ПРЕДИСЛОВИЕ
В то время, когда я впервые предпринял публикацию результатов моего исследования основных физических процессов, я был убежден, что те лица, к которым презентация была направлена в первую очередь, эксперты в этой области, не будет иметь трудности в понимании новых теорий и концепций, разработанных в моей работе, и, что моей основной целью должно быть доказательство правильности новой теоретической структуры. Моя первая книга, «Структура Физической Вселенной», поэтому обозначила новые теории так, что я верил, это было адекватно, хотя довольно кратко и сильно уплотненно, главным образом с приведением к развитию теоретической структуры в мельчайших деталях, в ряде областей, для того, чтобы показать, что выводы, полученные в результате новых теорий, были в соглашение с наблюдаемыми фактами, что до сих пор дает непревзойденную точность и полноту. К этому времени, однако, стало очевидным, что существующие привычки и мысли, гораздо более прочны, чем я предполагал, даже там, где физическое лицо имеет искреннее восприимчивое отношение к новым идеям, это очень трудно для него, чтобы достичь переориентации мышления, что является необходимым для понимания природы и последствий новых представлений, на которых мои предположения основаны. Эффективность доказательств, которые я предложил, следовательно, уменьшилась в значительной степени, по причине повсеместной неспособности понять, что же я доказываю.
Очевидно, что некоторые более расширенные и подробные разъяснения новых основных идей необходимы, и мои последние публикации были направлены к этой цели.
В «Дело против ядра атома», я взял один из основных сегментов современной физической теории для поиска и критической проверки, с целью показать, что современная теория, несмотря на свои впечатляющие достижения во многих областях, полна недостатков и несоответствий, а не на просторном поле для удовлетворения требований, предъявляемых к ней в продолжающемся прогрессе экспериментальных открытий. Следовательно, двери широко открыты для строительства новой, лучшей теории. В «После Ньютона», я представил то, что может быть названо "вертикальным срезом" новой и лучшей теоретической структуры, что я разработал в ответ на эту потребность, в одной определенной теме, гравитации, а после этого, показал путь основных постулатов новой системы, вплоть до мелких деталей, демонстрируя, насколько точно результаты новой системы воспроизводят поведение и характеристики этого явления, которое дало так много сложных проблем в предыдущих теориях.
Таким образом, имея общий фон в этих предыдущих публикациях, я верю, что сейчас уместно представить краткую единую картину новой теоретической структуры в целом, вид с высоты птичьего полета, и это издание предназначено для этой цели. Поскольку новые представления о природе пространства и времени, которые возникли из моего исследования, являются основными элементами новой структуры, цель этой книги состоит в том, чтобы развивать их во всех деталях на фоне этих понятий, и затем, объяснить, довольно кратко, их применение к каждому из общих областей физической науки, с особым акцентом на простые и логические ответы, как правило, имеющие неожиданный характер, на крупные нерешенные проблемы физики.
В реализации этой программы, определенное дублирование материала, опубликованного ранее, конечно неизбежно, особенно с тех пор, как стало желательным, чтобы книга была самодостаточной.
Апрель 1965 года, ДЬЮИ ЛАРСОН
ВВЕДЕНИЕ
В моих предыдущих публикациях, я начал презентацию новой теории строения физической вселенной, которая возникла в результате тщательного и критического пересмотра основных физических процессов, по которым я занимаюсь уже более четверти века. Во всех существенных отношениях, эта новая теория, такой продукт, который в научном мире хотели бы иметь. Это единая теория, все принципы, регулирующие физическую активность, выведены из одного и того же утверждения: два фундаментальных постулата о природе пространства и времени. Это самосогласованная теория, в которой нет внутренних противоречий или несоответствий. Это точная теория, все выводы из постулатов находятся в полном согласии с результатами наблюдений и измерений, находятся в пределах точности последних, или, по крайней мере, не являются несовместимыми с любым из этих результатов. Это однозначная теория, последствия постулатов являются конкретными и четкими, и не существует какого-либо обращения к "бессильным постулатам" или других уклончивых способов, чтобы избежать признания несоответствия. Это рациональная теория, она предоставляет определенные и конкретные разъяснения, во всем, что происходит, без использования специальных сил или трансцендентальных сил. Это полная теория, теоретически описывающая, качественно и количественно, вселенную, и нет необходимости использовать какие-либо дополнительные или вспомогательные предположения, и это необходимо, чтобы представить результаты наблюдений в качестве фундамента для теоретической структуры, потому что теоретические заключения из постулатов обеспечивают существование различных физических явлений: материи, излучения, электрических и магнитных явлений, гравитации и т.п., а также установления отношений между этими явлениями.
ГДЕ МЫНАХОДИМСЯ: КОНЦЕПТУАЛЬНО
Основным фактором в развитии физических наук из примитивных начал, в их теперешнее положение, было наличие математических методов для оказания помощи в приобретении знаний и для облегчения систематизации и использования этих знаний после того, как они были приобретены. Практические преимущества, что значительная часть знаний, накопленных в физическом поле, доступны в виде, пригодном для математических манипуляций и легкой адаптация к конкретным проблемам, знакомы всем заинтересованным и не нуждается в комментариях. В равной степени важным, для исследователя, является концептуальная свобода, которая достигается за счет использования математических, а не словесных рассуждений. В ответ на проблему, как правило, включающую в себя некоторые существенные изменения в основных понятиях, входящих в явление, способности человеческого разума, чтобы вырваться из оков традиционной мысли, и разработать совершенно новые понятия ограничены, и найти решение проблемы такого рода по прямым средствами крайне сложно.
Если проблема решается математически, исследователь имеет гораздо больше свободы. Он по-прежнему ограничен рамками современного мышления в отношении условий, и других общих понятий, входящих в его математическое выражение, но с тех пор, по сути, это мало его сдерживает. Если прямые функции не служат его цели, он полностью свободен, чтобы попытать обратные функции; если тригонометрические отношения оказываются неприменимы, он пробует логарифмические зависимости, и так далее, даже несмотря на концептуальные изменения, участвующих в этом математических соотношений, настолько резко, что они будут, по сути, немыслимы с точки зрения прямого концептуального подхода. Из-за этой свободы маневра, часто можно получить математическое решение для исследуемой проблемы и воплотить это решение в уравнение, или в некоторые другие математические выражения. Из этого математического знания, исследователь может вернуться к физическому смыслу математических терминов и сделать концептуальный скачок, что не возможно без определенных ориентиров, установленных в математическом исследовании.
Макс Планк - открытие квантовой лучистой энергии, является классическим примером расследования, последовавшего такому шаблону. Причина наблюдаемого распределения частот спектра излучения абсолютно черного тела, давно была нерешенной проблемой. Математические выражения, сформулированные на основе различных идей, были успешными в определенных спектральных областях, но не в других. Планк обратился к этой проблеме, и после долгих поисков, построил новое выражение, которое правильно представляло распределение частоты во всем диапазоне. Как только он получил это выражение, "в тот самый день, когда я сформулировал этот Закон, - говорит он нам, - он взялся за "задачи инвестирования его в истинный физический смысл", и в этом смысле, в конечном итоге, родилась идея квантовой теории. Теоретически, конечно, кто-то мог прийти к такой мысли напрямую, без использования предварительного знания математических отношений, но понятие дискретных единиц энергии, было настолько чуждо современной научной мысли, что ученые были просто не в состоянии представить себе эту возможность, пока Планк не внес концептуальные корректировки.
Почти то же самое происходило и в настоящем расследовании. Концепция взаимной связи между пространством и временем, центральной идеи новой теоретической системы, можно было бы сформулировать прямо, что, если вопрос о базовой структуре физической вселенной рассматривается хладнокровно, логично и систематическим образом, без принятия каких-либо неподдерживаемых предположений, разработка такой концепции будет неизбежна, но, как квантовая, она представляет собой столь радикальные изменения, что человеческий разум просто не мог сделать прямой переход. Здесь, опять же, то, что не может быть сделано напрямую было сделано косвенно, путем математического подхода.
Результаты этого исследования говорят о том, что трудности, которые испытывает в настоящее время физическая наука, не из-за отсутствия полной математической обработки. Корни сегодняшних бед концептуальные. Сложные и разнообразные машины современной науки, не в состоянии решать более сложные проблемы вселенной, пространства, времени, материи, электричества, и т.д., просто потому, что все ее усилия основаны на ошибочных предположениях, о природе пространства, времени, материи, электричества, и т.д., с которыми она имеет дело.
В значительной мере это является результатом неправильного толкования со стороны физиков, которые находятся в привилегированном положении, в осуществлении построения теории. Нынешние теоретики находятся под впечатлением, что они вольны определять понятия, которые они используют в любом случае, когда считают нужным. Герберт Дингл, например, говорит нам, что атомы, как он понимает их, "создания воображения, которые будут сформированы в образ нашей фантазией, и ограничиваться законами, о которых мы позаботились, чтобы прописать, при условии, что они ведут себя в соответствии с этими законами, производя явления". Отношение Эйнштейна к базовой концепции было аналогичным. "Аксиоматическая основа теоретической физики... должна быть свободным изобретением".
Слабость этой политики заключается в том, что, когда выводы делаются на основе таких понятий, они тоже принадлежат к миру фантазии, а не к миру реальности. Если физик-теоретик вошел в деятельность, только как в умственное упражнение, в порядке работы с "порождениями воображения", рано или поздно он сменит свою основу и начнет утверждать, что его выводы применимы в реальном мире. Таким образом, мы находим в Копенгагенской школе физиков, главных архитекторов, в "официальной" атомной теории, утверждающих, что частицы, из которых их "атом " состоит, не "материальные частицы в пространстве и времени", а объекты, которые не "существуют объективно". Как заявление о сновидениях в мире физиков, это вполне может быть правильным, т.к. выводы основаны на концепции атомной структуры "созданной по образу и подобию их фантазий", а не на концепции атома, как он, на самом деле, существует физически. Если мы хотим прийти к выводам, применимым к реальным физическим атомам, то мы должны начать с понятий, которые точно представляют собой физический атом и его свойства; у нас нет возможностей для ошибок.
Термин "концептуальных знаний" при использовании в настоящей работе, относится к любой информации, что имеет определенное значение, и то, что относится конкретно к определенным физическим понятиям. Эти понятия могут быть "реальные" физические объекты, в том смысле, в каком этот термин обычно используется, или они могут быть такие абстракции, как "сила", реальное существование которой является спорным. Некоторые элементы концептуального знания могут быть выражены в математических терминах, и здесь мы имеем как концептуальные, так и математические знания, но это не обязательно означает, что все математические выражения представляют собой концептуальные знания.
Наиболее заметным свойством пространства, как мы его знаем, из первых рук, в том, что оно трехмерное. Конечно, есть много воображаемых спекуляций о четвертом измерении, и математики любят строить гипотетические пространства n-мерностей, но сектор вселенной, в которой мы обитаем, очень определенно представляет собой трехмерный аспект, по нашим наблюдениям, ни больше, ни меньше.
Кроме того, пространство, как мы видим, однородно, то есть, насколько мы можем судить, каждая единица, как и все другие устройства, изотропно, то есть, его поведение во всех направлениях одинаково. Здесь опять же есть множество догадок и гипотез, которые включают характеристики направленности или отклонения от однородности, но прямых доказательств нет, и сейчас мы рассматриваем только те свойства пространства, которые появляются под непосредственным наблюдением.
Наиболее заметная черта времени, как мы это наблюдаем, в том, что, в некотором роде, оно прогрессирует. В самом деле, все свойства, что мы можем признать, во времени просто характеристики прогрессии. Отметим, во-первых, что прогрессия - форма, насколько мы можем определить. Еще один факт, который мы наблюдаем, что в контексте знакомых явлений нашей повседневной жизни, время скалярно. В уравнении скорости v = s/t, например, термин t - это скалярная величина. Мы также наблюдаем, что время отображается для последовательного продвижения вперед в скалярном направлении, и мы сформулировали Второй Закон Термодинамики для выражения этого эмпирического наблюдения. Многие физики поэтому склонны считать, как мы знаем, что время однонаправлено, и в заявлении Толмена, это как одно из свойств времени, которое он "принимает без экзаменов." Другие наблюдатели, в частности, Эддингтон, отметили, что существует серьезное сомнение в обоснованности этого вывода, потому что, несмотря на утверждения, содержащиеся во Втором Законе, срок t - математически обратим в уравнениях, представляющих различные физические явления. Несмотря на постоянное направление "стрелы Времени" в нашем регионе, ясно, что мы должны быть осторожны в экстраполяции постоянства направления во вселенной в целом.
Как уже отмечалось, время входит в математику физических процессов, с которыми мы очень тесно связаны, как скалярная величина. Из этого физики пришли к заключению, что время одномерно, и это заключение, еще одно из тех, которые приняты "без осмотра", что "почти как аксиома".
Тот момент, что физики уже забывают о том, что "направление" в контексте физических процессов, которые представлены векторными уравнениями в современной физике, означает "направление в пространстве". В формуле v=s/t, например, перемещение s - это векторная величина, поскольку она имеет направление в пространстве. Отсюда следует, что скорость v, также имеет направление в пространстве, и, таким образом, мы имеем здесь дело с уравнением космической скорости. В этом уравнении термин t - обязательно скалярный, потому что он не имеет направления в пространстве.
Нет ничего, в роли, которую время играет в уравнении движения, чтобы указать конкретно, что время имеет более чем одно измерение. Но внимательное рассмотрение, оставляет дверь открытой настежь, для установления истинного измерения времени с помощью других средств. Ошибки, такие, как этот маскарад, являются одними из самых серьезных препятствий на пути продвижения знаний, и выявление ошибок такого рода, зачастую является ключом к решению проблемы уже давно.
Хотя элементы, которые обсуждались в предыдущих пунктах, составляют все, что мы, собственно, знаем о пространстве и времени по отдельности, есть еще один источник информации. То, что мы знаем, это (1), что связь между пространством и временем в секторе вселенной, доступной для непосредственного наблюдения - это движение, и (2), что в движении, пространство и время являются взаимно связанными со скалярной точки зрения, то есть, перемещение на большее расстояние за то же время, имеет точно такой же эффект на скорость, скалярная мера движения, как движение на то же расстояние за меньшее время.
Теперь мы можем обобщить основной предмет этой главы, концептуальные знания пространства и времени, которые мы смогли получить от непосредственного наблюдения, как они существуют в нашей местной окружающей среде: