Планковские единицы: существует ли фундаментальный предел пространства и времени? / forpes.ru

Главная
Планковские единицы: существует ли фундаментальный предел пространства и времени?

Планковские единицы: существует ли фундаментальный предел пространства и времени? +98

08.03.2022 12:00

Yermack 88 22000 Источник

По поводу планковского масштаба в научно-популярных материалах творится большая путаница. Здесь сказывается основная проблема поп-физики: гуляя от дилетанта к дилетанту, суть вопроса деградирует с каждой итерацией. Выглядит это примерно так:

Учёный в интервью оговаривается, что «длина Планка — это минимальное значимое расстояние», что является сильным упрощением.
Журналисты и популисты передают фразу дальше, пока она не деформируется в «длина Планка — это как размер пикселя для Вселенной», что неверно.
Учёные замечают ошибку и начинают поправлять, чтобы устранить недоразумение: «Планковская длина не похожа на размер пикселя для Вселенной. Это как раз тот масштаб, где квантовая гравитация становится актуальной». Что, безусловно, правильно, но…
Научпоп пережёвывает это, пока понятие не трансформируется в «планковская длина никогда не была минимальным расстоянием, это заблуждение. Это просто масштаб, на котором наши нынешние теории разрушаются, и ничто не указывает на то, что мы не можем достичь меньших масштабов». Это звучит разумно, но неверно.

Так что будет полезным разобраться, откуда все-таки следуют эти единицы и, собственно, для чего они задают предел.

За последние 400 лет наука раздвинула границы нашего познания — от мельчайших субатомных частиц до самых больших спиральных галактик. Мы рождаемся с органами чувств, которые позволяют нам исследовать окружающий мир, и хотя наша сенсорика освещает непосредственное окружение, она также накладывает фундаментальные ограничения на восприятие. Зрение предоставляет нам 90% информации, которая обусловлена поглощением и излучением квантов света электронами на внешних оболочках — жалкие полтора электронвольта! Но в мире существует ещё множество процессов, происходящих в разных масштабах энергий и длин.

Современная наука расширила диапазон наших чувств благодаря использованию технологий, позволяющих исследовать все более мелкие структуры, раскрывающие хитросплетения гобелена микрокосма. История показала, что чем глубже мы проникаем, тем больше мы обнаруживаем, но есть ли предел тому, как глубоко мы можем зайти? Существует ли фундаментальный нижний предел размера, который может иметь объект или область пространства? И если да, то можно ли его рассчитать?

▍ Самая слабая сила

Попытаемся ответить на кажущийся простым школьный вопрос: что произойдёт, если попытаться сжать два электрона, приближая их все ближе и ближе друг к другу? Как помнится, электроны — это отрицательно заряженные фундаментальные частицы, которые в привычном нам мире обитают в окрестности массивных ядер. Заряженные, значит между ними возникает электростатическая сила отталкивания (сила Кулона):

$F_E = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q_1q_2}{r^2} = k\frac{e^2}{r^2}$

С другой стороны, электроны обладают массой, а следовательно, возникает гравитационная сила притяжения:

$F_G = G\frac{m_1m_2}{r^2} = G\frac{m_e^2}{r^2}$

Используемые величины

c = 299792458 # m/s     скорость света
ħ = 1.0546e-34 # J*s     постоянная Планка
е = 1.6022e-19 # Kl       элементарный заряд
mₑ = 9.1094e-31 # kg    масса электрона
ε₀ = 8.8542e-12 # F/m   электрическая постоянная
k = 1/(4π*ε₀) # 8.987552e9 # N*m^2/q^2
                                      
G = 6.6743e-11 # м³·кг⁻¹·с⁻²  гравитационная постоянная
L_Pl = 1.616e-35 # м              длина Планка
m_Pl = 2.176434e-8  # кг       ширина Планка

Теперь полезно разобраться, какая из этих двух сил больше. Для этого найдём их отношение:

$\frac{F_E}{F_G} = \frac{ke^2}{Gm_e^2} \approx 10^{42}$

Первое, что мы замечаем, это то, что величина r исчезает. То есть, независимо от расстояния между двумя электронами, отношение двух сил всегда должно быть одинаковым. Вполне ожидаемо, ведь они подчиняются закону обратных квадратов. Во-вторых, пугает разница в сорок два порядка — электростатическая сила больше гравитационной в тредециллион раз! Миллион миллиардов триллионов квадриллионов — кто круче назовет это число получит допуск к бонус-игре, где мы будем оценивать самую большую ошибку физики.

Простой расчёт говорит нам, что гравитационная сила невероятно мала, но ведь ей по силам собирать галактики и разрушать звёзды. Почему кажется, что она имеет бóльшую власть? Здесь следует вспомнить, что большинство атомов электрически нейтральны, то есть положительные заряды протонов компенсируются отрицательно заряженными электронами. Гравитация, насколько мы можем судить, отличается. Ее действие имеет некомпенсируемый аттрактивный характер, заставляющий стягиваться вещество с больших масштабов.

▍ Всё ближе

Наш анализ предполагает, что соотношение двух рассматриваемых сил не зависит от расстояния между электронами, но, как это часто бывает в фундаментальной физике, все не так просто, как кажется на первый взгляд. Например, принцип неопределённости Гейзенберга говорит, что по мере взаимного приближения рассматриваемых нами электронов, начинают действовать законы квантовой механики.

На некоммутирующие операторы накладывается ограничение:

$\Delta p \Delta x \geqslant\frac\hbar 2\\ \Delta p \gtrsim\frac{\hbar}{\Delta x}$

В конкретно этом случае имеется в виду, что нельзя с хорошей точностью одновременно определить импульс и положение частицы. Если вы представляли себе наши электроны как волновые пакеты или солитоны, то по мере приближения должна начать проявляться волновая природа: интерференция и вспучивание фронтов. Если же удобней оперировать точечными частицами, то при приближении электроны в вашем воображении претерпевают этакие дрожащие движения. Или же просто присмотримся к формуле выше и заметим, что по мере уменьшения расстояния увеличивается импульс системы. Сразу должны вспомниться закономерности для волн де Бройля.

Окей, у нас есть странное колебательное движение, а оно, в свою очередь, увеличивает энергию двух электронов, и как показал Эйнштейн, энергия может быть преобразована в массу и наоборот:

$\Delta E \sim mc^2$

Итак, в какой-то момент квантово-механическая энергия становится сравнимой с энергией массы, необходимой для создания нового электрона. Определим, на каком расстоянии это произойдёт. Для этого домножим соотношение неопределённости на скорость света:

$\begin{align} \Delta p & \gtrsim\frac{\hbar}{\Delta x = r}\\ \Delta E & \gtrsim\frac{\hbar c}{r}\\ m_ec^2 & \sim\frac{\hbar c}{r}\\ r & \sim\frac{\hbar}{m_ec}\approx 10^{-13}\,\mathrm m \end{align}$

Если подставить значения констант, то получим число порядка 10 в минус 13 метра, что меньше, чем типичный атом водорода (минус десятая степень), но больше типичного ядра (порядка 10 в минус 15 метров). Так что, преодолев предел в миллиардную долю миллиметра, мы достигаем масштаба, где энергия, порождаемая квантовомеханической неопределённостью, становится сопоставимой с энергией-массой целого электрона. При дальнейшем сближении электронов нужно учитывать увеличение массы системы, а значит, соотношение силы Кулона и гравитации будет меняться.

Гравитационная сила увеличивается и значит, в конце концов, она станет сопоставима с электростатической:

$\frac{F_E}{F_G}= \frac{ke^2}{Gm^2}\approx 1$

Теперь можно выразить массу, при которой это произойдёт и подставить в выражение для расстояния между электронами полученного из принципа неопределённости:

$\begin{align} m & \sim\sqrt\frac{ke^2}{G}\\ r & \leqslant\frac{\hbar}{mc}\approx 10^{-34}\,\mathrm m \end{align}$

На масштабах порядка одной десятидециллионной доли метра самая слабая сила сопоставима с электростатикой. В форме строгого равенства это выражение называется комптоновской длиной волны. Но мы ведь можем двигаться дальше? Попробуем, но придётся провести небольшой экскурс в физику массивных плотных объектов.

▍ Чёрные дыры

Рассмотрим небольшую массу, расположенную на поверхности массивного сферического тела. Очевидно, между этими двумя массами существует гравитационная сила притяжения, и поэтому, чтобы оторвать маленькую массу от поверхности, нужно будет совершить некоторую работу:

$\begin{align} F &= \frac{GMm}{r^2}\\ dW &= Fdr = \frac{GMm}{r^2}\mathrm dr \end{align}$

А теперь хотелось бы не просто приподнять этот шарик, а унести его в неведанные дали (туда, где гравитация не достанет):

$W = \int_r^\infty \frac{GMm}{r^2}\mathrm dr = \left. -GMm\frac 1r \right|_r^\infty = \frac{GMm}{r}$

Если мы подкинем с поверхности массивного тела некую малую массу, то ее кинетическая энергия уйдёт на борьбу с гравитационным потенциалом. Таким образом, мы можем определить минимальную скорость, необходимую телу для освобождения из гравитационного колодца:

$\begin{align} \frac{mv^2}{2} = \frac{GMm}{r} \\ v = \sqrt\frac{2GM}{r} \end{align}$

Это скорость убегания (или вторая космическая). Для Юпитера она равна примерно 60 км/с, для Луны — 2 км/с, а для Земли — поспрашивайте первых попавшихся на глаза школьников и оцените в целом заинтересованность молодёжи в вопросах космоса.

Из уравнения видно, что скорость убегания зависит от двух факторов: массы и радиуса покидаемого тела. Можно сделать вывод, что чем плотнее объект, тем большую скорость нужно достигнуть, чтоб его покинуть. Тут естественно спросить, что произойдёт, если объект будет настолько плотным, что скорость убегания с его поверхности достигнет скорости света? В таком случае даже свет не сможет покинуть это массивное тело, и поэтому оно будет казаться чёрным. Объект высокой плотности, из которого не может выйти даже свет, называется черной дырой.

$\begin{align} c = \sqrt\frac{2GM}{r} \\ r_s = \frac{2GM}{c^2} \end{align}$

Здесь получено выражение, оценивающее критический радиус (радиус Шварцшильда) для массивного тела, при котором оно становится чёрной дырой. Так какое отношение это имеет к сжатию двух электронов? Если вы помните, по мере того как мы сжимаем два электрона всё ближе и ближе друг к другу, масса нашей системы увеличивается из-за принципа неопределённости и специальной теории относительности, так что, понятно, к чему дело идет. Если мы будем продолжать сжимать электроны во всё меньший и меньший объём пространства и при этом увеличивать количество содержащейся массы, то мы непременно создадим там чёрную дыру.

▍ Собираем всё вместе

Осталось объединить все предыдущие результаты: комбинация квантовой механики со специальной теорией относительности позволяет оценить, сколько гравитационной массы содержится в электронной системе, а масса связана с радиусом Шварцшильда:

$\left.\begin{matrix} r\sim\frac{\hbar}{mc}\\ \\ r\sim\frac{Gm}{c^2} \end{matrix}\right\} r\sim\sqrt\frac{G\hbar}{c^3}\approx 10^{-35}\,\mathrm m$

Другими словами, если мы втиснем наши два электрона в объём пространства, примерно равный ста миллиардным иоктометра, то образуется чёрная дыра, так что мы оказываемся в ситуации, когда пытаемся выяснить, что происходит внутри этой области пространства при всё более высоких энергиях.

С иллюстрацией будет понятней:

Код

m = sqrt(k*е^2 / G) 
M = (8:0.01:16) * m
λ_c = ħ ./ (M*c)
R_s = G*M / c^2
plot( M/m_Pl, λ_c/L_Pl, lab = "λ_c", line = 4, yaxis = "r")
plot!(M/m_Pl, R_s/L_Pl, lab = "R_S", line = 4, xaxis = "m")

Встреча двух миров (оси в планковских единицах)

Мы стремимся ко всё меньшим масштабам длины, но попадаем в мир всё больших энергий — с уменьшением комптоновской длины волны, растёт масса системы (попытайтесь прикинуть, сколько электронов мы уже можем создать). Масса растёт, и с ней расширяется радиус Шварцшильда, пока чёрная дыра не поглотит всё то, что мы так старательно пытались рассмотреть.

Можно было бы и дальше пытаться добавлять в систему энергию, что только усугубит ситуацию: рост чёрной дыры ускорится. Значит не существует оперативного способа исследования природы на расстояниях меньше этой длины, которая известна как длина Планка и представляет собой фундаментальный нижний предел наших знаний о пространстве и масштабах расстояний, на которых мы можем осмысленно исследовать природу, и интересно отметить, что это ограничение в наших знаниях проявляется на масштабах длины, где квантовая механика, относительность и гравитация становятся одинаково важными. И пока мы ещё не устали, можно также рассчитать, сколько массы должно быть втиснуто в этот мизерный объём, чтобы образовалась чёрная дыра:

$m_p\sim\sqrt\frac{\hbar c}{G}\approx 22\,\mu\mathrm g$

Эта масса называется массой Планка и имеет значение примерно 22 микрограмма, что примерно равно массе блошиного яйца, так что довольно увлекательно размышлять о том, что фундаментальный предел самого пространства проявляется при сжатии блошиного яйца в пространство порядка 10 в минус 35 метров, что приводит к образованию чёрной дыры. Кто бы мог подумать!

~~сферы Блоха~~ яйца блох

Обратите внимание, что если планковская длина кажется нижней границей всей физики, то планковская масса (или энергия) является границей между различными областями физики, а именно верхней границей массы фундаментальных частиц и нижней границей массы чёрной дыры. Поскольку чёрная дыра, должна испаряться до массы Планка из-за излучения Хокинга, можно ожидать, что она превратится в частицу (частицы), достигнув этого предела.

А как насчет планковского времени? Первое, что мы замечаем, когда подставляем числа, это то, что планковское время невероятно мало: 10 в минус 44 секунды. Так что же представляет собой это время? Ну, в самом простом смысле время Планка говорит нам, сколько времени потребуется свету, чтобы пройти путь, равный длине Планка. А ещё, в космологии Большого взрыва эпоха Планка это самый ранний этап истории Вселенной. В настоящее время не существует физической теории для описания таких коротких времен и не ясно, какой смысл имеет понятие времени для величин меньше времени Планка. Обычно предполагается, что квантовые эффекты гравитации доминируют над физическими взаимодействиями в этом масштабе времени. Люди часто спрашивают, что было до Большого взрыва, но правда в том, что мы сталкиваемся с проблемами даже не добравшись до него.

Еще примечательны планковская температура (15 дециллионов градусов Кельвина) и плотность (5 октовигинтиллионов (восемьдесят седьмая степень!) тонн на кубический сантиметр), но их оставим читателю на самостоятельное осмысление.

Постарайтесь насладиться концептом: с ростом прилагаемой энергии нам становятся доступны всё мельчайшие масштабы. Миллионы лет мы довольствовались информацией о метровых сгустках барионной материи, которые передавали нам сигналы благодаря процессам, умещающимся в нанометры. Затем мы лезем на внутренние оболочки атома, рассматриваем ядра и их составляющие. С ростом энергии мы видим всё больше сложновзаимодействующих компонент, пока не упираемся в непроходимую стену. Куда ни глянь, всюду чёрная дыра! Заполняет всё естество на самом фундаментальном уровне! Так что добавим себе в копилку досужих философствований Вселенную в чёрной дыре. Хотя это, разумеется, натягивание шварцшильдовской совы на однородный изотропный глобус Вселенной.

А теперь вернемся в реальный мир. Как и все оценки порядков величины, приведённая выше процедура не является строгой, поскольку она экстраполирует понятия чёрной дыры и комптоновской длины волны на масштаб, в котором оба явления, вероятно, потеряют свои общепринятые значения и, строго говоря, перестанут быть действительными. Однако именно таким образом мы приобретаем интуицию, двигаясь к неизведанной физике. Но любопытный читатель может найти более строгую теорию в ссылкографии.

▍ Послесловие

Конечно, все приведённые выше выкладки кажутся чрезмерно приблизительными. Но более классический путь базируется лишь на анализе размерностей, что выглядит куда умозрительнее. Зато мы добрались до рубежей современной физики, используя только школьные формулы, что не может не радовать. Хотя, на самом деле, теории, которые мы использовали, наверняка становятся недействительными, достигнув масштаба Планка.

Если мы используем релятивистскую квантовую механику и повышаем энергию до уровня, близкого к энергии Планка, то существует неограниченное количество гравитационных поправок, вступающих в дело по мере того, как сила гравитации становится всё больше и больше. Эти поправки являются «неконтролируемыми» и в какой-то момент делают теорию бесполезной (проблема ненормализуемости гравитации). И наоборот, если начать с общей теории относительности и уменьшать массу до значения, близкого к массе Планка, то появятся более высокие петлевые (квантовые) поправки, что приводит к той же проблеме. В принципе, и квантовая теория поля, и общая относительность должны быть заменены последовательной теорией квантовой гравитации, которая предстаёт во всей красе только при масштабе Планка, а на больших масштабах длины воспроизводит квантовую теорию поля и общую относительность.

В конце концов, можно принять одну из двух позиций: во-первых, что пространство и время реальны, что они действительно существуют, но мы просто не можем измерить их в этих экстремальных масштабах длины и времени. Другой вариант состоит в том, что пространство-время, как таковое, не существует в произвольно малых масштабах, и требуется кардинально иной подход. Можно предположить, что существуют атомы пространства-времени, и когда мы спускаемся до масштаба этих атомов, пространство-время перестает выглядеть как непрерывное многообразие точно так же, как деревянный стол перестает быть деревянным столом на квантовом уровне. Проблема с этой перспективой состоит в том, что на самом деле невероятно трудно придумать концепцию дискретности пространства-времени таким образом, чтобы она соответствовала законам специальной теории относительности.

Всё же, первая позиция привлекательней чем дискретная Вселенная. Довольно интересно думать о бурлящем и пузырящемся пространстве-времени, где на саму геометрию влияют квантовые неопределённости. Принцип неопределённости пространства и времени! И раз они подчиняются некоммутативной геометрии, то пространство можно было бы изучать и за планковскими границами за счет увеличения неопределённости времени. В любом случае, последнее слово за теорией квантовой гравитации.

▍ Источники и материалы для дальнейшего погружения

The Planck scale: Is there a fundamental limit to space and time?
Is the Planck length the minimum possible length?
wikipedia.org/Planck_units
wikipedia.org/Квантование пространства
wikipedia.org/Бесконечная вложенность материи
Ueber irreversible Strahlungsvorgänge (sci-hub)
Three new roads to the Planck scale (sci-hub)
Six easy roads to the Planck scale (sci-hub)
И немного математической философии здесь на хабре

Комментарии (88)

kichrot
08.03.2022 12:18
#24145047
-19
... существует ли фундаментальный предел пространства и времени?

Наука и ее логическое основание материализм, отрицают не только предел пространства и времени, но и подобную постановку вопроса.

Наука и материализм говорят об относительности всех и любого понятия, сформированного в процессе познания. Наука и материализм говорят об бесконечности процесса познания объективной реальности. И, пока нет ни одного объективного аргумента, который бы смог данные утверждения опровергнуть.
1. Tyusha
  08.03.2022 12:42
  #24145195
  +20
  Наука и материализм
  
  Вы имеете в виду, очевидно, диалектический материализм, при этом смеете ставить знак равенства между ним и наукой. Я протестую.
  
  Этот тот самый диалектический материализм, который начиная с Гегеля и Энгельса, всё время пасётся где-то рядом с наукой, подавая дурацкие, или как минимум бесполезные, советы.
  1. kichrot
    08.03.2022 12:55
    #24145241
    -7
    ... Я протестую. ...
    
    Вы можете протестовать сколько угодно, но наука была, есть и будет логическим продолжением материализма, который констатирует диалектичность объективной реальности. Все, что вне материализма, наукой не является, даже если пытается соблюдать наукообразность. :)
    
    Кстати, материализм один, тот который диалектический, все остальное есть идеализм, зачастую мимикрирующий под материализм.
    
    Tyusha
    08.03.2022 15:30
    #24145849
    +18
    Давайте не будем касаться совсем смешных высказываний Гегеля об электричестве. Перейдём сразу к отношению диамата к теории относительности, а затем и к квантовой механике. Скажите, что ценного данное учение внесло в указанные области? Непонимание, неприятие, шельмование — вот вклад диамата в физику 20 века.
    
    Про гонения на кибернетику и про лысенковщину можно ещё упомянуть. Диамат (хоть и в руках мерзавцев) прекрасно обосновывал как первое, так и второе. Так что диалектический материализм примазывать к науке не стоит. Может быть в борьбе с клерикализмом в 19 веке он и положительную роль, но не более.
    
    geher
    08.03.2022 16:24
    #24145999
    +4
    Перейдём сразу к отношению диамата к теории относительности
    
    Диамат к теории относительности относится почти никак. Конечно, в ТО не без диалектики, да и про косную материю оно, но по сути это о разном. Диамат про основные закономерности в окружающем мире на всех уровнях (как их понимали диаматовцы), теория относительности таки про частные (в планковщину ТО пока никак не влезает). А то, что не принимали и не понимали, так то не диамат (хотя сам процесс диаматом на базовом уровне вполне описывается, это да). Это просто политика и частное политически мотивированное мнение отдельных "ученых".
    
    Про гонения на кибернетику
    
    Та кибернетика, которую гоняли, была совсем не та, которая сейчас. Это была наука про управление обществом, которую не могли одобрить не исходя их положений диамата, а исключительно по политическим мотивам. Строить вычислительные машины гонение на кибернетику никак не препятствовало. Более того, судьбоносные решения, нанесшие реальный ущерб компьютерному производству в СССР были приняты уже после прекращения этих самых гонений.
    
    Кстати, то же самое относится и к генетике. Хотя, с другой стороны, лысенковщина была явно не лучше той прежней генетики.
    
    tark-tech
    08.03.2022 17:20
    #24146113
    +2
    >лысенковщина была явно не лучше той прежней генетики.
    
    Вообще-то лучше. Согласно воззрениям тогдашней 'генетики' особенно бытовавшим в советской ученой среде наследственность штука очень малоизменчивая и изменчива случайно, то есть выведя новый сорт радуемся удаче и почиваем на лаврах. А вот Лысенко требовал продолжать работу по улучшению. И собственно отец зеленой революции Нормано Борлоуг свои сорта выводил именно мичуринско-лусенковскими методами, высевая в разных климатических зонах и последовательно отбирая нужное.
    
    Ну и, собственно с высот современной генетики со всеми новооткрытыми фокусами типа метилирования, эпигенетики и горизонтальных переносов генов между привоем с подвоем - Лысенко был таки куда ближе к истине.
    
    kichrot
    08.03.2022 18:29
    #24146289
    +1
    Диамат к теории относительности относится почти никак. ...
    
    Напротив, именно ТО и прежде всего СТО, имеют к диамату непосредственное отношение. СТО подтверждает фундаментальный вывод материализма, что все понятия относительны. :)
    
    kichrot
    08.03.2022 17:00
    #24146069
    .... Перейдём сразу к отношению диамата к теории относительности, а затем и к квантовой механике. Скажите, что ценного данное учение внесло в указанные области? ...
    
    Для начала. Вы явно не понимаете иерархическую систему научных знаний. Прежде всего то, что не философия работает на науку, а наука работает на философию. Т.е. познание, объективной реальности наукой, идет от частного к общему.
    
    По существу Вашего вопроса. Создатели ТО и квантовой теории были материалистами, так как они создавали свои теории в рамках материалистического научного метода. Сами эти научные теории подтверждают все основные выводы материализма. При этом субъективные тараканы, в виде философии позитивизма, для этого объективного факта значения не имеют.
    
    Tyusha
    08.03.2022 17:38
    #24146161
    Вы кого тараканами назвали! Уж получше, чем диамат ваш. :))
  1. kichrot
    08.03.2022 15:33
    #24145857
    +6
    Этот тот самый диалектический материализм, который начиная с Гегеля и Энгельса ...
    
    Вы проявляете идеализм, отождествляя материализм с классиками марксизма. :)
    
    Материализм существовал и развивался до марксистов, и существует и развивается после марксистов, вне зависимости от них.
    
    Классики марксизма, декларируя свой материализм, умудрились, в конечном счете, скатится гольный идеализм, породив теорию коммунизма. Ничего удивительного, так как в основе теории коммунизма лежит утопическая идея коммунизма, утопизм которой не исправишь прививкой материализма, которую предприняли классики марксизма.
    
    Теория коммунизма, в исполнении классиков марксизма, родственна псевдонаучным, наукообразным доказательствам существования бога. Есть в истории науки и такие попытки, неоднократные.
1. Marlene14
  08.03.2022 13:14
  #24145301
  +2
  Этого аргумента нет в науке. Пока нет. Потому что наука не является монолитным и завершенным учением.
  
  В индуизме и буддизме процесс познания конечен и чётко регламентирован.
  
  Наука не отрицает пределы пространства и времени, чтобы в этом убедиться, необходимо изучить курс квантовой механики.
  1. kichrot
    08.03.2022 13:32
    #24145375
    +1
    ... наука не является монолитным и завершенным учением ...
    
    Наука, это не учение, а деятельность направленная на познание объективной реальности, в рамках научного метода.
    
    Наука не может быть завершена, в силу объективной бесконечности объективной реальности.
    
    ... Наука не отрицает пределы пространства и времени, чтобы в этом убедиться, необходимо изучить курс квантовой механики.
    
    Вы не правы, так как наука отрицает возможность создания "теории всего". Именно "теория всего" и является теорией об ограниченном пространстве и времени.
    
    Кстати, сегодня наука занимается исследованиями и формулировкой теорий вне существующих постулатов квантовой теории. Любая теория, включая квантовую теорию, имеет свою область применимости, в рамках бесконечного пространства объективной реальности.
    
    Marlene14
    08.03.2022 17:58
    #24146219
    +1
    объективной бесконечности объективной реальности.
    
    Судить об объективности являясь субъектом, месье знает толк в извращениях)
    
    kichrot
    08.03.2022 21:14
    #24146645
    +1
    Судить об объективности являясь субъектом, месье знает толк в извращениях
    
    А, кроме субъекта об объективности некому судить. Видимо Вы являетесь агностиком, в части познания, т.е. придерживаетесь концепции о принципиальной непознаваемости объективной реальности.
    
    Marlene14
    08.03.2022 22:03
    #24146727
    +1
    А, кроме субъекта об объективности некому судить.
    
    Вот поэтому некой идеальной объективной реальности не существует.
    
    Не могут два разных субъекта одинаково и одновременно воспринимать одну и ту же часть реальности. Каждый будет воспринимать по своему - этот принцип квантовой механики, пока что, никакие другие теории не разрушили. Квантовое шифрование на нем построено.
    
    А индуизм и подобные ему учения регламентируют, что конечное и полное познания реальности возможно через собственное субъективное восприятие.
    
    Если в реальности не останется ни одного субъекта, то эмпирически Вы никаким образом не докажете существование этой реальности. Не доказанное эмпирически - не может являться научным фактом.
    
    kichrot
    08.03.2022 23:12
    #24146891
    +1
    ... некой идеальной объективной реальности не существует ...
    
    Идеальной реальности не существует, а объективная реальность существует, что и доказывает наука. :)
    
    Вы, в своих воззрениях, явно тяготеете к солипсизму, как радикальной форме идеализма. Но, если будете последовательно логичны, возможно придете к материализму, как радикальному реализму. Крайности сходятся. :)
    
    ... Не могут два разных субъекта одинаково и одновременно воспринимать одну и ту же часть реальности. ...
    
    Совершенно правильно. Именно это и утверждает материализм.
    
    ... Если в реальности не останется ни одного субъекта, то эмпирически Вы никаким образом не докажете существование этой реальности. ...
    
    Если Вы имеете в виду субъектов мыслящих, то Вы правы - некому будет доказывать.
    
    Но, Вы явно не понимаете, что такое "субъект". :)
    
    В научной философии понятие "субъект" описывает любой объект осуществляющий действие, в процессе взаимодействия двух объектов. Т.е. понятие "субъект" является относительным, и не обязательно живым и мыслящим. Субъект является неотъемлемым полюсом субъектно-объектных отношений.
    
    ... Не доказанное эмпирически - не может являться научным фактом. ...
    
    Совершенно верно.
    
    Но, наука объективно существует и доказывает эмпирически существование объективной реальности. :)
    
    ginbaerbon01
    09.03.2022 14:18
    #24148351
    +2
    Идеальной реальности не существует, а объективная реальность существует, что и доказывает наука. :)
    
    Нам ничего неизвестно про "объективную" реальность. Наука доказывает наши формальные теории, построенные на основе имеющихся у нас сенсорных систем, интеллектуальной деятельности. За рамки нашего мышления мы не выходим. Мозг моделирует, на основе информации с окр.среды, собственную оперативную репрезентативную реальность, на основе имеющихся врожденных "кодов" субъективной реальности [1, 2, 3]. Вероятно, нарушение прогнозирование мозга нарушает построение репрезентативной реальности мозгом [4,5], а это приводит к различным видам галлюцинаций, нарушениям и т.д.. Что интересно, даже у здоровых людей могу быть "галлюцинации" [6]. Ноумены (вещи-в-себе) предстают в нашем мышлении вещи для нас. Есть мнение, что получая новые модальности (квалиативные сущности), мы сможем расширить свое познание до той степени, что сможем познать ноумены. Считаю это ошибочным мнением, т.к., как мы поймём, что дошли до самих этих ноуменов? Это ведёт к вечной рекурсии. Потому считаю, что агностицизм по Иммануилу Канту справедлив.
    
    phenik
    09.03.2022 18:12
    #24149261
    +2
    Всегда хотелось понять, что такое ноумены, умопостигаемые сущности. Вот например, что такое отрыжка пьяного таракана? В отдельности, что такое отрыжка, пьяный и таракан можно представить, а вместе нет, что-то неуловимое, агностичное, постигаемое только умом)
    
    Кант гипотетически допускал объективность существования ноуменов, т.е. был реалистом в этом вопросе. За это его трансцендентальную философию особенно ценили эзотерики, см. эту статью.
    
    К рекурсии расширение восприятия не ведет, это технологическое продолжение пути проложенного эволюцией. Ведет ко все более точному знанию феноменальной стороны ноуменов.
    
    Ценю философию Канта за комплексный подход к познанию, не утерявшей эвристической ценности до наших дней, как пример, кантианская программа исследований в нейронауке.
    
    Спасибо за интересные ссылки.
    
    ginbaerbon01
    09.03.2022 18:39
    #24149319
    +1
    К рекурсии расширение восприятия не ведет, это технологическое продолжение пути проложенного эволюцией. Ведет ко все более точному знанию феноменальной стороны ноуменов.
    
    Согласен, что расширение восприятия ведет к более точному знанию, но, по моему мнению, не приведёт к истинному знанию об ноуменов. Как мы поймём, что достигли истинного восприятия ноумена? Нет предмета сравнения, нет какого-то эталона. Если и достигнем истинного восприятия то, по моему мнению, мы этого не поймём. А что если мы встретим инопланетянина с другой когнитивной системой, с другим набором модальностей? Соответственно, у них будут другие работающие формальные системы. Не приведёт ли это к релятивизму? Возможно, у кого лучше работают формальные теории, у того более точно репрезентируется реальность? Наверное, вопросов и проблем с этим намного больше, чем я смог здесь привести.
    
    Marlene14
    08.03.2022 18:16
    #24146261
    +2
    Кстати, сегодня наука занимается исследованиями и формулировкой теорий вне существующих постулатов квантовой теории.
    
    Да ладно? Если Вы выучили много заумных слов и Вам кажется что Вы шарите во всех теориях одновременно - наслаждайтесь своим величием без засорения подобных форумов. Лучше потратьте своё время на изучение курса квантовой механики. Ландау, теоретическая физика в 10 томах, особенно 2, 3, 4 - тома, а потом изучите с какими трудностями столкнулись физики в попытках объединить квантовую механику и теорию относительности.
    
    Пустая бочка громче катится.
  1. trdm
    10.03.2022 08:58
    #24150589
    В индуизме и буддизме процесс познания конечен и чётко регламентирован.
    
    Шива говорил что знание — бесконечно. (спор о 4 веде.)
    Процесс познания бесконечного не может быть конечным.
    Или вы что-то другое имеете ввиду?
    
    Marlene14
    10.03.2022 10:39
    #24150917
    Дайте ссылку на спор о 4 веде, почитаю.
    
    Шива является создателем пути для вывода индивида из иллюзии бесконечного многообразия форм, за конечное время. Этот путь - йога.
    
    Поэтому мне вдвойне интересно почитать где он говорил, т к до сих пор даже фразы "так говорил Шива" - я не слышал.
    
    Бесконечным является движение по кругу перевоплощения форм, а движение к центру - является конечным.
1. kuza2000
  08.03.2022 15:42
  #24145885
  +7
  Наука и материализм говорят об бесконечности процесса познания объективной реальности. И, пока нет ни одного объективного аргумента, который бы смог данные утверждения опровергнуть.
  
  А макаронный бог существует. И, пока нет ни одного объективного аргумента, который бы смог данное утверждения опровергнуть.
  1. kichrot
    09.03.2022 01:05
    #24147047
    А макаронный бог существует. И, пока нет ни одного объективного аргумента, который бы смог данное утверждения опровергнуть.
    
    Видимо Вы не в курсе, что в логике бремя доказательства, существования чего либо, лежит на утверждающем это существование. :)
    
    А, доказательств бесконечности не требуется, так как бесконечность это отрицание существования пределов, а не утверждение их существования. Т.е. любая функция априори считается бесконечной, если пределы ее не определены.
    
    Утверждая существование макаронного монстра, Вы определяете функцию и ее пределы. Существование того и другого именно Вы обязаны доказать. :)
    
    youngmysteriouslight
    09.03.2022 15:18
    #24148597
    -1
    Видимо Вы не в курсе, что в логике бремя доказательства, существования чего либо, лежит на утверждающем это существование. :)
    
    Это в каких логиках такое? По крайне мере в формальных бремя доказательства возлагается на того, кто первый пиз^W высказался.
    
    Например, по классике, отрицание существования пределов значит возможность преодолеть любой предел. Доказательство бесконечности функция — это доказательство всеобщности по всем пределам, которые функция преодолевает. Почему это утверждение всеобщности должно приниматься априорно, а утверждение существования — нет?

kichrot
08.03.2022 12:23
#24145077
-6
... пространство-время, как таковое, не существует в произвольно малых масштабах, и требуется кардинально иной подход ...

Сторонники подобных взглядов крайне нелогичны, так как любая переменная образует пространство. Утверждение, о возможных условиях, несуществования пространства, говорит об отсутствии любых переменных, т.е. о принципиальной непознаваемости объективной реальности. Т.е. мы видим обычный идеализм, в новой его реинкарнации.
1. MentalBlood
  08.03.2022 12:34
  #24145141
  +3
  Насколько я понял, речь не про любое пространство, а про пространство-время, где "пространство" соответствует физическому (не математическому) если не бытовому понятию
  1. kichrot
    08.03.2022 12:43
    #24145205
    +1
    ... "пространство" соответствует физическому (не математическому) ...
    
    Вы, в данном случае, отрицаете объективность математики и противопоставляете математику физике. :)
    
    torbasow
    08.03.2022 13:41
    #24145401
    +1
    Математика применима к исчислению несуществующих явлений точно так же, как существующих.
    
    kichrot
    08.03.2022 13:47
    #24145433
    -1
    ... Математика применима к исчислению несуществующих явлений точно так же, как существующих. ...
    
    Если рассматривать математику, как язык, то да, на этом языке, как и на любом ином языке, можно измыслить любой идеалистический бред. :)
    
    Но, если рассматривать НАУЧНЫЕ математические теории, то они всегда имеют в своем основании объективные постулаты, а их выводы всегда проверяются на соответствие объективной реальности.
    
    napa3um
    09.03.2022 06:33
    #24147263
    +3
    Я бы разделил предметы наук так: математика - наука об построении непротиворечивых математических моделей (логический вывод), а физика - о проецировании этих моделей на реальность (объективный эксперимент). Это как бы очень перпендикулярные проблематики, хотя друг без друга их и сложно определить.
    
    ksbes
    09.03.2022 10:30
    #24147651
    +1
    Не совсем перпендикулярно.
    
    Математика — это наука о вычислениях (в самом широком смысле). Матмодель здесь только инструмент.
    Ну а что вычислять — яблоки на столе, ангелов на кончике иглы, траектории внутри чёрной дыры или что-то абстрактно-множественно-фрактально-мета-топологическое — это уже детали.
    
    Ну а т.к. физика строится на измерениях реальности и последующих вычислениях с их результатами — то математика это неотъемлемый базис физики. Без математики физика неотличима от шаманства, религии (что неплохо видно по научпопу и, самое главное, «научпопникам») и превращается в бессмысленное словоблудие под эффектные фокусы.
    
    Так что угол тут градусов 15-30, а не 90 :)
    
    napa3um
    09.03.2022 10:42
    #24147671
    +3
    Вычислительная математика - лишь маленький прикладной кусочек математики (и, действительно, там просвечивает физика вычислителей), а математика вообще, в самом широком смысле, не об вычислениях, а об абстракциях :). Да, математика (или как минимум логика) - неотъемлемая часть любой науки, её язык, способ описания. Но между предметом и языком, описывающим этот предмет, пролегает некоторая концептуальная граница :).
    
    torbasow
    09.03.2022 06:45
    #24147271
    «имеют в своем основании объективные постулаты» ≠ тождественны физическим сущностям. Математика строится путём абстрагирования и позволяет строить гипотезы, которые могут оказаться верны, а могут нет — в приложении к физическому миру, в рамках самой математики они вполне равноправны.
    
    kichrot
    09.03.2022 08:51
    #24147431
    «имеют в своем основании объективные постулаты» ≠ тождественны физическим сущностям. ...
    
    Вы не правы. Объективные постулаты всегда основаны на объективной реальности, так как всегда обобщают предыдущий опыт, проверенный на соответствие объективной реальности.
    
    ... Математика строится путём абстрагирования ...
    
    Совершенно верно. Но в науке понятие "абстракция", это обобщение объективной реальности.
    
    ... гипотезы, которые могут оказаться верны, а могут нет — в приложении к физическому миру, в рамках самой математики они вполне равноправны. ...
    
    Окончательный вердикт, о научности любой гипотезы, выносится по результатам практической проверки, на соответствие этой гипотезы объективной реальности.
    
    Вы явно путаете два понятия - "научность" и "наукообразность". Крайне распространённая логическая ошибка. :)
    
    В науке гипотеза, как недоказанная теория, и доказанная научная теория неравноправны.
    
    Cerberuser
    09.03.2022 09:39
    #24147523
    +2
    Объективные постулаты всегда основаны на объективной реальности, так как всегда обобщают предыдущий опыт, проверенный на соответствие объективной реальности.
    
    Какой предыдущий опыт был обобщён при создании системы аксиом геометрии Лобачевского? С точки зрения математики, как абстрактной науки, они являются одним из возможных наборов объективных постулатов.
    
    kichrot
    09.03.2022 11:26
    #24147755
    +2
    Какой предыдущий опыт был обобщён при создании системы аксиом геометрии Лобачевского? ...
    
    Мдя. :)
    
    Видимо Вы не представляете, что в основе геометрии Лобачевского лежат объективные постулаты эвклидовой геометрии, от которой геометрия Лобачевского отличается только расширением понятия "плоскость" на многомерное пространство, т.е. практическим введением в оборот понятия "многомерная плоскость".
    
    Геометрия Лобачевского, это более общий случай геометрии, в который эвклидова геометрия входит, как частный случай. Здесь прямая параллель, аналогия и логическая связь с принципом относительности Галилея, как частного случая СТО.
    
    Собственно практическое подтверждение СТО является практическим подтверждением постулата геометрии Лобачевского о многомерной плоскости.
    
    А, сам этот постулат является обобщением опыта всей науки, которая постулирует бесконечномерность пространства объективной реальности.
    
    ksbes
    09.03.2022 12:42
    #24147945
    +2
    Вы Лобачевского с Минковским не спутали случайно?
    Геометрия Лобачевского прямо противоречит геометрии Эвклида (в одном постулате) и к расширению на многомерность никакого отношения не имеет. Эвклидова геометрия прекрасно прикладывается хоть к бесконечномерным пространствам сама по себе. И Геометрия Лобачевского никогда не сводится к геометрии Эвклида и наоборот. Они (почти) в прямом противоречии.
    
    И СТО к геометрии Лобачевского никакого отношения не имеет. Там совсем другая геометрия — псевдоевклидова. Это геометрия комплексной плоскости, с «векторной» реальной частью. Комплексная плоскость сама по себе никакого отношения ни к Лобачевском ни к Риману не имеет (хотя её и любят расширять «бесконечностью» — но это не обязательно).
    
    А, сам этот постулат является обобщением опыта всей науки, которая постулирует бесконечномерность пространства объективной реальности.
    
    А-А-А-А-а-а-а-_{a-a-a-a_…}
    
    kichrot
    10.03.2022 13:10
    #24151525
    Вы Лобачевского с Минковским не спутали случайно? ...
    
    Просто Вы не знаете того, что в основе модели пространства Минковского лежит геометрия Лобачевского. :)
    
    ksbes
    10.03.2022 13:59
    #24151707
    Э-э-э вы продолжаете меня поражать!
    
    Ну во-первых, геометрия и пространство — это как водка и бутылка. Оба утверждения, что: в основе бутылки лежит водка или в основе водки лежит бутылка — звучат глупо, не находите?
    
    Во-вторых, если уж говорить о глубокой связи Минковского с Лобачевским, то это у «сфер» в пространстве Минковского — геометрия Лобачевского (т.к. они — гиперболоиды).
    
    А у самого пространства Минковского (т.е. именно в СТО, а не в ОТО) — геометрия евклидова (т.е. кривизна — нулевая). Но псевдоевклидова — есть ненулевые (т.е. с компонентами отличными от нуля) вектора с нулевой длинной.
    
    Если идти ещё дальше — в ОТО, то там уже у пространства-времени кривизна появляется — но она может быть локально как положительной, так и отрицательной: как массы лягут.
    
    torbasow
    10.03.2022 06:43
    #24150433
    +1
    «Вы не правы. Объективные постулаты всегда основаны на объективной реальности»
    А я с этим и не спорил. Ещё раз: основаны — не значит тождественны им.

Milliard
08.03.2022 12:52
#24145227
+9
L_Pl = 1.616e-35 # м длина Планка
m_Pl = 2.176434e-8 # кг ширина Планка

Для комплекта не хватает высоты Планка.
1. DreamingKitten
  08.03.2022 13:18
  #24145315
  +7
  Вот да. И ширина в килограммах... Чего-то мы о Планке не знаем.
1. tongohiti
  08.03.2022 15:43
  #24145887
  +9
  Площадь Ленина — это произведение Длины Ленина на Ширину Ленина. (С)
  1. maximw
    08.03.2022 16:05
    #24145959
    +16
    Это интеграл по поверхности Ленина.

anonymous
00.00.0000 00:00
#24145463
1. kichrot
  08.03.2022 14:38
  #24145665
  +6
  ... на чем основано убеждение, что эти костыли (технологии и приборы) расширяют диапазон наших чувств, а не искажают реальность? Это ведь просто конвенция.
  
  Вы ошибаетесь два раза.
  
  Первый раз, когда выражаете уверенность, что наши чувства не искажают реальность.
  
  Второй раз, когда предъявляете к приборам и технологиям требования, о не искажении реальности.
  
  Любое взаимодействие является отражением, взаимодействующими объектами, друг друга. И, это отражение всегда искажено. И это искажение принципиально окончательно неустранимо, никакими способами и средствами. Именно, этот объективный факт лежит в основе материалистического утверждения, о бесконечности процесса познания объективной реальности.
  
  Кстати, конвекциональный характер всех понятий определяется именно этим объективным фактом. Объективно невозможно сформировать и сформулировать абсолютное понятие. Абсолют недостижим принципиально.

anonymous
00.00.0000 00:00
#24146091
1. Wizard_of_light
  09.03.2022 16:16
  #24148879
  Процедурный вопрос: на чем основано убеждение, что эти костыли (технологии и приборы) расширяют диапазон наших чувств, а не искажают реальность?
  
  О, они наверняка искажают, и предпринимается масса усилий, чтобы эти искажения компенсировать. Этот вопрос, если я не ошибаюсь, впервые встал, когда Галилей направил телескоп на небо и увидел там всякое. Тогда вопрос решился просто - телескоп с тем же успехом можно направить на соседнюю гору, до которой можно тупо дойти и сравнить то, что видно в телескоп с тем, что видно глазом. Как-то так это и сейчас работает - есть цепочка перекрывающихся свидетельств от наших органов чувств до показаний приборов, выходящих за пределы непосредственного опыта, и результаты сравнений показаний разных приборов.

azTotMD
08.03.2022 16:02
#24145953
+4
ведь они подчиняются закону обратных квадратов

Не ради поспорить, а уточнить.

Кулон и Кавендиш (или кто установил обратную квадратичность гравитационных сил?) имели ведь дело с макроскопическими расстояниями. Есть ли у нас уверенность (или подверждающие опыты), что на микроскопических расстояниях, ну хотя бы порядка ангстрема, эти силы по прежнему обратно пропорциональны квадрату расстояния?
1. mirwide
  08.03.2022 17:41
  #24146175
  +8
  Были исследования в 1947 году У. Лэмбом атома водорода и дейтерия, в которых доказано что закон Кулона выполняется на масштабах 10⁻⁸ см. Позже определили что перестает соблюдаться при уменьшении расстояния до 10⁻¹¹ см

Spaceoddity
08.03.2022 16:28
#24146007
Помню мне на глаза попалась схема разделов физики (и уже очень давно - лет 20 назад):

есть классическая механика, есть квантовая, есть релятивистская, а есть квантово-релятивистская. Т.е. в зависимости от того, к какому типу относится рассматриваемое явление, применимы соответствующие законы того или иного раздела. На этом, в принципе можно и закончить объяснение. Если люди думают что есть классическая физика, а есть вот эта вся "Эйнштейновая муть" - то есть даже не различают квантовую и релятивистскую физику, то как вы им собрались объяснить что есть, так сказать, ещё промежуточный раздел - к которому неприменимы законы как квантовой, так и релятивисткой.

А ведь ещё термодинамика. Объяснить которую на "планковских размерностях" будет ой как непросто.

sidorovmax
08.03.2022 16:57
#24146053
+2
Постоянная Планка великовата - тяжело жить.
1. tongohiti
  09.03.2022 09:47
  #24147535
  +2
  Ну а что вы хотели — растёт на фоне санкций…

phenik
08.03.2022 18:06
#24146245
+2
Спасибо познавательную за статью!

Всё же, первая позиция привлекательней чем дискретная Вселенная. Довольно интересно думать о бурлящем и пузырящемся пространстве-времени, где на саму геометрию влияют квантовые неопределённости. Принцип неопределённости пространства и времени! И раз они подчиняются некоммутативной геометрии, то пространство можно было бы изучать и за планковскими границами за счет увеличения неопределённости времени. В любом случае, последнее слово за теорией квантовой гравитации.
В статье не упомянуты попытки экспериментального поиска «зернистости» (дискретности, квантованности) пространства и времени, пусть и спорные. В этом коменте собрал результаты таких исследований, а также привел некоторые самостийные размышления о природе и восприятии пространства и времени)

kuzzzov
08.03.2022 18:23
#24146275
Хочу задать вопрос автору: по вашему мнению, пространство и время - это физические сущности, обладающие собственной структурой, или же это чисто математические абстракции, удобные для расчетов и вычислений?
1. victor_1212
  08.03.2022 22:19
  #24146759
  +1
  хотя не автор, но замечу, что вопрос не тривиален, и тоже интересует приличное время, для простоты можно сформулировать в несколько другой форме -
  
  "наше декартово 3х мерное пространство, это что изобретение, как скажем паровоз, или открытие, скажем как континент 2х америк ?",
  
  интересно, что близкие вопросы стали предметом широко известного спора между Ludwig Wittgenstein и Alan Turing в Кембридже, где Wittgenstein читал лекции по основаниям математики, а Turing был одним из слушателей, можно посмотреть например здесь:
  
  http://positivists.org/blog/archives/5425
  
  или в книге "Wittgenstein’s Lectures on the Foundations of Mathematics"
  1. mad_god
    08.03.2022 22:55
    #24146829
    Можно ли сказать, что частицы перемещаются "по пространству" или это могут быть возмущения самого пространства, как физического объекта?
    
    То есть, например, запутанные фотоны начинают существовать как нечто в двух местах одновременно, потому что это один объект, существующий в четвёртом измерении и проецирующийся на две точки трёхмерного пространства? А можно спроецироваться и не только на две?
    
    Как, например, у нас пузырь на обоях, мы нажмём на него и у нас возникнут два или больше пузырей или мелкая рябь. Как только у нас есть возмущение, оно затрагивает близлежащие точки, а при определённых свойствах материала и даже сильно удалённые.
    
    А если у нас сильно растягивающийся материал и мы можем вытащить из него шар, а затем закрутить основание, то у нас будет существовать обособленное пространство от основного материала, как частица.
    
    А в топологии вообще можно делать всякие операции с выворотом внешних и внутренних слоёв через друг друга, так что двигаясь по наружному пространству мы будем отталкиваться от этих сущностей, но вывернувшись вовнутрь будем притягиваться, так как знак поменяется, насколько я себе могу вообразить.
    
    Ну, то есть, если есть холм, нам сложно удержаться на вершине, мы скатываемся в стороны, а если есть яма, мы остаёмся внизу ямы и нам сложно из неё выйти.
    
    А если есть разделение на внутри-снаружи, мы можем рассматривать это как физическое столкновение частиц или внутриядерное сильное взаимодействие, которое не так-то просто пробить, потому что ты находишься как бы внутри шара и куда бы ты не шёл, ты остаёшься на его внутренней поверхности. А чтобы оказаться на внешней поверхности шара, нужно каким-то образом "вывернуться" наизнанку или наоборот, заставить окрестности этого шара как-то изменить своё воздействие, чтобы он разгладился, не содержал напряжений, сжатий, энергии.
1. omxela
  08.03.2022 22:45
  #24146801
  +1
  Если Вы задаёте вопрос в рамках науки физики, то я в ответ спрошу, а как Вы их (сущности и абстракции) различаете? Математика - естественный язык физики. А физические сущности - это то, что можно измерить. Не более того. Известный пример, который Фейнман приводит в своих лекциях. В классической электродинамике векторный потенциал вводится именно как математическая величина, облегчающая вычисления (вместо 6-ти компонент поля вы имеете только 3 компоненты потенциала). А в квантовой электродинамике векторный потенциал можно экспериментально измерить. Это "физическая сущность".
  1. phenik
    09.03.2022 05:59
    #24147239
    +1
    Математика — естественный язык физики. А физические сущности — это то, что можно измерить. Не более того.
    Измерение пространства и времени в этом отношении отличаются от измерения обычных физических величин. Например, интенсивность света можно измерить по количеству фотонов попавших на сенсор прибора, также работают фоторецепторы глаз. Но измеряя пространство с помощью линейки вы не осуществляете какое-либо взаимодействие с объектом измерения. Циклические процессы с помощью кот. измеряется время также не взаимодействуют с ним непосредственно, как с отдельной физической сущностью. Знатоки физиологии могут вспомнить про вестибулярный аппарат, и привести такой довод. В ОТО тяготение это искривление пр-временного континуума. След. влияя на отолиты в вестибулярном аппарате они все-таки как-то взаимодействуют с пространством и временем, кот. мы ощущаем как притяжение или инерцию. Напомню, что пр-временной континуум является математической моделью, точнее геометрической моделью гравитации в рамках ОТО. Моделью наглядно объясняющей ее проявления в сравнении с дальнодействием в теории Ньютона. Но не объясняющей характер этого взаимодействия, наличия посредника взаимодействия в виде гравитонов, или иного подобного механизма, существование кот. экспериментально подтверждено. Выше давал ссылку на комент в котором перечисляются эксперименты в кот. пытались зафиксировать какую-либо структурированность пространства и времени. Пока безрезультатно.
    
    Записи зависимостей f(t) и f(x,y, z) в физическом формализме имеют символический смысл, укорененный в нашем сознании, точнее интуитивном уровне. Это не просто эмпирически установленные факты. Их происхождение необходимо связывать не только с объективно существующим физическим миром, но и эволюционно выработанными, когнитивными механизмами позволившим животным и человеку существовать и приспосабливаться к жизни в этом мире. Главное позволившим познавать его. В противном случае еще долго придется гоняться за фантомами сознания)
    
    Wizard_of_light
    09.03.2022 17:13
    #24149069
    +2
    Измерение пространства и времени в этом отношении отличаются от измерения обычных физических величин.
    
    Я бы сказал, что пространство и время сродни таким параметрам, как энтропия и энергия - физические системы обладают ими и могут изменять, но трудно представить, как с этими величинами можно "непосредственно взаимодействовать". Непосредственно взаимодействуют физические системы, а не описывающие их параметры. Проблема только в том, что нам нужно некоторое минимальное число параметров, чтобы описать взаимодействие систем и изменение их состояния. Если мы видим на столбе объявление "состоится представление" и хотим на него попасть, то нам нужно уточнение - "через Чэ часов на этаже Эн здания Ка по улице Икс", и я не представляю, как уменьшить число нужных параметров, чтобы мы таки попали на это представление.
    
    phenik
    10.03.2022 06:15
    #24150427
    Согласен, хотя делал акцент на это
    Непосредственно взаимодействуют физические системы, а не описывающие их параметры.
    Да, объект измерения и измерительная система. Но что является объектом измерения в случае времени и пространства? Протяженность тел, полей, и длительность процессов? Если к ним относиться как атрибутам тел и процессов, то пространство и время это просто обобщения этих свойств, и говорить о них как о самостоятельных физических сущностях не приходится. Экспериментальная практика пока подтверждает это. Если это так и будет, то в перспективных фундаментальных теориях пр-временные свойства должны переместиться в разряд свойств фундаментальных объектов (частиц, полей, или др. сущностей), а сами пр-временные отношения должны выводить из них, с учетом присутствия наблюдателя. Частично подобное уже произошло в КМ, хотя большинство физиков не признают этого, и всеми силами пытаются изгнать присутствие наблюдателя из описания)
    Перспективные теории кв. гравитации делают шаг в таком направлении, но по прежнему постулируют в какой-либо форме пр-временные элементы нижнего уровня, а они должны быть только некоторыми свойствами более фундаментальных составляющих. При таком подходе на автомате должна решаться проблема направления «стрелы» времени. Пока это только спекуляции, но есть серьезные физики кот. мыслят в этом направлении, тот же К. Ровелли, основной автор петлевой теории кв. гравитации.
  1. kuzzzov
    09.03.2022 11:04
    #24147721
    Я конечно не силен в физике, поэтому могу путаться с терминологией.
    
    Но, по моему, если пространство-время - это самостоятельная физическая сущность, то оно должно обладать какой то структурой, например порождаться взаимодействием экзотических элементарных частиц, либо чего то иного. А все физические объекты позиционируются в пространстве и времени благодаря взаимодействию с такой структурой.
    
    Если же пространство-время математическая абстракция, то координаты в пространстве и времени могут быть, например, внутренними характеристиками самих элементарных частиц. Примером может быть любая компьютерная модель, в которой координаты объектов - это лишь числа в оперативной памяти, а пространство - это, по сути, набор правил, по которым данные числа изменяются.
  1. Spaceoddity
    09.03.2022 18:03
    #24149237
    Математика вполне самодостаточна (поскольку оперирует абстракциями). И вполне возможно что физика в конечном итоге сводится именно к математике. Не в смысле интерпретации физических явлений через математические выкладки, а в контексте того, что физические законы - вытекают из математических (а не интерпретируются через математику).
    
    napa3um
    09.03.2022 23:26
    #24149929
    +2
    Такой взгляд на мир называется платонизмом, и он, если хорошенечко копнуть, и является концептуальной основой христианства (например) или любой другой идеализации объективной реальности :). Платонизм невозможно доказать или опровергнуть, он может быть лишь удобной или неудобной игрой слов, и на текущий момент решили, что таки удобнее различать физическое существование и математическую непротиворечивость, различать объекты и их меру, так сказать :).
    
    Всё, что физически существует, должно быть математически непротиворечивым, но не всё, что математически непротиворечиво, физически существует :). Примерно такая концептуальная граница между физикой и математикой.
    
    Spaceoddity
    10.03.2022 11:22
    #24151083
    +1
    Нет. Я немного о другом.
    
    Например, есть такая тема "единство сил природы" - попытки свести 4 фундаментальных взаимодействия к какому-то одному, общему принципу. С электромагнитным и слабым это получилось. Так вот нередко высказывается мнение, что этот основополагающий принцип может быть математическим. Например в зависимости от количества измерений пространства.
    
    Или история о том, как теория относительности "вырисовалась" из неевклидовой геометрии. Т.е. я хочу сказать, что возможно, математические законы сами по себе являются законами природы, а не какими-то абстракциями для объяснения физических явлений.
    
    Что же до "математической непротиворечивости", то тут сама математика пока не может дать ответа. См. проблему Гильберта №2.
    
    napa3um
    10.03.2022 14:27
    #24151827
    +1
    Платонизм - сильная парадигма, трудно увидеть, что находишься в ней, не выйдя из неё :).
    
    phenik
    10.03.2022 04:30
    #24150351
    +1
    Математика вполне самодостаточна (поскольку оперирует абстракциями).
    В действительности нет. Геометрия, арифметики и мат. статистика имеют эмпирические корни, частично основаны на интуиции, кот. имеет эволюционное происхождение. Вся остальная математика строится на последовательных обобщениях и модификациях этих базовых дисциплин, и концептов из них, возникающих в различных практических контекстах. Это не очевидно внешне исходя только из математического образа мышления, но когнитивные исследования, включая на уровне активности мозга, выявили именно такие связи.
    
    Кстати, разработчики ИИ столкнулись с подобной проблемой, которую когда-то решала эволюция, как оперировать с числами, геометрическими примитивами и вероятностями, и решать новые задачи, не встречавшиеся ранее. Зазубривание гигабайтов информации из инета, как сейчас делается в стат. моделях языка, не решает проблему принципиально. Всегда найдется новая ситуация которая такой ИИ поставит в тупик, т.к. она не понимает смысла чисел, и др. мат. примитивов. В этом коменте можно найти подробности почему так происходит, и возможный вариант выхода из ситуации исходя из опыта решения таких проблем эволюцией.
    
    Spaceoddity
    10.03.2022 11:27
    #24151099
    +1
    В действительности вы как-то очень лихо с плеча рубите. Эмпирические корни часто имеют под собой теоретическое обоснование, до которого человеческий ум ещё просто не додумался. "Все предметы падают на землю" - такая вот эмпирическая аксиома до Ньютона была.
    
    Если вы не можете дать рациональное объяснение какому-то явлению - совершенно не факт что его не существует. Теория игр (в частности "Жизнь" Конуэя), клеточные автоматы и т.п. сейчас ещё только в самом начале своего развития.
    
    phenik
    10.03.2022 13:57
    #24151695
    +1
    Эмпирические корни часто имеют под собой теоретическое обоснование, до которого человеческий ум ещё просто не додумался.
    Пока такого опыта у человечества не было, всегда в конечном итоге любая научная теория опирается на эмпирические корни, или интуитивные представления, кот. на поверку также опираются на эмпирические корни, пусть и эволюционного происхождения. Другое дело, если вы сторонник математического платонизма, пусть и неявно, то тут ничего не попишешь.
    Теория игр (в частности «Жизнь» Конуэя), клеточные автоматы и т.п. сейчас ещё только в самом начале своего развития.
    Мне нравятся клеточные автоматы, в частности, игра Жизнь, кот. де факто является модельной задачей в исследованиях проблем эмерджентности, попробовал проиллюстрировать это на жизни плоскатиков) Но сами по себе кл. автоматы являются схемами вычислений реализуемых физическими процессами. Возможно нейроморфные технологии разрабатываемые для нейросетевых ИИ отлично подойдут и для эффективного решения задач с клеточными автоматами.
    
    Spaceoddity
    10.03.2022 14:43
    #24151887
    +1
    Смотрите, что такое "математический платонизм" в моём понимании. Музыка - это математика. Ну по крайней мере её диатоническая форма, привычная нам всем. Звучание нот диатонического ряда - это по сути натуральные и рациональные числа. Какие-то музыкальные интервалы кажутся нам приятными на слух, какие-то неприятными, а условная последовательность таких интервалов может произвести впечатление красоты "сверхчеловеческого гения" (сюиты Баха, балеты Чайковского). Хотя формально все это можно представить в виде ряда рациональных чисел. На эту тему понаписано много чего (в том числе и псевдонаучного и научно-фантастического). Но вот, кмк, "математический платонизм" это как раз говорить что мы слышим не музыку, а математику. Её гармонию. Просто в более доступной нашему мозгу форме.
    
    Дальше. Эмпирические корни и интуитивные представления. Практически вся физика 20 века - абсолютно не интуитивна. Все эти квантовые парадоксы, теории относительности - они никак не вытекают из нашего жизненного опыта и эволюционных фокусов. Они наоборот, кажутся нам противоестественными. И вот на что, например, опирается теория относительности? На какой эволюционный опыт? На отрицание, кажущегося абсолютно очевидным, пятого постулата Евклида?
    
    Теперь ИИ и зазубривание гигабайт. Тут проще всего провести аналогию с шахматами. Вы знаете что такое Стокфиш? Чем отличались шахматные движки конца прошлого века от нынешних? Раньше было популярно мнение, что компьютер делает очень рациональные ходы, но без пресловутой "красоты". А человек может просчитывать позицию не так точно, но с эдакой "элегантностью". Прошло 20 лет. В шахматных движках принципиально ничего не изменилось - повысилось только быстродействие. Компьютер стал считать варианты на большую глубину ходов. И внезапно шахматные партии от компьютера вдруг стали очень "красивыми". Он считает на такую глубину, что может находить совершенно неочевидные (и на первый взгляд даже бессмысленные) ходы, которые приводят позицию к "мат в N ходов". И теперь формальным признаком того, что играешь против ИИ, так же является "красота" хода. Только эта "красота" остаётся уже за компьютером. Мол, такой красивый и неочевидный ход мог найти только компьютер. Так что качественное различие перебивается количественным.

kokonT
08.03.2022 19:01
#24146365
+1
Современные исследователи в области квантовой теории поля спокойно оперируют расстояниями, меньшими планковской длины. в качестве примера см. например https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.101301

Так что в данной статье тема раскрыта не вполне точно. Полезнее было бы дать ссылку на Б. Грина (https://ru.wikipedia.org/wiki/Элегантная_Вселенная) или на популярное изложение анализа размерностей.

levevg
08.03.2022 19:02
#24146369
+2
Недавно как раз возник вопрос, из чего следует эта верхняя граница массы частиц. Статья это упоминает, но, увы, не объясняет.

планковская масса является ... верхней границей массы фундаментальных частиц

Совершенно непонятен этот переход. Мы начали с того, что сближаем два электрона. То есть, во-первых, имеет место электростатическое отталкивание, которое добавляет энергию/массу в систему; во-вторых, известно некое расстояние между частицами.

Но ведь из этого никак не следует, что не может существовать отдельная частицы большей массы и радиуса? Не обязательно даже заряженная. Наверняка, это следует из чего-то ещё. И вот про это что-то ещё было бы здорово узнать :)
1. Yermack Автор
  08.03.2022 19:22
  #24146427
  +1
  Пределы задаются как раз стыком двух теорий. Можете почитать про https://ru.wikipedia.org/wiki/Максимон и https://ru.wikipedia.org/wiki/Планковская_масса и пробежаться по тамошним ссылочкам, например эта статья выглядит простой. Не знаю ваш уровень подготовки, но в следующей статье есть ссылки на теорию поля, там все выходит более основательно

K_Chicago
08.03.2022 22:18
#24146757
+1
Я только понял что не зря "в Мировом Совете Горби проталкивал вопрос о запрете исследований вакуума ниже фундаментальной длины", а " КОМКОН неоднократно останавливал людей, которые хотели что-то знать. Например, знать, как устроено пространство ниже фундаментальной длины".

v1000
09.03.2022 09:29
#24147499
+1
Все-таки удивительно, что чем больше мы узнаём, тем больше оказывается, что мы чего-то ещё не знаем.
1. kichrot
  09.03.2022 09:53
  #24147553
  +1
  Это не удивительно.
  
  Было бы действительно удивительно, если бы мы смогли дойти до края бесконечности.

fshp
09.03.2022 12:50
#24147965
+1
Почему в качестве примера взяты не самые легкие известные частицы, а электроны? Или масса частиц в конечном счёте не влияет?
1. Yermack Автор
  09.03.2022 16:14
  #24148867
  +2
  На самом деле можно было поставить мысленный эксперимент так, как будто мы пытаемся определить положение некоторой частицы. Для этого мы бы подсвечивали ее фотонами определенной длины волны (энергии) и тогда бы опять возникла неопределенность Гейзенберга, рост массы и все вышеприведенные выкладки. Можно было использовать не фотоны, а хорошо-разогнанные электроны - ультрарелятивистские частицы в некотором пределе тоже безмассовые. Но для статьи решил остановиться на чем-то более понятном и интуитивном

Bedal
09.03.2022 15:53
#24148765
Спровоцированный вопрос не по теме:
В статье на вики, на которую дана ссылка, не вполне корректно написано:
наблюдаемая Вселенная есть не что иное, как внутренность чёрной дыры

Но ещё там написано:
Пространство внутри чёрной дыры за горизонтом событий начинает расширяться
И вот это порождает вопрос: почему оно начинает расширяться, с какой стати?

Rutel_Nsk
09.03.2022 16:16
#24148877
Можно задать «глупый» вопрос: А что такое время с физической точки зрения (если отбросить математику)?
Мое мнение: Это отношение длительности (размера) объектов (периодов если макромире), те вторичная не имеющая непосредственного физического носителя величина.

Интерсно, а как будет вглядеть описываемая Вами физика если из нее убрать убрать время?
1. ksbes
  09.03.2022 17:00
  #24149037
  +1
  Интерсно, а как будет вглядеть описываемая Вами физика если из нее убрать убрать время?
  Никак. «Выглядеть» — это глагол. Действие. Без времени нет действий. И потому выглядеть что-либо никак не может. Как и существовать (тоже глагол, тоже действие). Поэтому время фундаментально. Так же как и пространство — без него тоже ничто не может существовать (в нашем понимании существования)
  
  : А что такое время с физической точки зрения (если отбросить математику)
  Время — понятие интуитивное и, потому, труднообъяснимое. В физике это просто количество эталонных циклов, которые мы считаем одинаковыми по длительности (например, запускаем в параллель много таких циклический процессов и убеждаемся что они идут синхронно и синхронизация не сбивается).
  В физике любая величина — и пространство и сила тока и просто сила — это всё сравнения с эталонами (даже для производных величин). Без них — никак. И такого понятия как «физический носитель» у физических величин нет. Есть только наличие физически существующего эталона или его отсутствие (для чисто вычисляемых величин, вроде светового года).
  Для времени такой эталон — есть.
  1. Rutel_Nsk
    09.03.2022 18:04
    #24149239
    В физике это просто количество эталонных циклов, которые мы считаем одинаковыми по длительности (например, запускаем в параллель много таких циклический процессов и убеждаемся что они идут синхронно и синхронизация не сбивается).
    
    Я примерно это и написал. У времени нет физического носителя, это просто математическая абстракция. И мне странно почему она присутствует в базовых формулах. И что будет если в формулы подставить эти соотношения определяющие время.
    
    В физике любая величина — и пространство и сила тока и просто сила — это всё сравнения с эталонами (даже для производных величин)
    
    Для «нормальных» физических величин отношения задают их связь между ними.
    
    Кстати в компанию к времени стоит добавить еще и расстояние, тоже не имеет физического носителя, со всеми вытекающими.

Dmitry2300
09.03.2022 18:37
#24149313
+1
Классная и интересная статья, мне очень понравилось)????????????

Ainvain
09.03.2022 20:54
#24149657
Объект высокой плотности, из которого не может выйти даже свет, называется черной дырой.

Почему о черной дыре всегда говорят так, как будто ничто не способно её покинуть? Да, ничто не может двигаться быстрее света. Однако, чтобы выйти из гравитационного колодца, можно двигаться с любой положительной скоростью, если ускорение больше ускорения свободного падения. А на ускорение физических ограничений нет. Свет так не умеет. Поэтому конкретно он не может покинуть черную дыру.
1. Cerberuser
  10.03.2022 05:45
  #24150411
  +1
  Однако, чтобы выйти из гравитационного колодца, можно двигаться с любой положительной скоростью, если ускорение больше ускорения свободного падения
  
  Можно какой-нибудь пруф? Интуитивно кажется, что это "верно" только в том смысле, что мы можем начать двигаться с любой скоростью и достаточно большим ускорением, и таким образом набрать требуемую скорость убегания; но это не отменяет того факта, что для чёрной дыры скорость убегания выше, чем скорость света.
  1. ksbes
    10.03.2022 08:55
    #24150581
    +1
    Скорость убегания — это скорость убегания на бесконечность. Скорость убегания Земли порядка 12-13 км/с, но чтобы покинуть поверхность Земли достаточно подпрыгнуть. А чтобы попасть из пушки в Луну без учёта сопротивления атмосферы скорость снаряда должна быть в два раза меньше — порядка 6,5 км/с (там в результате скорее Луна в снаряд врежется, чем наоборот, но всё же). Т.е. даже меньше орбитальной.
    
    В таких рассуждения мы должны увидеть внутренности чёрной дыры, если достаточно к ней приблизимся.
    
    НО! чёрная дыра возникает в рамках ОТО, а не в «ньютоновской физике» (там должно получаться что типа «кварково-глюонной звезды»). А в рамках ОТО «скорость убегания» и гравитация имеют совсем другие смыслы.
    И для чёрной дыры проблема в том, что пространство-время (особенно время) так искажаются, что куда бы ты внутри чёрной дыры с какой бы скоростью не летел — ты всегда летишь в сингулярность, в её центр. Для разных типов дыр это немного по разному и не всегда верно, но в общем принцип именно такой.
    Просто потому что эта сингулярность — это четырёхмерная сингулярность. Т.е. там в одну точку сходится в том числе и всё прошлое и всё будущее, а не только пространство.
    
    Поэтому свет не может покинуть чёрную дыру и мы ничего внутри увидеть не сможем ни с какого расстояния.

Qwa7
09.03.2022 23:03
#24149881
Зачем что то сжимать до черной дыры, если можно ничего не сжимать и посмотреть на квантовые поля ?