тфпд

Теория физического пространства и движения

Годарев-Лозовский М.Г.

В настоящей работе констатируется противоречие между представлениями о перемещении физических объектов в пространстве в классической и квантовой механике. Предлагается теория, которая, разрешая известные апории Зенона, устраняет это противоречие. При этом основным допущением является атемпоральный характер элементарных перемещений квантовых микрообъектов (в т.ч. атомов) в непрерывном пространстве. Показано, что из совокупности последовательных вневременных телепортаций атомов, составляющих макротело, складывается темпоральное его движение.

Theory of the physical space and movement

M. G. Godarev-Losovsky

In the present work shown are contradiction between beliefs about space movement of physical objects in classical and quantum mechanics. A theory that resolves the known Zenonaporiasand removes this contradiction is suggested. The basic assumption is the atemporal nature of the basic movements of quantum micro-objects (including atoms) in continuous space. It is shown that a set of sequential extra-temporal teleportations of atoms constituting a macro-bodyresults in its temporal movement.

Ключевые слова: кинематика, бесконечность, атемпоральность, бестраекторность, реальное пространство, перемещение, квантовая механика.

Keywords: kinematics, infinity, atemporallity, lack of trajectory, real space, movement, quantum mechanics.

Проблема

Представляется, что не связанная с вероятностями классическая механика Ньютона и квантовая механика, имея каждая свой специфический язык и аксиоматику, не имеют прежде всего логического согласования друг с другом, строгого доказательства того, что одна переходит в другую [Бунге 1975, 264].

Каким же образом согласовать эти различные представления о перемещении в пространстве?

Итак, определим текстуально основную проблему, которую мы постараемся решить: как соотнести бестраекторный и траекторный принципы перемещения физических объектов? Представление о движении физического объекта в ньютоновой механике основано на допущении того, что этот объект проходит свой путь последовательно и поточечно. Но известно, что бестраекторное движение квантовой частицы опровергает подобное допущение (В настоящей работе под термином «движение» предлагается понимать исключительно перемещение физических объектов в пространстве).

История проблемы

К истории проблемы относятся известные апории Зенона из Элеи: Дихотомия, Стрела, Ахиллес и черепаха которые обнаружили противоречивость движения через бесконечную последовательность отрезков пути непрерывного пространства. Позже Аристотель указывает на возможность разрешить данное противоречие допущением о бесконечной делимости не только пространства, но и времени, т.е. тело за бесконечно малый промежуток времени проходит бесконечно малый отрезок пути и на первый взгляд противоречие разрешается [Аристотель 1981, 252]. На этом неявном допущении в науку о движении в XVII веке входит дифференциальное исчисление. Однако наименьшего, т.е. бесконечно малого приращения пути тела в реальности не существует, а бесконечная последовательность отрезков пути не может исчерпаться по определению [Катасонов 2014, 43]. Апории Зенона логически остаются неразрешимыми.

Необходимо отметить, что еще в средневековой арабской философии физическое движение могло рассматриваться как уничтожение тела и его возникновение заново, т. е. как движение путем мгновенного скачка, которое совершает тело от одного места к другому, минуя промежуточные места [Гайденко 2011, 67]. С рождением квантовой механики проблема понимания сущности движения заявляет о себе с новой силой и в новом контексте – необходимо осознать и осмыслить совершенно новое явление, т.е. квантовые скачки.

Концептуальное решение проблемы

В период становления квантовой механики крупнейший математик своего времени Д. Гильберт по существу призвал физиков отказаться от неадекватных представлений о движении микрообъектов в пространстве и времени, но, к сожалению, услышан не был [Гильберт 1982, 37].

В развитие этой идеи Гильберта значительно позднее в 2013г. М. Годаревым-Лозовским был предложен принцип атемпоральности: « Некоторые параметры квантового микрообъекта (в т.ч. координаты, направление поляризации и др.) изменяются атемпорально» [Годарев-Лозовский 2014, 60]. Но, прежде чем излагать саму нашу теорию ответим на следующий вопрос: каков реальный смысл известной дискретности связанной с движением, т.е. каков смысл, образно выражаясь «скачков координат микрообъекта» при его перемещении?

Дискретность движения в микромире

По молчаливому соглашению к эволюционирующим во времени динамикам относят даже квантовый скачек электрона в атоме с одного энергетического уровня на другой. При этом полагают, что некоторые потенциально наблюдаемые параметры частицы не имеют физического смысла и объявляются несуществующими. К таким параметрам в частности относят актуальные координаты микрообъекта в пространстве до их измерения. [Гринштейн 2012, 148].

Однако представляется, что обозначенная выше, – назовем ее темпоральной – парадигма, является ошибкой. Ведь именно время как ненаблюдаемая величина лишено физического смысла при рассмотрении динамики некоторых состояний. К процессам, лишенным длительности, мы можем отнести элементарный, (т.е. далее неделимый) бестраекторный скачек координат микрообъекта, который вполне согласуется с логическим законом исключенного третьего. Если объект Х находится в одном из А и В, то он не находится в другом, находясь одновременно, но последовательно в разных местах. Логика также требует, чтобы субъективно неопределенные, но при этом актуальные и потенциально наблюдаемые состояния обрели физический смысл до момента измерения.

К потенциально наблюдаемым параметрам мы можем отнести актуальные координаты микрообъекта до их измерения, последовательность которых вероятно не зависит от временной последовательности. При этом серию элементарных (неделимых) перемещений квантовой частицы допустимо только в некотором приближении рассматривать квазиклассически, описывая ее непрерывной функцией.

Действительно соотношение неопределенности Гейзенберга показывает – наличие координат у квантовой частицы несовместимо с одновременным наличием у нее скорости. При этом координаты, пусть и неопределенные, - частице присущи всегда.

Но на что указывает тогда уравнение Шредингера? Определим амплитуду вероятности в духе работы Г. Левина как средство описания, характеристику актуально происходящего до момента измерения [Левин 2014, 97]. Именно то, что объективно и актуально происходит в действительности, описывает вероятностно уравнение Шредингера. Это уравнение также допустимо трактовать в пользу атемпоральности: даже в бесконечно малый отрезок времени dt₁ имеется вероятность пребывания частицы в некотором объеме dv, а в следующий за ним бесконечно малый отрезок времени dt₂ имеется вероятность отсутствия частицы в этом же объеме.

Сущность физического пространства

Но о каком пространстве все же идет речь?

Известно, что математический формализм квантовой механики формулируется в терминах гильбертова бесконечномерного пространства. Постепенно это вспомогательное математическое пространство стало ассоциироваться с реальным, трехмерным физическим пространством. Однако только ассоциироваться, но что очень важно - не заняло его места! При этом учитывая: а) противоречия между квантовой механикой и теорией относительности см.: [Севальников 2009, 146]; б) однородность распределения вещества в космологических масштабах; в) топологическую инвариантность ньютонова пространства и др. – реальное пространство физического мира, несомненно, является евклидовым и трехмерным!

Непрерывность пространства общепринята, ведь Демокритова концепция конечных атомов как элементов пространства – анахронизм уже со времен И.Канта. «Всякое созерцаемое в своих границах пространство есть такое целое, части которого при всяком разложении в свою очередь все еще представляют собой пространства, и потому оно делимо до бесконечности» [Кант 1964, 473]. А, Г.Кантор полагал актуально – бесконечное множество, мыслимое как целое, как данность - самоочевидным понятием, что относилось, однако к математическому континууму. Действительно, десятичная дробь 0,333… бесконечно-делима сразу как данность без учета процесса потенциального деления этой величины.

Относительно физического пространства известно, что его дискретность весьма сомнительна как в теории, так и в эксперименте [Каганов, 2005].

Теория физического пространства и движения

Теория пространства

1) Имеется доказательство существования Абсолюта[1] и не имеется доказательств существования абсолютной пустоты[2].

2) В связи с отсутствием существования абсолютной пустоты - реальное трехмерное физическое пространство заполненное материей актуально бесконечно делимо.

Теория движения

3) Ввиду бесконечной делимости пространства элементарное (т.е. далее неделимое) перемещение в нем квантового микрообъекта атемпорально и бестраекторно[3].

4) Темпоральное движение макротела складывается из последовательных атемпоральных перемещений атомов, составляющих это тело[4].

Известно лаконичное выражение академика Л.А. Арцимовича: «Правильное просто», предлагаемая теория - предельно проста.

Любая теория должна что – либо предсказывать. Теория физического пространства и движения предсказывает следующее:

1) всякое фундаментальное теоретическое построение явно или неявно основанное на дискретности пространства или времени обречено на расходимости;

2) время квантового туннелирования всякого множества объектов всегда будет стремиться к нулю;

3) формулы движения классической механики можно корректно получить из формул квантовой механики только с учетом атемпоральной гипотезы.

Литература

Аристотель 1981 – Аристотель. Физика. // Сочинения в четырёх томах. Т. 3. М.: Мысль, 1981, C. 252 – 262.

Артеха 2014 – Артеха С.Н. Основания физики. Критический взгляд. Квантовая механика. М.: URSS, С. 107-108.

Бернштейн 2000 – Бернштейн В.М. Развитие электродинамики Гаусса-Вебера: квантовая механика без волновой теории; Соотношение неопределенности Гейзенберга без парадоксов. // Международный конгресс: «Фундаментальные проблемы естествознания и техники». СПб. № 1. Т. 1. 2000. С. 30 – 40.

Бунге 1975 – Бунге М. Философия физики. М.: Прогресс. 1975. С. 176, 264 -267.

Гайденко 2011 – Гайденко П.П. История новоевропейской философии в ее связи с наукой. М.: Книжный дом «Либриком». 2011. С. 67.

Гейзенберг 2012 – Гейзенберг Часть и целое. М.: УРСС. 2012. С. 62 – 71.

Гильберт 1982 – Гильберт Д., Бернайс П. Основания математики. Логические исчисления и формализация арифметики. Т.1. М.: Наука. 1982. С. 37-38.

Годарев-Лозовский 2014 – Годарев-Лозовский М.Г. Возможность и онтологические основания атемпоральной интерпретации квантовой механики. // Вестник пермского университета Серия Философия. Психология. Социология. Выпуск 1 (17). С. 60 – 67.

Гринштейн 2012 – Гринштейн Дж., Зайонц А. Квантовый вызов. Современные иносследования оснований квантовой механики. Издательский Дом Интеллект, с.146-148.

Каганов2005 – Каганов М.И., Любарский Г.Я. Абстракция в математике и физике. М. Физматлит.2005.С.286-287.

Кант 1964 – Кант. И. Соч. в 6 т.Т.3.М.,С.473.

Катасонов2014 – Катасонов В.Н. Метафизическая математика XVII века. М.: URSS. С. 43. Колычев 2010 – Колычев П.М. Релятивная онтология и релятивистская квантовая физика. Материалы научной конференции 17-18 июня 2010. М.: Книжный дом «Либриком». 2010. С.

302-305.

Левин 2014 – Левин Г.Д. Что есть вероятность? // Вопросы философии. М.: 2014. № 2. С. 97–102.

Левич 2010 – Левич А.П. Моделирование времени как методологическая задача физики. // Философия физики: материалы международной научной конференции 17-18 июня 2010. М.: Книжный дом «Либриком». 2010. С. 335 – 337.

Липкин 2014 – Липкин А.И.Основания физики. Взгляд из теоретической физики. М.: УРСС. 2014. С. 110 – 149.

Нугаев 2014 – Нугаев Р.М. Генезис электродинамики Максвелла: интертеоретический контекст. // Философия науки № 2 (61). 2014. С. 48-54.

Севальников 2009 – Севальников А.Ю. Интерпретации квантовой механики. В поисках новой онтологии. Институт Философии РАН. М: УРСС. 2009. С. 6, 69-70.

Фалько 2010 – Фалько В.И. Типы философских онтологий физики. Материалы научной конференции 17-18 июня 2010. М.: Книжный дом «Либроком». 2010. С. 161-163.

Хэтчер 2003 – Хэтчер У. Минимализм. 2003. С. 90-91.

Эйнштейн 1965 – Эйнштейн А. Физика и реальность. М.: 1965. С. 56-57.

Янчилин 2010 – Янчилин В.Л. Квантовая нелокальность. М.: УРСС. 2010. С. 29 – 37.