Дилатон
"Если квантовая механика верна,
это означает конец физики как науки"
(А.Эйнштейн)
Пару лет назад на ресурсе kniganews.org вышла очередная статья-расследование неизвестного автора, в которой он, наконец, подобрался совсем близко к той "точке сборки", в которую нужно переместить наше сознание, чтобы понять суть физических взаимодействий и структуру ( Read more... )
это означает конец физики как науки"
(А.Эйнштейн)
Пару лет назад на ресурсе kniganews.org вышла очередная статья-расследование неизвестного автора, в которой он, наконец, подобрался совсем близко к той "точке сборки", в которую нужно переместить наше сознание, чтобы понять суть физических взаимодействий и структуру ( Read more... )
Вот-вот, понимаю ваш сарказм. Таково свойство нейросетей мозга, обеспечивающее нам интуитивное схватывание закономерностей по косвенным признакам. Физические и математические гении XX века по большей части даже не могли объяснить, как они пришли к открытию тех или иных формул и почему подставили именно эти коэффициенты: "так показалось правильным", "получалась красивая формула" и т.п.
Мало того, как пишут про того же Планка, он "полагал, что использованная им гипотеза является не более чем удачным математическим трюком, но не является отражением непосредственно физического процесса". Да и Шредингер свое уравнение интуитивно придумал, но оно ему очень не понравилось, чувствовал какой-то подвох.
А подвох в том, что мало получить работающую формулу, куда важнее понять, почему она работает, ее физический смысл, а с этим до сих пор сплошные проблемы. Мне очень понравилась заочная полемика Фейнмана и Манина:
"Главная цель физических теорий -- найти число, и притом с достаточной точностью!" (Р. Фейнман)
"Это преувеличение. Главная цель физических теорий -- понимание. Способность теории найти число -- полезный критерий правильности понимания" (Ю.И. Манин)
Из книги Ю.И. Манин «Математика как метафора»
Reply
В каждом сарказме есть доля сарказма, остальное - правда.
Ведь Липовка не определил, что такое есть адиабатический инвариант. Он только предположил, что такой существует и нашёл его величину. И ему сильно повезло, что Вселенная расширяется. Иначе, ничего бы не вышло.
Reply
Всем нам повезло, что Вселенная расширяется, без этого не было бы постоянной Планка, квантования, а следовательно и всего остального. Постоянная Планка измеряется экспериментально, но вот ее смысл, почему она именно такова, ни до кого не доходил больше ста лет. Что определил Липовка, он сам объяснил еще 10 лет назад:
"Один известный физик сказал как-то примерно следующее: "Тот, кто объяснит природу постоянной Планка - объяснит всю физику". Если Вы прочтете мою работу, вы обнаружите, что я получил постоянную Планка из геометрии, объяснив тем самым как устроен мир."
Reply
___________
Посмотрите первый том Ландау и Лифшица. Параграф "Адиабатический инвариант".
Там всё написано.
А вообще говоря эта задачка восходит ещё к Сольвеевским конференциям в самом начале 20-го века. Именнно там была публично решена задачка о маятнике с нитью переменной длинны.
Reply
Вот-вот, в " Коте Шредингера" вы про маятник доступно изложили.
Reply
У Ландау - написано, да не всё и не так.
У него этот инвариант - классическое действие, которое может ещё и слабо меняться. Никак не квант действия h. Только математическая формула без объяснения физического смысла. Да и какой тут смысл может быть, если корифеям от науки до сих пор неясно, почему принцип наименьшего действия диктует всякое движение в природе?!
Вот и у Вас постоянная Планка может оказаться "непостоянной", если расширение Вселенной будет продолжено. С таким непостоянством кванта действия я категорически не согласен, хотя многое в Ваших работах мне нравится.
Reply
___________
Спасибо на добром слове.
"У Ландау - написано, да не всё и не так.
У него этот инвариант - классическое действие, которое может ещё и слабо меняться."
___________
У Ландау и Лифшица адиабатический инвариант обсуждается в томе "классическая механика" для классических систем. И он в самом деле не равен константе (и не должен быть равен). Он приблизительно постоянен.
А вот следующий шаг - обсуждение адиабатического инварианта не для механической системы, а для ЭМ поля. Аналогия совершенно прямая. Механическая система - маятник с нитью длинной L. Длинна нити медленно (адиабатически) изменяется => энергия мачятника более НЕ сохраняется, а сохраняется (приближённо) адиабатический инвариант. Электромагнитная система (возмущение метрики пространства) - ЭМ поле с длиной волны L. Метрика пространства изменяется => энергия больше не сохраняется (см. космологическое красное смещение), а смохраняется (приближённо) адиабатический инвариант поля = h.
Пару слов добавлю про механическую аналогию. Квантование поперечного ЭМ поля возникает из необходимости регулярного удовлетворения граничных условий (ГУ). См. разбор эффекта Ааронова-Бома в статье "Физика на адиабатически изменяющемся Финслеровом многообразии и космология". В случае одного классического маятника необходимости в удовлетворении ГУ не возникает.
"Вот и у Вас постоянная Планка может оказаться "непостоянной", если расширение Вселенной будет продолжено."
___________
Не то что "может", а обязана быть непостоянной! Величина "постоянной" Планка в какой-либо точке пространства зависит от скорости и ускорения изменения метрики в этой самой точке ("постоянная" Хаббла Н и космологическая "постоянная" Л). Вас же не удивляет сейчас тот факт, что энергия не сохраняется (космолгогическое красное смещение). А если бы такое кто-нибудь сказал лет 80 назад - его бы заклевали и подняли насмех. Как это так - энергия изолированной системы не сохраняется???
Проблема в том, что НЕ существует идеальных изолированных систем. Это наша идеализация, модельное предположение. Реальность другая - метрика пространства, а с ней и всё остальное - изменяется. И именно физик должен оценить насколько применяемая модель адекватна реальности. Численно оценить - в каком знаке расходится эксперимент и расчёты.
"С таким непостоянством кванта действия я категорически не согласен"
_____________
А какие проблемы? Что Вас смущает?
Reply
А какие проблемы с возможным непостоянством кванта действия h?
А такие, что квант действия это не только адиабатический инвариант и квант ЭМ поля в виде фотона h=ε·τ по совместительству. Это ещё и заряд, и спин, и масса элементарных частиц (см. Кратко о дискретных физических пространствах и другие записи в блоге). Это универсальный дискретный элемент разных (два из них - базовые) пространств, из которых состоит окружающий мир. Они не могут меняться вот просто потому, что наша Вселенная расширяется.
Можно, конечно, и такое предположить, но тогда все известные нам фундаментальные константы "поплывут". Что не есть хорошо, поскольку существует большое подозрение, что наш мир является стабильным потому, что константы имеют именно такие свои размерные значения и они постоянны.
И тогда, поскольку фотоны являются частным случаем ЭМ пространства, проще предположить, что Вселенная расширяется не потому, что адиабатический инвариант изменяется, а потому, что число этих инвариантов (фотонов) увеличивается. А увеличиваться, как и уменьшаться, это число может. Пусть даже оно астрономически большое.
Изменение числа фотонов, соответствующих числу квантов действия в ЭМ пространстве, может и должно меняться просто потому, что происходит постоянный обмен этими квантами между элементами разных пространств. Звёзды постоянно излучают эти кванты, благодаря происходящим в них ядерным реакциям, да и просто потому, что нагреты.
В частности, у меня уже был опубликован здесь доклад на тему теплового расширения твёрдых тел. А прошлым летом я прочитал на своей родной конференции по теплофизике ещё два доклада. Один посвящён тепловому расширению жидкостей, а второй - обоснованию термодинамики равновесной и неравновесной с помощью кванта действия. Они ещё не подготовлены к публикации здесь в ЖЖ, но буде у Вас к ним интерес, я могу их выслать на электронную почту.
Reply
_________________________________
Вы делаете то, чего физик никогда делать не должен. Вы «с потолка» постулируете новые сущности (дискретные, неметрические пространства), после чего изумляетесь, что реальность вступает в конфликт с Вашей моделью. Наш Мир эволюционирует в гладком метрическом пространстве. Это экспериментальный факт. Хуже того, любая неметричность / дискретность приводила бы к бесконечностям, которые не наблюдаются в реальности (грубо говоря для мгновенного перемещения частицы из элемента пространства 1 в 2 понадобилось бы бесконечное количество энергии, поскольку ускорение равно бесконечности, сила равна бесконечности и т.д.). Так же следует помнить, что уравнения движения в любом пространстве имеют интегралы (инварианты) всилу теоремы Нётер. Пример - энергия (сохранение энергии является следствием однородности времени) и импульс (однородность 3-пространства). Как мы знаем, других интегралов движения не наблюдается, что так же свидетельствует против Ваших постулированных пространств.
В метрическом гладком пространстве с гладко изменяющейся метрикой меняться будет всё. Это логично и нормально, если мы хотим редуцировать физику к геометрии.
Насчёт массы элементарных частиц. Общепринято что масса изменяется (ОТО). И никто не возражает, все привыкли.
Нет, я решительно не понимаю что именно Вас смущает.
«Можно, конечно, и такое предположить, но тогда все известные нам фундаментальные константы "поплывут". Что не есть хорошо, поскольку существует большое подозрение, что наш мир является стабильным потому, что константы имеют именно такие свои размерные значения и они постоянны.»
_________________________________
Утверждение «наш мир является стабильным» неверно ровно в той степени в какой неверно утверждение «наша геометрия является эвклидовой». Эвклидова геометрия является частным случаем Римановой и реализуется только тогда, когда кривизна пространства вдруг (сразу во всех точках пространства, что нереально) принимает в точности значение нуль и так замирает навеки. Понятно, что такой выбор (R==0) весьма странен и не реализуем в природе. (Кстати, Риманова геометрия, в свою очередь, так же является частным случаем более общей Финслеровой) Более того, такое требование (стабильности) конфликтует с экспериментом и с ОТО. Все известные фундаментальные константы «плывут» и ничего с миром страшного не происходит. Страшное происходит только со «стандартной моделью», которая не теория а модель и сляпана на коленке на основе массы неверных допущений и аксиом. Поймите, что вариантов нет - всё равно в рамках стандартной модели придётся выбирать кто прав - ОТО или квантовая механика. Их не примирить именно всилу того, что из КМ выкинули ЭМ поле, сделав КМ локальной теорией! Именно отсюда возникает проблема коллапса волновых функций, мешающая объединению КМ и ОТО.
Если Вас пугает «заплыв» всех констант - посчитайте, прикиньте о чём идёт речь. Это всё неизмеримые пока величины. Я делал оценки - именно для того, чтобы предложить эксперимент. Чувствительности современных установок не хватает как минимум на два - три порядка величины.
Кстати, то, что «заплыв» констант разрушает стандартную модель - говорит о том, что стандартная модель (СМ) плоха. Впрочем это уже давно стало общим местом которым её попрекают все (проблема тонкой настройки СМ). Теперь имеется путь избавления от этой проблемы, так почему Вы недовольны?
Reply
_________________________________
У Вас в этом утверждении целый ряд проблем.
1) зачем Вы аксиоматически вводите ЭМ пространство? Это мало того, что нехорошо, так ещё и безсмысленно. Есть у нас 4-пространство в котором мы живём. Пространство метрическое, гладкое, с экспериментом согласуется. Хуже того (если я не ошибаюсь) вы постулируете это самое ЭМ пространство требуя его дискретности! Надо ли мне ещё раз говорить вслух - какие проблемы возникают при движении в таком постулированном дискретном пространстве?
2) Вы ставите коня позади телеги нарушая причинно-следственную связь. Не Вселенная расширяется потому что h изменяется, а наоборот - адиабатический инвариант ЭМ поля изменяется (и существует) только потому, что Вселенная расширяется (метрика в каждой точке адиабатически изменяется).
3) число инвариантов не может увеличиться. Инвариант один и равен постоянной Планка в каждой точе пространства. Число фотонов - ради Бога, увеличивайте. Нет проблем.
«Изменение числа фотонов, соответствующих числу квантов действия в ЭМ пространстве, может и должно меняться просто потому, что происходит постоянный обмен этими квантами между элементами разных пространств. Звёзды постоянно излучают эти кванты, благодаря происходящим в них ядерным реакциям, да и просто потому, что нагреты.»
_________________________________
Я не понимаю зачем Вы постулируете всякие разные пространства (в частности ЭМ пространство). Если можно построить теорию не прибегая к постулированию ненужных (не наблюдаемых) сущностей, то именно так и надо делать.
Возвращаясь к классической механике. Если у Вас имеются две сталкивающихся тележки, то зачем вводить пространство одной тележки, пространство другой тележки и пространство силы взаимодействия (передаваемой ЭМ полем) для описания системы? Зачем строить исходно сложную модель постулируя новые сущности, когда можно всё описать более естественным способом?
Reply
"Вы делаете то, чего физик никогда делать не должен. Вы «с потолка» постулируете новые сущности (дискретные, неметрические пространства), после чего изумляетесь, что реальность вступает в конфликт с Вашей моделью."
- Вы ошибаетесь. Я делаю как раз наоборот - опираюсь исключительно на существующие экспериментальные факты. И мои представления (модель) совсем не вступают в противоречие с реальностью, а помогают отвечать на вопросы, на которые до сих пор нет ответа.
"Наш Мир эволюционирует в гладком метрическом пространстве. Это экспериментальный факт."
- Это неверно и не является экспериментальным фактом. Известно, что мир состоит из дискретных частиц, а единицей метрики вполне может являться квант действия. Хотя внутри кванта действия не определены ни координата, ни моменты времени. Это - дискретная геометрия, к которой с интересом присматриваются математики (Например, Maudlin T. New Foundations for Physical Geometry. The Theory of Linear Structures. 2014).
"Так же следует помнить, что уравнения движения в любом пространстве имеют интегралы (инварианты) в силу теоремы Нётер. Пример - энергия (сохранение энергии является следствием однородности времени) и импульс (однородность 3-пространства). Как мы знаем, других интегралов движения не наблюдается, что так же свидетельствует против Ваших постулированных пространств."
- Вы лукавите. Теорема Нётер и вытекающие из неё законы сохранения справедливы только для движения в гладком и непрерывном пространстве, подчиняющемуся принципу наименьшего действия. В том единственном пространстве, которое Вы только и рассматриваете. В реальном же мире существуют процессы, связанные с излучением и поглощением света атомами, а также ядерные процессы. Никаких интегралов движения здесь быть не может, потому что нет самого движения в общепринятом смысле. Можно только говорить о сохранении квантов действия при превращении элементов одного пространства в элементы другого.
"Насчёт массы элементарных частиц. Общепринято что масса изменяется (ОТО). И никто не возражает, все привыкли."
- Это тоже заблуждение. Как считает академик Окунь Лев Борисович, и я с ним согласен, в ОТО меняется импульс частиц, а масса остаётся постоянной. Сюда же добавлю, что изменение, например, полной массы частиц, участвующих в ядерных процессах, связаны не с изменением их массы, а с превращением элементов ядерного пространства, обладающих массой, в безмассовые элементы другого пространства.
Reply
«- Это неверно и не является экспериментальным фактом. Известно, что мир состоит из дискретных частиц, а единицей метрики вполне может являться квант действия. Хотя внутри кванта действия не определены ни координата, ни моменты времени. Это - дискретная геометрия, к которой с интересом присматриваются математики (Например, Maudlin T. New Foundations for Physical Geometry. The Theory of Linear Structures. 2014).»
__________________
Первым делом замечу, что математики могут с интересом присматриваться к любым конструкциям, даже не имеющим физического смысла. Так что то, что математики интересуются - это не аргумент.
Ну а главное состоит в том, что Мир НЕ состоит из дискретных частиц. Народ до сих пор не определился с размерами этих самых частиц (а заодно и фотонов) и в литературе встречаются самые разные оценки от строгого нуля до бесконечности.
Думаю истина где-то посередине. Кстати, об этом же говорит КТП.
«- Вы лукавите. Теорема Нётер и вытекающие из неё законы сохранения справедливы только для движения в гладком и непрерывном пространстве, подчиняющемуся принципу наименьшего действия. В том единственном пространстве, которое Вы только и рассматриваете. В реальном же мире существуют процессы, связанные с излучением и поглощением света атомами, а также ядерные процессы. Никаких интегралов движения здесь быть не может, потому что нет самого движения в общепринятом смысле. Можно только говорить о сохранении квантов действия при превращении элементов одного пространства в элементы другого.»
____________________
И не думал лукавить. Напротив, хотелось бы прийти к общему мнению. В самом деле в реальном мире существуют . Однако не следует путать модель используемую для приблизительного описания (КМ, ОТО) и сам реальнывй мир. Это разные вещи. Совершенно не ясно почему Вы по умолчанию поглощение-излучение света и ядерную физику записываете в качестве доказательства дискретности пространства? Не вижу логической связи.
Интеграл движения - это инвариант. Он и на Луне инвариант и в квантовой механике так же. Энергия замкнутой системы сохраняется. Даже для атома.
"Насчёт массы элементарных частиц. Общепринято что масса изменяется (ОТО). И никто не возражает, все привыкли."
«- Это тоже заблуждение. Как считает академик Окунь Лев Борисович, и я с ним согласен, в ОТО меняется импульс частиц, а масса остаётся постоянной. Сюда же добавлю, что изменение, например, полной массы частиц, участвующих в ядерных процессах, связаны не с изменением их массы, а с превращением элементов ядерного пространства, обладающих массой, в безмассовые элементы другого пространства.»
_____________
Окунь, конечно, академик и уважаемый человек. Однако у нас не религиозный спор и поэтому ссылки на патриархов не годятся. Надо разбирать тексты и ошибки. Если хотите - дайте знать, заведу ветку в моём журнале, там и обсудим. Окунь тоже человек и, как это свойственно людям, может заблуждаться (и скорее всего заблуждается). Но заблуждается он очень красиво и аккуратно, поэтому и разбираться надо детально. Его статья в УФН от 1989 года не смогла убедить публику. Более поздняя его статья на эту же тему (УФН 2000) содержит подтасовку на второй странице. Явное внутреннее противоречие в логике. В общем не так всё просто с массой.
Почему Окунь гнёт такую линию? Потому, что он в первую очередь физик-ядерщик. И поэтому никак не может поддерживать точку зрения Эйнштейна, который был против КМ и по умолчанию полагал, что массивная материя сделана из фотонов (возбуждерний метрики), в то время как Окунь работает в рамках стандартной модели. Именно эта разница и обуславливает расхождение. Эйнштейн имеет ввиду совсем другие вещи. Окунь же выдёргивает слова Эйнштейна из контекста и потом с этими выдернутыми цитатами спорит. Такой подход трудно назвать корректным.
https://sfiz.ru/forums/posts/9593
Reply
"Утверждение «наш мир является стабильным» неверно ровно в той степени, в какой неверно утверждение «наша геометрия является эвклидовой» ... Более того, такое требование (стабильности) конфликтует с экспериментом и с ОТО. Все известные фундаментальные константы «плывут» и ничего с миром страшного не происходит. Страшное происходит только со «стандартной моделью», которая не теория а модель и сляпана на коленке на основе массы неверных допущений и аксиом. Поймите, что вариантов нет - всё равно в рамках стандартной модели придётся выбирать кто прав - ОТО или квантовая механика. Их не примирить именно в силу того, что из КМ выкинули ЭМ поле, сделав КМ локальной теорией! Именно отсюда возникает проблема коллапса волновых функций, мешающая объединению КМ и ОТО."
- Ну, если наблюдаемое расширение Вселенной считать доказательством её нестабильности, то я могу согласиться. Но только в её лёгком варианте - нестационарности. Изменение, даже слабое, фундаментальных констант меня пугает совсем не в связи со «стандартной моделью». Нехай она накроется медным тазом.) Меня пугает, что вследствие этого изменения мы не сможем правильно описывать процессы в атомах и атомных ядрах. Хотя, признаться, и сейчас мы толком ничего из этого делать не умеем. Но строить фундамент на постоянно меняющемся "песке" - это бессмыслица, если не безумство.
- Выбор между ОТО и квантовой механикой - это уже другое, не связанное со «стандартной моделью» для элементарных частиц. Обе эти теории (модели) являются всего лишь некоторыми отражениями реального мира, причём неполными. ОТО описывает классическое поведение частиц, обладающих массой и искажающих окружающее (тоже классическое) пространство-время. Вся "квантовость" здесь уже выброшена и воскрешению не подлежит. КМ описывает движение одиночных или невзаимодействующих малых частиц, обладающих "волновыми" свойствами в соответствии с представлением да Бройля об их импульсе p=h/λ. Гравитация из-за своей малости в КМ не рассматривается от слова совсем. Так что, никакого объединения ОТО и КМ быть не может. И Вы не правы в отношении того, что "ЭМ поле выкинули из КМ". Оно там есть, только присутствует неявно: малая частица потому обладает "волновыми" свойствами, что при своём движении занимает место фотона в окружающем пространстве и поэтому вынуждена обладать только теми траекториями, которые составляют целое число длин волн!
Reply
______________________
Умеем. «Имеющий уши - да услышит, имеющий глаза - да увидит.»
"И Вы не правы в отношении того, что "ЭМ поле выкинули из КМ". Оно там есть, только присутствует неявно: малая частица потому обладает "волновыми" свойствами, что при своём движении занимает место фотона в окружающем пространстве и поэтому вынуждена обладать только теми траекториями, которые составляют целое число длин волн!"
_________________
Увы мне! Берём третий том Ландау и Лифшица и ищем там поперечное ЭМ поле. Нету. Как суслика. Его не видно, но он есть. Есть только продольное.
Вы пишете: «Оно там есть, только присутствует неявно: малая частица потому обладает "волновыми" свойствами, что при своём движении занимает место фотона в окружающем пространстве и поэтому вынуждена обладать только теми траекториями, которые составляют целое число длин волн!»
Воооот! Правильно! И я про то же самое и теми же самыми словами говрю
Reply
Мы не сможем переубедить друг друга.
Reply
В самом деле жаль.
Reply
Leave a comment