Причинность в физике

Оговоримся сразу, по статье Виктора и Марины Кулигиных и Марии Корневой никаких непоправимых разногласий принципиального характера автор настоящих замечаний не имеет. Но есть некоторые моменты статьи «КРИЗИС РЕЛЯТИВИСТСКИХ ТЕОРИЙ. Часть 3. Причинность в физике» (http://www.n-t.org/tp/ns/pvf.htm), делающие ее чем-то вроде научного супа с мухами. Не то, чтобы критик относится к физико-философским гурманам, скорее у него медвежья всеядность, но все же приятней иметь суп отдельно, а мухи отдельно. Этим и займемся.

Слабое знание истории вопроса и некоторая неуверенность в полноте известных источников не позволяют как-то комментировать предложенное число типов моделей. Пусть будут две.

Как физики, признающие лишь объективную сторону вопроса, сразу станем на сторону авторов и признаем их подход к рассмотрению причинно-следственных связей через взаимодействие абсолютно правомерным, объективным, всеобщим и универсальным. Нет невзаимодействующих систем, невзаимодействующей материи. Любое изменение любого физического объекта есть в любом случае взаимодействие и потому любые причинно-следственные связи в физике есть связи взаимодействия. С этим нельзя не согласиться, но на этом согласие и кончается.

Предложенная авторами на Рис.1. статьи «Диалектическая модель причинности», может быть, и является моделью диалектической, но она не является моделью физической, поскольку в ней упущены весьма существенные стороны именно взаимодействия.

Структурная модель причинности
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Pис.1.Структурная (диалектическая) модель причинности

 

 Как представляется, злую шутку с авторами статьи сыграло их увлечение лишь общефилософской стороной вопроса, а в физике истина всегда конкретна. Взаимодействие есть прежде всего физический процесс и традиционно насчитывают всего четыре фундаментальных взаимодействия: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Часть физиков, на основании ОТО, не считают гравитационное взаимодействие строго говоря таковым. Гравитация есть искривление самого пространства, мировые линии частиц были и остаются в нем геодезическими линиями, возможных, при полевом подходе, гравитонов, не обнаружено, и взаимодействие здесь понятие условное. Впрочем, не возбраняется присовокуплять гравитацию к полевым обменным теориям, чем и прикрывается большинство околонаучной мошкары, пытающейся «скрестить» гравитацию с электродинамикой. Если опустить слабое взаимодействие, которое, в силу массивности его бозонов, есть, конечно, точечное, но связанное с взаимопревращением частиц, то все прочие взаимодействия сводятся к полевым теориям, имеющим ту принципиальную общую часть, что их бозоны являются безмассовыми изотропными частицами. Сделаем более конкретно физической и модель взаимодействующих частиц. Наиболее удобной и наглядной будет модель взаимодействия в Эйнштейновском пространстве событий, из которой выделим двумерную плоскость Минковского. В силу того, что при любом угле наклона от нуля до бесконечности мировые линии любой частицы с ненулевой массой покоя в любом случае будут находиться внутри световых конусов и будут времениподобными, а мировые линии безмассовых частиц  в любом случае будут лежать на световом конусе, все причинные соотношения взаимодействующих частиц в рассматриваемой плоскости не зависят от выбранной относительной системы отсчета и носят требуемый всеобщий и универсальный характер.

мировые линии взаимодействующих частиц

Нет ни малейших сомнений в знакомстве читателя как с подобными трассировками мировых линий частиц, так и с весьма похожими на них феймановскими диаграммами. Предупреждая критику знатоков квантовых теорий, к примеру, КЭД, поясним, что нам не требуется на данном этапе рассмотрения всех возможных вариантов взаимодействия, как и не требуется  фантастическая точность той же КЭД. Взаимодействие мы рассматриваем с чисто качественной стороны.

На первый взгляд между «Pис.1.Структурная (диалектическая) модель причинности» и «Рис.2. Взаимодействие частиц» нет никакой принципиальной разницы. Есть объект 1 (частица 1), со своим начальным и конечным состоянием, есть объект 2 (частица 2), со своим начальным и конечным состоянием, есть, наконец, взаимодействие (бозон взаимодействия). С этим мы согласились в самом начале анализа - непоправимых разногласий принципиального характера нет. Но есть нюансы.

Столь любимое философами в физике контактное взаимодействие, типа столкновения двух шаров есть иллюзия, не имеющая под собой физической основы. Глядя на бильярдный стол и наблюдая «полное подтверждение» заключениям наших милых философов, не верьте глазам своим. В этом «контактном взаимодействии» иллюзии не меньше, чем в заходе Солнца. С тем же успехом можно «исследовать» антигравитацию на основании фокусов Дэвида Коперфильда. Нет «контактного взаимодействия» в качестве фундаментального и одиночный «удар» бильярдных шаров есть в любом случае многособытийное дистанционное электромагнитное взаимодействие электронных оболочек их атомов (см. Рис.2).

С сожалением, исходя из этого, достаточно примитивного физического факта, вынужден констатировать, что наблюдательная иллюзорность в исследуемой работе повлекла за собой и ряд философских иллюзорностей.

Но нюансы только начинаются.

Рассмотрим событие А Рис.2. Его можно трактовать, как излучение частицей бозона в данном частном случае. С другой стороны, и это более правильно, он может трактоваться, как событие превращения одной частицы в две. Тогда событие В трактуется, как обратный акт превращения двух частиц в одну. Это два единственно возможные фундаментальные события в пространстве событий. Никаких других поддающихся наблюдению, физически регистрируемых событий нет. Каждое из них имеет свою неприводимую к другому фундаментальному событию геометрию. Любое физическое взаимодействие раскладывается в конечный ряд этих элементарных фундаментальных событий.

И это еще не все.

Физика элементарного принципиально не может быть ни понята и, тем более, ни описана количественно без привлечения понятия вакуумоподобной среды. Считать элементарную частицу эдаким «бильярдным шаром», мечущимся в пустом пространстве, это заведомо обречь себя на полное несоответствие с наблюдаемой действительностью. Нет пустого вакуума. Есть вакуумоподобная среда с множеством различных фазовых состояний. В числе ее многообразных свойств в данном рассмотрении важнейшим является ее лоренц-инвариантность. Ни с одной точкой вакуумоподобной среды нельзя связать систему отсчета и если модно вести разговор о параметрах, то лишь о среде в целом. Нельзя сформулировать само понятие ее внутреннего движения, нельзя сформулировать понятие конкретно-точечного взаимодействия вакуумоподобной среды одной фазы, собственно вакуума, с вакуумоподобной средой другой фазы, с веществом. О самом веществе, как вакуумоподобной среде, находящейся в среде другой фазы, можно судить только по наличию поверхности раздела фаз. Эти фазовые локальности активно переходят одна в другую и красивые на рисунке мировые линии частиц имеют столько же соответствия реальной частице, сколько имеет натянутая струна к облаку пара. Все зависит от масштаба описания. Все современные квантовые теории учитывают свойства вакуумоподобной среды, что обеспечивает им и адекватность наблюдаемому, и необходимую точность.

Для нас же важны два вывода:

1.            Лоренц-инвариантные свойства вакуумоподобной среды предопределяют статистический характер ее фазовых переходов. Поэтому любое конкретное элементарное событие случайно. Каждое из событий Рис.2, А или В в отдельности – события случайные. Частица 2 «не знает» о наличии где-то рядом частицы 1. Она случайным образом «распадается» на две, одна из которых, в данном случае, изотропный бозон. Точно также частица 1 «и не подозревает» о существовании частицы 2. Она столь же случайным образом поглощает бозон (объединение двух частиц). Без этого невозможно получить закон обратной пропорции величины взаимодействия квадрату расстояния как следствия трехмерности пространственного базиса для зарядовонейтральных частиц взаимодействия.

2.            Любая последовательность событий направлена.

К примеру, бозон Рис.2. участвует в двух событиях А и В. Но в событии В участвует не такой (или не тот) бозон, что участвует в событии А. Для придания всеобщей очевидности этому факту применим масштабный фактор: увеличим расстояние между частицами до нескольких миллиардов световых лет, когда красное смещение распространяющегося в вакуумоподобной среде, к примеру, фотона, станет неоспоримо измеряемым. Любой бозон (и любая частица вообще) распространяется в вакуумоподобной среде, с неизбежностью статистически меняющей его свойства. Именно свойства лоренц-инвариантной вакуумоподобной среды делает любую последовательность событий принципиально необратимой.

Из этого следует вывод, что причинная связность может быть лишь статистически выявлена для однотипных определенных последовательностей событий, связанными с определенными системами физических объектов.

Все известные физические законы – наглядное тому подтверждение.

Поэтому, не только философское, но и вполне определенное физическое макропонятие ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, логически подразумевающее действительно одновременность взаимного действия, есть аппроксимация множества последовательностей событий, типа АВ, распространяемое на все взаимодействующие тела. Это статистическое макропонятие имеет свою границу применимости, выход за которую чреват несоответствием опытных результатом выводам увлекшихся теоретиков.

В этой связи диалектическое понимание причинно-следственных связей может идти от анализа единичных случайных событий до выявления закономерностей в их однотипном множестве именно как переход количества в качество. Все собственные, весьма хвалебные, самоотзывы коллектива авторов красоте их диалектической модели оставляю на совести авторов.

Поскольку половина работы Часть 3. Причинность в физике посвящена критике «понятия предельной скорости распространения взаимодействий», остановимся и на этом.

Беда большинства философов, теоретизирующих на физические темы, связана с тем, что их знакомство с математикой ограничивается арифметикой натурального ряда. Знакомство же с комплексным исчислением ограничивается знанием о существовании такового, не более того. А Природа – хороший математик - не нами сказано, но веских оснований для того предостаточно. А из непонимания математической стороны хотя бы той же СТО неизбежно следует непонимание и неприятие и философии теории. А она проста - пространство событий есть в первом приближении многомерное псевдоевклидово пространство. Его можно вывести как закономерное следствие самого факта существования комплексного исчисления, его же можно вывести из физических свойств основной фазы вакуумоподобной среды, но здесь вполне достаточно констатации. Все остальное: и аксиомы СТО, и «предельная скорость», и относительность систем отсчета – все это лишь следствия геометрического фундамента физики. И если философ желает высказаться по любому вопросу, так или иначе затрагивающим этот фундамент, а скорость света именно такой вопрос, то ему, во избежание казусов, просто необходимо иметь хотя бы поверхностное представление о нем.

соотношение базисов

 

 

Рис.3. Преобразование координат двух систем отсчета псевдоевклидового пространства.

 

 

Рис.3. демонстрирует, как соотносятся между собой на псевдоевклидовой плоскости две системы отсчета, соответствующие двум неколлинеарным мировым линиям тел отсчета, что, в свою очередь, соответствует взаимному перемещению самих этих двух тел относительно друг друга. Из всего своеобразия преобразования нам, в частности, особо интересен тот факт, что единственным сохраняющимся (общим) направлением является изотропное направление. С какой бы скоростью не перемещались бы относительно друг друга тела отсчета, наклон изотропного направления для всех, без исключения систем отсчета, один и тот же. Этот наклон отражает уже фундаментальный геометрический и глубочайший философский принцип одинакового соотношения действительного и мнимого реперов (времени и пространства) в любой системе отсчета. А одинаковость скорости света в любой системе отсчета – опять же всего лишь следствие этого факта. Поэтому вполне театральный пассаж исследуемой работы: «О какой скорости, независящей от выбора инерциальной системы отсчета, может идти речь? Именно по этой главной причине любая (даже не предельная!) скорость распространения взаимодействий есть «пустое», бессодержательное понятие, понятие без физического смысла (набор слов). Именно по этой причине апологеты не могут дать как строгое определение этого понятия, так и определить методику измерения скорости распространения взаимодействия в пространстве», эффектен, но рассчитан только на таких же дилетантов от философии, как и наши милые авторы.

Философский и математический дилетантизм авторов не позволил им поэксплуатировать идеи тахионного движения. В самой гиперболической геометрии нет принципиальных запретов на существование не только времениподобных, но и пространственноподобных мировых линий. И публикации на эту тему, вполне в духе СТО, уже давно существуют. Поэтому, пусть не как физическую идею, но как философское обсуждение, такую постановку вопроса вполне можно было бы и понять и даже поддержать. Жаль, что воззрение авторов не вышло за пределы бильярдного стола.

В заключение пожелаем авторам самим последовать своему призыву: смотреть на Мир открытыми глазами «вопреки всяческим догматическим постулатам», прежде всего своим собственным.

Станислав Кравченко

Hosted by uCoz