7. Фундаментальные волновые поля Вселенной и их описание в диалектической физике

Л. Г. Крейдик

7.1. Понятия физического и реперного пространств

___Описание физических пространств-полей материи-пространства-времени Вселенной опирается на математические, или реперные пространства.

___Самые простые реперные пространства – это трехмерные прямоугольные, цилиндрические и сферические пространства, ограниченного объема с граничными поверхностями. Такие идеальные математические пространства, существующие в нашем сознании, субъективны, однако чем точнее они выражают объективные свойства реальных пространств-полей, тем выше уровень наших знаний о Вселенной.

___С точки зрения диалектики, физическое, т.е. реальное время, есть мера чистого покоя-движения, и поэтому оно потенциально-кинетическое время.

___Равномерное движение описывается математическим временем, - это реперное время, с которым сравниваются реальные времена природных процессов. Оно не может сжиматься и растягиваться ни в каких явлениях природы, ибо его нет в объективных процессах, и оно выражает идеальную равномерность. Такое время можно называть абсолютным временем.

___Физическое время равномерного движения, равносильное реперному времени, противоречиво: будучи скалярной величиной, оно одновременно характеризуется пространственным направлением и, следовательно, обладает векторными свойствами.

___Для описания физического временного поля-пространства оперируем реперным прямоугольным трехмерным пространством W , которое представляем реперной системой координат с временными реперными осями , и . Если реперное пространство выражает потенциально-кинетических характер физического времени, тогда его обозначаем символом физического пространства .

___Интервалы временных равномерных движений вдоль осей пространственной реперной системы координат XYZ в абсолютном временном пространстве выражаем символами , , . Эти линейные интервалы времени определяют временные поверхности , , и временной прямоугольный объем . Все временные пространственные элементы повторяют соответствующие пространственные элементы реперного пространства XYZ.

___Итак, реперное временное пространство W - это пространство с временными линиями размерности s (секунда), временными поверхностями размерности (квадратная секунда) и временными объемами размерности (кубическая секунда).

___Взаимосвязь пространственных и временных объемов в реперных пространствах выражаем равенствами:

, , (7.1)

где – объемная единичная скорость, представляющая пространственную единичную плотность относительно временного пространства; - объемная единичная обратная скорость, выражающая единичную временную плотность относительно пространства; величины и - объемные средние относительные плотности.

___Так как материя распределена в трехмерном пространстве и неотделима от него как содержание и форма, то и здесь необходимо введение трехмерного реперного массового пространства M с прямоугольной системой координат и массовыми осями , , .

___Массовые оси определяют линейные массовые протяженности , , , произведения , , - массовые поверхности и массовый прямоугольный объем выражается мерой , которую принято в классической физике называть просто массой m.

___Так как единица массы грамм g есть объемная мера материи, то естественно ввести линейную единицу массового реперного пространства согласно равенству

, или , (7.2)

где p – линейная единица массовой протяженности, которую можно назвать примой (< лат. primum начало, первое). ___Теперь в реперном массовом пространстве можно говорить о линейной массовой протяженности размерности p, массовой поверхности размерности и массовом объеме размерности , или g, т.е. кубической приме.

___Взаимосвязь пространственных и массовых объемов в реперных пространствах определяем равенствами

, . (7.3)

где , - единичные массовая и объемные плотности; , - средние относительные плотности и e , m - средние массовая и объемная плотности.

___Отношения между реперными пространствами содержания (материи), материальной формы (пространства) и временным пространством выражаются двойным равенством

. (7.4)

___Перечисленные здесь три типа пространств не исчерпывают все физические пространства, и другие пространства также будут рассмотрены позже.

7.2. Физическое и математическое времена

___С точки зрения диалектики, физическое, т.е. реальное время, есть мера чистого движения-покоя, и поэтому оно должно быть потенциально-кинетическим временем.

___Равномерное движение описывается математическим временем, которое существует только в нашем сознании; с ним сравниваются реальные времена природных процессов. Это время называем абсолютным или реперным временем. Оно не может сжиматься и растягиваться ни в каких явлениях природы, ибо его нет в объективных процессах.

___По аналогии с абсолютным временем

,

введем меру физического времени гармонического колебания как отношение потенциально-кинетического смещения к модулю потенциально-кинетической скорости :

, (7.5)

где - модуль потенциально-кинетического времени и

, (7.6)

соответственно кинетическое и потенциальное времена, являющиеся функциями равномерного математического времени t. В качестве основной единицы физического времени принимаем секунду абсолютного времени.

___Физическое время позволяет более полно описывать диалектически противоречивые потенциально-кинетические процессы:

, , . (7.7)

___Физическое время повторяет форму потенциально-кинетического смещения, т. е. представляет собой форму формы.

___Уравнения смещений (7.7), определяемые физическим временем, по форме подобны уравнению смещения l в равномерном движении на основе реперного времени t:

(7.8)

___По аналогии с отношениями между содержанием и формой, отношения между протяженностью пространства и длительностью времени выражаем скоростью вида:

, (7.9)

где - абсолютная единичная скорость и - относительная скорость.

___Введем также обратную скорость V согласно равенству

, (7.10)

где - абсолютная единица обратной скорости и - относительная обратная скорость.

___Опираясь на формулы (7.9) и (7.10) перепишем уравнение смещения (7.8) в двух вариантах

, (7.11)

___Аналогично выражаем связь между смещением и временем :

, . (7.12)

___Физическое потенциально-кинетическое время гармонического колебания в волновом процессе – это волновое временное поле, оно же идеальное пространство материального пространства материи. Именно волновое потенциально-кинетическое временное поле входит в диалектическую триаду материи-пространства-времени.

___Физическое время гармонического колебания течет неравномерно с временной потенциально-кинетической скоростью

, (7.13)

где

(7.13а)

- кинетическая временная скорость, и

(7.13b)

- потенциальная временная скорость.

___Производная любой -функции по некоторому аргументу , описывающее произвольное физическое поле, определяет новое поле . Это поле есть поле отрицания исходного поля, определяемое функцией по аргументу . Соответственно производная определяет поле отрицания поля и т. д. Таким образом, поле второй производной от -функции есть поле отрицания отрицания -поля, или поле двойного отрицания .

___В таком случае поле, определяемое производной , представляет собой поле отрицания поля физического времени – это новое поле есть временное поле потенциально-кинетического движения времени, и как таковое – это квантитативно-квалитативное поле Вселенной, ибо количество и качество объективно существуют в нем. Его субъективный образ - диалектическое числовое поле утверждения-отрицания диалектической логики и диалектической философии.

___Квантитативно-квалитативное поле изменения физического времени обозначаем символом . Потенциально-кинетическое поле есть одновременно и материально-идеальное поле, так как количество и качество находятся в таком же отношении, как и материальное и идеальное. Однако этим не исчерпывается сущность прилагательного материально-идеальное.

___Пространственные и временные скорости связаны равенствами

, , . (7.14)

___Кинетическая и потенциальная энергии, выраженные с помощью временных скоростей, имеют вид:

, , (7.15)

где - амплитуда кинематической энергии.

7.3. Волновое уравнение временного поля-пространства

___Введенные здесь потенциально-кинетические параметры колебаний носят всеобщий характер и применимы к любым потенциально-кинетическим волнам материи-пространства-времени. Относительные меры всех потенциально-кинетических параметров гармонических колебаний одинаковых частот, выраженные через амплитуды, равны одной и той же идеальной экспоненте

. (7.16)

И в этом смысле они тождественны.

___Для описания волн различной природы используется волновой пространственный вектор, связанный с базисом волны. Его определяют равенством

, (7.17)

где n – единичный вектор направления распространения волны, l - длина пространственной волны и - волновой радиус.

___Вектор k дополняем сопряженным ему аналогичным волновым временным вектором w :

(7.17a)

___Из сравнения волновых векторов (7.17) и (7.17a) вытекает, что на уровне базиса волн времени период T есть временная волна сопряженная пространственной волне l .

___Модуль физического потенциально-кинетического времени есть радиус временной окружности T, а в волновых процессах - волновой временной радиус. Оба волновых вектора связаны равенством:

, (7.18)

где - базисная волновая скорость, причем единичная скорость и - относительная скорость.

___Физическое время равномерного движения, равносильное реперному времени, будучи скалярной величиной, одновременно и векторная величина, т.е. оно противоречиво как скалярно-векторная величина.

___Для описания физического временного поля-пространства используем реперное прямоугольное трехмерное пространство абсолютного времени, которое представляем системой координат с временными осями , и .

___Если вдоль оси X распространяется пространственный волновой луч гармонических потенциально-кинетических колебаний постоянной амплитуды, то его уравнение имеет вид

(7.19)

Этому лучу соответствует волновой луч гармонических потенциально-кинетических колебаний временного поля

. (7.20)

___Гармоническим лучам произвольной постоянной амплитуды и одинаковых частот сопряжен временной волновой луч одной и той же амплитуды , которая выражается через амплитуду собственной колебательной скорости, т.е. скорости надстройки. В силу этого мера амплитуды временной гармонической волны не отражает меру амплитуды сопряженной ей пространственной волны.

___Для того чтобы временная амплитуда отражала меру пространственной амплитуды, будем оперировать приведенной временной амплитудой , равной, по определению, отношению пространственной амплитуды а к единичной линейной скорости-плотности :

. (7.21)

Временную волну с амплитудой (7.21), пропорциональной амплитуде сопряженной ей пространственной волны, записываем в виде:

, (7.22)

при этом

. (7.23)

___Если вдоль трех координатных осей X, Y, Z декартовой системы возникают волны времени

, , , (7.24)

образуется временное трехмерное волновое поле-пространство

, (7.25)

где , , - составляющие временного волнового вектора и , , - составляющие вектора абсолютного времени t.

___Поля-пространства структуры (7.25) называем мультипликативными, они представляются произведением составляющих их пространств. О таких полях можно сказать, что для них справедлив принцип мультипликативной суперпозиции (наложения); это пространства-системы, или атомарные пространства. Суммы мультипликативных атомарных полей-пространств образуют сложные поля-пространства, которые можно назвать молекулярными пространствами. Это аддитивные поля-пространства и к ним применим принцип аддитивной суперпозиции.

___Так как скалярное произведение =, то будем представлять -образ трехмерной временной волны (7.25) в виде

, или . (7.26)

В общем случае амплитуда волны переменна и в волновом стационарном поле зависит от координат, что будем выражать так

. (7.27)

Временное поле-пространство определяется волновым уравнением закона отрицания отрицания (1.14).

___Рассмотрим физическое волновое временное поле-пространство сферической структуры, неотделимое от волнового поля пространства материи той же структуры. Для его описания используем реперную сферическую систему координат.

___В сферической реперной системе координат решение волнового уравнение (1.14) для физического времени-пространства имеет вид

, (7.28)

где - единичная обратная скорость, - физическое волновое пространство, - пространственная компонента волной функции физического пространства, - относительная пространственная составляющая временной функции, - временная компонента. Радиальная компоненты пространственной составляющей описывает радиальные смещения, полярная компонента - полярные смещения и - азимутальные смещения.

___Сферическое решение волнового уравнения определяет временной объект, который неотделим от соответствующего ему материального объекта-точки, т.е. некоторого элементарного мотатора материи-пространства.

7.4. Физическое пространство

___Рассмотрим элементарную гармоническую потенциально-кинетическую волну смещения, бегущую вдоль оси x.

. (7.29)

Ее пространственная компонента

(7.29а)

в каждой точке оси x представляет собой потенциально-кинетическую амплитуду смещения или кратко пространственную волну смещения (рис 6).

Рис.6. Пространственная волна смещения.

___Экстремумы кинетической составляющей волны определяют ее потенциальные узлы, которые изображены черными кружками.

___Экстремумы потенциальной составляющей волны определяют ее кинетические узлы, изображенные белыми кружками. Узлы и нули потенциально-кинетической волны ее характеристические точки.

___Нули кинетической составляющей амплитуды волны смещения – экстремумы ее потенциальной составляющей, а нули потенциальной составляющей – экстремумы ее кинетической составляющей.

___Если рассматривать волну отрицания волны , т.е. волну

,(7.29b)

то кинетические и потенциальные узлы волны будут соответственно потенциальными и кинетическими узлами волны.

___Волновой луч, совпадающий с осью x, представляет собой волновую линию, потенциальные узлы которой есть ее точки дискретности движения; переход между этими точками дискретности непрерывен. Кинетические узлы волновой линии есть точки дискретности покоя, переход между которыми также непрерывен. Таким образом, потенциально-кинетическая волновая линия есть прерывно-непрерывная линия с точками прерывности покоя и движения. Волновой луч представляет собой волну-линию, которую называем линейной волной.

___Произведение двух линейных волн вдоль осей X и Y

, , (7.30)

определяет двумерную волновую плоскость с точками дискретности покоя и движения:

(7.30a)

и амплитудой смещений (рис.7а)

. (7.30b)

___Пусть теперь в каждой точке ограниченного прямоугольного реперного пространства наблюдаются физические волны потенциально-кинетических смещений реального пространства параллельные осям координат:

, , . (7.31)

Рис.7. а) Участок волновой плоскости с потенциальными узлами; b) элементарная структура трехмерного волнового физического пространства материи с потенциальными узлами.

___Произведение этих волн определяет волновой объем смещений:

(7.31a)

с амплитудой

, (7.31b)

которая выражает геометрию физического волнового пространства (рис.7b), или, как принято говорить в классической физике, его кристаллическую структуру.

___Узлы дискретности покоя и движения, определяющие периодичность волнового физического пространства и его физическую геометрию в случае прямоугольного пространства определяются на основании выражений:

, , , . (7.32)

___Каждое нечетное число определяет кинетическую плоскость, а каждое четное число - потенциальную плоскость волны. Точки пересечения трех кинетических плоскостей определяют кинетические узловые точки, а точки пересечения трех потенциальных плоскостей - потенциальные узловые точки потенциально-кинетического пространства волны.

___Каждой тройке четных или нечетных чисел n, k, l соответствуют потенциальные и кинетические узлы дискретности, в остальных случаях тройкам чисел отвечают противоречивые смешанные потенциально-кинетические дискретности. Вне точек дискретности локализовано непрерывное физическое волновое поле-пространство движения-покоя. Точки дискретности – центры локализации материальных объектов данного волнового пространства.

Рис.8. а) Элементарная структура цилиндрического пространства с потенциальными при ; b) элемент сферического пространства с потенциальными узлами при .

___Итак, трехмерный объем волнового физического пространства представляет собой геометрию дискретно-непрерывного распределения материальных объектов в точках дискретности, которые регистрируются рентгеновским анализом, подтверждающим экспериментально диалектическую модель реального пространства. Такое пространство не совсем удачно названо кристаллографическим. Объем физического пространства ограничен математическим реперным объемом, в данном случае это (рис.7b).

___Элементарная структура трехмерного цилиндрического волнового пространства (рис.8а), представляется волной с трехмерной амплитудой смещений, которая определяется произведением цилиндрической , азимутальной (круговой) и осевой волн смещения:

. (7.33)

Наконец, элемент трехмерного сферического волнового пространства, описывается трехмерной волной, трехмерная амплитуда смещений которой равна произведению радиального , полярного и азимутального смещений (рис.8b):

. (7.34)

Все эти типы элементарных волновых пространств удовлетворяют волновому уравнению закона отрицания отрицания

, (7.34)

которое представляется законами двойного пространственного и временного отрицания:

, (7.35)

___При рассмотрении структуры сферических объектов физического пространства в сферической реперной системе координат, решение волнового уравнения (7.34) физического пространства представляем в виде аналогичном волновому временному сферическому пространству :

. (7.36)

___Физические пространства и связаны отношением:

, (7.37)

где и

(7.38)

 

7.5.Физическое массовое пространство

___Когда вдоль реперных массовых осей , , распространяются физические потенциально-кинетические линейные волны масс

, , . (7.39)

они формируют трехмерное волновое массовое пространство структуры

(7.40)

с амплитудой распределения масс

. (7.40а)

___Очевидно, трехмерное массовое поле-пространство также удовлетворяет волновому уравнению закона отрицания отрицания:

. (7.41)

___Волновое уравнение представляется законами двойного пространственного и временного отрицания:

. (7.42)

___Структура сферических объектов физического массового пространства представляется решением волнового уравнения (7.41). Очевидно, массовое пространство будет повторять структуру пространства :

(7.43)

При этом соотношение между данными пространствами полагаем равными

(7.43а)

Взаимосвязь (7.43а) массового пространства и пространства, очевидно, не есть соотношение между математическим реперным объемом V и массой вещества M определенного уровня материи, которое выражается формулой

(7.44)

Взаимосвязь пространств-полей и можно представить и формулой типа (7.44). Для этого введем понятие количества пространства , определяемого его реперным объемом V, и количество массового пространства , определяемого его массой M. Тогда отношение

(7.45)

определяет среднюю относительную плотность распределения массы М в объеме V и позволяет равенство (7.43а) представить в виде

. (7.46)

___Так как , то структура временного волнового пространства определяет остальные пространства

, (7.47)

или с учетом средних относительных плотностей

, . (7.47а)

___Относительные плотности не оказывают влияния на геометрию пространств, поэтому формулы (7.47) и (7.47а) эквиваленты с точностью до постоянных множителей.

___Дополним пространства (7.47а) потенциально-кинетическим полем-пространством временного поля-пространства, которое представляется первой производной по абсолютному времени от временного пространства:

(7.48)

Таким образом,

. (7.48а)

Обычно в волновых пространствах

(7.48b)

___Поле есть потенциально-кинетическое поле-пространство количества, но поскольку потенциальная компонента поля есть в определенной мере качественная составляющая кинетической компоненты, то, строго говоря, поле есть квантитативно-квалитативное поле.

___Так как количество и качество относятся друг к другу как материальное и идеальное, то поле есть одновременно и материально-идеальное квантитативно-квалитативное поле.

___Поле есть физическое квантитативно-квалитативное поле , выражающее движение-покой физического времени. На уровне разума оно представляется диалектическим числовым полем утверждения-отрицания диалектических суждений или полем квантитативно-квалитативных чисел. Как поле мер диалектических суждений будем его обозначать символом .

___Иными словами диалектическое числовое поле утверждения-отрицания есть субъективное поле диалектического сознания, являющегося, с точки зрения диалектики, элементом поля всемирного сознания материально-идеального Мира. Отсюда вытекает фундаментальное следствие: это поле хранят в себе фундаментальные свойства Вселенной, которые проявляются в объективных мерах природы. На основании этого поля-пространства можно описать все рассматриваемые здесь поля-пространства:

, , , (7.49)

где фундаментальная циклическая частота определенного волнового уровня поля материи-пространства-времени (например, гравитационного и других полей). В общем случае соотношения (7.49) представляются интегральной формой

, , . (7.50)

ЖТДФМ, №3, сайт http://www.matdial.narod.ru/in3.htm

Сайт создан в системе uCoz