Полная версия
Теория Агрегации Часть 1 Материя
Теория Агрегации Часть 1 Материя
Введение
Такова людская природа - пытаться
спасти иллюзии там, где надо
проявлять здравый смысл.
Р. ШеклиВ переводе с греческого языка φύση [fýsi] (физика) - это природа, характер, натура, сущность. Поэтому физическая модель - это как мы понимаем природу происходящего, сущность явлений.
Когда-то, существовало две физических модели системы Мира: Геоцентрическая (с Землей в центре) и Гелиоцентрическая (в центре – Солнце).
Геомодель предполагала наличие Хрустальных сфер, на которых располагались планеты и звезды. Модель имела хороший математический аппарат, который не был связан с природой мироздания. Эпициклы Птолемея были лишь математическим приёмом, не имеющим физической основы. Геомодель помогала определять своё местоположение, составлять карты, предсказывать затмения Солнца и Луны. Математический аппарат и сегодня остаётся безупречно правильным.
Гелиомодель первоначально грешила неточностями. Со временем модель стала учитывать, что орбиты планет не круговые и находятся в разных плоскостях. В результате математика модели стала более точной и стала вытеснять Геомодель, потому, что позволяла более широко взглянуть на Мир. Модель позволила понять, что есть галактики и даже скопления галактик. Вселенная Гелиомодели не могла уложиться в математику Геомодели и как результат – Геомодель задвинули в архивы истории, несмотря на то, что она исправно служила человечеству 14 веков.
Математика Геомодели была и остаётся правильной. Неправильной оказалась физическая модель, на которой строилась математика.
Все теории различаются, в первую очередь, физическими моделями. На основании физических моделей строятся математические модели, которые унаследуют все достоинства и недостатки физических моделей.
Сегодня наша наука опирается на две модели: Теория относительности и Квантовые теории. Каждая из теорий описывает свою область и не в состоянии объяснить явления противоположной теории. Математика каждой модели отлично работает на своей Хрустальной сфере, но выйти за пределы своей физической модели не может.
Если наука найдёт элементарную частицу Гравитон, то для Теории относительности настанут трудные времена, когда ей придётся пересмотреть свои взгляды на природу Гравитации, а с ней и на природу Пространства и Материи.
А если Гравитон не найдут, то Квантовым теориям предстоит долго оправдываться за свои заблуждения.
Это противостояние получилось в результате противоречия физических моделей этих теорий, которое нельзя преодолеть никакими математическими ухищрениями.
Локальность всех существующих теорий говорит о том, что они используют локальные физические модели, которые пытаются развить за счёт математики. Такой подход порождает математические теории, основанные на их подгонке под эмпирические данные.
Например: МОНД (Модифицированная Ньютоновская Динамика) - изменение формулы, без объяснения её физического смысла. Такие математические теории не дают новых познаний, они лишь подгоняют свой математический инструмент под существующие факты. Так Птолемей и создавал свою геоцентрическую систему, где всё вращается вокруг Земли.
Теория Агрегации - это попытка создать единую физическую модель Мироздания. Здесь будут рассматриваться вопросы, связанные с Материей и Пространством, их свойствами и взаимодействиями.
Материя формирует в Пространстве все взаимодействия и свойства. Всё что мы наблюдаем в нашем мире, есть проявление свойств Пространства, но формируются они при помощи Материи. Это относится не только к гравитации, но и к массе, заряду...
В первой части теории будут обсуждаться вопросы образования нашей Вселенной, формирования звёзд (включая Чёрные дыры) и планет, фундаментальные понятия Пространства, Время, Гравитация, Масса, тёмная материя и тёмная энергия, их сущность и взаимодействие.
-----
Для ускорения публикации и получения возможности обсуждения, физическая модель Теории Агрегации разделена на части:
Часть 1. Материя.
Часть 2. Пространство.
Часть 3. Атом.
В случае успешного формирования полной физической модели, можно будет приступить к формированию математической модели Теории Агрегации.
1.1. Две физики, два разных процесса мышления
Не понимание, а за ним и путаница, на начальных этапах познания, порождают тупики развития в любой теории. Поэтому лучшее, что можно придумать, это разобраться в базовых понятиях.
Вся наука делится на теоретическую и прикладную, которые отличаются своими целями и инструментами изучения.
Теоретическая физика"Методология теоретической физики состоит в выделении ключевых физических понятий (атом, масса, энергия, энтропия, поле и т.д.) и формулировки на математическом языке законов природы, связывающих эти понятия; объяснении наблюдаемых явлений природы на основе сформулированных законов природы; предсказании новых явлений природы, которые могут быть обнаружены."[1]
Основой теоретической физики является философия и интуиция.
Прикладная физикаПрикладная физика занимается решением физических задач для конкретных практических применений. Это математическая обработка результатов теоретической физики.
Основой прикладной физики являются наработки теоретической физики и математика.
Считается что, "близким аналогом теоретической физики является математическая физика, которая исследует свойства физических моделей на математическом уровне строгости, однако не занимается вопросами выбора физических понятий и сопоставления моделей с реальностью, хотя вполне может предсказать новые явления."[1]
А что такое физика?
В переводе с греческого языка φύση [fýsi] (физика) - это природа, характер, натура, сущность. Значит физическая модель - это как мы понимаем природу происходящего, сущность явления.
Что же такое математическая физика?
Да это же прикладная физика, девиз которой "Заткнись и считай".
Для теоретической физики больше подходит "Эврика" Архимеда, когда он осознал зависимость объёма погруженного тела и вытесненной им воды.
Если теоретическая физика открывает новые горизонты, то прикладная только расширяет эти горизонты. Теоретическая физика пробивает стены незнания, а прикладная расширяет пробоину и зачищает осколки стены. Может это и грубо, но очень доходчиво.
Математическая физика без физической модели - это подгонка формул под эмпирические данные. Это просто математическая модель не имеющая под собой новых физических понятий, что противоречит теоретической физике.
Ярчайшим примером прикладной физики является геоцентрическая модель Птолемея. Это математическая модель мира, центром которого считалась Земля. Никаких новых понятий не появилось. Набор эпициклов описывали движение Солнца, Луны и планет, хрустальные сферы держали их на небе. Модель, построенная на одной математике.
Да, такой моделью можно пользоваться, и пользовались 14 веков, но никаких новых сущностей эта модель не открывала. Физической такую модель не назовёшь.
По такому же пути идут сегодня многие теории, сооружают математическую модель и смотрят, что из этого получится.
Например, МоНД просто модифицировала математику Ньютона. Так просто, добавить что-нибудь в формулу или убрать, какой-нибудь коэффициент "лямбда", и всё. Новый эпицикл подправил старые формулы до нужных показателей.
Так поступает и Теория относительности. Вроде как расширяет границы применения математики Ньютона, а потом приходится строить сферы хрустальные (замедление времени, сжатие пространства) вытекающие из формул.
Как можно оперировать понятиями, которые объяснить не можешь, и свойств которых не знаешь?
У квантовых теорий свои эпициклы и сферы хрустальные: многомерные пространства, струны невесть чего, кварки...
Да, математика их работает не хуже Птолемеевской. Но новых сущностей не создаёт.
Все эти теории важны для прикладной физики. Но стоит появиться теории, основанной на новых физических понятиях и вся эта математика, постепенно, забудется. В геоцентрической системе Птолемея не было ошибок, их нет и сейчас, но от всей этой математики отказались и начали создавать новую - гелеоцентрическую.
Создание физических основ - вот это уже теоретическая физика.
Коперник (автор гелиоцентрической системы) ещё не знал физических законов формирующих эту систему, но интуиция его не подвела. Сам Коперник в предисловии к своей книге «О вращении небесных сфер» ссылается на древнегреческого философа V века до н. э. Филолая и мнение трёх античных учёных IV века до н. э.: Гераклида Понтийского, Экфанта и Гикета.
Интуиция и философия помогли сформировать революционный взгляд на новую модель.
Коперник надеялся, что в новой системе он сможет описать движение планет более точно и гармонично, чем это сделано в птолемеевом «Альмагесте» и общепризнанных на тот момент «Альфонсовых таблицах».
Только через 200 лет Ньютон в труде «Математические начала натуральной философии» сформулировал закон всемирного тяготения и три закона движения, ставшие основой математики гелеоцентрической модели.
Философия с интуицией и здесь стали фундаментом новых взглядов на Природу.
К теоретическим разработкам можно отнести развитие модели атома:
- Сферическая модель (1803). Джона Дальтона. Атом изображался в виде мельчайшей материальной сферы, не поддающейся разрушению.
- «Пудинговая» модель» (1903). Джозефа Томпсона. Атом представляет собой шар, внутри которого распределён положительный заряд и хаотично расположены отрицательно заряженные электроны.
- Планетарная модель (1911). Эрнеста Резерфорда. В центре расположено положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена вся масса атома. Ядро состоит из протонов и нейтронов, вокруг него вращаются электроны, как планеты вокруг Солнца.
- Модель Нильса Бора (1913). Теория Резерфорда дополнена двумя постулатами: электроны вращаются вокруг атома по строго определённым (стационарным) орбитам, а также могут переходить с одной орбиты на другую, излучая или поглощая энергию.
Все остальные познания атома только уточняли его свойства, не создавая новых сущностей.
Две физики, два разных процесса мышления:
- теоретическая физика - как это устроено,
- прикладная - не надо ничего выдумывать, вот что есть, тем и пользуйтесь, расширяйте и углубляйте.
Похоже, сегодня теоретической физикой никто и не занимается. Пора возобновить по ней работы.
Источники:
1. Теоретическая физика — Википедия.
1.2. Локальность теории
Сегодня, все теории имеют локальный характер, базируясь на узком знании, пытаются развиваться и охватить все остальные области.
Начнём с определения: "Локальность" означает что-то ограниченное, отдельное, имеющее предел или границы. Антоним локальности - глобальный, повсеместный, общий.
Локальные теории, как правило, использует прикладная физика, где единичный феномен пытаются развить до глобального уровня.
Это похоже на притчу О слепых мудрецах и слоне: каждый потрогал отдельную часть слона и составил общее представление. Для тех, кто изучал ногу - слон это столб, для тех, кто изучал хобот - слон это такая змея, для тех, кто изучал живот - слон это такой шар... ну и т.д.
Локальность свидетельствует о несоответствии теории и физики. В переводе с греческого языка физика (φύση [fýsi] ) - это "природа, характер, натура, сущность".
Природа не может быть разной для микро- и макро- мира. Она ЕДИНА.
Следовательно, локальная теория, описывающая только часть и не работающая в другой части, не соответствует физике (Природе).
Постепенно, новые теории становятся всё более глобальными, охватывая более полный объём сущностей.
Сегодня пытаются создать более глобальную теорию, объединяющую известные 4 взаимодействия и материю.
Эта теория не может базироваться на единичном знании, не связанном со всеми остальными. Никакими математическими ухищрениями не получится всё объединить. Вначале необходимо объединить все знания в единую физическую модель, и только потом делать для неё математику.
Для такой теории должны быть свои критерии, например, она должна объяснять:
1. Начальные условия - появление и принципы существования Вселенной (Пространства и Материи).
2. Самый простой вид взаимодействий - гравитацию, как силы прямого действия и только на сближение.
Для зарядов взаимодействие прямое и двусторонние (сближение, удаление). К такому взаимодействию также относятся магнитное, сильное и слабое.
Самым сложным и красивым взаимодействием обладает электро-магнитное: действует под углом 90 градусов и строго в одном направлении (правило буравчика). Для этого правила существуют математические модели, абсолютно не понимающие физику процесса.
3. Поле. Не эмпирической подгонкой математики, а физическим смыслом.
4. Инерцию, без чего нельзя сформировать понятие Материя.
5. Время, пространство.... В общем, объяснить физическую сущность всех базовых определений.
Думаю, даже этих пунктов достаточно, чтобы понять локальность существующих теорий. Нельзя доверять теориям, которые используют исковерканную логику, противоречивые термины. Локальные теории не могут отражать истинного смысла происходящего. Природа не создаёт взаимодействий, которые в одном месте работают, а в другом нет.
Этими теориями можно пользоваться, осознавая их локальность. Внутри какой то области они соответствуют результатам, потому что подогнаны к эмпирическим данным. Так теория Птолемея (геоцентрическая система мира) давала достоверные данные 14 веков. Этой теорией и сегодня можно пользоваться, но выход за рамки эмпирических данных приводит к усложнению всех расчётов, количество эпициклов станет таким, что даже компьютер с ним будет справляться неимоверно долго. Отсюда следствие: если расчёты теории становятся слишком громоздкими, значит теория заблудилась, и, скорее всего, виновата в том неправильная физическая модель, на которой построена теория. Все недостатки и достоинства физической модели определяют границы этой теории.
Локальность теории можно определить по следующим терминам и признакам:
1. Сингулярность. Можно ли представить законы Природы (физики) которые местами не работают?
2. Дуальность - двойственность понимания сути явления означает существование двух не стыкующихся теорий.
3. Теория допускает бесконечность параметров, например, пространство, время.
4. Развитие теории от частного, к общему, глобальному (притча о слепых мудрецах).
5. Множатся сущности не имеющие реального описания и не поддающиеся пониманию.
6. Нарастающая сложность вычислений.
Новые теории должны формироваться на более глобальном представление о мире. Только в этом случае они могут взглянуть дальше существующих сегодня локальных теорий.
Пытаться натянуть локальную теорию на более широкий масштаб неизбежно приведёт к её фрагментации. Это происходит, например, с теорией Эфира. Их существует множество и все они, так или иначе, противоречат друг другу. Такая же ситуация и с квантовыми теориями.
Любая новая теория должна давать новые знания. Не другой взгляд на имеющиеся, а дополнительные знания, те которых не было, расширять область знаний, расширять возможности и уменьшать сложность математики.
1.3. Интуиция в науке
Из Википедии: «Интуиция (позднелат. intuitio «созерцание») —способность человека понимать и проникать в смысл событий и ситуаций посредством единомоментного бессознательного вывода — озарения. Интуиция основана на человеческом воображении, эмпатии и предшествующем опыте. Иногда интуицию называют «чутьём» и проницательностью.»
Роль Интуиции особенно велика там, где необходим выход за пределы существующих приёмов познания, для проникновения в неведомое. Именно эта роль ей предназначена в теоретической физике.
Никола Тесла: "Интуиция — это нечто такое, что опережает точное знание. Наш мозг обладает, без сомнения, очень чувствительными нервными клетками, что позволяет ощущать истину, даже когда она ещё недоступна логическим выводам или другим умственным усилиям."
Эйнштейн считал, что «Интуиция — это священный дар, а рациональный ум — верный слуга. Мы создали общество, которое воздаёт почести слуге и забыло о даре. Я никогда не сделал бы своих открытий в процессе рационального мышления.»
Для него Интуиция была: «единственная действительно ценная вещь».
Интуиция зиждиться на Воображении. Его Эйнштейн считал гораздо важнее знаний: «Знания опираются лишь на то, что мы сейчас знаем и понимаем, в то время как воображение включает в себя целый мир и все то, что мы когда-либо поймём и узнаем.»
Интуиция Архимеда помогла ему понять, насколько вода поднимается вверх при погружении в неё тела. Восклицание «Эврика» стало лозунгом интуиции.
Коперник, опираясь на интуицию и математику в трактате «О вращении небесных сфер» размышлял над устройством Птолемеевой системы мира. В результате он пришёл к выводу, что ключевой ошибкой Птолемея было принятие Земли за центр солнечной системы, и выдвинул новую аксиому, согласно которой Земля и другие планеты обращаются вокруг Солнца.
Интуиция Исаака Ньютона привела его к вопросу, почему яблоко падает прямо вниз, а не отклоняется в сторону, что в конечном итоге привело к формулировке им закона всемирного тяготения.
Один из учеников Ньютона писал, что учёный «порою способен был увидеть нечто благодаря едва ли не одной лишь интуиции, даже без всякой аргументации».
Один из первых шагов в развитии кинетической теории газов состоял в том, чтобы вычислить число молекул, движущихся с заданной скоростью. Интуиция Максвелла подсказала ему, что для этого надо игнорировать законы Ньютона, способные дать чёткий прогноз движения частиц, и начать исследовать молекулярное движение, как простую азартную игру: движение шарика в рулетке определяется законами Ньютона, которые неспособны, тем не менее, предсказать число, на котором он остановится. Для применения вероятностных методов Максвеллу нужно было сделать ещё одно предположение: любое состояние системы настолько же вероятно, как и любое другое.
Планк: Прежде всего, я сомневаюсь, что когда-либо существовала какая-либо новая идея, которая не была бы связана с интуицией. Он допустил, что испускающие лучи атомы отдают энергию не сплошным потоком, а порциями, или квантами. Это была настолько революционная идея, что даже сам Планк поначалу недооценил её потенциал.
Мария Кюри часто полагалась на свою интуицию, что позволяло ей исследовать неизведанные области науки. Её непреодолимое любопытство и стремление к открытию нового были ключом к успеху. Например, при изучении урановой руды Мария обнаружила, что она излучает лучи, даже когда урана в ней не было. Благодаря интуиции Мария Кюри доказала существование радиоактивных элементов и получила их.
Эрнеста Резерфорда отличала мощная интуиция при планировании и проведении экспериментов. Это позволяло учёному осмыслять новые физические явления. В результате эксперимента было выяснено, что у атома есть невероятно маленькое, но очень плотное и тяжёлое ядро, а в 1911 году на основе этих результатов Резерфорд выдвинул планетарную модель строения атома.
Нильс Бор проявил гениальную интуицию, предложив модель атома, противоречащую основным законам классической физики. Интуиция Бора заключалась в его способности делать проницательные и точные предсказания о поведении электронов в атомах, особенно в отношении их углового момента, не имея формального математического доказательства.
Интуиция необразованного Фарадея открыла новые области в науке. Как мог этот подмастерье переплётчика, делавший скромную карьеру лаборанта, создать одну из самых продуктивных концепций современной физики — концепцию поля?
Максвелл, в «Трактате» писал: «Фарадей своим мысленным взором видел пронизывающие всё пространство силовые линии там, где математики видели центры сил, притягивающие на расстоянии. Фарадей видел среду там, где они не видели ничего, кроме расстояния. Фарадей усматривал местонахождение явлений в тех реальных процессах, которые происходят в среде, а они довольствовались тем, что нашли его в силе действия на расстоянии, которая прикладывается к электрическим жидкостям».
Этот список можно ещё долго продолжать, но одно ясно: фундаментальное развитие Физики основано на Интуиции.
Современной науке её не хватает, чтобы двигаться дальше. Можно долго пользоваться наработками теоретиков прошлых веков, но это даст только уточнение имеющихся знаний. Для новых знаний нужны новые теории с новым представлением о Пространстве, Времени, Материи, Энергии, Массе, Инерции, Гравитации и т.д.
Без интуиции, невозможно дать чётких характеристик этим терминам.
Без чётких формулировок, невозможно создавать новые теории, а без новых теорий невозможно развивать Знания.
1.4. Критическое мышление
Критическое мышление нужно для того, чтобы находить свои ошибки, признавать их и различать ошибки других.
На литографии голландского художника Маурица Эшера «Спускаясь и поднимаясь» изображена вечная лестница.
Вы абсолютно уверены, что вы поднимаетесь, когда вы идёте вверх по лестнице?
Куда же она приведёт? В никуда!
Крушение иллюзий - это и есть критическом мышление.
Рис.1.4. Эшер «Спускаясь и поднимаясь»
Один из способов непризнания ошибок - навязывание мнения, что ошибка совсем не ошибка, диктовать правильное восприятие ошибки, проявить свою власть. Но мы же знаем: «Власть развращает, абсолютная власть развращает абсолютно» (Джон Дальберг-Актон).
Если в теории возникают противоречия, то надо в первую очередь задуматься: что не так с теорией? Заметать нерешенные проблемы под «ковёр» это временное решение, которое говорит о том, что теория не способна трансформироваться, приспосабливаться к новым знаниям. Закостеневелость теории ведёт к её краху.
Честность в науке, она также необходима, как и в повседневной жизни. Противоречивые высказывания не соответствуют истине, создавая ложную очевидность.
Если пользоваться терминами, основанными на фантазиях, то и сами теории становятся фантазиями.
Термины, подменяющие реальность:
- сингулярность (в реальности: место, где теория не работает)
- суперпозиция (в реальности: несовместимые процессы, фантазия)
- дуальность (в реальности: отрицание существования одновременно противоречащих свойств)
- виртуальные частицы (в реальности: желание иметь несуществующее)
- запутанные частицы (в реальности: частицы с уже определёнными свойствами)
- и т.д.
Критическое мышление должно различать софизмы (хитрая выдумка, уловка):
1. Красивые слова-термины, не несущие конкретных знаний, являются словами ловушками. Начинаешь ими пользоваться и перестаёшь искать истину, например сингулярность.
2. Использование терминов не имеющих определения, истолкования и описания: время, масса, пространство, заряд, температура. Без чёткого описания термина начинают приписываться ему любые фантазийные понятия. Нельзя оперировать тем, чего не понимаешь. В противном случае можно галюцинировать до беспредела.