Koncepcja Czaso-Przestrzeni w Fizyce Klasycznej
Georgi Aleksandrow
Stankow, 24 Maja, 2017
Tak jak matematyce,
fizyce nie udało się zdefiniować pierwotnego pojęcia czaso-przestrzeni w
kategoriach wiedzy. Ten najważniejszy błąd był kontynuowany we wszystkie
kolejnych ideach, które opracowała ta dyscyplina do tej pory. Metodą definicji
czaso-przestrzeni w fizyce jest geometria. Zaczyna się od przestrzeni
euklidesowej mechaniki klasycznej.
Zastąpienie prawdziwej
czaso-przestrzeni za pomocą tej abstrakcyjnej geometrycznej przestrzeni
wymusiło wprowadzenie przez Newtona
dwóch założeń a priori o przestrzeni
i czasie, które od tego czasu nie były poważnie zakwestionowane. W przeciwnym
wypadku, nie bylibyśmy świadkami równoległego istnienia mechaniki klasycznej i teorii
względności. Jeśli teoria względności Einsteina byłaby pełną korektą
mechaniki newtonowskiej, ta ostatnia już nie istniałaby.
W nowej Aksjomatyce, integrujemy wszystkie częściowe dyscypliny w
jeden spójny aksjomatyczny system fizyki oraz matematyki i tym samym
eliminujemy je jako oddzielne obszary wiedzy naukowej.
Nie ma wątpliwości, że
nie możemy opracować żadnej naukowej koncepcji o świecie fizycznym bez
ustanowienia pierwotnej idei o przestrzeni i czasie. Podstawowe pojęcie przestrzeni i czasu Newtona udokumentowane jest w jego Zasadach Matematycznych:
„Przestrzeń absolutna, w swojej
naturze własnej, bez odniesienia do niczego zewnętrznego, pozostaje podobna i
nieruchoma. Przestrzeń Relatywna jest pewnym ruchomym wymiarem albo miarą absolutnych
przestrzeni; którą nasze zmysły określają, poprzez jej położenie względem ciał;
i która jest powszechnie brana za nieruchomą przestrzeń… A więc zamiast
absolutnych miejsc i ruchów, używamy relatywnych; i to bez żadnych
niedogodności w powszechnych sprawach; ale w Filozoficznych rozważaniach
powinniśmy oddzielić od naszych zmysłów i rozważyć rzeczy jako takie, odrębnie
od tego, co jest jedynie ich zmysłową miarą. Może tak być, że nikt nie jest tak
naprawdę w stanie spoczynku, względem którego miejsca i ruchy innych mogą być
odnoszone.”
„Absolutny,
Prawdziwy, i Matematyczny Czas, jako taki, ze swojej własnej natury płynie
równomiernie bez odniesienia do niczego zewnętrznego, i inną nazwą określany
jest jako Trwanie: Relatywny, Oczywisty, i Powszechny Czas jest pewną zmysłową
i zewnętrzną (czy to dokładną czy nierównomierną) miarą Czasu Trwania środkami
ruchu, która jest powszechnie używana zamiast Prawdziwego Czasu; taką jak
Godzina, Dzień, Miesiąc, Rok… Wszystkie ruchy mogą być przyspieszone lub
opóźnione, ale Prawdziwy, lub równomierny progres Czasu Absolutnego nie podlega
zmianie.”
Z:
I. Newton, Matematyczne zasady filozofii naturalnej; przetłumaczone z
łaciny przez A.
Motte, London, 1729.
Zatem przestrzeń euklidesowa jest abstrakcyjnym referencyjnym surogatem
„przestrzeni absolutnej”, względem którego wszystkie inne ruchy fizyczne
porównane są poprzez metodę geometrii zgodnie z zasadą cyrkularnego argumentu.
Jest to pierwotna inercjalna rama odniesienia wszystkich ram odniesienia, w
której prawo bezwładności Newtona
(1. zasada) jest prawdziwe. Prawo to jest abstrakcyjnym tautologicznych
stwierdzeniem w obrębie geometrii i nie może być zastosowane do żadnego
prawdziwego układu odniesienia – dla przykładu, do systemu grawitacyjnego,
który jest zawsze w rotacji (prawa
Keplera) i wykazuje dośrodkowe przyspieszenie.
Powodem tego jest to, że przestrzeń euklidesowa nie ma nic wspólnego z
prawdziwą czaso-przestrzenią. Mechanika klasyczna, która oparta jest na tej
sztucznej przestrzeni, nie zawiera żadnej wiedzy o właściwościach
czaso-przestrzeni, jak definiowane są na początku nowej Aksjomatyki Prawa
Uniwersalnego.
Według Newtona, czaso-przestrzeń jest „absolutna,
pusta, inercjalna”, tj. wolna od sił, i może być wyrażona w
terminach linii prostych. Właściwości te podsumowane są w jego zasadzie bezwładności postulującej nieruchomość (spoczynek) albo ruch
prostolinijny (przesunięcie) z
jednostajną prędkością (a = 0) dla
wszystkich obiektów, na które nie jest wywierana żadna siła. W tej
geometrycznej przestrzeni „czas absolutny
nie podlega żadnej zmianie”: f = 1/t = const = 1.
W nowej Aksjomatyce udowodniłem, że
geometryczna przestrzeń może być zbudowana dopiero po tym, jak zatrzymamy
czas w obrębie matematyki w sposób a
priori. Prawo bezwładności stoi,
jednakże, w oczywistej sprzeczności z zasadą
drugą i trzecią Newtona, oraz prawem powszechnego ciążenia opisującym
siły grawitacyjne jako pochodzenie przyspieszenia. Podczas gdy pierwsza zasada
jest matematyczną fikcją, pozostałe prawa mechaniki klasycznej określają
rzeczywistość: nie ma miejsca w prawdziwej czaso-przestrzeni (we Wszechświecie),
gdzie nie są wywierane żadne grawitacyjne lub inne siły – dla przykładu, zawsze
obserwujemy rotacje ciał niebieskich (prawa
Keplera). Jako że każda rotacja posiada przyspieszenie a > 0, prawo inercji nie jest zasadne dla rotacji, które są
jedynymi ruchami w czaso-przestrzeni.
Ten paradoks mechaniki klasycznej usprawiedliwia opinię Maxa Borna o kardynalnej
porażce Newtona:
„Mamy
tutaj wyraźny przypadek, w którym idee nieprzeanalizowanej świadomości
zastosowane są bez refleksji do obiektywnego świata.” (1)
Od tamtego czasu, spostrzeżenie to może utrzymywać wszechobecną
zasadność dla sposobu myślenia wszystkich fizyków.
Pytaniem jest to, dlaczego fizyka trzyma się prawa inercji, jeśli jest to
wyraźnie błędna i abstrakcyjna idea (idio) bez żadnej
fizycznej korelacji, dla przykładu, dlaczego nie została obalona przez
Einsteina w jego teorii względności? Wyjaśnienie tego zaniedbania przedstawione
jest ponownie przez Maxa Borna:
„W
spojrzeniu Newtona, występowanie sił inercyjnych w przyspieszonych systemach
udowadnia istnienie przestrzeni absolutnej, albo raczej, preferowanej pozycji
systemów inercyjnych. Siły inercyjne mogą być widziane szczególnie wyraźnie w
referencyjnych systemach rotacyjnych w
postaci sił odśrodkowych. To właśnie z nich Newton czerpał główne poparcie dla
swojej doktryny przestrzeni absolutnej.” (2)
Ten podstawowy paradygmat za prawem bezwładności jest raczej trywialny: jeśli
obracające się ciało poruszałoby się wolne od siły w pustej przestrzeni,
zachowałoby swoją jednostajną prędkość obwodową wyrażoną jako linia prosta
(wektor) na zawsze. Ta własność obiektów, zwana „inercją”, uważana jest za
zdolność a priori, która jest
wrodzona materii.
Idea ta natychmiast wywołuje kolejny zasadniczy sprzeciw:
„Prawo
bezwładności (lub trwałość) w żadnym razie nie jest tak oczywiste jak moglibyśmy
przypuszczać na podstawie jego prostego wyrażenia. W naszym doświadczeniu nie
znamy ciał, które są faktycznie wyizolowane od wszystkich zewnętrznych wpływów:
i, jeśli użyjemy naszej wyobraźni w wyobrażeniu sobie jak one podróżują po
swoich samotnych prostoliniowych torach ze stałą prędkością poprzez
astronomiczną przestrzeń, jesteśmy od razu skonfrontowani z problemem
absolutnie prostych linii w przestrzeni w stanie absolutnego spoczynku…”
(3)
Przypomnijmy sobie, że istnienie prostych równoległych linii nie
zostało udowodnione w geometrii (sprawdź postulat Euklidesa). Jako że
czaso-przestrzeń jest zamknięta, wszystkie jej podzbiory przejawiają tą
własność i wykonują rotacje, które
mogą być opisane jako zamknięte geometryczne figury, takie jak obwód/okrąg (zamknięta [przestrzeń-1d]) albo sferyczna
powierzchnia (zamknięta [przestrzeń-2d]). Jest to podstawowa zasada nowej Aksjomatyki za pomocą której,
w szczególności, mechanika kwantowa może być zintegrowana po raz pierwszy z
mechaniką klasyczną.
Ponadto, każda rotacja jest systemem czaso-przestrzennym, który może być
określony w kategoriach siły, przyspieszenia (pola elektrycznego), albo jakiejkolwiek innej abstrakcyjnej
wielkości czaso-przestrzeni = energii. Jest to kolejne podstawowe stwierdzenie
nowej Aksjomatyki, które udowodniłem
dla wszystkich poziomów czaso-przestrzeni, które zostały opisane przez fizykę
do tej pory.
Fakt ten jest odzwierciedlony w geometrii Łobaczewskiego (znanej również
jako geometria hiperboliczna lub nieeuklidesowa),
która redukuje przestrzeń euklidesową do częściowego rozwiązania geometrycznego.
Z tej analizy koncepcji
czaso-przestrzennej mechaniki
klasycznej, możemy wywnioskować, że:
1. Wprowadzenie przez
Newtona przestrzeni euklidesowej dla prawdziwej czaso-przestrzeni jest początkowym
błędem mechaniki klasycznej. Właściwościami tej geometrycznej przestrzeni są:
a) pustość (brak siły, brak przyspieszenia);
b) jednorodność;
c) istnienie prostych torów (linii);
d) absolutność przestrzeni i czasu – brak zmiany rozmiarów przestrzeni i
czasu (nieruchomość albo przesunięcie).
2. Te właściwości
przestrzeni euklidesowej ucieleśnione są w prawie
bezwładności, które jest błędną abstrakcyjną ideą bez żadnej fizycznej
korelacji. Prawo to tworzy podstawową antynomię z pozostałymi prawami
mechaniki, które określają prawdziwe siły, przyspieszenia i rotacje.
3. Podczas gdy
absolutność przestrzeni i czasu w mechanice klasycznej odrzucona jest przez teorię względności (patrz następne
publikacje), jednorodność czaso-przestrzeni, która jest milcząco akceptowana
przez tą samą teorię, odrzucona jest przez mechanikę
kwantową.
4. Jednakże,
dyscypliny te nie czynią żadnego wysiłku, żeby zdefiniować właściwości
pierwotnego terminu czaso-przestrzeni w kategoriach wiedzy. Z tego powodu,
mechanika klasyczna nadal istnieje jako oddzielna dyscyplina, aczkolwiek ta
podstawowa antynomia fizyki pojawia się w zakamuflowanej formie w problemie wartości początkowej (deterministyczne podejście mechaniki klasycznej) kontra zasada nieoznaczoności Heisenberga
mechaniki kwantowej (intuicyjne pojęcie transcendencji czaso-przestrzeni, patrz
Tom II, rozdział 7.3, s.
315).
Ta linia argumentacyjna będzie stosowana w następnych publikacjach
omawiających dalsze błędy i zaprzeczenia w koncepcji czaso-przestrzeni fizyki konwencjonalnej.
Przypisy:
1. M. Born, Teoria
Względności Einsteina, Dover Publ., New York, 1965, ss. 57-58.
2. M. Born, s. 78.
3. M. Born, ss.
29-30.