Сергей Струговец - Естественная механика природы

• Название: Естественная механика природы
• Автор: Сергей Струговец
• Жанр: Физика

По мнению автора, природа нашей Вселенной в своём фундаментальном устройстве проста и наглядно представима, а результаты наблюдений и экспериментов, включая те, которые сегодня объясняются с помощью теории относительности и квантовой механики, вполне могут быть согласованы с единой механистической теорией, построенной на базе классической физики. В книге излагаются основы такой теории, а также анализируются причины вытеснения из науки здравого смысла сверхсложной математической мистикой.

---

Тогда почему же научные споры сконцентрировались, в основном, вокруг ТО? Пожалуй, и это можно объяснить. Именно теория Эйнштейна вместе с квантовой механикой и физикой элементарных частиц, несмотря на сохраняющиеся между ними нестыковки, очень чётко сформулировали основы сегодняшнего официального научного мировоззрения.

Примечание. Термином «мировоззрение» давайте договоримся обозначать наши глобальные представления об устройстве мира, в рамках которых создаются, доказываются и применяются все наши научные теории. Пожалуй, правильнее было бы назвать это даже не мировоззрением, а миропониманием.

Так как дальше разговор пойдёт о различных типах мировоззрения, то, для удобства, назовем наше сегодняшнее официальное научное мировоззрение корпускулярно-квантовым, а модель мироздания на его основе корпускулярно-квантовой моделью. Оба этих термина взаимосвязаны и, по сути, означают одно и то же, поэтому введем для их обозначения общее сокращение – ККМ. Корпускулярно-квантовое мировоззрение сформировалось в результате модернизации предыдущего корпускулярно-полевого мировоззрения (КПМ), но в целом осталось с ним, а также с предыдущими типами научного мировоззрения на платформе существования пространства, как отличной от абсолютной пустоты физической сущности, взаимосвязанной с материей. Правда, теория относительности установила количественную взаимосвязь между материей и пространством-временем, которая раньше (начиная уже с древнегреческой философии [17]) в научном мировоззрении воспринималась лишь качественно. Но принципиально ничего не изменилось. Например, ещё Аристотель отрицал существование пустоты и воспринимал пространство, как некую неразрывную, влияющую на расположенную в нём материю сущность, то есть, практически так же, как и современная теоретическая физика трактует континуум пространства-времени. Корпускулярно-квантовое мировоззрение неимоверно сложно для понимания, так как сформулировано оно на особом математическом языке, которым владеет лишь крохотная часть населения Земли, а более или менее точный и полный перевод положений этого мировоззрения на общедоступные языки считается принципиально невозможным. Однако приблизительно выделить то, что лежит в смысловой основе ККМ, всё же можно.

Итак, согласно ККМ, наш Мир материален и состоит из частиц (корпускул) расположенных и имеющих возможность двигаться в некоем пространстве. Практически, пространство может восприниматься как пустота, но, в отличие от абсолютной пустоты, оно обладает целым набором физических свойств. Например, будучи однородным и изотропным во всём своём объёме, оно, между тем, способно искривляться, создавая этим гравитацию.

Таким же измерением, как и три пространственных измерения, в ККМ считается время, которое тоже может искривляться, и вместе с пространственными измерениями составляет пространственно-временной континуум. Для описания такого пространства-времени можно применять только криволинейные координаты, а любые системы координат, основанные на прямолинейности, следует считать лишь приблизительными. ККМ не исключает, в случае необходимости, введения для описания физических явлений любого количества дополнительных измерений (например, замыкающих пространство или обеспечивающих одновременно его кривизну и однородность в основных измерениях). Взаимодействие корпускул и состоящих из них материальных тел осуществляется посредством полей. Поля, в свою очередь, формируются, согласно квантовой теории поля, тоже потоками элементарных частиц-корпускул. Все без исключения частицы обладают свойствами корпускулярно-волнового дуализма (то есть каждая является одновременно и дискретной частицей, и непрерывной волной пространства). Следовательно, вся материя, включая поля, является корпускулярно-волновой. Волновые и корпускулярные размеры элементов материи совершенно независимы, поэтому небольшая частица может одновременно быть волной, длина которой на порядки превышает корпускулярные размеры этой частицы. По крайней мере, четыре обнаруженных фундаментальных взаимодействия элементов материи (гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое) имеют свои поля, каждое из которых создается специальными частицами или особым набором частиц (которые для разных видов взаимодействия могут совпадать), и являются такими везде, за исключением, по-видимому, тех областей пространства-времени, где последнее становится «сингулярным» (сжатым в точку, где вещество имеет бесконечную плотность и температуру, а само пространство-время теряет свои метрические свойства). Не имеющие собственных электрических и магнитных зарядов фотоны, которые создают как электромагнитное взаимодействие, так и излучение, каким-то образом «запоминают» заряд тела, которое они покинули. Ведь фотоны, согласно ККМ, обеспечивают как притяжение противоположно заряженных тел, так и отталкивание одинаково заряженных. Массу тех частиц, которые её имеют, формирует поле Хиггса, тоже создаваемое частицами (бозонами Хиггса). Бозоны Хиггса и сами имеют массу. Причём масса бозона Хиггса более чем на пару порядков превосходит массу покоя, например, протона, а электрона примерно уже в 250 тысяч раз. Но именно бозоны Хиггса определяют и массу протона, и массу электрона. Масса частиц зависит ещё и от их относительного движения, а также влияет на пространственно-временную геометрию. Впрочем, можно предположить, что это искривления пространства-времени геометрически определяют свойства материи и энергии. То есть здесь в корпускулярно-квантовом мировоззрении существует ещё один своеобразный причинно-следственный дуализм. Так как скорость полета частиц не может превысить скорость света как относительно пространства, так и относительно любой другой частицы, то эта скорость является предельной скоростью передачи любых взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую.

Луч света, согласно ККМ, уходит в бесконечность по прямой линии. Преломляется эта линия за счёт взаимодействия с веществом, а искривляется за счёт гравитационных свойств последнего, искажающих само пространство-время, через которое проходит луч. Луч света состоит из потока движущихся с конечной скоростью частиц (фотонов), которые не имеют массы покоя (хотя имеют импульс, энергию и, соответственно, массу движения). Энергия и импульс различных фотонов не одинаковы, так как их определяет длина волны, соответствующая волновым свойствам этих фотонов. За счёт отсутствия массы покоя фотоны не обладают инерцией. Поэтому, выйдя из испустившего их материального тела, они мгновенно теряют с ним связь и восстанавливают её с веществом (отдают ему свою энергию и увеличивают его массу) лишь в случае, если оно случайно встретится им на пути. Случайность и неопределённость лежат в основе представлений и квантовой механики. Таким образом, свободно летящие в свободном пространстве (вакууме) фотоны обладают полной самостоятельностью, и их полёт искривляется лишь за счёт искривления самого пространства. Кроме того, расположение любой частицы в пространстве и траектория её движения есть лишь следствие определённой вероятности этого события. То есть, каждая частица как бы заполняет всё пространство Вселенной целиком, но в определённых местах с высокой степенью вероятности, а в других с практически нулевой. Но, несмотря на это, вероятность превысить скорость света в распространении своего влияния на другую материю для любых частиц всё равно отсутствует, хотя существует вероятность мгновенного влияния за счёт квантовой сцепленности (спутанности) частиц. В конечной Вселенной, согласно ККМ, луч света может не выйти за её пределы только за счёт того, что искривлённое пространство-время Вселенной геометрически замкнуто, а замкнуто оно может быть, лишь являясь искривлённой замкнутой поверхностью какой либо геометрической фигуры. Только в этом случае луч света, уходя в бесконечность, не покинет конечного пространства. Но так как наблюдаемое пространство всё же трёхмерно и, несмотря на соответствующие ТО искривления, всё же близко к евклидову, то геометрически замкнутым оно может оказаться за счёт существования в Мире дополнительных ненаблюдаемых измерений, хотя бы одного.

Гравитация в ККМ считается центральной силой, зависящей только от произведения тяжёлой массы тел и квадрата расстояния между ними. Аналогичными свойствами зависимости от расстояния между частицами обладают и другие виды взаимодействия, связанные с действием центральных сил. Так как гравитация также является результатом излучения материей специальных корпускулярно-волновых частиц, гравитонов (хотя, одновременно, ещё и следствием геометрического искривления пространства-времени), то свойства гравитонов и фотонов представляются, в целом, аналогичными. Но абсолютно неизменные сила и скорость распространения гравитации в пространстве свидетельствуют о полном отсутствии для гравитонов эффекта экранирования и задержки чем-либо в природе, что существенно отличает гравитоны от фотонов. Гравитон считается частицей материи, реальность существования которой теоретически почти доказана, но экспериментально ещё не подтверждена.