Вряд ли сегодня в философской науке можно отыскать идею более вредоносную, чем представление о мире, как о движущейся материи. Ущерба от нее никак не меньше, чем, скажем, от пресловутого тезиса о борьбе противоположностей. Во-первых, термин «материя» исключительно надежно отвлекает внимание от главенства движения, т.е., процесса. В результате мы «с младых ногтей» пребываем в убеждении, что движение невозможно без участия чего-то, что обладает способностью двигаться. Во-вторых, он содержит в себе молчаливое согласие на существование своей противоположности. Нам доказывают, что абсолютно всё вокруг нас материально, и мы искренне этому верим, но где-то глубоко в душе небольшое место для сомнений оставляем. Очевидно, это срабатывает инстинкт самосохранения, заставляющий всегда предусматривать «всякий случай». Вот, к примеру, виртуальное – насколько оно материально или, наоборот, нематериально?

Недочеты сложившегося мировоззрения ярче всего проявляли себя при неуклюжих попытках объяснения пространства, времени и гравитации. Причиной многочисленных неудач было неправильное отношение к роли движения и незаслуженное выпячивание временного фактора. Время ставилось в один ряд с такими фундаментальными категориями, как пространство, количество и качество. В результате оно превратилось в некий аналог пространства и поэтому развитие считалось движением во времени. Ощутимый импульс к разрешению проблем пространства, времени и гравитации дала методология, основанная на идее главенства процессов. Не станем отказывать себе в удовольствии еще раз перечислить методологические аспекты, выявленные при разработке «Универсального Решателя»:

1.       Внешняя организация (геометрия);

2.       Внешний процесс (движение);

3.       Внутренняя организация (связи);

4.       Внутренний процесс (свойство).

При выявлении набора корректирующих процессов (изобретательских приемов) было обнаружено, что каждый аспект имеет два направления развития – экстенсивный (количественный) и интенсивный (качественный). Такое возможно только в случае, если речь идет о развитии процесса. Отсюда недалеко и до вывода, что указанные аспекты являются процессами.

Аналогичным образом обстоит дело с развитием сложных систем, коими являются физические объекты. Их количественное развитие сводится к многообразию вариантов дробления исходной системы или объединения двух или большего числа исходных систем. Качественное изменение - в его физическом понимании - сводится к исчезновению существующего процесса или возникновению нового.  В философском смысле это варианты перехода объекта в свою противоположность. Процессы (исчезающий или возникающий) могут иметь различную интенсивность, поэтому данный переход многовариантен. Философское обобщение сказанного: физический объект является процессом. Данный тезис есть приближение к истине, следовательно, в обратном утверждении нет ни малейшей нужды.  

На первый взгляд, аспекты 1 и 3 (внешняя и внутренняя организация) не должны существенно отличаться. Объект может соотноситься с Надсистемой так, как его составные части соотносятся с ним самим. Более естественным выглядело бы упоминание о внешних и внутренних отношениях (связях), но в этом случае не находится места для геометрии объекта и его составных частей. Внешние отношения – это связи с объектами Среды, а геометрия – это отношения с пространством. Среда и пространство – это совершенно разные вещи. 

Разгадка отыскалась достаточно быстро, но оказалась неполной. Внешняя и внутренняя организация – это результирующие процессы, состоящие из двух взаимоисключающих компонент. Первая – количественный процесс, т.е., пространственные характеристики объекта или его составной части. Вторая – качественный процесс, т.е., характеристика внутренних связей. С внешним и внутренним процессом картина аналогичная, но там экстенсивный процесс – скорость, а интенсивный – масса. Они тоже не могут проявлять себя одновременно. Почему так?

Энергия (мы говорим о кинетической энергии) – это результат сосуществования двух процессов, имеющих противоположную природу. Масса – символ инертности и неповоротливости, а скорость – символ быстроты и легкости. В чистом виде эти символы увидеть нельзя, но друг без друга они не существуют. Природа создает системы, отбирая у объединяемых элементов некоторое количество энергии. Созданная таким способом система не может разрушиться, пока отобранная энергия не будет ей возвращена. Тем самым «нечто», находящееся внутри системы, после потери энергии превращается в поле. Полевая связь характеризуется количеством энергии, необходимой для ее разрушения. Она реагирует на внешние воздействия, вызывающие в ней соответствующие механические напряжения, т.е., является обычным процессом. Вместе с тем, по своему смыслу она является некой противоположностью энергии - «не-энергией». Собственно, так и должно быть. Говоря о процессе, надо иметь в виду баланс процессов. Например, силу нельзя создать, если ей нет противодействия. Поле есть баланс двух противоположных процессов – объема (как неотъемлемого атрибута любой пространственной формы) и напряженности. Пространство – это символ отсутствия сопротивления, а напряженность – символ сопротивления. Нам остается отметить, что имеет место четкое соответствие между указанными процессами и перечисленными выше аспектами. Эти процессы мы перечислим в том же порядке: объем, скорость, напряженность, масса. Два из них – объем и масса – являются скалярными величинами, другие два – скорость и напряжение – векторными. Количественными процессами являются напряженность и скорость, а качественными – масса и напряженность. Во всем остальном они равноправны.

Ситуация понемногу проясняется. Мы вправе констатировать, что аспекты - это фундаментальные измерения нашего мира, являющиеся процессами и существующие только в виде процессов. Отсюда следует роль времени, как вторичного параметра, позволяющего сравнивать разнородные процессы. Масштаб единицы измерения времени принципиального значения не имеет и в качестве эталона может использоваться любой периодический процесс, обладающий требуемой стабильностью.     

А теперь попытаемся «нарисовать портрет» минимального квантового объекта, который, согласно установившейся порочной традиции, мы смело могли бы назвать «материальным». В данном случае нижнее ограничение диктуется постоянной Планка, т.е., минимально возможной величиной порции энергии. Не стоит делать вида, что эти строки написаны с первой попытки и совершенно неизвестно, о каком объекте идет речь. Название для него придумано давно, но до сего дня никому не удавалось его распознать. Это гравитон, который физики считали виртуальной частицей, способной самопроизвольно возникать из физического вакуума.  

Гравитон представляет единство четырех взаимно зависимых процессов. Масса и объем – это внутренние процессы, а скорость и напряженность – внешние. Принцип сохранения проявляется в неизменности и равенстве векторно-скалярных произведений массы на скорость и объема на напряженность. Принцип изменения проявляется, как возможность зависимого изменения параметров в пределах указанных произведений. Например, минимальному объему соответствует максимум напряженности. Точно так же минимуму массы соответствует максимум скорости, естественным пределом которой является скорость света в вакууме. Распространение поля от точечного источника удобно оценивать через радиус сферы, поэтому в дальнейших рассуждениях вместо объема будет использоваться радиус.

В описаниях эффекта Казимира вакуум представляется в виде смеси непрерывно флуктуирующих полей, т.е., нулевых колебаний. При этом замалчивается факт отсутствия источника этих полей. Откуда в вакууме может взяться, к примеру, магнитное поле? Мы, рассказывая о гравитоне, не просто рассуждаем о гравитационном поле, но и указываем его конкретный источник. Если в действительности имеют место и другие поля, то мы их до лучших времен оставим «за кадром».

По логике, масса, скорость, объем и напряженность должны служить основными единицами измерения, а все прочие обязаны быть производными от них. С представлением объема в виде радиуса еще можно смириться, но единица измерения скорости включает в себя невесть откуда взявшееся время. Напряженность гравитационного поля почему-то оценивается через ускорение свободного падения, т.е., тоже включает в себя время. На самом деле напряженность означает силу, с которой поле действует на помещенный в него объект. В этом случае произведение указанной силы на радиус даст величину потенциальной энергии гравитона. Соответственно, нетрудно догадаться, что произведение массы на квадрат скорости света даст значение его кинетической энергии. В этом случае, согласно формуле Эйнштейна, полная энергия гравитона составит E = mc². По условию, ее величина не может превышать значения, установленного постоянной Планка. Процесс, задающий скорость распространения поля, мы должны обозначить в виде с².

Гравитон вынужден существовать в условиях, очерченных чрезвычайно жесткими рамками. Он может быть частицей, обладающей массой и максимальной напряженностью либо квантом поля, не имеющим массы покоя, обладающим максимальным объемом и минимальной напряженностью. При этом ни одна из указанных величин не может стать абсолютной, т.е., получить нулевое или максимально возможное значение. В то же время, квант энергии не может плавно передаваться тому или иному процессу. По указанным причинам гравитон вынужден мгновенно переходить из одного состояния в другое. При этом, отметим, что для существования ему не требуется иметь в распоряжении пространство, т.к., пространство – это он сам.       

Фактически, мы имеем дело с меандром – дискретными колебаниями прямоугольной формы и будет полезным напомнить о их основных свойствах. Музыканты ценят меандр за богатство тембра (этот вид колебаний характерен для язычковых инструментов – например, для саксофона), а электронщики – за широчайший спектр. Например, гармоники прямоугольного сигнала частотой 50 Гц прослушиваются даже в диапазоне УКВ – а это примерно 100 МГц. Теоретически, число гармонических составляющих бесконечно. Они включают частоты f/2, f/3, f/4 и т.д., частоты 2f, 3f, 4f и т.д., а также несметное число суммарных и разностных частот. В случае с гравитоном именно через меандр проявляется его фрактальное устройство.  

Гравитон является и простейшей бинарной системой (БС), в которой непрерывный поток энергии в виде единственного кванта непрерывно «перекачивается» от одной пары процессов к другой. Это системный процесс («сквозной проход энергии»), частота которого определяется только свойствами самого гравитона. Отношение продолжительности существования гравитона в виде частицы к периоду колебаний называется скважностью. Скважность – это главный процесс, ход которого зависит от надсистемного процесса, т.е., внешнего массивного объекта. Вдали от него скважность колебаний предельно высока, т.е., подавляющую часть периода колебаний гравитон пребывает в виде кванта пространства (гравитационного поля предельно низкой напряженности). Коллективное поведение гравитонов выглядит, как их хаотичное появление и исчезновение. По мере приближения к массивному объекту скважность колебаний снижается и структура вакуума все более становится похожей на вязкую жидкость. Вместе с тем, часть периода гравитон обязательно должен существовать в виде поля, поэтому «застыть» (т.е., стать твердым телом) вакуум не может ни при каких условиях. Это позволяет объяснить без привлечения времени, например, снижение скорости объектов (скорости распространения процессов) по мере их приближения к сфере Шварцшильда. Время – вторичный, но, тем не менее, объективный процесс, масштаб которого жестко задан характеристиками четырех базовых процессов. В данном случае мы не имеем в виду масштаб единицы измерения времени, который может быть любым. Если представить, к примеру, что скорость течения времени увеличилась в два раза, то, соответственно, должна будет измениться и скорость света в вакууме. Принцип единства сохранения и изменения реализуется в гравитоне посредством стабильности его «мерцаний» и изменчивости их скважности.

В периоды существования в виде частицы гравитон должен сохранять пространственные координаты, но этому препятствует наличие импульса. Единственный способ перемещаться, не меняя координат – совершать колебания относительно некоторой точки пространства. Данный процесс описывается, как известно, волновой функцией. В принципе, волновая функция ненаблюдаема, но при известной фантазии ее можно представить в виде «облака вероятности», плотность которого снижается от центра к периферии. Как и для прочих «элементарных» частиц, для гравитона справедлив принцип неопределенности Гейзенберга: если известен импульс, то нельзя определить положение частицы, а если известно положение, то нельзя определить ее импульс.

Можно, конечно, «сгущение» или «овеществление» вакуума вблизи массивных объектов называть искривлением пространства, но ведь проблема не в названии, а в механизме гравитации. Мы дали четкое описание механизма образования градиента напряженности, вызывающего гравитационное притяжение объектов и возникновение в них приливных сил. Хорошо объясняется и «однополярность» гравитации, работающей только на притяжение. Гравитоны не более виртуальны, чем, скажем, построенные из них же электрон или протон. А то, что вакуум обладает массой – это одно из возможных объяснений существования «скрытой» массы.        

Развитие гравитона, как процесса, возможно. Мы рассматриваем минимальный квант энергии, но имеются и кванты, энергия которых кратно превышает значение постоянной Планка. Что это – гравитоны большего «калибра»? Скорее всего, все обстоит именно так, а поля других видов возникают на более высоких системных уровнях. Качественное направление развития для гравитона закрыто, т.к. он одновременно сам себе противоположность. Остается только переход на более высокий системный уровень. Объединение трех гравитонов с потерей кванта энергии образует новую систему, состоящую из двух гравитонов, объединенных полевой связью. Ее поведение (внешний процесс) описывается волновой функцией, но сказать что-то определенное по поводу ее свойств невозможно. Они не могут быть сведены к свойствам гравитона и не могут быть вычислены. Для внешнего наблюдателя данная частица – это «облако вероятности», свойства которого придется изучать заново, т.к. проявиться они могут только во взаимодействиях. Дальнейшее развитие идет «стандартным» образом: количественный и/или качественный путь, а по их исчерпании - системный переход. 

И на десерт – немного математики, при помощи которой мы попытаемся оценить массу гравитона:

Скорость света в вакууме с = 299 792 458 м/с;

Масса протона 1,67*10^-27 кг;

Масса электрона в 1836 раз меньше, т.е. 1,67х10^-27 / 1836 = 0,901*10^-24 кг;

Постоянная Планка h = 6,62606891*10^-34 Дж;

Масса гравитона h/с² = 6,62606891*10^-34 / 8,99*10¹⁶ = 0,737*10^-50 кг, что на 26 порядков меньше массы электрона. Это огромное число, для демонстрации которого не подходит даже сравнение муравья с Эверестом. Если представить гравитон в виде шарика диаметром 1 мм, то шар из того же материала, обозначающий электрон, должен был бы иметь диаметр чуть менее 500 км!

Гравитон – это элементарный «кирпичик», из каких природа создает все остальное. Другого материала у нее просто нет. В сравнении с «кирпичиком» даже электрон чудовищно огромен и невообразимо более сложен. Априори можно сказать, что главный принцип его устройства – фрактал. Заметим, однако, что этот принцип совершенно не вяжется с надеждами физиков на построение периодической системы элементарных частиц. Нет их, «элементарных», а есть лишь бесчисленное множество разнообразных систем, кои кому-то понадобилось пересчитать и оприходовать. На примере гравитона видно, что физика элементарных частиц, не успевшая продвинуться дальше кварков, находится в самом начале пути. Как говорится, бог ей в помощь, но стоило бы для более эффективного продвижения поискать инструмент чуть поизящнее, чем синхрофазотрон.

Возможно, более пытливый ум сумеет вычислить период «мерцаний» гравитона и установить закономерности изменения скважности. Это позволило бы оценить размер кванта пространства. И еще напомним, что время, отсчитываемое гравитоном, является только его персональным временем. Оно не имеет жесткой связи с аналогичным процессом, протекающим на других гравитонах и поэтому не может использоваться в качестве «общемирового». Вряд ли удобно использование «мерцаний» гравитона в качестве эталонного времени – такой эталон безнадежно мал и попытка сверить с ним часы, буквально, будет стоить ему жизни.

О чем это мы рассуждали? Ах, да, о материи и материальности. Все время вертелся на языке вопрос: «Невнятно мерцающее облако вероятности – это и есть та самая материя?»  Немного грустно от того, что больше нет жгучей тайны времени, пространства и гравитации. Так всегда бывает, когда завершается большая и сложная работа.

А.А.Карев.

г.Братск

19.03.06 г.

 

На главную страницу