Бесконечная вложенность материи

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск


Теория Бесконечной вложенности материи (фрактальная теория) в противоположность атомизму — теория, основанная на индуктивных логических выводах о строении наблюдаемой Вселенной и подчеркивающая иерархическую организацию природы: от наименьших наблюдаемых элементарных частиц до наибольших видимых скоплений галактик. Выдвигает на первый план тот факт, что глобальная иерархия природы является дискретной; особо выделяются атомный, звёздный и галактический уровни. Утверждает, что космологические уровни являются строго самоподобными, так что для каждого класса объектов или явлений в данном масштабном уровне есть аналогичный класс объектов или явления в любом другом масштабном уровне. Самоподобные аналоги объектов и явлений из различных уровней имеют совпадающую морфологию, кинематику и динамику. Таким образом, теория утверждает, что любая частица имеет собственную систему частиц, а электромагнитная волна состоит из электромагнитных волн.

Объект Хога — образный аналог атома водорода в макромире

Основные элементы теории[править | править вики-текст]

  • В данной теории отсутствуют элементарные частицы материи как таковые (преон, кварк), вещество бесконечно делимо, в противоположность теории атомизма, находящей минимальную единицу материи;
  • Вселенная состоит из бесконечного числа вложенных фрактальных уровней материи с подобными друг другу характеристиками;
  • Каждый уровень материи включает в себя носители с определённым спектром размеров и масс. Материя самоорганизуется в стабильные состояния;
  • Ход времени и вычислений гораздо быстрее на микроуровне и медленнее на макроуровне;
  • Каждый тип «элементарных» частиц (электроны, нуклоны и т. д.) не состоит из строго одинаковых по массе и размеру частиц;
  • Вселенная вечна. При этом, носители материи постоянно рождаются и затем трансформируются в носители своего и/или других уровней; Тем самым, теория выходит за пределы не только атомизма, но и Большого взрыва, ограничивающего историю мироздания моментом возникновения Вселенной;
  • Пространство имеет дробную размерность, стремящуюся к 3 (трём). Точное число зависит от строения материи и её распределения в пространстве. Время в данной теории — самостоятельная от пространства координата, и является производным от скорости движения материи;
  • Действие сил гравитации и электромагнетизма может быть объяснено модифицированной теорией Фатио-Лесажа. Предполагается, что электромагнитное поле является гравитационным полем нижележащего уровня материи;
  • Имеется различие между понятиями «количество материи» и гравитационная масса.

История[править | править вики-текст]

То, что материя делится до бесконечности, утверждали ещё Аристотель, Декарт и Лейбниц[1] в своей монадологии.[источник не указан 1594 дня] В каждой частице, какой бы малой она ни была, «есть города, населённые людьми, обработанные поля, и светит солнце, луна и другие звёзды, как у нас», — утверждал греческий философ Анаксагор в своём труде о гомеомериях в V веке до нашей эры.

Для всех материально-вещественных объектов галактики Млечный путь (от атома до всей галактики): все, что меньше атома водорода — протовещество; все, что имеет плотность больше нейтронной — поствещество. В математике все ряды бесконечно больших и малых величин образуют бесконечный иерархический массив. В этом массиве выберем алгоритм N = Tn = 2n10[10–(n–1)]. Это позволить построить иерархический фрактальный ряд от 0,1 нм до 10 метров.

Этот принцип был принят за аксиому последователями герметической религиозной философии.

Кант и Ламберт[править | править вики-текст]

В основу космологических представлений Канта легло признание существования бесконечного количества звёздных систем, которые могут объединяться в системы более высокого порядка. В то же время, каждая звезда со своими планетами и их спутниками образует систему подчинённого порядка. Вселенная, следовательно, не только пространственно бесконечна, но и структурно многообразна, поскольку в состав её входят космические системы разных порядков и размеров. Выдвигая это положение, Кант приближался к идее о структурной бесконечности Вселенной, которая получила более полное развитие в космологическом течении современника Канта, немецкого учёного И. Г. Ламберта.

Бесконечная Вселенная и фотометрический парадокс Ольберса[править | править вики-текст]

До XX века в рамках классической космологии этот парадокс пытались разрешить в модели иерархического строения Вселенной, разработанной Карлом Шарлье на основе идеи Ламберта[2]. В 1908 году он опубликовал теорию строения Вселенной, согласно которой Вселенная представляет собой бесконечную совокупность входящих друг в друга систем всё возрастающего порядка сложности. В этой теории, отдельные звёзды образуют галактику первого порядка, совокупность галактик первого порядка образует галактику второго порядка и т. д. до бесконечности.

На основании такого представления о строении Вселенной, Шарлье пришёл к выводу, что в бесконечной Вселенной фотометрический парадокс устраняется, если расстояния между равноправными системами достаточно велики по сравнению с их размерами. Это приводит к непрерывному уменьшению средней плотности космического вещества по мере перехода к системам более высокого порядка. Для устранения парадокса требуется, чтобы плотность вещества падала быстрее, чем обратно пропорционально квадрату расстояния от наблюдателя. Такая зависимость плотности вещества в Метагалактике не наблюдается, поэтому современное объяснение парадокса Ольберса основано на других принципах (например, учитывается красное смещение, используется Общая теория относительности). Однако, сама идея о сложном строении Вселенной и вложенности систем разного уровня остаётся и развивается.

Фурнье Д’Альба[править | править вики-текст]

Ирландский учёный Фурнье Д'Альба (англ. Edmund Edward Fournier D’Albe) в 1907 году в своей работе «Два новых мира: Инфрамир и супрамир» сделал предположение, что иерархическая лестница простирается также вовнутрь материи в сторону уменьшения. У Фурнье Д’Альба знаменатель прогрессии, то есть отношение линейных размеров звезды и атома или размеров звезды супрамира и звезды данного уровня материи, являющейся атомом супрамира, выражается числом 1022. Такое соотношение пространственных размеров Фурнье Д’Альба распространил и на время. Одна секунда на «нулевом» уровне по мнению Фурнье Д’Альба равна сотням триллионов лет в инфрамире, а секунда в супрамире равна сотням триллионов земных лет. С работами Д’Альба был знаком К. Э. Циолковский.

Бенуа Мандельброт[править | править вики-текст]

Бенуа Мандельброт (фр. Benoit Mandelbrot) — создатель математической теории простых иерархических (рекурентных) самоподобных множеств, для описания данных систем вводит новый термин — фрактал. Космологические и философские взгляды Мандельброта в исторической перспективе хорошо отображены в его неопубликованной записке «Два наследия великой цепи бытия»[3] и в книге написанной совместно с Юрием Барышевым и Пеккой Теерикорпи — «Фрактальная структура Вселенной»[4].

Современные работы[править | править вики-текст]

Р. Л. Ольдершоу[править | править вики-текст]

Роберт Ольдершоу (англ. Robert L. Oldershaw) — независимый исследователь колледжа Амхерста (Массачусетс, США), в ряде работ с 1978 года развивал модель космологического самоподобия (The Self-Similar Cosmological Model). Он выделил три основных уровня материи — атомный, звёздный и галактический уровни, причём два последних уровня ближе друг к другу, чем к атомному уровню. На данных уровнях, материя сосредоточена, в основном, в виде нуклонов и звёзд, а звёзды, также, в своём большинстве входят в состав галактик[5][6]. Ольдершоу отмечает, что подавляющее количество вещества в космосе содержится в самых лёгких элементах — в водороде и в гелии, а на уровне звёзд в — в звёздах-карликах с массами 0,1—0,8 солнечных масс. Кроме этого, имеется много и других примеров подобия:

  • Вращение носителей друг возле друга под действием силы, убывающей обратно пропорционально квадрату расстояния;
  • Часто наблюдаемые джеты и выбросы материи одинаковой формы в звёздных и галактических системах;
  • Отношение размеров самых больших атомов к размеру нуклона того же порядка, что и отношение размера больших звёздных систем к размеру нейтронной звезды;
  • Зависимости между спином и массой, между магнитным моментом и спином имеют одинаковую форму у атомных и звёздных систем;
  • Ридберговские атомы демонстрируют зависимость между радиусами и периодами колебаний электрона, очень похожую на закон Кеплера для планет.

Определение коэффициентов подобия по массе, размерам и времени протекания процессов между атомными и звёздными системами Ольдершоу осуществляет через сопоставление Солнечной системы и Ридберговского атома с номером орбиты n = 168. При этом, водороду соответствуют звёзды с массами порядка 0.15 солнечных масс. В результате такого сопоставления, становится возможным делать достаточно точные предсказания масс и размеров звёзд, галактик, размера протона, периодов вращения галактик и т. д.

Теория в массовой культуре[править | править вики-текст]

Мотивы данной концепции встречаются в художественных произведениях.

В 1922 году газета «Московский понедельник» напечатала стихотворение В. Я. Брюсова «Атом», позже исправленное на «Мир электрона»[7]:

Быть может, эти электроны
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!

Ещё, быть может, каждый атом —
Вселенная, где сто планет;
Там — всё, что здесь, в объёме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.

Басня французского баснописца Пьера Лашамбоди́ под названием «Микроскоп и капля воды» (1839):

Разглядывать под микроскопом
Я стал однажды капельку воды.
Напрасны не были труды:
Я множество живущих скопом
Существ миниатюрных увидал.
Какое зрелище чудесное для взора!
Я начал наблюдать и скоро
Законы их, обычаи узнал,
И даже обнаружил у бактерий
Немало суеверий.
Ту каплю, где живут они,
Считают эти крошки центром мира,
Подобного себе придумали кумира,
Решили: капля их — важнейшее звено,
Погибнет мир с ней заодно…
Смешно? Но в сущности мы столь же эфемерны,
Масштабы же Вселенной непомерны,
И, право, не могу сказать я, чтобы
Мы, люди, значили в ней больше, чем микробы.

Некоторые другие примеры:

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

  1. Готфрид Вильгельм фон Лейбниц, De materia prima, 1670
  2. Carl Ludwig Charlier. Иерархия Шарлье
  3. Benoit Mandelbrot, «Two heirs to the Great Chain of Being», 1982 [1] (недоступная ссылка с 11-05-2013 (999 дней))
  4. Pekka Teerikorpi, Yurij Baryshev, «Discovery of Cosmic Fractals», 2002, ISBN 981-02-4872-5
  5. Robert L. Oldershaw. «Self-Similar Cosmological Model: Introduction and Empirical Tests». International Journal of Theoretical Physics, Vol. 28, No. 6, 669—694, 1989. [2]
  6. R. L. Oldershaw. Discrete Scale Relativity. Astrophysics and Space Science, Vol. 311, No. 4, pgs. 431—433, October 2007 [3]
  7. Химия и жизнь. — 1983. — № 4. — С. 76.

Литература[править | править вики-текст]

  • Л. И. Зальцман. Восхождение миров. — М: Европейский дом, 2003. — 384 с.
  • Чарльз Киттель. Статистическая термодинамика — М: Наука, 1977. — 336 с.
  • Сергей Хайтун. От эргодической гипотезы к фрактальной картине мира: рождение и осмысление новой парадигмы — М: КомКнига, 2007. — ISBN 5-484-00565-5.
  • L. Nottale. The theory of Scale Relativity // Intl. Journal of Modern Physics A, Vol. 7, № 20, 1992, 4899—4936.
  • L. Nottale. Fractal Space-time and Microphysics // World Scientific Press, 1993
  • Y. Baryshev, P. Teerikorpi. Discovery of Cosmic Fractals // World Scientific Press, 2002
  • A. Gefter. Is the Universe a Fractal? // New Scientist, 10 марта, 2007, выпуск 2594
  • M. Chown. Fractal Universe // New Scientist, 21 августа, 1999

Ссылки[править | править вики-текст]