Без веры, что природа подчинена законам, не может быть никакой науки

Норберт Винер

Начнем с фактов, которые уже стали историей. В Москве, в 1970 году состоялась конференция по методологическим вопросам кибернетики. На этой конференции возникла идея написания книги большим коллективом специалистов, в которой отразилось стремление показать новое в философско-кибернетической проблеме. Редактором и одним из авторов книги является академик А.И.Берг. Книга называется «Управление, информация, интеллект».

Предлагаем выдержки из книги: «Издавна перед «учением о природе» – о ее фундаменте – витал призрак такой физической картины мира, где было бы небольшое число исходных принципов и фундаментальных понятий - «правил порождения», из которых вытекали бы, как следствия, как «теоремы» все хотя бы известные физические законы. Возможна ли такая система? Попробуем показать, что, по крайней мере, приближение к такой системе возможно». И далее, базируясь на принципе «феноменологической симметрии», строится метатеория физики. Ее итогом является бесконечная матрица. «В очередном подходе ясно видны метатеоретические черты. Предметом изучения становятся не отдельные физические объекты и конкретные явления, а сами физические теории. Цель подобных попыток – в установлении общих принципов (аналогов «правил порождения» в логике и математической лингвистике), позволяющих получать утверждения о законах физики».

Предлагаем свою версию «порождающего механизма», свой вариант бесконечной матрицы физики, законов Природы.

Обратимся к информации. Вопрос: как происходит кодирование информации в природе? Простой пример. От абонента А к абоненту Б идет сообщение по проводам в виде постоянного тока. Такое сообщение не несет никакой информации. Но стоит только начать изменять сигнал по определенному закону (коду) – и по каналу связи можно передать определенную информацию! Т.е. в момент передачи сообщение обязательно должно меняться, форма сигнала будет криволинейной.

Исследовав данную кривую на экстремум, можно четко сказать, какие точки кривой несут информацию. Это точки, в которых производная меняет свой знак. Но, в таком случае, вращательное движение по круговой орбите (вихрь) – имеет бесконечное количество информации!?

Сделав такой вывод, мы обязаны обратить внимание на теорию движения планет Солнечной системы. Основополагающими правилами движения планет являются три закона И. Кеплера. Немецкий астроном и математик XVI-XVII веков И. Кеплер, был, прежде всего, теоретиком, увлеченным, а точнее, вооруженным мощью математики, преклоняющимся перед числами, и с немецкой педантичностью ищущим во всем мироздании не только математические соотношения, а еще красоту и гармонию.

Покажем, что эти законы являются частью более общего закона движения планет. Законы И.Кеплера четко сформулированы.

Первый закон: орбиты всех планет являются эллипсами с общим фокусом, в котором находится Солнце.

Второй закон: каждая планета по своей орбите движется так, что ее радиус-вектор за одинаковые промежутки времени проходит равные площади.

Третий закон И. Кеплер вывел, изучая работы великого астронома Т. Браге за предшествующие полвека. Эту зависимость великий астроном сформулировал так: «отношение кубов больших полуосей орбит двух любых планет Солнечной системы равно отношению квадратов периодов их обращения вокруг Солнца».

Значение этих законов в познании мироздания неоспоримо. Вот слова американского физика, лауреата Нобелевской премии Л. Купера: «Эти законы представляли собой выдающееся достижение. Результаты двадцатилетних наблюдений и тысяч измерений оказались сконцентрированными в простой системе кривых и правил. Всякий, кто захотел бы в будущем создать свою систему мира, должен был позаботиться, чтобы она содержала в себе эти три закона, описывающие движение планет. После И. Кеплера (признанного законодателем небес) возникал только один вопрос: какая из теорий дает правила Кеплера?»

Увы, до настоящего времени такой теории нет! А ведь мыслители прошлого указывали на интересные факты. Великий Ньютон объяснил, что значит тритий закон И. Кеплера: формула доказывала существование некой величины, которую он называл массой, и которая сохраняется постоянной в планетных движениях. Что это за масса?

Дж. Максвелл установил, что единица массы – M 3 C 2 , а для создания системы измерений достаточно двух основных единиц измерения: длины (м – метр), времени (с – секунда). Все измерения и расчеты в дальнейшем производим, пользуясь этой системой.

Чтобы продолжить наши исследования, нам необходимо обратиться к работам нашего современника, человека необычной судьбы – Р. Бартини. Родом из Италии, он избрал своей родиной Россию, где становится видным авиаконструктором. Известны его скоростные, на то время, самолеты «Сталь 6» и «Сталь 7».

Но нас будут интересовать не самолеты Р. Бартини, а таблица "Система физических величин", предложенная им совместно с П. Кузнецовым. Она состоит из вертикальных столбцов, представляющих собой целочисленные степени длины М, и горизонтальных строк - целочисленных степеней времени С. Пересечение каждого столбца и каждой строки автоматически дает размерность той или иной физической величины. Авторы пытались максимально заполнить клеточки таблицы известными физическими величинами и найти в этом систему.

Однако таблица не была привязана к физической реальности, она не имела ни одной математической формулы для выполнения анализа системы.

Автор, совместно с Волкевичем И. Ф. предлагают таблицу, построенную по тому же принципу, но заполненную математическими формулами. Она называется «Таблица законов вращательного и орбитального движений».

В каждой клеточке таблицы две формулы. Это говорит о том, что численную величину, соответствующую этой клеточке, можно вычислить с помощью значений радиуса-вектора и периода обращения. Эту же величину можно определить через значения радиуса-вектора и тангенциальной скорости движения. В таблицу четко становятся законы И. Кеплера, выраженные в виде математических формул. Все расчетные параметры движения планет являются мгновенными значениями. Третий закон И.Кеплера можно сформулировать так: произведение величины радиуса-вектора движения любой планеты Солнечной системы на квадрат линейной скорости ее на орбите вокруг Солнца в каждый момент времени есть величина, равная массе Солнца. Здесь заложен ответ на вопрос, что за масса остается постоянной в планетных движениях. Для Солнечной системы это масса Солнца, а для Луны и искусственных спутников – масса Земли. Законы И. Кеплера работают и в этом случае. Единица массы будет M 3 C 2 , а единица площади, заметаемая радиусом движения планеты M 2 C .

Таким образом, содержание понятий классической физики можно представить в системе МС, они строго будут занимать свои клеточки. Таблицу можно расширять до бесконечности, но взято только пятьдесят шесть клеточек, поскольку только в некоторых из них заключены логические понятия всей классической физики. Они определяют техногенную деятельность человека. Семь клеточек от индуктивности R 1 V -2 до энергии R 1 V 4 – являются основными, они определяют параметры движения любой планеты Солнечной системы вокруг Солнца:

16 π 4 R 5 T 4 ; R 1 V 4 - энергия системы «Солнце – Земля», M 5 C 4 .

8 π 3 R 4 T 3 ; R 1 V 3 - импульс системы «Солнце – Земля», M 4 C 3 .

4 π 2 R 3 T 2 ; R 1 V 2 - гравитационный заряд (масса) ядра вихря, масса Солнца (третий закон И.Кеплера), M 3 C 2 .

2π R 2 T ; R 1 V 1 - площадь, заметаемая радиусом движения планеты Земля на орбите вокруг Солнца в единицу времени (второй закон И.Кеплера), M 2 C . Эта формула движения частицы в плоском вихре. Солнечная система - плоский вихрь.

R ; R 1 V 0 – радиус движения планеты Земля на орбите вокруг Солнца. Емкость системы «Солнце – Земля», M

T 2π ; R 1 V -1 – период обращения, деленный на 2π , с

T 2 4 π 2 R ; R 1 V -2 – индуктивность системы «Солнце – Земля», C 2 M .

Интересная клеточка времени T 2π , которая расположена между индуктивностью T 2 4 π 2 R и емкостью R. Это говорит о том, что система при вращении находится в резонансе. Отсюда прекрасно выводится формула Томсона:

T=2π LC , с;

или, учитывая, что согласно таблице L=1/g, имеем:

T=2π R g , с. В этой формуле, как и в формуле движения планет, не учитывается масса маятника! Эта формула, определяющая ход времени, была незаслуженно забыта при создании различных теорий строения вселенной. А ведь без знания значения емкости и индуктивности (ускорения свободного падения и радиуса) определить ход времени невозможно!

Оптимальным вращательным движением будет динамика среды – вихрь. Этого мнения придерживался Р. Декарт, эти идеи были и у И. Кеплера.

Теперь мы подготовлены проверить таблицу в работе, заполнив ее числами, определяющими параметры движения Земли вокруг Солнца. Берем справочные данные: это радиус движения Земли вокруг Солнца в метрах, и период обращения в секундах, деленный на 2π. Данные величины располагаем в клеточках длина и период. При заполнении таблицы учитываем, что по горизонтали каждая последующая цифра отличается от предыдущей на величину радиуса движения: по вертикали каждая последующая цифра отличается от предыдущей на величину периода обращения, деленного на 2π, а по диагонали слева направо цифры отличаются на величину скорости на орбите движения. В данном случае это будет тангенциальная скорость движения Земли.

Она также занимает свою клеточку. С точки зрения математики, мы имеем дело с геометрической прогрессией по каждому направлению. Зная эти положения, нетрудно заполнить цифрами всю таблицу. В центре таблицы, как центр симметрии, находится клеточка, физическая величина которой равна единице при всех вычислениях.

Все величины, полученные в результате вычислений, симметричные относительно единицы, одновременно обратные друг другу. Например: индуктивность является величиной обратной ускорению свободного падения.

Обращаем внимание, гравитационный заряд, масса ядра вихря Солнечной системы, масса Солнца равна 13,28⋅1 0 19 M 3 C 2 . Эта величина носит название гелиоцентрической постоянной. Аналогично масса Земли - 3,98⋅1 0 14 M 3 C 2 . Последняя физическая величина хорошо известна в классической физике. Первую космическую скорость (она различна на разных высотах над Землей) можно вычислить по формуле:

R 1 V 2 =3,98⋅1 0 14 M 3 C 2 – геоцентрическая гравитационная постоянная. В нашей редакции это масса Земли.

Применение системы измерения всего из двух параметров вполне логично! Ведь все преобразования, перемены, события происходят в пространстве за определенные периоды, или, как мы считаем, время. Поэтому и числовые значения, полученные при расчетах по формулам в этом случае, передают реальную величину, согласованную с рядом стоящими в таблице. Полученные значения масс Солнца и Земли можно перевести с помощью гравитационной постоянной в тонны, но гармония таблицы при этом нарушится!

Коэффициент пропорциональности, гравитационная постояная необходима только для согласования размерностей. Обращает на себя внимание такой факт, как наличие в классической физике двух формул взаимодействия – гравитационного и электрического. Но величина силы взаимодействия, например, Земли и Солнца, в таблице одна. Почему? Такой результат получен потому, что в системе МС гравитационная и электрическая постоянные равны единице! В таком случае, величины зарядов гравитационного и электрического будут одинаковыми, а формула будет работать одна!

Гравитационный и электрический заряды представляют собой лишь две формы, в которых проявляется одна и та же физическая сущность. Этот вывод важен для кодирования и переноса информации в природе. Можно предположить, что с этим фактом связаны идеи волны де Бройля.

Глядя на заполненную цифрами таблицу, надо отметить следующее. Гравитационные и электрические заряды занимают одну клеточку, т.е. наличие гравитационного заряда подразумевает присутствие соответствующего электрического заряда. Это говорит о свойстве природы - дуализме зарядов.

Каждая клеточка таблицы включает в себя физические величины. Порой эти величины самые различные по свои определениям: от механики до оптики и элементарных частиц.

Таблица говорит о системе, которая связывает материю, поле и пространство в единое целое. Это, своего рода, свод законов вращательного и орбитального движений. Каждая клеточка определяет свой параметр данного вращателного движения. Поэтому, законы И. Кеплера являются частью более общего закона движения планет.

Таблица объединяет законы взаимодействия и преобразования в физике. Второй и третий законы И.Кеплера находятся в центре таблицы. Выше приведена цитата из книги Л. Купера «Физика для всех»: «После И. Кеплера (признанного законодателем небес) возникал только один вопрос: какая из теорий дает правила И. Кеплера?»

Но, с другой стороны: «Это должна быть теория, зависящая от одного параметра, а именно – от планковской массы, задаваемой гравитационными взаимодействиями и определяющей, так сказать, масштаб энергий и масс во Вселенной», - слова немецкого физика Г. Фритша, взятые из его книги «Основа нашего мира».

Данный расчет служит первым шагом в объединениии этих двух начал, открытых человеком. Еще раз подчеркнем уникальность вращательного движения, ибо оно стало тем инструментом, который объединил эти начала. У природы нет другого инструмента, влияющего на пространство, только вращательное движение, в особенности его разновидность – вихрь.

Законом вращательного движения является вся таблица. Интересно найти в ней (а значит, и в космологии) место такой фундаментальной величине, как постоянная Планка ћ. Эта величина стала основой для многих исследований в физике двадцатого века. Однако Планк тщетно пытался включить величину ћ в схему классических космологических представлений. Удивительно то, что интуиция этого замечательного физика указывала правильный путь. Им были определены величины, которые получили название фундаментальных (Планковских):

единица длины l p =1,616⋅1 0 -35 M

единица времени t p =0,54⋅1 0 -43 C

единица массы m p =2,18⋅1 0 -8 kg=14,54⋅1 0 -19 M 3 C 2

постоянная Планка ℏ=1,055⋅1 0 -34 J⋅C=70,4⋅1 0 -46 M 5 C 3

Все эти величины, аналогично параметрам движения планет Солнечной системы, четко находят свое место в клеточках таблицы. Эти параметры определены (информационны).

Отметим, что параметры движения электрона вокруг ядра атома не находят своего места в таблице. Вероятно, работает принцип неопределенностей, открытый Гейзенбергом. Но вращение поля с радиусом l p =1,616⋅1 0 -35 M , за период t p =0,54⋅1 0 -43 C , со скоростью C=3⋅1 0 8 M C рождает гравитационный заряд m p =2,18⋅1 0 -8 kg , или, учитывая дуализм как свойство природы, электрический заряд q=18,76⋅1 0 -19Кл.

Таблица служит, с одной стороны, программой (алгоритмом) для расчета движения планет Солнечной системы, материи (мегамира), движения элементарной частицы Планка, поля (микромира), а с другой стороны объединяет в себе физические величины всей классической физики. Это - "Таблица законов Природы".

Все взаимодействия, их результат, и, в конечном итоге, изменения – назовем их преобразованием в микро, макро и мегамире, в живой и неживой природе, не могут быть определены без понятия «информация». И здесь величины М. Планка уникальны. Это кирпичики информации, которые считывает сама природа! Мы пришли к дискретности пространства, времени и преобразования, т.е. природы, а частица Планка с ее параметрами является основой дискретности, ее масштабом. Если учесть, что энтропия является мерой, обратной информации, то вращательное движение, в том числе и Земли, работает как «демон Максвелла», производя деление информации и энтропии. По мере удаления координаты отсчета в космос растет энтропия, а по мере приближения к поверхности Земли растет объем информации.

Заполнив таблицу фундаментальными (Планковскими) величинами, подчеркнем, что вращение фотона вокруг своей оси с параметрами, определенными М. Планком, происходит по тем же законам, что и движение планет вокруг Солнца.

Классическая физика утверждает, что фундаментальные величины присущи веществу по истечении t p =0,54⋅1 0 -43 C после начала Большого взрыва, когда начали работать законы квантовой механики.

Более оптимальной является версия существования фотона, частицы Планка с параметрами фундаментальных величин. Вашему вниманию предлагается еще один вариант таблицы. Это «Таблица формул для определения фундаментальных (Планковских) величин».

Пользуясь величинами, которые получил М. Планк, и даёт таблица, определяем, что скорость вращения частицы М. Планка равна скорости света. Это вращение по окружности тонкой микронити энергии в виде кольца. Тогда движение будет орбитальным, будут работать законы И. Кеплера как при движении планет.

Каждая формула состоит из двух исходных величин: постоянная Планка – ћ; скорость света – С. Гравитационная и электрическая постоянные, как отмечалось выше, равны единице. Таблица работает (разговаривает) только при применении системы М.С.

До настоящего времени никто не мог правильно указать численные значения и количество фундаментальных величин в природе, и показать, как они связаны между собой. Таблица четко указывает на систему, которая связывает эти величины в процессе вращения. Количество этих величин, характеризующих данный процесс, равно бесконечности!

Отсюда, кстати, выводится формула E=m c 2 . Для фотона, частицы Планка энергия равна:

(ℏ c 5 ) 1 2 =(ℏc ) 1 2 ⋅ c 2

или в числах:

130,4⋅1 0 -3 M 5 C 4 =14,54⋅1 0 -19 M 3 C 2 ⋅2,997⋅1 0 8 M C ⋅2,997⋅1 0 8 M C

Это же количество энергии можно просчитать с применением многих формул:

E=ℏν , E= t p c 5 , E= l p c 4 и т.д.

Фундаментальные величины можно использовать для определения электромагнитного и гравитационного взаимодействий. Электромагнитные взаимодействия имеют место между заряженными частицами. Интенсивность взаимодействия характеризуется постоянной тонкой структуры α e = 1 137

«С наблюдаемой константой связи α e - амплитудой поглощения или излучения реального фотона реальным электроном связан очень глубокий и красивый вопрос. Число α e в соответствии с экспериментами равно примерно – 0,08542. Мои друзья физики не узнают этого числа, они привыкли пользоваться обратной величиной его квадрата 137,0359. С тех пор, как его открыли свыше пятидесяти лет назад, это число остается тайной. …Это одна из величайших проклятых тайн физики, магическое число, которое дано нам и которое человек совсем не понимает. Можно было бы сказать, что это число написала «рука Бога», и мы не знаем, что двигало его карандашом» - слова Нобелевского лауреата Р.Феймана. На этот вопрос четко отвечает таблица: если взять отношение квадратов электрических зарядов электрона и фотона, частицы Планка, получим величину тонкой структуры:

α e = E e 2 E p 2 = 1 137

Таблица указывает, что произведение

ℏC=( ℏ⋅C ) 2 = E p 2

Таблицей мы разворачиваем пространство. Такое развернутое пространство решает вопрос качественного определения каждого параметра вращательного движения. В данном случае – это фундаментальные величины.

В итоге мы получили "Таблицу расчёта вращательного движения", цифры в клеточках которой являются параметрами при движении Земли вокруг Солнца, и маленького фотона вокруг своей оси. Аналогичные расчеты можно выполнить для определения движения всех планет Солнечной системы и их спутников. Естественно, точность вычислений будет выше, если брать мгновенные значения параметров движения, а не средние данные из справочников. К сожалению, успехи современной физики в этой области весьма скромные. Из бесконечных величин рядов и столбцов клеточек таблицы современная наука может, с точки зрения классической физики, объяснить логику только сорока клеточек.

Мы можем заполнить формулами и числами пустые клеточки таблицы. Но кто готов объяснить значение этих величин с точки зрения математики, физики и просто логики? Это задача науки!

Данная таблица является матрицей, которая описывает движения – как в мегамире, например, планет Солнечной системы, так и в микромире, например, фотона, частицы Планка вокруг своей оси.

Возьмем фрагмент таблицы в виде матрицы и найдем определитель этой системы. Его значение будет равно нулю. Исследуем миноры определителя, они так же равны нулю. Матрицы применяют при работе с линейными уравнениями. Равенство нулю определителя системы означает, что коэффициенты при неизвестных пропорциональны, система неопределенна, т.е. имеет бесконечное множество решений. Это согласуется с тем большим объемом информации, который находится на Земле, как продукт преобразования, так и в маленьком фотоне. Вот где громадное поле деятельности для математики и математической физики.

К месту будут слова академика В.Л. Гинзбурга: «Уравнения электромагнитного поля в вакууме и в среде (уравнение Максвелла) и волновое уравнение в квантовой механике (уравнение Шредингера) являются линейными, и, следовательно, удовлетворяют принципу суперпозиции (сумма любых двух решений так же является решением этих уравнений). Уже отсюда ясно, сколь важна и велика область линейных явлений в физике».

С другой стороны, великий математик Д. Гильберт указал геттингенским теоретикам М. Борну и В. Гейзенбергу, что эти квадратные таблицы (матрицы) появляются в расчетах как «побочный продукт» при решении волновых уравнений.

Матрицы, многомерные векторы, комплексные числа и волновые уравнения – вот те инструменты, которые помогут понять мир преобразований. И если до настоящего времени любой закон физики, прежде чем занять свое место в клеточке таблицы (матрицы) проходил длительный путь экспериментальной проверки, определения, осмысливания и принятия, то теперь можно четко указать и начать освоение новых законов физики, количество которых бесконечно! Где граница познания удивительного мира, в котором мы живем?

В.Уральцев

г. Купянск апрель 2012г.

P. S. Теория, зависящая от одного параметра - Таблица больших безразмерных чисел