Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Кванты движения

Основное назначение теории относительности состоит в умении всеполноценно освещать результаты различного вида дви­жение. Мы знаем, что человек живет в безпрерывно меняющем­ся мире, в мире калейдоскопического перемещения всевозмож­ных вещественных объектов друг относительно друга. Для приведения оживленной картины окружающего мира, в некое согласованное состояние, принципиально научиться свободно и адекват­но обрисовывать движение, и ориентироваться в нем. С этой це­лью в теории относительности используются четырехмерные координатные сетки, в каких три измерения пространствен­ные, и одно — временное. Четырехмерные координатные сис­темы делают в ней функцию мирового пространственно-временного каркаса, на фоне которого происходит реализация процесса движения.

Эйнштейн первым понял, что время распространяется в пространстве с конечной скоростью, характеризующейся ско­ростью экспансии электрического поля в уравнениях Максвелла-Лоренца. Положение, когда время утрачивает аб­солютный нрав, в связи с невыполнимостью нескончаемо стремительно покрывать пространственные растояния, приводит к тому что четырехмерное пространственно-временное восприя­тие реальности становится единственно вероятным. В личной теории употребляются линейные четырехмерные коор­динатные системы, удовлетворяющие требованиям пространс­твенно-временной геометрии Минковского, когда выполняют­ся теоремы эвклидовой геометрии. В общей теории относи­тельности задействованы искривленные координатные оси, влекущие за собой появление искривленного пространст­ва-времени с псевдоримановой метрикой, невосприимчивой к геометрии Эвклида.

Местопребывание пробного тела, в теории относительности, именуется «событием» — оно бытует, как точечный ар­гумент и задается набором реальных чисел, которые приходятся проекцией контрольной точки на четыре коорди­натные оси. При помощи квадрата интервала с152, заключенно­го меж 2-мя сколь угодно близкими событиями, и в зави­симости от того в каком виде он решается, теория относитель­ности выслеживает линию движения и определяет скорость движе­ния наблюдаемого объекта в принятой пространственно-вре­менной координатной системе отсчета.

Когда Эйнштейн, поставил впереди себя задачку установле­ния линии движения местопребывания пробного тела в свободном гравитационном поле, он представил, что, исходя из требо­ваний принципа эквивалентности, линия движения местонахожде­ния контрольного тела должна стопроцентно определяться гео­метрией искривленного пространства-времени и также описы­ваться методом решения интервала с15?. Таким макаром, исходя из убеждений математического выполнения, эйнштейновская теория относительности в потрясающей степени является теорией ре­шения дифференцированного пространственно-временного ин­тервала с152. К этому можно добавить, что интервал, заключен­ный меж 2-мя сколь угодно близкими событиями, решает­ся на базе аксиомы Пифагора, устанавливающей равенство квадрата гипотенузы прямоугольного треугольника к сумме квадратов его катетов.

Рассуждая о понятийной содержательности теории относи­тельности, нужно признать, что она конструктивно расшири­ла границы наших представлений об общей картине окружающего мира, в связи с пересмотром физического статуса основополо-гающих категорий мироздания. Так, Эйнштейну удалось ли­шить место и время их казуальной абсолютности, ког­да только они, могли оказывать влияние на размещение мощных тел, а сами не поддаваться никакому воздействию. Теория относитель­ности оголила глубокую связь меж громоздкими те­лами и метрической структурой окружающего их пространст­ва-времени. Но, она не предоставила в наше распоряже­ние никаких смысловых эквивалентов, применительно к реаль­ному нраву этой связи, к ее реальному физи­ческому содержанию.

Дело в том, что само по себе, внедрение математичес­ких четырехмерных координатных сеток не в состоянии про­лить свет на природу объединения места и времени в единую топологическую ткань. И уж естественно, никакие коорди­натные системы не в состоянии обеспечить осознание принци­пов взаимодействия меж четырехмерным пространством-вре­менем и массами вещества. Напротив, применение в теории от­носительности четырехмерных координатных сеток значитель­но ухудшило общую инкогнитность ситуации. В согласовании со специфичностью понятийного контекста теории относительнос­ти, произошла замена физических пространственно-времен­ных реалий абстрактным математическим разнообразием. При­чем разнообразием так оторванным от оптимального смыслового постижения, что оно по сю пору не поддается ка­кой-либо, доступной нашему воображению, физической атри­бутации. Мы так и не ведаем, что стоит за четырехмерным пространственно-временным континуумом теории относитель­ности и что, как следует, охарактеризовывает собой решение ин­тервала д.5». В таком случае, мы не можем с полной увереннос­тью предъявлять это решение, как единственно верное, непог­решимое описание результатов движения, которое не может быть произвольно изменено либо совсем отменено.

В реальности нам не дано знать, как наши ма­тематические построения отражают беспристрастную картину глубинных процессов происходящих в загадочных безбрежиях вещественного мира. Надуманное тождество физических реалий и их математических эквивалентов очень неустойчи­во, вся история развития естествознания вернейшее тому сви­детельство. Потому очень принципиально, чтоб наши математичес­кие выкладки не нагружали, и без того зыбучую понятийную теоретическую базу физики, дополнительными противоре­чиями. В этом смысле, теория относительности никак не без греха. Можно выделить, само мало, три серьезныепроблемы, не поддающиеся логическому осмыслению, в свя­зи с применением в теории относительности интервала й52 и интерпретацией его составляющих — точечных представле­ний о понятии «событие».

Остановимся на этих дилеммах и кропотливо проанализиру­ем каждую из их по отдельности.

Считается, что возводимая Энштейном единая теория поля, виделась создателю, как универсальная физическая концепция, используемая к хоть каким видам взаимодействий (сильным, сла­бым, электрическим и гравитационным). Такое суждение, естественно, имеет собственный резон и хотелось бы, чтоб новенькая всеобъ­емлющая теория управлялась с различного видами взаимодей­ствий и аккомпанировала их надежным математическим аппара­том. Но совсем не только лишь эта, а может быть, более всего совер­шенно другая неувязка не давала покоя Эйнштейну и провоци­ровала творческий поиск. Коренная причина, подталкивающая создателя теории относительности к выведению новых решений уравнений движения, кроется в желании выйти за рамки ис­пользования интервала в.52′, только как меры пространственно-временных соотношений, и попробовать распространить его на вещественные объекты вещества. Разберемся, в чем здесь дело?

На рисунке 1 показаны два фиксированных момента место­нахождения
передвигающегося, повдоль оси X, железного шара.

тупают в виде математических точек. В согласовании с этим положением, расстоянием меж 2-мя фиксированными мо­ментами местопребывания передвигающегося, повдоль оси X, сталь­ного шара принимается интервал 5, заключенный меж точ­ками О, и Ог В рамках традиционной механики интервал 5 бытует, как математическая мера расстояния меж точ­ками О и Ог На теоретическом уровне это полностью приемлемо, к тому же этого оказывается совсем довольно для обычного функционирования ньютоновской механики. В теории относи­тельности положение складывается другим образом. В этой те­ории расстояние меж 0( и 0; подается не как условная ма­тематическая мера расстояния, как натуральный пространс­твенно-временной интервал, владеющий реальными физичес­кими качествами в одинаковой мере вместе с передвигающимся ма­териальным объектом вещества, что конкретно вытека­ет из световых постулатов.

На рисунке 1 отлично видно, что в серьезном предоставлении, пространственно-временным интервалом меж 2-мя фикси­рованными моментами местопребывания передвигающегося, повдоль оси X, железного шара, является расстояние 51 и никак не бо­лее того. В неприятном случае, если принимать расстояние 5 в качестве реального пространственно-временного интер­вала, мы должны будем доказать приведение массы вещес­тва железного шара к статусу пространственно-временного ар­гумента, снабженного световыми постулатами. Другими словами, возни­кает необходимость решить делему разности (5 минус 5^. Нужно, ведь как-то, обусловиться с этой разностью и куда-то ее отнести: или к веществу, или к пространству-времени. Те­ория относительности безмолвствует в этом вопросе, хотя по мере приближения интервала 5 к дифференциальному выра­жению, эта неувязка становится еще больше острой и безнадеж­но неразрешимой.

Если свести расстояние меж 01 и 02 к уровню дифферен­циального исчисления, окажется, что интервал ё52 находится снутри железного шара. Когда он уже является не мерой прос­транства и времени, а мерой расстояния меж 2-мя точками вещества 0< и 02 (рис. 2). Стало быть, применительно к интервалу 0]01 было бы справедливым именовать его некоторым че­тырехмерным «вещественно-пространственно-временным» ар­гументом. К слову сказать, не имеющим никакого дела к световым постулатам. Ведь в границах массы железного ша­ра, выполнение световых постулатов, прямо скажем, становит­ся затруднительным.

Рис. 2

На рисунке 2 верно зафиксировано, что интервал меж О, и 02 является мерой расстояния меж точками вещества. Ска­зать, что этот интервал приходится пространственно-времен­ной величиной, означает лишить вещество свойства беспристрастной физической действительности. С другой стороны, если совершенно точно объявить интервал меж 01 и 02 мерой расстояния меж 2-мя точками вещества, тогда придется навечно отрешиться от способности рассматривать этот интервал, как пространствен­но-временной аргумент. После этого теория относительности ав­томатически лишается всех собственных логических основ, ею просто нельзя будет воспользоваться как теорией, оперирующей прост­ранственно-временными соотношениями.

Эйнштейн, очевидно, отдавал для себя отчет, что его теория работоспособна только в критериях точечных, следова­тельно, бестелесных представлений о вещественных объектах вещества. В режиме существования протяженных тел, диффе­ренцированный интервал, меж 2-мя событиями, утрачива­ет качество только пространственно-временной действительности, а становится к тому же мерой расстояния меж точками вещества. В реальности, нас окружает мир телесных, другими словами про­тяженных предметов. Потому неизбежен вопрос, как может совершаться переход от вещества к пространству-времени и вероятен ли вообщем таковой переход? Теория относительности по этому поводу хранит молчание. У Эйнштейна остается не­решенной, выскажемся так, 1-ая неувязка интервала с!52. Она связана с переходом вещества в пространство-время либо, нао­борот, переходом пространства-времени в вещество.

Создатель теории относительности очень возлагал надежды преодолеть эту делему при помощи единой теории поля. Предполагалось, что в новейшей универсальной теории движения пространство-вре­мя и вещество сумеют выступать, как производные от одного универсального поля. Это позволяло бы естественно манипу­лировать интервалом й52 меж категориями «вещество» и «пространство-время». Конкретно в этом состояли главные ожи­дания Эйнштейна от единой теории поля. Ведь не разобрав­шись до конца с тем, что охарактеризовывает собой интервал с152 — расстояние меж 2-мя точками вещества либо 2-мя точками пространства-времени, нельзя найти степень объектив­ности теории относительности. И только позже, вроде бы па вто­ром плане, намечалась способность единой теории поля обес­печивать описание разных видов взаимодействий.

2-ая неувязка интервала й52, более острая и принци­пиальная ежели 1-ая, складывается в теории относитель­ности из нашего противоречивого дела к движению как таковому. Сущность этой трудности состоит в последующем. Извес­тно, что линия движения местопребывания передвигающегося объекта, в конечном счете, состоит не из набора интервалов й52, а из неп­рерывной цепи огромного количества событий. Дело не только лишь в том, что интервал — это понятие вторичное по отношению к понятию «событие», хотя и в этом есть собственный глубочайший смысл. Дело сначала в том, что реально, в хоть какой фиксированный мо­мент реального времени, мы можем следить событие толь­ко в единственном числе. Наличие второго действия, замыкаю­щего интервал д.52, имеет чисто умственное происхож­дение. На момент регистрации 2-ое событие существует иск­лючительно и исключительно в нашем умственном воображении. В принципе нереально без подключения воображаемого про­шедшего либо грядущего времени следить интервал й82. Сле­довательно, таковой интервал является не столько отражением беспристрастно имеющихся реальностей, взятых в хоть какой фик­сированный момент реального времени, сколько продуктом наших умственных возможностей. Но законы приро­ды должны проявляться на уровне вправду наблюдае­мых явлений и величин, независимо от вмешательства нашего воображения. Это событие фундаментального порядка — либо мы увлечены описанием реально происходящих про­цессов, либо мы принимаемся за исследование товаров наше­го интелектуального самовыражения.

Сложность регистрации движения, в рамках раздельно взя­того действия, в первый раз была оголена в именитых апориях Зенона. Вспомним одну из его апорий с летящей стрелой, ког­да острие стрелы минует близко лежащие в пространстве и времени точки А, В, С. Зенон выстроил логический ряд, по ко­торому тогда, когда острие летящей стрелы находится в точке В, оно уже не находится в точке Л, но в точке С оно еще не находится. В истинной же, ускользающей, нулевой по продолжительности грани меж прошедшим и будущим в точке В ос­трие стрелы находится в течение нулевого интервала времени, по другому говоря, не находится. При помощи деления времени и пройденного пути Зенон стремился приблизиться к идеально­му, моментальному движению, заключенному в границах точки. Без такового движения в границах точечного интервала прост­ранства и времени, как считал мыслитель, сам ход движения утрачивает реальный смысл.

В сути, вопрос о местонахождении острия летящей стрелы и вытекающих отсюда пародоксов сводится к дилемме адекватной атрибутации понятия событие. Принятая Зеноном и дожившая до наших дней точечная интерпретация понятия «событие», была сформулирована на базе демокритовских представлений о пространстве и времени. Традиционная ньюто­новская механика закрепила эти представления, облачив их в математическую фактуру. Теория относительности заполнила категории «пространство» и «время» освеженным, релятивис­тским содержанием. Но само понятие «событие» сохранило в эйнштейновском миропонимании черты старенькой традиционной механики. Так как Эйнштейну не удалось проиллюстриро­вать переход от состояния покоя к движению в рамках отдель­но взятого действия. У создателя теории относительности, событие как и раньше сохраняет точечный нрав, независимо от ки­нематики, скажем, будь то состояния покоя острия стрелы либо же его полета.

Не вызывает сомнения, что лучшая теория движения должна исходить из правила, по которому уравнения механи­ки только тогда сумеют отвечать собственному конкретному предназначению, когда будет задано движение в рамках раздельно взятого действия. Когда появится возможность выводить из состояния движения в некий фиксированный момент теку­щего времени другое состояние, последующее по времени непос­редственно за первым. По другому мы никогда не научимся отсле­живать появление неприрывной траектории движения передвигающегося объекта.
Теория относительности воспринимает к рассмотрению состояв­шийся интервал меж 2-мя событиями, который есть свер­шившийся факт результата движения. Она так же, как и нью­тоновская механика оставляет без внимания динамический мо­мент, другими словами переход от 1-го действия к другому. Всякие ссылки на дифференцированность интервала с152, ссылки на уровень нескончаемо малых величин, никаким образом не способ­ствуют осознанию кинематики движения и только загоняют проблематику на неподдающиеся осмыслению рубежи. Собы­тие — это есть одно событие, а интервал ё52 — это два отдель­ных действия, несущих внутри себя разные координат-знаки. Как происходит переход от 1-го точечного действия к другому, те­ория относительности не ведает, практически оставаясь в плену апорий Зенона. И вот неспособность теории относительности обрисовывать движение в рамках раздельно взятого действия, сос­тавляет содержание 2-ой трудности интервала й52, извлекае­мого из энштейновских четырехмерных координатных систем.

3-я неувязка интервала й52 вытекает из тривиального про­тиворечия меж принципом эквивалентности и опять-таки то­чечным представлением о понятии «событие». Складывается эта неувязка последующим образом.

Из общей теории относительности следует, что существо­вание гравитационного поля обосновано наличием псевдо-римановой метрики в четырехмерном пространстве-времени. Топологическая структура такового искривленного пространст­ва-времени описывается при помощи все такого же дифференци­рованного квадрата интервала. Происхождение послед­него связано с набрасыванием на гравитационное поле четы­рехмерной координатной сетки и произвольным выбором 2-ух нескончаемо близко лежащих друг от друга контрольных точек. Очевидно, процедура выбора 2-ух точек, замыкаю­щих интервал с152, носит чисто умозрительный нрав, что, все же, позволяет создавать цифровую марки­ровку данной пространственно-временной структуры и нахо­дить адекватное математическое выражение для ее контроль­ного интервала.

Если поместить, согласно принципа эквивалентности, в ис­кривленное пространство-время пробное тело, оно будет испы­тывать глобальное тяготение. Мы осознаем, что реально, в лю­бой определенный момент текущего времени, точечное событие может находиться исключительно в какой-нибудь одной точке иск­ривленного пространства-времени. Для того, чтоб наблюдае­мое событие подчинялось геометрическим установкам и пере­мещалось из одной точки искривленного пространства-времени в другую, изначальное, так сказать, начальное событие, должно уметь принимать на себя топологическую информацию об ок­ружающем пространстве-времени. Мел-еду тем мы знаем, что точка по определению, нейтральна к любым геометричес­ким построениям, ибо нельзя по отношению к точке рассуж­дать, частью какой геометрической структуры она является. Событие точечной интерпретации принципно не в состоя­нии принимать на себя топологическую информацию об окру­жающем пространстве-времени и, соответственно, не в состоя­нии подчиняться его метрическим установкам. Неспособность точечного действия реагировать на искривленное пространство-время, ставит под колебание саму возможность появления интервала с152, адекватного данной метрической структуре. Становится по-просту неясно, как может появляться интер­вал й5′ в итоге присутствия пробного тела в искривлен­ном пространстве-времени.

Таким макаром, можно констатировать наличие очевидного про­тиворечия меж принципом эквивалентности и точечным представлением о понятии «событие». Для преодоления этого противоречия, нужно вывести «понятие» событие за пре­делы точки и обеспечить ему такое теоретическое заполнение, которое позволит событию принимать на себя топологическую информацию об окружающем пространстве-времени и подчи­няться его метрическим установкам. С тем, чтоб мог возни­кать пространственно-временной интервал ё52, адекватный данной метрической структуре. В этом, фактически говоря, и состоит 3-я неувязка интервала (152 в эйнштейновской тео­рии относительности.

В протяжении всей собственной творческой деятельности Аль­берт Эйнштейн поочередно отстаивал убеждение, соглас­но которому — все физические законы обязаны иметь прост­ранственно-временное выражение. Что нет ни 1-го закона, который нельзя выложить на языке пространственно-времен­ных соотношений. На это положение тяжело чем-либо возра­зить, но из него совсем не следует, что законы природы обязаны иметь конкретно такое пространственно-временное офор­мление, каким его предлагает теория относительности. В час­тности, совершенно не непременно, чтоб малый элемент движения определялся при помощи решения дифференциро­ванного интервала с!32, другими словами с внедрением уравнений, имеющих постоянные, непрерывные решения. Современная физика убидетельно свидетельствует, что в природе реализу­ются в большей степени повторяющиеся простые процес­сы. Они, в принципе, не поддаются дифференциальному Дроблению и носят только квантовый нрав. В этой связи естественно представить, что и пространственно-временные свойства малого элемента движения должны иметь какое-то конечное значение, а не подвергаться нескончаемому делению.

Ньютон, в свое время, заложил базы дифференциально­го исчисления для того, чтоб давать точную математическую оценку относительной скорости и ускорению. Дифференциаль­ные уравнения позволили ему выслеживать непрерывную гео­метрическую траекторию движения идеализированной ма­териальной точки в таком же идеализированном демокритовском пространстве и времени. В сути, ничто не воспрещало Ньютону создавать нескончаемое дробление малого интервала движения в воображаемом пустом пространстве и абсолютном времени, которые не несут на для себя никакой физи­ческой нагрузки. Традиционные представления о пространстве и времени позволяли рассматривать вещественные объекты ве­щества в виде вещественных точек только поэтому, что идеали­зированные место и время не могли накладываться сво­ими физическими качествами на большие массы вещества. Совсем не имело значения, каковы действительные размеры ма­териальных объектов вещества. Ведь эти геометрические фор­мы принадлежали только им одним и ничто не в состоянии бы­ло заполнить их место инным физическим содержанием. Логи­ческая завершенность традиционной механики обоснована тем обстоятельством, что в качестве единственной предпосылки взаимо­действия меж массами вещества в ней, выступали эти же са­мые контрольные массы. А воображаемый мировой пространс­твенный и временной каркас был тем безупречным: не поддаю­щимся беспристрастной регистрации фоном, который не препятс­твовал нескончаемому его дроблению.

Эйнштейн же поставил впереди себя задачку несоизмеримо бо­лее сложную. Он скооперировал место и время в единое ге­ометрическое обилие, и наделил эту метрическую струк­туру определенными физическими качествами, вместе с массив­ными вещественными объектами вещества. Эти характеристики, пусть исключительно в форме световых постулатов, но же были закреп­лены за четырехмерным пространством-временем. Схожее решение не являлось свободным волеизъявлением ученого, оно было предопределено общим ходом развития физики и, в час­тности, плодами тестов по обнаружению эфирно­го ветра. Опыты неоспоримо показали, что четырехмерное пространство-время работает в режиме све­товых постулатов. Как следует, оно выступает в качестве беспристрастной физической действительности вровень с массами вещес­тва. В таком случае, само движение приходится рассматривать не просто, как традиционный перенос вещества из одной облас­ти пустого места и обсалютного времени в другую, но как итог особенного вида взаимодействия меж движущим­ся вещественным объектом и таким же на физическом уровне активным четырехмерным пространством-временем.

Борис Дмитриев

Комментарии запрещены.