Мерность – это проявленное пространство меры, сущест-вующее в пределах нашего восприятия

Известный физик Анаксагор Кэнз очень увлекательно рассматривает сущность пространства и времени с точки зрения физики и математики. Кратко изложу его точку зрения.

Наша Вселенная является следствием Большого Взрыва. Сам по себе Большой Взрыв является процессом, событием. Если это так, то только одновременно с началом процессов проявляется пространство, никак не ранее.

Начавшееся расширение привело к снижению температуры, давления и конденсации, и появлению привычного нам вещества. Взаимодействие частичек вещества между собой явились причиной самоорганизации и усложнения, что привело к сегодняшнему состоянию мира. Процессы на этом не остановились, они продолжаются. Мы ныне находимся только на определенном этапе развития Вселенной, поскольку то первоначальное расширение, по данным ученых, продолжается и приводит к еще большему «раздуванию» нашей Вселенной. Таким образом, получается, что всеобщее, глобальное пространство тесно связано с идущими в ней процессами.

Похожее явление наблюдается и в Солнечной системе. Пространство внутри нее зависит от происходящих в ней процессов и внутренней конфигурации, которая нам более-менее известна. Девять планет хороводят вокруг Солнца, у каждой есть своя орбита. Т.е. Солнечная система имеет определенную структуру. Есть гравитационные и электромагнитные взаимодействия, как с Солнцем, так и между планетами. Движение планет и их взаимодействие это процесс. А нахождение в определенный момент на некотором расстоянии друг от друга и от Солнца – это структура, конфигурация. Вот эти процесс и конфигурация будут определять параметры и характеристики пространства Солнечной системы, которое, как нетрудно увидеть, оно не остается постоянным. Изменение параметров взаимодействия планет как между собой, так и с Солнцем приведут к изменению и пространства. Т.е. пространство само по себе не может изменяться. Изменение пространства последует только после изменения параметров взаимодействий.

На тесную взаимосвязь пространства с процессами указывают и куда более простые вещи. Например, рост кристалла. Он поглощает из окружающей среды необходимый материал и увеличивается в размере. Процессы, идущие внутри кристалла, увеличивают пространство, занимаемое кристаллом, а не наоборот. Также происходит рост живого организма. Биохимические процессы определяют характеристики внутрен-него пространства и его рост.

Если нагреть или охладить металлическую проволоку, то под действием внешних условий изменятся параметры взаимодействий внутренних структур, поэтому межатомные расстояния станут иными, и проволока изменит длину. Тут мы опять видим зависимость пространства от внутренних процессов. Отсюда вывод: пространство не является первичной сущностью и неразрывно связано с процессами.

А что же мы подразумеваем, когда произносим слово «пространство»? Существует ли вообще пространство в реальности? Как ни парадоксально звучит, но и да, и нет. Все в мире относительно и зависит от масштаба. Вы можете, засунуть хоть один палец между электроном и ядром атома? Не можете. А ведь, если увеличить размер электрона до 1 см. и сохранить пропорции атома, то размер ядра получится с величиной почти как Солнце, а расстояние между электроном и ядром будет где-то 10 млрд. км. Почти в два раза дальше, чем расстояние от Земли до Плутона. Еще один пример: посмотрите на книгу. Когда пальцем нажимаете на обложку, то ваш палец не проходит сквозь нее. Мы сами и наши масштабы чрезвычайно огромны по сравнению с масштабами макромолекул, из которых состоит книга. Поэтому она нам кажется цельным и плотным объектом. Если Вас уменьшить до размеров атома, то Вы сами совершенно без проблем прошли бы насквозь, и вряд ли видели бы в этом сгущении макромолекул (молекул) книгу. Вам бы казалось, что попали в некий гигантский мир, которому нет ни конца, ни края. То там, то здесь видели бы сгущения, а между ними огромные расстояния. Это, наверное, было бы похоже на звездное небо темной ночью. Так, чем же отличается наш внутренний мир от внутреннего мира книги? Почти ничем (речь идет о пространстве). Разница только в масштабах. Вернее, в относительности масштабов. Если по отношению к миру книги мы слишком велики, то для мира планет, звезд и галактик мы слишком ничтожны. Здесь мы уже сами находимся внутри еще более огромного мира и смотрим на него изнутри. И точно также вдалеке наблюдаем некие сгущения (планеты, звезды, галактики) и огромные расстояния между ними.

Хотя нам кажется, что между телами ничего нет, тем не менее, это не так. Пространство между телами заполнено разреженным веществом, электрическими, магнитными и гравитационными полями.

Поэтому то, что мы называем пространством – это во-первых, всего лишь расстояния между реальными объектами (межатомные, межмолекулярные, межпланетные, межзвездные и др.); во-вторых, создаваемые реальными объектами вокруг себя особые зоны, градиенты параметров (поля: электрические, магнитные, гравитационные и др.).

Иными словами, пространство = расстояние + поле. Если это так, то понятие пространства является вторичным и является лишь более высоким уровнем обобщения этих понятий. Так как расстояние + поле создаются материей, то без реальных объектов само по себе пространство не существует.

Сложные конфигурации полей, которые окружают атомы, молекулы, планеты, звезды и прочее, действительно будут казаться переплетенными, искривленными. Наверное, отсюда в общей теории относительности (ОТО) термин «искривление пространства». Только ОТО трактует это чуть иначе. Неявно подразумевается наличие чего-то, что искривляется под действием масс. Чем массивнее тело, тем сильнее искривление. При нашем подходе само по себе этого чего-то нет. Есть расстояния, есть источники полей. Чем массивное тело, тем интенсивнее вокруг него поле. Забавно кажущееся многим искривление пространства, при правильном разложении понятия пространства (на расстояние + поле), имеет вполне здравое объяснение.

Из повседневного опыта мы знаем, что окружающий мир имеет три измерения: все предметы имеют длину, ширину и высоту. Вернее, три взаимно перпендикулярных направления. Мне кажется, такое восприятие внешнего мира связано, во-первых, с объемным зрением человека, а во-вторых – с устройством вестибулярного аппарата. Вестибулярный аппарат находится во внутреннем ухе и состоит из трех взаимно перпендикулярных полукружных каналов. Они определяют ориентацию головы в пространстве, что позволяет нам узнать свое положение в нем. Просто Природа выбрала самое минимальное, самое необходимое – три.

А на самом деле пространство... просто сферично и не имеет размерностей. Вернее, не представляет собой отдельной сущности и соответственно никаких свойств. Свойство сферичности связано с геометрической формой природных тел. В природе есть некая универсальная закономерность стремления к равновесию, когда тело или материя самопроизвольно переходят в состояние с наименьшей энергией. Такое состояние является наиболее вероятным и наиболее устойчивым. Из всех геометрических фигур только сфера (шар) имеет минимальную площадь поверхности при равных объемах. Поэтому сфера – это результат стремления к равновесию, результат минимизации энергетического состояния. Отсюда подавляющее большинство природных объектов самопроизвольно принимают сферическую форму (планеты, звезды, квазары). И как результат – их поля тоже в первом приближении сферичны.

Поэтому споры о том, что имеет ли наше пространство 3, 4, 5 или 11 измерений, или же в каких координатах лучше описывать окружающий мир относится лишь к области чистой математики. Это вопрос удобства, наглядности и попытки максимального приближения к реальности. Обычно применяемые координаты с тремя измерениями (X, Y, Z) довольно хорошо описывают динамику природных явлений и этого вполне достаточно. Но из этого не следует, что наше пространство имеет только три измерения. Просто оно не представляет собой особой сущности, и потому не может иметь какую-либо размерность. С таким же успехом можно сказать, что пространство имеет 5, 20, или же 360 измерений. Просто его свойства связаны с реальными телами и их формами как источниками разного рода полей, через которые происходят их взаимодействия. А взаимодействия, в свою очередь, определяют расстояния между ними.

Ощущение пространства дает относительность масштабов, размеров (соотношение объекты/наблюдатель). Например, с точки зрения наблюдателя размером 1,5 м, внутри маленького железного шарика нет пространства (он для него сплошной), но с точки зрения наблюдателя с размером молекулы (10^{-8 м), будет довольно много пространства. Если для первого наблюдателя шарик очень плотный объект, то для второго он довольно разреженный. Если для первого - молекулы (атомы) сильно прижаты друг другу, то для второго – между молекулами существует довольно большие расстояния. Таким образом, пространство это понятие относительное. И ощущение пространства (расстояние + поле) зависит от размеров самого наблюдателя.}

Когда заходит разговор о пространстве, мы почему-то считаем, что в нашем мире пространство это одно что-то глобальное, всеобъемлющее. В масштабе Вселенной – да, глобальное, и оно все охватывает. А дальше в зависимости от масштаба и иерархии начинается гигантское многообразие пространств. Например, если это галактика, то она формирует свое пространство, которое отличается от Вселенского по многим параметрам: гравитацией, электрическим и магнитным полем, плотностью вещества, температурой и т.д. В свою очередь, это пространство (галактическое) является как бы материнским для звезд, и параметры галактического пространства являются внешними условиями для звезд.

Как и любой обособленный объект, наше Солнце тоже создает свой мир. Его магнитное поле как скорлупа накрывает всю Солнечную систему и отделяет нас от Галактического пространства. Поэтому внутри Солнечной системы условия иные, чем в межзвездной среде. Тут свои порядки: свои электромагнитные поля, температура, давление, концентрация веществ и т.д.

Каждая планета Солнечной системы создает свое пространство, отличное не только от межпланетной среды, но и не похожее на другие в этой же системе.

Таким же путем, Земля создает свой собственный Мир. Магнитное поле планеты отделяет нас от межпланетной среды и способствует созданию иных условий. Находясь внутри такой магнитной скорлупы, мы неплохо защищены от множества вредных космических лучей (гамма и рентгеновские излучения, высокоэнергетические частицы и т.д.), которые летят к нам с огромной скоростью не только от Солнца, но и извне Солнечной системы, из дальнего космоса. Так же околоземное пространство заполнено собственным электрическим (и магнитным) полем планеты, которое создает некий фон, ауру вокруг планеты. Еще есть эффект гравитации, который не дает уйти Луне, удерживает атмосферу и нас на поверхности планеты. Все они вместе создают необходимые условия для жизни на Земле.

Мы, в свою очередь, как обособленные биосистемы, формируем внутри себя собственное пространство и собственную среду, где идут биохимические процессы, что и обеспечивает нашу жизнедеятельность. Наше внутреннее пространство и его параметры образуют внешние условия для объектов меньшего масштаба.

Таким образом, пространство и время оказываются накрепко связанными с реальными процессами, где взаиморасположение вещества порождает понятие пространства, и относительность масштабов дают нам его ощущение, а подвижность и динамика материи при взаимодействиях порождает понятие времени, а относительная динамичность процессов дают нам ощущение времени. При таком подходе они становятся вторичными и означают лишь взаимоотношение материальных тел. Такой подход несколько отличается от распространенного и привычного представления о пространстве и времени.

Несмотря на абстрактность этих понятий при более глубоком рассмотрении они имеют вполне конкретные корни, притом общие. В конечном счете, и пространство и время в своей основе упираются в одно и тоже – материю, взаимодействие, и движение. Невольно приходит на ум то, что говорили древние мудрецы: в мире нет ничего, кроме движущейся материи. Похоже, что так оно и есть.

ПАМЯТЬ

Поиск по сайту: