Олег Орестович Фейгін, Північно-Східне Регіональне Відділення Інституту Наукових та Науково-Технічних Досліджень Української Академії Наук м. Харків, Україна
Логіко-гносеологічний аналіз є основним методом синтетичної гносеологікі та його застосування до дискретної Темпоралогія дозволяє виявити нові аспекти атемпоральной реальності навколишнього світу. В якості онтологічних передумов логіки досліджується концептуальна система: дискретизація ® квантова хронофізіка ® фізична космологія. Методологію теоретичної фізики тут представляють універсальні принципи фундаментальної фізичної дискретизації, поширювані на темпоральні явища і процеси. Відповідно розширюється система метанаучной концептів, включаючи термінологію "атемпоральной фізичної реальності". У такому концептуальному образі універсальності фізичної картини світу і розглядається фундаментальна гіпотеза, згідно з якою дискретність хронофізіческого простору лежить в основі будь-яких інших видів об'єктивної реальності.
Поняття дискретної фізичної реальності, як квантового аспекту об'єктивного світу дозволяє ідентифікувати простору безліч окремих проблемних інгредієнтів навколишньої дійсності [1, 4]. Вважаючи, що Всесвіт являє собою цілісне безліч ієрархічно пов'язаних між собою систем з відповідними структурними об'єктами, поставимо завдання з'ясування у них наявності нових атемпоральних властивостей і відносин координації і субординації. У теоретичній фізиці дана тематика актуалізувалася з еволюцією понятійного апарату квантової механіки. Перехід від атомних до суб'ядерних явищам у фізичному вакуумі привів до складних питань існування окремих віртуальних мікрообразованій. Їх подальша систематика та субструктурізація зажадала введення інноваційних евристичних моделей дискретної фізичної реальності [2, 3].
Дотримуючись гносеологіке загальнофілософського категоріального базису, відзначимо, що математична частина дискретної теорії квантових ефектів, разом з деякими формальними рецептами, була побудована раніше, ніж були вироблені відповідні фізичні поняття. Аналітичний апарат квантової механіки, не містить внутрішніх протиріч, застосовувався до вирішення завдань атомної фізики, але фізичне тлумачення його залишалося не цілком ясним. Розглядаючи логічний розвиток релятивістських принципів квантової хронофізікі на основі окремих концептуальних положень дискретної Темпоралогія, акцептуємо аспекти релятивізму в квантової хронодінаміке запровадженням особливого класу атемпоральних систем відліку [7, 8]. Модельне структурування релятивістської квантової хронодінамікі / РКХД / супроводжується побудовою групи специфічних перетворень симетрії, що визначають основні закономірності кінетики розвитку континуально-часових оболонок / КВО / фізичної простору [9]. Певним нововведенням тут є атемпоральная методологія розгляду традиційних квантовотеоретіческіх уявлень пов'язаних з фундаментальної CPT - теоремою в метричному просторі Мінковського [11].
У класичній релятивістській механіці розглядаються частки нульової маси, які рухаються зі швидкістю світла. З урахуванням раніше введених хроноквантових уявлень [1 - 5], енергія таких частинок описується співвідношенням:
E = pc = pl (h) / h (t), h (t) h (e) n ~ m [l (h) / h (t)] ^ 2, m ~ h (e) / c (h) ^ 2; (1)
де p - імпульс; c - швидкість світла; l (h) - довжина Планка; h (t) - хроноквант; n - частота. Відношення двох фундаментальних постійних - планковской довжини і хроноквантового тимчасового проміжку відповідає метричної швидкості просторових фазових переходів - c (h). Це природним чином визначає верхню межу для будь-яких фізичних швидкостей переміщення матеріальних об'єктів. Слід зазначити, що у формулі (1) зроблені досить сильні допущення, що стосуються ототожнення швидкостей розповсюдження електромагнітних взаємодій та метричних фазових переходів. На жаль, в даний час недолік прямих експериментальних даних не дозволяє назвати інші фізичні процеси (наприклад, гравітаційна взаємодія), сумірні за швидкості протікання з експансивним розширенням метрики простору. Виходячи зі сказаного, будемо вважати, що співвідношення (1) в основному справедливо для енергії та імпульсу електромагнітних хвиль. Проквантованние власні коливання електромагнітного поля і дають сукупність складових його фотонів. У хроноквантовом межі із співвідношення (1) слід аналог для одного з варіантів відомої формули Ейнштейна для принципово релятивістських квантових об'єктів. Детальний аналіз цього співвідношення показує [6], що в ультрарелятивістських випадку різниця між корпускулярної матерією і полем ставати неоднозначним. Формулювання таких якісно нових властивостей мікрооб'єктів вимагає особливих методів їх опису, включаючи екстеріорние і інтеріорние системи відліку відносно послідовності КВО. Саме таким чином, у атомних об'єктів ідентифікуються хвильові або корпускулярні властивості [10].
У релятивістському наближенні загальне хроноквантовомеханіческое хвильове рівняння зберігає свій вигляд:
ih (e) Δψ [h (t)] = ψ, (2)
де - образ хроноквантовомеханического гамільтоніану. Для рівняння (2) повинні бути справедливі канонічні перетворення Лоренца, симетричні відносно часу і координат. Отже, релятивістська інваріантність вираження (2) буде визначатися змістом гамільтоніану при переході від релятивістської до квантової механіки. Такому переходу у формальному відношенні відповідає введення хроноквантовомеханіческіх операторних рівнянь:
E => ih (t) h (e) d / dt => ih (e) Δ [h (t)], p = - ih (e) h (t) d / dr => - ih (e) h (t) Δ [l (h)] => - ih (e) / Δ [c (h)],
E = {[c (h) p] ^ 2 + m ^ 2 c (h) ^ 4} ^ 0,5. (3)
Операторний сенс отриманих формул (3) природно визначити з урахуванням співвідношення (2) як:
= C (h) {} + mc (h) ^ 2; (4)
де і - оператори, пов'язані з внутрішніми симетріями мікрооб'єктів і діють на їх внутрішні ступені свободи. Отже, можна вважати, що зовнішні симетрії квантових об'єктів будуть вичерпуватися симетріями фізичного простору і часу, а операційні функціонали і пов'язані з внутрішнім моментом руху і антіотображеніем квантової мікросистеми. У РКХД сенс дії даних операторів буде доповнюватися новими ступенями свободи локалізації в КВО. Тоді релятивістське хвильове рівняння для квантових мікрооб'єктів буде мати наступну дискретну форму:
ih (e) Δψ [h (t)] = {c (h) {} + mc (h) ^ 2} ψ, ψ = Ψ {ψ [h (t)], ψ [h (e)], ψ [s (1)], ψ [s (2)], ψ [s (3)]}; (5)
де ψ [s (1)], ψ [s (2)] і ψ [s (3)] - компоненти, пов'язані з зарядної, зовнішньої і внутрішньої симетрією квантових мікрооб'єктів. Рівняння (5) задовольняють одну з основних принципів хроноквантовой суперпозиції станів мікрооб'єктів при локалізації на сусідніх КВО [6 - 9]. При відповідному переході від хроноквантового подання рівняння Дірака до нерелятивістському рівнянню Шредінгера модельні уявлення про ультрарелятивістських матеріально - польовий конвергенції будуть змінюватися схемами квантування полів і Анігіляційний процесів.
Основними факторами, що визначають світові лінії мікрооб'єктів в РКХД, є множинні акти (де) локалізації на деякій суворо послідовної сукупності КВО [10 - 11]. При цьому цілком однозначну роль будуть грати різні симетрії мікрочастинок, зокрема антітождественность; квантова переставних симетрія, що зв'язує спін зі статистикою станів і релятивістська кінематична симетрія, заснована на перетвореннях Лоренца. Класичні перестановною-кінематичні симетрії являють собою в математичному відношенні повороти чотиривимірний системи координат, що змінюють напрямок осі часу. У результаті виникає набір фундаментальних тверджень, що складають основу хронофізічесого аналога CPT - теореми, яка визначає послідовність застосування операцій звернення часу T, дзеркального відображення простору P і зарядового спряження C до рівнянь квантової хронодінамікі. У формальному відношенні повнота набору симетрій відображає певні фізичні властивості квантового об'єкта. Так, наявність нульової маси спокою призводить до рішень рівняння (9) без P - симетрії. Це може означати, що в граничному переході: речовина ó полі, що відбувається на хроноквантовой кордоні КВО, метричний простір у поданні Маньківського, буде істотно несиметрично. Викладене не застосовується до часток з ненульовою масою спокою, тому що в нерухомій відносної системі відліку всі напрямки в просторі абсолютно рівноцінні.
Слід зазначити, що тут виникають певні дидактичні протиріччя між стандартною квантовою механікою, що відносить властивість P - тi до внутрішніх симетрій мікрочастинок і РКХД, яка зв'язує його з властивостями метричного простору. Класичні квантовотеоретіческіе уявлення містять зіставлення зовнішнім симетрій безперервних перетворень простору і часу. При цьому дискретні операції P - і T - перетворень відносяться до внутрішніх симетрій квантових об'єктів. У РКХД, при застосуванні CPT - теореми, поділ на зовнішні і внутрішні симетрії є чисто умовним. Основним тут є T - перетворення, пов'язане через атемпоральний варіант CPT - теореми з іншими симетріями. Таким чином, традиційний поділ симетрій на зовнішні - просторово-часові і внутрішні - кінетики-топологічні представляється не цілком обгрунтованим.
У канонічній квантової теорії ніяке уточнення попередніх спостережень не призводить до однозначного прогнозу результату вимірювання. Традиційно це розглядається як вираження деякого закону природи, пов'язаного з корпускулярно-хвильовим дуалізмом мікрооб'єктів. З іншого боку, аксіоматика РКХД дозволяє реінтерпретували класичний детермінізм на основі нових форм атемпорального принципу причинності. Саме по собі це означає розподіл квантовомеханічний ймовірностей серії вимірювань для інтеріорного спостерігача і детерміністську локалізацію на виділеній ТОК для екстеріорного. Отже, імовірнісний характер інтерпретації квантовомеханічного опису властивостей атомних об'єктів абсолютно не виключає детерміністську точку зору дискретної хронофізікі.
Двоїста корпускулярно-хвильова природа квантових мікрооб'єктів знаходить свій вияв і в електродинаміці мультикомпонентного статистичних колективів. Ансамбль квантових частинок в релятивістській хроноквантовой електродинаміки / РХКЕД / разом з кінетикою і динамікою хроноквантов складає логічну схему розвитку хронофізіческіх уявлень. Їх подальша концептуалізація і адекватна реінтерпретація можлива в класичних межах квантової механіки, теорії відносності, фізики мікросвіту і вакууму, а також релятивістської космології.
Вільне електромагнітне поле у хроноквантовой теорії допускає релятивістське подання для спектрального розкладання стоячих електромагнітних хвиль. Векторний потенціал поля в наближенні деякої неперервної функції координат і часу для окремої темпорально-континуальної оболонки / ТКО / може мати вигляд
A = S [a exp (ikr) + a * exp (-ikr)], E = const (1) dA / h (t), H = rotA, ΔA = const (2) [dA / h (t)] ^ 2; (6)
де k, r - хвильової і радіус - вектор. Сукупність векторів {a} утворюють дискретну безліч для вільного поля з тривіальними співвідношеннями
Тоді, формули (2) набувають операторний сенс впливу на хвильову псі-функцію. Відповідно амплітуда станів подібних релятивістських квантових об'єктів буде описуватися сукупністю дискретних польових утворень як функцією їх числа та часу. У цьому випадку залежність псі-функції від часу буде визначатися однією з редукованих форм рівняння Шредінгера і його атемпорального аналога
ih dψ / dt = ψ; ih (e) dψ = ψ; = const (3) ∫ (^ 2 + ^ 2) dV; E = const (3) ∫ (E ^ 2 + H ^ 2) dV; (7 )
де h (e) - енергетична компонента кванта дії. Вихідне рівняння (5) є релятивістськи-інваріантним, грунтуючись на відповідних рівняннях електродинаміки. У канонічній квантової електродинаміки рішення рівнянь (5) визначають рівні енергії польової структури. Динаміка польових станів багато в чому визначається ненульовим рівнем вакууму електромагнітного поля. Наступні збудження поля еквівалентно появі фотонів у кількості пропорційній рівнем порушення. Сільновозбужденние поля з високими значеннями квантових чисел можна розглядати в рамках класичної квантової теорії. Також, завжди классично статичні поля, не допускають представлення у формі (4), будучи строго локалізованими, в межах деяких виділених ТКО. Закономірності польовий хроноквантовой делокалізації дозволяють переформулювати принцип причинності стосовно атемпоральним явищам. Згідно канонічним положенням квантової механіки хвильова функція атомної системи задовольняє хвильовому рівнянню, яке однозначно визначає її по початкового значення в рівнянні Шредінгера. Тим самим визначається і закон зміни ймовірностей, які висловлюються через хвильову функцію.
У разі РХКЕД основні параметри електромагнітного поля набувають вигляду хронооператоров, що діють на пси-функцію чисел заповнення фотонів, що визначають стан поля. Таким чином, найбільш адекватною формою опису в РХКЕД є застосування набору хроноквантових операторів локалізації та делокалізації на певних ТКО. Для стандартної релятивістської квантової теорії характерний розгляд ситуації через оператори народження і знищення мікрочастинок. При цьому має місце процедура вторинного квантування, і пси-оператори впливають на амплітуду станів мікрооб'єктів, що є функцією чисел заповнення носіїв заряду. У класичній квантової електродинаміки істотним моментом є введення макроскопічного межі для електромагнітних взаємодій. Подібні взаємодії заряджених мікрооб'єктів з електромагнітним полем описуються наступними квантовомеханічний виразами в операторному поданні
const (4) ∫ [A (i) j (i)] dV ® const (5) ∫ [] dV; (8)
тут A (i) і j (i) - чотиривимірні потенціали і струми зарядів. Формула (6) визначає оператор електромагнітного взаємодії з оператором квантів електромагнітного поля - і оператором струму ймовірності для носіїв заряду -. Детальний аналіз взаємодії поля з його носіями показує, що воно має описуватися системою рівнянь Дірака і операторних рівнянь Максвелла. Рішенням цієї системи рівнянь є єдина функція для амплітуди стану, що залежить від квантових чисел заповнення носіїв електрозарядов і фотонів. Вірогідність локалізації на ТКО даних польових структур визначаються квадратичними формами амплітуди стану. Зі сказаного випливає, що кінетичні процеси в електромагнітних полях можна розглядати як перехідні локалізації з однієї ТКО в іншу.
У сучасній фізиці принцип причинності пов'язується не тільки з неможливістю впливу на минуле, але і з існуванням граничної швидкості поширення дії, що дорівнює швидкості світла у вільному просторі. Ці вимоги знаходять своє відображення і в РКХД. Однак, сувора спрямованість стріли часу має сенс тільки для інтеріорного спостерігача, а в екстеріорной системі відліку об'єктивно існують всі моменти минулого і майбутнього у вигляді відповідних ТКО. У свою чергу максимальна швидкість дії в РХКЕД зіставляється зі швидкістю космологічного фазового переходу, експансивно розширює наш Всесвіт в образі ТКО. У зв'язку з існуванням граничної швидкості поширення дії слід розглянути питання про так звану "редукції хвильового пакету". Даний парадокс полягає у раптовій зміні хвильових функцій при зміні розподілу ймовірностей у серії наступних дослідів. Для понятійного апарату РХКЕД це реінтерпретіруется як локалізації на сусідніх ТКО і пов'язано з наявністю добре розроблених макроаналогов в класичній квантової теорії поля.
Список літератури
1. Фейгін О.О. Дискретно-темпоральна модель Всесвіту / / SciTecLibrary (2003). - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5159.html
2. Фейгін О.О. Дискретні принципи квантової хронодінамікі / / Ibid. - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5200.html
3. Фейгін О.О. Квантовотеоретіческая хронодіскретізація / / Ibid. - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5201.html
4. Фейгін О.О. Космологічні принципи квантової хронофізікі / / Ibid. - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5296.html
5. Фейгін О.О. Хронодінаміческая реінтерпретація планковской довжини / / Ibid. - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5348.html
6. Фейгін О.О. Темпоральні квантові оператори / / Ibid. - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5658.html
7. Фейгін О.О. Концепції квантової хронофізікі / / Ibid. - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5813.html
8. Фейгін О.О. Механіка хроноквантов / / Ibid. - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5978.html
9. Фейгін О.О. Квантова Темпоралогія / / Ibid. - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6375.html
10. Фейгін О.О. Модельна лінеаризація квантової хронодінамікі / / SciTecLibrary (2004). - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7015.html
11. Фейгін О.О. Принципи хроноквантовой механіки / / Ibid. - Http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7016.html