Пространство и масса, время и энергия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пространство и масса, время и энергия

Базой современного представления о физической реальности являются фундаментальные понятия о пространстве, времени, массе и энергии, как основных объектах мироздания. В основу физических исследований этих объектов заложена способность их измерения и установления взаимосвязи между измерениями. При этом, само измерение и взаимосвязь между полученными показателями являются мерой объективности исследования.

Возможно, что на каком-то этапе такой способ исследования оправдан, но объективная реальность настолько многогранна в своих проявлениях, что даже сам способ познания не имеет четко выраженных очертаний. Об этом говорил Эйнштейн, удивляясь тому, как мы вообще познаем. Действительно, здесь есть чему удивляться, поскольку наши понятия, как словесный портрет, отражают "нечто", что в действительности мы никогда не сможем осмыслить. Например, такой объект изучения, как пространство, в нашем представлении ассоциируется с бесконечной протяженностью расстояния, но чем является само расстояние, а тем более бесконечность, до конца понять мы не сможем. Впрочем, это касается любого объекта изучения. По всей видимости, в этом то и заключается бесконечность познания.

Так что же мы познаем - сам объект мироздания или его проявление на наши органы чувств? Скорее всего, последнее. Наше чувственное ощущение окружающего мира, очевидно и есть та картина, портрет или образ, коими мы оперируем в своем сознании, как для изучения, так и для собственной пространственной ориентации в этом мире. Основываясь на этом, я предполагаю, что наши органы чувств способны отражать только ту мерность реальности, которая дана в ощущение. Поэтому мы, даже не осмыслив сущность объекта познания, способны оперировать образом, являющимся чувственным восприятием этого объекта в нашем сознании, как собственным, внутренним объектом в сопоставлении его с аналогичными объектами. В этом случае мы изучаем взаимосвязь между внутренними объектами (образами) подобно тому, как если бы они существовали в действительности. При этом, на сколько точнее будет установлена эта взаимосвязь, на столько будет реальнее наше восприятие действительности.

Образ, как портрет объективной реальности, по мере того, как совершенствуются наши знания, каждый раз представляется более достоверным. А что же, в таком случае, является критерием достоверности? Задумываясь об этом не раз, я пришел к выводу, что взаимосвязь внутренних объектов познания устанавливается по тем же законам существования, по каким существует объективная реальность. Система существования объективной реальности в нашем сознании представляется тем, что мы называем бытием. Бытие, являясь непрерывной сущностью, между тем состоит из отдельных составляющих его событий. В обыденном ощущении, событие воспринимается нами, как ощущение времени - мы различаем события, происшедшие раньше или позже. С точки зрения познания, наш внутренний объект изучения или образ также является событием. Поэтому, чем точнее будет установлена взаимосвязь между образами-событиями, тем точнее эти события будут отражать реальную действительность. Взаимосвязь между событиями бытия - это последовательность от первоначального события до происходящих событий реальной действительности. Взаимосвязь между образами-событиями, в этом случае, должна прослеживаться по тем же законам, что и между реальными событиями. Установленная взаимосвязь между образами-событиями и есть критерий достоверности.

Несомненно, что исследование физической реальности должно осуществляться на основании измерения, но для установления взаимосвязи между событиями бытия этого не достаточно. Необходимо на основании философского воззрения установить логическую последовательность между образами-событиями, начиная от первоначального. В этом случае, такая связь будет тем объективней, чем объективнее будет образ первоначального события. Это, по существу, и стало целью моих собственных исследований в этой области познания бытия.

При развитии идеи о первоначальном образе-событии, я руководствовался логикой противоположностей: если мы измеряем составляющие единого целого, то, по всей видимости, эти составляющие, не являющиеся единым целым, не могут быть измерены, то есть не имеют критериев мерности в традиционном понимании. В этом смысле, например, составляющие пространственно-временного континуума является мерными только как единое целое. Следовательно, на момент его создания было что-то, что по отдельности не может создать традиционную метрику пространства-времени, но являлось праосновой его. Под этим «что-то» я подразумевал появление двух исходных субстанций бытия - одна, из которых, являлась основой для массы, а другая - для пространства. Свои соображения я изложил в работе "Метрическая система бытия", которую опубликовал в блоге на сайте Известия науки. В той статье я попытался изложить идею о том, что основой мироздания являлось первоначальное событие, как следствие «взаимодействия» двух противоположных сущностей. Все последующие за первым события создают реальность, данную нам в ощущение. Первичным элементом бытия или событием в гипотезе рассматривался элементарный объем. Взаимодействие множества элементарных объемов создает метрическую систему, в которой и пространственно-временной континуум, и физические тела - суть единого целого. Интуитивно осознавая, что в этой идее есть рациональное зерно, у меня, тем ни менее, не было полного ощущения удовлетворения оттого, что идея гипотезы сформулирована в законченную логическую систему.

Первой трудностью гипотезы было представление о взаимодействии элементарных объемов, а второй - неявная роль времени. Если, по логике гипотезы, элементарный объем является первоначальным событием бытия, то последующие события должны создавать такую картину мироздания, какой она воспринимается нами, как объективная реальность. Однако с этим в представленной гипотезе мне не удалось справиться. Вместе с тем, идея о существовании элементарного объема оказалась настолько заманчивой, что я вновь попытался развить её, но с учетом разрешения возникших трудностей, а потому, задался целью понять, что такое сила, и в чём смысл противодействия сил, о которых говориться в третьем законе Ньютона.

Первое, на что можно обратить внимание при рассмотрении системы взаимодействующих сил, это то, что сила не является моновекторной сущностью, а второе, это то, что противодействие сил не осуществляется в одном направлении. Очевидно, что мы не обращаем внимание на этот факт, так как слишком прямолинейно трактуем третий закон Ньютона. Каким образом возникают силы и как взаимодействуют между собой можно проиллюстрировать на примере расширения газа в замкнутом объеме, как показано на Рис.1. В этом примере под замкнутым объемом подразумевается сферический тонкостенный металлический сосуд, в который под давлением закачали атмосферный воздух, и запаяли входное отверстие.

Согласно третьему закону Ньютона, сила действия равна силе противодействия. Понимая буквально этот закон, мы должны указать систему сил, которые равны и направлены друг против друга, как показано на Рис. 1.

Рис. 1

Однако, при детальном рассмотрении сил, возникших в этом случае, можно сделать вывод о том, что в действительности, схема взаимодействия сил несколько другая, чем та, которая иллюстрирует третий закон Ньютона.

Начнем с того, что сила расширения газа давит на стенки сосуда перпендикулярно, а это, в свою очередь, означает то, что эти силы, отталкиваясь от стенок, отталкиваются и сами от себя через некоторую точку. Другими словами, сила расширения должна изображаться не как моновектор, имеющий начало и окончание, а как система, состоящая, как минимум, из двух противоположных векторов, имеющих одно начало и два окончания. Сущность начальной точки сил расширения, по всей видимости, заключается в энергетическом начале возникновении этих сил.

Стенки сосуда, под действием сил расширения газа, вытягиваются в сторону увеличения объема. Силы противодействия, возникшие в стенках сосуда, стремятся сжать сосуд до первоначального объема. Силы противодействия также не являются моновектором, но в отличие от сил расширения они соединены между собой через две точки: общую точку, в которую стремятся силы сжатия - энергетическое начало этих сил, и общую точку, связывающую эти силы - точка связи. Ещё одно отличие сил противодействия заключается в том, что они имеют не одно энергетическое начало, а множество. В этом смысле система сил противодействия представляет собою замкнутую поверхность, в данном случае, сферическую.

Точки связи сил противодействия одновременно связывают и силы действия. Таким образом, две системы сил образуют общую замкнутую систему сил действия и противодействия. Вероятнее всего, что в такой системе сил инициирующим энергетическим началом будет не множество точек, а одна такая точка. Поэтому в замкнутой системе сил действия и противодействия, силы действия - это силы исходящие из одного энергетического начала. В целом, такая система сил представляет собою объем, наружной поверхностью которого будет оболочка из системы сил противодействия, а внутренним наполнением - система сил действия.

Замкнутая система сил действия и противодействия, построенная на рассматриваемом примере, объективно существует в любой реальной ситуации взаимодействия сил. Её пространственная сущность, по всей видимости, заключается в том, что сила действия, как векторная величина, одновременно создает расстояние и служит способом обмена энергетических начал, а сила противодействия также служит способом передачи энергетического начала, но препятствует созданию расстояния. Поэтому установившаяся пространственная метрика может означать то, что между энергией сил действия и противодействия установилось равновесие, при котором обмен энергией завершен. Если равновесие не установилось при превышении энергетического начала силы действия, то пространственная метрика объема увеличивается, в противном случае уменьшается.

Замкнутую систему сил действия и противодействия можно условно изобразить, как показано на Рис. 2.

Рис. 2

Здесь показана силовая конструкция, моделирующая схему возникновения сил и точек связи из примера, приведенного выше. На этом рисунке условно показаны:

Символ Э в круге - энергетическое начало сил:

р - расширение (создание) расстояния; с - сжатия расстояния.

Символом F обозначены соответствующие силы.

Утолщенные точки - точки связи сил.

Условность изображения замкнутой системы противодействующих сил заключается в том, что количество векторов сил для демонстрации схемы выбрано произвольно. В действительности, внутренний образ такой схемы сил должен ассоциироваться в нашем воображении с некоторым сферическим объемом, в котором силы действия потоком исходят из одной точки, а силы противодействия, связанные между собой и силами действия, являются оболочкой, ограничивающий этот объем. Поскольку замкнутая система сил действия и противодействия существует реально, то я пришел к выводу, что первоначальный образ-событие должен ассоциироваться с такой системой. Другими словами, первоначальное событие бытия должно проявиться как замкнутая система сил действия и противодействия, внутренний образ которого ассоциируется с объемом, под которым понимается элементарный объем. Все последующие события бытия необходимо рассматривать в логической взаимосвязи, вытекающей из представления первоначального образа-события, каковым является элементарный объем. Поэтому в дальнейшем, при установлении взаимосвязи между событиями бытия, взаимосвязь между внутренними образами-событиями строится на логическом умозаключении.

Элементарный объем представляет собою взаимоувязанную двойственную систему, которая свершается как событие и времени, и пространства. Поэтому основными метрическими параметрами этого объема являются пространственное и временное измерения. Что же собою представляют объекты измерения, попробуем выяснить из схемы, изображенной на Рис. 2.

Начнем с пространственного измерения. Энергетическое начало силы действия не имеет пространственной метрики, но оно создает радиальное расстояние между точками связи по линии возникновения сил действия, и тангенциальное расстояние по кривой возникновения сил противодействия. Таким образом, энергетическое начало силы действия материализуется в два расстояния, ориентированных по направлению перпендикулярно. Очевидно, что объектом измерения пространственной метрики является расстояние. Точки связи, в этом случае, являются началами отсчета пространственной метрики как одного элементарного объема, так и множества взаимодействующих. Другими словами, точки связи являются общими по границе взаимодействия элементарных объемов и составляют систему трехмерного пространственного измерения. Говоря о пространственном измерении, мы не можем избежать такого понятия, как взаимодействие. Каким образом возникает взаимодействие, и как оно связано с объектом временного измерения, также можно составить представление из понятия элементарного объема.

Расстояние, как объект пространственного измерения, одновременно является следствием возникновения первоначального события или элементарного объема. То есть, расстояние, как событие, должно создаваться в виде векторной величины с некоторой конечной скоростью. В этом случае, энергетическое начало силы действия, первоначально материализуется в радиальное расстояние между точками связи, а затем в тангенциальное расстояние между этими же точками. Конечность скорости создания расстояния означает то, что не существует скорости выше, чем конечная, а, следовательно, материализация энергетического начала силы действия в тангенциальное расстояние не может произойти раньше, чем такая материализация будет осуществлена в радиальном расстоянии. Таким образом, при возникновении первоначального события, энергия силы действия последовательно материализуется в радиальное расстояние и тангенциальное. То есть между моментами материализации существует некоторая величина временного сдвига или инертность (запаздывание). Инертность возникновения расстояний проявляется в том, что при создании элементарного объема, сначала на некоторое значение увеличиться пространственная метрика радиального расстояния, а, затем, на соответствующее значение увеличится пространственная метрика тангенциального расстояния. Материализацию энергии в расстояние можно рассматривать как процесс или событие. Последовательность материализации энергии в соответствующие расстояния указывает на то, что эти события не одномоментны и различаются некоторой величиной временного сдвига. В таком случае, энергия, как субстанция, не имеющая измерения в традиционном понимании, является генерирующим началом изменения расстояния. Таким образом, объектом измерения времени также является расстояние, а, вернее его постоянное изменение. Точкой отсчета времени также являются точки связи, но применительно к изменениям расстояния на некоторую величину, названную мною инерциальным импульсом.

Обобщая рассуждения, приведенные выше, можно сделать некоторые выводы:

Основой четырехмерного измерения пространства-времени являются точки связи, при этом, величина расстояния - это пространственная метрика, а изменение её - временная.

В точках связи также происходит последовательный обмен энергии, адекватный расстоянию инерциального импульса.

Постоянный обмен энергии в точках связи ощущается нами, как течение времени.

Запаздывание обмена энергии, обусловленное конечностью скорости создания расстояния, выражается системой противодействующих сил, сконцентрированных в точках связи. При этом, если в элементарном объеме сначала увеличивается радиальное расстояние, затем, тангенциальное, то происходит передача энергии силы действия силе противодействия, в противном случае наоборот.

Учитывая, что точки связи являются общими для взаимодействующих объемов, то все процессы, происходящие в них, будут такими же, как и в отдельном элементарном объеме. При этом, направление передачи энергии будет обусловлено величиной временного сдвига между моментами возникновения элементарных объемов.

Четырехмерность пространства-времени означает то, энергия, материализуемая в расстояние, не исчезает, а постоянно переходит посредством точек связи из одного вида расстояния в другое не только в отдельном элементарном объеме, но и между взаимодействующими объемами.

Внутренний образ-событие, каковым является элементарный объем, позволяет путем умозаключения придать иной смысл фундаментальным понятиям о пространстве, времени и энергии. Вместе с тем, постоянный обмен энергии между элементарными объемами, обусловленный величиной временного сдвига между моментами возникновения этих объемов, позволяет сделать вывод о том, что метрика возникающего пространства будет стремиться к такому состоянию, при котором величина временного сдвига между моментами возникновения элементарных объемов будет минимальна и равна величине инерциального импульса.

Действительно, между моментами возникновения элементарных объемов может быть очень значительная разница. Это, в свою очередь, приведет к тому, что передача энергии и установление соответствующей пространственной метрики будет осуществляться в первую очередь между элементарными объемами, имеющими минимальную величину временного сдвига между моментами возникновения этих объемов. В силу того, что энергия неуничтожима, можно предположить такое установление пространственной метрики, при которой элементарные объемы разобьются на две группы: одна с неизменяемой метрикой, другая с переменной метрикой. Другими словами, переменная и постоянная составляющие пространственной метрики будут стремиться к выделению в особые системы взаимодействующих элементарных объемов, в которых величина временного сдвига между моментами возникновения этих объемов будет минимальна и равна величине инерциального импульса.

Система элементарных объемов с переменной пространственной метрикой образует пространственное кольцо, в котором каждый из объемов последовательно изменяет свою пространственную метрику сначала от минимального значения до максимального, а, затем, от максимального и до минимального, и т.д. При этом, разница в пространственно-временной метрике элементарных объемов, являющихся составляющими кольца, равна величине инерциального импульса. В этом случае, можно утверждать, что количество элементарных объемов в кольце равно количеству инерциальных импульсов, возникающих в отдельном элементарном объеме, являющимся звеном кольца. А, поскольку, инерциальный импульс имеет двухмерную пространственно-временную метрику и конечную скорость возникновения, то можно утверждать, что количество таких импульсов, возникающих в отдельном элементарном объеме равно величине конечной скорости. Соответственно общее количество инерциальных импульсов, возникающих в кольце, равно квадрату величины конечной скорости. В таком случае, можно предположить, что кольцо, образуемое элементарными объемами с переменной пространственной метрикой, есть ни что иное, как единица массы. При этом, элементарный объем кольца, пространственная метрика которого минимальна - пространственный центр массы, посредством которого могут объединяться другие кольца, образуя большую по величине массу.

Система элементарных объемов с постоянной пространственной метрикой образует пространственную сферическую оболочку вокруг центра массы, но пространственная метрика этих объемов будет стремиться к одной величине и зависеть от расположения до центра массы. Такая система объемов есть ни что иное, как пространство. Схематично пространство и массу можно представить подобно тому, как изображено на Рис. 3.

Рис. 3

Здесь заштрихованными участками пространства показаны элементарные объемы с изменяемой пространственной метрикой, образующие массу, а все остальные объемы образуют пространство. Направление стрелками показывает изменение пространственной метрики элементарных объемов в кольце массы, а также вращение кольца массы относительно своего центра. Такое изображение пространства и массы достаточно условно, так как пространственная метрика элементарных объемов, образующих пространство, также изменяется в зависимости от вращения кольца массы. Однако пространственная метрика элементарных объемов, образующих массу, является активно изменяющейся, а пространственная метрика элементарных объемов, образующих пространство - пассивно изменяющейся. По-другому, общую систему элементарных объемов, образующих пространство и массу, можно представить так: пространство - это абсолютная система пространственных координат, определяемая точками связи, а масса - это перемещающаяся по этим координатам энергия. В целом, общая система элементарных объемов, образующих пространство и массу, есть ни что иное, как пространственно-временной континуум.

По существу, на данном этапе изложения, идея, о существовании элементарного объема и вытекающий из этого понятия новый взгляд на фундаментальные понятия о пространстве, массе, времени и энергии, представлена полностью. Несмотря на то, что эта работа лишь плод умозаключения и не является абсолютной истиной, между тем, изложенные предположения могут оказаться интересными для выработки нового мировоззрения на объективную и физическую реальности.

пространство время масса энергия

Размещено на Allbest.ru