Надо ли гнуть пространство и что такое “материальный объект”?
Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений.
И.Ньютон
Задача о поведении частиц вблизи друг друга снова вернула нас к вопросу об ограниченности представления о том, что гравитационное поле есть результат искривления метрики пространства-времени.
В норме языка, которая до теории относительности вообще не подвергалась сомнению, под пространством понималось “то, в чем все расположено”, а это самое “все” обобщенно называлось, как правило, “материальными объектами”. Мы уже говорили, что философы до настоящего времени не удосужились дать определения этим понятиям (считая, видимо, что они даны свыше). В приведенной норме словосочетание “метрика пространства” в отрыве от материальных объектов не подразумевало содержательного смысла.
Считается, что Эйнштейн вразумил нас, будто пространство и время – это нечто такое, о чем мы раньше не подозревали. Однако, когда физики говорят, что пространство искривлено, то на вопрос: “относительно чего?”, – они или не отвечают, или начинают нести какую-то околесицу.
Ранее уже отмечалось (см гл.3, 8), что понятия “материальный объект”, “пространство”, “время” суть категории сознания (как, впрочем, и любые другие понятия), поэтому вполне естественно, что их смысл в нашем сознании может меняться. У читателя, возможно, появился вопрос такого плана: “Ну хорошо, я уловил, что понятие “пространство” есть категория сознания, а что же такое само пространство?”. В этом вопросе проявляется заложенное природой представление, что человек непосредственно ощущает окружающий мир, в то время как на самом деле он имеет дело с информацией, переработанной у него в голове.
|
|
|
Почему же возникает такое представление? Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев ощущения нас не обманывают. Поэтому, когда в младенчестве мы усваиваем без четкого определения какие-либо понятия (в т.ч., напр., - “пространство”), впоследствии нам кажется, что мы их получили прямо от природы. Когда в более зрелом возрасте человек возвращается к осознанию таких понятий, то фактически он пытается проникнуть не в бездны мироздания, а лишь в извилины собственного головного мозга. Сам по себе способ анализа окружающего мира не имеет значения, если он приводит к правильным результатам, и здесь мы можем ответить по существу поставленного вопроса. С огромной долей вероятности общественно установившиеся к настоящему времени понятия адекватно и наиболее эффективным способом отражают реально существующий мир, а противоречия отдельных теорий, как правило, локализованы в узкой области и существуют лишь до той поры, пока не будут сметены очевидностью практики.
|
|
|
Возвращаясь к представлениям о пространстве, предложенным ТО, заметим, что эта теория также не дает определения понятию “пространство”, и в то же время приписывает ему метрику, опять же не объясняя, каким образом может быть определена метрика без материальных объектов. Когда идеологи ТО говорят об искривлении пространства, то невольно выдают себя, т.к. подразумевают искривление относительно евклидовой метрики. Если они откажутся от последней, то будет потеряна сама система понятийных координат.
Потеря понятийных (да и пространственно-временных) координат ярко проявляется в процедуре ОТО по синхронизации часов: если синхронизировать часы ОТО по замкнутому пространственно-временному контуру, то в общем случае конечные показания часов не будут совпадать с начальными, хотя речь идет об одной и той же пространственной точке в тот же момент времени. Очевидно, что на самом деле ОТО просто не знает в какую точку заводит ее эта процедура!
Что означает по современным представлениям понятие “материальный объект”? Это — некоторая особенность пространства, проявляющая себя во взаимодействии с другими объектами, что, в свою очередь, вызывает их изменение во времени. Когда древние строили геометрию, они стремились влияние материальных объектов свести к нулю. С их точки зрения было бы настоящим жульничеством утверждение типа: “гравитационное поле искривляет прямую, потому что искривляется изображающая её нить”, а чем луч света лучше нити?
|
|
|
Конечно, понятие “пространство” — категория сознания, поэтому всегда можно перенести часть свойств материальных объектов на свойства пространства. Именно в таком смысле надо понимать преобразования пространства-времени, используемые многими современными физическими теориями. Важно не запутаться в этом самим авторам и не забывать, что такое пространство уже не будет однородным, да и называть его стоит как-нибудь по-другому, например, “эйнштейново пространство”. При этом выясняется, что, во-первых, декларируемый отказ от евклидовой геометрии – не более, чем иллюзия: все метрические коэффициенты упомянутых теорий на самом деле прямо или косвенно отсчитываются от евклидовой метрики; во-вторых, под эйнштейновым пространством замаскировался все тот же “эфир”, да еще в виде предельно плотной все заполняющей субстанции с невероятно жесткими свойствами; в-третьих, спор, о том, какое пространство реально, абсолютно беспредметен: именно в данном случае мы должны помнить, что понятие “пространство” – категория сознания; и наконец, в-четвертых, на примере квантово-механических взаимодействий мы убедились, что рассматриваемый перенос свойств материальных объектов на свойства пространства может не отражать всего многообразия различных взаимодействий объектов и их элементов.
|
|
|
Мы уже отмечали, что a priori материальный объект занимает весь бесконечный объем, взаимопроникая в другие объекты. Такой подход характерен для квантовой механики. Классическая механика рассматривала силовые поля материальных объектов отдельно от них самих. Ясно, что на самом деле материальная субстанция силовых полей неотделима от осязаемой, состоящей из вещества части материальных объектов, и разделение последних на поле и вещество есть лишь способ нашего анализа окружающего мира.
В предыдущей главе было показано, что ОТО неприменима к концентрированным состояниям материи, а для космических масштабов может использоваться лишь в качестве математического приема. Мировоззренческие рассуждения о так называемой “замкнутой Вселенной” не стоят выеденного яйца, поскольку эйнштейново пространство отражает на самом деле свойства некоторого материального комплекса, а не всего безграничного пространства. Вводя поправки с обратным знаком на кривизну эйнштейнова пространства (которые нам известны), мы всегда можем вернуться к евклидовой геометрии, в которой вопрос о “замкнутости” пространства даже и не стоит.
Защитники ТО иногда говорят о какой-нибудь формуле, будто бы на 100% подтверждающей их теорию, даже не слушая оппонента, который приводит 100 различных способов получения той же самой формулы. Сами по себе софистские приемы неинтересны и проходят только в том случае, если у софиста подавляющая власть, однако в связи с этим претенденту на успех следует отметить для себя, что, многократно применяя метод рекурсии к какому-либо понятию, мы в конце концов приходим к весьма четкому его определению, и дальнейшие нагромождения формул, как бы умно они ни выглядели, уже не могут изменить этих исходных понятий, и поэтому не стоит поддаваться сомнению или унынию, что какой-нибудь профессор завтра опозорит Вас, заявив, что согласно изобретенной им Формуле Высшей Философии, Ваше утверждение о равенстве боковых сторон равнобедренного треугольника нарушается в 13-м знаке после запятой.
Итак, повторим: метод рекурсии дает твердую уверенность в основах полученных знаний. Для любого человека хотя бы мало-мальски знакомого с программированием вычислительной техники последнее утверждение не вызывает ни малейшего сомнения. Любое последующее изменение определения обозначает, в сущности, другое понятие, и, по правилам хорошего тона, должно называться другим словом до тех пор, пока соответствующие изменения не войдут в норму языка. Вместе с тем здесь уже неоднократно обращалось внимание молодых читателей на недопустимость перерастания упомянутой уверенности в высокомерную самоуверенность: как бы Вы ни были умны, Ваши знания - лишь неполное и иногда, к сожалению, кривое отражение окружающей действительности; кстати, метод рекурсии сам по себе предполагает, что у познающего имеются определенные сомнения, которые он и пытается разрешить при повторном рассмотрении.
Что организует энергию?
Женщина из старой притчи о Бенджамине Франклине спросила… “Но, профессор Франклин, какое же этому применение?”, на что Франклин ответил: “Мадам, а какое применение новорожденному?”
С.Пауэл
Мы уже отмечали, что концентрация энергии сама по себе еще недостаточна для получения термодинамических (или механических) движущих сил. Для последнего необходимо, чтобы энергия теплового движения превратилась в какую-нибудь другую форму энергии. Мы не будем взывать к интуиции или догадливости читателя, скажем сразу, что для этой цели великолепно подходит тот “котел”, который получается (см. гл. 9) вблизи сильного гравитационного центра. Известно, что для ядерных превращений необходима довольно большая энергия и что радиоактивные ядра часто имеют весьма значительное (до нескольких миллиардов лет) время жизни.
Таким образом, общая схема возникновения термодинамических неравновесностей выглядит так:гравитационный центр притягивает из окружающего холодного пространства наиболее энергичные частицы (охлаждая холодное), которые вблизи центра набирают дополнительную энергию (отбирая ее, опять же, у выталкиваемых холодных объектов); эти частицы вступают затем в ядерные реакции, в результате которых высокотемпературная тепловая энергия преобразуется в ядерную. Поскольку радиоактивные ядра имеют значительное время жизни, в процессе диффузии (или при других процессах переноса) они уходят в окружающее пространство, снабжая его так называемым “ядерным горючим”, которое в дальнейшем служит источником всех движущих сил в природе.
Этот результат можно получить даже из термодинамических соотношений при грамотном их использовании, однако надежнее в этом случае применить более общие научные принципы, в том числе – из теории вероятности. Мы же получим его проще – из компьютерного эксперимента.
В модель, построенную в гл. 9, внесем некоторые дополнения. Можно, например, ввести частицы разного сорта (протон и электрон) и промоделировать образование нейтрона, но на данном этапе положите просто, что, при достижении частицей определённой энергии, с определенной вероятностью из нее образуется новая частица с большей энергией покоя, в которую переходит часть энергии движения. В соответствии с принципом детального равновесия с той же степенью вероятности при тех же условиях возможен обратный переход.
При подходящем подборе параметров задачи Вы увидите, что новые частицы образуются вблизи притягивающего центра, но затем диффундируют по всему объёму и за его пределы (если Ваша модель позволяет последнее).
Обратим внимание, что изложенный механизм действует вследствие зависимости массы частиц от скорости в соответствии с формулой m=m0/(1-V2/c2)1/2. В условиях слабых гравитационных полей, в частности - поля Земли, этот эффект практически невозможен.
Поскольку новые частицы неравновесны, то они могут создавать источники энергии вдали от того места, где образовались (например, в звёздах).
Изложенный механизм на первый взгляд подтверждает догадку, высказанную Д.Н.Зубаревым в "Физической энциклопедии" 1988 г., о том, что невозможность "тепловой смерти" Вселенной обусловлена влиянием гравитационных полей, однако причину такого поведения он видит в том, что гравитация, по его мнению, является "внешней" по отношению к статистической системе и вопрос сводится все к тому же невнятному тезису о каком-то чудо-влиянии открытости системы на прекращение действия 2-го закона - см. гл. 8.
Наша модель генерирует “радиоактивные” частицы в условиях термодинамического равновесия. Реальные системы, очевидно, не обязаны дожидаться равновесия, процессы концентрации и организации энергии идут параллельно со всевозможными другими процессами, создавая богатые возможности для самых разнообразных явлений и ассоциаций материальных объектов.
Вокруг статистического обоснования 2-го закона термодинамики написано колоссальное количество работ. Некоторые из них настолько подробно объясняют, почему этот закон всегда и всюду справедлив, что неискушенные обыватели находятся в состоянии полнейшего удивления, отчего это у кого-то до сих пор еще имеются сомнения. Но что интересно, все эти теоретики в своих рассуждениях обходят молчанием, каким образом их необычайно умные абстракции приводят к отмеченным выше грубым ляпсусам? Мы не можем здесь выполнить огромную, и к тому же неблагодарную работу, сначала разъясняя все эти доказательства, а потом их опровергая, тем не менее сделаем некоторые общие замечания.
Здесь уже неоднократно отмечалось, что в основе упомянутых доказательств лежало представление о носителях теплового движения как о каких-то неизменных шариках наподобие бильярдных. Считалось, что статистическая система таких шариков консервативна, а равновесие в малых частях этой системы достигается быстрее, чем в больших. Подсознательно подразумевалось, что взаимодействия можно привести к потенциальному виду. В квантовых системах неявно предполагалось, что система “знает” о всех своих состояниях и, в соответствии с этим “знанием” строит частоту нахождения в том или ином состоянии, в том числе, во всех взаимных потенциальных ямах.
Начнем с последнего. И теория Лоренца и, в особенности, теория относительности не предполагают бесконечной скорости передачи взаимодействий, поэтому какого-то общего для системы расположения и даже определенности в количестве энергетических уровней не существует и поэтому-то распределение Гиббса замкнутой системы, посчитанное без учета этого факта, приводит к парадоксальному заключению, что ее энтропия не может ни увеличиваться, ни уменьшаться. На самом деле, вследствие конечности скорости передачи взаимодействий, энтропия и другие термодинамические функции однозначный смысл могут иметь только в качестве локальных величин, их аддитивность должна каждый раз доказываться отдельно. В частности, для описанного нами “котла” энтропия явно зависит от непотенциальных взаимодействий, приводящих к объединению носителей теплового движения в новые группы с неким согласованным резонансным движением. При тепловом соударении с третьими частицами эти резонансы выступают как единое целое, уменьшая таким образом энтропию.Особенно заметным рассматриваемое уменьшение энтропии окажется при выносе резонансов в область пониженных тепловых энергий, где ничтожно мало частиц, способных разрушить резонанс.Обратим внимание, что в классических потенциальных полях ничего подобного происходить не может. В потенциальных полях любое, самое незначительное изменение внешней температуры вызывает немедленное изменение энергии взаимного движения частиц рассматриваемого комплекса.
Очевидно, что замечание предыдущего абзаца показывает ограниченность представлений о консервативности статистической системы и вытекающей из нее теоремы Лиувилля. Теорема Лиувилля и в классическом варианте неприменима к отдельной частице, в случае же непотенциальности взаимодействий основные события происходят именно на уровне отдельной частицы.
Заметим, что дискретность состояний и наличие потенциальных барьеров в квантовых системах – результат непотенциальности взаимодействий, ответственных за квантовомеханическое поведение. Поскольку внутренние квантовомеханические движения могут совершаться со скоростями, большими скорости света, то силы, зависящие от скорости, начинают превалировать над статическими силами. Например, магнитные силы токов в электроне становятся больше электростатических сил, что позволяет электрону сохранять целостность при всей “размазанности” своего квантового “облака”. Очевидно, что, без привлечения представлений о непотенциальных взаимодействиях невозможно объяснить само существование элементарных частиц.
При выводе уравнений Максвелла используются представления о непотенциальных взаимодействиях, и в этом отношении Максвелл продвинулся значительно дальше, чем теория относительности, для которой процессы в электромагнитной волне – темный клубок запретов и неясностей (к слову, здесь уже отмечалось, что Максвелл был весьма близок к разгадке парадоксов 2-го закона термодинамики). Другой замечательной особенностью уравнений Максвелла является то, что они используют представление о многообразии материи, представленной в данном случае взаимодействием электричества и магнетизма. В уравнении Дирака, описывающем электрон, число образов материи достигает восьми – 4 комплексные функции.
Во многих учебниках квантовой механики даже не упоминается, что запись волновой функции в комплексном виде означает взаимодействие не каких-то мнимых призраков, а 2-х вполне материальных сущностей.
Характерной особенностью непотенциальных взаимодействий является их способность образовывать специфические “взрывные” комплексы. Действительно, представим, что в описанный выше резонанс случайно попала какая-то третья частица и затормозила движение одного из участников резонанса. Ввиду зависимости непотенциальных сил от скорости, притяжение между ними (участниками) резко ослабеет, и под действием других сил (в том числе, и потенциальных) резонанс развалится, в некоторых случаях – с колоссальной энергией. Этим механизмом могут вызываться многие явления – от радиактивного распада до “Большого взрыва”. Им же, кстати, могут быть вынесены и термодинамические неравновесности (которые в нашем компьютерном эксперименте выносились диффузией). Очевидно, он лежит в основе философской концепции о чередуемости эволюциоонного развития и революционных взрывов, вне зависимости от того, нравятся кому-то последние, или не нравятся.
Из анализа вышеизложенного выясняется действительный физический смысл классических формулировок 2-го закона термодинамики. Стремление классических статистических систем к рассеиванию своих подсистем является следствием того, что в таких системах, мельчайшие подсистемы (носители теплового движения) при максимальном сближении (“дно” взаимодействия) отталкиваются друг от друга. Противоположный случай – отсутствие “дна” – приводит к другой крайности – проваливанию материи в “черную дыру”.
Одновременно выясняется, почему при статистических обоснованиях 2-го закона эклектичное, на первый взгляд, вклинивание методической по своему существу, связанной с недостатком информации, почти субъективной, теории вероятности в задачу строго детерминированной механики, симметричной по отношению к изменению знака времени, приводит к объективно достоверному результату, несимметричному к упомянутому знаку. Все дело оказывается в том, что классический 2-й закон термодинамики рассматривает системы, изначально поставленные в такие объективные условия, что самый строгий детерминированный расчет приведет к тем же результатам, что и теория вероятности.
Гипотетически процесс образования все новых и новых резонансов может как будто привести к тому, что вся тепловая энергия перейдет в организованную ядерную форму и энтропия обратится в нуль. Это – как бы антипод “тепловой смерти”. В качестве общественного аналога можно представить, что все мы выстроились в одну шеренгу и дружно прыгнули в какую-нибудь пропасть. Такую же перспективу сулит нам сваливание в “черную дыру”. Утешает лишь то, что в реальности мир не находится ни в “черной дыре”, ни при “тепловой смерти”.
Последовательные сторонники принципа однородности времени ожидают от нас с Вами, дорогой читатель, такой модели вселенной, в которой при увеличении концентрации и организованности энергии усиливались бы процессы рассеяния термодинамических неравновесностей с их дальнейшей диссипацией, и наоборот - рассеянные состояния интенсифицировали бы процессы концентрации. Непотенциальность реальных фундаментальных взаимодействий дает все основания утверждать, что такие модели существуют. Явления гравитационной неустойчивости и космических магнитных "динамо" с уверенностью можно отнести к упомянутым процессам.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 88; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!