Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Кванты Времени и физического Пространства

Читайте также:
  1. I I . 4 . Сколько времени отвести на диплом?
  2. II.4. Сколько времени отвести на диплом?
  3. Агитация: равномерное распределение эфирного времени и печатных площадей
  4. Алгоритм лечебной тактики при визуализации жидкостных образований забрюшинного пространства и брюшной полости.
  5. Безволие и боязливость – страшные духовные болезни нашего времени.
  6. Берем больше времени для изменения
  7. Близость вам ничего не будет стоить, кроме времени и любви
  8. В каждый момент времени ваше сознание действует как в Физической, так и в нефизической реальности с совершенной легкостью и изяществом.
  9. Вечера по восточному времени
  10. Вечера по восточному времени

Численные значения квантов Времени tmin и физического Пространства λmin теоретически определены в условиях возникающей Вселенной, когда наиболее ярко проявлялась доминирующая роль квантов Времени и физического Пространства, когда кванты Времени и физического Пространства определяли инфраструктуру и энергетические соотношения возникающей Вселенной.

Вопрос о начальных условиях для Вселенной не относится к области метафизики или религии, они являются объектом научного исследования. Начальные условия не являются произвольными, они тщательно выбираются или устанавливаются в рамках той или иной принятой гипотезы о возникновении Вселенной.

В данной работе рассмотрена с диалектических позиций сложившаяся ситуация в современной космогонии и космологии в отношении сценария возникновения и развития Вселенной. В краткой афористической форме сущность двух возможных сценариев возникновения Вселенной можно выразить так: 1) Вначале был Закон, и Закон был от Бога, и Закон был Бог; 2) Вначале был Хаос, и Хаос был от Бога, и Хаос был Бог. Другими словами, или возникновение Вселенной произошло из упорядоченной структуры с дальнейшим нарастанием беспорядка, или Вселенная возникла из хаотического состояния субквантовой активной среды с дальнейшим возникновением упорядоченных структур. Автор склоняется ко второму возможному сценарию возникновения Вселенной и со вторым сценарием автор связывает предлагаемую им формулу Православной Христианской Веры – с нами Бог, в Него мы верим. Далее излагаются аргументы в защиту второго сценария возникновения Вселенной.

Модель возникновения Вселенной – модель Большого Взрыва – постулирует сингулярное состояние пра-Материи. Сингулярность означает, что начальные условия возникновения Вселенной заданы совершенно точно в виде точки, физические величины плотности, температуры, давления и т. д. имеет бесконечно большое значения, а физические законы не существуют и не действуют. Но если сингулярное состояние пра-Материи имело бы место, то не могло быть внутренних причин, чтобы вывести пра-Материю из сингулярного состояния, другими словами, сингулярность не может самостоятельно выйти из состояния сингулярности, не может самостоятельно сдвинуться с этой «мертвой точки».

Все классические модели Вселенной, появившиеся в результате модификаций модели Большого Взрыва, обладают идеальной математической симметрией и некоторые физики сочли это причиной появления сингулярных решений уравнений, описывающих исходное состояние Вселенной. Чтобы скорректировать эту ситуацию, физики–теоретики стали вводить в модель Большого Взрыва асимметрию, аналогичную той, которую можно видеть в наблюдаемой Вселенной. Таким образом, теоретики надеялись внести в исходное состояние Вселенной некую неупорядоченность, чтобы оно не сводилось к точке, но успеха не добились. Отсюда следует, что при решении проблемы возникновения Вселенной необходимо исходить из принципиально иных предположений, в результате анализа которых главным становится решение следующих задач:

1. связаны ли свойства физического Пространства и Времени с фундаментальными физическими законами;

2. существуют ли пределы пространственно-временной локализации материальных объектов;

3. какова природа квантово-механической неопределённости;

4. связано ли существование стрелы времени с необратимыми процессами.

Как показывает история науки, решение весьма сложных фундаментальных проблем может быть достигнуто простыми средствами, если взглянуть на эти проблемы под новым, необычным, нестандартным углом зрения, и рассмотреть решение проблем нетрадиционным способом.

Вселенную следует рассматривать как неделимую единицу, как единую на микро –, макро – и мегауровнях иерархическую систему и представление об ее отдельных частях может быть хорошим приближением только в классическом пределе. Этот вывод основан на тех же предположениях, которые привели к принципу комплементарности, а именно, что свойства Материи представляют собой неточно определенные и противоположные возможности, которые могут быть полностью реализованы только при взаимодействии материальных объектов. Поэтому на микроуровне объект не имеет каких-либо внутренних свойств, принадлежащих только ему одному; он взаимно и органически делится своими свойствами со средой (системой), с которой этот объект взаимодействует. Такие макроскопические квантовые явления как сверхтекучесть, сверхпроводимость, эффект Мессбауэра, лазерное излучение указывают на то, что граница между микро– и макроуровнями является нечеткой и размытой. А принудительное индуцированное излучение (лазерное излучение) связывает через макроскопический квантовый эффект макроуровень с микроуровнем, с одной стороны, и макроуровень с мегауровнем, с другой стороны. Гипотеза возникновения Вселенной в режиме детерминированного хаоса, изложенная в [1], фиксирует единство Вселенной на всех трех масштабных уровнях.

Все без исключения фундаментальные физические законы получены и будут получены в дальнейшем никак иначе, как только путём обобщения наблюдений (экспериментов), число которых хотя может быть очень велико, но всё же всегда будет ограничено. Отсюда с неизбежностью вытекает, что математические рассуждения, ведущие от частного к общему, то есть к формулировке фундаментальных физических законов, не могут быть вполне достоверными. Но Разум, принимая во внимание эти обстоятельства, опирается при формулировке фундаментальных физических законов на веру во всеобщий порядок, царящий во Вселенной – порядок, который находится вне Разума.

Опытный материал сам по себе еще не образует всего знания, в общем случае, о материальном объекте; такое знание возникает лишь в теоретическом осмыслении этого опытного материала и только в процессе такого осмысления появляется ясность относительно того, какие величины реальны и могут наблюдаться. При создании теории в первую очередь важнее всего логическая непротиворечивость, а уже во вторую очередь внутренняя полнота теории. Отметим, что доказать логическую непротиворечивость некоторой теории – значит доказать, что в ней нет ни одного предложения А такого, что в этой теории можно дедуктивно вывести как А, так и не А, а доказать ее внутреннюю полноту – значит доказать, что для всякого предложения этой теории можно дедуктивно вывести либо само это предложение, либо его отрицание.

Математика создает упорядоченности и некоторые из них более или менее фрагментарно совмещаются с действительностью. Эта фрагментарная совместимость делает возможным развитие науки. Более того, математика создаёт избыточный порядок по сравнению с действительностью, которая менее упорядочена, чем математика.

Но при всем своем величии математика столкнулась с неразрешимой проблемой с тех пор, как Гедель (в 30–х годах XX века) доказал, что ее основные постулаты – логическая непротиворечивость и внутренняя полнота – совместно, одновременно невозможно выполнить. Если теория логически непротиворечива, то она внутренне неполна, а если теория внутренне полна, то она перестает быть логически непротиворечивой. Как в физике, так и в математике действует принцип комплементарности, где дополняющие друг друга сущности – это внутренняя полнота и логическая непротиворечивость теории.

Теоретические структуры являются формальными системами, то есть конструкциями, которые дедуктивно выводятся из некой совокупности аксиом с помощью определенных правил преобразования и отображают некоторые соотношения, возникающие в реальности. Экспериментальное подтверждение теоретических структур нисколько не меняет того факта, что над формальными системами тяготеет «проклятие» теоремы Геделя.

Все дедуктивно выводимые следствия, а число их бесконечно, данной формальной системы в совокупности образует некий «материк», на котором всегда существует путь дедуктивных пошаговых преобразований, приводящий от аксиом формальной системы к определенному утверждению, расположенному в пределах этого «материка». Вместе с тем, как доказал Гедель, существует бесконечное количество таких утверждений, которые в рамках данной формальной системы истинны, но которые никоим образом нельзя дедуктивно вывести; они представляют своего рода «островки истины», изолированные и разбросанные за границами дедуктивного «материка». Увеличение аксиоматического ядра за счет истинных, но дедуктивно не выводимых утверждений, не решает проблемы. Уже при расширенном аксиоматическом ядре в рамках формальной системы появятся вновь истинные, но дедуктивно не выводимые утверждения и так до бесконечности.

В качестве примера, характеризующего применение теоремы Геделя, можно привести анализ ситуации с ЭПР-экспериментом. Для опровержения квантовой теории Эйнштейн, Подольский, Розен предложили провести мысленный эксперимент, так называемый ЭПР – эксперимент. Главная цель мысленного ЭПР – эксперимента состояла в том, чтобы доказать неполноту квантовой теории по отношению к физической реальности, хотя теорема Геделя уже была доказана, но судя по всему, физики не обратили на нее внимания. Авторы мысленного ЭПР – эксперимента считали, что все квантовые физические объекты обладают положением (координатами) и импульсом, но квантовая теория не способна определить их одновременно, хотя способна сделать это по отдельности. Эйнштейн полагал, что в физической реальности эти значения существуют одновременно, но квантовая теория просто не в состоянии их описать, так как является неполной теорией. Вопреки Эйнштейну Бор считал, что квантовые объекты обладают положением и импульсом, но они могут существовать только при определенных условиях, а не сами по себе, условия же эти устанавливает физический эксперимент [2].

В основополагающей статье [3] автором рассмотрена гипотеза о дискретности Времени и физического Пространства с последующим ее доказательством. В поисках логического укрепления предложенной гипотезы автор выдвинул представление о квантах Времени tmin и квантах физического Пространства min как наименьших предельных значений временных и пространственных интервалов, определяющих наименьшую пространственно-временную локализацию квантовых объектов, и тем самым инициировал развитие нового этапа квантовой теории; более того, из доказательства дискретности Времени и физического Пространства вытекают определённые следствия, которые решающим образом скажутся на самих основах физики, равно как и на их эпистемологических предпосылках.

Таким образом, существование квантов Времени и квантов физического Пространства с необходимостью приводит к тому, что любая реальная физическая система, в том числе и Вселенная в целом, не может быть абсолютно и исчерпывающе детализирована во Времени и физическом Пространстве в силу существования конечных областей неопределенности tmin и min.

Разрешающая способность научных экспериментов не может быть меньше min, tmin и, следовательно, разрешающая способность научного знания принципиально ограничена этими двумя величинами. Здесь уместна аналогия с разрешающей способностью оптических приборов. Объективная реальность, изучаемая квантовой физикой, лежит вне временного интервала tmin и вне пространственного интервала min.

Первозданная хаотичность квантовых состояний объясняется и определяется дискретной структурой Времени и физического Пространства, другими словами наличие квантов Времени и физического Пространства не позволяет исчерпывающе детализировать состояние квантовых объектов. Отсюда следует, что состояния квантовых объектов изначально хаотичны (стохастичны), описываются распределениями амплитуд вероятностей (волновой функцией) и изменение состояния квантовых объектов обязательно должно быть дискретным процессом. К слову сказать, волновая функция как решение волнового уравнения Шредингера с нелинейной потенциальной функцией определённого типа может предстать в режиме детерминированного хаоса, что будет совершенно новым элементом научного знания в квантовой физике. Подробнее эта проблема будет рассмотрена в другой работе, здесь только упоминается о такой возможности, и подчеркнём, что тогда в новом свете может быть представлена вся теоретическая квантовая механика.

Таким образом, квантовые скачки состояний квантовых объектов объясняются дискретностью Времени и физического Пространства и служат экспериментальным подтверждением существования квантов Времени и квантов физического Пространства, что, в свою очередь, не дает возможность исчерпывающей детализации квантовых объектов, не дает возможность раскрыть неопределенность состояния квантовых объектов в принципиальном плане. Поэтому в физических экспериментах всегда будет подтверждаться хаотичность и случайность, а не детерминизм. На страже этого стоят кванты Времени и кванты физического Пространства. Таким образом, определена инфраструктура Вселенной, которая объясняет возникновение первозданной хаотичности состояний квантовых объектов и связанное с этой первозданной хаотичностью появление распределения амплитуд вероятностей состояний квантовых объектов на уровне наблюдений как фундаментального атрибута физической реальности, и в которую логически вписываются принцип комплементарности Бора и соотношение неопределённостей Гейзенберга. Если на уровне микромира имеет место объективная первозданная хаотичность, то картина Вселенной ограничена не только рамками классических и квантовых физических представлений, не только участвовавшими в их создании человеческими возможностями познания, но более того, ограничена самой Природой.

Концепция дискретности физического Пространства и Времени ограничивает, по сути дела, возможность научного познания, ибо объективно устанавливает некий неделимый субстанциональный предел. Любая теоретическая структура, претендующая на раскрытие тайны природного явления или даже тайны возникновения и развития Вселенной в целом, будет всегда неполной, какие бы скрытые параметры не вводились в рассмотрение, и причиной такого состояния является дискретность Пространства и Времени. Теорема Геделя и ее доказательство подтверждают косвенным образом дискретную конституцию Вселенной.

Природой не предусмотрено таких энергетических ресурсов, чтобы проникнуть внутрь неделимого субстанционального предела и никакие научные достижения не могут помочь перешагнуть этот энергетический барьер. Как энтропия накладывает запрет на существование обратимых во времени физических процессов, так дискретность физического Пространства и Времени накладывает запрет на наблюдение физических процессов внутри неделимого субстанционального предела. Отсюда следует заключение, что Наблюдатель, регистрируя результаты измерений (наблюдений) над объектами микромира, затем на их основании может только теоретически реконструировать всю совокупность возможностей объектов микромира и не более того. В сущности, опираясь на открытие квантов Времени tmin и квантов физического Пространства min, автору удалось доказать теорему Геделя с физической точки зрения.

Обозначим через tmin квант Времени, квант физического Пространства, Tmax максимальную температуру и максимальную частоту излучения при возникновении Вселенной. В первые мгновения возникновения Вселенной, в так называемую эру Планка, вся пра-Материя была высокотемпературной смесью первичных высокоэнергичных фотонов и первичных частиц и античастиц определенного типа. Первичные высокоэнергичные фотоны моментально материализовывались в первичные частицы и античастицы. Первичные частицы при столкновении со своими античастицами аннигилировали, превращаясь в первичные высокоэнергичные фотоны. Действующие физические законы позволяют математически описать начальное состояние Вселенной и, что является принципиально важным для физической науки, определить численные значения tmin, , Tmax, . На основании результатов, изложенных в [4], определены численные значения tmin, , Tmax, , а именно tmin= 2,7·10-44 с, 0,81·10-35 м, Tmax= 3,58·1032 К, 3,7·1043 Гц, и получены объективные оценки энергии и массы первичных фотонов .

В этой связи имеет смысл обратить внимание на следующее соображение. После того как, вопреки имевшим место в последнее десятилетие прогнозам сторонников дискретности физического Пространства, развитие квантовой физики не подтвердило наличие наименьшей (фундаментальной) длины на расстояниях 10-18 – 10-19 м, физиками была выдвинуто предположение о возможности существования фундаментальной длины, совпадающей по порядку величины с планковской длиной. И вот теперь это предположение приобрело характер доказанного утверждения.

Существование кванта Времени tmin и кванта физического Пространства Пространства λmin однозначно указывает на то, что причинно-следственные связи, коррелированные с законами сохранения энергии, импульса и момента импульса, как впрочем и с другими законами сохранения, имеют место быть только тогда, когда временные координаты t ≥ tmin, пространственные координаты λ ≥ λmin. Если же t < tmin, λ< λmin, то законы сохранения теряют смысл, неприменимы, несправедливы, неустойчивы, и это означает, что не действуют как причинно-следственные связи, так и принцип близкодействия. Это является глобальным выводом для квантовой физики.

Таким образом, в соответствии с предлагаемой теорией силовые взаимодействия локализуются не в точках, а в пределах конечной протяженности λ≥λmin физического Пространства. Если такие протяженности считать элементарными областями физического Пространства, то получается модель дискретного Пространства. Внутри указанных областей, когда λ<λmin, взаимодействие осуществляется сразу во всей элементарной области физического Пространства. Такая ситуация указывает на существование конечных пределов пространственной и временной локализации квантовых объектов. Таким образом, принцип близкодействия справедлив только вне этих пределов, внутри же этих пределов принцип близкодействия не справедлив и взаимодействие может осуществляться сразу во всей элементарной области физического Пространства и, следовательно, допускается неограниченная скорость распространения взаимодействий.

Итак, дискретный Мир – это Мир с причинно-следственными связями и действующим принципом близкодействия, а непрерывный Мир – это Мир, в котором не существует причинно-следственных связей и не действует принцип близкодействия.

Возникновение первичных фотонов с наибольшей частотой , наибольшей энергией и наибольшей массой mI говорит о том, что эти элементарные частицы с необходимостью характеризуется наименьшим пространственным размером и наибольшей плотностью . Такие же атрибуты свойственны первичным элементарным частицам и античастицам, которые возникают при наибольшей температуре в результате превращений первичных фотонов в первичные частицы и античастицы. Наибольшая температура характеризует и состояние первичных фотонов, и состояние первичных элементарных частиц и античастиц. Весьма важным является то обстоятельство, что на расстояниях соизмеримых с все типы физических взаимодействий становятся одинаково эффективными и поэтому неотличимыми друг от друга.

Отметим одно важное обстоятельство, связанное с наличием квантов Времени tmin и квантов физического Пространства λmin. Гамма-лучи корпускулярны по своей природе, поскольку каждый луч является отдельной сущностью, движущейся через пространство без изменений в форме и без диссипации энергии, совершенно так же, как двигались бы свободные частицы. Однако, дифракция гамма-лучей на дифракционных решетках, созданных самой Природой, недвусмысленно подтвердило их волновой характер. Только благодаря тому обстоятельству, что имеются природные дифракционные решетки, явление дифракции для гамма-лучей и было обнаружено. Но совершенно очевидно, что с ростом частоты ν и уменьшением длины волны λ, квантовая физика придет к ситуации, когда природных дифракционных решеток с нужной разрешающей способностью не будет, а тем более, не будет искусственно полученных дифракционных решеток с нужной разрешающей способностью. И тогда для некоторой критической частоты νкр и некоторой критической длины волны λкр, когда ν≥νкр или λ≤λкр, явление дифракции для гамма-лучей невозможно будет обнаружить в принципе, и тогда о таких гамма-лучах совершенно точно можно будет говорить, что это корпускулы.

В пользу этого соображения говорит тот факт, что при «освещении» частицы гамма-лучами длину волны падающего гамма-излучения нельзя сделать меньше, чем возрастание длины волны, обусловленное эффектом Комптона. Из этого следует, что с уменьшением длины волны падающего гамма-излучения угол рассеивания θ обязан будет стремиться к нулю, поскольку комптоновская длина волны λс неизменна по величине. Стремление к нулю угла рассеивания θ указывает на то, что рассеивание гамма-лучей исчезает. Другими словами, гамма-излучение с ν≥νкр или λ≤λкр на пути своего движения не замечает квантовые микрообъекты, которые для него «прозрачны» и, следовательно, природных дифракционных решеток с нужной разрешающей способностью для него не существует.

Отсюда следует, что гамма-излучение с частотой, лежащей в интервале νкр≤ν≤νmax или длиной волны, лежащей в интервале λmin≤λ≤λкр, представляет собой кванты, характеризуемые только корпускулярными свойствами, волновые свойства таких квантов не могут быть обнаружены, не могут быть наблюдаемы и, следовательно, никоим образом не проявляются. Проблема теперь состоит не в том, чтобы выбрать между двумя теориями гамма-лучей, а в том, чтобы найти такую теорию, которая бы обладала возможностями и корпускулярной, и волновой теорий.

При возникновении Вселенной Природой «предусмотрено» конкретное значение квантов Времени и квантов физического Пространства и тем самым определены наибольшие, максимально возможные, но, тем не менее, конечные значения температуры , частоты , энергии первичных фотонов и их масс . Благодаря этим обстоятельствам стало возможным существование фундаментального закона сохранения и превращения энергии. И поскольку Вселенная возникла, развивается и будет развиваться в Пространстве и Времени, то, следовательно, физическое Пространство и Время обязаны иметь пределы , пространственно-временной локализации как при возникновении Вселенной, так и на любом этапе её развития.

Те новые фундаментальные представления о Времени и Пространстве, о возникновении и развитии Вселенной со временем могут претерпеть некоторые изменения или уточнения, но их нельзя игнорировать и ими нельзя пренебрегать.

Полученные результаты однозначно указывают на то, что многовековое философское противостояние между концепциями дискретности и непрерывности при его переносе на почву действительной реальности естественным образом разрешилось в пользу концепции дискретности физического Пространства и Времени. Однако это не означает, что концепцию непрерывности нельзя применять в качестве рабочей концепции в теоретических построениях как философии, так и физики, математики и связанных с ними наук, но только при этом надо учитывать принципиальные ограничения, накладываемые концепцией дискретности на концепцию непрерывности. Аналогичные отношения, например, сложились между квантовой физикой и классической физикой.

Итоговая констатация изложенных результатов исследования заключается в том, что доказано существование пределов , пространственно-временной локализации и, следовательно, доказана дискретность физического Пространства и Времени с вытекающими из этого факта фундаментальными представлениями, существенно изменяющими и уточняющими существующую квантовую физику.

Вероятности, которые встречаются в классической физике, интерпретируются как обусловленные неполной детализацией исследуемых систем, вызванной ограниченностью нашего знания о детальной структуре и развитии этих систем. Таким образом, эти вероятности должны быть интерпретированы как имеющие субъективную природу. Как оказалось, в квантовой механике вероятностная интерпретация в сущности не теряет своей силы, но базируется она на принципиально ином основании – дискретной структуре Времени и физического Пространства, другими словами, квантованности Времени и физического Пространства. Мы принимаем здесь точку зрения, согласно которой случайность в квантовой механике имеет фундаментальный и объективный характер, глубоко коренящийся в объективной инфраструктуре реального Мира.




Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 32 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

Сценарий возникновения Вселенной | Местное время Вселенной | Волны де Бройля | Глава 1 | Глава 2 | Глава 3 | Глава 4 | Глава 5 | Глава 6 | Глава 7 |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав