Кручения в науке

Ранее мы упомянули, что перед тем, как делать шаг по развитию науки, делать научное предположение, надо осознать «недоизученность», не проработанность какого-то определённого ь вопроса. Точнее — нашего понимания этого вопроса. Найти свою «чёрную точку на сияющем небосклоне научной картины мира». Лет 100-150 лет назад был исторический курьёз. На международной конференции ведущих учёных один из выступающих сказал «Физика, можно сказать, своё дело уже сделала. Успешно описала все известные явления в природе. Но на сияющем небосклоне есть две черные точки. Объяснение результатов опыта Майкельсона-Морли и объяснение фотоэффекта». Как мы знаем, из опыта Майкельсона-Морли развилась теория относительности, а из объяснения фотоэффекта — квантовая механика. Кстати, за объяснение фотоэффекта была дана Нобелевская премия. Лауреатом был Альберт Эйнштейн, который потом предложил и другую революционную теорию. Обе революционные теории одного этого человека впоследствии стали общепринятыми. Хотя революционных теорий в те годы было не мало. Одни работы сына православного священника Николая Теслы до сих пор будоражат ищущие умы.

Рассмотрим теперь ту «черную точку», недоизученность которой стала толчком к разработке нового научного направления, предлагающего нам сейчас крайне интересные взгляды. Один из основных приёмов физики носит название "материальная точка". Он подразумевает, что при переходе от реального объекта к научной модели делается допущение: размерами и ориентацией предмета пренебрегают. Например, при рассмотрении движения Земли вокруг Солнца диаметром Земли пренебрегают, т.к. он много меньше расстояния от Солнца до Земли (в 23 тысячи раз). Любой реальный предмет имеет размер, следовательно, имеет и разницу в пространственных координатах своих частей. Эта разница в координатах частей предмета "автоматом" учитывает ориентацию. Например: если расстояние от нас до хвоста самолёта больше, чем расстояние до носа; и их разность расстояний равна длине самолёта — то самолёт летит прямо на нас. При поступательных движениях предмет изменяет координаты как единое целое и при переходе к абстракции "материальная точка" изменение координат всех частей предмета по-прежнему оставляют "единым целым". При изменениях ориентации координаты разных частей предмета меняются по-разному. Абстракция «материальная точка» не позволяет этого учитывать, поэтому вводят дополнительные переменные. Например, для самолёта вводят крен, рыскание и тангаж. И с учётом этих переменных уменьшают размеры самолёта до нуля - делают "точкой на радаре".

Выходит, что хоть у нас и трёхмерное пространство, трёх переменных для полноценного описания явлений часто недостаточно. Если объект реальный и имеет реальные размеры — то мы имеем несколько значений одной и той же координаты и через это учитываем ориентацию объекта в пространстве. Если же используем широко распространённые математические приёмы «предел» и «округление» - то тогда добавляем ещё ориентационные свойства предмета. Для самолёта это крен, рыскание и тангаж. В повседневной механике у детали есть 3 поступательных степени свободы и 3 вращательных. И там, и там шесть переменных - три координаты и три угла. Новая физика, то есть учёные – теоретики, работающие в направлении геометризации физики, предлагают ввести для каждой точки пространства понятие "ориентация". Предлагают учитывать ориентацию во всех случаях. Вне зависимости от наличия предмета для каждой точки пространства ввести «крен, тангаж и рыскание». Предложим такую аналогию. Старая физика (теория Эйнштейна) оперировали бесконечным набором "сплющенных шариков", размеры которых стремятся к нулю. Новая теория предлагает оперировать бесконечным набором "самолётиков" с креном, тангажем и рысканьем каждого из них.

Можно даже привести пару наглядных аналогий например, с теми-же самолетиками. Рассмотрим фигуру высшего пилотажа "бочка". Но рассмотрим мы её не как процесс во времени. Не как развёртку процесса во времени, а как мгновенный снимок. Представьте себе, что это "точки-самолётики", из которых мы соткали прямую. Мысленно устремите размеры самолётиков к нулю и вы получите.... перекрученную прямую.

Есть и другая аналогия. Представьте перекрученную нитку. Можно даже не полениться и самостоятельно смоделировать: к нитке приклеить полоски-стрелочки, как зубья у расчёски. Пока нитку мы не крутим, все полоски-зубья смотрят в одну сторону. Начнём закручивать нитку. Полоски расположатся по спирали. Далее мысленно устремляем толщину нитки к нулю и получим перекрученную прямую пространства. Теперь сравним свойства этой прямой со свойствами прямой пространства из теории относительности. У обоих прямых толщина равна нулю, точнее её просто нет. Обе «ровные, гладкие», а изгибы связаны с гравитацией. У нашей прямой из «самолётиков» есть дополнительное свойство — её точки могут быть ориентированы по разному.

Надо зафиксировать этот аспект — мы получили новое свойство, новую «степень свободы», «новое измерение» относительно общепринятой геометрии окружающего мира.

Связаться с автором Telegram