UDC 140.153

Eine moderne Sicht auf das Raum-Zeit-Kontinuum

Zhmurko Daniil Yurievich Kandidat der Wirtschaftswissenschaften, außerordentlicher Professor

FSBEI „Kuban State Agrarian University“, Krasnodar, Russland

Ziel des Artikels ist es, einen neuen Blick auf einige Prozesse und Phänomene zu werfen, die im Universum und in der Welt um uns herum auftreten, und zu versuchen, die Frage zu beantworten: Was ist Zeit wirklich? Um einen nach Meinung des Autors modernen konzeptionellen Apparat der Kategorien Raum und Zeit zu geben. Ein weiteres Ziel der Arbeit besteht darin, Hypothesen für die weitere Entwicklung von Ereignissen bei der Untersuchung der Gesetze der Dialektik durch die bestehenden relativen Beziehungen von Weltraumobjekten aufzustellen

Schlüsselwörter: RAUM-ZEIT-KONTINUUM, UNIVERSUM, BEWEGUNG, MATERIE

MODERNE SICHT AUF DAS RAUM-ZEIT-KONTINUUM

Zhmurko Daniil Jurevich Cand.Econ.Sci., außerordentlicher Professor

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russland

Ziel des Artikels ist es, einige der im Universum und in der Welt um uns herum auftretenden Prozesse und Phänomene auf neue Weise zu betrachten und die Frage zu beantworten: Was ist eigentlich eine Zeit? Um einem Zeitgenossen, so der Autor, den konzeptionellen Apparat der Kategorien Raum und Zeit zu geben. Ein weiteres Ziel der Arbeit besteht darin, Hypothesen für weitere Entwicklungen in der Untersuchung der Gesetze der Dialektik durch bestehende relationale Beziehungen von Weltraumobjekten zu liefern

Schlüsselwörter: RAUM-ZEIT-KONTINUUM, UNIVERSUM, BEWEGUNG, MATERIE

Der Leser dieses Artikels könnte Fragen haben: „Was kann man aus dieser Arbeit Neues lernen?“ Gibt es etwas Unbekanntes über diese Konzepte? Tatsächlich denken nur wenige von uns im Laufe ihres Lebens darüber nach, was Raum und Zeit wirklich sind. Die meisten Definitionen in Wörterbüchern oder Enzyklopädien führen den Leser entweder in die Irre oder erklären diese Konzepte überhaupt nicht.

Das Hauptziel eines wissenschaftlichen Artikels ist die Analyse des Raum-Zeit-Kontinuums aus der Sicht der Dialektik, also vom Abstrakten zum Konkreten.

Betrachten wir, was das Raum-Zeit-Kontinuum ist.

Raumzeit ist ein physikalisches Modell, das den Raum um eine äquivalente Zeitdimension ergänzt und so eine theoretische physikalische Struktur schafft, die als Raum-Zeit-Kontinuum bezeichnet wird.1

Nach der Relativitätstheorie hat das Universum drei räumliche und eine zeitliche Dimension, und alle vier sind organisch zu einem Ganzen verbunden.

Im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie2 (GTR) hat die Raumzeit eine einzige dynamische Natur und ihre Wechselwirkung mit allen anderen physikalischen Objekten (Körper, Felder) ist die Schwerkraft. Somit ist die Gravitationstheorie im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie und anderer metrischer Gravitationstheorien eine Theorie der Raumzeit, die diese nicht als flach, sondern als fähig positioniert, ihre Krümmung dynamisch zu ändern.3 In diesem Fall wird die Krümmung angenommen als Tensortransformation der Gaußschen Krümmung, die die Art der Raumgeometrie bestimmt (Euklid, Lobatschewski oder Riemann). Die Abbildungen 1 und 2 zeigen die kosmologischen Modelle von A. A. Friedman, die die wahrscheinlichen Konfigurationen von Objekten in einem bestimmten Raum klar darstellen und beschreiben.

Es gibt drei kosmologische Modelle, die von der O4-Konstante abhängen und nach ihrem Erfinder Friedmann-Modelle genannt werden.

1. Geometrie von Lobachevsky, O< 1. Расширение Вселенной будет вечным, скорости галактик никогда не будут стремиться к нулю. Пространство в такой модели - бесконечное, имеет отрицательную кривизну.

2. Euklidische Geometrie, 0 = 1. Die Expansion des Universums wird ewig sein, aber im Unendlichen wird ihre Geschwindigkeit gegen Null tendieren. Der Raum in einem solchen Modell ist unendlich und flach.

3. Riemann-Geometrie5, O > 1. Die Expansion des Universums wird durch Kompression (Kollaps) ersetzt und endet damit, dass es in einen singulären Punkt schrumpft (große Kompression). Der Raum in einem solchen Modell ist endlich und hat eine positive Wirkung

1 Allgemeine Relativitätstheorie // Wikipedia – eine kostenlose, öffentlich zugängliche mehrsprachige universelle Internet-Enzyklopädie [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://www.wikipedia.org.

2 GTR oder geometrische Gravitationstheorie, Entwicklung der speziellen Relativitätstheorie.

3 Kosmologische Modelle // Wikipedia – eine kostenlose öffentliche mehrsprachige universelle Internet-Enzyklopädie [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://www.wikipedia.org.

l = 1 n p 20+0,0056 p - 1 P G| 9 -3 +0,0056

4 Das Verhältnis der durchschnittlichen Dichte des Universums zur kritischen Dichte wird mit Q bezeichnet (<, >und = 1). Nach modernen Daten.

5 Form des Universums // Wikipedia – eine kostenlose öffentliche mehrsprachige universelle Internet-Enzyklopädie [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://www.en.wikipedia.org.

Krümmung, die Form ist eine dreidimensionale Hypersphäre.

Abbildung 1 – Friedmanns kosmologische Modelle, bedingt durch die Konstante Q

Abbildung 2 – Flächen mit Gaußscher Krümmung: a) negativ

(Hyperboloid), b) Null (Zylinder), c) positiv (Kugel)

Abbildung 3 zeigt mögliche Modelle des expandierenden Universums nach A. A. Friedman.

Betrachten wir das Konzept des „Raums“. Auf der Ebene der Alltagswahrnehmung wird darunter intuitiv der Ort von Objekten und Strukturen verstanden, an dem ihre verschiedenen Richtungen, Positionen und gegenseitigen Anordnungen (Nähe-Entfernung usw.), Ereignisse und Handlungen möglich sind, manchmal auch als ein bestimmter Ort bestimmt maßgeblich das Wesen der dort stattfindenden Ereignisse6.

Seit langem gibt es viele Debatten über die Natur des Weltraums. Nach Kants Definition ist der Raum also wie die Zeit eine Form der sinnlichen Anschauung7. Es ist offensichtlich, dass der Raum eine „nackte“ Form ist, also eine Art Abstraktion.

Durch die Bestimmung der Expansionsrate des Universums, in dem wir leben, können Astronomen die Dynamik des Kosmos besser abschätzen. Wenn sich das Universum verlangsamt, ist es wahrscheinlich jung aoteieiating – dehnt sich schneller aus, da eine impulsive Kraft die Galaxien nach oben drückt – sie ist wahrscheinlich höher.

Abbildung 3 – Mögliche Modelle eines expandierenden Universums8

6 Raum-Zeit-Kontinuum // Wikipedia – eine kostenlose, öffentlich zugängliche mehrsprachige universelle Internet-Enzyklopädie [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://www.wikipedia.org.

7 Hegel G.V.F. Enzyklopädie der philosophischen Wissenschaften. Teil 2, Naturphilosophie. Raum und Zeit. S. 254. Zeit, S. 254. 45.

8 StarChild-Frage des Monats Dezember 2000 // [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://teacherlink.

ed.usu.edu/tlnasa/reference/lmagineDVD/Files/starchild/docs/StarChild/questions/question28.html

In der Philosophie von G. W. F. Hegel sind Zeit und Raum Kategorien des absoluten Geistes. Der Wissenschaftler glaubte, dass „der Raum eine unmittelbare, existierende Größe ist, in der alles in einer stabilen Existenz verbleibt, und sogar die Grenze hat den Charakter einer stabilen Existenz.“ Der Raum stellt den folgenden Widerspruch dar: Er hat Negation, aber er hat sie in einer Weise, dass diese Negation in feste, einander gleichgültige Existenzen zerfällt. Da der Raum nur diesen inneren Widerspruch darstellt, ist die Aufhebung seiner Momente selbst seine Wahrheit. Die Zeit ist das gegenwärtige Sein dieser ständigen Aufhebung; Mit der Zeit hat ein Punkt Realität. Im Raum ist die Fläche die Negation der Negation, ihrer Wahrheit nach jedoch vom Raum verschieden. Die Wahrheit des Raumes ist die Zeit; so wird Raum zur Zeit. In der Vorstellung sind Raum und Zeit völlig voneinander getrennt und es scheint uns, dass es Raum und darüber hinaus auch Zeit gibt. Gegen dieses „auch“ rebelliert die Philosophie.“9

Der Raum ist im Allgemeinen eine reine Größe, und zwar nicht nur als logische Definition, sondern als eine direkt und äußerlich existierende. Daher beginnt die Evolution der Natur nicht mit dem Qualitativen, sondern mit dem Quantitativen, da ihre Definition nicht abstrakt zuerst und unmittelbar ist, wie das logische Sein, sondern ihrem Wesen nach bereits vermitteltes äußeres Sein und Anderssein in sich selbst ist.

Die Existenz außerhalb ihrer selbst zerfällt sofort in zwei Formen; es erscheint erstens als positiv – Raum, und zweitens als negativ – Zeit. Die erste konkrete Einheit und Negation dieser abstrakten Momente ist die Materie, denn wenn diese auf ihre Momente bezogen ist, dann sind sie selbst in Bewegung aufeinander bezogen. Wenn diese Beziehung nicht äußerlich ist, dann haben wir die absolute Einheit von Materie und Bewegung, sich selbst bewegende Materie.

Der Punkt, von dem wir ausgehen, erscheint hier als der erste und positive. Aber wir können uns alles umgekehrt vorstellen: dass der Raum eigentlich positiv ist, die Fläche die erste Negation und die Linie die zweite, die aber ihrem Wesen nach eine auf sich selbst bezogene Negation, ein Punkt ist. Die Notwendigkeit eines Übergangs bleibt bestehen.

Dies ist die größte Vollständigkeit der Raumerscheinung. Aber der andere Punkt ist, genau wie der erste, eine Existenz außerhalb seiner selbst, und daher sind beide nicht unterscheidbar und untrennbar. Auf der anderen Seite seiner Grenze als seiner Andersartigkeit ist der Raum noch in sich selbst, und diese Einheit im Außen ist Kontinuität. Die Einheit dieser beiden Momente - Diskretion und Kontinuität - ist ein objektiv definierter Raumbegriff, aber dieser Begriff ist nur seine Abstraktion, die oft als absoluter Raum angesehen wird. - Wer ihn so sieht, glaubt, dass der absolute Raum seine Wahrheit ist In Wirklichkeit ist der relative Raum etwas Höheres, denn er bezieht sich auf eine Art materiellen Körper. Die Wahrheit des abstrakten Raums besteht genau darin, dass er als materieller Körper existiert.

Zeit. Dies ist eines der Grundkonzepte der Philosophie und Physik, ein bedingtes Vergleichsmaß für die Bewegung der Materie sowie eine der Koordinaten der Raumzeit, entlang derer die Weltlinien physischer Körper gezogen werden10. Zeit kann in drei Typen eingeteilt werden: linear, zyklisch (zirkulär) und universell (als kontinuierlicher Prozess betrachtet).

Wie können wir die „Natur“ der Zeit messen?

Im 17. Jahrhundert der niederländische Astronom Christiaan Huygens, der ein Pendel mit Zahnradübertragungssystem erfunden hatte, verkörperte und verbesserte die kartesische Idee der Universumsmaschine (das Universum wurde von ihm in Form einer kosmischen Turmuhr dargestellt); Endlich war es möglich, die verstrichene Zeit genau zu messen.

9 Hegel G.V.F. Enzyklopädie der philosophischen Wissenschaften. Teil 2, Naturphilosophie. Raum und Zeit, S. 254. Zeit, S. 254. 51

10 Time // Wikipedia – eine kostenlose, öffentlich zugängliche mehrsprachige universelle Internet-Enzyklopädie [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://www.wikipedia.org.

Aus unserer Sicht fließt die Zeit monoton und gleichmäßig, wie Sandkörner in einer Sanduhr, wobei die oberste Schicht die Zukunft ist, sich unsere Vergangenheit unten ansammelt und der schmale Hals zwischen ihnen, durch den der Sand gleitet, unsere ist verschwindend vorhanden.

Abbildung 4 – Schematische Darstellung des Raum-Zeit-Kontinuums

BEWEGUNG

THERMISCHE BROWNsche MECHANISCHE

GERADE LINEAR

VIBRATIONAL

KURVOLINEAR

UNIFORM

GLEICHVARIABLE

BESCHLEUNIGT

KREISFÖRMIG

FLUGBAHN GESCHWINDIGKEIT NATUR ABSCHNITT DER MECHANIK

PROGRESSIV

DYNAMIK

DREHBAR

KOMBINIERT

VIBRATIONAL und WELLE

ZEITSCHRIFT

IMPULS

EINFACHE HARMONISCHE

1 g 1 g 1 g 1 g

PERIODE FREQUENZ AMPLITUDE PHASENWELLENLÄNGE

SEQUENZWIEDERHOLBARKEIT ENDDAUER

Abbildung 5 – Schema des Bewegungsübergangs während der Gesetze des Universums

Bewegung

Geometrie (abstrakte Darstellung dieser Gesetze)

/ Euklid

Physik (spezifische Darstellung dieser Gesetze)

Materie (Substanz) und Energie

Aggregatzustand

Abbildung 6 – Abstrakte Darstellung der Grundeinheiten von Raum und Zeit

Wir betrachten uns als rückschrittlich in Bezug auf ein stabiles, wenig veränderndes Leben, wie zum Beispiel in einem Indianerdorf. Allerdings neutralisiert diese Unbeweglichkeit – und das führt uns zur Verwirrung – die lineare Zeit.

Eine schädliche Folge der linearen Zeit ist der Mythos des anhaltenden, unaufhaltsamen linearen Fortschritts. Für uns ist das Neue zwangsläufig das Beste. Alles verändert sich, bewegt sich, verschiebt sich und schreitet voran. Dieser Fortschrittsbegriff, dessen absoluter Wert ebenso wie die lineare Zeit ist, ist abstrakt und stellt einen zusätzlichen Stressfaktor dar.

Gibt es wirklich Fortschritte in der Natur und im Leben?

Natürlich entwickelt sich das Leben weiter, aber kann ein solcher Fortschritt als ewig angesehen werden? Ist die Evolution linear? Wird die heutige Eiche im Vergleich zu ihrer Vorgängerin, die vor einer Million Jahren wuchs, fortschrittlich sein? Was ist progressiver: ein Hase oder ein Dinosaurier, eine Ameise oder ein Mammut? Entwickeln sich geologische Gesteine ​​in verschiedenen historischen Epochen oder passen sie sich einfach an eine veränderte Umgebung an?

Der moderne Mensch ist seinen prähistorischen Vorfahren weder in seiner Zweckmäßigkeit noch in seinen Ansichten überlegen. Im Vergleich zu den Pygmäen, die in den äquatorialen Wäldern vom Aussterben bedroht sind, ist der moderne Stadtbewohner in puncto Gesundheit und Lebensfreude keineswegs fortschrittlich, es sei denn, er führt tatsächlich einen primitiven Lebensstil. Auf jeden Fall existiert für einen Pygmäen, seiner Natur folgend, der Begriff „XXI. Jahrhundert“ nicht.

Im positiven Sinne können wir also über die Zeit sagen: Nur die Gegenwart existiert, aber das Vorhergehende und Nachfolgende existieren nicht (existieren heißt sein, wir können uns an denselben Ort im Raum bewegen oder zurückkehren, sind es aber nicht zumindest getrennt von Ort und Raum in die damalige Zeit zurückkehren können (körperlich, in Erinnerungen).

Die Gegenwart existiert nur, weil die Vergangenheit nicht existiert, und umgekehrt hat die Existenz des gegebenen „Jetzt“ den Zweck, nicht zu sein, und die Nichtexistenz seiner Existenz ist die Zukunft. Die Gegenwart ist eine negative Einheit. Das Nichtsein des Seins, an dessen Stelle das „Jetzt“ getreten ist, ist die Vergangenheit, das in der Gegenwart enthaltene Sein des Nichtseins ist die Zukunft.

„Materie ist eine objektive Realität, die uns in Empfindungen gegeben wird. Aber die Zeit als solche ist uns nicht in den Empfindungen gegeben. Daher ist die Zeit als solche unerheblich.

Aber nicht alles entsteht und verschwindet in der Zeit, sondern die Zeit selbst ist dieses Werden – das Entstehen und Vergehen bestehender Abstraktion.

Der Begriff ist in seiner selbständig existierenden Identität in sich absolute Negativität und Freiheit; daher ist die Zeit nicht das, was sie beherrscht, und der Begriff existiert auch nicht in der Zeit. Es handelt sich im Gegenteil um Macht über die Zeit, die eine als Erscheinung definierte Negation darstellt. Daher unterliegen nur natürliche Objekte der Zeit, da sie endlich sind.

Das, was in der Zeit nicht existiert, ist das, in dem keine Prozesse stattfinden; Das Schlimmste und das Vortrefflichste existieren nicht in der Zeit, sondern dauern an.

Die Dimensionen der Zeit – Gegenwart, Zukunft und Vergangenheit – sind die Bildung der Erscheinung als solcher und die Auflösung ihrer Gegensätze – des Seins als Übergang ins Nichts und dieses als Übergang ins Sein.

Die vergangene und zukünftige Zeit, die in der Natur existiert, ist Raum, denn es ist die Zeit, die der Negation unterworfen wurde, genau wie umgekehrt – der aufgehobene Raum ist ein Punkt und wird durch seine Entwicklung zur Zeit.

Eines der wichtigsten Konzepte Hegels ist die Definition der Zeiteinheit. Es ist „gelähmt“, wenn seine Negativität vom Geist in „tote Einheiten“ übersetzt wird, in denen das Denken den Höhepunkt der Erscheinung erreicht und in äußere Verbindungen eintreten kann. Diese Kombinationen, Zahlen der Arithmetik, können wiederum Definitionen des Geistes erhalten, können als gleich und ungleich, identisch und unterschiedlich betrachtet werden.

Bewegung. Dieses Verschwinden und Neu-Selbst-Generieren von Raum in der Zeit und Zeit im Raum, sodass sich die Zeit räumlich als Ort setzt, diese gleichgültige Räumlichkeit aber auch direkt als Zeitlich gesetzt wird – dieses Verschwinden und Neu-Selbst-Generieren von Raum und Zeit ist Bewegung.

Ein Punkt, der sich auf einen Ort zubewegt, der seine Zukunft ist, verlässt einen Ort, der seine Vergangenheit ist; Aber was sie zurückgelassen hat, ist zugleich das, wozu sie erst noch gelangen muss. Sein letztes Ziel ist ein Punkt, der seine Vergangenheit ist; Die Wahrheit der Zeit ist, dass nicht die Zukunft, sondern die Vergangenheit ihr Ziel ist.

Wenn es Bewegung gibt, dann bewegt sich etwas, und dieses bleibende Etwas ist Materie. Raum und Zeit sind mit Materie gefüllt. Es repräsentiert das Reale in Raum und Zeit. Aber zunächst nehmen wir Raum und Zeit aufgrund ihrer Abstraktheit genau wahr und erst dann verstehen wir, dass ihre Wahrheit Materie ist.

So wie es keine Bewegung ohne Materie gibt, gibt es auch keine Materie ohne Bewegung. Bewegung ist ein Prozess, der Übergang von Zeit in Raum und umgekehrt; im Gegenteil, Materie ist die Beziehung zwischen Raum und Zeit als ihre ruhende Identität.

Fond diffus cosmologique

Premieres etoiles (Bevölkerung III)

Erweiterung de I"untuers

13,7 Milliarden Jahre

Abbildung 8 – Geschichte und Dynamik des Universums11

11 Big Bang // Wikipedia – eine kostenlose öffentliche mehrsprachige universelle Internet-Enzyklopädie [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://www.en.wikipedia.org. http://ej.kubagro.ru/2013/05/pdf/74.pdf

Natürlich ist die Materie endlich, denn was ihr Leben ausmacht, ist die Bewegung von außen, die ihr den Impuls gibt. Endliche Materie erhält Bewegung von außen, freie Materie bewegt sich selbst.

Der Ausdruck „Materie erfüllt den Raum“ bedeutet, dass es sich um eine gewisse reale Grenze im Raum handelt, weil sie als Für-sich-Sein alles von sich ausschließt, was nicht Raum als solcher ist.

1. Aus dem Vorstehenden folgt, dass die Zeit als qualitatives Merkmal des Raumes fungiert.

2. Der Raum, in dem es keine Prozesse grundlegender Interaktion gibt, ist die Ewigkeit.

3. Ein Punkt (Menge, System), der sich „aus der Vormundschaft“ des Punktes, der ihn erzeugt hat, verlässt, wird zu seiner Negation. Es bildet einen neuen Raum (Punkt, Menge, System) und wird zur Negation des ursprünglichen Punktes.

4. Die Dauer der Existenz des Systems verleiht ihm die Eigenschaft der Ewigkeit: Während sich das Universum ausdehnt, ist es im Verhältnis zu den Objekten, die sich befinden oder die es erzeugt, ewig. In einem ruhenden System wird der der Expansion entgegengesetzte Mechanismus ausgelöst und alle seine strukturellen Verbindungen werden intensiviert. In Zukunft nur noch „für sich selbst“ zu funktionieren, führt zum Tod dieses Systems.

5. Jede Bewegung gerät früher oder später in einen Ruhezustand, „bleibt darin stecken“, dann kommt es aufgrund innerer Widersprüche zu einem neuen Schub und so weiter bis ins Unendliche.

6. Es ist bekannt, dass der Ruhezustand das Fehlen von Bewegung ist. Diese Definition kann wie folgt widerlegt werden. Ein von einem anderen, viel größeren Objekt angezogenes Objekt bewegt sich mit ihm entlang seiner Flugbahn. In diesem Fall meinen wir nicht zwei Objekte unterschiedlicher Masse und Qualität, sondern sagen wir einen Planeten oder ein anderes Weltraumobjekt, auf dem sich existierende Objekte befinden, d. h. die Parameter seiner Frequenz, Phase und Amplitude sind gleich (auf einen Gleichgewichtszustand reduziert). In einer Beziehung zu solchen Objekten zu stehen bedeutet, im Einklang mit der Umwelt zu sein.

Aus der Sicht des Durchschnittsmenschen wird die Kategorie des Friedens als Reue betrachtet, die ihn in einen Zustand des geistigen Gleichgewichts, das heißt in Harmonie mit der Umwelt, bringt. Frieden ist ein Zustand, der der Harmonisierung eines Objekts entspricht.

7. Der Weltraum ist eine Umgebung oder Region, in der besondere Bedingungen für die Wechselwirkung verschiedener Arten von Materie geschaffen werden. Nehmen wir als Beispiel die Planeten des Sonnensystems, dann erzeugt jeder von ihnen seine eigene Umgebung, in der der Zeitablauf anders ist als auf anderen Planeten. Das Gleiche gilt auch für Galaxien.

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Abbildung 9 – Der Urknall und die Geschichte des Universums

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Abbildung 10 – Struktur des Universums

Wie die Big-Crunch-Theorie funktioniert

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Abbildung 11 – Krise und Entwicklung des Universums

Wir können davon ausgehen, dass Galaxien wie Planeten eine rückläufige Bewegung haben sollten, das heißt, sie beschleunigen oder verlangsamen ihre Umlaufbahn (Abbildungen 12 und 13).

Abbildung 12 – Ein Beispiel für die rückläufige Bewegung des Mars relativ zur Erde12

1913-1914 Der amerikanische Astronom V. Slipher fand heraus, dass sich der Andromedanebel und mehr als zehn andere Himmelsobjekte relativ zum Sonnensystem mit enormen Geschwindigkeiten (etwa 1000 km/s) bewegen13. Später im

12 Retrograde Bewegung. [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://shahnjy.narod.ru/astrology/lretrograd.html

13 Professor S. Hawking behauptet, dass „die Hubble-Konstante möglicherweise kleiner ist als derzeit angenommen.“ Sie ist in den letzten fünfzig Jahren etwa um das Zehnfache zurückgegangen, und ich sehe keinen Grund, warum sie nicht noch einmal um das Zweifache sinken sollte. Dann gehen wir davon aus, dass die gesamte erforderliche Masse bereits gefunden wurde.“

http://ej.kubagro.ru/2013/05/pdf/74.pdf

Im Jahr 1929 ermittelte der berühmte Astrophysiker E. Hubble14 mit einem 100-Zoll-Teleskop den Proportionalitätskoeffizienten dieser Bewegung, der etwa 500 km/s pro Megaparsec betrug.

Eine rückläufige Bewegung ist eine Bewegung in die entgegengesetzte Richtung zur Vorwärtsbewegung. Der Begriff kann sich auf die Rotationsrichtung eines Körpers um einen anderen auf einer Umlaufbahn oder auf die Rotation eines Körpers um seine Achse sowie auf andere Umlaufbahnparameter wie Präzession und Nutation beziehen. Bei Planetensystemen wird unter Retrogradität üblicherweise eine Bewegung verstanden, die der Rotation des Hauptkörpers, also des Objekts, das den Mittelpunkt des Systems bildet, entgegengesetzt ist.

Abhörpfad l Pakete

Abbildung 13 – Die „scheinbare“ Bahn des Planeten zeigt Retromotion15

14 Die Hubble-Konstante ist ein im Hubble-Gesetz enthaltener Koeffizient, der die Entfernung zu einem extragalaktischen Objekt (Galaxie, Quasar) und die Geschwindigkeit seiner Entfernung in Beziehung setzt. Wird normalerweise mit dem Buchstaben H bezeichnet. Es hat eine zur Zeit umgekehrte Dimension (H = 2,3-10-18 s-1), wird jedoch normalerweise in Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec ausgedrückt.

Die Hubble-Konstante für Juni 2012 beträgt 73,8 ±2,4 (km/s)/Mpc; So fliegen in der Neuzeit zwei Galaxien, die einen Abstand von 1 Mpc haben, mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 73 km/s auseinander. In Modellen des expandierenden Universums ändert sich die Hubble-Konstante mit der Zeit, aber der Begriff „Konstante“ wird durch die Tatsache gerechtfertigt, dass die Hubble-Konstante zu jedem Zeitpunkt an allen Punkten des Universums dieselbe ist – [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D0

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15 Retrograde Bewegung. [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: INr://a51gorgo.gi/?r=Іо§&1с1=1604 http://ej.kubagro.ru/2013/05/pdf/74.pdf

Während der Retrogradation („retrograd“) entfernt sich der Planet so weit wie möglich von der Sonne. Dadurch wird der Einfluss des Sonnenlichts abgeschwächt. Nachdem er „rückläufig“ geworden ist, befindet sich der Planet in einem schwach beleuchteten Raum und bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung zur Bewegung der Sonne.

Ein Beispiel für die Bewegung der Erde auf ihrer Umlaufbahn relativ zur Sonne ist in Abbildung 13 dargestellt.

8. Schwarze Löcher entstehen bei der Explosion oder Ansammlung systembildender Sterne. Sie können auch entstehen, wenn einzelne „Grenz“-16-Systeme benachbarter Galaxien kollidieren und dadurch galaktische Wirbel entstehen. Sie wirken den Kräften verschiedener Supergravitationen entgegen. Die Entstehung solch riesiger Krater kann die Flugbahnen der Körper (Komponenten, Systeme) verändern, aus denen diese Galaxien bestehen. Dieser Widerstand hält so lange an, bis die größere Galaxie die kleinere absorbiert. Bei ungleichen Objekten erfolgt der Absorptionsprozess schnell, bei relativ gleichen Objekten langsam.

9. Ein Weißes Loch wird betrachtet als: 1) ein Singularitätspunkt, 2) die Rückseite eines Schwarzen Lochs, das in seinem eigenen Sternensystem (SG) ein solches ist, und in dem benachbarten, das dieses SG absorbiert Weiß. Seine Rolle beruht auf der Emission neuer absorbierter Materie (Auffüllung mit neuer Materie) oder der Umwandlung von Fremdmaterie (Antimaterie) in eine homogene Substanz, die dem Raum-Energie-Kontinuum entspricht.

10. Aus unserer Sicht ist es richtiger, nicht nur über die Raumzeit, sondern auch über das Raum-Energie-(Energie-Informations-)Kontinuum zu sprechen.

11. Wenn es Antimaterie gibt, dann gibt es auch Antiraum, in dem es statt Zeit Ewigkeit gibt (es ist logisch anzunehmen, dass Antiraum Antimaterie hervorbringt).

Professor A. N. Kochergin schrieb in seinem Buch: „Nach der Relativitätstheorie sind Masse und Energie im Wesentlichen dasselbe, und daher können wir sagen, dass alle Elementarteilchen aus Energie bestehen.“ Somit kann Energie als Grundsubstanz, als Urmaterie betrachtet werden.“

12. Die Einzigartigkeit der Zeit legt nahe, dass unser Planet (Sonnensystem, Galaxie, Universum) gleichzeitig ein „offenes“ und „geschlossenes“ System ist, wenn einige kosmische Körper mit unterschiedlichen kosmischen Geschwindigkeiten (vom 1. bis zum 4.) in ihn eindringen, was das Übliche stört Lauf der Zeit. Oder ein anderes Beispiel ist die Existenz einer Fauna am Meeresboden, die nach unterschiedlichen physikalischen Gesetzen lebt und aufgrund des starken Drucks und der hohen Temperatur relativ zur Erdoberfläche nicht an die Oberfläche aufsteigen kann und so ihre eigene Umgebung bildet.

Nur in geschlossenen Systemen verschwindet der Begriff „Zeit“ von selbst. In ihnen wiederholen sich die gleichen Ereignisse in einer genau definierten Reihenfolge.

13. Das Erkennen von Objekten in unserer Umgebung erfolgt durch Verpflichtung, d. H. Über die Grenzen des untersuchten Objekts hinausgehen, um die Abstraktion des gegenüberliegenden Objekts zu untersuchen. Wenn wir die realen Prozesse in der uns vertrauten Welt direkt studieren, müssen wir nur Abstraktionen und Analogien kennen, die nicht mehr „funktionieren“, bis neue aus dem Gegensystem abgeleitet werden. Um neue Gesetze im euklidischen Raum zu entdecken, ist es daher notwendig, Analogien in Lobatschewski- oder Riemann-Räumen zu identifizieren.

14. Die Zukunft kann nur für einen kurzen Zeitraum vorhergesagt werden. Der Ablauf der Ereignisse ändert sich ständig, wodurch die Dauer der Zyklen unterbrochen wird, die beginnen, die darin identifizierten Muster zu verformen und zu verzerren. Daher sind alle entwickelten Theorien früher oder später veraltet oder erfordern ein neues Verständnis (Überarbeitung unter Berücksichtigung der Lebensrealitäten).

Die Geschichte hat, wie K. Popper in seinem Buch „Die Armut des Historismus“ feststellt, keine Gesetze, da sich kein einziges historisches Ereignis wiederholt. Alles in der Geschichte ist einzigartig, einzigartig, und damit ein Gesetz existieren kann, ist die Wiederholung von Phänomenen, Ereignissen usw. notwendig.

15. Wenn sich der Raum nach der Relativitätstheorie unter dem Gewicht eines kosmischen Objekts „ausdehnt“, dann folgt daraus, dass das Universum endlich ist und sich ausdehnt. Wenn diese Expansion ihre Grenze erreicht, beginnt laut Dialektik der umgekehrte Prozess – die Kompression (um sich abzustoßen, muss man zuerst anziehen). Es kommt also alles darauf an

16 Die Grenzen dieser Regionen werden als Ereignishorizont und ihre charakteristische Größe als Gravitationsradius bezeichnet. http://ej.kubagro.ru/2013/05/pdf/74.pdf

Singularitätspunkt. Alle Weltraumobjekte verschmelzen zu einem Ganzen, dann folgt erneut der „Urknall“ und so weiter bis ins Unendliche.

16. Mit hoher Wahrscheinlichkeit kann davon ausgegangen werden, dass in 50-80 Jahren bekannt gegeben wird, dass sich das Universum tatsächlich nicht ausdehnt, sondern zusammenzieht.

17. Der Raum selbst hat keine Zeit, er braucht einen Maßstab in Form eines großen kosmischen Objekts. Zeit entsteht, wenn ein Verhältnis der Rotation eines großen Weltraumobjekts (Planeten) um seine Achse zur Rotation um ein noch größeres Weltraumobjekt (Stern) besteht.

18. Es wurde experimentell bestätigt17, dass die biologische Uhr des Menschen auf einen 25-Stunden-Tag und nicht auf einen 24-Stunden-Tag eingestellt ist. Astronomen gehen von der Hypothese aus, dass sich unsere Vorfahren vom Mars entfernten, dessen Rotationsgeschwindigkeit um seine Achse 25 Stunden beträgt. Wahrscheinlich hat sich die Rotation der Erde aus irgendeinem Grund verlangsamt und die Menschen haben sich an diese Umstände angepasst.

19. Wenn es der Menschheit gelingt, tausendjährige Zyklen zu verfolgen, wird es zu einer Veränderung der Dominanz einiger Zyklen gegenüber anderen kommen, ein Wertesystem wird durch ein anderes ersetzt, in sozioökonomischen Formationen wird es möglich, Übergänge vorherzusagen von einer Stufe zur nächsten (vom primitiven Kommunalismus zum Kommunismus, dann vom neoprimitiven Kommunalismus zum Neokommunismus).

20. Es ist möglich, dass bald eine neue Maßeinheit speziell für Zyklen erscheint. Die Sonne (ein kosmisches Objekt, das ein System bildet) „drängt“ (dehnt) den Raum, das Gleiche geschieht auf dem Diagramm der Schwankungen jeglichen Wertes, das das Potenzial des untersuchten Objekts zeigt, wenn wir es aus dieser Perspektive betrachten Raum. Um die Dauer der Zyklen zu bestimmen, ist es notwendig, die entsprechende Systemeinheit (z. B. Dezibel oder Neper) einzustellen.

21. Betrachtet man die Zeit im sozialen Aspekt, so widerspricht die Kategorie „Zeit“ als Kriterium der Universalität der Kategorie „Moral“. So zeigt die Geschichte, wie die Gesellschaft vom Sklavensystem zum Kapitalismus (einer Gesellschaft mit dem höchsten Grad an Ungerechtigkeit) überging. Mit dem Aufkommen des Begriffs „Zeit“ taucht der Begriff „Management“ auf. Nachdem wir die Werke von K. Marx analysiert haben, die alle sozioökonomischen Formationen und Stadien der menschlichen Evolution beschreiben, können wir feststellen, dass Management früher und später die Gesellschaft ins Ungleichgewicht führt. Dieser Vorgang ist nicht nur als direkter, sondern auch als indirekter Zwang einer Person zur Arbeit zu verstehen (zuerst mit Hilfe von Drohungen, dann in Form von Vorzugskrediten, die später zu den „Fesseln“ der Gesellschaft wurden).

22. Die alten Menschen nannten das Universum „Kosmos“, was übersetzt „Ordnung“ bedeutet, aber die Objekte der Mikrowelt sind Moleküle, Atome sind chaotische Cluster und ihre Bewegung wird als Brownsche Bewegung geschätzt. Oben herrscht also Ordnung, unten herrscht Chaos (der Begriff „Chaos“ bezeichnete in der antiken griechischen Mythologie und Philosophie eine ungeordnete Mischung der materiellen Elemente der Welt, aus der alles Existierende entstand). Ein solcher Gegensatz widerspricht jedoch nicht den Grundlagen der dialektischen Logik.

23. In der Natur gibt es ein Paradoxon: Ein Mensch kann Wetteränderungen nicht mit hoher Wahrscheinlichkeit vorhersagen, aber Insekten können im Gegensatz zu Menschen diese und andere Naturphänomene vorhersagen. Beispielsweise tragen indonesische Ameisen mehrere Stunden vor dem Regen Blattläuse, deren Abfallprodukte sie fressen, an einen abgelegenen Ort. Bienen sagen genau voraus, wo eine Quelle zum Sammeln von Nektar auftauchen wird (bewiesen durch K. Frisch, der 1973 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt) usw.

Im modernen Verständnis der Kategorien Raum und Zeit sind die sie verbindenden Prozesse heterogen und entsprechen nicht den Prinzipien der formalen Logik. Die vom Autor aufgestellten Hypothesen tragen zur Offenbarung der Gesetze der Dialektik durch die bestehenden relativen Beziehungen von Objekten des Makrokosmos bei.

Liste der verwendeten Literatur

1. Hegel G. V. F. Enzyklopädie der philosophischen Wissenschaften. Teil 1 Die Wissenschaft der Logik. / G. W. F. Hegel; bzw. Hrsg. E. P. Sitkovsky. - M.: Gedanke, - 1974. -

2. Hegel G.V.F. Enzyklopädie der philosophischen Wissenschaften. Kap. 2 Naturphilosophie. / G. W. F. Hegel; bzw. Hrsg. E. P. Sitkovsky. - M.: Gedanke, -

17 24-Stunden- oder zirkadiane Rhythmen // Zuverlässige Quelle Nr. 5, 2006 [Elektronische Ressource]. Zugriffsmodus: http://www.planeta-peremen.ru/24hour.php http://ej.kubagro.ru/2013/05/pdf/74.pdf

Wissenschaftliche Zeitschrift von KubSAU, Nr. 89(05), 2013, 1975.-680 S.

3. Kedrov B. M. Über die Methode der Darstellung der Dialektik. Drei große Pläne / B. M. Kedrov; bzw. Hrsg. V. A. Lektorsky. - M.: Wissenschaft, - 1983. - 474

4. Kochergin A. N. Philosophisches Labyrinth: Sa. Aufgaben und Übungen in Philosophie / AN. Kochergin, B. V. Plessky, A. I. Uemov. - M.: MSU, 1992. - 173 S.

5. Lisbeth A. V. Tantra / A. V. Lisbeth. Pro. von Fr. N. V. Mezentseva. - Rostov-n/D: Phoenix, - 1998. - 256 S.

6. Popov M. V. Dialektik als Methode der Geschichtsphilosophie: Lehrbuch. Zulage / M.V. Popov. - Newinnomyssk: Nevinnomys. Institut für Wirtschaft, Management und Recht, -2010.-64 S.

7. Popov M.V. Vorlesungen zur Geschichtsphilosophie / M.V. Popov. - St. Petersburg: Verlag der Polytechnischen Universität, 2010. - 236 S.

8. Rosenberg D. I. Kommentare zu „Kapital“ von K. Marx. / D. I. Rosenberg; bearbeitet von N. A. Tsagolov. - M.: Wirtschaftswissenschaften. 1984. - 720 S.

9. Hawking S. Die Natur von Raum und Zeit / S. Hawking, R. Penrose; Fahrbahn aus dem Englischen A V. Berkova, V. G. Lebedeva. - Ischewsk: Regelmäßige und chaotische Dynamik, 2000. - 160 S.

10. Shnol S. E. Kosmophysikalische Faktoren in zufälligen Prozessen. / S. E. Shnol. - Stockholm (Schweden): Svenska fysikarkivat, 2009. - 388

11. Engels F. Dialektik der Natur / F. Engels. - M.: Gospolitizdat, 1953. - 353 S.

1. Gegel“ G. V. F. Jenciklopedija filosofskih nauk. Kap. 1 Nauka logiki. / G. V. F. Gegel“; otv. Rot. E. P. Sitkovskij. - M.: Mysl", - 1974. - 452 s.

2. Gegel" G. V. F. Jenciklopedija filosofskih nauk. Kap. 2 Filosofija prirody. / G. V. F. Gegel"; otv. Rot. E. P. Sitkovskij. - M.: Mysl", - 1975. - 680 s.

3. Kedrov V. M. Über metode izlozhenija dialektiki. Tri velikih zamysla / V. M. Kedrov; otv. Rot. V.A. Lektorskij. - M.: Nauka, - 1983. - 474 s.

4. Kochergin A. N. Filosofskij labirint: Sb. zadach i uprazhnenij po filosofii / A. N. Kochergin, V. V. Plesskij, A. I. Uemov. - M.: MGU, 1992. - 173 s.

5. Lizbet A. V. Tantra / A. V. Lizbet. Pro. sfr. N. V. Mezencevoj. - Rostov -n/D: Feniks, - 1998. - 256 s.

6. Popov M. V. Dialektika kak metod filosofii istorii: ucheb. Posobie / M. V. Popov. - Newinnomyssk: Nevinnomys. in-t jekonomiki, upravlenija i prava, -2010.-64 s.

7. Popov M. V. Lekcii po filosofii istorii / M. V. Popov. - SPb.: Izd-vo Politehn. un-ta, 2010. - 236 s.

8. Rozenberg D. I. Kommentare zu „Kapitalu“ K. Marksa. / D. I. Rosenberg; Schote rot N. A. Cagolova. - M.: Jekonomika. 1984. - 720 s.

9. Hoking S. Priroda prostranstva i vremeni / S. Hoking, R. Penrouz; pro. s engl. A. V. Berkova, V. G. Lebedeva. - Ischewsk: Reguljarnaja i haoticheskaja dinamika, 2000. - 160 s.

10. Shnol" S. Je. Kosmofizicheskie faktory v sluchajnyh processah. / S. Je. Shnol." - Stockholm (Shvecija): Svenska fysikarkivat, 2009. - 388 s.

11. Jengels F. Dialektika-Prirodie / F. Jengels. - M.: Gospolitizdat, 1953. - 353 s.

Veröffentlichte die Allgemeine Relativitätstheorie – eine brillante, elegante Theorie, die ein Jahrhundert überdauerte und den einzigen erfolgreichen Weg zur Beschreibung eröffnete Freizeit (Raum-Zeit-Kontinuum ).

Es gibt viele verschiedene Punkte in der Theorie, die darauf hinweisen, dass die allgemeine Relativitätstheorie nicht der letzte Punkt in der Geschichte der Raumzeit ist. Obwohl mir GR als abstrakte Theorie gefällt, bin ich tatsächlich zu der Überzeugung gelangt, dass sie uns möglicherweise ein Jahrhundert lang vom Verständnis der wahren Natur von Raum und Zeit abgehalten hat.

Ich denke seit etwas mehr als vierzig Jahren über die Struktur von Raum und Zeit nach. Am Anfang, als junger theoretischer Physiker, habe ich Einsteins mathematische Formulierung des Problems der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie einfach akzeptiert und auch einige Arbeiten in der Quantenfeldtheorie, Kosmologie und anderen darauf basierenden Bereichen durchgeführt.

Aber vor etwa 35 Jahren begann ich, teilweise inspiriert durch meine Erfahrung in technischen Bereichen, detaillierter mit den grundlegenden Fragen der theoretischen Wissenschaft umzugehen, was den Beginn meiner langen Reise darstellte, über die traditionellen mathematischen Gleichungen hinauszugehen und stattdessen Berechnungen und Programme als Grundlage zu verwenden Modelle in der Wissenschaft. Bald darauf entdeckte ich, dass selbst sehr einfache Programme ein sehr komplexes Verhalten zeigen können, und Jahre später entdeckte ich, dass Systeme aller Art durch diese Programme dargestellt werden können.

Ermutigt durch diesen Erfolg begann ich mich zu fragen, ob dies möglicherweise etwas mit der wichtigsten wissenschaftlichen Frage zu tun hat – der physikalischen Theorie aller Dinge.

Erstens schien dieser Ansatz nicht sehr vielversprechend – nicht zuletzt, weil die Modelle, die ich untersuchte (zellulare Automaten), auf eine Weise zu funktionieren schienen, die völlig im Widerspruch zu allem stand, was ich aus der Physik wusste. Aber etwa 1988, etwa zu der Zeit, als die erste Version von Mathematica herauskam, begann ich zu begreifen, dass es mich vielleicht irgendwohin führen würde, wenn ich meine Vorstellungen von Raum und Zeit änderte.

Eine einfache Theorie von allem?

Aus dem Artikel geht überhaupt nicht hervor, dass die Theorie von allem für unser Universum einfach sein sollte. Tatsächlich wirft die Geschichte der Physik zusätzliche Zweifel auf, denn je mehr wir lernen, desto komplexer werden die Dinge, zumindest was den mathematischen Apparat betrifft, den sie einführen. Aber wie beispielsweise Theologen vor vielen Jahrhunderten feststellten, gibt es ein offensichtliches Merkmal unseres Universums – es gibt Ordnung darin. Die Teilchen unseres Universums gehorchen nicht nur einigen ihrer eigenen Gesetze, sondern auch einer Reihe allgemeiner Gesetze.

Aber wie einfach kann eine Theorie von allem für unser Universum sein? Nehmen wir an, wir können es als Programm darstellen, beispielsweise in der Wolfram Language. Wie groß wird dieses Programm sein? Wird es so lang sein wie das menschliche Genom oder eher wie ein Betriebssystem? Oder wird es deutlich weniger sein?

Wenn ich diese Frage beantwortet hätte, bevor ich mit der Erforschung des Rechenuniversums einfacher Programme begonnen hätte, hätte ich höchstwahrscheinlich geantwortet, dass ein solches Programm etwas ziemlich Komplexes sein muss. Allerdings habe ich herausgefunden, dass im Computeruniversum selbst extrem einfache Programme beliebig komplexes Verhalten zeigen können (diese Tatsache spiegelt sich im allgemeinen Prinzip der Computeräquivalenz wider).

Datenstruktur des Universums

Doch wie sollte ein solches Programm aussehen? Eines ist klar: Obwohl das Programm tatsächlich äußerst einfach sein mag, wird es zu klein sein, um einige der offensichtlichen Merkmale unseres Universums explizit zu kodieren, wie etwa Teilchenmassen, verschiedene Symmetrien oder sogar räumliche Dimensionen. All diese Dinge müssen irgendwie aus etwas Niedrigerem und Grundlegenderem hervorgehen.

Aber wenn das Verhalten des Universums durch ein einfaches Programm bestimmt wird, welche Struktur haben dann die Daten, mit denen dieses Programm arbeitet? Zuerst ging ich davon aus, dass es sich um etwas einfach Beschreibbares handeln musste, etwa um die Zellstruktur, die in einem zellulären Automaten auftritt. Aber selbst wenn eine solche Struktur für die Beschreibung von Modellen verschiedener Dinge gut geeignet ist, scheint sie für grundlegende physikalische Modelle ziemlich unplausibel zu sein. Ja, es ist möglich, Regeln zu finden, die ein Verhalten zeigen, das im großen Maßstab keine offensichtlichen Eigenschaften der Struktur aufweist. Wenn die Physik jedoch tatsächlich durch ein einfaches Modell beschrieben werden kann, dann scheint es, dass eine solch starre Struktur des Raums nicht darin enthalten sein kann und dass die Eigenschaften des Raums von etwas herrühren müssen.

Was ist also die Alternative? Wir brauchen ein Konzept auf einer niedrigeren Ebene als dem Raum, aus dem es entstehen soll. Wir benötigen außerdem eine grundlegende Datenstruktur, die möglichst flexibel ist. Ich habe viele Jahre darüber nachgedacht und eine Vielzahl rechnerischer und mathematischer formaler Systeme studiert. Aber irgendwann wurde mir klar, dass im Wesentlichen alles, was mir begegnete, auf eine Art und Weise dargestellt werden konnte – durch Netzwerke.

Raum als Diagramm

Kann der Raum also aus so etwas bestehen? In der klassischen Physik und der allgemeinen Relativitätstheorie wird der Raum nicht als aus irgendetwas bestehend dargestellt. Es wird in Form einer mathematischen Struktur dargestellt, die als eine Art Bühne dient, auf der es eine kontinuierliche Reihe möglicher Positionen gibt, die von verschiedenen Objekten eingenommen werden.

Können wir jedoch mit Sicherheit sagen, dass der Raum kontinuierlich ist? Als die Quantenmechanik begann, war die weit verbreitete Idee, dass der Raum wie alles andere quantisiert sei. Es war jedoch nicht klar, wie diese Idee mit STR kombiniert werden könnte; tatsächlich gab es keinen klaren Beweis für die Diskretion des Raums. Als ich in den siebziger Jahren anfing, Physik zu studieren, verschwand die Diskussion über die Diskretion des Raums, und es wurde experimentell bewiesen, dass es bei Maßstäben bis zu 10–18 m (1/1000 des Radius eines Protons oder Attometers) keine gibt Diskretion beobachtet. Nach 40 Jahren und zig Milliarden Dollar, die für Teilchenbeschleuniger ausgegeben wurden, wurde die Diskretion des Weltraums auf Skalen bis zu 10–22 m (oder 100 Yoktometern) noch nicht entdeckt.

Es besteht jedoch die Meinung, dass es auf einer Skala in der Größenordnung der Planck-Länge von 10 bis 34 Metern erscheinen sollte. Aber wenn Menschen beispielsweise im Kontext von Spinnetzwerken oder Schleifengravitation oder was auch immer darüber nachdenken, neigen sie zu der Annahme, dass das, was dort vor sich geht, eng mit den Formalismen und Konzepten der Quantenmechanik zusammenhängt.

Was aber, wenn der Raum – vielleicht auf Planck-Skalen – nur ein guter, altmodischer Graph ohne Quanteneigenschaften ist? Es klingt nicht sehr beeindruckend, aber die Definition eines solchen Diagramms erfordert deutlich weniger Informationen – Sie müssen nur sagen, welche Knoten mit welchen verbunden sind.

Doch wie kann so etwas Raum schaffen? Erstens: Woher kommt die scheinbare Kontinuität des Raumes im großen Maßstab? Tatsächlich ist alles ganz einfach: Dies kann eine Folge einer großen Anzahl von Knoten und Verbindungen sein. Ein bisschen wie das, was in Flüssigkeiten passiert – sagen wir, Wasser. Auf kleinen Skalen können wir Moleküle beobachten, die in thermischer Bewegung umherrasen. Der Skaleneffekt führt jedoch dazu, dass alle diese Moleküle etwas erzeugen, das wir als kontinuierliche Flüssigkeit wahrnehmen.

So kam es, dass ich Mitte der 80er Jahre viel Zeit damit verbrachte, dieses Phänomen zu studieren – es war Teil meiner Arbeit, in der ich die Natur der scheinbaren Zufälligkeit turbulenter Flüssigkeitsströme verstand. Insbesondere konnte ich zeigen, dass, wenn wir uns Moleküle als Zellen eines zellulären Automaten vorstellen, ihr großräumiges Verhalten durch Differentialgleichungen für Flüssigkeitsströme genau beschrieben wird.

Als ich daher anfing, über die Möglichkeit der Existenz einer Unterstruktur des Raums nachzudenken, die als Netzwerk dargestellt werden kann, dachte ich, dass die gleichen Methoden hier verwendet werden könnten und dass dies Einsteins allgemeine Relativitätsgleichungen auf andere reduzieren könnte. deutlich niedrigere Werte.

Vielleicht gibt es nichts als Platz

Bußgeld. Nehmen wir an, der Weltraum ist ein Netzwerk. Aber was lässt sich über all die Dinge sagen, die sich im Weltraum befinden? Was können wir über Elektronen, Quarks, Protonen usw. sagen? Standardmäßige physikalische Konzepte besagen, dass der Raum eine Bühne ist, auf der sich Teilchen, Fäden oder was auch immer befinden. Allerdings wird eine solche Darstellung recht komplex. Aber es gibt eine einfachere Möglichkeit: Vielleicht besteht alles in unserem Universum aus Raum.

In den letzten Jahren seines Lebens war Einstein von dieser Idee sehr begeistert. Er dachte, dass man sich Teilchen wie Elektronen vielleicht als so etwas wie Schwarze Löcher vorstellen könnte, die nur aus Raum bestehen. Da sich Einstein jedoch nur auf den Formalismus der Allgemeinen Relativitätstheorie stützte, war er nicht in der Lage, diese Idee weiterzuentwickeln, weshalb sie aufgegeben wurde.

Und es geschah einfach so, dass hundert Jahre zuvor ähnliche Ideen in den Köpfen mancher Menschen existierten. Dies waren die Zeiten vor der SRT, als die Menschen dachten, der Raum sei mit einem flüssigkeitsähnlichen Medium gefüllt – dem Äther (ironischerweise sind wir heutzutage zum Modell des gefüllten Raums zurückgekehrt – dem Higgs-Feld, Quantenfluktuationen im Vakuum usw.). ). Mittlerweile war klar, dass es verschiedene Arten von Atomen gab, die verschiedenen chemischen Elementen entsprachen. Und es wurde (insbesondere von Kelvin) vorgeschlagen, dass unterschiedliche Atome mit unterschiedlichen Ätherknoten verbunden sein können.

Das ist eine interessante Idee, wenn auch falsch. Aber wenn wir den Raum als Netzwerk betrachten, können wir eine ähnliche Idee in Betracht ziehen: Vielleicht entsprechen Partikel bestimmten Netzwerkstrukturen. Vielleicht ist alles im Universum ein Netzwerk, und die Materie entspricht einer Struktur dieses Netzwerks. Solche Dinge lassen sich leicht auf dem Feld eines zellularen Automaten erkennen. Auch wenn jede Zelle einigen einfachen Regeln gehorcht, entstehen im System bestimmte Strukturen mit eigenen Eigenschaften – genau wie Teilchen mit der Physik der Wechselwirkung miteinander.

Wie das alles in Netzwerken umgesetzt werden kann, ist ein separates und sehr großes Thema. Zunächst sollten wir jedoch eine sehr wichtige Sache besprechen – die Zeit.

Was ist Zeit?

Im 19. Jahrhundert gab es Konzepte von Raum und Zeit. Beide wurden durch Koordinaten beschrieben und erschienen mit Hilfe einiger mathematischer Formalismen auf ähnliche Weise. Allerdings war die Vorstellung, dass Raum und Zeit in gewisser Weise dasselbe seien, nicht in Mode. Doch dann erschien Einstein mit der Allgemeinen Relativitätstheorie, und man begann über Raum-Zeit zu sprechen, in der Raum und Zeit Facetten eines bestimmten einheitlichen Konzepts sind.

Es verleiht SRT viele Bedeutungen, wobei beispielsweise Bewegung mit variabler Geschwindigkeit die Essenz der Rotation in der vierdimensionalen Raumzeit ist. Und im Laufe dieses Jahrhunderts haben Physiker geglaubt, dass die Raumzeit eine Art Gebilde sei, in dem Raum und Zeit keine grundlegenden Unterschiede aufweisen.

Aber jetzt wird es etwas komplizierter. Schließlich gibt es im Internet möglicherweise viele Stellen, an denen eine solche Regel angewendet werden kann. Was bestimmt also die Reihenfolge, in der jedes Fragment verarbeitet wird?

Im Wesentlichen entspricht jede mögliche Ordnung einem eigenen Zeitablauf. Und man könnte sich eine Theorie vorstellen, in der alle Ströme stattfinden und unser Universum eine vielfältige Geschichte hat.

Aber auf diese Hypothese können wir verzichten. Stattdessen ist es durchaus möglich, dass es nur einen Zeitfaden gibt – und dieser passt gut zu dem, was wir über die Welt wissen, zu unserer Erfahrung. Und um dies zu verstehen, sollten wir etwas Ähnliches tun wie Einstein bei der Formulierung von SRT: Wir sollten ein realistischeres Modell dafür einführen, was ein Beobachter sein könnte.

Selbstverständlich muss jeder echte Beobachter in unserem Universum existieren können. Wenn das Universum also ein Netzwerk ist, muss der Beobachter Teil dieses Netzwerks sein. Denken wir nun an die ständigen kleinen Veränderungen, die im Internet stattfinden. Um zu wissen, dass eine solche Änderung (Aktualisierung) stattgefunden hat, muss der Beobachter selbst geändert (aktualisiert) werden.

Und hier nehmen die Dinge eine interessante Wendung. Wenn sich das Netzwerk in einem höherdimensionalen Raum unverzerrt verhält D-dimensionaler Raum, dann wird die Anzahl der Knoten immer ungefähr sein r d. Wenn das Verhalten jedoch wie ein gekrümmter Raum ist (wie in der Allgemeinen Relativitätstheorie), dann gibt es einen Korrekturterm, der proportional zu einem mathematischen Objekt wie dem Ricci-Tensor ist. Und das ist sehr interessant, weil der Ricci-Tensor in Einsteins Gleichungen vorkommt.

Hier gibt es viele mathematische Komplexitäten. Dabei sollten die kürzesten Wege – geodätische Linien des Netzes – berücksichtigt werden. Man muss verstehen, wie man etwas nicht nur im Weltraum, sondern auch im Netzwerk im Laufe der Zeit tun kann. Sie sollten auch verstehen, inwieweit sich die Eigenschaften des Netzwerks manifestieren.

Bei der Ableitung mathematischer Ergebnisse ist es wichtig, verschiedene Arten von Durchschnittswerten ermitteln zu können. Im Wesentlichen ähnelt dies der Ableitung von Flüssigkeitsgleichungen aus der Molekulardynamik: Sie müssen in der Lage sein, den Durchschnitt eines bestimmten Bereichs von Zufallswerten bei Wechselwirkungen auf niedriger Ebene zu ermitteln.

Aber die gute Nachricht ist, dass es unzählige Systeme gibt, die selbst auf extrem einfachen Regeln basieren, die den Ziffern von Pi ähneln, das heißt, für jeden praktischen Zweck sind sie ziemlich zufällig. Es stellt sich heraus, dass selbst wenn die Merkmale eines Kausalnetzwerks für jemanden, der den Anfangszustand des Netzwerks kennt, vollständig bestimmt sind, die meisten dieser Merkmale tatsächlich zufällig sind.

Das ist es, was wir am Ende haben. Wenn wir die Annahme einer effektiven mikroskopischen Zufälligkeit einführen und davon ausgehen, dass das Verhalten des Systems als Ganzes nicht zu Änderungen in allen Grenzdimensionen führt, dann folgt daraus, dass das Skalenverhalten des Systems Einsteins Gleichungen erfüllt!

Ich denke, das ist sehr interessant. Einsteins Gleichungen können aus fast nichts gewonnen werden. Das bedeutet, dass diese einfachen Netzwerke die Eigenschaften der Schwerkraft reproduzieren, die wir aus der modernen Physik kennen.

Es gibt eine Reihe von Details, die nicht in das Format dieses Artikels passen. Viele davon habe ich schon vor langer Zeit in NKS geäußert, insbesondere in den Anmerkungen am Ende.

Einige der Dinge könnten erwähnenswert sein. Zunächst ist anzumerken, dass diese Basisnetzwerke nicht nur im üblichen kontinuierlich definierten Raum dargestellt werden, sondern auch keine topologischen Konzepte wie Innen und Außen definieren. Alle diese Konzepte sind Konsequenzen und werden abgeleitet.

Wenn es darum geht, Einsteins Gleichungen abzuleiten, entstehen Ricci-Tensoren aus geodätischen Linien im Netzwerk zusammen mit dem Wachstum von Kugeln, die von jedem Punkt auf der geodätischen Linie ausgehen.

Die resultierenden Einstein-Gleichungen sind Einsteins Gleichungen für Vakuum. Aber wie bei Gravitationswellen kann man die materiellen Merkmale des Raums effektiv isolieren und dann die vollständigen Einstein-Gleichungen in Bezug auf Materie-Energie-Impuls erhalten.

Während ich dies schreibe, wird mir klar, wie leicht ich in die „Sprache der Physik“ hineinschlüpfe (wahrscheinlich aufgrund der Tatsache, dass ich in meiner Jugend Physik studiert habe ...). Aber es genügt zu sagen, dass das Aufregende, was auf hoher Ebene entsteht, darin besteht, dass man aus der einfachen Idee von Netzwerken und Ursache-Wirkungs-invarianten Substitutionsregeln allgemeine Relativitätsgleichungen ableiten kann. Mit überraschend wenig Aufwand gelangen wir zum strahlenden Stern der Physik des 20. Jahrhunderts: der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Teilchen, Quantenmechanik und mehr

Es ist sehr cool, die allgemeine Relativitätstheorie ableiten zu können. Aber die Physik endet hier nicht. Ein weiterer sehr wichtiger Teil davon ist die Quantenmechanik. Ich befürchte, dass ich im Rahmen dieses Artikels nicht näher auf dieses Thema eingehen kann, aber anscheinend sollten Teilchen wie Elektronen, Quarks oder Higgs-Bosonen als einige spezielle Regionen des Netzwerks dargestellt werden. In qualitativer Hinsicht unterscheiden sie sich möglicherweise nicht sehr von Kelvins „ätherischen Knoten“.

Dann muss ihr Verhalten aber den Regeln folgen, die wir aus der Quantenmechanik – genauer gesagt aus der Quantenfeldtheorie – kennen. Ein wesentliches Merkmal der Quantenmechanik besteht darin, dass sie anhand mehrerer Verhaltensweisen formuliert werden kann, die jeweils mit einer bestimmten Quantenamplitude verbunden sind. Ich habe das noch nicht ganz herausgefunden, aber es gibt einen Hinweis darauf, dass etwas Ähnliches passiert, wenn man sich die Entwicklung des Netzwerks mit verschiedenen möglichen Sequenzen von Ersetzungen auf niedriger Ebene ansieht.

Mein Netzwerkmodell hat streng genommen keine Quantenamplituden. Es ähnelt eher (aber nicht genau) dem klassischen, im Wesentlichen probabilistischen Modell. Und ein halbes Jahrhundert lang glaubte man, dass solche Modelle mit praktisch unlösbaren Problemen verbunden seien. Schließlich gibt es den Satz von Bell, der besagt, dass es, wenn es keine sofortige nichtlokale Ausbreitung von Informationen gibt, kein solches Modell „verborgener Variablen“ gibt, das experimentell beobachtete quantenmechanische Ergebnisse reproduzieren kann.

Aber es gibt grundsätzliche Bemerkungen. Es ist ziemlich klar, was Nichtlokalität in einem gewöhnlichen Raum einiger Dimension bedeutet. Aber wie sieht es im Kontext von Netzwerken aus? Hier ist alles anders. Denn alles wird nur durch Zusammenhänge bestimmt. Und obwohl das Netzwerk im großen Maßstab dreidimensional erscheinen mag, bleibt es möglich, dass es einige „Fäden“ gibt, die einige Bereiche verbinden, die sonst voneinander getrennt wären. Und ein Gedanke verfolgt mich: Es gibt Grund zu der Annahme, dass diese Fäden durch die Ausbreitung partikelartiger Strukturen im Netzwerk erzeugt werden können.

Auf der Suche nach dem Universum

Nun, es stellt sich heraus, dass einige netzwerkbasierte Modelle die Modelle der modernen Physik reproduzieren können. Aber wo sollen wir mit der Suche nach einem Modell beginnen, das unser Universum genau wiedergibt?

Der erste Gedanke besteht darin, mit der vorhandenen Physik zu beginnen und zu versuchen, technische Regeln anzupassen, um sie zu reproduzieren. Aber ist das der einzige Weg? Was wäre, wenn wir einfach anfangen würden, alle möglichen Regeln aufzulisten und darunter diejenigen zu suchen, die unser Universum beschreiben würden?

Ohne mit dem Studium des Rechenuniversums der einfachsten Programme zu beginnen, hätte ich gedacht, dass dies eine verrückte Idee sei: Die Regeln unseres Universums können unmöglich einfach genug sein, um durch einfache Aufzählung gefunden zu werden. Aber nachdem ich gesehen hatte, was im Computeruniversum vor sich ging, und einige andere Beispiele gesehen hatte, bei denen erstaunliche Dinge durch bloße rohe Gewalt gefunden wurden, wurde mir klar, dass ich falsch lag.

Aber was passiert, wenn jemand tatsächlich auf diese Weise mit der Suche beginnt? Hier ist eine Auswahl von Netzwerken, die man nach relativ wenigen Schritten unter Verwendung aller möglichen Regeln eines bestimmten, sehr einfachen Typs erhält:

Einige dieser Netzwerke entsprechen eindeutig nicht unserem Universum. Sie sind nach ein paar Iterationen einfach eingefroren, das heißt, die Zeit ist in ihnen praktisch stehengeblieben. Oder die Struktur ihres Raumes war zu einfach. Oder sie hatten unendlich viele Dimensionen. Oder andere Probleme.

Es ist großartig, dass wir mit so erstaunlicher Geschwindigkeit jene Regeln finden können, die eindeutig nicht unserem Universum entsprechen. Aber zu sagen, dass dieses spezielle Objekt unser Universum ist, ist eine viel schwierigere Aufgabe. Denn selbst wenn man eine große Anzahl von Schritten simuliert, wird es unglaublich schwierig sein zu zeigen, dass das Verhalten dieses Systems dasselbe zeigt, was uns die physikalischen Gesetze über die frühen Momente des Lebens des Universums sagen.

Obwohl es eine Reihe ermutigender Dinge gibt. Beispielsweise könnten diese Universen mit praktisch unendlich vielen Dimensionen geboren werden und dann allmählich auf eine endliche Anzahl von Dimensionen schrumpfen, wodurch möglicherweise die Notwendigkeit einer expliziten Inflation im frühen Universum entfällt.

Und wenn wir auf einer höheren Ebene denken, sollten wir bedenken, dass bei der Verwendung sehr einfacher Modelle ein großer Abstand zwischen „benachbarten Modellen“ besteht, sodass diese Modelle höchstwahrscheinlich entweder bekannte physikalische Konstruktionen genau reproduzieren oder Sie werden weit von der Wahrheit entfernt sein.

Letztlich gilt es, nicht nur die Regeln, sondern auch den Ausgangszustand des Universums zu reproduzieren. Und sobald wir es wissen, können wir grundsätzlich die genaue Entwicklung des Universums kennen. Bedeutet das also, dass es möglich wäre, alles auf einmal über das Universum zu wissen? Definitiv nicht. Aufgrund eines Phänomens, das ich „rechnerische Irreduzibilität“ nenne, was bedeutet, dass, wenn man die Regeln und den Anfangszustand eines Systems kennt, immer noch eine irreduzible Menge an Rechenarbeit erforderlich sein kann, um jeden Schritt zu verfolgen, den das System durchführt, um herauszufinden, was es tut.

Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass jemand eine einfache Regel und einen Ausgangszustand findet, indem er sagt: „ Schau, das ist unser Universum!„Wir würden unser Universum im Raum aller möglichen Universen finden.

Natürlich wäre dies ein bedeutender Tag für die Wissenschaft.

Aber es würden noch viele andere Fragen auftauchen. Warum gerade diese Regel und nicht eine andere? Und warum sollte unser Universum eine Regel haben, die früh genug in unserer Liste aller möglichen Universen erscheint, die wir durch einfache Aufzählung finden können?

Man könnte meinen, dass es die Merkmale unseres Universums und die Tatsache, dass wir uns darin befinden, wären, die uns dazu zwingen würden, Aufzählungsregeln zu formulieren, damit das Universum früh genug erscheint. Aber heutzutage glaube ich, dass die Dinge viel extravaganter sein müssen, wie im Fall eines Beobachters in einem Universum – alle der großen Klasse nichttrivialer möglicher Regeln für Universen sind tatsächlich gleichwertig, man kann also eine davon auswählen und erhalten genau das Gleiche, die Ergebnisse sind nur unterschiedlich.

Ok, zeig mir das Universum

Aber das alles ist nur eine Vermutung. Und bis wir tatsächlich einen Kandidaten für die Herrschaft über unser Universum gefunden haben, lohnt es sich wahrscheinlich nicht, viel Zeit damit zu verbringen, über diese Dinge zu diskutieren.

So gut. Wie ist unsere aktuelle Position in all dem? Das meiste von dem, was gerade besprochen wurde, habe ich um 1999 herum verstanden – einige Jahre bevor ich A New Kind of Science fertigstellte. Obwohl ich in einfacher Sprache und nicht im Format einer Physikarbeit geschrieben habe, ist es mir gelungen, die Hauptpunkte dieses Themas im neunten Kapitel des Buches abzudecken und in den Anmerkungen am Ende einige technische Details hinzuzufügen.

Aber nachdem das Buch im Jahr 2002 fertig war, fing ich wieder an, mich mit physikalischen Problemen zu beschäftigen. Es wäre lustig zu sagen, dass in meinem Keller ein Computer stand, der nach einer grundlegenden Theorie der Physik suchte. In Wirklichkeit listete er jedoch mögliche Regeln verschiedener Art auf und versuchte herauszufinden, ob ihr Verhalten bestimmte Kriterien erfüllte, die sie als Modelle der Physik plausibel machen würden.

Ich habe diese Arbeit sehr sorgfältig durchgeführt, indem ich Ideen aus einfachen Fällen schöpfte und mich konsequent zu realistischeren Fällen bewegte. Es gab viele technische Fragen. Darstellung großer, sich entwickelnder Graphsequenzen. Oder wie man schnell subtile Muster erkennt, die zeigen, dass eine Regel nicht zu unserem Universum passt.

Die Arbeit ist in gedruckter Form auf Tausende von Seiten angewachsen und trägt nach und nach dazu bei, die Grundlagen dessen zu verstehen, was netzwerkbasierte Systeme leisten können.

In gewisser Weise war es so etwas wie ein Hobby, das ich parallel zur Routine der Unternehmensführung und seiner technologischen Entwicklung betrieben habe. Und es gab noch eine weitere Ablenkung. Seit vielen Jahren beschäftige ich mich mit dem Problem des rechnerischen Wissens und dem Aufbau einer Engine, die es umfassend umsetzen kann. Und aufgrund meiner Arbeit an „A New Kind of Science“ bin ich davon überzeugt, dass dies möglich ist und dass jetzt der richtige Zeitpunkt ist, dies zu verwirklichen.

Im Jahr 2005 wurde klar, dass dies tatsächlich umsetzbar ist, und so beschloss ich, mich dieser Richtung zu widmen. Das Ergebnis ist Wolfram|Alpha. Und als Wolfram|Alpha auf den Markt kam, wurde klar, dass noch viel mehr getan werden konnte – und ich widmete mein vielleicht produktivstes Jahrzehnt der Schaffung eines riesigen Systems von Ideen und Technologien, das es ermöglichte, die Wolfram Language in ihrer aktuellen Form zu implementieren , und sowie viele andere Dinge.

Physik studieren oder nicht – das ist hier die Frage

Aber in diesem Jahrzehnt habe ich keine Physik studiert. Und wenn ich mir jetzt das Dateisystem auf meinem Computer ansehe, sehe ich eine große Anzahl von Laptops mit Physikmaterialien, gruppiert mit den Ergebnissen, die ich erhalten habe, die seit Anfang 2005 alle verlassen und unberührt geblieben sind.

Soll ich zu den Physikfragen zurückkehren? Das will ich auf jeden Fall. Obwohl es noch andere Dinge gibt, die ich gerne umsetzen würde.

Ich habe den größten Teil meines Lebens damit verbracht, an sehr großen Projekten zu arbeiten. Und ich habe hart gearbeitet, die Dinge geplant, die ich tun werde, und versucht, sie für das nächste Jahrzehnt zu planen. Manchmal habe ich Projekte verschoben, weil die damals vorhandene Technologie oder Infrastruktur noch nicht bereit dafür war. Aber sobald ich anfing, an einem Projekt zu arbeiten, habe ich mir selbst versprochen, dass ich einen Weg finden würde, es erfolgreich abzuschließen, auch wenn es viele Jahre harter Arbeit erfordern würde.

Allerdings unterscheidet sich die Suche nach einer grundlegenden physikalischen Theorie vielleicht etwas von den Projekten, an denen ich in der Vergangenheit gearbeitet habe. In mancher Hinsicht sind seine Erfolgskriterien viel strenger: Entweder er löst das Problem und findet eine Theorie, oder er tut es nicht. Ja, man könnte viele interessante abstrakte Konzepte aus einer aufkommenden Theorie finden (wie in der Stringtheorie). Und es ist wahrscheinlich, dass diese Forschung zu interessanten Nebenergebnissen führen wird.

Aber anders als bei der Entwicklung von Technologie oder der Erforschung wissenschaftlicher Bereiche liegt die Formulierung des Inhalts dieses Projekts außerhalb unserer Kontrolle. Sein Inhalt wird durch unser Universum bestimmt. Und es ist durchaus möglich, dass ich mit meinen Annahmen über die Funktionsweise unseres Universums einfach falsch liege. Oder vielleicht habe ich recht, aber aufgrund der rechnerischen Irreduzibilität gibt es eine fast unüberwindbare Barriere, die uns die Fähigkeit nimmt, diesen Bereich zu verstehen.

Manche mögen sagen, dass die Möglichkeit besteht, dass wir ein Universum finden, das unserem ähnelt, aber wir werden nie wissen, ob es tatsächlich unseres ist. Eigentlich mache ich mir darüber keine allzu großen Sorgen. Ich denke, dass es in der bestehenden Physik genügend Anomalien gibt, die Dingen wie der Dunklen Materie zugeschrieben werden, sodass wir, wenn sie erklärt werden, völlig sicher sein können, dass wir die richtige Theorie gefunden haben. Es wäre toll, wenn Sie eine Vermutung anstellen und es schnell testen könnten. Aber wenn wir alle scheinbar willkürlichen Teilchenmassen und andere bekannte Merkmale der Physik abgeleitet haben, können wir sicher sein, dass wir es mit der richtigen Theorie zu tun haben.

Es hat jahrelang Spaß gemacht, meine Freunde zu fragen, ob ich grundlegende Fragen der Physik studieren sollte. Und ich erhielt drei völlig unterschiedliche Arten von Antworten.

Der erste ist einfach: „ Du solltest das tun!„Sie sagten, das Projekt sei das Aufregendste und Wichtigste, was man sich vorstellen kann, und sie konnten nicht verstehen, warum sie noch einen Tag warten sollten, bevor sie damit beginnen.

Zweiter Antworttyp: „ Wieso würdest du das machen?" Dann sagen sie so etwas wie: „Warum nicht das Problem der künstlichen Intelligenz oder der Molekulartechnik oder der biologischen Unsterblichkeit lösen oder zumindest ein riesiges Multi-Milliarden-Dollar-Unternehmen aufbauen? Warum etwas so Abstraktes und Theoretisches tun, wenn man etwas Entscheidendes tun kann und dadurch.“ die Welt verändern?"

Und es gibt noch eine dritte Art von Antwort – durchaus zu erwarten, wenn wir uns die Geschichte der Wissenschaft vor Augen halten. Es stammt hauptsächlich von meinen Physikfreunden und ist eine Kombination aus „ Verschwenden Sie nicht Ihre Zeit damit!" Und " Bitte tun Sie das nicht".

Tatsache ist, dass der aktuelle Ansatz zur Grundlagenphysik, der auf der Quantenfeldtheorie basiert, fast 90 Jahre alt ist. Er hatte eine Reihe von Erfolgen, führte uns jedoch nicht zu einer grundlegenden physikalischen Theorie. Für die meisten modernen Physiker ist der aktuelle Ansatz jedoch die Essenz der Physik selbst. Und wenn sie hören, woran ich arbeite, kommt es ihnen so fremd vor, als wäre es nicht wirklich Physik.

Und einige meiner Freunde sagen genau das: „ Ich hoffe, dass es bei dir nicht klappt, denn dann geht alles, wofür ich gearbeitet habe, den Bach runter.„Nun ja, vieles von dem, was Sie tun, wird sich als bedeutungslos erweisen. Aber Sie sind immer diesem Risiko ausgesetzt, wenn Sie ein Projekt durchführen, bei dem die Natur entscheidet, was richtig und was falsch ist. Aber das muss ich sagen, selbst wenn.“ Wenn man eine wirklich grundlegende physikalische Theorie findet, dann wird es immer noch ein sehr großes Feld für die Arbeit der Quantenfeldtheorie geben, zum Beispiel – der Erklärung verschiedener Effekte auf den Skalen, mit denen wir derzeit an Teilchenbeschleunigern arbeiten.

Was wird benötigt?

Also, okay, was soll ich tun, wenn ich ein Projekt starte, um eine grundlegende physikalische Theorie zu finden? Dies ist ein komplexes Projekt, das nicht nur mich, sondern auch eine vielfältige Gruppe talentierter Menschen erfordert.

Ob es am Ende funktionieren wird, weiß ich nicht, aber ich denke, es wird sehr interessant anzusehen sein, und ich habe vor, es in einem transparenten Format zu präsentieren, um es so zugänglich und lehrreich wie möglich zu machen (natürlich wird es ein ... (ein ermutigender Kontrast zum Einsiedlermodus, in dem ich zehn Jahre lang an A New Kind of Science gearbeitet habe).

Natürlich kann ich nicht wissen, wie schwierig dieses Projekt ist und ob es überhaupt Ergebnisse bringen wird. Letztlich kommt es darauf an, was unser Universum eigentlich ist. Aber basierend auf dem, was ich vor zehn Jahren getan habe, habe ich einen klaren Plan, wo ich anfangen und welche Leute ich als Team zusammenbringen soll.

Dafür sind sowohl gute Wissenschaftler als auch angewandte Wissenschaftler/Ingenieure erforderlich. Bei der Entwicklung von Netzwerkentwicklungsalgorithmen und deren Analyse muss noch viel Arbeit geleistet werden. Ich bin sicher, dass dafür Graphentheorie, moderne Geometrie, Gruppentheorie und vielleicht einige andere Zweige der abstrakten Algebra erforderlich sein werden. Und es würde mich nicht wundern, wenn irgendwann noch eine Vielzahl anderer Bereiche der Mathematik und der theoretischen Informatik einbezogen würden.

Dies erfordert komplexe und ernsthafte Physik mit einem Verständnis der Grundlagen der Quantenfeldtheorie, der Stringtheorie und möglicherweise auch von Bereichen wie Spinnetzwerken. Auch Methoden der statistischen Physik und deren moderne theoretische Grundlagen werden voraussichtlich erforderlich sein. Ein Verständnis der allgemeinen Relativitätstheorie und der Kosmologie ist erforderlich. Und wenn alles gut läuft, ist die Arbeit an einer Vielzahl physikalischer Experimente und deren Interpretation erforderlich.

Es wird auch technische Herausforderungen geben – beispielsweise zu verstehen, wie man enorme Rechenarbeit über Netzwerke hinweg durchführt und die erzielten Ergebnisse visualisiert. Aber ich vermute, dass die größte Herausforderung darin bestehen wird, eine neue Theorie aufzubauen und zu verstehen, was zum Studium der verschiedenen Arten von Netzwerksystemen, die ich studieren möchte, erforderlich ist. Eine Unterstützung aus bereits bestehenden Bereichen wäre nicht überflüssig. Aber am Ende, so vermute ich, wird es den Aufbau einer grundlegend neuen intellektuellen Struktur erfordern, die anders sein wird als alles, was derzeit existiert.

Aber ist die Zeit gekommen?

Ist jetzt der richtige Zeitpunkt, ein solches Projekt umzusetzen? Vielleicht sollten wir warten, bis Computer mehr Rechenleistung bekommen. Oder wenn einige Bereiche der Mathematik weiter voranschreiten. Oder bis noch ein paar physikalische Fragen beantwortet sind.

Ich bin mir nicht sicher. Aber ich sehe keine unüberwindbaren Hindernisse, sondern nur, dass dieses Projekt Aufwand und Ressourcen erfordern wird. Und wer weiß: Vielleicht wird es einfacher, als wir denken, und wir wundern uns im Nachhinein, warum das noch niemand gemacht hat.

Einer der Schlüsselpunkte, die vor 100 Jahren zur Allgemeinen Relativitätstheorie führten, war, dass Euklids fünftes Postulat („Parallele Linien schneiden sich nie“) im realen Universum möglicherweise nicht zutrifft, was die Möglichkeit eines gekrümmten Raums zulässt. Aber wenn meine Vermutungen über den Kosmos und das Universum richtig sind, dann bedeutet das, dass es tatsächlich ein grundlegenderes Problem mit den Grundlagen Euklids gibt – in seinen allerersten Definitionen. Denn wenn es ein diskretes Unterraumnetzwerk gibt, dann sind Euklids Annahmen über Punkte und Linien, die jede beliebige räumliche Position einnehmen können, einfach nicht korrekt.

Die Allgemeine Relativitätstheorie ist eine großartige Theorie, aber wir wissen bereits, dass sie nicht endgültig sein kann. Und jetzt müssen wir uns fragen, wie lange es dauern wird, bis wir zu einer endgültigen Theorie kommen. Hoffentlich nicht zu viel. Und ich hoffe, dass die Allgemeine Relativitätstheorie nicht zu viele Jubiläen feiert, bevor wir wissen, was Raumzeit wirklich ist.

Wenn Bewegung die allgemeine Existenzweise der materiellen Welt ist, dann sind Raum und Zeit die allgemeinen Formen ihrer Existenz. Raum- Das Maß des Seins, Ruhe, Stabilität in der Bewegung. Im Raum existieren verschiedene Formen des Seins nebeneinander. Zeit ist ein Maß für Nichtexistenz, Variabilität und Instabilität in der Bewegung. Die Zeit stellt eine ständige Veränderung der Zustände des Realitätsgegenstandes dar, eine Veränderung der Ereignisse. Raum und Zeit sind untrennbar miteinander verbunden und haben folgende Eigenschaften: Sie sind untrennbar mit ihrem materiellen Träger verbunden, es gibt und kann keinen Raum und keine Zeit für sich allein geben – außerhalb und vor ihrem Träger; sie sind objektiv; Universal; widersprüchlich (gleichzeitig endlich und unendlich, absolut und relativ). Besondere Eigenschaften von Raum und Zeit werden durch die Eigenschaften der materiellen Objekte bestimmt, deren Form sie darstellen.

In der klassischen Wissenschaft galten Raum und Zeit als unabhängig voneinander und von den in ihnen ablaufenden Prozessen. Dank der Relativitätstheorie wurde festgestellt, dass Raum und Zeit in Wirklichkeit Aspekte desselben Phänomens sind. Daher wurde das Konzept eingeführt Raum-Zeit-Kontinuum. Es stellte sich heraus, dass Raum und Zeit durch die Prozesse und Ereignisse bestimmt werden, die in ihnen entstehen und existieren. Daher ist die einfachste Vorstellung von Realität die Vorstellung, dass die Welt eine Menge (Kontinuum) von Ereignissen ist, die vier Dimensionen hat: drei davon sind räumlich und die vierte ist die Zeit. Obwohl die Zeit dieselbe Koordinate wie jede der drei räumlichen ist, charakterisiert sie dennoch das Kontinuum hinsichtlich der Richtung seiner Veränderungen, während räumliche Koordinaten die Koexistenz seiner Ereignisse charakterisieren.

Da das Kontinuum ein einziges Ganzes bildet, können wir nicht über Zeit und Raum sprechen, aber wir sollten über Raumzeit sprechen. Jeder Versuch, Raum und Zeit getrennt zu messen, macht nur dann Sinn, wenn es sich um Makrogrößen handelt. Sowohl in der Mikro- als auch in der Megawelt führen die Aufteilung in Raum und Zeit und die Aufrechterhaltung dieser Aufteilung zu einem falschen Verständnis der Realität. Abhängig von der Verteilung von Materie und Energie verändern sich die Eigenschaften des Raum-Zeit-Kontinuums. Astronomische Beobachtungen der letzten fünfzehn Jahre haben gezeigt, dass der Raum in der Welt um uns herum nicht isotrop ist, was die ursprünglichen Prinzipien der Relativitätstheorie untergräbt und die Anwendbarkeit des Konzepts des „Raum-Zeit-Kontinuums“ in dem Sinne einschränkt, wie es ist in der Relativitätstheorie interpretiert.

Dennoch bleibt das Raum-Zeit-Kontinuum derzeit die allgemeinste Vorstellung von Raum und Zeit. Die Berücksichtigung des Raum-Zeit-Kontinuums in kosmologischen Modellen und insbesondere im „Urknall“-Modell führte zu grundlegend neuen Vorstellungen über die Dimensionalität von Raum und Zeit. So stellte sich heraus, dass der Raum in einigen Modellen des „Urknalls“ nicht dreidimensional, sondern zehndimensional ist, und zwar erst dann, wenn man sich den uns bekannten Raum-Zeit-Beziehungen zuwendet In ihrem Maßstab werden sieben Koordinaten zu Punkten zusammengefasst und der Raum wird dreidimensional. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass der Entstehungsprozess unseres Teils des Universums die Entstehung der bekanntesten physikalischen Gesetze voraussetzt, wie etwa der Gesetze der Schwerkraft, der Gesetze der elektromagnetischen Wechselwirkungen sowie schwacher und starker Wechselwirkungen. Diese Gesetze existieren vor dem Urknall nicht, da es selbst keine entsprechenden Wechselwirkungen gibt. Es wird davon ausgegangen, dass es nur eine bestimmte „Superkraft“ gibt, die die uns bekannten physikalischen Wechselwirkungen hervorruft.

Obwohl Raum und Zeit vereint sind, sind sie im Makrokosmos relativ getrennt, und daher können und sollten Zeit und Raum in diesem Fall getrennt betrachtet werden. Es stellt sich heraus, dass auch die Zeit mehrere Dimensionen hat. Erstens gibt es die externe Zeit, wenn ein bestimmter Prozess mit einem anderen Prozess verglichen wird, in dem er sich befindet und von dem er abhängt. Somit ist die in Jahren gemessene Lebenserwartung eine äußere Zeit, da der Lebensprozess mit der Rotation der Erde um die Sonne verglichen wird. Zweitens gibt es die Eigenzeit, die durch die Beziehung interner Prozesse in einem bestimmten System bestimmt wird. Und schließlich gibt es noch die Zeit, die das Verhältnis der natürlichen Existenz eines gegebenen Objekts zu seiner realen Existenz ausdrückt. Somit wird die Lebenserwartung für jede Art lebender Organismen auf natürliche Weise bestimmt. Abhängig von den Bedingungen kann sie jedoch kürzer oder länger ausfallen als die natürliche Zeit für die Existenz eines bestimmten Objekts.

Wie aus der Beziehung von Raum und Zeit mit den Besonderheiten der in ihnen existierenden und interagierenden Realität folgt, Qualitative und quantitative Unterschiede können selbst in derselben Realität die Eigenschaften von Raum und Zeit erheblich verändern. So gibt es in der Physik Makroprozesse, Mikroprozesse und Megaprozesse. Sie unterscheiden sich nicht nur quantitativ, sondern auch qualitativ. Natürlich sind die Eigenschaften von Raum und Zeit in ihnen deutlich unterschiedlich. Diese Unterschiede sind so bedeutend, dass Theoretiker die entsprechenden Theorien oft nicht einmal erkennen. Beispielsweise erkannte A. Einstein die Besonderheit der Gesetze der Quantenmechanik nicht, da das von ihm beschriebene Gedankenexperiment den Schluss zulässt, dass die Gesetze der Quantenmechanik in der Theorie eine unendlich hohe Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wechselwirkung ermöglichen Nach der Relativitätstheorie kann sie nicht größer als die Lichtgeschwindigkeit sein. Einsteins theoretische Schlussfolgerung wurde in den 80er Jahren bestätigt. experimentell. Dies widerlegte jedoch nicht die Relativitätstheorie und insbesondere die Quantenmechanik, sondern zeigte lediglich, dass die Gesetze in verschiedenen Bereichen der Physik und die Eigenschaften des Raum-Zeit-Kontinuums in ihnen unterschiedlicher Natur sind.

Wenn wir uns den räumlich-zeitlichen Beziehungen in der belebten Natur und dann in sozialen Systemen zuwenden, entdecken wir auch die Besonderheit dieser Beziehungen. Allerdings hat die moderne Wissenschaft noch keine allgemeinen Gesetze der Raum-Zeit-Beziehungen für biologische und soziale Systeme formuliert, obwohl einige Sonderfälle untersucht wurden.

Das Konzept des „Raum-Zeit-Kontinuums“ ist eines der zentralen Konzepte in der modernen Wahrnehmung des physischen Weltbildes. Diese Theorie basiert auf der Vorstellung der modernen Welt aus der Sicht von vier Hauptdimensionen – drei davon beziehen sich auf räumliche Merkmale und die vierte auf zeitliche.

Das Raum-Zeit-Kontinuum als Hauptmodell zur Beschreibung der umgebenden Realität erhebt den Anspruch, ein möglichst umfassendes Bild der Welt zu schaffen. Gleichzeitig tauchen immer wieder Theorien auf, die einzelne Bestimmungen dieser Theorie oder das gesamte Konzept in Frage stellen.

Der Grundstein für das moderne Konzept von Raum und Zeit wurde vor mehr als hundert Jahren mit der Veröffentlichung von A. Einstein gelegt. Aufgrund seiner Bestimmungen kamen Einstein selbst und seine Anhänger zu dem Schluss, dass jede der drei räumlichen Eigenschaften sowie das Zeitkontinuum einander gleichwertig sind und es daher direkt vom Beobachter abhängt, welche von ihnen als akzeptiert wird Ausgangsbezugsrahmen.

Bewegung, Raum und Zeit sind Merkmale der umgebenden Realität, die sich ständig verändern. Der Hauptmechanismus, durch den diese Elemente mit allen physischen Körpern interagieren, ist die Schwerkraft.

Das primäre Konzept, das das Raum-Zeit-Kontinuum charakterisiert, ist nach Einsteins Theorie ein bestimmtes „Ereignis“, bei dem es sich um nichts anderes als einen Punkt mit spezifischen Eigenschaften handelt, der über klare räumliche und zeitliche Koordinaten verfügt.

Alle diese Punkte sind nicht zufällig angeordnet, sondern in strikter Übereinstimmung mit den dieser Theorie zugrunde liegenden Grundaxiomen. Zu den wichtigsten Axiomen gehören der Ordnungsbegriff, topologische Axiome, deren Hauptprinzip das Dimensionsprinzip ist, Axiome zulässiger Koordinatensysteme sowie alle grundlegenden arithmetischen Axiome.

Das Raum-Zeit-Kontinuum ist eine ununterbrochene, sich ständig verändernde Vielfalt. Darüber hinaus ist es volumetrischer Natur und kann abhängig von bestimmten äußeren Bedingungen seine Krümmung ändern.

Einen besonderen Platz nimmt in dieser Theorie das Zeitkontinuum ein. Viele Wissenschaftler sind sich nicht einig, dass es die gleichen Rechte hat und den gleichen Bezugsrahmen haben kann wie räumliche Merkmale – Länge, Breite, Höhe. Der springende Punkt ist jedoch, dass eine der grundlegenden Bestimmungen der Relativitätstheorie darin besteht, die Abhängigkeit der Zeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Beobachters zu erkennen, der sich am ursprünglichen Bezugspunkt befindet. Wir erhalten also, dass das Zeitkontinuum direkt von räumlichen Eigenschaften abhängt, ebenso wie diese von der Zeit selbst abhängen.

Wenn es für unseren Planeten durchaus bekannt und verständlich ist, dann unterscheiden viele Wissenschaftler auf der Ebene des Universums bereits viel mehr Ebenen. Beispielsweise implizierte eine der ersten Versionen der berühmten „Superstringtheorie“ die Unvermeidlichkeit der Existenz von 27 Dimensionen. Heute ist ihre Zahl auf zehn gesunken, obwohl die Eigenschaften der „Extra“-Dimensionen selbst deutlich komplexer geworden sind.

Natürlich hat nicht nur die Erde, sondern auch jeder massive Körper sein eigenes persönliches Raum-Zeit-Kontinuum im absoluten Raum des Universums. Wenn es sich um ein System aus zwei oder mehr massiven Körpern handelt, kann jedes PP-VC erfolgreich als globaler Raum-Zeit-Rahmen verwendet werden, vor dessen Hintergrund alle Arten von Messungen und Beobachtungen durchgeführt werden können. In diesem Sinne sind alle persönlichen Kontinuen einander gleich und es gibt keinen privilegierten Bezugsrahmen zwischen ihnen. Das entscheidende Wort bei der Auswahl eines Referenzsystems liegt im Einzelfall beim Betrachter. Es ist der Standort des Beobachters, der die Wahl der persönlichen Raumzeit bestimmt, auf der Ebene des lichttragenden Gewöhnlichen, aus dem sich das globale Bild der Außenwelt entfalten wird.

Für uns Menschen, die auf dem Planeten Erde leben, kommen und entfalten sich beispielsweise alle Informationen über Ereignisse, die in der umgebenden kosmischen Weite stattfinden, auf der Ebene des leuchtenden Alltäglichen der irdischen persönlichen Raumzeit. Dieser Umstand bestimmt die Persönlichkeit und Adressorientierung des von einem irdischen Beobachter aufgezeichneten globalen Bildes der Außenwelt. Insbesondere sollten wir uns darüber im Klaren sein, dass der Schwerpunkt unseres Planeten als Ausgangspunkt des PP-VK der Erde ganz natürlich für den Erdbeobachter und den absoluten Mittelpunkt des Universums liegt. Die Drehung der Erde um die Sonne kann nur intellektuell erreicht werden. Es ist nicht möglich, diese Bewegung mit terrestrischen Experimenten zu registrieren, wie die Ergebnisse von Michelson-Morley-Beobachtungen belegen. Deshalb haben unsere Vorfahren, die glaubten, dass die Welt so existiert, wie wir sie direkt wahrnehmen, und dass die Erde das Zentrum des Universums ist, überhaupt nicht gegen die Wahrheit gesündigt. Die Erde ist zusammen mit ihrer persönlichen Raumzeit für uns tatsächlich der einzige und unerschütterliche Weltrahmen, vor dem sich alle Ereignisse im Universum abspielen und von Erdbewohnern aufgezeichnet werden.

Jetzt ist es an der Zeit, sich an die Heiligen Schriften zu erinnern und sich an den Propheten Moses zu wenden. Laut dem Buch „Genesis“ findet am ersten Tag der kreativen und erzieherischen Handlungen des göttlichen Universums die Erschaffung von Himmel, Erde und Licht statt. Die Gedichte, die dem ersten Tag der Erschaffung der Welt gewidmet sind, enden mit den Worten „Tag eins“. Wie bekannt ist, hat die Formulierung „eines Tages“ im hebräischen Original nicht so sehr eine ordinale, sondern eine quantitative Bedeutung. Daher sollten alle Botschaften, die mit dem ersten Tag der Großen Schöpfung verbunden sind, als untrennbarer kreativer und erzieherischer Akt wahrgenommen werden. Unser alltägliches chronometrisches Maß mit einer vierundzwanzigstündigen Länge des irdischen Tages ist hier ungeeignet. Die Bibel sagt nicht, wie lang oder kurz der erste Tag der Schöpfung war. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass alles, was an diesem Tag geschieht, als eine konsolidierte Aktion in einem Akt betrachtet werden sollte, die das unabhängige Erscheinen von Himmel, Erde oder Licht isoliert voneinander nicht zulässt.

Das Erscheinen des Lichts am ersten Tag der Erschaffung der Welt wurde immer wieder kritisiert und stellte die Logik der göttlichen Vorsehung in Frage. Nach der mosaischen Erzählung fällt die Geburt der Himmelskörper auf den vierten Tag der Schöpfung, und dies wird in den Versen, die dem vierten Tag gewidmet sind, direkt erwähnt. Dann stellt sich unweigerlich die Frage: Von was für einem Licht spricht die Heilige Schrift, wenn am ersten Tag der Schöpfung eine solche Bewegung der Welt stattfand und alle Himmelskörper fehlten?

Es wäre zu naiv, den Propheten Moses der Frivolität zu verdächtigen.

In Übereinstimmung mit der Logik dieser theoretischen Studie kann davon ausgegangen werden, dass der Prophet mit der Erzählung der Entstehung von Himmel, Erde und Licht am ersten Tag der Schöpfung die gleichzeitige Entstehung der Erde, ihres persönlichen Raum-Zeit-Kontinuums und der Erde verkündet Fähigkeit des letzteren, Lichtwelleninformationen zu übertragen. Die Anwesenheit des PP-VC der Erde im absoluten Raum des Universums und seine Fähigkeit, als leuchtendes Medium zu wirken, ist ohne die Anwesenheit der Erdmasse unmöglich. Doch ebenso wie die Existenz der Erde ohne Ihre persönliche, mit Lichtpostulaten ausgestattete Raumzeit unmöglich ist. Diese drei physikalischen Kategorien sind organisch voneinander abhängig. Keines von ihnen setzt eine autonome Präsenz im Universum voraus, und dies war dem Propheten Moses bekannt. Die Bibel sagt, dass Gott das Licht von der Dunkelheit trennte. Das heißt, Er schuf eine leuchtende Raum-Zeit-Umgebung aus der Uterusmaterie des absoluten Raums (der aufgrund seiner Unfähigkeit, elektromagnetische Informationen zu transportieren, Dunkelheit ist). Wäre die Erde ohne ihr eigenes persönliches Raum-Zeit-Kontinuum entstanden, wäre sie nicht in der Lage gewesen, Informationen über sich selbst zu liefern oder Informationen von außen wahrzunehmen. Und deshalb war sie sozusagen von der Außenwelt isoliert – sie existierte, wie man sagt, in Vergessenheit.
Es scheint, wie konnte Moses über solche Feinheiten der Funktionsweise des Universums Bescheid wissen? Dies ist jedoch das große Geheimnis, die außergewöhnliche Inspiration der Heiligen Schrift. Durch die Gnade Gottes wurden den Propheten solche verborgenen Tiefen der Existenz offenbart, die wir unter unglaublichen Anstrengungen Stück für Stück von der Natur abfordern. Eines dieser den Propheten unterworfenen Geheimnisse war die Fähigkeit, unsere Erde und ihre eigene leuchtende Raumzeit als ein unteilbares physikalisches System wahrzunehmen. Darüber hinaus wussten die Propheten, dass die Entstehung eines solchen physikalischen Systems im Gebärmutterraum des Universums gleichzeitig erfolgte, wie die Formulierung „eines Tages“ impliziert.

Doch ist es nur Moses, der in der Heiligen Schrift von den Geheimnissen des Durchgangs der Lichtstraßen erzählt? Erinnern wir uns an das 38. Kapitel des Buches Hiob. Als der Allmächtige Hiob auf die verborgenen Quellen hin untersucht, die das Leben im Universum regeln. In Vers 19 fragt der Herr Hiob direkt: „Wo ist der Weg zur Wohnung des Lichts und wo ist der Ort der Finsternis?“ Und weiter im Text, in Vers 24: „Auf welche Weise breitet sich das Licht aus und der Ostwind breitet sich über die Erde aus?“

Denken wir mal darüber nach, ob es bei der Frage „In welche Richtung fließt das Licht?“ möglich ist. Das zentrale Problem von Einsteins Lichtpostulaten, die die unverständlichste Seite der Relativitätstheorie darstellen, ist nicht enthalten. Schließlich ist es eine Sache, zu erklären, dass die Lichtgeschwindigkeit in jedem Koordinatensystem und in allen Richtungen und in jedem Bereich eines bestimmten Koordinatensystems gleich ist. Aber eine physikalische Grundlage für eine solche Aussage liefern zu können, ist eine ganz andere Sache. Einstein versucht in seiner Relativitätstheorie nicht einmal, Fragen zu beantworten, die sich aus Lichtpostulaten ergeben. Obwohl sein gesamtes Weltbild auf der Erkenntnis der Absolutheit der Lichtgeschwindigkeit basiert.

Der Faktor der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (zunächst nur in Inertialkoordinatensystemen) spielt in der Relativitätstheorie eine Schlüsselrolle und ist ihre physikalische Begründung. Es besteht kein Zweifel, dass die Erfolge der elektromagnetischen Theorie von Maxwell-Lorentz Einstein dazu inspirierten, an die Wahrheit der Aussage zu glauben, dass sich Licht mit konstanter Geschwindigkeit durch den Raum bewegt. Experimente zur Identifizierung des ätherischen Windes bestärkten diese Überzeugung nur. Einsteins Verdienst bestand darin, dass er das Gesetz der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit prinzipiell auf alle Inertialsysteme ausdehnte.

Schon vor der Relativitätstheorie war bekannt, dass die Maxwell-Gleichungen und damit das Gesetz der Konstanz der Lichtausbreitung im Vakuum invariant gegenüber Lorentz-Transformationen sind. Dies ließ Einstein zu dem Schluss kommen, dass der Übergang von einem Inertialreferenzsystem zu einem anderen auch nach Lorentz-Transformationen erfolgen sollte, die auf drei Raumkoordinaten und einmal angewendet wurden.

Basierend auf der offensichtlichen Forderung, dass die Gesetze der Physik in allen Inertialsystemen gleich sein müssen, hielt Einstein es außerdem für notwendig, die Invarianz aller physikalischen Gleichungen, die die allgemeinen Naturgesetze ausdrücken, unter Lorentz-Transformationen zu proklamieren. Somit lässt sich der Inhalt der speziellen Relativitätstheorie in einem Satz formulieren: Alle physikalischen Gesetze und die folgenden Gleichungen müssen so ausgedrückt werden, dass sie unter Lorentz-Transformationen kovariant sind.

Später beschloss Einstein, den Faktor der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit auf alle Koordinatensysteme auszudehnen, auch auf beschleunigte. Dies bedeutete, dass es keinen Grund gab, die Äquivalenz nur von Inertialsystemen zu einem Grundprinzip zu erheben. Wir müssen uns darauf einigen, dass auch nichtlineare Koordinatentransformationen X(, X2, X), X4 als äquivalent angesehen werden. Wenn wir eine solche Transformation der geradlinigen Koordinaten der speziellen Relativitätstheorie durchführen, wird die Metrik zu einer allgemeinen Riemannschen Metrik. Einstein wählte eine spezielle Gruppe kontinuierlicher Koordinatentransformationen aus, die die Funktion von Lorentz-Transformationen in einer bestimmten Theorie erfüllten und die relative Kovarianz der Grundgleichungen der Physik beim Übergang von einem beschleunigten Koordinatensystem zu einem anderen sicherstellten.

Dies ermöglichte eine weitreichende Verallgemeinerung, wonach es in der Natur keinen physikalisch unterschiedenen Bewegungszustand gibt. Folglich kann es keine privilegierten Bezugssysteme geben und die Gleichungen der Physik müssen bezüglich jeglicher Punkttransformationen des vierdimensionalen Raum-Zeit-Kontinuums kovariant sein. Die gegenwärtige Position des Autors der Relativitätstheorie wird zum allgemeinen Prinzip der Kovarianz, das die einzig mögliche solide Grundlage darstellt, auf der das gesamte Gebäude der physikalischen Wissenschaft errichtet werden muss.

Es besteht kein Zweifel daran, dass das allgemeine Relativitätsprinzip, das besagt, dass die Gesetze der Physik in Bezug auf alle Transformationen von Koordinatensystemen kovariant sein müssen, ein recht restriktives Prinzip ist. Vielleicht so wie der, der der Thermodynamik zugrunde liegt und den Bau eines Perpetuum Mobile verbietet. Dieses allgemeine Relativitätsprinzip erfordert, dass die physikalischen Naturgesetze für einen Beobachter, der einem beliebigen Koordinatensystem zugeordnet ist, unverändert bleiben. Wir müssen davon ausgehen, dass das Prinzip der allgemeinen Kovarianz unabhängig von der Relativitätstheorie existiert – es liegt in der Natur der Dinge. Aber ob Einsteins Gleichungen tatsächliche Einschränkungen für physikalische Gesetze enthalten oder ob es sich um rein mathematische Kombinationen handelt, die für sich funktionieren, ist immer noch eine sehr große und äußerst wichtige Frage.

Es ist bekannt, dass jedes physikalische Gesetz, das für ein bestimmtes Koordinatensystem gilt, so umformuliert werden kann, dass der neue Ausdruck eine allgemein kovariante Form hat. Es gibt immer eine große Anzahl von Feldgleichungen, die eine solche allgemein kovariante Formulierung zulassen. Natürlich bietet die Relativitätstheorie Lösungen, die im Allgemeinen kovariant sind und daher auch recht einfach erscheinen. Dieser Vorteil allein kann jedoch nicht als Garantie für die Angemessenheit von Einsteins Gleichungssystemen dienen. Für uns scheint in dieser Situation die Hauptfrage die folgende zu sein: Welche physikalischen Eigenschaften von Raum und Zeit werden als grundlegende Grundlage akzeptiert, die es uns ermöglicht, die allgemeine Kovarianz physikalischer Gesetze beim Übergang von einem Koordinatensystem in ein anderes festzustellen? Und erst danach stellt sich natürlich die Frage: Welche mathematische Natur sollten die Gleichungen haben, die die grundlegenden physikalischen Eigenschaften von Raum und Zeit erfüllen? Mit anderen Worten: Die einzige sichere Garantie, die die vollständige Übereinstimmung der Gleichungen der Relativitätstheorie mit der objektiven Realität gewährleistet, kann eine klare Darstellung der physikalischen Prozesse hinter ihrer mathematischen Struktur sein. Letztendlich findet das wirkliche Leben im Universum im Zusammenspiel nicht mathematischer, sondern ausschließlich physikalischer Gesetze statt.

In diesem Sinne ist die Relativitätstheorie äußerst geizig, weil sie nie etwas anderes als leichte Postulate angeboten hat, die die wirklich physikalischen Eigenschaften der vierdimensionalen Raumzeit ausdrücken und aufgrund derer die allgemeine Kovarianz von Einsteins Gleichungen verwirklicht wird. Die Aussage über die Konstanz und Gleichheit der Lichtgeschwindigkeit für jedes Koordinatensystem ist nur eine bloße Aussage. Eine solche Aussage kann unseren natürlichen Wunsch, ihren tatsächlichen physischen Inhalt zu verstehen, nicht befriedigen. Und dann können leichte Postulate nicht als absolut verlässlicher Faktor akzeptiert werden. Sie wurden von niemandem getestet und sind ausschließlich empirischen Ursprungs. Niemand hat sich jemals vorgenommen, die Lichtgeschwindigkeit in irgendeinem Koordinatensystem zu messen. Es kann beispielsweise nicht garantiert werden, dass die Lichtgeschwindigkeit auf der Mondoberfläche gleich der Lichtgeschwindigkeit auf der Marsoberfläche ist. Daher sind leichte Postulate in ihrer breiten Anwendung tatsächlich nichts anderes als ein guter Wunsch.

Im Allgemeinen kann man über die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit nur in Trägheitsbezugssystemen ohne Gravitationsfelder mehr oder weniger eindeutig sprechen. Wenn die vollständige geodätische Übereinstimmung des Lichtsignalpfads erhalten bleibt und ein Vergleich zweier Trajektorien durch Übereinanderlegen möglich ist. Oder indem man diese Flugbahnen mit einigen starren Standards korreliert. In beschleunigten Referenzsystemen ist die Durchführung eines solchen Verfahrens mit gewissen Schwierigkeiten verbunden. Dabei können die Koordinatenachsen selbst nicht als Ergebnis der Messung mit festen selbstkongruenten Standards und isochron laufenden Uhren interpretiert werden. Daher wird der Vergleich der Flugbahnen von Lichtsignalen und der Vergleich ihrer Geschwindigkeiten beim Übergang von einem krummlinigen Referenzsystem zu einem anderen sehr problematisch, wenn nicht sogar unmöglich.

Und selbst wenn die Lichtgeschwindigkeit in Wirklichkeit konstant und für jedes Koordinatensystem gleich ist, müssen wir unbedingt wissen, warum dies geschieht. Schließlich muss man in der Lage sein, die sakramentale Frage zu beantworten, die der Allmächtige im Alten Testament an Hiob stellte: „Auf welchen Wegen fließt das Licht?“ Ohne eine Antwort auf diese äußerst wichtige und äußerst komplexe Frage erscheint der tatsächliche physikalische Wert der Relativitätstheorie sehr relativ.

Es ist kein Geheimnis, dass es in den Tiefen der Grundlagenwissenschaft Annahmen gibt, die sich nicht immer aus der Erfahrung ergeben. Somit ist die Annahme der Konstanz und Gleichheit der Lichtgeschwindigkeit für jedes Koordinatensystem eine klare Bestätigung dafür. Dies geschieht, weil wir nie in der Lage sind, das physische Bild der Außenwelt vollständig zu begreifen. An der Grenze unserer kognitiven Fähigkeiten entstehen immer Annahmen, die es uns ermöglichen, das theoretische System wissenschaftlicher Vorstellungen über die Welt um uns herum in eine mehr oder weniger logisch abgeschlossene Form zu bringen. Unter diesen Umständen kommt es immer auf die Frage an, wie tief und umfassend das vielfältige Spektrum natürlicher Phänomene von der vorgeschlagenen Annahme abgedeckt wird. Die Annahme ist akzeptabel, bis neue experimentelle und theoretische Entwicklungen es ermöglichen, eine noch allgemeinere Annahme, einschließlich der vorherigen, als Sonderfall mit begrenzter Anwendbarkeit zu formulieren.

Es wird angenommen, dass die experimentelle Grundlage für die Annahme der Lichtpostulate die Ergebnisse von Experimenten zur Entdeckung des ätherischen Windes waren. Aus den Ergebnissen der Michelson-Morley-Experimente folgt jedoch keineswegs, dass die Lichtgeschwindigkeit für jedes Koordinatensystem konstant und identisch sein muss. Wir haben bereits gesagt, dass die einzige verlässliche Schlussfolgerung, die sich direkt aus den Ergebnissen dieser Experimente ergibt, darin besteht, dass die Lichtgeschwindigkeit im persönlichen Raum-Zeit-Kontinuum der Erde 300.000 km/s beträgt. Aber die Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit im PP-VP der Erde durch einen bestimmten konstanten Wert gekennzeichnet ist, impliziert keineswegs eine freie Extrapolation dieser Konstante auf alle anderen Raum-Zeit-Kontinua. Darüber hinaus haben wir allen Grund zu der Annahme, dass der Wert der Lichtgeschwindigkeit mit einem Wert von 300.000 km/s nur für das irdische PP-VC relevant ist und die physikalischen Eigenschaften der irdischen persönlichen Raumzeit charakterisiert.

Betrachtet man also das lokale Erdgravitationsfeld nach dem Äquivalenzprinzip als gleichmäßig beschleunigtes Bezugssystem, kann man sich folgende Überlegung erlauben. Beschleunigung ist eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kontrollkörpers relativ zum externen Referenzsystem oder relativ zu den Anfangsbedingungen des Experiments. Schließlich kann die Beschleunigung unabhängig von externen Referenzpunkten erfasst werden. Darüber hinaus ist bekannt, dass ein isolierter Beobachter nach dem Äquivalenzprinzip die Beschleunigung nicht vom Vorhandensein eines Gravitationsfeldes unterscheiden kann. In diesem Fall kann ein klassischer Beobachter, der im Schwerefeld der Erde isoliert ist (auch wenn er in einem leeren Aufzug eingeschlossen ist), zu jedem Zeitpunkt der aktuellen Zeit Messgeräte einschalten und seinen Zustand als konstante Erhöhung seiner eigenen Geschwindigkeit relativ zu den Anfangsbedingungen bestimmen des Experiments mit einer Charakteristik von 9,8 m/sec2. Darin besteht kein Widerspruch; das Äquivalenzprinzip ermöglicht es einem im Schwerefeld der Erde isolierten Beobachter, seinen eigenen Zustand als eine gleichmäßige Beschleunigung mit einer Charakteristik von 9,8 m/sec2 zu betrachten. Trotz der äußeren Ruheposition des Beobachters relativ zur Erdoberfläche.

Nun stellt sich die Frage, wie lange ein isolierter Beobachter seine Beschleunigung registrieren kann, wenn die Relativitätstheorie impliziert, dass sich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann. Denn früher oder später wird ein klassischer Beobachter anhand der Messwerte seiner Instrumente das Erreichen und Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit relativ zu den Anfangsbedingungen des Experiments registrieren.

In diesem Zusammenhang werden wir herausfinden, nach welcher Zeitspanne ein klassischer Beobachter das Erreichen der Lichtgeschwindigkeit registrieren wird. Der resultierende Wert entspricht dem mohammedanischen Mondkalenderjahr.

I – ein Zeitraum, der zwölf Mond- oder Synodenmonate umfasst (jeder Synodenmonat umfasst 29 Tage, 12 Stunden, 44 Minuten und 2,9 Sekunden); c ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum; § - Beschleunigung des freien Falls an der Erdoberfläche.

Es ist bekannt, dass das mohammedanische Jahr an den Mondzyklus gebunden ist und der Zeitspanne entspricht, nach der der Mond in seine ursprüngliche Position zurückkehrt. Wenn der Beobachter den Beginn des Experiments mit der Position des Mondes am Firmament synchronisiert, wird er bei Erreichen der Lichtgeschwindigkeit feststellen, dass der Mond an seinen ursprünglichen Platz zurückgekehrt ist. Diese Situation erinnert sehr an die Situation eines Reisenden, der versucht, den Rand der Erde zu erreichen. Seine Bemühungen enden immer mit einer Rückkehr zum Ausgangspunkt, sozusagen zu den Ausgangsbedingungen des Experiments.

Der Mond ist ein natürlicher Satellit der Erde und die Flugbahn seiner Bewegung wird maßgeblich von der Stärke des Gravitationsfeldes der Erde bestimmt. Es ist kaum ein Zufall, dass das Erreichen der Lichtgeschwindigkeit durch einen im Schwerefeld der Erde isolierten Beobachter nach dem Äquivalenzprinzip innerhalb eines Zeitraums erfolgt, der (mit großer Genauigkeit) einem Mondkalenderjahr entspricht. Dieser Umstand weist auf die Existenz eines tiefen, uns noch unbekannten Zusammenhangs zwischen der räumlich-zeitlichen Topologie des Gravitationsfeldes der Erde und den Eigenschaften der Durchgangsgeschwindigkeit des Lichtsignals darin hin. Es kann durchaus sein, dass der Wert der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum – 300.000 km/s – nichts Absolutes und Universelles für das gesamte Universum ist. Es ist sehr wahrscheinlich, dass dieser Wert die persönlichen metrischen Eigenschaften nur des terrestrischen PP-VC ausdrückt und ausschließlich für das terrestrische Schwerefeld relevant ist.

Natürlich handelt es sich immer noch um eine vage Annahme, die einer ernsthaften Untersuchung bedarf, aber es ist von entscheidender Bedeutung, dass wir lernen, den Ursprung zu erklären. Diese Gleichheit ist zu präzise und überzeugend, um ein gewöhnlicher Zufall zu sein. Und was am wichtigsten ist: Wenn laut Einstein die physikalischen Eigenschaften der vierdimensionalen Raumzeit durch Lichtpostulate in ihrer unangewendeten Formulierung bestimmt werden, kann die Realität völlig anders aussehen. Es ist keineswegs ausgeschlossen, dass die aufgezeichnete Lichtgeschwindigkeit im Vakuum tatsächlich Ausdruck der metrischen Struktur eines bestimmten Gravitationsfeldes, also eines bestimmten beschleunigten Referenzsystems, ist.

Die Einzigartigkeit der Gleichheit liegt in der Tatsache, dass sie es uns ermöglicht, den bekannten Wert der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum unter Verwendung des Gravitationspotentials der persönlichen Raumzeit der Erde abzuleiten.

Es kann sein, dass wir Einsteins Lichtpostulate in ihrer universellen kategorischen Formulierung aufgeben müssen. Anschließend wird eine neue Relativitätstheorie geschaffen, in der die allgemeine Kovarianz der Grundgleichungen der Physik nicht durch die Konstanz und Gleichheit der Lichtgeschwindigkeit in beliebigen Koordinatensystemen, sondern im Gegenteil erfüllt wird , durch eine Änderung dieser Geschwindigkeit. Auf jeden Fall bedarf das Problem der Lichtgeschwindigkeit als tragendes Glied der Relativitätstheorie größter Aufmerksamkeit.

In der Zwischenzeit bleibt uns nichts anderes übrig, als unser Weltbild auf der Grundlage von Einsteins Lichtpostulaten aufzubauen. Darüber hinaus erfüllt das irdische persönliche Raum-Zeit-Kontinuum ihre Anforderungen vollständig und ermöglicht es ihnen, das Gesamtbild der umgebenden Welt vollständig zu beschreiben.

Boris Dmitriev