Модель вселенной
| Вид материала | Реферат |
- Лекция Модели образования Вселенной, 672.01kb.
- Тему: Модель, 639.81kb.
- Новая модель Вселенной, 244.12kb.
- Модель большого взрыва и расширяющейся вселенной содержание, 113.55kb.
- «Рождение и эволюция вселенной (Теория Большого Взрыва)», 3066.43kb.
- Лекция 5 Методы построения математических моделей асу, 53.76kb.
- Размеры гравитона и фотона или уравнения Вселенной, 122.01kb.
- Примеры моделей дискретных элементов рэа. Модель пленочного резистора. Модель диффузного, 131.9kb.
- «Стационарная модель Вселенной», 90.92kb.
- Космологическая модель без сингулярностей, 142.21kb.
Отдельное время – это всегда замкнутый круг. Мы можем думать о времени как о прямой линии только на прямой "большого времени". Если "большое время" не существует, тогда каждое отдельное время может быть только кругом, т.е. замкнутой кривой. Но круг и любая замкнутая кривая для своего определения нуждаются в двух координатах. Круг (окружность) – это двухмерная фигура. Если вторым измерением времени является вечность, это значит, что вечность входит в любой круг времени и в каждое мгновение круга времени. Вечность и есть кривизна времени; это тоже движение, вечное движение. И если мы представим время в виде круга или любой иной замкнутой кривой, вечность будет означать вечное движение по этой кривой, вечное повторение, вечное возвращение.
Пятое измерение есть движение по кругу, повторение, возвращение. Шестое измерение есть выход их этого круга. Если мы вообразим, что один конец круга приподнят над поверхностью, мы наглядно представим себе третье измерение времени, или шестое измерение пространства. Линия времени становится спиралью. Но спираль, о которой я говорил раньше, – это очень слабое приближение к спирали времени, ее возможное геометрическое изображение. Действительная спираль времени не похожа ни на одну из известных нам линий, потому что в каждой своей точке она имеет ответвления. И поскольку в любое мгновение имеется много возможностей, в любой точке существует много ветвей. Наш ум не только отказывается представить себе результирующую фигуру из кривых линий, но не способен даже помыслить о ней; мы утратили бы всякую способность ориентироваться в этой непроходимой чаще, если бы нам не помогали прямые линии.
В этой связи можно понять смысл и цель прямых линий в системе координат. Прямые линии – вовсе не наивность Евклида, как пытаются доказать неевклидова геометрия и связанная с ней новая физика. Прямые линии – это уступка слабости нашего мыслительного аппарата, уступка, благодаря которой мы способны хотя бы приблизительно размышлять о реальности.
Фигура трехмерного времени предстает в виде сложной структуры, которая состоит из лучей, исходящих из каждого мгновения времени; каждый из них содержит внутри себя собственное время и испускает в каждой точке новые лучи; взятые все вместе, эти лучи образуют трехмерный континуум времени.
Мы живем, мыслим и существуем на одной из линий времени. Но второе и третье измерения времени, т.е. поверхность, на которой лежит эта линия, и тело, в котором содержится поверхность, ежесекундно вторгаются в нашу жизнь, в наше сознание, оказывают влияние и на наше "время". Когда мы начинаем чувствовать три измерения времени, мы называем их направлением, продолжительностью и скоростью. Но если мы захотим хотя бы приблизительно понять истинные взаимоотношения вещей, мы должны помнить о том, что направление, продолжительность и скорость являются не подлинными измерениями, а всего лишь отражениями подлинных измерений в нашем сознании.
Думая о теле времени, которое образуется линиями всех возможностей в каждое мгновение, мы должны помнить, что за пределами этих возможностей ничего быть не может.
Вот точка, с которой мы способны понять ограниченность бесконечной вселенной.
Как было сказано ранее, три измерения пространства плюс нулевое измерение, плюс три измерения времени образуют период измерений. Необходимо понять свойства этого периода. Он содержит в себе как пространство, так и время. Период измерений можно считать пространственно-временным, т.е. пространством шести измерений, или пространством осуществления всех возможностей. Вне этого пространства мы можем представить только повторение периода измерений – или в нулевом масштабе, или в масштабе бесконечности. Но это иные пространства; они не имеют ничего общего с пространством шести измерений и могут существовать или не существовать, ничего не меняя в пространстве шести измерений.
Счет измерений в геометрии начинается с линии, с первого измерения, и в некотором смысле это правильно. Но и пространство, и время имеют еще одно, нулевое измерение, точку, или мгновение. Необходимо понять, что любое пространственное тело – вплоть до бесконечной сферы старой физики – есть точка (или мгновение, если брать его во времени).
Нулевое, первое, второе, третье, четвертое, пятое и шестое измерения образуют период измерений. Но "фигура" нулевого измерения, точка, есть тело другой шкалы. Фигура первого измерения, линия, представляет собой бесконечность по отношению к точке. Для самой себя линия является телом, но телом иной шкалы, чем шкала точки. Для поверхности, т.е. для фигуры двух измерений, линия есть точка. Для себя поверхность трехмерна, в то время как для тела она оказывается точкой и т.д. Для нас линия и поверхность являются лишь геометрическими понятиями, и на первый взгляд непонятно, как это они могут быть трехмерными телами для самих себя. Это станет понятнее, если мы начнем с рассмотрения геометрического тела, которое представляет собой реально существующее физическое тело. Мы знаем, что это тело является трехмерным для самого себя и для других трехмерных тел шкалы, близкой к его собственной. Кроме того, оно является бесконечностью для поверхности, которая представляет собой нуль по отношению к нему, поскольку никакое число поверхностей не составит тела. Но и тело является точкой, нулем, фигурой нулевого измерения для четвертого измерения, во-первых, потому что тело – это точка, т.е. одно мгновение во времени; и во-вторых, потому что никакое количество тел не создаст времени. Все трехмерное пространство – лишь мгновение во времени. Следует помнить, что "линии" и "поверхности" – не более чем названия, которые мы даем измерениям, лежащим для нас между точкой и телом. Для нас они не обладают реальным существованием. Наша вселенная состоит из точек и тел. Точка есть нулевое измерение, тело – трехмерное. На другой шкале тело необходимо принять за точку времени, а еще на одной – вновь за тело, но за тело трех измерений времени.
В такой упрощенной вселенной не будет ни времени, ни движения. Время и движение созданы как раз не полностью воспринимаемыми телами, т.е. линиями пространства и времени и поверхностями пространства и времени. Период измерений реальной вселенной на самом деле состоит из семи степеней тел (степень в этом случае, разумеется, – лишь название):
1. точка, или скрытое тело;
2. линия, или тело второй степени;
3. поверхность, или тело третьей степени;
4. тело, или пространственная фигура, тело четвертой степени;
5. время, или существование во времени тела как пространственной фигуры;
6. вечность, или существование времени, тело шестой степени;
7. то, для чего у нас нет названия, "шестиконечная звезда", или существование вечности, тело седьмой степени.
Необходимо далее заметить, что измерения подвижны, т.е. любые три последовательных измерения образуют либо "время", либо "пространство", и "период" может двигаться вверх и вниз, когда снизу удаляется (прибавляется) одна степень, а сверху одна прибавляется (удаляется). Таким образом, если прибавить одно измерение "снизу" к шести измерениям, которыми мы располагаем, тогда должно исчезнуть одно измерение "сверху". Трудность понимания этой вечно меняющейся вселенной, которая сокращается и расширяется в зависимости от размеров наблюдателя и скорости его восприятия, уравновешивается постоянством законов и относительных положений в этих изменчивых условиях.
"Седьмое измерение" невозможно, ибо это была бы линия, которая никуда не ведет, идет в несуществующем направлении.
Линия невозможностей есть линия седьмого, восьмого и других несуществующих измерений, линия, которая ведет "никуда" и приходит "ниоткуда". Неважно, какую необычную вселенную мы способны вообразить; но при этом мы не можем допустить существования Солнечной системы, в которой Луна сделана из зеленого сыра. Точно также о каких бы необычных научных манипуляциях мы ни думали, мы не в состоянии себе представить, чтобы Эйнштейн действительно воздвиг на Потсдамской площади мачту для измерения расстояния между землей и облаками, хотя он и грозился в одной из своих книг сделать это.
Таких примеров можно привести множество. Вся наша жизнь фактически состоит из явлений "седьмого измерения", т.е. явлений фиктивной возможности, фиктивной важности и фиктивной ценности. Мы живем в седьмом измерении и неспособны выбраться из него. И наша модель вселенной никогда не сможет стать полной, если мы не поймем места, занимаемого в ней "седьмым измерением". Но понять это очень трудно. Мы даже не приближаемся к пониманию того, как много несуществующих вещей играет важную роль в нашей жизни, управляет нашей судьбой и нашими действиями. Опять-таки, как было указано раньше, даже несуществующее и невозможное бывает разных степеней; поэтому вполне оправданно говорить не о седьмом измерении, а о воображаемых измерениях, число которых также является воображаемым.
* * *
Для того, чтобы вполне обосновать необходимость рассматривать мир как мир шести измерений, или шести координат, нужно рассмотреть основные понятия физики, оставшиеся без определения, и посмотреть, нельзя ли определить их при помощи принципов, установленных нами выше.
Начнем с движения.
С точки зрения как старой, так и новой физики движение всегда остается одним и тем же. Различают только его свойства: продолжительность, скорость, направление в пространстве, прерывность или непрерывность, периодичность, ускорение, замедление и т.п.; и все характерные особенности этих свойств приписывают самому движению, так что движение разделяется на прямолинейное, криволинейное, равномерное, неравномерное, ускоренное, замедленное и т.д. Принцип относительности движения привел к принципу сложения скоростей, а разработка принципа относительности выявила невозможность сложения скоростей, когда "земные" скорости сравнимы со скоростью света. Это повлекло за собой множество выводов, предположений и гипотез, которые в данный момент нас не интересуют. Достаточно напомнить лишь один факт, а именно: что само понятие "движения" не определено. Равным образом не определено понятие "скорости". Что касается "света", то здесь мнения физиков расходятся.
В настоящий момент нам важно осознать только то, что движение всегда рассматривалось как однородное явление. Не было попыток установить разнообразные феномены внутри самого движения. И это особенно странно, поскольку здесь определенно присутствуют четыре вида движения, четыре совершенно разных явления, доступных прямому наблюдению.
В некоторых случаях прямые наблюдения нас обманывают, например, когда во многих явлениях возникает иллюзия движения. Но сами явления – это одно, а их разновидности – другое. В данном частном случае непосредственное наблюдение приводит нас к реальным и неоспоримым фактам. Нельзя рассуждать о движении, не поняв разделения движения на четыре вида.
Вот эти четыре движения:
1. Медленное движение, которое как движение не видно; например, движение часовой стрелки.
2. Видимое движение.
3. Быстрое движение, когда точка становится линией, например, движение тлеющей спички, которой быстро вращают в темноте.
4. Движение настолько быстрое, что оно не оставляет зрительных впечатлений, но производит определенное физическое действие, например, движение летящей пули.
Чтобы понять различие между этими четырьмя видами движения, вообразим один простой опыт. Представим себе, что мы глядим на белую стену, расположенную от нас на некотором расстоянии; по ней движется черная точка – то быстрее, то медленнее, а иногда и совсем останавливается.
Можно точно сказать заранее, когда мы начнем видеть движение точки, а когда перестанем.
Мы видим движение точки как движение, если эта точка за 1/10 секунды пройдет 1-2 дуговых минуты круга, радиусом которого будет расстояние до стены. Если точка движется медленнее, она покажется нам неподвижной.
Предположим сначала, что точка движется со скоростью часовой стрелки на циферблате часов. Сравнивая ее положение с положением других, неподвижных точек, мы, во-первых, устанавливаем факт движения точки, а во-вторых, определяем скорость этого движения – но самого движения не видим.
Это и будет первый вид движения – невидимое движение.
Далее, если точка движется быстрее, проходя более двух дуговых минут за 1/10 секунды, мы видим ее движение как движение. Это второй вид движения – видимое движение. Оно может быть самым разным по своему характеру и охватывать большую шкалу скоростей; но когда скорость возрастает в 4-5 тысяч раз, оно перейдет в движение третьего вида. Это значит, что, если точка будет двигаться очень быстро, проходя в 1/10 секунды все поле нашего зрения, т.е. около 160 градусов или 9600 дуговых минут, мы будем видеть ее не как движущуюся точку, а как линию.
Это третий вид движения с видимым следом, или движение, в котором движущаяся точка превращается в линию, движение с видимым прибавлением одного измерения.
И наконец, если точка мчится со скоростью, скажем, ружейной пули, мы вообще ее не увидим; однако, если эта "точка" обладает достаточным весом и массой, ее движение способно вызвать физические действия, доступные нашему наблюдению и исследованию. Мы можем, например, слышать ее движение, видеть движение других объектов, вызванное ее невидимым движением, и так далее.
Это четвертый вид движения – движение с невидимым, но воспринимаемым следом.
Все четыре разновидности движения суть абсолютно реальные факты, от которых зависят форма, аспект и корреляция явлений в нашей вселенной. Это так, потому что различия четырех видов движения не только субъективны; т.е. они различаются не только в нашем восприятии, но и физически, по своим результатам и по воздействию на другие явления, а прежде всего, они различны по своему отношению друг к другу; и отношение это постоянно.
Ученому физику высказанные здесь идеи могут показаться довольно наивными. Он возразит: "А что такое глаз?" Глаз обладает удивительной способностью "сохранять в памяти" виденное в течение 1/10 секунды; если точка движется достаточно быстро для того, чтобы память каждой 1/10 секунды сливалась с другой памятью, результатом будет линия. Здесь нет преобразования точки в линию; весь процесс является субъективным, т.е. происходит только внутри нас, только в нашем восприятии. На самом деле движущаяся точка движущейся точкой и остается. Именно так выглядит дело с научной точки зрения.
Это возражение зиждется на допущении того, что мы знаем, что наблюдаемое явление вызывается движением точки. А что, если мы не знаем этого? Как можно это установить, если невозможно приблизиться к линии, которую мы увидели, прекратить движение, остановить предполагаемую движущуюся точку?
Линию видит наш глаз; однако при определенной скорости движения такую же линию или полосу "увидит" и фотоаппарат. Движущаяся точка на самом деле превратилась в линию; и мы глубоко заблуждаемся, не доверяя своему глазу: это как раз тот случай, когда глаз нас не обманывает. Он устанавливает точный принцип разделения скоростей. Разумеется, он устанавливает его для себя, на своем уровне, на собственной шкале, которая может меняться. Но не будет меняться, скажем, в зависимости от расстояния и останется одинаковым на любой шкале – прежде всего число разновидностей движения, которых всегда будет четыре; взаимоотношения между четырьмя скоростями со своими производными, т.е. результатами, также останутся неизменными. Эти взаимоотношения между четырьмя видами движения создают весь видимый мир. Суть их заключается в том, что одно движение не обязательно бывает движением по отношению к другому движению; последнее возможно лишь в том случае, когда сравниваемые движения по своим скоростям не слишком отличаются друг от друга.
Так что приведенный выше пример с точкой на стене представляет собой движение по сравнению как с невидимой скоростью движения, так и со скоростью, достаточно большой для того, чтобы образовать линию. Однако это движение не будет движением по отношению к летящей пуле: для нее оно окажется неподвижностью – точно так же, как линия, образуемая быстро движущейся точкой, будет для медленно движущейся точки линией, а не движением. Это можно сформулировать следующим образом.
Подразделяя движение на четыре вида согласно установленному выше принципу, мы замечаем, что движение является движением (с нарастающей или убывающей скоростью) только для тех видов движения, которые располагаются поблизости, т.е. в пределах определенной корреляции скоростей, точнее, в пределах некоторого возрастания и убывания скорости, которые, по всей вероятности, можно точно установить. Более удаленные друг от друга разновидности движения, т.е. движения с существенно разными скоростями (когда, например, одна из них больше или меньше другой в четыре-пять тысяч раз, будут друг для друга не движениями с разной скоростью, а явлениями большего или меньшего числа измерений.
Но что же такое скорость? Что это за таинственное свойство движения, которое существует лишь в средних степенях и исчезает в малых и больших степенях, вычитая или прибавляя, таким образом, одно измерение? И что такое движение?
Движение есть видимое явление, зависящее от протяженности тела в трех измерениях времени. Это значит, что каждое трехмерное тело обладает еще тремя измерениями времени, которых мы, как таковых, не видим, а называем свойствами движения или свойствами существования. Наш ум не в силах охватить временные измерения в их целостности; не существует никаких понятий, которые выражали бы их сущность во всем ее многообразии, ибо все существующие "концепции времени" выражают лишь одну сторону, одно измерение. Поэтому протяженность трехмерных тел в неопределимых для нас трех измерениях времени представляется нам движением со всеми его свойствами.
По отношению к измерениям времени мы находимся точно в таком же положении, в каком находятся животные по отношению к третьему измерению пространства. В книге "Tertium Organum" я писал о восприятии третьего измерения животными. Все кажущиеся движения для них реальны. Когда лошадь пробегает мимо дома, дом поворачивается к ней разными сторонами, дерево прыгает на дорогу. Даже когда животное остается неподвижным и только рассматривает неподвижный объект, последний начинает обнаруживать необычные движения. Собственное тело животного, даже в состоянии покоя, может проявлять для него много странных движений, которые наши тела для нас не проявляют.
Наше отношение к движению и к скорости особенно сходно с таким явлением. Скорость может быть свойством пространства. Ощущение скорости, возможно, является ощущением проникновения в наше сознание одного из измерений более высокого пространства, нам неизвестного.
Можно рассматривать скорость как угол. Это сразу же объясняет все свойства скорости, в частности то, что и большие, и малые скорости перестают быть скоростями. Угол имеет естественную границу как в одном, так и в другом направлении. (...)
Используя введенные выше определения времени, движения и скорости, перейдем теперь к определению пространства, материи, массы, тяготения, бесконечности, соизмеримости и несоизмеримости, "отрицательных количеств" и т.д.
Что касается пространства, то мы сразу же сталкиваемся с тем, что пространство слишком охотно считают однородным. Даже сам вопрос о возможности разнородного пространства не возникает; а если такое случается, он не покидает области чисто математических умозаключений и не позволяет судить о реальном мире с точки зрения разнородного пространства.
Нередко самые сложные математические и метагеометрические понятия утверждают себя, отбрасывая все прочие. "Сферическое" пространство, "эллиптическое" пространство, пространство, определяемое плотностью материи и законами тяготения, "конечное, но безграничное" пространство – в любом случае, это – пространство в целом; и всегда это цельное пространство считается однообразным и однородным.*
* Настоящая глава, в основном, закончена в 1912 году; первая её часть написана позднее. Делая обзор современного состояния физики, я не пытался довести его до сегодняшнего дня и упомянуть все теории, появившиеся к этому времени, потому что ни одна из них ничего не меняла в моих принципиальных выводах. Наиболее полное изложение взглядов на пространство читатель найдёт в книге Эддингтона "Пространство, время и тяготение", особенно в главе "Виды пространства". Эддингтон цитирует там У.К. Клиффорда, который в книге "Здравый смысл точных наук" писал:
"Теперь читателю до некоторой степени будет понятна опасность догматического утверждения о том, что аксиомы, основанные на опыте в ограниченной области, обладают универсальностью. Это утверждение может привести к тому, что мы не обратим внимания на возможное другое объяснение какого-нибудь явления или сразу же отбросим необычное объяснение. Гипотезам о том, что пространство не является плоским, что его геометрический характер способен со временем измениться, вероятно, предстоит сыграть важную роль в физике будущего: возможно, это и не так, но нам не следует отбрасывать их как возможные объяснения физических явлений лишь потому, что они могут противоречить популярному догматическому убеждению в универсальности некоторых геометрических аксиом – убеждению, которое возникло благодаря столетиям бездумного преклонения перед гением Евклида".
Это высказывание имеет, кажется, связь с идеей разнородности пространства.
Из всех позднейших определений пространства самым интересным представляется "моллюск" Эйнштейна, который предвосхищает многие будущие открытия. "Моллюск" способен самостоятельно двигаться, расширяться и сжиматься; он может быть не равным самому себе, неоднородным по отношению к самому себе.
И все же "моллюск" – лишь аналогия, лишь очень робкий пример того, как можно и нужно рассматривать пространство. Чтобы создать его, понадобился весь арсенал математики, метагеометрии и новой физики наряду со "специальным" и "общим" принципами относительности.
В действительности, все было бы гораздо проще, если бы существовало понятие разнородности пространства.
Попробуем рассмотреть пространство так же, как рассматривали время, с точки зрения непосредственного наблюдения.
1. Пространство, занятое домом, в котором я живу, комнатой, в которой я сейчас нахожусь, и моим телом, воспринимается мною как трехмерное. Конечно, речь здесь идет не о "чистом" восприятии, поскольку оно уже прошло сквозь призму мышления; но так как трехмерность дома, комнаты и моего тела не вызывает споров, его можно принять.
2. Я гляжу из окна и вижу часть неба с несколькими звездами на нем.