CC BY
57
Секция ««Концепции современного естествознания»
УДК 50(075.8)
КОНСЕРВАТИВНАЯ МОДЕЛЬ РЕАЛЬНОСТИ: ВОЗМОЖНОСТИ И ОГРАНИЧЕНИЯ
А. А. Гостев Научный руководитель - В. П. Жереб
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Обсуждается консервативная модель реальности, её сущность и особенности. Особое внимание уделяется рассмотрению возможностей и ограничений, связанных с использованием в качестве абстрактного объекта материальной точки и консервативных систем.
Ключевые слова: консервативная модель реальности, возможности, ограничения, фундаментальные принципы, механика.
THE CONSERVATIVE MODEL OF REALITY: CAPABILITIES AND LIMITATIONS
A. A. Gostev Scientific supervisor - V. P. Zhereb
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Article is directed on disclosure of conservative model of reality, its essence and characteristics. The special attention is paid to consideration of capabilities and limitations regarding the conservative model of reality and characteristics of its structure.
Keywords: the conservative model of reality, capabilities, limitations, fundamental principles, mechanics.
В конце XIX - начале ХХ века, после создания экспериментально обоснованной модели атома и попытки описания микромира с позиций классической механики, а также экспериментального определения независимости скорости света от скорости источника стало ясно, что консервативная модель ограничивает описание реальности только макромасштабом. Ни микро-, ни мегамасштаб реальности невозможно теоретически успешно интерпретировать в рамках консервативных представлений [1, с. 70]. Следует отметить, что в настоящей работе консервативными называются такие рациональные представления, которые основаны только на законах сохранения.
В XVII веке для объяснения распространения световых волн была предложена гипотеза эфира -представление о механическом эфире как всепроникающей мировой среде, обладающей очень низкой плотностью и большой упругостью. Распространение света рассматривалось как распространение упругих колебаний эфира, аналогичных звуковым колебаниям в воздухе. Воспользовавшись этой гипотезой, Френель получил правильное значение коэффициентов отражения и преломления для границы двух сред. Считая эфир неподвижным, но учитывая различие в свойствах эфира в пустоте и в телах, Френель показал, что при движении тел вследствие «сгущения» в них эфира, последний как бы частично увлекается. Увлечение эфира должно отразиться на оптических явлениях.
После создания Максвеллом электромагнитной теории света гипотеза упругого, механического эфира была заменена гипотезой электромагнитного эфира - всепроникающей среды, способной передавать электромагнитные сигналы, являющейся носителем электромагнитного поля и электромагнитных колебаний. При этом электромагнитное поле рассматривалось как форма движения эфира. На вопрос, как ведет себя эфир при движении тел, остается ли неподвижным, увлекается полностью или частично, различные гипотезы отвечали по-разному. В 1887 году американские физики Альберт Майкельсон и Генри Морли, используя разработанный ими оптический интерферометр, эксперимен-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 2
тально установили отсутствие эфира. Кроме того, они с высокой точностью измерили скорость света и показали, что она не зависит от скорости его источника. Последнее противоречило принципу относительности Галилея и вполне определенно указывало на достижение границ применимости классической физики, ее неспособность непротиворечивым образом описывать мегамасштаб реальности.
Близкие по природе проблемы возникли в классической физике при интерпретации экспериментальных результатов, полученных при изучении строения атома, т. е. при переходе к микромасштабу реальности [1, с. 73]. Открытие и изучение радиоактивного излучения, обнаруженного у некоторых природных минералов, подсказало английскому физику Э. Резерфорду идею использовать одну из его составляющих - а-излучение - для исследования строения атома. Поскольку а-частицы представляют собой положительно заряженные ионизированные ядра гелия, их поток не должен проходить даже через очень тонкую пластинку (фольгу) твердого вещества: в соответствии с моделью Томпсона, они будут отталкиваться от положительно заряженной основной массы атома при приближении к поверхности твердого вещества.
Однако хорошо экспериментально обоснованная планетарная модель строения атома в соответствии с классической электродинамикой должна быть неустойчивой! [1, с. 74]. Из уравнений Максвелла следует, что точечный заряд, двигающийся с ускорением, т. е. находящийся под действием силы, должен рассеивать свою энергию в виде электромагнитного излучения. Это значит, что электроны, вращаясь вокруг ядра по криволинейным траекториям, должны, излучая электромагнитные волны, терять свою кинетическую энергию и в итоге упасть на ядро. Ничего подобного с реальными атомами вещества не происходит. Так возникло противоречие между классической физикой и экспериментом при интерпретации явлений микромасштаба реальности, которое завершило эпоху господства классической физики и положило начало новому этапу ее развития.
Квантовая теория строения атома водорода была предложена в 1913 году выдающимся датским физиком - теоретиком Н. Бором. В основу своей теории Н. Бор положил три постулата. I. Электрон в атоме может находиться только в некоторых определенных энергетически устойчивых состояниях, которые являются стационарными. Находясь в стационарном состоянии, электрон не излучает энергию. II. Атом излучает электромагнитную энергию в виде кванта энергии. III. Из всех возможных состояний в атоме реализуются только те, для которых момент количества движения M равен целому числу.
Постулаты Бора, находясь в полном противоречии с классической механикой и электродинамикой, были экспериментально подтверждены спектроскопическими исследованиями атома водорода. Можно сказать, что поведение элементарных частиц в микромире уже нельзя было в полной мере описывать с помощью абстрактного объекта классической физики - материальной точки. Таким образом, было показано, что состояние всех объектов микромасштаба реальности невозможно исчерпывающе описать с использованием привычных для классической физики пространственных и временных представлений.
Со временем в науке утвердился крайне опасный механистический взгляд на реальность. Незрелыми учёными эта модель стала использоваться в биологии (Ламетри), в экономике (К. Маркс) и т. д., где абстрактные объекты механики - ньютонова «материальная точка» или «консервативная система», полученная суммированием (интегрированием) материальных точек, не способны описать всего разнообразие свойств объектов реальности [2].
Консервативная модель реальности основывается на фундаментальном принципе сохранения, являющемся обобщением логических оснований механики - законов сохранения полной энергии, импульса и момента импульса. Принцип сохранения гласит: «В реальности можно выделить перманентную сущность, которая не возникает из ничего и не исчезает бесследно, а переходит из одной формы в другую в эквивалентных количествах» [1]. Другие фундаментальные принципы - принцип диссипации и антропный принцип были сформулированы позже и составляют логическую основу диссипативной и антропной модели реальности, соответственно [1; 2].
С Ньютона в истории человечества началась новая глава: отныне наука превратилась в мощный инструмент творческого изменения реальности. Распространение этой модели на весь макромир привело к формированию консервативной модели реальности, основанной на фундаментальном принципе сохранения вещества и энергии. В дальнейшем, а именно в 60-е годы XX века, к фундаментальным принципам присоединился также антропный принцип. Это обусловило развитие человечества, поскольку модель решила проблему эффективности труда. Классическая механика и физика вообще стали теоретической основой индустриального этапа цивилизации и обеспечили формирование консервативной модели реальности [1, с. 77].
Секция «Концепции современного естествознания»
Какие же возможности связаны с консервативной моделью реальности? Данная рациональная модель реальности является исторически первой наиболее общей теоретической конструкцией, поскольку она основывается на самой общей из возможных фундаментальных закономерностей - фундаментальном принципе, имеющем сущностную природу (именно поэтому такие принципы называют фундаментальными) и распространяется на всю реальность. Это даёт возможность рассматривать реальность в её самых базовых понятиях. Благодаря консервативной модели реальности стало возможным моделирование будущего пространственно-временного состояния объектов, относящихся к макромасштабу реальности. Наука, основываясь на данной модели, помогла сделать колоссальное количество открытий и изобретений. Созданные на основе механики технологии многократно увеличили производительность и эффективность человеческой деятельности. Разработанные в этой модели реальности методологические подходы нашли применение в ряде естественных и инженерных наук -в физике, геологии, сопромате, теории машин и механизмов, и, даже, в экономике.
Библиографические ссылки
1. Жереб В. П., Снежко А. А., Ивасев С. С. Концепции современного естествознания ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. 132 с.
2. Лешок А. Модель реальности требует корректив [Электронный ресурс] // Газета «Сибирский форум. Интеллектуальный диалог». 2010. Май. С. 7. URL: http://sibforum.sfu-kras.ru/node/87 (дата обращения: 30.03.15).
3. Жереб В. П. Освоение реальности. Глобальные проблемы человечества. Классификация теорий по фундаменту [Электронный ресурс]. URL: http://vunivere.ru/work35710/page3 (дата обращения: 30.03.15).
© Гостев А. А., 2015
