Существует ли предел в познании мира?
В комментарии к прошлому посту alexbreeze задал вопрос, на который мне захотелось ответить и написать отдельный пост. А вопрос касался того, что может быть, нам следует принять позицию агностиков и самим установить пределы знания? А усилия направить на решение утилитарных проблем? Имеет ли смысл рассуждать про черные дыры, если мы до луны не можем добраться?
( Read more... )
1. Разберём сначала одиночные частицы фотоны - представители элементов электромагнитного пространства. (В возбуждённом состоянии, так как невозбуждённые элементы мы видеть, измерять не можем.) Все они характеризуются энергией ε, импульсом p, и как пишут учёные, целым спином s=1ћ (постоянная Дирака ћ=h/2π). Отличаться они могут между собой разными и достаточно произвольными значениями ε и p с обязательным условием ε=pc, где c - скорость света. Но h и s у них всегда одинаковы. Фотоны не взаимодействуют между собой и могут составлять коллективы частиц в виде почти когерентной ЭМ волны, какая испускается лазером, или некогерентного коллектива в виде обычного света.
2. Одиночные частицы другого, "ядерного" пространства - это электроны, протоны и нейтроны. Подобно фотонам эти частицы характеризуются одним и тем же квантом действия h=ετ=pλ, но разными кинетической энергией ε и импульсом p. Одинаковость по кванту действия позволяет этим частицам занимать место фотона при своём движении в ЭМ пространстве, обладать "волновыми" свойствами и подчиняться уравнению Шрёдингера в квантовой механике. В отличие от фотонов эти частицы отличаются разной массой me, mp, mn между собой (всего три разных значения), но строго одинаковой для частиц одного типа. Обладание ненулевой массой даёт эти частицам дополнительную "свободу" и позволяет иметь произвольную энергию ε=½mv² (нерелятивистский случай малых скоростей v) и импульс p=mv такие, что теперь ε≠pc.
Обладание массой даёт этим частицам ещё одно уникальное свойство - искривлять окружающее ЭМ пространство, которое наблюдается нами как гравитация. Это особенное свойство тоже связано с квантом действия h=mX, где X, как записано в основном тексте, является потоком некой величины, обратной гауссовой кривизне 1/R окружающего пространства. Этот квант действия, связанный с массой, не суммируется при обычных условиях с квантом действия, необходимым для движения, но при некоторых ядерных процессах частица с массой может превратиться в элемент другого пространства фотон. В этих процессах один квант действия превращается в другой, полная энергия и импульс тоже сохраняются.
У всех этих трёх частиц с массой строго одинаковый половинный спин s= ½ћ, и это связано с тем, что частицы принадлежат другому пространству. Спин, вернее - направление спина на некоторое выделенное направление сохраняется в обычных и ядерных взаимодействиях, но связанный с ним квант действия не превращается во что-то другое. Проекции одинаковых по величине спинов из-за обладания разным положительным или отрицательным знаком просто уравнивают друг друга, никуда не исчезая. Это говорит о специфической векторной структуре данного свойства.
Электрический заряд e - это ещё одно специфическое свойство частиц ядерного пространства, связанное с квантом действия h=eμ. Он существует только у самых элементарных частиц - протонов и электронов, и по умолчанию принимается положительным у первых и отрицательным у вторых. Из-за того, что знак заряда e определяется направлением связанного с ним квантом магнитного потока μ, заряды, как и проекции спинов, суммируются, но никуда не исчезают, ни во что не превращаются, обладая тем самым собственным законом сохранения. Но заряд e, как и масса m, тоже искривляет окружающее пространство, поскольку обладает вокруг себя возмущающим кольцевым магнитным потоком μ. Так возникает электростатическое взаимодействие по закону Кулона, а также постоянное магнитное поле в виде потока, которое проявляет себя только, если заряд движется.
Кажется, этого пока достаточно. Что-то много слов получается. Про коллективы фермионов пока умолчу, чтобы ответить как-нибудь в следующий раз.
Reply
у меня глупые вопросы не закончились:
выходит, h - характеристика пространств нашего эээ.. (тут должно быть "пространства", но оно скорее - "надпространство", составленное из перечисленных Вами "подпространств". так?)
и только свойства частиц (а частиц ли, или пространств?) определяют что именно будет квантоваться.
что же тогда есть масса, заряд (с точки зрения подпространств)? некая характеристика дискретности этих разных подпространств?
извинте ра расплывчатость и сумбурность-сегодня сложновато фокусироваться.
Reply
Элементы чего-либо тогда приобретают смысл элемента (данного множества), когда обладают некими свойствами, их описывающими. Фотоны обладают одними свойствами, фермионы другими. Свойства фермионов оказываются более "богатыми" по сравнению со свойствами бозонов, но все они так или иначе определяются квантами действия h.
Можно ли называть эти свойства "надпространствами" в математическом смысле? Наверное, можно. я не очень продумал этот вопрос. По крайней мере, эти "надпространства" не являются независимыми друг от друга. Свойства фотонов заставляют элементы другого пространства - "ядерного" вести себя в ЭМ пространстве вполне определённым образом. Квантовая механика тому подтверждение. Свойства фермионов тоже искажают ЭМ пространство своими свойствами, описанными в предыдущем комментарии, и даже возбуждают в нём его элементы - фотоны. Электромагнетизм и гравитация тому подтверждение. Элементы этих двух пространств могут даже превращаться друг в друга при определённых условиях и следуя строгим правилам.
И конечно, эти "надпространства" дискретны по кванту действия h. Иначе было бы невозможно согласовать два фундаментальных пространства друг с другом.
Reply
"надпространство" - такое, в котором главную роль играет квант действия. "подпространства" - эм и ядерное.
может быть и есть некое другое "надпространство" (дискретизирующееся по какой-то другой величине), но - не в нашей физике. в этом смысле "надпространство" - область действия кванта действия в качестве дискретного элемента, минимального элемента.
Раньше, помню, Вы говорили что все есть пространства. Свойства частиц как-то определяются соответствующими пространствами?
Как взаимодействуют эти пространства? Точнее - что за барьер между ними? Вы говорите, что свойства одних частиц богаче других. Пусть будет с обратной стороны: "свойства" частиц - проявление неких свойств соответствующих пространств ("уплотнения" этих пространств, их дисконтинуальности, которые следуют неким закономерностям выражающимися в том что нам известно под названием "свойства частиц").
в общем, если исходить из такой картины, где есть только два типа "поля" (эм и ядерное) и их характеристики порождают то что нам знакомо под названием "частицы"
Reply
- Я не отказываюсь от этих слов. Просто всего основных пространств два. И ничего другого нет. По крайней мере, из того, что мы знаем на данный момент.
"Свойства частиц как-то определяются соответствующими пространствами?"
- Свойства частиц (прямо) соответствуют свойствам своего пространства. Я уже написал об этом. Можно сказать - взаимно однозначное соответствие, если это выразить математическим языком. Просто мы видим, наблюдаем его уже возбуждённые элементы, а невозбуждённые - нет.
"Как взаимодействуют эти пространства? Точнее - что за барьер между ними?"
- Границей для "ядерного" пространства - предположительно трёхмерного пространства отрицательной кривизны, как говорил математик Сергей Буяло, является лента Мёбиуса, которая является односторонней поверхностью с краем. Поэтому у элементов "ядерного" пространства спин ½ћ, что соответствует половине оборота на угол π при движении по замкнутому пути вдоль ленты Мёбиуса, а у фотонов спин ћ и движение в его пространстве всегда даёт полный оборот на 2π. Поэтому элементы двух разных пространств не смешиваются, но могут превращаться друг в друга при определённых условиях, как я писал.
С последним Вашем предложением в комментарии можно, в принципе, согласиться.
Reply
Reply
С квантами действия, как дискретными элементами пространства, мы уже дошли до необходимости таких абстрактных геометрических представлений, что лента Мёбиуса вполне является подходящей. Вполне себе топологическая граница.
В ЭМ пространстве элементы обладают одной топологией, в "ядерном" - другой, несовместимой с первой. Это как шар имеет одну топологию, а гиря - совсем другую. Разное число "ручек" у шара (ноль) и у гири (одна).
Reply
в случае шара и гири топологии - "собственные", этих тел. но могут ли топологии возникать из-за взаимодействия этих пространств?
Reply
Остаётся нам описывать своими словами (и формулами) то, что есть. А как это могло возникнуть с такими свойствами - нужно дальше думать.
Reply
Reply
Только тот вывод, что я уже сделал. А именно: некий дискретный элемент из пространства внутри ядра должен быть равен элементу ЭМ пространства по величине одного кванта действия h, и даже предсказать, что свободный электрон в ЭМ пространстве, движущийся с ускорением, сможет излучить фотон, если сделает поворот на угол π с изменением направления своего спина на противоположный. Это должно иметь отношение к объяснению синхротронного излучения, но я не проверял детали.
А больше ничего не приходит в голову. Трудно сделать из ограничений вывод о свойствах того, что ограничивается...
Reply
Reply
Leave a comment