Базовые математические отношения 1 страница
Дьюи Б. Ларсон - Структура физической вселенной (том 1)
Ничего кроме Движения
Перевод: Любовь Подлипская
Содержание
Предисловие
Глава 1. Истоки
Глава 2. Вселенная Движения
Глава 3. Системы отсчета
Глава 4. Излучение
Глава 5. Гравитация
Глава 6. Обратная обусловленность
Глава 7. Движение с высокой скоростью
Глава 8. Движение во времени
Глава 9. Комбинации вращения
Глава 10. Атомы
Глава 11. Субатомные частицы
Глава 12. Базовые математические отношения
Глава 13. Физические константы
Глава 14. Космические элементы
Глава 15. Распад космических лучей
Глава 16. Строительство космического атома
Глава 17. Некоторые умозрительные построения
Глава 18. Простые соединения
Глава 19. Сложные соединения
Глава 20. Цепные соединения
Глава 21. Кольцевые соединения
Предисловие
Почти двадцать лет прошло со времени первой публикации этой работы. Тогда, в предисловии, я обращал внимание на то, что мои выводы свидетельствуют о необходимости радикального изменения в общепринятом понятии фундаментального соотношения, которое лежит в основе всего здания физической теории: отношения между пространством и временем. Я обнаружил, что Вселенная – это не просто пространственно-временная структура вещества, как принято считать в традиционной науке. Я обнаружил, что Вселенная – это Движение, в котором пространство и время – просто два взаимообусловленных и не существующих друг без друга аспекта движения и не имеют никакого другого значения. И все, что я сделал, - это определил свойства, которыми обязательно должны обладать пространство и время во вселенной, целиком проявленной из движения, и выразил их в форме ряда постулатов. Затем, я показал, что логико-математические следствия из этих постулатов без привлечения дальнейших допущений или экспериментальных результатов достаточно детально определяют теоретическую модель, во всех отношениях согласующуюся с наблюдаемой физической Вселенной.
|
|
|
Ничего подобного никогда не разрабатывалось ранее. Ни одна из предыдущих теорий даже близко не подошла к объяснению всего объема явлений, доступных наблюдению с помощью существующих возможностей, не говоря уже о ныне недоступных и неизвестных наблюдателю явлениях, которые тоже должны укладываться в рамки общей теории Вселенной. Традиционные научные теории принимают некоторые характеристики наблюдаемой физической Вселенной как основу для построения гипотез, на которых основываются выводы о свойствах наблюдаемых явлений. Новая же теория не опирается на эмпирическое содержание. Все свои выводы она основывает исключительно на постулированных свойствах пространства и времени. Теоретические выводы из этих постулатов предусматривают существование разных физических объектов и материальных явлений, излучения, электрических и магнитных явлений, гравитации и так далее, а также устанавливают связи между этими явлениями. Поскольку все заключения выводятся из одних и тех же допущений, теоретическая система является полностью интегрированной структурой, резко противоречащей основам ныне признанной физической теории, которая, по утверждению Ричарда Фейнмана представляет собой “множество разных частей и кусочков, плохо подогнанных друг к другу”.
|
|
|
За последние двадцать лет, к уже существующей ситуации прибавился еще один фактор - время. Лакмусовый тест любой теории – ее надежность после того, как эмпирическое содержание ее предмета обогащается новыми открытиями. Как однажды указал Харлоу Шепли, факты – главные враги теорий. Лишь немногие теории, пытающиеся охватить больше, чем жестко ограниченную область, способны продержаться очень долго под неослабевающим напором открытий без основополагающих изменений или полного преобразования. За двадцать лет, прошедших со времени первого издания, лет, в течение которых были совершены огромные шаги по обогащению эмпирического знания во многих областях физики, в постулатах новой теории не произошло никаких реальных изменений. Потому что постулаты и все, что может быть выведено из них посредством логических и математических операций, без введения чего-либо из наблюдений или других внешних источников, создают завершённость теории. Отсутствие реального изменения в постулатах означает отсутствие изменения где-либо в теоретической структуре.
|
|
|
Конечно, чтобы учесть некоторые новые открытия, потребовалось расширение и углубление теории посредством ее детализации, но в большинстве случаев природа потребовавшейся детализации была практически очевидна, как только новые явления или взаимоотношения классифицировались как один из результатов теории. Действительно, некоторые новые открытия, такие как существование взрывающихся галактик, а так же результаты общего характера, на самом деле предвиделись в первом опубликованном описании теории, наряду со многими явлениями и результатами, все еще ожидающими эмпирической проверки. Таким образом, в ряде существенных отношений новая теория опережает наблюдение и эксперимент.
|
|
|
Естественно, научное сообщество сопротивляется изменению своих взглядов в той степени, которую требуют мои выводы. Оно даже препятствует обсуждению в журналах отхода от ортодоксального мышления. Получение значимой оценки содержания новой теории оказалось медленной и трудной задачей. Однако те, кто тщательно исследуют структуру новой теории, не могут не поражаться ее последовательной логике. Как следствие, многие, предпринявшие усилие понять и оценить новую теорию, не только признали её главным дополнением к естествознанию, но и проявили активный личный интерес, помогая привлечь к ней внимание других. Для выполнения этой задачи несколько лет назад была создана организация с определенной целью - продвижение понимания и постепенного признания новой теоретической системы – Системы Теории Обратной Взаимообусловленности Пространства и Времени (СТОВПВ) или Системы Теории Обратной Взаимообусловленности (СТОВ), как мы её называем. Благодаря усилиям этой организации, New Science Advocates, Inc., и её отдельных членов, в колледжах и университетах Соединенных Штатов и Канады были прочитаны лекции о новой теории. Также, NSA публикует бюллетень, и смогла помочь публикации этой книги.
В августе 1977 года, на ежегодной конференции Университета Миссисипи, я выступил с докладом о создании и развитии СТОВ. Некоторые участники презентации предложили включить часть доклада в эту книгу для демонстрации того факта, что главная идея новой теории состоит в следующем - взаимообусловленность пространства и времени не является плодом безудержного воображения, а установлена в результате детального и исчерпывающего анализа доступных эмпирических данных из основных областей физики. Обоснованность такой связи скорее принадлежит множеству a posteriori , нежели задаётся a priori. К тому же многие люди уделили бы время исследованию следствий, если бы убедились, что постановка вопроса является результатом систематизированного индуктивного процесса, а не чем чем-то, высосанным из пальца. Именно этой цели призваны послужить нижеследующие выдержки из доклада.
“Многие, кто соприкоснулся с СТОВ, поражены тем, что мы говорим о ней “в развитии”. Одни, очевидно, смотрят на теорию как на конструкцию, которая должна быть завершена прежде, чем предлагать её вниманию. Другие, несомненно, верят, что она возникла как некий вид откровения, и все, что мне пришлось сделать, - просто записать. Прежде, чем начать обсуждение результатов, полученных за последние двадцать лет, необходимо объяснить, что же на самом деле представляет собой эта теория, и почему ее «жизнь» в развитии так существенна. Возможно, наилучшим способом сделать это будет рассказать, как она появилась.
Меня всегда очень интересовал теоретический аспект научного исследования. Поэтому с ранних лет у меня выработалась привычка уделять много свободного времени теоретическим исследованиям того или иного рода. Со временем я пришел к выводу, что усилия были бы намного продуктивнее, если бы я подчинил большую их часть какой-то конкретной цели. Я решил разработать метод, с помощью которого количественные характеристики определенных физических состояний могли вычисляться из химического состава веществ. Многие исследователи занимались этой проблемой и раньше. Но добились лишь получения нескольких математических выражений, оценочно описывавших влияние температуры и давления на физические свойства через приписывание каждому из различных веществ неких спорных констант. Цель чисто теоретического построения, не требующего спорного приписывания числовых констант, оказывалась вне всех усилий.
Может показаться, что с моей стороны было самонадеянно выбрать такую цель, но, кроме всего прочего, если кто-то хочет попытаться достичь чего-то нового, он должен стремиться к тому, чего не сделали другие. Кроме того, у меня имелось одно преимущество перед предшественниками: я не был профессиональным физиком или химиком. Большинство людей сочтут это серьезным недостатком, если не определенным пороком. Но те, кто глубоко изучили предмет, соглашаются, что революционные новые открытия в науке редко совершаются профессионалами в определенной области. Почти всегда это заслуга индивидуумов, которые могут считаться любителями, хотя д-р Джеймс Б. Конант точнее описывает их как свободных от обязательств исследователей. “Свободный от обязательств исследователь, - говорит д-р Конант, - это тот, кто проводит исследование исключительно по своей инициативе, без какого-либо указания или ответственности перед кем-то другим, и свободный от любого требования, что работа должна принести результаты”.
В некоторых отношениях, исследование похоже на рыбалку. Если вы зарабатываете на жизнь ловлей рыбы, вы должны ловить там, где вы уверены, что она есть, даже если знаете, что та рыба – лишь мелкая рыбешка. Никто кроме любителя не рискнет отправиться в абсолютно незнакомое место в поисках большого приза. Аналогично, профессиональный ученый не можете себе позволить уделить двадцать или тридцать продуктивных лет жизни в погоне за целью, предусматривающей разрыв с традиционной мыслью своей профессии. Но нас, свободных от обязательств исследователей, в первую очередь интересует сама рыбалка, и хотя нам нравится богатый улов, это просто дополнительный плюс. Улов для нас не существенен настолько, насколько он существенен для тех, кто зависит от улова в качестве источника существования. Мы - единственные, кто может себе позволить пойти на риск рыбачить в незнакомых водах. Д-р Конант выразил это так:
“Лишь немногие станут отрицать, что когда граница уже пересечена, в науке относительно легко разрабатывать детали новой области. Важный момент – поворот за неожиданный угол. Большинству людей это не дано… По определению, за неожиданный угол нельзя повернуть любым запланированным действием… Если в будущем вы хотите достичь успехов в базовых теориях физики и химии по сравнению с достигнутыми за последние два столетия, существенно, чтобы вы были людьми, способными повернуть за неожиданные углы. Такого человека я рискну назвать свободным от обязательств исследователем”.
Как и следовало ожидать, поставленная задача оказалась длительной и трудной, но после почти двадцати лет я пришел к некоторым интересным математическим выражениям в нескольких областях. Одним из самых интригующих выражений явилось выражение межатомного расстояния в твердых телах в терминах трех переменных, явно связанных со свойствами, представленными периодической таблицей элементов. Однако каким бы точным математическое выражение не было, само по себе оно обладает лишь ограниченной ценностью. Прежде чем мы сможем полностью воспользоваться выраженной связью, следует узнать нечто о значении этой связи. Поэтому моей следующей целью было обнаружить, почему математическое выражение принимает эту конкретную форму. Я изучал эти выражения под разными углами, анализируя разные термины и исследуя все гипотезы их происхождения, какие только могли прийти мне в голову. Это была довольно обескураживающая фаза проекта, поскольку в течение долгого периода времени казалось, что я просто толку воду в ступе. Несколько раз я решал отказаться от всего проекта, но в каждом случае, после нескольких месяцев бездействия, я находил какую-то иную возможность, которую, казалось, стоило исследовать; и я вновь возвращался к своей задаче. Со временем, мне пришло на ум, что выраженная в одной конкретной форме, математическая связь, которую я сформулировал для межатомного расстояния, могла бы иметь простое и логическое объяснение, если просто предположить, что между пространством и временем существует соотношение взаимности.
Первая реакция на эту мысль была такой же, как и на великое множество других. Я говорил себе, что идея взаимности пространства и времени абсурдна. Точно так же можно говорить о взаимности ведра и воды или взаимности столба и забора. Но после долгих размышлений мне удалось увидеть, что идея не такая уж абсурдная. Единственная связь между пространством и временем, о которой мы хоть что-то знаем, - движение, и в движении пространство и время обладают отношением взаимности. Если один самолет летит вдвое быстрее, чем другой, нет разницы, говорим ли мы, что он пролетает вдвое большее расстояние за одно и то же время, или одно и то же расстояние за половину времени. Это не обязательно общее отношение взаимности, но факт, что отношение взаимности предлагает идею общей связи со значительной степенью достоверности.
Тогда я предпринял следующий шаг и начал рассматривать, какими могли бы быть следствия отношения взаимности такой природы. К моему огромному удивлению, сразу же стало очевидно, что отношение взаимности ведет к простым и логическим ответам не меньше, чем на дюжину давнишних проблем, существовавших в отдельных областях физики. Те, кому никогда не случалось глубоко изучать основы физической теории, возможно, не поймут, каким на самом деле необычным оказался результат. Каждая теория современной физической науки была сформулирована в применении к какой-то конкретной области физики, но ни одна из них не могла предложить ответы на основные вопросы в любой другой области. Они могут помогать давать ответы, но ни в коем случае ни одна из них не может дать ответ без посторонней помощи. Здесь же, в постулате взаимности, мы обнаруживаем теорию связи между пространством и временем, ведущую непосредственно к простым и логическим ответам на многие разные проблемы во многих разных областях, без помощи любых других теоретических допущений или эмпирических фактов. Это нечто абсолютно беспрецедентное. Теория, основанная на отношении взаимообусловленности, крупномасштабно выполняет то, чего совсем не может делать ни одна другая теория.
Для иллюстрации того, о чем я говорю, давайте рассмотрим разбегание отдаленных галактик. Как знают многие, астрономические наблюдения показывают, что большинство отдаленных галактик удаляются от Земли со скоростями, приближающимися к скорости света. Ни одна традиционная теория не может объяснить это разбегание. И в самом деле, даже если вы соберете все теории традиционной физики, вы не получите объяснения этому явлению. Чтобы прийти к какому-либо объяснению, астрономы вынуждены прибегать к допущению или допущениям, относящимся к самому разбеганию. Господствующая ныне теория Большого Взрыва допускает в прошлом гигантский взрыв в какой-то гипотетической сингулярной точке, из которой все содержимое вселенной выбросилось в пространство с нынешними, высокими скоростями. (Примечание переводчика. Автор несколько упрощает современное представление о “Большом взрыве”. По современным представлениям в начале “Большого взрыва” Вселенная экспоненциально «распухла», а затем начало появляться излучение и вещество). Конкурирующая теория Устойчивого Состояния допускает непрерывное сотворение новой материи, которая каким-то неопределенным образом создает давление, отталкивающее галактики друг от друга с наблюдаемыми ныне скоростями. Но постулат взаимообусловленности (допущение, принятое для расчета величин межатомных расстояний в твердых телах) предлагает объяснение разбегания галактик без необходимости любых допущений о самом разбегании или о том, что разбегается. Ему даже не нужно прибегать ни к какой константе, а именно, чем является галактика. Очевидно, галактика должна быть чем-то – иначе её существование не могло бы распознаваться – и пока она является чем-то, отношение взаимности говорит, что она должна удаляться от нашего местонахождения со скоростью света потому, что положение, которое она занимает, движется именно так. На основе соотношения взаимообусловленности, пространственное разделение между любыми двумя физическими местами, “астрономическое расстояние”, как мы можем его назвать, увеличивается с той же скоростью, что и астрономическое время.
Конечно, любой новый ответ на главный вопрос, который предлагает новая теория, оставляет несколько вспомогательных вопросов, требующих дальнейшего рассмотрения, но путь к решению вспомогательных проблем ясен, как только преодолена первичная проблема. Объяснение разбегания, причина, почему самые отдаленные галактики разбегаются со скоростью света, оставляет нерешенным вопрос, почему ближайшие галактики обладают меньшими скоростями разбегания, и ответ на этот вопрос очевиден, поскольку мы знаем, что гравитация оказывает замедляющее влияние, которое больше на более коротких расстояниях.
Другой пример многих основных давнишних проблем, которые посредством постулата взаимообусловленности разрешаются почти автоматически, - механизм распространения электромагнитного излучения. И вновь, ни одна традиционная физическая теория не способна предложить объяснение. Как и в случае с разбеганием галактик, прежде чем сформулировать любой вид теории, приходится прибегать к допущению о самом излучении. В этом примере, традиционное мышление не способно даже выдвинуть какой-либо приемлемой гипотезы. Допущение Ньютона о корпускулах света, движущихся как пули, выпущенные из ружья, и конкурирующая теория волн в гипотетическом эфире, со временем были отклонены. Имеется общее впечатление, что объяснение предоставил Эйнштейн, но сам Эйнштейн на него не претендовал. В одном из своих трудов он указывает на то, какая это на самом деле трудная проблема, и приходит к такому утверждению:
“Представляется, единственное, что нам остается, - принять на веру тот факт, что пространство обладает физическим свойством передавать электромагнитные волны, и не слишком беспокоиться о значении этого утверждения”.
Итак, вот как сейчас обстоят дела: традиционная наука совсем не имеет объяснения этого фундаментального физического явления. Но и здесь постулат взаимности предлагает простое и логическое объяснение. По существу, то же объяснение, которое относится к разбеганию отдаленных галактик. И вновь, нет необходимости прибегать к любому допущению о самом фотоне. Нет необходимости даже в том, чтобы знать, что такое фотон. Пока фотон является чем-то, он уносится наружу со скоростью света движением положения в пространстве, которое он занимает.
Лишь минимальное размышление потребовалось для того, чтобы увидеть, что, при применении постулата взаимообусловленности, ответы на ряд других давнишних физических проблем появляются легко и естественно. Явно, это было нечто, что стоило рассмотреть. Ни один исследователь, достигший такого момента, не мог остановиться и не продолжать изучать, насколько далеко простираются следствия отношения взаимообусловленности. Результаты дальнейшего исследования и вылились в то, что сейчас мы знаем как СТОВ. Как я уже говорил, это не конструкция и не откровение. Сейчас вы можете видеть, что это такое. Это общие следствия, вытекающие из наличия отношения обратной взаимообусловленности между пространством и временем, не больше и не меньше.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 249; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!