Старинные книги

Переводим с английского

MDX – язык запросов к многомерным базам данных

Алгоритм «Вальс» - генератор самоподобных процессов

Другие статьи автора

В общей сложности, в настоящее время в физике используется уже сотни физических постоянных. Их список, рекомендованный CODATA 1998, насчитывает около 300 констант [2]. Наличие большого количества фундаментальных физических постоянных указывает на то, что современное понимание фундаментальности констант носит больше методологический, чем онтологический характер. Если мы признаем онтологическое существование неких первичных “истинно” фундаментальных констант, то наличие большого количества фундаментальных констант в современной физике следует объяснять их происхождением от базовых констант. Иными словами, признание существования онтологического базиса у констант непременно приводит к признанию вторичного статуса у современных физических констант.

Помимо всего прочего, поиск онтологического базиса для фундаментальных констант диктуется требованием простоты физических теорий. В исследованиях А.Л.Симанова [1] показано, что принцип простоты является не только гносеологическим, но и онтологическим. Это уже нечто большее, чем просто правило Оккама, в соответствии с которым не следует без необходимости увеличивать число сущностей. Признание за простотой как гносеологической, так и онтологической основы, применительно к онтологическому базису физических констант, позволяет утверждать, что малого числа констант должно быть достаточно для описания множества сложных явлений. Это можно рассматривать как один из руководящих принципов в создании единой физической теории.

В общем виде проблему фундаментальных физических констант можно сформулировать следующим образом. Рост количества констант, претендующих на статус фундаментальных, нивелирует саму идею единства физических явлений и необоснованно увеличивает количество новых сущностей. Не могут обладать фундаментальным статусом сотни констант. Фундаментальность может быть присуща только очень малому количеству физических постоянных. Таким образом, существует большое противоречие между минимально необходимым количеством фундаментальных констант и их реальным обилием.

• фундаментальный квант h_u (h_u=7,69558071(63) • 10^-37 J s),
• фундаментальная длина l_u (l_u=2,817940285(31) • 10^-15 m),
• фундаментальный квант времени t_u (t_u=0,939963701(11) • 10^-23 s),
• постоянная тонкой структуры α (α =7,297352533(27) • 10^-3 ),
• число π (π=3,141592653589).

Взаимосвязанными оказались и другие фундаментальные физические постоянные. Так, например, магнетон Бора может быть выражен посредством следующих констант:

Дальнейшие исследования показали, что и константа G и другие фундаментальные константы могут быть выражены единым образом посредством универсальных суперконстант [3, 6]:

{G, m_pl, c, h, … e, m_e, R_∞, μ_B, Ф_о} = f (h_{u ,} l_u , t_u , α , π).

-гравитационная постоянная G: G=f(ħ_u,l_u,t_u,α, π);

-постоянная Планка h: h=f(ħ_u,α, π);

скорость света c: c=f(l_u,t_u,);

-элементарный заряд e: e=f(ħ_u,l_u,t_u);

-масса электрона m_e: m_e=f(ħ_u,l_u,t_u);

-постоянная Ридберга R_∞: R_∞=f(l_u,α,π);

-отношение масс протона-электрона m_p/m_e : m_p/m_e=f(α, π);

-постоянная Хаббла H: H=f(t_u,α, π);

-планковская масса m_pl: m_pl=f(ħ_u,l_u,t_u,α, π);

-планковская длина l_pl: l_pl=f(l_u,α, π);

планковское время t_pl: t_pl=f(t_u,α, π);

-квант магнитного потока Ф_o: Ф_o=f(ħ_u,l_u,t_u,α, π);

-магнетон Бора μ_B: μ_B=f(ħ_u,l_u,t_u,α,).

Как видим, константы, которые традиционно носят статус фундаментальных констант, не являются первичными и независимыми постоянными. Из приведенных зависимостей видно, что наименее сложными являются h, c, l_pl, t_pl, R_∞, m_p/m_e. Это указывает на то, что постоянные h, c, l_pl, t_pl, R_∞, m_p/m_e наиболее близки к первичным константам, однако сами таковыми не являются.

Использование суперконстантного базиса позволяет получить все основные фундаментальные физические константы расчетным путем. В этом состоит уникальность первичного (ħ_u,l_u,t_u,α, π)-базиса.

Размерные константы h_u, l_u, t_u следуют из классических представлений и являются константами физического вакуума [3 - 6]. Эти постоянные определяют физические свойства пространства-времени. Константы π и α определяют геометрические свойства пространства-времени (рис.1).

Численное значение G было определено впервые английским физиком Г.Кавендишем в 1798 г. на крутильных весах путем измерения силы притяжения между двумя шарами .

Современное значение константы G, рекомендуемое CODATA 1998 [2]:

Из всех универсальных физических констант точность в определении G является самой низкой. Зависимость константы G от первичных суперконстант указывает на то, что эту важнейшую постоянную можно получить математическим расчетом.

Открытая группа универсальных суперконстант и выявленная глобальная связь фундаментальных констант позволили получить математические формулы для вычисления гравитационной постоянной G [3,5,6]. Таких формул оказалось несколько. В качестве подтверждения этому ниже приведены 8 эквивалентных формул для вычисления G:

G = 2πc³l_u²/αhD_o, G = c⁵t_pl²α/h_u, G = l_u³/t_u² m_e D_o, G = h_uα²/4πt_u m_pl²R_∞,

G = c³l_pl²α/h_u, G = 2l_u⁵α H/t_u² h_u, G = h_u c/α m_pl², G = c⁴l_u /E_eD_o.

Из приведенных формул видно, что константа G выражается с помощью других фундаментальных констант очень компактными и красивыми соотношениями. При этом, все формулы для гравитационной константы сохраняют когерентность. В числе физических постоянных, с помощью которых представлена гравитационная константа, находятся такие константы как: фундаментальный квант h_u, скорость света c, постоянная тонкой структуры α, постоянная Планка h, число π, фундаментальная метрика пространства-времени (l_u,t_u), элементарная масса m_e, элементарный заряд e, большое космологическое число D_o, принадлежащее к семействубольших чисел Дирака , энергия покоя электрона E_e , планковские единицы длины l_pl, массы m_pl, времени t_pl, постоянная Хаббла H, константа Ридберга R_∞. Это указывает на единую сущность электромагнетизма и гравитации и на наличие фундаментального единства у всех физических констант.

Все приведенные выше формулы дают новое значение G, которое по точности почти на пять порядков лучше известного на сегодня значения. Новое значение G вместо четырех цифр содержит 9 цифр [3]:

www.photcoef.com/236.html
www.jsup.or.jp/shiryo/PDF/0900z53.pdf

http://www.rusnauka.narod.ru
http://www.schemali.narod.ru

http://www.sciteclibrary.com/rus/catalog/pages/2017.html

http://www.n-t.org/tp/ng/nfk.htm

Угаданная Планком постоянная h содержала для него самого много неясного. Это М. Планк специально подчеркивал в своей Нобелевской речи. Таинственным вестником из реального мира назвал ее М.Планк [11,12]. Очень точно выразился о постоянной h О.Д.Хвольсон [10]. "Проникая во все отделы физики, она доказала свое мировое значение, доказала, что она играет великую роль в явлениях физических; она начинает проникать и в химию. Какова физическая её сущность? Почему она так важна? Почему она как бы вторгается (чтобы не сказать - суется!) во всевозможные физические явления? Одним словом: что такое h? Неизвестно и непонятно!"

Универсальные суперконстанты дают возможность представить законы и формулы квантовой физики, а также фундаментальные константы физики, в том числе и постоянную Планка h. Открытие новой физической константы h_u позволило установить, что постоянная Планка h представляет собой комбинацию первичных суперконстант [3,6]:

Самый важный результат состоит в том, что новый квант действия h_u позволил выявить истоки появления h из непрерывного поля. Это снимает завесу таинственности с постоянной Планка h. Выявилось, что константа h напрямую связана со свойствами физического вакуума. Она своим происхождением обязана существованию фундаментального кванта h_u и проявляется при переходе непрерывного поля в дискретное вещество.

Отсюда следует вывод, что дискретность нашего мира проистекает из континуума. На мой взгляд, разъединение классической и квантовой теорий является одной из причин тупикового состояния в физической науке. Выход из тупика виден в объединении классических и квантовых подходов и в создании новой физической теории на основе суперконстантного (h_u,t_u,l_u,π,α)-базиса, имеющего фундаментальный, онтологический статус.

Универсальные суперконстанты h_u,l_u,t_u,α,π дают возможность получить расчетным путем не только постоянную G, но и другие фундаментальные константы. Подтверждением правильности полученных результатов является практически полное совпадение расчетных значений фундаментальных физических констант с рекомендуемыми CODATA 1998 значениями тех же констант [2]. Ниже, в качестве примера, приведены сравнительные данные для наиболее важных физических постоянных.

Из таблицы видно, что некоторые фундаментальные константы, полученные расчетным путем, по точности на несколько порядков превосходят их экспериментальные значения. Это относится к константам G, m_pl, l_pl, t_pl, H . Точность констант G, m_pl, l_pl, t_pl, H удалось “подтянуть” до уровня точности констант h, Ф_о, e, μ_B, m_e [3-6].

Наличие глобальной связи у физических констант дает ответ на вопрос, почему все попытки ученых построить новую квантовую теорию на основе планковского константного базиса, полученного путем добавления к константе G двух констант h и c, окончились безрезультатно. Причина состояла в том, что сама константа G содержит в себе константы h и c, и добавление их не придавало (G, h, c)–базису никакого нового качества.

Выявленная глобальная взаимосвязь между физическими постоянными дает возможность указать путь, который позволит определить практически все фундаментальные константы с предельно высокой точностью. Этот предел уже задает, полученное совсем недавно [2] новое значение константы Ридберга R_∞ ( 7,6х10^-12 ). Есть реальная возможность приблизить точность других констант к точности постоянной Ридберга. Для этого необходимо с высокой точностью определить только две константы. Одна из них – постоянная тонкой структуры α. Эту константу необходимо определить с точностью хотя бы 10^-12 - 10^-13. Другая константа – одна любая постоянная из группы: h, e, m_e. Ее необходимо определить с точностью близкой к точности постоянной Ридберга. В этом случае все другие константы можно будет получить математическим расчетом с точностью не хуже, чем точность постоянной Ридберга R_∞. Таким образом, только две константы сейчас требуют к себе особого внимания физиков – это постоянная тонкой структуры α и одна любая константа из группы h, e, m_e.

В дальнейшем только три константы будут требовать повышенного внимания исследователей. К ним относятся постоянная Ридберга R_∞, постоянная тонкой структуры α, и одна константа из группы ( h, e, m_e). Их будет вполне достаточно, чтобы знать значения всех других физических констант.

1. Симанов А.Л. Проблема эфира: Возможное и невозможное в истории и философии физики. Философия науки, N1(3),1997.

2. Peter J. Mohr and Barry N.Taylor. CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 1998 ; WWW.Physics.nist.gov/constants. Constants in the category "All constants"; Reviews of Modern Physihs, Vol 72, No. 2, 2000.

3. Косинов Н.В. Физический вакуум и гравитация. Физический вакуум и природа, N4, 2000.

4. Kosinov N. Five Fundamental Constants of Vacuum, Lying in the Base of all Physical Laws, Constants and Formulas. Physical Vacuum and Nature, N4, 2000.

5. Косинов Н.В. Пять универсальных суперконстант, лежащих в основе всех фундаментальных констант, законов и формул физики и космологии. Актуальные проблемы естествознания начала века. Материалы международной конференции 21 - 25 августа 2000 г., Санкт-Петербург, Россия. СПб.: "Анатолия", 2001, с. 176 - 179.

6. Косинов Н.В. Константные базисы для новых физических теорий.

7. Пуанкаре А. Наука и гипотеза. Пуанкаре А. О науке, М., 1983.

8.Фирсов В.А. Философско-методологический анализ проблемы единства физики в концепции калибровочных полей. Философия науки, N1(3),1997.

9. Л.де Бройль. Таинственная постоянная h - великое открытие Макса Планка. В кн. По тропам науки. М., ИЛ, 1962.

10. Цит. по Е.М.Кляус. Поиски и открытия. М., Наука, 1986, с.145.

11. М.Планк. Избранные труды. М., Наука, 1975, с. 288.

12. Планк М. Единство физической картины мира. М. с.121.

Публикуется с разрешения автора

Демографические пенсии