Линейное ли пространство и время?
Как бы не лукавил линейный ум, но время он отмечает как линейное – от прошлого к будущему.
Как бы не сочиняли учёные байку о трёхмерном пространстве, но каждый из этих авторов выходит пока только в одну дверь и движется только линейно по улицам. Выйдет ли кто-нибудь одновременно в три двери?
И вот тут появляется уравнение Шрёдингера – ум вырывается из двухполярности благодаря экспериментам и алгебре «комплексных чисел»
Вероятностный характер происходящих в микромире явлений приводит к тому, что иногда может случиться даже то, чего быть не должно с точки зрения классической физики. Рассмотрим движение частицы в узкой области, внутри которой потенциальная энергия имеет некоторое конечное значение. В этом случае говорят, что наличествует потенциальный барьер. Такой потенциальный барьер можно представлять в виде кратера с высокими стенками. Если полная энергия классической частицы меньше высоты потенциального барьера, то движущаяся частица, достигнув его, не сможет преодолеть потенциальный барьер. В квантовой же механике, согласно уравнению Шредингера, волновая функция частицы, находящейся в таких же условиях, существует не только внутри воображаемого кратера, но и в области за барьером. Это означает, что есть вероятность обнаружить частицу вне кратера. Возникает интересное явление — проникновение квантовых частиц сквозь потенциальный барьер, называемое туннельным эффектом.
Туннельный эффект позволяет объяснить распад атомных ядер, при котором из ядер вылетают а-частицы атомов гелия. Известно, что прочно удерживается внутри атомного ядра сильным взаимодействием. Вне ядра на а-частицу действуют электрические силы отталкивания. Потенциальная энергия в зависимости от расстояния до центра ядра имеет вид глубокой ямы, похожей на кратер. Внутри этой ямы а-частица имеет энергию, много меньшую, чем высота потенциального барьера. И а-частицам каким-то образом удается выбраться из этой ямы. Объяснение такого проникновения частиц через стенки дает туннельный эффект. В результате среднее время жизни радиоактивного атомного ядра оказывается хотя и очень большим, но конечным. Например, время жизни ядра урана 238 U составляет около 4 млрд. лет.
Конечно, туннельный эффект свидетельствует о не двухполярной природе микрочастиц. Но для двухполярного ума это много! Даже в четырёхполярности, на которой построено уравнение Шрёдингера, есть парные связи между + и –, так же как между +i и – i.При этом они создают как бы жесткие «барьеры» - соседние «трубы» парных связей не видятся.
Туннельный эффект позволяет достать то, что прочно удерживается за потенциальными барьерами. Именно прохождением частиц сквозь этот барьер объясняются ионизация атомов в сильном электрическом поле и вырывание электронов из металла под действием электрического поля. Однако чем больше ширина и высота потенциального барьера, тем меньше вероятность прохождения через него. Именно благодаря туннельному эффекту работают полупроводниковые диоды Шотки, в которых электрический ток в десятки ампер успешно протекает через тонкий слой диэлектрика, разделяющий полупроводниковый и металлический электроды данного квантового прибора. Причем, как и положено диоду, прибор этот пропускает ток только в одну сторону — туда, где энергия зарядов меньше.
Итак, построение квантовой теории началось с работы Планка, выдвинувшего гипотезу о существовании дискретных уровней энергии в рамках классического подхода. В процессе развития квантовой механики возникло уравнение Шредингера, из решения которого дискретные значения энергии получаются автоматически. Однако экспериментальное определение уровней энергии атомов показало, что полного совпадения с предсказаниями теории нет; все уровни, кроме основного, расщеплены на ряд очень близких подуровней. Не удивительно! Вселенная не обязана жить даже по четырёхполярным законам.
Чтобы объяснить это расхождение теории с опытом Джордж Уленбек и Сэмюэл Гаудсмит в 1925 году сконструировали предположение. Они решили, что электрон, как и большинство других элементарных частиц, обладает дополнительной внутренней степенью свободы, названной спином. Наличие спина у квантовой частицы означает, что в некотором отношении она подобна маленькому вращающемуся волчку. Спин может принимать только целые и полуцелые значения. Вот здесь и понять бы исследователям о наличии иных полярных состояниях, так как никакого вращения никогда обнаружено не будет!
После этого предположения все квантовые частицы делятся на два вида — фермионы и бозоны, в зависимости от их спина. Фермионами называются частицы, имеющие полуцелое значение спина. Для этих частиц справедлив принцип, открытый Вольфгангом Паули в 1925 году, согласно которому две одинаковые частицы с полуцелым спином не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии. В многополярности это объясняется просто – полярность не дробится. Бозонами называются частицы с целым спином. Принцип Паули на них не распространяется: в одном и том же состоянии может находиться любое число частиц. Почему? Под спином сконструировано действительно полярное состояние и оно может быть неполяризованным, то есть единичным. Самыми известными фермионами являются электроны, а бозонами — фотоны. Особенно резко отличаются друг от друга низшие энергетические уровни у систем бозонов и фермионов. Фермионы располагаются ровно по два на каждом энергетическом уровне — один спином вверх, другой вниз. А вот бозоны, напротив, могут все вместе расположиться на одном-единственном нижнем уровне. Именно это явление приводит к сверхпроводимости и сверхтекучести.
А как трёхмерность пространства? В этой выдумке линейного ума заложен не факт, а потенция, исходящая от анализатора зрения. Гипотетически можно двигаться в разных направлениях, хотя действительным будет только одно единственное направление. Потенция зрения может предложить и четырёх и пяти и двенадцати мерные направления. Почему же только трёхмерное? Ответ прост, ум на большее не тянет, так как линейность формального аппарата мышления можно с трудом довести до трёхнаправленой ортогональности. Например, кватернионы.
Единство пространства и времени не есть действительный факт, а некоторое конформное отображение свойствами линейного ума.
Могут ли быть пространство и время не линейными? Для двухполярного и линейного ума, не могут! Нужно знать, что любое действительное явление или объект можно конформно отобразить в области того или иного вида ума. Поэтому линейность в пространстве и времени некоторым образом есть, как частный примитивный случай.
Даже формальный аппарат современной математики построен только на двухполярных отношениях. Поэтому никакими преобразованиями такой алгеброй НЕ ДУХПОЛЯРНОЕ и ЛИНЕЙНОЕ пространство и время изобразить не возможно. Примером нелепицы являются преобразования Лоренца, которые А.Эйнштейн применил к теории относительности; алгебра действительных чисел замкнута линейностью и двухполярностью. Для понимания обратимся к анализатору зрения. Свойства света, которым анализатор соответствует, показывают на единовременное присутствие в любых точках пространства. Но свет не является двухполярным и двухполярным умом не соизмеряется.
Да, в мире света возможно и многонаправленное движение и исключение времени и «искривление» пространства. Для постижения этого линейный ум не годится. Линейный ум обрекает человечество на линейно движущиеся летательные аппараты, двухполярные компьютеры и двухполярные технологии. По этим причинам физики вынуждены конструировать. И это удалось именно физикам, исследующим микромир. А лучше было бы сменить вид ума!