Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Физическая основа единой теории
Стремление создать единую теорию или «теорию всего» приводит во многих случаях к попыткам объединить необъятное. К таким относятся предложения построить теорию квантовой гравитации на основе квантовой механики и общей теории относительности, которые созданы на совершенно разных принципах и иначе описывают области своего применения. Утверждается, что «теория всего» должна объяснить существование всех элементарных частиц, многие из которых получены в искусственных (лабораторных) условиях движения материи. Эйнштейн посвятил попыткам создания единой теории большую часть своей жизни. Он полагал, что для этого достаточно объединить общую теорию относительности и электромагнетизм. В настоящее время единственным, общепринятым «кандидатом» в качестве «теории всего» является теория струн, о которой ещё ничего определённого не известно. Всё это похоже на «новый наряд короля» из одноимённой сказки Андерсена.
В таких условиях любое предложение единой теории должно содержать полную логическую «цепочку» физических обоснований и предпосылок, характеризующих её как систему познания. Основная цель теории – понимание устройства природы – является содержанием физики. Следовательно, единой теорией должна быть физическая теория, включающая идею единства, детерминированности, объективности и материальности мира. Главной её задачей является сохранение человеческой цивилизации при существующих реальных угрозах её гибели. Проблемы сохранения цивилизации определены условиями существования людей на нашей планете. Основной такой проблемой является обеспечение здоровья населения. Настоящая медицина с её выдающимися достижениями, но с растущими стоимостью лечения и количеством «коварных» болезней, становится медициной избранных, ведущей к большому социальному «взрыву» в будущем. Необходимо в принципе менять подходы в лечении людей: диагностировать и лечить не последствия болезней, а электромагнитное поле человека и его органов. Эту проблему может решить только физика. Следующую проблему составляет поиск альтернативных источников энергии. В мире взят курс на атомную энергетику. Это трагическая ошибка, потому что данный вид получения энергии противоречит закону сохранения – главному закону природы. Общая физическая теория должна открыть путь к чистой энергии, которую использует сама природа. Проблема преодоления общего экологического кризиса является постоянной темой средств массовой информации. Наука настоящего времени не может ставить и решать задачи экологии энергетического поля Земли и воздействовать на её глобальную экосистему.
Решение основных проблем на нашей планете объяснит загадки внеземного пространства – такие как «чёрные дыры», «тёмная материя» и «тёмная энергия». Особые структурные образования во Вселенной возникают в связи с различными их параметрами: скоростью и формой движения материи, а не с различными измерениями, число которых исчисляется сотнями.
Главным условием физической теории является «физикализация» пространства, проявляющаяся в возможности рассматривать не изменения субстанции в пространстве, а изменения её вместе с пространством, представлять процесс так, как будто изменяется не поведение субстанции в пространстве, а свойство самого пространства. Отличительной особенностью такого пространства является то, что с его кривизной можно связывать только искривление пространственных путей движущейся материи. Пространственные характеристики сохраняют смысл только для движущейся субстанции. Кривизна физического пространства должна быть фундаментальным параметром, характеризующим качественно и количественно состояние движущейся субстанции. Субстанция – это аддитивная (сохраняемая) величина, отражающая сущность или основу рассматриваемого явления. Таким свойством можно наделить пространство при условии, что инерциальная система отсчёта расположена в центре масс исследуемого структурного образования (будь то планета, галактика со своим ядром или Вселенная). Принцип относительности, означающий «равноправие» любых инерциальных систем отсчёта, вносит искусственно искажения формы пространственных траекторий, расстояний и скоростей движения, воспринимаемых наблюдателем. Указанные искажения являются предметом изучения в математической теории особенностей. Учёт подобных искажений пространственных характеристик составляет очень сложную, порой непреодолимую, задачу. Её сполна ощутил на себе Эйнштейн. «Чудовищная проблема, - говорил он, подводя итог тридцатилетней работы над единой теорией поля, - которой я порабощён, похищает мою свободу и чувства. …достижение цели не удаётся, так как отказывает математика».
Время – величина, характеризующая последовательную смену явлений и состояния материи, длительность их бытия. По утверждению А. Пуанкаре «не существует абсолютного времени; нет способа измерения времени, который был бы истиннее другого; общепринятый способ измерения является только более удобным». Фундаментальными параметрами являются скорость и ускорение.
Идея единства материального мира предполагает следующие исходные предпосылки:
единый и общий закон природы, по отношению к которому все законы являются следствием;
единое электромагнитное взаимодействие в природе;
единая и общая количественная мера взаимодействия – масса.
Всё богатство, всё качественное многообразие мира обусловлено, в конечном счёте, различными видами структурной организации материи; к ним относятся планетарные системы, атомы вещества, клетки живых организмов, элементарные частицы. Рассматриваемая картина мира не должна содержать эмпирические постоянные. Постоянные значения могут иметь параметры состояния: скорость, масса, величина воздействия и их отношения.
Единым и общим следует признать закон сохранения количества движения, который соответствует основной причине движения материи в природе. Свойство сохранения составляет сущность электромагнитного взаимодействия. Уравнение сохранения импульса представляет собой баланс инерционного воздействия и сопротивления ему – главное условие для всего существующего в материальном мире.
Основные физические теории можно разделить на два вида по физическим принципам воздействия. К одному виду относится механика Ньютона, которую определяет принцип: сила – причина движения. К следующему виду относятся: электродинамика Максвелла, теории гравитации и квантования, которые объединяет принцип: движение образует силу. При этом, уравнения физических теорий являются следствием общего закона сохранения.
Необходимо объяснить физическую сущность явлений и общую картину взаимодействий, составляющих основу теорий электромагнетизма, гравитации и квантования. Импульсное воздействие на движущуюся материю приводит, согласно принципу локальной эквивалентности Эйнштейна – следствию закона сохранения, к искривлению пространственного пути её движения. При криволинейном (вихревом) движении «включается» в работу определённый механизм, обеспечи-вающий ему свойство неиссякаемого. Уравнения механики вихревого движения представляют собой обобщённые уравнения Максвелла как следствие закона сохранения импульса при условии, что количественной мерой электромагнитного взаимодействия является масса. Электрический заряд характеризует лишь определённое состояние движущейся материи. Сущность первого обобщённого уравнения состоит в том, что изменение во времени импульса воздействия образует вращающееся силовое поле, обеспечивающее вращение среды. В этом проявляется свойство инерции – стремление оказывать сопротивление переходу из одного состояния в другое. Оказывается, что наиболее просто сохранить состояние среды в вихревом движении. Вращение, как известно, складывается из равномерного движения по прямой и ускоренного «падения» по направлению к центру вращения. Чтобы поддержать вращение и сделать его устойчивым и длительным, необходимо «иметь» механизм принудительного движения вещества к центру вращения. Это значит, что недостаточно одного импульсного воздействия, закручивающего среду. Необходимо некоторое дополнительное воздействие в общем механизме, созданном природой. Смысл другого обобщённого уравнения состоит в том, что изменение во времени отношения величин импульсов воздействия и сопротивления создаёт дополнительное ускорение движущихся частиц. Величину отношения указанных импульсов можно назвать силовой индукцией (от латинского – inductio – наведение). В биологии индукция – взаимодействие процессов возбуждения и торможения. Обобщая сказанное, можно отметить, что силовая индукция характеризует процесс наведения силы в результате воздействия и сопротивления ему. В каждой точке структурного образования необходимо представлять, образно говоря, работу «двухтактного двигателя», в котором ускоренное движение частиц сменяется вихревым силовым полем, которое, в свою очередь, обеспечивает ускоренное движение частиц. Эти, периодически сменяемые друг друга, преобразования, описываемые обобщёнными уравнениями, создают общее неиссякаемое вихревое движение частиц в структурном образовании.
Гравитация – результат действия механизма сохранения структурного образования. В формулировке закона всемирного тяготения искажена суть этого процесса утверждением того, что между двумя телами возникает сила. В системе гравитации тела с большей массой действуют на тела с меньшей массой силой, определяемой формулой Ньютона. Исходной предпосылкой процесса гравитации является утверждение того, что гравитация - свойство определённого структурного образования, а сам процесс имеет электромагнитную природу. Утверждение того, что «тяготение связано с искривлением пространства», следует понимать таким образом, что при вихревом (криволинейном) движении частиц в облаке структурного образования в каждой точке этого пространства образуется сила, действующая на тела, обладающие массой, в направлении к центру общего вращения. Выше описан принцип неиссякаемого вихревого движения частиц в облаке структурного образования. Необходимо выявить сам механизм силового воздействия на тела в пределах облака.
Учитывая то, что вес тел, определяемый силой тяготения, обладает относительным постоянством, как и ускорение свободного падения, можно предположить, что в объёме облака структурного образования участвует в работе механизма гравитации определённое (постоянное) количество частиц, приходящееся на единицу его объёма и соответствующее единице массы ядра образования. Формула Эйнштейна: энергия равна произведению массы и квадрата скорости света является следствием закона сохранения импульса. Именно эта формула воздействия, содержащая значение скорости света, должна включать постоянные значения массы частиц и самого воздействия. Этими величинами оказались, полученные экспериментально, электрическая и магнитная постоянные, связанные известным соотношением с квадратом скорости света. При условии, что количественной мерой электромагнитного взаимодействия является масса, данное соотношение принимает вид, аналогичный формуле Эйнштейна: плотность массы частиц, по величине равная значению электрической постоянной, умноженная на квадрат скорости света, равна воздействию – единице, делённой на величину, равную магнитной постоянной. Это уравнение следует признать основным законом электромагнитного поля, характеризующим сильное взаимодействие. Оно объединяет три фундаментальные постоянные. Постоянное количество массы частиц, по величине равное электрической постоянной, с полным правом можно назвать гравитационной постоянной, участвующей в работе механизма гравитации. Гравитационное взаимодействие отличается от сильного тем, что скорость движения материи, обеспечивающая гравитационное воздействие, гораздо меньше скорости света. Если отнести воздействие, равное произведению этой постоянной массы и квадрата скорости её движения в данной точке пространства облака, к единице массы тела, находящегося в пределах этого облака, и при этом выразить значение скорости через размеры всего образования и радиуса вращения данного тела, то в результате получим уравнение закона всемирного тяготения Ньютона.
Процесс квантования является основой работы механизма пульсации материи, обеспечивающей существование всего живого и неживого в природе. Это своеобразный источник энергии, на уровне элементарных структурных образований. Причём поддерживается не только само движение, но и форма движения составляющих частиц, обеспечивающая свойства элементарных частиц и их зарядовых состояний. Условиями пульсации являются постоянство скорости света, соблюдение правил Гельмгольца для сохранения вихревых образований и реализация концепции суперсимметрии. Эти условия могут выполняться при движении частиц в элементарном образовании, несущем электрический заряд, по конусной спирали и по цилиндрической спирали в нейтральных образованиях. Вывод о движении материи по конусной спирали можно сделать по результатам экспериментов Хофштадтера, при бомбардировке протонов электронами большой энергии. Теоретическое условие энергетического баланса, определяющего критерий квантования частиц, следует из уравнения сохранения импульса. В этом уравнении первое слагаемое представляет собой импульс энергии воздействия. Второе составляющее – момент количества движения, характеризующий сопротивление среды переходу в иное состояние. Излучение кванта происходит при достижении составляющими уравнение критического значения, равного универсальной постоянной Планка. Квант в излучающем структурном образовании доводится до состояния энергетического избытка, когда силы инерции превышают силы вязкости электромагнитной среды, за счёт изменения кривизны пространственного пути частиц. Процесс излучения квантов соответствует условиям, определённым Гельмгольцем: есть потенциал силы без потенциала скорости. Универсальная постоянная Планка характеризует при этом, по сути, предельное соотношение сил инерции и сил вязкости электромагнитной среды.
Общее движение материи должно происходить по схеме: < >. Такой структурно-энергетический «агрегат» получил название «струны». При движении материи, в общем процессе пульсации вдоль некоторой оси, происходит взаимное превращение зарядовых состояний. Например, в струне: «протон- нейтрон – антипротон», образованной протоном и нейтроном, при продольной пульсации протон превращается в нейтрон, нейтрон – в антипротон и наоборот. При положении материи в крайнем левом положении данной схемы движения протон излучает квант – мезон, с массой, равной, согласно закону сохранения, массе излучаемой частицы, делённой на величину два «пи». Импульсное излучение кванта со скоростью света в электромагнитной среде, обладающей определённой вязкостью, сопровождается тепловым взрывом, образующим ударную волну, которая перемещает частицы в обратном направлении вдоль оси их колебательного движения. Такое импульсное вихревое движение обеспечивает перевод частиц физического вакуума в реальные частицы, доводя нуклон, потерявший квант, до полного насыщения. Частицы зарядовых состояний струны, двигаясь, занимают крайнее правое положение, симметричное их расположению в момент предыдущего излучения кванта, относительно оси равновесия колебательного процесса, согласно принципу «суперсимметрии». При этом следует отметить важную особенность. В связи с тем, что направление вращения частиц вокруг продольной оси струны не меняется (во избежание структурной катастрофы), частицы, занимая крайнее симметричное положение, образуют зарядовое состояние антипротона. При достижении состояния движения частиц, завершающего цикл колебания струны, излучается квант – антимезон. Описанный процесс постоянно повторяется, обеспечивая неиссякаемое колебание струны – работу механизма сохранения всего структурного образования (атома).
Цементирование частиц ядра осуществляется за счёт энергии, выделяющейся при аннигиляции мезонов и антимезонов, излучаемых в поверхностный слой ядерного пространства при колебании струн. Из-за малости объёма поверхностного слоя нет возможности реализовать систему разгона частиц, действующую в облаке частиц, окружающем ядро.
Источником чистой энергии в работе данного механизма является превращение частиц физического вакуума в реальные с последующим их обращением в антивещество и переходом его после взрыва (аннигиляции) в частицы физического вакуума. В этом проявляется своеобразный «обмен веществ» в природе.
Физический смысл единой теории должен быть сориентирован, по сложности понимания, на массового школьника, а математические разработки – на массового студента университетов. Это критерии для создания ноосферы – общества разума, способного сохранить существование человеческой цивилизации на многие тысячелетия.
