Введение
Квантовый вакуум как источник энергии. Состояние вопроса и выводы учёных
Не исключено, что и сами тела, частицы, вещество — особенности поля (или результат взаимодействия полей)
В. Ф. Дьяченко, 1997 г. (197, с. 6).
Заблуждение физики состоялось не из-за физико-технических проблем исполнения решений на основе представлений о заполнении пространства активным эфиром, а из-за отставания философского вызревания Человечества
А. И. Заказчиков, 2004 г. (17, с. 2).
Первичный постулат и основная идея настоящей книги — «природа не терпит пустоты» или применительно к «пространству — материи»: «нет материи без пространства, нет и пространства без материи». Подобная идея взята на вооружение многими учёными, исследующими эфир. Но её научное содержание и получаемые на этой основе результаты могут быть различными и зависят от принимаемых учёными исходных положений и концепций.
Современная квантовая электродинамика, в которую на протяжении всей истории естествознания эволюционировали известные теории эфира, основателем которой по праву принято считать П. Дирака, является, по мнению учёных, наиболее разработанной теорией, но выводы и следующие из неё уравнения приводят к противоречиям и указывают на незаконченность теории. На что Дирак с горечью заметил, что «правильный вывод состоит в том, что основные уравнения неверны».
Используем ряд следующих идей, разрабатываемых российскими учёными и заимствованных нами из их теорий:
— два вида энергии и распределение их плотности в пространстве по зеркально симметричным экспонентам Больцмана — В. Н. Волченко (23, 24, 85);
— действие закона сохранения энергии в эфире и иерархическая структура эфира, как масштабный фактор энергии, — С. В. Галкин (5, 86, 87, 90);
— вихри и кривизна пространства — торсионные поля, как вид энергии, — А. Е. Акимов и Г. И. Шипов (52, 92, 117, 146, 161);
— сжимаемый эфир, как одна из компонентов, составляющих два вида энергии (е нашей интерпретации идеи), — В. А. Ацюковский (45, 46, 56, 77).
В настоящей книге различные теории квантового вакуума, несмотря на подтверждение ряда следующих из них выводов эмпирическими фактами, не рассматриваются, вследствие разнородности принятых в них аксиоматических систем и, следовательно, несравнимости теорий в целом или в деталях.
Все каналы передач научно-технической информации сообщают о том, что разразившийся в промышленности глобальный энергетический кризис вот-вот будет преодолён введением в действие новых источников энергии, которые уже находятся в стадии выхода из научных лабораторий. В качестве неисчерпаемых источников учёные-популяризаторы науки называют: ветровую, геотермальную и солнечную энергии, термоядерную и водородную энергетики и квантовый вакуум, потенциальная энергия которого считается неисчерпаемой по количеству,
неограниченной по мощности, и предполагается, что она может быть преобразована в любые известные формы энергии. Развивается новое научное направление — «психоэнергетика» — принципиально новая (постиндустриальная) фаза развития Человечества как «нейромира», в котором «главной производительной силой, как полагают учёные «питерской школы», становится сам человек и способность его психики производить энергию», С. Кугушев (156). Но ни в одной из научных версий развития индустриального мира не рассматривается его сохранность более чем на 100 лет. В большинстве публикаций умалчивается о том, что никакие современные альтернативные источники энергии не решают энергетическую проблему уже существующего «перепроизводства энергии» в Промышленной Цивилизации. Некуда девать материю-энергию, отработавшую в экологических системах и средах обитания людей, но главное — совершенно не просматриваются какие-либо пути замедления роста энтропии в промышленных производствах и преобразованиях энергии. Промышленность уже подошла к допустимой границе энергетического кризиса, экологического — по форме и системного — по содержанию.
В настоящей книге в качестве квантового вакуума и источника энергии в традиционном его понимании рассматривается материя-энергия любой физической природы — как динамическая система множества «частиц-квантов» — переносчиков энергии, градиенты плотности которых по энергиям переменны во всём бесконечно широком диапазоне геометрических масштабов и подчиняются распределению Больцмана (64, с. 23-26). В квантовой теории поля понятие вакуума является одним из основных, а в концепции двух видов — фундаментальным, в том смысле, что его свойства на «чрезвычайно высоких частотах» преобразования двух видов энергии определяют свойства всех основных состояний материи-энергии вещественного мира, т. е. на низких частотах. По математическому содержанию любой вектор состояния может быть получен из «вакуумного состояния» (в новой концепции — «стохастического состояния градиентов») при действии на него (возмущении физической системы или её накачкой дополнительной энергией) оператором рождения частиц (8, с. 56, 61; 199, с. 136) на высоких частотах. Но при соблюдении условия своевременного отведения конденсирующейся энергии из физической системы на более низкой частоте.
Использование квантового вакуума в качестве источника энергии основано на том, что все материальные объекты вещественного мира рассматриваются как открытые термодинамические системы. Квантовый вакуум является внешним источником энергии, из которого конденсирующаяся энергия поступает в объекты в количествах и качествах, необходимых для переизлучения материальных объектов и парирования всегда существующей диссипации некоторой части преобразуемой в них несконденсированной энергии.
Согласно фундаментальному закону сохранения энергии, действующему и в квантовом вакууме, сколько из него будет «заимствовано» энергии, столько же в соответствующих эквивалентных формах и количествах, «автоматически и стихийно» будет возвращено в него из окружающей среды, но в динамически равновесных преобразованиях энергии. В неравновесных процессах, вследствие переменной эквивалентности количеств и качеств преобразуемых форм и нелокальности преобразований энергии в пространстве, не обязательно, что возврат произойдёт в ожидаемые времена, места получения и потребления энергии. Это зависит от частоты, вектора направленности преобразований и мощности заимствования энергии квантового вакуума в произвольно взятом источнике. Такой источник энергии представляется ещё более опасным, чем другие… ввиду «неограниченной» мощности и «неисчерпаемости» количества скрытых форм его потенциальной энергии и вследствие порождения совершенно новых экологических и этических проблем в обществе.
Проблема обеспечения энергетического баланса в экосфере обитания людей замаскирована тем, что традиционные преобразования известных форм потенциальной энергии всегда происходили и происходят с неконтролируемым в настоящее время участием квантового вакуума. Наряду с рассеянием энергии в окружающую среду всегда поступает некоторое избыточное (дополнительное) количество энергии, высвобождающейся из различных форм потенциальной энергии. Высвобождение энергии сопровождается «неотвратимым» ростом энтропии. Новая энергетическая концепция позволяет найти способы замедления роста энтропии путём снижения мощности единичных источников энергии, путём рассредоточения больших мощностей среди множества маломощных источников, как это реализовано в живой природе.
Во всём мире накоплен большой объём достоверной экспериментальной информации о разнообразных по физической природе технологических процессах, технических конструкциях, рабочих средах и материалах, геометрических формах с различными конфигурациями, при использовании которых появляется дополнительная энергия, проявляются странные свойства конденсированных и сплошных сред и геометрических форм в виде необычных физических эффектов. Запатентовано множество технических устройств, в которых используются необычные явления.
Есть попытки использования в промышленности генераторов аномальной, или дополнительной энергии. Это технические системы, подобные теплогенератору Потапова, электрогенераторам Сёрла и Канарёва, системе холодного ядерного синтеза Флейшмана и др., а также технические системы Агапова Ю. Е., Бардена Т., Вольфсона Б., Гадекена Л., Карпенко А. Н., Миллза Р., Нельсона Л., Соболева В. М., информация о которых приведена в приложении к настоящей книге. Нет возможности перечислить все многочисленные изобретения, идеи и теории российских и зарубежных авторов, работающих в области новой энергетики. Информация о многих из них циркулирует по каналам ИНТЕРНЕТа и широко обсуждается в ряде зарубежных изданий и в российском периодическом издании (154).
Известные научные объяснения аномальных энергетических эффектов, остающихся сенсационными и в настоящее время, очевидно, не в полной мере отображают в подобных явлениях реальные физические процессы. Похожая ситуация сохранилась и по отношению к современным генераторам «дополнительной энергии» (техническим системам с КПД преобразований энергии более 100%, при оценках КПД по традиционным методикам). В настоящее время аномальные энергетические явления и необъяснимые свойства материи в природе и технике осознаются учёными как неотъемлемое свойство вещественного мира. Эти явления приняли массовый характер, им посвящено множество научных исследований и публикаций, их невозможно далее замалчивать, но для науки они по-прежнему и уже скандально необъяснимы.
Изучение квантового вакуума представляется невозможным без динамического описания многих частиц, из которых он предположительно составлен. Но движение науки в квантовый вакуум затруднено, вследствие отсутствия необходимых исходных положений и методов исследования эфира и возобладания в науке прямых запретов, как следствий квантовой теории поля и квантовой механики, которые в разных вариациях введены к середине XX века практически во все учебники (8, с. 252-271). Например, из фундаментального принципа тождественности одинаковых частиц — одного из основополагающих принципов квантовой механики (8, с. 761), следует: тождественные частицы полностью лишены индивидуальности; «в квантовой механике не существует никакой возможности следить в отдельности за каяадой из одинаковых частиц и тем самым различать их» (153, с. 252). В науке утвердился методологический принцип: «динамическое описание системы многих частиц неосуществимо с технической стороны, непригодно с теоретической и бесполезно с практической точек зрения» (163, с. 9). Инженеры вынуждены преодолевать его, в «высоких технологиях» также методически, например, в квантовой оптике — путём практической реализации распределения Больцмана, игнорируя формальное нарушение второго закона термодинамики: энергетическое состояние системы в абсолютной температурной шкале Кельвина характеризуется отрицательными температурами (64, с. 26).
Примечание. Распределение Больцмана — статистическая равновесная функция распределения энергии по импульсам и координатам частиц идеального газа, которые движутся по законам классической механики во внешнем потенциальном поле (8, с. 56; 64, с. 24-26).
Над основами квантовой теории напряжённо трудились общепризнанные учёные М. Планк, А. Эйнштейн, Н. Бор, Р. Фейнман, В. А. Фабрикант, Л. Д. Ландау… и др. На методологической базе корпускулярно-волнового дуализма света, предложенного И. Ньютоном в 1672 г. (116), постулированного Н. Бором в 1913 г. в условия атомных квантований и выдвинутого Л. де Бройлем в 1924 г. в качестве гипотезы о всеобщности дуализма (8, с. 253, 312), учёным удалось «сблизить» два объекта квантового вакуума — «поле» энергии и квант энергии — «частица», переносчик энергии. Но при движении в наномаспггабы, как «геометрическую границу» между вещественным миром и вакуумом, неразрешённые теорией вопросы микромира реальной материи продолжают множиться в нанотехнологиях в форме ещё более загадочных физико-химических и размерных геометрических эффектов.
В новой энергетической концепции, рассматриваемой в настоящей книге, тождественных частиц нет: все частицы обладают индивидуальными отличиями. Одинаковые частицы одного «сорта» также отличаются в «малом». В квантовом вакууме, как и в классической механике, выбрав «подходящие» геометрические масштабы параметров «ненаблюдаемых частиц», индивидуальные системы счисления для них (в связи с появлением «больших чисел»), размерности единиц физических величин, а также исходные положения и соответствующие методологию анализа и математическую модель движения, которые мы предложили в настоящей книге, всегда можно «проследить» за движением отдельных частиц по отличиям в «малом».
Современный тип «научно-технического прогресса» почти полностью утратил свою прогрессивную роль. В истории естествознания снова наступил период его смены со всеми атрибутами, в т. ч. научной парадигмы и форм власти в человеческом обществе. Космическая техника, ядерная энергетика, телевидение, мобильная связь, компьютерная техника, глобальные информационные системы и др. высокие технологии — всё это технические улучшения научных достижений середины XX века. Проблема стагнации науки продолжает обостряться. Впервые в новейшей истории науки учёные и инженеры столкнулись в тех же высоких технологиях с новыми странными свойствами энергии, объяснение которым в настоящее время не найдено: одномерные, двумерные и трёхмерные математические модели и соответствующие физические законы движения материи-энергии не отображают её реальные свойства в наномасштабах биологических, физических и химических процессов (68, 108).
В нанотехнологиях и «далее», при движении в пикомасштабы и бесконечно малые «глубины квантового вакуума» с несчётным множеством бесконечно малых частиц, ранее принятые аксиоматические системы математики и физики уже не действуют (68). В наномасштабах обозначились геометрические границы между вещественным миром и квантовым вакуумом, в которых поколебался даже принцип геометризации физики. С этим трудно смириться, учитывая, что принцип геометризации осознан и применяется в повседневной жизни, науке и технике, согласно истории науки, с V века до н. э. (7, с. 143-144). Вследствие столь длительного применения принципа такие основополагающие, чисто методологические понятия геометрии, как точка, линия, плоскость, поверхность и объём, будучи отображениями физических реальностей, но в «грубых» геометрических масштабах, в инженерной практике воспринимаются как «абсолютная реальность». Высказывание А. О. Пуанкаре (157, с. 48): «Если бы не было твёрдых тел в природе, не было бы и геометрии», — приобретает особый «путеводительский смысл» при движении в бесконечно малые геометрические масштабы квантового вакуума. В нём необходимо было найти «нечто», вызывающее в инженерном мышлении «знакомые геометрические ассоциации», связывающие квантовый вакуум с вещественным миром и позволяющие ввести для его анализа привычную логику. Мы нашли это в волновом движении энергии и солитонных представлениях её статических фрагментов, «корни» которых в иных терминах появляются в науке ещё в XVIII веке и развиваются с тех пор многими учёными.
Точки и линии, поверхности и объёмы, пространство и время — это разнородные по масштабам, мерностям и свойствам геометрические модели энергии и структуры материального мира. Они не могут быть абсолютизированы как научные понятия и философские категории на все времена, будучи в науке чисто «методико-эмпирической», изначально феноменологической, находкой человеческого ума. Об этом свидетельствует тот факт, что математико-физические содержания перечисленных понятий в математике и физике переосмысливаются, изменяются и дополняются новыми феноменологическими положениями на протяжении всей истории науки. Инженерные проблемы нанотехнологий настоятельно требуют изменения содержания фундаментальных понятий геометрии. Но поскольку они по-прежнему недоказуемы, то должны быть приняты в качестве новой аксиоматической системы исходных положений геометрии, наполненных соответствующим математико-физическим содержанием, которые мы предложили и рассматриваем в настоящей книге.
Предложенные нами энергетическая концепция и аксиоматическая система позволили ввести в анализ квантового вакуума эмпирические факты, уже накопленные в естествознании. Они позволили также пересмотреть действие в квантовом вакууме законов физики и математической логики, а также ввести в анализ необъяснимые физические эффекты и парадоксы математики — как проявления свойств квантового вакуума. Единые закономерности движения энергии, рассматриваемые авторами как основа детерминизма энергии, и предложенные методические решения — направлены на использование квантового вакуума в технических системах в качестве альтернативного источника энергии. Сделан вывод, что квантовый вакуум — и есть энергия. Все известные формы материи и пространство, в котором они существуют, — динамически равновесные преобразования двух взаимосвязанных видов квантового вакуума — сконденсированной энергии (наблюдаемой материи вещественного мира) и несконденсированной энергии (наблюдаемой лишь «частично» в форме объёмов материальных объектов и пространства, а также в виде различных проявлений потенциальной энергии). В старой энергетической концепции только одного вида энергии (сконденсированной) и в новой концепции двух видов энергий в эти термины вкладываются разные содержания.
Примечания. Деление на сконденсированную и несконденсированную энергии условно. Это чисто методологическое решение, основанное на принципе гео — метризации физики. Положение границы между названными видами энергии в пространстве и координаты точек, принадлежащих границе, зависят от масштабов наблюдаемого пространства, чувствительности рецепторов человека и приборов наблюдателя. В системе своих масштабов человек делает эксперименты, изучает окружающие его миры различных масштабов и формулирует законы для своего мира, действие которых распространяет на системы всех масштабов, практикуемое в концепции одного вида энергии, что заведомо ошибочно в концепции двух видов энергии, классифицирует энергию:
как сконденсированную, если с помощью своих органов чувств и приборов человек различает её отдельные элементы и может их перенумеровать (дискретное распределение энергии, мощность счетного множества); как несконденсированную, если он не может с помощью своих органов чувств и приборов различить её отдельные элементы (непрерывное распределение энергии, мощность континуума и выше).
Естественно, для различных масштабов граница сконденсированной и несконденсированной энергии различна. Количественные соотношения масштабов и значения границ между ними, а также вытекающие из этого качественные различия в свойствах материи в разных масштабах мы установили в книге (11) и рассматриваем в настоящей книге. Каждый наблюдатель в своем масштабе строит свои модели взаимодействия энергий. В привычном восприятии нескон — денсированная энергия не обладает наблюдаемой нами инерцией, мы не можем ее измерить, считаем пренебрежимо малой и полагаем нулевой.
В анализ квантового вакуума введена гипотетическая «подсистема» — объединение всех систем, что позволяет рассматривать её мелкие системы как элементарные объекты. Поэтому подсистема взаимодействует с любой системой. Более того, всегда возможно косвенное взаимодействие двух систем — через подсистему, так как любые масштабы могут быть выражены через масштаб элементарного объекта. Понятие «элементарный» — относительно. Так, «мыслящая Галактика» и «мыслящая частица» — так же элементарны.
С точки зрения подсистемы вся энергия сконденсирована, т. к. создаёт её иерархию (масштабы). Её параметры не могут иметь нулевых значений даже в бесконечно малом. Несконденсированная энергия различима и познаваема в гра — ницах бесконечно малого и бесконечно большого через известные свойства энергии вещественного мира как сконденсированной энергии, вследствие изоморфной взаимосвязи геометрических масштабов во всём бесконечно широком диапазоне геометрических масштабов — также параметров энергии.
В 1910 году появился первый том, а в 1959 — второй том научного трактата выдающегося английского математика, механика и педагога Э. Т. Уиттекера (1873-1956). В них он подверг ревизии стройное здание науки, строящееся в период с XIX до середины XX века (7, с. 754). Эго было время бурного развития математики и теоретической физики, не имевших в то время глубоких разграничений в учениях об эфире, твёрдом теле, электричестве и магнетизме.
Многие известные учёные сделали свой вклад в науку на основе представлений о свойствах эфира как упругого твёрдого тела. Имена учёных, на избранные работы которых мы ссылаемся в настоящей книге, как содержащие необходимые эмпирические факты и соответствующие феноменологические идеи — как фундамент современной науки и одновременно основания новой энергетической концепции: Бусинеск, Бьеркнес, Гаусс, Гельмгольц, Гильберт, Грин, Декарт, Коши, лорд Кельвин, Лармор, Лагранж, Лаплас, Лихи, Лэмб, Максвелл, Ньютон, Остроградский, Риман, Стокс, Фарадей, Френель, Хевисайд, Холл, Юнг и др.
Примечания.
1. Хронологическая подборка имён, информаций и дат, заимствованная нами из книг Э. Уиттекера (116) и др. известных авторов, вовсе не означает, что в то время и позже она была среди учёных бесспорно принятой. Эволюция научных знаний протекала менее последовательно и более разветвлённо. Подобными вопросами на протяжении полутора веков занималось более 500 известных учёных, на которых Уиттекер ссылается или цитирует более 1500раз. Приоритетность противоречивых идей признанных учёных далеко не всегда была очевидной. Многие из них можно было установить лишь по завершении очередного витка эволюции науки и лишь после восторжествования новой научной идеи, так же временной.
Например, в 1871 г. В. Вебер сформулировал свою теорию магнетизма на основе феноменологической идеи электрических частиц-зарядов. Он предполагал, что молекулярный ток Ампера состоит из электрического заряда, который движется по орбите вокруг неподвижного электрического заряда противоположного знака. В 1905 г. П. Ланже вен рассеял сомнения учёных относительно возможности существования динамической системы Вебера-Ампера и дал полную формулировку их теории, в которой, согласно его феноменологической идее, диамагнитные и парамагнитные явления взаимно и инвариантно преобразуются. В 1913 г. картина Вебера-Ампера появилась в планетарной системе строения атома Резерфорда — Бора с новыми феноменологическими постулатами Н. Бора, в которых электрон при движении по орбите, вопреки физическим реальностям, энергию не излучает и на ядро не падает (8, с. 57). Вопрос о происхождении источника энергии, затрачиваемой электронами на неизбежную диссипацию энергии при движении по орбите, в планетарной системе атома был по-прежнему опущен.
Мистическая возможность преобразования энергии движения в энергию состояния динамической системы (внутреннюю, потенциальную) и обратно, независимо от физико-химической природы, при неизменности суммы преобразующихся количеств энергии, была известна давно. Начиная с догадок древних философов законы сохранения энергии, сформулированные в ХИЛ веке, окончательно были приняты лишь к середине XIX века. Для механической энергии Г. Лейбниц (1646-1716) высказал парадоксальную в то время идею о взаимном превращении разных видов энергии и сформулировал принцип наименьшего действия. В тот же исторический период X. Гюйгенс (1629-1695) открыл закон сохранения «живых сил» и принцип наименьшего действия, развивал также учение об относительности пространства, времени и движения. Закон сохранения массы открыли М. В. Ломоносов в 1748 г. и 1756 г. и А. Лавуазье — в 1789 г. Для немеханических явлений в период 1843-1850 гг. законы сохранения открыли Ю. Майер, Дж. Джоуль и Г. Гельмгольц.
В XX веке законы сохранения подверглись коренному пересмотру в квантовой механике и в связи с появлением специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна (7, с. 712; 8, с. 701).
2. Принцип эквивалентных преобразований различных форм энергии на основе действия законов сохранения использовали: Френель в оптике; Роже и Фарадей в химической теории гальванического элемента; Румфорд и Дэви в теории преобразования тепла и механической работы, которую Д. П. Джоуль усовершенствовал и первым определил механический эквивалент теплоты.
Мы привели историческую информацию ДЛЯ ТОГО, чтобы в связи с этим отметить следующее. Наиболее примечательным во всём «научном прошлом» и в «мистических преобразованиях» энергии движения в энергию состояния было то. что методы определения эквивалентов преобразования для различных форм энергии «удовлетворяют основному условию: в материи, с которой работают, не происходят окончательные изменения» — Э. Уиттекер (116, с. 254-255). Попытки учёных XIX-XX веков экспериментально определить единые эквиваленты преобразований различных форм энергии или хотя бы установить надёжную взаимосвязь между ними оказались необъяснимо безуспешными (57). Это означает, что преобразования разных форм энергии всегда сопровождаются неучтёнными и различными количествами энергии в «быстротечных переходных процессах», происходящих в достаточно малых промежутках времени. Подобные процессы, вследствие кратковременного протекания или малого действия, приборами обычно не регистрируются и из анализа выпадали изначально. Все законы физики — это статические законы установившихся динамически равновесных преобразований энергии. Упомянутые в примечании эквиваленты — эмпирические константы «статических» преобразований различных форм энергии. Они характеризуют лишь статические состояния энергии, сложившиеся в природе и технике, но не характеризуют законы сохранения энергии, которые в переходных процессах, т. е. в «неучтённом малом», всегда нарушены.
В постулатах Бора, как и в уравнениях Гельмгольца, Грина, Максвелла, Стокса, Остроградского и многих других, вопрос о физических первопричинах движения элементарных структур материи-энергии оставался открытым. Проблема источников энергии, необходимой для парирования неизбежной диссипации энергии элементарными структурами материи, была решена методическим введением т. н. «начальных условий» и замаскирована современными формулировками законов сохранения. В период 1881 — 1887 годов эта проблема и вовсе была методологически удалена из науки в связи с упразднением эфира ошибочно интерпретированными результатами экспериментов А. Майкельсона и Э. Морли, что выяснилось лишь через 100 лет (131). В настоящее время в электромагнетизме этот вопрос снова стал актуальным, и на него разные учёные дают один ответ.
Дополнительная энергия, расходуемая на диссипацию, обеспечивающая динамическое равновесие автоколебательных преобразований разных форм энергии в элементарных структурах материи, рождается в переходных процессах этих преобразований в виде т. н. токов смещения и взаимосвязанных с ними явлений самоиндукции энергии (115), другими «крамольными словами» — явлений «саморожде — ния» энергии.
Уиттекер отмечает, что уже к концу XIX века учёные разделились на две группы, в зависимости от того, приписывали ли они оптические свойства различных тел изменениям инерции или изменениям упругих свойств эфира, «пропитывающего» светоносную среду.
Д. Бусинеск занимал позицию вне этих школ. В 1867 г. он доложил в Парижской академии наук о том, что: «Всё пространство как внутри весомых тел, так и снаружи, занимает идентичный эфир, инерция и упругость которого неизменны везде; что все эфирные процессы следует представлять уравнениями двух видов, один из которых выражает неизменные уравнения движения эфира, а второй — взаимодействия эфира и материи» (116, с. 206). По-видимому, это была первая в истории науки исчерпывающая формулировка концепции двух видов энергии. Уиттекер полагает, что она была одним из самых значительных вкладов в теорию эфира как упругого твёрдого тела и отмечает, что много лет спустя подобные идеи возродились в теориях эфира, электромагнетизма и твёрдого тела. Разделяя идеи Бусинеска, мы ввели их в новую аксиоматическую систему квантового вакуума в следующем содержании:
— сконденсированная энергия обладает свойством инерции; в разных геометрических масштабах её элементарных носителей она обладает разными плотностью, сжимаемостью, упругостью и разными пропорциями с несконденсированной энергией и, следовательно, с разной силой проявления инерции и других свойств;
— несконденсированная энергия, будучи той же сущностью, так же обладает в разных масштабах разной упругостью и разной плотностью, в т. ч. бесконечно большими в «бесконечно малом». Но в силу разнородности её параметров с параметрами сконденсированной энергии она не взаимодействует. Создаётся «антропоморфное впечатление», что несконденсированная энергия инерцией не обладает и несжимаема.
В книге мы рассматриваем процессы конденсации несконденсированной энергии квантового вакуума как его неотъемлемое свойство, как широко распространённое в природе и технике явление, по поводу которого разработано достаточно много теорий. Ток энергии из бесконечно малых геометрических масштабов квантового вакуума сопровождается сбалансированным стоком энергии-материи вещественного мира в квантовый вакуум. Процесс стока возникает с некоторым запаздыванием (разным в разных масштабах), вследствие инерции и сжимаемости всех форм сконденсированной компоненты энергии. Эти свойства являются причиной зарядовой асимметрии материи и фактором, тушащим, в конечном итоге, любые мощности конденсации как токов смещения, поэтому обеспечивающим локальность действий законов сохранения энергии, которые выполняются в «большом» и нарушены в «малом».
Для объяснения и преодоления возникших методологических проблем мы провели анализ методов работы известных учёных XVIII-XIX вв„ описанных Уиттекером (116).
На основе предполагаемых свойств эфира и материи, как исходных положений, и нескольких эмпирических фактов учёные прошлых веков получали впечатляющие результаты, часто парадоксальные, подтверждаемые новыми эмпирическими фактами, принуждающими разные научные школы к конкуренции, а противоречивые идеи и научные парадоксы — к сосуществованию. Так, в 1672 г. И. Ньютон впервые доложил в Лоцдонском королевском обществе свою работу о корпускулярной природе света. В то время Р. Гук и другие учёные придерживались волновой теории. Гук считал теплоту результатом механического движения частиц вещества. Работа Ньютона вызвала бурную полемику среди учёных. Отвечая Гуку, Ньютон высказал гипотезу, сочетавшую корпускулярные и волновые представления о свете (116). С тех пор корпускулярно-волновой дуализм «законсервирован» в современной квантовой теории. Исходные положения в науке изменялись вместе с эволюцией представлений учёных о свойствах эфира и материи. В новой концепции энергии, рассматриваемой в настоящей книге, он получил другое содержание, основанное на идеях Бусинеска: как эклектическое соединение разнородных свойств квантов, по-разному и с разной скоростью проявляемых в разных геометрических масштабах, вследствие разнородности, поэтому несравнимых.
По сути, все исходные положения и открытые законы физики были феноменологическими, т. к. угадать уравнение по эмпирическим фактам означает найти уравнения, связывающие элементы надсистемы, т. е. самые глубинные соотношения, проекции которых во внешние масштабы — и есть наблюдаемые закономерности. Интересны в связи с этим суждения великого физика-теоретика XX века Р. Ф. Фейнмана об искусстве угадывания законов природы (13, с. 44, 135):
— «Дирак открыл правильные законы релятивистской квантовой механики, просто угадав уравнение. Угадывание уравнения, по-видимому, — очень хороший способ открывать новые законы». Многие этим воспользовались!
— «Ньютон… мог угадывать законы, сопоставляя знания и представления, которые лежали близко к эксперименту».
— «Максвелл объединил все законы электричества, открытые Фарадеем и другими учёными, работавшими до него, и понял, что один из законов противоречит другим. Для того чтобы всё это выправить, ему нужно было добавить в уравнение ещё одно слагаемое, придумав действующие в природе механизмы, в которые никто не поверил. Сегодня мы тоже не верим в эти механизмы, но полученные Максвеллом уравнения оказались правильными».
Недостающие методы исследования эфира учёные XIX века восполняли феноменологическими находками, основанными на интуиции. Феноменологический метод анализа философы назвали методом ассоциативного мышления. Эффективность метода оказалась необъяснимо высокой, усиливающей подозрение, что у современной науки со времён Средневековья по-прежнему нет «незыблемого фундамента знаний». По-видимому, это явилось причиной рождения интуиционистской математики. Действующие в современной науке исходные положения при анализе квантового вакуума обнаружили «эклектическую разнородность», поэтому не могли составить единую аксиоматическую систему эфира. В утилитарной инженерной практике, когда эмпирические факты или теоретические основания недостаточны или избыточны, феноменологический метод более известен как метод «поиска вслепую» («умозрительный анализ», «озарение» и др.). В результате такого метода анализа принимаются решения, не имеющие строгой научной основы, которые мы назвали методическими решениями. Качественным ограничительным фактором ассоциативного мышления является т. н. число Миллера (7±2). Поскольку интуиция всё ещё «плохо поддаётся» анализу, число 7 — это количество взаимосвязанных объектов, которые одновременно может оперативно удерживать и анализировать память «обычного человека». Накопленный в науке объём эмпирической и теоретической информации уже недоступен для «умозрительного анализа» (её объём давно удваивается каждые 5-6 лет), а эффективность случайного перебора оказалась недостаточной. Мы также столкнулись с тем, что количество исходных положений и комбинаций эмпирических фактов из разных отраслей науки, подлежащих при исследовании квантового вакуума одновременному анализу, превышает число Миллера и составляет более 100 единиц. Следовательно, число формальных переборов на начальном этапе анализа составляет факториал п! =100!, а при движении в квантовый вакуум с традиционными методами анализа, как мы полагаем, п!=А!=6,02 1023!, где А-число Авогадро (11).
В настоящей книге эта проблема решается путём введения единой методики анализа элементарной структуры энергии, универсальной для всех её масштабов, на основе геометрической модели энергии с повторяющимися математикофизическими свойствами — «единичного солитона», к параметрам которого могут быть приведены параметры солитонов других масштабов (и обратно) — единственным образом.
Законы сохранения, принцип геометризации и такие «математико-физические» понятия, как: производная функции, число (вместе с аксиоматической системой арифметики Пеано), координата, вектор, скаляр, импульс силы, силовые линии магнитного поля, точка, плоскость, объём, масса, скорость, ускорение, электрический заряд, температура, плотность, пространство, время — сохраняют своё значение и в новой концепции энергии. Но все они наполняются новым математико-физическим содержанием и получают новые объяснения.
Мы не придумываем в связи с этим новых терминов для обозначения сходных понятий, чтобы за их разнообразием не потерять смысл, различия и сходства. Но необходимо отметить, что используемые понятия имеют несколько иной смысл, разный в различных масштабах. Мы подчёркиваем сходство и игнорируем различия, которые ещё подлежат дальнейшему изучению. Математико-физическое содержание большинства терминов и понятий науки «придумано» в прошлом учёными на основе предполагаемых ими, в качестве исходных, свойств эфира — как «методические решения» поставленных ими конкретных задач. Успешно применяемые в науке достаточно долго, они воспринимаются в настоящее время как физические реальности — универсальные и пригодные и в будущей науке. В новой энергетической концепции их абсолютизация оказалась неправомерной. Они оказались «слишком слабыми» отображениями реальностей вещественного мира, неисчерпаемых по своей глубине, но, полагаем, по-прежнему ограниченных «антропологическим мышлением» и в новой концепции, что мы покажем в главе 10, п. 10.4. При исследовании квантового вакуума нам пришлось решать дилемму терминологии:
— идти по пути введения множества новых терминов и соответствующих алгебраических транскрипций новых уравнений. По этому пути пошли современные учёные «отраслевых наук», отсекая тем самым от своих идей всех «непосвящённых» потенциальных единомышленников и оппонентов и, прежде всего, «потребителей теорий» — «универсальных инженеров высоких технологий» — элиты инженерного корпуса;
— или использовать термины «старой» энергетической концепции, постепенно уточняя и наполняя их новым математико-физическим содержанием, что негативно воспринимается учёными и позитивно — инженерами и изобретателями, которым, попросту говоря, в ряде случаев надоело ждать от науки новых «дееспособных теорий».
Мы выбрали и реализовали в своей работе второй путь на основании предполагаемой изоморфной связи старой и новой энергетических концепций. Этим методом широко пользовались учёные XVIII-XIX веков при изучении эфира. Они были уверены в том, что эфиром нельзя управлять как «чёрным ящиком», в котором сидит «демон Максвелла» и сортирует частицы по энергиям (196, с. 28), не вдаваясь в подробности того, что в нём происходит. Как, например, это заложено в квантовой статистической физике (8, с. 905; 35). Содержание многих научно-технических понятий и раньше существенно изменялось в процессе эволюции знаний. Однако «неожиданность превзошла наши ожидания». Математико-физическое содержание многих «старых теорий и понятий энергии» в новой концепции оказалось невостребованным. Например, эргодическая гипотеза, уравнение Шрёдингера, теория тензоров и др. для анализа квантового вакуума оказались непригодными из-за чрезмерного упрощения моделей. Все востребованные математико-физические параметры в старых терминах и понятиях, характеризующие множество реальных свойств материи вещественного мира, за редким исключением, в применении к квантовому вакууму свелись всего лишь к разным значениям безразмерных чисел:
— с физическим содержанием — частоты преобразования двух видов энергии и масштаба сконденсированной энергии;
— математическим содержанием — производной энергии как функции квантового вакуума;
— то и другое для конкретного, а значит и всегда относительно грубого масштаба, в дальнейшем и вовсе отождествилось в одном безразмерном числе — потенциале энергии
Числовые последовательности оказались хорошими «одномерными» моделями эфира и универсальными «алгебраическими транскрипциями» параметров одновременно двух видов энергии. Числовая модель «двоична» в том смысле, что она одновременно может характеризовать как «сконденсированную», так и «несконденсированную» энергии. Введение в модель бесконечно мерной цепочки масштабов и относительности сконденсированной энергии в этих масштабах, путём введения «границ её наблюдаемости», делает модель реальной. Зарядовая асимметрия материи-энергии во всех масштабах не изменяет знак и не имеет нулевых значений в бесконечно малом.
Одно и единственное число с содержанием потенциала энергии, впервые введённого в науку Д. Грином в 1828 году (116, с. 89-90), характеризует «обобщённый статический параметр» одновременно двух видов энергии. Число-потенциал содержит в себе в определённых пропорциях или соотношениях четыре взаимосвязанных числа, как статических параметров «саморождения» энергии — кватернионов: пропорции и плотности, геометрический масштаб и частота преобразований двух видов энергии. Все они формально характеризуют только сконденсированную компоненту энергии, поскольку только её параметры могут быть измерены.
Но через них могут быть вычислены любые другие параметры как сконденсированной, так и несконденсированной компоненты энергии. Все числа, составляющие потенциал, — единственно возможны для конкретного масштаба. При этом плотность тождественна зарядовой асимметрии материи-энергии, а геометрический масштаб тождественен по физическому содержанию частоте взаимных преобразований двух её видов, поскольку именно сконденсированная компонента инициирует их преобразования, возмущая квантовый вакуум. По математическому содержанию масштаб тождественен порядку наиболее значимой производной, характеризующей эти преобразования в статике или в динамике. В последнем случае — это разложение в ряд значимых производных различных порядков, также «статических» — как последовательность «мгновенных» динамических параметров в переменных масштабах сконденсированной энергии.
Потенциалы энергии различны численно в разных геометрических масштабах солитонов. но единственны в своих численных значениях, сочетаниях и в соотношениях (пропорциях) в каждом масштабе (в каждом солитоне), вследствие фундаментального свойства — детерминизма квантового вакуума. «Противовесом» детерминизму является «иррационализм» соотношений двух видов энергии, порождающий «антропоморфную стохастичность» движения квантов сконденсированной энергии. В связи с этим в старой концепции энергии возникает проблема бесконечно большого числа начальных условий и соответствующих результатов. В новой концепции эта проблема снимается чисто методически: введением «границ наблюдаемости» для сконденсированной энергии, а несконденсированная энергия квантового вакуума рассматривается как предельно детерминированная сущность со свойствами кристаллического тела с бесконечно большой плотностью. «Кристаллами квантового вакуума» рассматриваются математико-физические объекты с повторяющимися, в разных геометрических масштабах, свойствами — это фракталы энергии. Именно поэтому в любом диапазоне масштабов через известное число могут быть вычислены все числа-параметры элементарных структур всех фракталов энергии квантового вакуума, как «упругого бесконечно твёрдого тела», во всём бесконечно широком диапазоне геометрических масштабов энергии. В сочетаниях и комбинациях всего четырёх названных параметров энергии, «привязанных» к конкретному «числу-масштабу», зашифрованы все свойства стабильных атомов химических элементов.
Всё это не противоречит метатеореме К. Гёделя о неполноте формальной арифметики (7, с. 141, 364), хотя и доказанной им, как мы полагаем, в исходных полоненнях концепции одного вида энергии. Из метатеоремы следует, что истинность теоремы не может быть доказана средствами доказательства самой теоремы. (7, с. 683).
В новой энергетической концепции, так же находясь в одном масштабе, мы не можем средствами, в нём формализованными, выйти из него, т. е сформулировать суждение, абсолютно верное в других масштабах. Т. е. теорема Гёделя является отражением принципа относительности знания. Сформулированный закон всегда не является абсолютным (за исключением софизмов), а является относительным, хотя бы относительно условий (масштаба), в котором он сформулирован.
Возникла необходимость соответствующей «адаптации» в новую энергетическую концепцию всех используемых математических положений, в том числе, например, исходных положений арифметики Пеано (глава 10).
Примечание. В новой концепции каждое действительное число характеризует кривизну сферической оболочки Грина, как геометрическую модель объективно существующего тока энергии квантового вакуума, плотность которой зависит только от кривизны оболочки, т. е. от геометрических масштабов модели. Единственность числа и сопоставленных ему кривизны и соотношений параметров двух видов энергии в такой оболочке обеспечивают детерминизм параметров движения энергии. Это следует из того, что все элементарные структуры материи-энергии предположительно составлены из трёхмерных сферических солитонов, к моменту написания настоящей книги уже открытых учёными (150). Известное многообразие свойств материи-вещества обеспечивается разной кривизной и разной деформацией оболочек солитонов — носителей энергии, из которых составлена вся материя-энергия, — геометрически подобных, в каждом «своём большом».
Исследования квантового вакуума как альтернативного источника энергии выполнены на идейных основах «конструктивной математики», в нашей интерпретации — «физической математики». Её основы заложены А. Гейгингом (1930 г), А. Н. Колмогоровым (1932 г.), С. К. Клини, А. А. Марковым, П. С. Новиковым, А. Г. Драгалиным и др. учёными в интуиционистской логике и конструктивной математике, развиваемых с 30-х годов прошлого столетия. Истоки интуиционистской математики прослеживаются в античной философии, когда она была математикой. И позднее — в высказываниях К. Гаусса, Л. Кронекера, А. Пуанкаре, А. Лебега, Э. Бореля, Г. Вейля и др., создавших новое математико-философское течение, отвергающее сложившуюся к тому времени теоретико-множественную практику математики и считающее интуицию единственным источником математики и главным критерием строгости её построений (7, с. 242-245, 284-286; 74).
Колмогоров предложил трактовать «интуиционистское исчисление высказываний», как «исчисление задач». Новая энергетическая концепция позволяет наполнить его идею «подходящим» и необходимым для исследования квантового вакуума «математико-физическим» содержанием, а одно положение Колмогорова (переменность расстояний между точками) введено в аксиоматическую систему квантового вакуума.