретика столь же важной, как и соответствующие разделы математики. И тогда великое творение человеческого духа – квантовая механика и квантовая теория поля – будут вполне понятны хотя бы их создателям! И приведенное выше признание Р. Фейнмана потеряет наконец-то свою актуальность.
Заметим еще здесь, что Гегель считал, что пространство переходит во время и время переходит в пространство. Возможно, великий философ был прав и это именно так? И хотя автору страшно возражать великому авторитету, он все-таки считает, что главный процесс вселенной – это переход пространства-времени в вещество и наоборот.
Возникает вопрос: а на каких длинах волн реализуются наши диалектические отрицания, на которых из волны появляются новые качественные определенности в виде фотонов и элементарных частиц?
Совершенно определенно можно заявить, что энергия фотона имеет предел. И скорее всего, энергия фотона не должна быть более массы-энергии атома водорода. Вполне возможно допустить, что энергия фотона может быть и более энергии атома водорода и даже существенно. Но в этом случае вероятнее всего этот фотон не будет стабильным! Впрочем, развитие этой темы не входит в задачи автора.
Но вот о длине волны, где происходит превращение волны в фотон, автор затрудняется сказать что-либо определенное. Дело в том, что у волны есть еще и амплитуда, и эта граница между волной и фотоном уже по этой причине может быть серьезно размытой. Однако и здесь есть интересный момент.
Физики уверены, что спектр излучений свободного электрона непрерывен в отличие от электрона в составе атома. Возникает вопрос, почему? Ответ вроде бы очевиден: квантование энергии излучения в виде фотонов есть свойство СИСТЕМЫ, т.е. АТОМА, а не отдельного электрона. Так что и здесь нечему особенно удивляться. Если взять математический маятник, то по отдельности ни груз, ни невесомая и нерастяжимая нить свойствами маятника не обладают! Маятником становится СИСТЕМА, составленная их нити и груза и помещенная в определенные условия!
Из изложенного следует предположение, что спектр излучений, состоящий из фотонов, дают атомно-молекулярные структуры, а «сообщества» свободных электронов при определенных условиях порождают излучение в виде классических электромагнитных волн, причем длины этих волн связаны с размерами этих «сообществ».
Впрочем, развитие этой идеи лучше выполнят специалисты. И далее.
Физиками принято изображать электромагнитную волну в виде двух взаимно перпендикулярных синусоид электрического и магнитного полей. Но это может быть признано допустимым лишь для достаточно длинных волн незначительной амплитуды. И увеличение амплитуды волны, а особенно уменьшение длины волны при приближении к области фотонов так искажает синусоиды, что говорить о них уже просто невозможно. А рассуждать на тему геометрии фотона в смысле синусоид вообще нельзя, настолько сложной и непривычной должна быть эта форма!
Однако «дорогу осилит идущий» и математики с физиками решат эту проблему при желании. Автор считает, что главное здесь – осмыслить достижения двух фундаментальных теорий с точки зрения диалектики.
Здесь возникает естественный вопрос: а может ли автор привести хоть какие-то доводы в свою поддержку в исследованиях современных специалистов? Безусловно — да!
1. Развиваемая физиками-теоретиками так называемая теория суперструн утверждает, что все многообразие элементарных частиц можно описать движением неких одномерных образований, напоминающих скрученные кусочки струн. Но если мы спросим: а откуда могли появиться эти объекты? Разве так уж нелогично представить, что они и есть отделенная от пространства КРИВИЗНА пространства? Разве так уж сложно представить, что кривизна пространства неотделима от него лишь до некоторого предела? И если этот предел перейти, к примеру, если плотность энергии (в привычном нам выражении) станет критической, то произойдет «отрывание» кривизны от пространства? Что нелогичного есть в этих наших размышлениях, уважаемый читатель? И автор сожалеет, что эти теории не превратились еще в ТЕОРИЮ ВСЕГО. А может быть причина в том, что авторам теории суперструн мешают поля физические, которых нет?
2. Немало исследователей, среди которых автору интереснее результаты Чуева А.С., развивают представления об LT размерности всех фундаментальных физических величин. Но разве эти результаты не свидетельствуют прямо о том, что весь фундамент вселенной – это пространство и время, и ничего более этому фундаменту не нужно? И зря авторы этой идеи называют свою теорию размерностей «кинематической». Представляется, что куда ближе к истине были бы названия «натуральная, или естественная, или фундаментальная» и т.д. в этом роде. Впрочем, Ерохин В.В. называет такую систему размерностей «Абсолютная система физических величин».
Автор не может и не вправе оценивать LT системы размерностей с физической точки зрения, они привлекают его с философской точки зрения.
Итак, что же может помочь физикам-теоретикам? Наверное, дальнейшее развитие математики. Но при правильной философии!
Мы уже говорили о теории функций мнимого переменного, которая, может быть, поможет построить «теорию всего», будь она возможна. Но, может быть, есть еще и другие возможности?
Математик Рашевский П.К. высказал замечательные мысли в статье «О догмате натурального ряда» [5]. Эту статью, наверное, каждый человек должен не просто прочесть, а прочувствовать. Автор ценит идею модернизации математики по Рашевскому потому, что она позволяет ввести «Закон перехода количественных изменений в качественные» уже в самый фундамент математики. Автор советует читателю внимательно познакомиться с этой статьей и учесть при этом следующий момент. Что означают слова «большое число»?
Очевидно, что число, допустим, 10 в степени 30 является большим числом. А вот число 10 в степени минус 30 большое или нет? Ответ зависит от нашего понимания вопроса. С точки зрения автора, оба числа являются большими! Неважно, будем ли мы удаляться «в сторону неизмеримо большого или в сторону неизмеримо малого» (это слова Римана!) от нашего масштаба, числа должны менять свое качество по мысли Рашевского. Впрочем, и объем статьи и невежество автора в математике не позволяют развивать эту тему далее.
Но, вообще, по поводу связи математики с законами диалектики необходимо сказать следующее. Закон единства и борьбы противоположностей настолько глубоко пропитывает весь фундамент математики, что это представляется даже какой-то мистикой. Действительно, раздвоено на противоположности буквально все:
Числа: положительные-отрицательные, целые-дробные, рациональные-иррациональные и т. д.
Математические действия: сложение-вычитание, и далее до интегрирования-дифференцирования и может быть еще дальше.
Такое раздвоение отнюдь не является случайностью! Но вот с присутствием в математике двух других законов диалектики дело обстоит сложнее. Переход количественных изменений в качественные вроде бы четко виден в геометрии Лобачевского...
И уж совсем трудно для автора найти в математике примеры закона отрицания отрицания, хотя может быть понятие предельного перехода это и есть диалектическое отрицание?
В этом надо внимательно разбираться, и здесь мысли Рашевского о возможной модернизации натурального ряда будут просто необходимы.
Но если нас спросят: а все-таки, что же это за штука такая, из которой раздвоились пространство и вещество, эти диалектические небытие и бытие? А они выделились из исходного нечто, которое уже не может иметь никаких определений! И здесь нам снова прекрасный пример дает исходное математическое понятие МНОЖЕСТВО. Вот множество - и все тут!
Итак, пора делать окончательные выводы.
1. Внимательный анализ «взаимоотношений» теоретической физики с пространством и временем показывает, что для нее эти понятия являются лишь только фундаментальным инструментом познания окружающего мира. Физики полагают, что Создатель специально предусмотрел пространство как только протяженность и время как только длительность для того, чтобы ученые могли строить там свои неподвижные и движущиеся системы координат, да и все остальные теоретические построения.
2. Пространство и время как мера кривизны пространства, а может быть и как сама кривизна пространства, есть полноправная часть реальности, материи, вселенной наряду с веществом, второй частью реальности, материи, вселенной. Пространство так же богато содержанием, как и вещество. Всем известно, что твердое тело обладает метрическими свойствами, иначе Эйнштейн не использовал бы его в качестве линейки при объяснении чудесных свойств своих теорий. Но ведь твердое вещество обладает и массой других свойств, кроме метрических! Точно так же обстоит дело и с пространством! Если физик примет такую точку зрения, его собственные теории станут для него куда более понятными.
3. Выдвинутый автором тезис «Во вселенной нет ничего, кроме пространства и времени как меры кривизны (этого) пространства» следует понимать так, что вполне справедлив и противоположный тезис: «Во вселенной нет ничего, кроме вещества и времени как меры количества(массы) этого вещества». В свое время Декарт выдвигал тезис о том, что в мире нет ничего, кроме эфира и его вихрей.
Автор восхищен этим тезисом Декарта, однако он и эфир любого толка считает также лишенным реальности.
4. В свое время Ньютон, якобы, заявил, что для начала Всевышний раскрутил вселенную, но потом она начала крутиться по закону всемирного тяготения. Однако потом Гегель заявил буквально следующее: «Так, например, созданную нами абстракцию мы называем Богом и определяем его как высшее существо». Но разве наша абстракция могла раскрутить вселенную задолго до нас? Таким образом, остается нерешенным вопрос: почему во вселенной ВСЕ движется? Здесь мы имеем в виду, для простоты, только механическое движение. Что же продолжает «раскручивать» вселенную? И почему, все-таки, не наступает «тепловая смерть» вселенной, как это предсказали создатели термодинамики? Физики заверили нас, что не все процессы во вселенной относятся к тепловым, к примеру, таковыми не являются ядерные процессы распада-синтеза. Однако имеет смысл рассматривать в качестве главной причины всеобщего движения процессы превращения вещества в пространство и наоборот. С этой точки зрения вселенная, кроме известных уже возможных сценариев поведения, таких как неограниченное расширение, неограниченное сжатие или колебание, т.е. не катастрофические расширения-сжатия, может иметь совершенно другой сценарий, который можно образно назвать сценарием «волнующегося океана». И такой сценарий представляется автору наиболее правдоподобным. По такому сценарию в разных частях вселенной «количества» вещества и пространства не могут быть сбалансированными, что и является постоянной ПЕРВОПРИЧИНОЙ всеобщего движения.
С точки зрения автора, вселенную никак нельзя рассматривать как нечто ЦЕЛЬНОЕ хотя бы уже потому, что размеры ее слишком велики для этого, и одна часть вселенной может никогда не «узнать», что же происходит в далекой от нее части. Может быть, нам полезно отказаться от мысли, что вселенная может существовать и действовать как единое целое?
5. На вопрос, где именно во вселенной наиболее вероятны процессы превращения пространства в вещество и наоборот, автор ответа не имеет, и оставляет ответ на него на усмотрение читателя. Здесь следует учитывать принципиальное отличие ядерных реакций от процессов взаимопревращений вещество-пространство. Можно еще предположить, что размышления современных физиков о «темной материи» и «темной энергии» вызваны переходами пространства в вещество и обратно во вселенских масштабах?
6. Читатель не должен считать пространство просто пустотой. Нет, пространство столь же богато содержанием, как и вещество, только это богатство другого рода. Небытие (пространство) содержит в себе бытие (вещество) как ВОЗМОЖНОСТЬ, которая при определенных условиях превращается в ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ. И пространство также можно и нужно исследовать, как физики исследуют вещество. Да оно и исследуется в полной мере, но только это исследование искажено представлениями о субстанциальности полей физических. А вот исследование пространства без привлечения гипотез о полях непривычно и уже только поэтому очень сложно. Но если этого не делать, то мы все утонем в «темной материи» и в «темной энергии». А это для человечества не самая радужная перспектива.
7. А все-таки, возможно ли создание ТЕОРИИ ВСЕГО, этой мечты физиков? Если считать такой теорией ПОЛНУЮ ТЕОРИЮ ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ, т.е. объединение в одно целое микромира, т.е. квантовой механики, мезомира, т.е. классической физики и мегамира, т.е. теорий Эйнштейна, то такая теория уже близка. Жаль, что теория суперструн пока не сумела стать такой теорией, хотя она и развивается в правильном направлении. Если полная теория пространства-времени будет построена, то отличительной чертой ее будет полное отсутствие любых терминов и понятий, кроме математических. Здесь необходимо пояснить следующее.
Математику зовут царицей наук. Это название верное, но недостаточное. Математика и есть сама РЕАЛЬНОСТЬ, но только со стороны ее ИДЕАЛЬНОГО содержания. И зря разработчиков теории струн иногда упрекают за излишнее увлечение математикой. Напротив, если теория струн не стала еще «теорией всего», т.е. полной теорией пространства-времени, то причина здесь, скорее всего, в том, что или разработчики еще недостаточно «математизировали» физику, или сама математика еще недостаточно развита, чтобы стать «теорией всего».
В заключение автор еще раз просит прощения у читателя за несовершенства статьи и надеется на его снисходительность.
Список литературы:
1. Брайан Грин. Элегантная вселенная // Москва: УРСС. – С.65.
2. Эйнштейн А. Эфир и теория относительности: Собрание научных трудов. Т.1 // М.: Наука, 1965.
3. Физическая энциклопедия. Т.5 // М., 1998. – С.544.
4. Рашевский П.К. О догмате натурального ряда. Успехи математических наук. Т.28. Вып.4 // 1973. – С.243-246.
5. Чуев А.С. Фундаментальные физические постоянные – взаимосвязь размерностей и единство числовых значений в системе размерностей – LT [электронный ресурс].
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
