Dlaczego Czaso-Przestrzeń = Energia Posiada Jedynie Dwa Wymiary (Części Składowe) – Przestrzeń i Czas (Część 1)

Esej: Systemy Pomiarów i Jednostek w Fizyce

Georgi Aleksandrow Stankow, 11 Marca, 2017

Oryginalna wersja angielska

„Prawa fizyki wyrażają zależności pomiędzy wielkościami fizycznymi, takimi jak długość, czas, siła, energia i temperatura. Tak więc zdolność precyzyjnego definiowania takich wielkości i dokładnego ich mierzenia jest warunkiem koniecznym fizyki. Pomiar każdej wielkości fizycznej wymaga porównania go z jakąś precyzyjnie określoną wartością jednostki tejże wielkości fizycznej.” (1)

Jest to punkt wyjścia każdego intelektualnego wysiłku w fizyce. W eseju tym wyjaśnię, dlaczego „zdolność definiowania” wielkości fizycznych okazuje się „piętą achillesową” współczesnej fizyki.

Wyjaśnię również, dlaczego fizycy nie zdołali pojąć, że energia = czaso-przestrzeń = Wszystko-Co-Jest, która jest właśnie ich przedmiotem nauki, ma jedynie dwa wymiary – przestrzeń i czas – a nie sześć fundamentalnych wymiarów jak obecnie twierdzą - nawiązując do układu SI. Jest to trzeci największy błąd w fizyce, który jest ściśle powiązany z ich niezdolnością epistemologicznego zrozumienia ich własnej definicji masy jako zależności energii, która jest bezwymiarową liczbą. Będzie to tematem mojej kolejnej publikacji. Drugim jest pomylenie podstawowej wielkości fizycznej elektromagnetyzmu i mechaniki kwantowej, ładunku, który jest w rzeczywistości synonimem (pleonazmem) powierzchni geometrycznej. Omyłka ta została gruntownie wykazana w mojej kluczowej publikacji:

The Greatest Blunder of Science: „Electric Charge“ is a Synonym for „Geometric Area“,

którą przedstawię później w prostej popularnonaukowej wersji w celu zapewnienia kompletności mojego omówienia na temat wszystkich błędów naukowców w fizyce i powiązanych dyscyplinach.

Pod wieloma względami, nowa Fizyczna i Matematyczna Aksjomatyka i Teoria Prawa Uniwersalnego jest mozolną eksploracją śledczą nieskończonych błędów fizyków i teoretyków zgromadzonych w mniej niż cztery stulecia, odkąd Galileusz przeprowadził swój słynny eksperyment grawitacyjny i stworzył podwaliny tej naturalnej nauki. Zacznijmy naszą metodologiczną sztukę dedukowania od epistemologicznego pochodzenia układu SI, który jest w centrum tej eksperymentalnej dyscypliny, jako że ani jeden eksperyment nie może być przeprowadzony w fizyce bez wykorzystania tego systemu podstawowych jednostek SI i wielkości fizycznych.

Każdy z odrobiną fizycznej wiedzy powinien wiedzieć, że matematyczne (symboliczne) wyrażenie jakiejkolwiek wielkości fizycznej składa się z liczby, która jest zależnością pomiędzy rozmiarem określonej wielkości a arbitralnie wybraną jednostką dla tej wielkości, i z nazwy jednostki. Jeśli droga, np. długość boiska piłkarskiego, jest 100 razy dłuższa niż 1 metr (wybrana jednostka długości) to napiszemy, że ma „100 metrów”. Rozmiar jakiejkolwiek wielkości fizycznej zawiera zarówno liczbę jak i jednostkę. Prezentacja ta jest czystą praktyką zwyczajową.

Wszystkie wielkości fizyczne mogą być wyrażone w postaci małej liczby fundamentalnych wielkości i jednostek. Większość wielkości w fizyce jest wielkościami stworzonymi w obrębie formalizmu matematycznego. Jest to ogólnie znane. Dla przykładu, prędkość wyrażona jest jako zależność jednostki długości (metr) i jednostki czasu konwencjonalnego (sekunda) v = s/t (m/s).

Najbardziej powszechne wielkości fizyczne, takie jak siła, pęd, praca, energia i moc, które stanowią podstawowe wielkości w wielu prawach fizycznych, mogą być wyrażone za pomocą jedynie trzech fundamentalnych wielkości – długości, czasu konwencjonalnego i masy. Zbiór wszystkich standardowych jednostek w fizyce nazywany jest „Système Internationale” lub układem SI. Składa się on z kilku podstawowych wielkości i z odpowiadających im jednostek, z których mogą być wyprowadzone wszystkie inne wielkości i jednostki poprzez zastosowanie metody formalizmu matematycznego (metoda definicji = metoda pomiaru). Są nimi:
  • (1) długość (metr),
  • (2) czas konwencjonalny (sekunda),
  • (3) masa (kilogram),
  • (4) temperatura (kelwin),
  • (5) ilość substancji, zwana również „molem” (mol),
  • (6) prąd (amper) i
  • (7) ładunek (kulomb) (2).
Ostatnie dwie wielkości definiowane są w sposób cyrkularny, dlatego mogą być uznane za jedną wielkość.

Głównym celem niniejszej rozprawy jest to, żeby przedstawić teoretyczne i eksperymentalne dowody, że tych sześć fundamentalnych wielkości jest aksjomatycznie wyprowadzonych z dwóch części składowych czaso-przestrzeni – przestrzeni i czasu. Zacznę od tych dwóch pierwszych wielkości w tym eseju, a pozostałe cztery omówię w dalszych publikacjach. Jako że wszystkie inne konwencjonalne wielkości w fizyce znane są jako pochodne tych kilku wielkości, jest to również prawdą dla jakiejkolwiek innej nowej wielkości fizycznej.

Esej ten przedłoży fundamentalny dowód na to, że czaso-przestrzeń posiada jedynie dwie części składowe, wielkości, wymiary (synonimy) – przestrzeń i czas. Dowód ten doprowadza do największego uproszczenia we współczesnej fizyce, która jest obecnie pofragmentowana przez nieadekwatne definicje, których epistemologia nie została prawdziwie opracowana w aksjomatyczny i logiczny sposób. Określam to w nowej teorii Prawa Uniwersalnego jako „stosowany formalizm matematyczny”, który jest innym określeniem dla nowej Zintegrowanej Fizycznej i Matematycznej Aksjomatyki Prawa Uniwersalnego.

Tytułem wstępu zaczynamy od definicji jednostek SI przestrzeni i czasu konwencjonalnego, metra i sekundy. Definicja tych wielkości jest w tym samym czasie metodą pomiaru ich jednostek, która jest zastosowaną matematyką i/lub geometrią. Standardowa jednostka długości (wielkość-[przestrzeni-1d]), 1 metr (1 m), z początku określana była przez dwie rysy na pręcie zrobionym ze stopu platynowo-irydowego trzymanym w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag w Sèvres we Francji.

Jest to jednakże niebezpośredni system (surogat/zamiennik) standardowej długości. Faktycznym systemem porównawczym jest arbitralnie wybrana odległość pomiędzy równikiem a biegunem północnym wzdłuż południka przechodzącego przez Paryż, która wynosi w przybliżeniu 10 milionów metrów. Stąd też Ziemia jest początkowym układem odniesienia odległości – metr jest antropocentrycznym surogatem.

Jako że ten grawitacyjny system odniesienia uznano za niedokładny, standardowy metr jest teraz arbitralnie zdefiniowany w odniesieniu do prędkości światła. Wielkość ta określona jest w nowej Aksjomatyce Prawa Uniwersalnego jako [czaso-przestrzeń-1d] poziomu fotonowego: jest to odległość pokonywana przez światło w pustej (?) przestrzeni w czasie 1/299 792 458 sekundy. W ten sposób prędkość poziomu fotonowego c = 299 792 458 m/s. Poziom fotonowy, którego wąskim spektrum (systemem) jest światło widzialne, ma stałą prędkość c.

Zostało to wydedukowane w nowej Aksjomatyce z pierwotnego terminu ludzkiej świadomości – energia = czaso-przestrzeń = Wszystko-CO-Jest – i potwierdzone przez teorię względności i fizyczne doświadczenie. Uniwersalna właściwość wszystkich poziomów czaso-przestrzeni – ich stała konkretna prędkość, przedstawiana również jako konkretny potencjał czynnościowy EA będący uniwersalnym przejawem wymiany energii – jest intuicyjnie uwzględniona w konwencjonalnej definicji jednostki długości SI, 1 metr. Jak do tej pory, fakt ten nie został zrozumiany przez wszystkich teoretyków.

Poprzez standardową definicję przestrzeni i czasu konwencjonalnego (patrz niżej), prędkość poziomu fotonowego jest dobrowolnie wybrana jako uniwersalny układ odniesienia czaso-przestrzeni, względem którego wszystkie inne fizyczne systemy określone są w relacji (metoda pomiaru).

Standardowa definicja jednostki długości ujawnia fundamentalny epistemologiczny fakt, który całkowicie umknął uwadze fizyków. Obecna standardowa definicja 1 metra przez użycie prędkości światła sprawia wrażenie bycia wyraźnie sprecyzowaną i jednoznaczną. W rzeczywistości tak nie jest. Definicja tej jednostki długości oparta jest na zasadzie cyrkularnego argumentu i zawiera definicję jednostki czasu, 1 sekundę. Jeśli ta ostatnia jednostka mogłaby być zdefiniowana w sposób a priori, wszystko byłoby dobrze.

Kiedy patrzymy na obecną definicję sekundy, która jest w tym samym czasie jedyną możliwą definicją wielkości „czasu konwencjonalnego t”, dochodzimy do wniosku, że nie jest to możliwe. Standardowa jednostka czasu, będąca początkowo definiowana jako 1/60×1/60×1/24 średniego dnia słonecznego, jest obecnie określana poprzez częstotliwość fotonów emitowanych podczas pewnego przekształcenia energii w atomie cezu, która wynosi f = 9 192 631 770 na sekundę.

W tym przypadku, mamy ponownie konkretny system fotonowy z mniej więcej stałą częstotliwością, który został arbitralnie wybrany jako układ odniesienia pomiaru czasu. Na podstawie tego rzeczywistego systemu odniesienia czaso-przestrzeni, antropocentryczny surogat – zegar z podstawową jednostką 1 sekundy - został wprowadzony. Czas konwencjonalny wszystkich zdarzeń pod obserwacją jest później porównywany z czasem zegara. Stąd też pomiar czasu w fizyce i w życiu codziennym jest w rzeczywistości:

porównaniem częstotliwości zdarzeń które są obserwowane, z częstotliwością (okresowością) standardowego systemu fotonowego.

Metoda definicji i pomiaru wielkości „czasu konwencjonalnego t” i jej jednostki, 1 sekundy, jest zatem cyrkularnym porównaniem rzeczywistych periodyczności. Wielkości takie są czystymi (bezwymiarowymi) liczbami, które należą do SP(A) (dla dalszych informacji patrz tutaj). Jednakże, każdy eksperymentalny pomiar częstotliwości fotonowej zawiera pomiar długości – rzeczywista wielkość czasu nie może być odseparowana od pomiaru długości fali λ, która jest faktyczną wielkością-[przestrzeni-1d].

Dlatego też, te dwie części składowe czaso-przestrzeni nie mogą być rozdzielone w ujęciu realnym, ponieważ są one kanonicznie sprzężone. Równanie prędkości światła c = λ f jest nieodłączną częścią każdego pomiaru częstotliwości fotonowej i długości fali. Ani długość fali, ani częstotliwość nie może być uznana za odrębny byt – obydwie zachowują się odwrotnie i mogą być jedynie wyrażone w kategoriach czaso-przestrzeni:

c = λ f = [przestrzeń-1d] f = [czaso-przestrzeń-1d]p

Długość fali i częstotliwość fotonów {z ang. photon} są rzeczywistymi wielkościami tych dwóch części składowych, przestrzeni i czasu, tego konkretnego poziomu czaso-przestrzeni. Pomiar każdej konkretnej długości [przestrzeni-1d] albo czasu f = 1/t w świecie fizycznym jest w rzeczywistości pośrednim porównaniem z prawdziwymi wielkościami przestrzeni i czasu fotonowego systemu odniesienia. Wprowadzenie układu SI przesłania ten fakt.

Konkludujemy:

Jednowymiarowa czaso-przestrzeń poziomu fotonowego [czaso-przestrzeń-1d]p jest uniwersalnym systemem odniesienia długości s = [przestrzeń-1d] i czasu konwencjonalnego t = 1/f, i ich jednostek, 1 metra i 1 sekundy. Układ SI jest antropocentrycznym surogatem tego rzeczywistego systemu odniesienia i może być z łatwością wyeliminowany. Prawdę mówiąc powinien być wyeliminowany w teoretycznej fizyce, gdyż jedynie zaciemnia on rozumienie energii = czaso-przestrzeni = fizycznego świata = Wszystkiego-Co-Jest. Uczynione jest to w nowej Fizycznej i Matematycznej Teorii Prawa Uniwersalnego.

Wniosek ten ma ogromne znaczenie – wykazałem w Tomie II, że teoria względności używa tego samego nieodłącznego systemu odniesienia w określaniu relatywistycznej przestrzeni i czasu kinetycznych obiektów. Transformacje Lorenza, za pomocą których wielkości te są przedstawione, są stosunkami (ilorazami) czaso-przestrzeni obiektów w ruchu, jak określa to v, z czaso-przestrzenią fotonową określoną przez c. Są to formalistyczne konstrukcje w obrębie systemu matematyki. Udowodniłem, że ilorazy te należą do zbioru prawdopodobieństwa 0≤P(A)≤1 i mogą być wyrażone w postaci statystyki, jak podsumowane jest to w nowym symbolu SP(A). Skrót ten oznacza „statystyczne prawdopodobieństwo zdarzenia A” i reprezentuje zbiór prawdopodobieństwa Kołmogorowa (0,1), który jest równoważny z continuum wszystkich liczb w teorii zbiorów Cantora.

 Po niniejszym przeglądzie staje się oczywiste, że fizyczne wielkości, długość i czas konwencjonalny, i ich podstawowe jednostki, metr i sekunda, definiowane są w kołowy sposób przez arbitralny wybór prawdziwego systemu odniesienia czaso-przestrzeni – w tym konkretnym przypadku, czaso-przestrzeni fotonowej. Układ SI jest epifenomenem; jest ludzką konwencją i może być zastąpiony przez każdy inny system poprzez wprowadzenie współczynników przeliczeniowych, a najlepiej wyeliminowany. To samo dotyczy czterech pozostałych podstawowych wielkości i ich jednostek, które zostaną omówione w osobnych publikacjach.

 W związku z tym, definicja każdej wielkości fizycznej nie może być rozdzielona od jej metody pomiaru, którą jest matematyka. Ta ostatnia jest w tym samym czasie jej metodą definicji. Wielkości fizyczne, tak jak są definiowane w fizyce, nie mają odrębnego istnienia w świecie rzeczywistym, ale są nierozerwalnie połączone z ich matematyczną definicją, która jest wytworem abstrakcyjnej ludzkiej świadomości. Matematyka jest hermeneutyczną dyscypliną bez jakiegokolwiek zewnętrznego przedmiotu. Tak jak każda Aksjomatyka jest również wytworem ludzkiej świadomości, wyprowadzenie wszystkich znanych wielkości fizycznych z pierwotnego terminu jest zasadniczo kwestią poprawnej organizacji fizycznego i matematycznego myślenia, a nie zagadnieniem, które powinno być rozwiązane przez poszukiwawczy empiryzm.

 Stąd też każda metoda pomiaru i każda definicja wielkości fizycznej oparta jest na zasadzie cyrkularnego argumentu. Ten epistemologiczny wynik naszej metodologicznej analizy fizycznych pojęć ma charakter uniwersalny. Wyjaśnienie jest bardzo proste: jako że każda wielkość fizyczna odzwierciedla naturę czaso-przestrzeni jako jej U-podzbiór, jej definicja musi stosować się do zasady ostatniej równoważności pierwotnego terminu, która postuluje, że wszystkie terminy, które określają pierwotny termin, są równoważne niezależnie od wyboru poszczególnych wyrazów.

 Ten fundamentalny aksjomat nowej Aksjomatyki jest intuicyjnie postrzegany przez umysł fizyka i jest przedstawiony we wszystkich definicjach wielkości fizycznych. Jako że terminy te mają drugorzędny charakter – są częściami Całości - faktyczna zasada stosowana dzisiaj w fizycznych definicjach to circulus vitiosus {błędne koło}. Błędny charakter tej zasady zastosowany do części i jednoczesne zlekceważenie pierwotnego terminu wyjaśnia, dlaczego istnienie Prawa Uniwersalnego zostało przeoczone w przeszłości.

Fizyka wyprodukowała w błędny kołowy sposób znaczną liczbę pojęć, które są albo synonimami albo częściowymi percepcjami pierwotnego terminu. Niestety, były one błędnie uznawane za odrębne fizyczne byty. Dało to początek wrażeniu, że te wielkości fizyczne naprawdę istnieją. Faktycznie istnieją one jedynie jako abstrakcyjne pojęcia w umyśle fizyka i są wprowadzone w badania eksperymentalne przez ich metodę pomiaru, którą jest matematyka.

Czaso-przestrzeń jest bezterminowa – jest ona a priori bytem; ludzki umysł, z drugiej strony, jest lokalnym, konkretnym systemem o niedawnym pochodzeniu, który ma tendencję do postrzegania czaso-przestrzeni i opisywania jej w terminach naukowych. Nauka pierwotnie oznacza „wiedzę”, ale obejmuje ona również organizację wiedzy – każda nauka jest kategorycznym systemem opartym na pierwotnym pojęciu czaso-przestrzeni. Jedynie ustanowienie samouzgodnionej Aksjomatyki, która wyrusza z pierwotnego terminu czaso-przestrzeni, prowadzi do wglądu, że istnieje jedynie jedno Prawo Natury i umożliwia poprawną organizację ludzkiej wiedzy na podstawie obecnych i przyszłych danych.

Przypisy:

1. Podręcznik do fizyki, P.A. Tipler, s. 245 (używałem wcześniejszego wydania tego podręcznika, dlatego strony mogły się zmienić. Uwaga, George)

2. Niektórzy autorzy wierzą, że kandela (cd) jest również podstawową jednostką, ale jest to pomyłka.
Autor: