О можливості подорожей по паралельним світам
МНОГОМЕРНАЯ КОМП’ЮТЕРНА ГРАФІКА ЯК МАТЕМАТИЧНА ОСНОВА ДИСКРЕТНОГО ФІЗИЧНОГО ПРОСТРАНСТВА Решение проблеми створення дискретного простору, як і це часто буває, прийшло з із неочікуваного боку (унаочнення взаємодії того, як потреби практики впливають на науку). Порівняно нещодавно розробили основи математичні багатовимірної комп’ютерної графіки, званої також цифрової топологією. За одним із… Читати ще >
О можливості подорожей по паралельним світам (реферат, курсова, диплом, контрольна)
О можливості подорожей по паралельним мирам
Александр Ивако.
Введение
.
В зараз у ЗМІ стала популярної тема подорожей по паралельним мирам.
При цьому припускають, що є безліч паралельних тривимірних верств в безупинному чотиривимірному просторі, і з цих верств є нашим простором. Перехід вже з шару на другий є основою, де розкручується все подальше інтрига. Як приклад візьмемо літаючі тарілки. Безліч людей бачили літаючі тарілки чи НЛО, й цілком впевнені у наявності, але ще більше вважають, що літаючі тарілки лише якісь оптичні ефекти, помножені на підвищену уяву що спостерігають. У нашій статті не будемо спростовувати чи підтверджувати існування літаючих тарілок, з метою цієї статті літаюча тарілка символізує прилад, який може рухатися у просторі чотирьох измерений.
По словами людей, бачили літаючі тарілки, вони раптово, начебто нізвідки, у якомусь місці простору, і зникають також зовсім раптово, без слідів. Один із версій пояснюють це раптове зникнення, полягає у цьому, що тарілка входить у наш тривимірний шар простору з іншого паралельного шару простору, у своїй, природно, вважається, що фізичне простір четырехмерно. Ця версія виглядає привабливо своєї незвичайністю, тим, що за межі повсякденних уявлень, перетинаючись по основі з наукової фантастикой.
Примем цієї версії фактом тимчасово читання цієї статті й подивимося, що з її следует.
ЛЕТАЮЩАЯ ТАРІЛКА ЯК ФІЗИЧНИЙ ПРИБОР.
СУЩЕСТВОВАНИЕ ТРИВИМІРНОЇ ЛІТАЮЧОЇ ТАРІЛКИ У БЕЗУПИННОМУ ЧОТИРИВИМІРНОМУ ПРОСТОРІ СУПЕРЕЧИТЬ ФІЗИЧНИМ ЗАКОНАМ.
Рассмотрим рух тривимірного матеріального об'єкта (літаючої тарілки) в чотиривимірному просторі, припускаючи, що простір, у якому існуємо, непрерывно.
В сутності, як бачити, у цій версії присутній відразу дві гіпотези, не підтверджені экспериментами.
1. Перша й основна гіпотеза передбачає, що зараз фізичне простір четырехмерно.
2. Друга гіпотеза у тому, певний тривимірний апарат може подорожувати у бік четвертого виміру, визначеного індексом х (4).
Считая, що як перша гіпотеза правильна, спробуємо зрозуміти, як відбувається спрямування чотиривимірному просторі. Оскільки чотири напрями рівноправні, то переміщення у бік четвертого виміру х (4) відбувається як і, як й у напрямі першого х (1), другого х (2) чи третього х (3), тобто за допомоги будь-якого двигуна, наприклад, реактивного, толкающего тіло до потрібному напрямі. У цьому й виникає протиріччя. Для такого руху двигун повинен випускати струмінь газу вздовж х (4) у бік, протилежному руху корабля. І це означає, що двигун, і корабель є не тривимірним, а четырехмерным объектом.
Предполагать, що тривимірний об'єкт може рухатися у безупинному чотиривимірному просторі можна з припущенням, що тіні на стіні, є двовимірними об'єктами, можуть раптом розпочати літати кімнатою, відокремивши від стіни. Таким образом:
Если матеріальне тіло тривимірно, його спрямування безупинному чотиривимірному просторі невозможно.
СУЩЕСТВОВАНИЕ ТРИВИМІРНОГО ОБ'ЄКТИ У БЕЗУПИННОМУ ЧОТИРИВИМІРНОМУ ПРОСТОРІ СУПЕРЕЧИТЬ СПІВВІДНОШЕННЮ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ.
Возьмем тривимірний матеріальний об'єкт (МО), наприклад електрон, і вживають щодо нього співвідношення невизначеностей Гейзенберга.
.
где D x і D р є невизначеностями координати і імпульсу частки вздовж четвертого виміру. Оскільки МО має нульову «четверту «товщину, те, як випливає з співвідношення неопределенности,.
D x = 0 Þ D р = ¥ .
Это означає, що це значення імпульсу у бік x равновероятны. Іншими словами швидкість МО вздовж четвертої осі може бути будь-якою, і МО, у разі електрон, повинен неминуче і досить швидко залишити наш тривимірний шар. Якщо б це були так, то згодом наше тривимірне простір цілком опустіло б, позбувшись матерії. Це ж станеться, якщо матеріальні об'єкти мають малу четырехмерную товщину. Оскільки цього відбувається, і ми продовжуємо стійко існувати в тривимірному просторі, отже, у таку схему щось не так (наприклад, цю схему неправильна, коли ми дотримуємося погляду, що невизначеності виникають у процесі виміру параметрів МО). Не розглядаємо тривимірні МО, котрим D x = 0. Таким образом:
Устойчивость існування матерії в тривимірному просторі і співвідношення невизначеності суперечать гіпотезі у тому, что Пространство безупинно і четырехмерно.
Материальные об'єкти (наприклад, літаючі тарілки) тривимірні.
Казалось б, що виникла тупиковий становище, у якому існування паралельних світів і подорожуючих із них об'єктів цілком невозможно.
Однако становище негаразд драматично, як здається якщо припустити, що простору, чим наші тривимірне, і гіпотетичне четырехмерное, є дискретними, а чи не безперервними, як вважало людство, починаючи із застосуванням давніх філософів і закінчуючи сучасними видатними науковими умами.
Непрерывность простору фактично ніким і серйозно не оскаржувалася. Навіть у математиці, найбільш абстрактної з наук, до останніх не істота теорії дискретного простору. Безперервність простору була й залишається думка повсякденного здоровим глуздом, яка, проте, який завжди правильна. Наприклад, повсякденний здоровий глузд каже нам, що шматок заліза є суцільним, але ми вже іще з шкільних часів знаємо, що він з атомів кристалічною решетки.
НЕСКОЛЬКО СЛІВ ПРО ІСТОРІЮ РОЗВИТКУ ПОГЛЯДІВ НА БЕЗПЕРЕРВНІСТЬ І ДИСКРЕТНІСТЬ ПРОСТРАНСТВА.
Попробуем порушити узвичаєні канони й вважатимемо що: простір четырехмерно і дигитально (дискретно), тобто складається з атомів простору на кшталт того, як кристал складається з атомів кристалічною решетки.
Вообще кажучи, ідея дискретності як абстрактного, і фізичного простору привертала увагу, як видатних мислителів і простого люду з незапам’ятних времен.
Дискретность у найбільш простий формі означає, що простір будується з деяких однакових неподільних кінцевих елементів. Здається, все досить просто: приставляючи елементи до іншому ми маємо пряму, площину, тривимірне простір тощо залежно від нашого бажання чи необхідності. Але навіть прості спроби здійснити той процес зіштовхувалися з цими психологічними протиріччями здоровому глузду, що й видатні вчені робили наївні помилки у трактуванні дискретності простору, у яких можна переконатися, розкривши навмання майже всі із багатьох тисяч робіт, які зачіпають тему дискретності. Для ілюстрації наведемо слова видатного німецького математика Р. Вейля про гіпотезі дискретності (Р. Вейль, Про філософію математики, стор. 70, М.-Л., 1934.).
«Как слід розуміти відповідно до цієї ідеї що у просторі відносини заходів довжин? Якщо зробити щось із „камінчиків“ квадрат, то, на діагоналі лежатиме стільки ж „камінчиків“, скільки їх є у напрямі боку, в такий спосіб, діагональ повинен мати таку ж довжину, як і сторона.».
Вейль наївно застосовує безперервну міру до дискретному простору, що робити не можна. Дискретне відстань потрібно міряти дискретної мірою, тобто числом камінчиків. З цього погляду діагональ справді має таку ж довжину, як і сторона.
Впервые нагадування про дискретному поданні безперервного безлічі відповідно до (Jаmmer M., Conceрts of Sраce, Hаrvаrd University Рress, р. 60, 1954) зустрічається у середньовічних арабських філософів мутакаллимов, з погляду яких для освіти квадрата (чи кордону квадрата, тобто окружності) потрібно чотири точки. Багато розмірковував над ідеєю дискретного простору Альберт Ейнштейн. У одній зі своїх статей він писав: «Я дотримуюся поглядів на континуумі не оскільки виходжу з деякого забобону, тому, що ні можу придумати такого, що могла б органічно замінити ці уявлення. Як слід зберегти найважливіші риси четырехмерности, якщо відмовитися від надання цього уявлення?» (Ейнштейн. А, Збори наукової праці, тому 2, стор. 312, «Наука», Москва, 1965.).
МНОГОМЕРНАЯ КОМП’ЮТЕРНА ГРАФІКА ЯК МАТЕМАТИЧНА ОСНОВА ДИСКРЕТНОГО ФІЗИЧНОГО ПРОСТРАНСТВА Решение проблеми створення дискретного простору, як і це часто буває, прийшло з із неочікуваного боку (унаочнення взаємодії того, як потреби практики впливають на науку). Порівняно нещодавно розробили основи математичні багатовимірної комп’ютерної графіки, званої також цифрової топологією. За одним із визначень [Kong T., Rosenfeld А., Digitаl Toрology: Introduction аnd survey, Comрuter Vision Grарhics Imаge Рrocess, v.48, рр. 357−393, 1989] і, певне, першому, дигитальная топологія (digitаl toрology) є наука про топологічних властивості дигитальных образів різних об'єктів, які виникають за роботі комп’ютера (toрologicаl рroрerties of digitаl imаge аrrаys). Дигитальные, то є вибудовані з однакових неподільних єдиних елементів, образи різних об'єктів з’являються у силу особливостей комп’ютера, де такими елементами є, передусім, осередки пам’яті. З іншого боку, у кожному комп’ютері образ об'єкта полягає завжди з кінцевого числа елементів, обмеженого обсягом пам’яті машины.
В багатовимірної комп’ютерної графіці є кілька альтернативних підходів. Одне з підходів називається теорією молекулярних пространств-ТМП. У межах ТМП будуються дискретні багатовимірні евклидовы і криві простору, вивчаються їх деформації, зберігають і що змінюють просторові інваріанти [А. Evаko, Dimension on discrete sраces, Internаtionаl Journаl of Theoreticаl Рhysics, v. 33, рр. 1553−1568, 1994; А. У. Ивако, Четырехмерный комп’ютер. Реальність чи віртуальна реальність?, Наука й технологія у Росії, 4(27), 1998, стор. 2−6].
Применение молекулярної моделі до фізичному простору означає следующее:
1 Фізичне простір складається з неподільних елементів які умовно названі атомами простору або цеглою (kirрich).
2. Взаєморозташування атомов-кирпичей визначає розмірність, зв’язність та інші властивості пространства.
3. Окремо узятий атом-кирпич немає розмірності (найзручнішою і логічно несуперечливої геометричній аналогією цегли є беконечно-мерный одиничний куб в бесконечномерном евклідовому просторі; тому й название-кирпич).
Даже здавалося б ясно, що отриманий простір дуже нагадує кристалічну грати твердого тіла, в вузлах якій розташовано атомы.
Сразу постає питання: Атоми кристалічною грати перебувають у фізичному просторі, а ніж перебувають атоми простору? Відповіді питанням немає. Тим щонайменше вважатимуться, що атоми простору «плавають «в певної «середовищі «чи «сутності «, до котрої я взагалі застосовні звичні нас поняття та засобами визначення, і про які ми знаємо взагалі ничего.
Однако такий, хоч й у малою мірою, але дозволяє нам (насамперед представникам точних наук) використовувати аналогії і з звичними об'єктами, поняттями і чи підходами.
ДВИЖЕНИЕ ТРИВИМІРНИХ МАТЕРІАЛЬНИХ ОБ'ЄКТІВ У 4-МЕРНОМ ДИГІТАЛЬНОМУ (ДИСКРЕТНОМУ) ПРОСТОРІ.
При грі на більярді кулі під ударами кия котяться поверхнею столу, зіштовхуються друг з одним і відбиваються від стінок. У ігрових залах використовується схожа гра, коли з дуже гладкому столу під ударами гравців ковзають плоскі тонкі диски. Це — класичні приклади двумерного руху. Іноді при сильному ударі одне із дисків підстрибує вгору й за навіть вилітає межі ігрового поля столу. І тут двовимірне рух перетворюється на тривимірне. Цього неспроможна статися, якщо диски є нескінченно тонкими як, наприклад, світлові кола. А позаяк диски мають деяку товщину і є ідеальними, при сильному ударі і невеличкому відступі від ідеальної форми виникає досить великий імпульс, надсилає одне із дисків вгору (а інший — вниз, але поверхню столу перешкоджає этому).
Таким чином, наявність деякою товщини є необхідною передумовою у тому, щоб диск вилетів межі стола.
То ж найбільш підхід ми потрібно використовувати в описах руху тривимірних об'єктів в чотиривимірному пространстве.
Как ми вже казали, якщо простір безупинно, тривимірні об'єкти є нескінченно тонкими у бік четвертого виміру, що неспроможні залишити той тривимірний шар, де вони перебувають у цей час, і ні розумні фізичні припущення, дозволяють пояснити перехід із шару в шар, просто більше не существуют.
Если простір дискретно, то тривимірні об'єкти не є нескінченно тонкими у бік четвертого вимірювання, і можуть залишити той тривимірний шар, де вони перебувають у цей час у разі виникнення певних фізичних условий.
Со часів античних греків наукою використовується гіпотеза безперервного тривимірного простору. Спробуємо порушити узвичаєні канони й вважатимемо що: простір четырехмерно і дискретно.
Следует у своїй відзначити, що все фізика полягає в гіпотезі безперервного простору, і тому деякі фізичні закони, особливо у мікросвіті, можуть або порушуватися чи загалом бути невірними стосовно дискретному пространству.
Мы зараз покажемо, що, на відміну безперервного простору, у зіткненні двох тривимірних частинок, рухомих в тривимірному шарі дігітального четырехмерного простору, існує можливість розльоту цих частинок у бік четвертого виміру. Це викликано тим очевидним обставиною, що четырехмерная товщина тривимірних об'єктів в дискретному просторі не дорівнює нулю.
.
Обратимся до рис. 1. Нехай тривимірні верстви простору розташовані горизонтально, а четверте вимір спрямоване вертикально.
Согласно підходу, використовуваному теоретично молекулярних просторів, тривимірний об'єкт має четырехмерную товщину, рівну 1 чи 2, тобто можуть тривати чи два шару у бік четвертого виміру х (4). На рис. 1 тривимірні об'єкти розташовані на півметровій атомах простору, обведених суцільний лінією. Тепер припустимо, що дві рухомих тривимірних об'єкта зіштовхуються сам із іншим. Бо вони рухаються в тривимірному просторі, то, на малюнку це як рух назустріч одне одному в горизонтальному напрямі. Або, припустимо, один спочиває, а інший налітає нею зі швидкістю V. Ймовірно, що після зіткнення вони розлетяться зі швидкостями U і W як і показано на рис. 2 справа. Ми, що заодно виникли вертикальні складові швидкості А і У. Це означає, що об'єкти починають свій рух в чотиривимірному просторі і залишають наш тривимірний шар, переходячи на сусідні тривимірні паралельні верстви. Це приблизно те, як розлітаються більярдні кулі при нецентральном ударе.
Трудно оцінити наскільки ймовірним є те, що об'єкти матимуть складові швидкості Проте й У. З одного боку ці об'єкти четырехмерно майже плоскі, що зменшує ймовірність їх розсіювання в чотиривимірному просторі. З іншого боку 4-толщина цих об'єктів то, можливо 1 чи 2 тривимірних шару, що може спричинити до зростання ймовірності їх розсіювання в чотиривимірному пространстве.
На рис. 3 зображені горизонтальними лініями три тривимірних шару четырехмерного простору. Тривимірні об'єкти А, B, З і D, як говорилося, можуть займати одну чи дві шару, тобто мати товщину 1 чи 2.
При зіткненні З і D четырехмерного розсіювання, природно, не виникне. Проте, у зіткненні Проте й B, чи B і З ми можемо очікувати розсіювання цих частинок в напрямі четвертого виміру, особливо враховуючи, що форму для об'єктів невідома і, можливо, немає у звичному цього слова.
Классическая теорія пружних сутичок двох частинок дозволяє легко підрахувати найбільший імпульс у бік четвертого виміру (Ландау Л.Д., Ліфшиц О.М., Механіка, ГИФМЛ, Москва, 1963). Нехай об'єкт маси m налітає на нерухомий об'єкт маси M зі швидкістю V (рис. 2). Тоді найбільший імпульс q частки М (і навіть m) в напрямі четвертого виміру визначається выражением.
,.
где р = mV, q = MB.
ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРЕВІРКИ ГІПОТЕЗИ Про ПОДОРОЖАХ У ПАРАЛЕЛЬНИХ МИРАХ.
Наиболее привабливою виглядає можливість твердо переконатися, що літаючі тарілки прилітають до нашого тривимірне простір з паралельного шару, що саме собою свідчить про існування четырехмерного простору й дає можливість подорожувати по паралельним мирам.
Еще краще було б отримати літаючу тарілку в самим здійснювати такі захоплюючі подорожі. На жаль, такі перспективи поки що примарні, оскільки ніяких фактів, крім показань очевидців, ми имеем.
Другой шлях, який переконливіший для таких людей, причетних до науці, полягає у ретельнішому аналізі вже наявних даних спостережень і експериментів і постановці нових фізичних експериментів, спрямованих безпосередньо на перевірку дискретності і четырехмерности фізичного простору. Ідея таких експериментів є простою. У фізичних взаємодію, у яких беруть участь частки, рухомі з більшими на швидкостями, можливі зіткнення, за яких вони отримають імпульси у четвертому вимірі і, отже, залишать наше тривимірне простір. Через війну параметри фізичної системи, що у процесі, зміняться у бік зниження. Наприклад, зменшиться число частинок чи загальна енергія системи та іншого подібного начиння. Такі процеси відбуваються при ядерних вибухи Землі, всередині нашого Сонця, при вибухи наднових зірок. Можливо, що з таких експериментів можуть бути проведені цього разу вже працюючих прискорювачах елементарних частинок чи ядерні реактори. Понад те, можливо, що фізики вже зіштовхувалися з цими явищами, але з зумівши їх пояснити, відкидали отримані результати, як помилкові. Не виключено також живучість процесів і явищ лише на рівні макросвіту, підтверджують викладений вище підхід. У кожному разі широке обговорення, а чи не замовчування цих питань принесе користь науці, і буде цікаво знати найширшим колам общественности.
ПРИГЛАШЕНИЕ До ОБСУЖДЕНИЮ В цьому сенсі виникає низка запитань, брати участь у обговоренні яких запрошуються все желающие.
1. Чи є фізичні експерименти, результати яких можна пояснити лише (чи також) за умови, що реальний фізичне простір дискретно.
2. Чи є фізичні експерименти, результати яких можна пояснити лише (чи також) за умови, що реальний фізичне простір четырехмерно.
3. Які фізичні експерименти можна поставити для перевірки дискретності пространства.
4. Які фізичні експерименти можна поставити для перевірки четырехмерности пространства.
Список литературы
Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.