Бесконечная вложенность материи

Это статья о неакадемическом направлении исследований. Пожалуйста, отредактируйте статью так, чтобы это было ясно как из её первых предложений, так и из последующего текста. Подробности — в статье и на странице обсуждения.

Проверить информацию. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения должны быть пояснения.

Теория бесконечной вложенности материи (фрактальная теория) — в противоположность атомизму, альтернативная философская, физическая и космологическая теория, не входящая в стандартные академические области науки. Теория бесконечной вложенности материи основывается на индуктивных логических выводах о строении наблюдаемой Вселенной. Метафизическая школа, изучающая данную теорию, сосредотачивается на фундаментальных организационных принципах природы и называет данную концепцию дискретная фрактальная парадигма. Эта парадигма подчёркивает иерархическую организацию систем природы, от наименьших наблюдаемых элементарных частиц — до наибольших видимых скоплений галактик. Также, она выдвигает на первый план тот факт, что глобальная иерархия природы является дискретной; особо выделяются атомный, звёздный и галактический уровни. Третий важный принцип фрактальной парадигмы — это то, 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 космологическим уровне. Самоподобные аналоги объектов и явлений из различных уровней имеют совпадающую морфологию, кинематику и динамику.

Объект Хога — образный аналог атома водорода в макромире

Основные элементы теории

• В данной теории отсутствуют элементарные частицы материи как таковые (см. 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 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.

Историческая справка

То, что материя делится до бесконечности, утверждали ещё Аристотель, Декарт и Лейбниц^[1] в своей монадологии.^{[источник не указан 435 дней]} 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.

Quod est inferius est sicut quod est superius

Этот принцип, изречённый более двух тысяч лет назад, был принят за аксиому последователями герметической религиозной философии. Это течение времён поздней античности, из которого в Средние века родилась алхимическая наука, и которое явилось предтечей трёх движений, частично доживших до наших дней: движения иллюминатов, франкомасонства, и движения розенкрейцеров. Многие виднейшие учёные Средневековья и Нового времени были связаны с какими-либо из этих движений^{[источник не указан 435 дней]}, главным образом потому, что эти организации хранили у себя недоступную простым смертным информацию.^{[источник не указан 435 дней]} Герметисты утверждали аналогию между микро- и макрокосмосом: в религиозном смысле, эта аналогия понималась как соответствие Бога и человека, созданного по образу и подобию Божьему. Однако, в науке утверждение о всеобщей аналогии может пониматься и гораздо шире.^{[источник не указан 435 дней]}

Кант и Ламберт

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 (~1728—1777).

Бесконечная Вселенная и фотометрический парадокс Ольберса

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

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 Константин Эдуардович Циолковский.

Бенуа Мандельброт

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

Ольдершоу, Р. Л.

Роберт Ольдершоу (англ. Robert L. Oldershaw) [5], 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

Валерий Яковлевич Брюсов

В 1922 году газета «Московский понедельник» напечатала стихотворение Валерия Яковлевича Брюсова (1873—1924) «Атом», позже исправленное на «Мир электрона» (Химия и жизнь, 1983, № 4, стр. 76):^[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 (1806—1872) 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.

Василий Васильевич Головачёв

Фантастический рассказ «И наступила темнота»:

«На границе Вселенной земной космический корабль попал в пространство без единой звезды, его окружила кромешная тьма. Дальнейшее продвижение во тьму долго ни к чему не приводило. Но вот вдали показалась крохотная искорка света…»

Опубликован в журн.: Вокруг света. — 1987. — № 2. — с. 60.

Данная концепция также встречается в ряде художественных и мультипликационных фильмов:

• Эпизод «The Ziff Who Came to Dinner» мультсериала Симпсоны, в первый раз показанный 14 марта 2004 года (к 125-летию со дня рождения Альберта Эйнштейна);
• Мультфильм «Хортон» (Horton Hears a Who!). Дата релиза также 14 марта 2008 года;
• Начало фильма «Матрица: Перезагрузка» (7 мая 2003 года);
• Концовка фильма Стивена Спилберга «Война миров» (War of the Worlds, 2005) — http://www.imdb.com/title/tt0407304/;
• «Тёмная башня» — серия романов Стивена Кинга;
• Финальная сцена в фильме «Люди в чёрном» (Men in Black, 1997) — одна из лучших детских экранизаций данной статьи. (смотреть на YouTube)

См. также

• Рекурсия
• Фрактал
• Крупномасштабная структура Вселенной
• Теория гравитации Фатио-Лесажа
• Мультивселенная

Ссылки

1. ↑ Готфрид Вильгельм фон Лейбниц, De materia prima, 1670 [1]
2. ↑ Carl Ludwig Charlier. Иерархия Шарлье
3. ↑ Benoit Mandelbrot, «Two heirs to the Great Chain of Being», 1982 [2]
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. [3]
6. ↑ R. L. Oldershaw. Discrete Scale Relativity. Astrophysics and Space Science, Vol. 311, No. 4, pgs. 431—433, October 2007 [4]
7. ↑ Валерий Брюсов, «Мир электрона», 1922 год

Литература

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

Ссылки

• Фильм Cosmic Voyage
• Фильм Powers of Ten
• David Pratt — The Infinite Divisibility of Matter. В статье рассматривается история продвижения вглубь уровней материи — от атомов к элементарным частицам вплоть до кварков. Подвергаются критике современные теории струн и представления об элементарных частицах, вследствие наличия многих искусственных предположений (перенормализация заряда, точечность электрона и кварков, компактизация размерностей пространства, рождение частиц только самих из себя (а не из другого свободного вещества), бесструктурность частиц, отказ от сущностного понимания физических явлений в угоду математизации).
• Marcelo B. Ribeiro — The Apparent Fractal Conjecture
• Фрактальная Вселенная Фурнье (на болгарском языке)