Гносеологика дискретной темпоралогии
Олег Орестович Фейгин, Северо-Восточное
Региональное Отделение Института Научных и Научно-Технических Исследований Украинской
Академии Наук г. Харьков, Украина
Логико-гносеологический
анализ является основным методом синтетической гносеологики и его применение к
дискретной темпоралогии позволяет выявить новые аспекты атемпоральной
реальности окружающего мира. В качестве онтологических предпосылок логики
исследуется концептуальная система: дискретизация® квантовая хронофизика®
физическая космология. Методологию теоретической физики здесь представляют
универсальные принципы фундаментальной физической дискретизации,
распространяемые на темпоральные явления и процессы. Соответственно расширяется
система метанаучных концептов, включая терминологию "атемпоральной
физической реальности". В таком концептуальном образе универсальности
физической картины мира и рассматривается фундаментальная гипотеза, согласно
которой дискретность хронофизического пространства лежит в основе любых других
видов объективной реальности.
Понятие
дискретной физической реальности, как квантового аспекта объективного мира
позволяет идентифицировать обширное множество отдельных проблемных ингредиентов
окружающей действительности [1, 4]. Считая, что Вселенная представляет собой
целостное множество иерархически связанных между собой систем с
соответствующими структурными объектами, поставим задачу выяснения у них
наличия новых атемпоральных свойств и отношений координации и субординации. В
теоретической физике данная тематика актуализировалась с эволюцией понятийного
аппарата квантовой механики. Переход от атомных к субъядерным явлениям в
физическом вакууме привел к сложным вопросам существования отдельных
виртуальных микрообразований. Их дальнейшая систематика и субструктуризация
потребовала введения инновационных эвристических моделей дискретной физической
реальности [2, 3].
Следуя
гносеологике общефилософского категориального базиса, отметим, что математическая
часть дискретной теории квантовых эффектов, вместе с некоторыми формальными
рецептами, была построена раньше, чем были выработаны соответствующие
физические понятия. Аналитический аппарат квантовой механики, не содержащей
внутренних противоречий, применялся к решению задач атомной физики, но
физическое толкование его оставалось не вполне ясным. Рассматривая логическое
развитие релятивистских принципов квантовой хронофизики на основе отдельных
концептуальных положений дискретной темпоралогии, акцептируем аспекты
релятивизма в квантовой хронодинамике введением особого класса атемпоральных
систем отсчета [7, 8]. Модельное структурирование релятивистской квантовой
хронодинамики /РКХД/ сопровождается построением группы специфических
преобразований симметрии, определяющих основные закономерности кинетики
развития континуально-временных оболочек /КВО/ физического пространства [9].
Определенным нововведением здесь является атемпоральная методология
рассмотрения традиционных квантовотеоретических представлений связанных с
фундаментальной CPT - теоремой в метрическом пространстве Минковского [11].
В
классической релятивистской механике рассматриваются частицы нулевой массы,
движущиеся со скоростью света. С учетом ранее введенных хроноквантовых
представлений [1 – 5], энергия таких частиц описывается соотношением:
E
= p c = p l(h) / h(t), h(t) h(e) n ~ m [l(h) / h(t)]^2, m ~ h(e) / c(h)^2; (1)
где
p – импульс; c – скорость света; l(h) – планковская длина; h(t) – хроноквант; n
- частота. Отношение двух фундаментальных постоянных – планковской длины и
хроноквантового временного промежутка соответствует метрической скорости
пространственных фазовых переходов – c(h). Это естественным образом определяет
верхнюю границу для любых физических скоростей перемещения материальных
объектов. Следует отметить, что в формуле (1) сделаны довольно сильные
допущения, касающиеся отождествления скоростей распространения электромагнитных
взаимодействий и метрических фазовых переходов. К сожалению, в настоящее время
недостаток прямых экспериментальных данных не позволяет назвать другие
физические процессы (например, гравитационное взаимодействие), соизмеримые по
скорости протекания с экспансивным расширением метрики пространства. Исходя из
сказанного, будем считать, что соотношение (1) в основном справедливо для
энергии и импульса электромагнитных волн. Проквантованные собственные колебания
электромагнитного поля и дают совокупность составляющих его фотонов. В
хроноквантовом пределе из соотношения (1) следует аналог для одного из вариантов
известной формулы Эйнштейна для принципиально релятивистских квантовых
объектов. Детальный анализ данного соотношения показывает [6], что в
ультрарелятивистском случае различие между корпускулярной материей и полем
становиться неоднозначным. Формулировка таких качественно новых свойств
микрообъектов требует особых методов их описания, включая экстериорные и
интериорные системы отсчета относительно последовательности КВО. Именно таким
образом, у атомных объектов идентифицируются волновые или корпускулярные
свойства [10].
В
релятивистском приближении общее хроноквантовомеханическое волновое уравнение
сохраняет свой вид:
i h(e) Δψ[h(t)] = ψ, (2)
где
- образ хроноквантовомеханического гамильтониана. Для
уравнения (2) должны быть справедливы канонические преобразования Лоренца,
симметричные относительно времени и координат. Следовательно, релятивистская
инвариантность выражения (2) будет определяться содержанием гамильтониана при
переходе от релятивистской к квантовой механике. Такому переходу в формальном
отношении соответствует ввод хроноквантовомеханических операторных уравнений:
E => i h(t) h(e) d / dt => i
h(e) Δ[h(t)], p =
- i h(e) h(t) d / dr => - i h(e) h(t) Δ[l(h)] => - i h(e) / Δ[c(h)],
E
= {[c(h) p]^2 + m^2 c(h)^4}^0,5. (3)
Операторный
смысл полученных формул (3) естественно определить с учетом соотношения (2)
как:
=
c(h){ } + m c(h)^2 ; (4)
где
и - операторы, связанные с внутренними симметриями
микрообъектов и действующие на их внутренние степени свободы. Следовательно,
можно считать, что внешние симметрии квантовых объектов будут исчерпываться
симметриями физического пространства и времени, а операционные функционалы
и связаны с внутренним моментом движения и антиотображением
квантовой микросистемы. В РКХД смысл действия данных операторов будет
дополняться новыми степенями свободы локализации в КВО. Тогда релятивистское
волновое уравнение для квантовых микрообъектов будет иметь следующую дискретную
форму:
i
h(e) Δψ[h(t)] = {c(h){ } + m c(h)^2
}ψ, ψ = Ψ{ψ[h(t)], ψ[h(e)], ψ[s(1)],
ψ[s(2)], ψ[s(3)]}; (5)
где
ψ[s(1)], ψ[s(2)] и ψ[s(3)] – компоненты, связанные с зарядной,
внешней и внутренней симметрией квантовых микрообъектов. Уравнения (5)
удовлетворяют одному из основных принципов хроноквантовой суперпозиции
состояний микрообъектов при локализации на соседних КВО [6 – 9]. При
соответствующем переходе от хроноквантового представления уравнения Дирака к
нерелятивистскому уравнению Шредингера модельные представления об
ультрарелятивистской материально - полевой конвергенции будут сменяться схемами
квантования полей и аннигиляционных процессов.
Основными
факторами, определяющими мировые линии микрообъектов в РКХД, являются
множественные акты (де)локализации на некоторой строго последовательной
совокупности КВО [10 – 11]. При этом вполне однозначную роль будут играть
различные симметрии микрочастиц, в частности антитождественность; квантовая
перестановочная симметрия, связывающая спин со статистикой состояний и релятивистская
кинематическая симметрия, основанная на преобразованиях Лоренца. Классические
перестановочно-кинематические симметрии представляют собой в математическом
отношении повороты четырехмерной системы координат, меняющие направление оси
времени. В результате возникает набор фундаментальных утверждений, составляющих
основу хронофизичесого аналога CPT – теоремы, определяющей последовательность
применения операций обращения времени T, зеркального отражения пространства P и
зарядового сопряжения C к уравнениям квантовой хронодинамики. В формальном
отношении полнота набора симметрий отражает определенные физические свойства
квантового объекта. Так, наличие нулевой массы покоя приводит к решениям
уравнения (9) без P – симметрии. Это может означать, что в предельном переходе:
вещество ó поле, происходящем на хроноквантовой границе КВО, метрическое
пространство в представлении Минковского, будет существенным образом
несимметрично. Изложенное неприменимо к частицам с ненулевой массой покоя, т.к.
в неподвижной относительной системе отсчета все направления в пространстве
абсолютно равноценны.
Следует
отметить, что здесь возникают определенные дидактические противоречия между
стандартной квантовой механикой, относящей свойство P – четности к внутренним
симметриям микрочастиц и РКХД, связывающей его со свойствами метрического
пространства. Классические квантовотеоретические представления содержат
сопоставление внешним симметриям непрерывных преобразований пространства и
времени. При этом дискретные операции P – и T – преобразований относятся к
внутренним симметриям квантовых объектов. В РКХД, при применении CPT – теоремы,
разделение на внешние и внутренние симметрии является чисто условным. Основным
здесь является T – преобразование, связанное через атемпоральный вариант CPT –
теоремы с другими симметриями. Таким образом, традиционное разделение симметрий
на внешние – пространственно-временные и внутренние – кинетико-топологические
представляется не вполне обоснованным.
В
канонической квантовой теории никакое уточнение предшествующих наблюдений не
приводит к однозначному предсказанию результата измерения. Традиционно это
рассматривается как выражение некоторого закона природы, связанного с
корпускулярно-волновым дуализмом микрообъектов. С другой стороны, аксиоматика РКХД
позволяет реинтерпретировать классический детерминизм на основе новых форм
атемпорального принципа причинности. Само по себе это означает распределение
квантовомеханических вероятностей серии измерений для интериорного наблюдателя
и детерминистскую локализацию на выделенной ТОК для экстериорного.
Следовательно, вероятностный характер интерпретации квантовомеханического
описания свойств атомных объектов совершенно не исключает детерминистскую точку
зрения дискретной хронофизики.
Двойственная
корпускулярно-волновая природа квантовых микрообъектов находит свое проявление
и в электродинамике мультикомпонентных статистических коллективов. Ансамбль
квантовых частиц в релятивистской хроноквантовой электродинамике /РХКЭД/ вместе
с кинетикой и динамикой хроноквантов составляет логическую схему развития
хронофизических представлений. Их дальнейшая концептуализация и адекватная
реинтерпретация возможна в классических границах квантовой механики, теории
относительности, физике микромира и вакуума, а также релятивистской космологии.
Свободное
электромагнитное поле в хроноквантовой теории допускает релятивистское
представление для спектрального разложения стоячих электромагнитных волн.
Векторный потенциал поля в приближении некоторой непрерывной функции координат
и времени для отдельной темпорально-континуальной оболочки /ТКО/ может иметь
вид
A = S [a exp(i k r) + a* exp(-i k
r)], E = const(1) dA / h(t), H = rotA, ΔA = const(2) [dA / h(t)]^2; (6)
где
k, r - волновой и радиус – вектор. Совокупность векторов {a} образовывают
дискретное множество для свободного поля с тривиальными соотношениями
Тогда,
формулы (2) приобретают операторный смысл воздействия на волновую пси-функцию.
Соответственно амплитуда состояний подобных релятивистских квантовых объектов
будет описываться совокупностью дискретных полевых образований как функцией их
числа и времени. В этом случае зависимость пси-функции от времени будет
определяться одной из редуцированных форм уравнения Шредингера и его
атемпорального аналога
i h dψ / dt = ψ; i h(e) dψ = ψ; = const(3) ∫(^2 +
^2) dV; E = const(3) ∫(E^2 + H^2) dV; (7)
где
h(e) – энергетическая компонента кванта действия. Исходное уравнение (5)
является релятивистски-инвариантным, основываясь на соответствующих уравнениях
электродинамики. В канонической квантовой электродинамике решения уравнений (5)
определяют уровни энергии полевой структуры. Динамика полевых состояний во
многом определяется ненулевым уровнем вакуума электромагнитного поля.
Последующие возбуждение поля эквивалентно появлению фотонов в количестве
пропорциональном уровню возбуждению. Сильновозбужденные поля с высокими
значениями квантовых чисел можно рассматривать в рамках классической квантовой
теории. Также, всегда классичны статические поля, не допускающие представления
в форме (4), будучи строго локализованными, в пределах некоторых выделенных
ТКО. Закономерности полевой хроноквантовой делокализации позволяют
переформулировать принцип причинности применительно к атемпоральным явлениям.
Согласно каноническим положениям квантовой механики волновая функция атомной
системы удовлетворяет волновому уравнению, которое однозначно определяет ее по
начальному значению в уравнении Шредингера. Тем самым определяется и закон
изменения вероятностей, выражаемых через волновую функцию.
В
случае РХКЭД основные параметры электромагнитного поля приобретают вид
хронооператоров, действующих на пси-функцию чисел заполнения фотонов,
определяющих состояние поля. Таким образом, наиболее адекватной формой описания
в РХКЭД является применение набора хроноквантовых операторов локализации и
делокализации на определенных ТКО. Для стандартной релятивистской квантовой
теории характерно рассмотрение ситуации через операторы рождения и уничтожения
микрочастиц. При этом имеет место процедура вторичного квантования, и
пси-операторы воздействуют на амплитуду состояний микрообъектов, являющуюся
функцией чисел заполнения носителей заряда. В классической квантовой
электродинамике существенным моментом является ввод макроскопического предела
для электромагнитных взаимодействий. Подобные взаимодействия заряженных
микрообъектов с электромагнитным полем описываются следующими
квантовомеханическими выражениями в операторном представлении
const(4) ∫[A(i) j(i)] dV ®
const(5) ∫[ ] dV; (8)
здесь
A(i) и j(i) – четырехмерные потенциалы и токи зарядов. Формула (6) определяет
оператор электромагнитного взаимодействия с оператором квантов
электромагнитного поля - и оператором тока вероятности для
носителей заряда - . Детальный анализ взаимодействия поля с его носителями
показывает, что оно должно описываться системой уравнений Дирака и операторных
уравнений Максвелла. Решением этой системы уравнений является единая функция
для амплитуды состояния, зависящая от квантовых чисел заполнения носителей
электрозаряда и фотонов. Вероятности локализации на ТКО данных полевых структур
определяются квадратичными формами амплитуды состояния. Из сказанного следует,
что кинетические процессы в электромагнитных полях можно рассматривать как
переходные локализации из одной ТКО в другую.
В
современной физике принцип причинности связывается не только с невозможностью
воздействия на прошлое, но и с существованием предельной скорости
распространения действия, равной скорости света в свободном пространстве. Эти
требования находят своё отражение и в РКХД. Однако, строгая направленность
стрелы времени имеет смысл только для интериорного наблюдателя, а в
экстериорной системе отсчета объективно существуют все моменты прошлого и
будущего в виде соответствующих ТКО. В свою очередь максимальная скорость
действия в РХКЭД сопоставляется со скоростью космологического фазового
перехода, экспансивно расширяющего нашу Вселенную в образе ТКО. В связи с
существованием предельной скорости распространения действия следует рассмотреть
вопрос о так называемой "редукции волнового пакета". Данный парадокс
состоит во внезапной смене волновых функций при изменении распределения
вероятностей в серии последующих опытов. Для понятийного аппарата РХКЭД это
реинтерпретируется как локализации на соседних ТКО и связано с наличием хорошо
разработанных макроаналогов в классической квантовой теории поля.
Список литературы
1.
Фейгин О.О. Дискретно-темпоральная модель Вселенной // SciTecLibrary(2003). -
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5159.html
2.
Фейгин О.О. Дискретные принципы квантовой хронодинамики // Ibid. –
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5200.html
3.
Фейгин О.О. Квантовотеоретическая хронодискретизация // Ibid. –
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5201.html
4.
Фейгин О.О. Космологические принципы квантовой хронофизики // Ibid. -
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5296.html
5.
Фейгин О.О. Хронодинамическая реинтерпретация планковской длины // Ibid. -
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5348.html
6.
Фейгин О.О. Темпоральные квантовые операторы // Ibid. -
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5658.html
7.
Фейгин О.О. Концепции квантовой хронофизики // Ibid. -
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5813.html
8.
Фейгин О.О. Механика хроноквантов // Ibid. -
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5978.html
9.
Фейгин О.О. Квантовая темпоралогия // Ibid. -
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6375.html
10.
Фейгин О.О. Модельная линеаризация квантовой хронодинамики //
SciTecLibrary(2004). - http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7015.html
11.
Фейгин О.О. Принципы хроноквантовой механики // Ibid. –
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7016.html
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.sciteclibrary.ru