Вселенные рождаются непрерывно. Гипотеза о кванте пространства-времени ("Аномалия" №3 1991)

Олег СПИРИДОНОВ, кандидат технических наук, доцент Московского института электронного машиностроения

Идеи дискретности (прерывистого, скачкообразного изменения) физических величин стремительно ворвались в науку вслед за основополагающими работами М.Планка. Кто не знает о его знаменитой постоянной h – этом минимальном значении или КВАНТЕ действия. Идея оказалась чрезвычайно плодотворной, о чем можно судить по последующим блестящим достижениям квантовой теории. Стало модным находить кванты везде и всюду. Так, заряд электрона стали называть квантом электрического заряда несмотря на то, что в последних исследованиях установлена сложная внутренняя субструктура «элементарного» электрического заряда. Анализируются и предложенные Планком так называемые планковская длина 1р = ( h G/c3 ) 1/2 @ 10-33 см и планковское время t р = 1р / с @ 10-43 с.

В ряде работ этим величинам уверенно присваивается статус квантов пространства и времени, правда, эту точку зрения разделяют далеко не все ученые. Нерешенность какой-либо проблемы всегда является стимулом к ее исследованию, поэтому представляется целесообразным углубленный анализ теоретических посылок введения понятий 1р и tр.Они были введены Планком еще в 1900 г. в результате в общем-то формальных преобразований, основанных на соображениях размерности. Вряд ли это может служить сколь-нибудь убедительным теоретическим обоснованием для присвоения величинам 1р и t р фундаментальных статусов квантов пространства и времени. В доказательство этого положения можно привести и другие вполне понятные соображения.

Одним из кардинальных выводов созданной в 1916 г. А.Эйнштейном общей теории относительности явилась концепция ЕДИНОГО четырехмерного ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ. Объектом научных исследований стала совершенно новая сущность, почти незаметная черточка в середине слова связала пространство-время в неразделимое понятие. Поразительно, что до сих пор этот принципиальный результат никак не отразился на судьбе величин 1р и t р , эти понятия по-прежнему имеют широкое хождение в науке. Не пора ли прислушаться к великому Гете:

Во всем подслушать жизнь стремясь,
Спешат явленья обездушить,
Забыв, что если в них нарушить
Одушевляющую связь,
То больше нечего и слушать.

То, что было естественным для Планка, вряд ли может быть сохранено без изменений после создания общей теории относительности. Требования неумолимой логики не позволяют разрывать («нарушать одушевляющую связь») единый объект – пространство-время – на отдельные пространство и время. Естественно, что при этом неправомерно говорить и о самостоятельном существовании квантов пространства и времени.

Пойдем по этой еле наметившейся узенькой тропинке рассуждений дальше и посмотрим, на какую дорогу мы сможем выйти. После сказанного выше нам представляется логически оправданным предположить существование кванта единого пространства-времени, называемого далее st (space-time) квантом. Его можно легко сконструировать из трех фундаментальных физических постоянных – скорости света С, гравитационной постоянной G и постоянной Планка ħ:

st = h2 G2 / c7 @ 10-142 см3 с.

Некоторые следствия, вытекающие из гипотезы о существовании st-кванта, представляются нам принципиальными в научном и мировоззренческом планах.

  1. В четырехмерном пространстве-времени st-квант играет столь же фундаментальную роль, что и постоянная Планка h в двумерном фазовом пространстве. Внутри st-кванта нельзя одновременно точно определить пространственные и временные характеристики события. Можно полагать, что в «объеме» st-кванта все события происходят одновременно.
  2. Из конечности st-кванта следует, что события могут иметь малую длительность, но происходить одновременно в большом объеме трехмерного пространства V, и наоборот. Это можно рассматривать как теоретическое доказательство несостоятельности гипотез о существовании квантов пространства и времени.
  3. События, длящиеся малые промежутки времени, происходят одновременно в больших объемах V. Из соотношения неопределенности Гейзенберга DЕ Dt @ h следует, что они характеризуются значительной неопределенностью энергии DЕ. Отсюда можно сделать вывод о возможности непрерывного рождения множества виртуальных вселенных. Эти соображения могут быть учтены при анализе начального этапа расширения нашей Вселенной и при решении существующей в современной космологии проблемы горизонта.
  4. Так как st = V t ¹ 0, то ни V, ни t не могут быть в принципе равны нулю. Физически это понятно, ибо обратное означало бы отсутствие события. Не менее важны и философские следствия, вытекающие из этого положения. Пространство и время, являющиеся формами существования материи, неуничтожимы, как вечна и сама материя. На уровне st-кванта происходит ее вечное «кипение», пространство-время динамично, оно непрерывно творит само себя с меняющимися в каждом акте физическими законами и свойствами.

По просьбе редакции «Аномалии» мнением о гипотезе О.Спиридонова поделились член физического общества СССР, доктор технических наук Римилий АВРАМЕНКО и кандидат технических наук Валентина НИКОЛАЕВА:

Попытки выявить «сигнал» из потока зашумленной первичной информации об аномальных, малопонятных и вовсе непонятных, с позиций современной науки, явлениях во многом обречены на провал априори. Обречены в связи с подразумевающейся само собой для любого современного ученого справедливостью базовых, аксиоматических положений физики. По-видимому, в этой cитуации также малоперспективны различные, в том числе и весьма квалифицированные научные построения, базирующиеся на фундаменте первичной аксиоматики. К концу XX века почти все забыли, что исходная научная (физическая) аксиоматика – это лишь продукт группового соглашения ученых, выработанные ими «правила игры», имеющие смысл и действующие только в пределах определенного круга изучаемых явлений (на конкретном научном «стадионе»). За пределами этого круга – реальная жизнь, реальная Природа со своими законами, которые еще предстоит узнать, понять и использовать (надеемся, только во благо человечества). Вкладывать в эти соглашения физический смысл так же абсурдно, как, например, придавать физический смысл правилам игры в футбол при отсутствии самого футбола – ворот, мяча, площадки, игроков...

В связи с публикацией гипотезы о кванте пространства-времени нельзя не указать, что понятия «пространство» и «время» также не имеют какого-либо другого смысла, отличного от понятия «удобное аксиоматическое соглашение ученых о способе упорядоченного описания окружающего мира и событий в нем». Свойствами же может обладать только физический объект (явление), описываемый в терминах «пространство» и «время».

В качестве еще одного примера можно привести понятие «поле». В США (см. Берклеевский курс физики, т.4) справедливо учат студентов, что фактически никаких полей, как cамостоятельных сущностей, никто никогда экспериментально не наблюдал. В нашей стране на это обстоятельство указывал до войны И.Е.Тамм: «Поле есть лишь удобный (для рассматриваемого круга явлений. – Р.А., В.Н.) способ описания реально наблюдаемого дистантного взаимодействия тел (объектов)».

Аксиомы, как известно, не подлежат дальнейшему анализу. Для более полного и простого описания действительности их можно только заменить на более адекватные. Поэтому, в свете сказанного, можно понять неэффективность современной науки для прорыва в новые области знания. Для радикального продвижения вперед необходимо вернуться на ряд шагов назад, выявить ошибочные аксиоматические положения (или их ошибочную современную трактовку), выработать новые, более адекватные «правила игры».

Иную точку зрения о гипотезе высказал заведующий кафедрой МГИУУ профессор Лев ТАРАСОВ:

Гипотезе о существовании кванта единого пространства-времени (st-кванта), наверное, придется пережить все то, что сопровождает появление любой новой оригинальной идеи. Вполне возможны ее неприятие одними учеными и одобрение другими, не исключены и промежуточные суждения (скепсис, осторожность). Будущее покажет, кто прав. В этой рецензии излагается одно из мнений, которое, думаю, поможет правильнее оценить предлагаемую гипотезу.

Я хорошо знаком с более чем десятилетними исследованиями автора гипотезы в области фундаментальных физических постоянных, рецензировал его книги. К сожалению, в физике сложилась явно аномальная ситуация, когда содержание соответствующих ГОСТов мало отвечает их обязывающему названию. В текст последнего из них в качестве основных констант включены, в частности, планковские длина и время. В рецензируемом материале анализируется имеющаяся неоднозначность в оценке смысла этих величин, подчеркивается логическое несоответствие между предположениями о существовании квантов пространства и времени с выводами общей теории относительности. На этой тщательно подготовленной почве и родилась гипотеза автора st-кванте.

В этой работе нам предложена не просто «голая» идея. В ней найдено значение st-кванта и анализируются принципиальные выводы, вытекающие из гипотезы. Они представляются мне чрезвычайно емкими в научном и мировоззренческом планах. Особо выделю тезисы о динамичности пространства-времени, его неуничтожимости, дающие новую интерпретацию вечным вопросам о происхождении Вселенной.

Суммируя сказанное, считаю целесообразным опубликование работы О.Спиридонова в качестве приглашения к серьезной дискуссии.

copyright © АЭН, С. Ермаков