Размещено на http://www.allbest.ru/

Темпоральная модель пространства

Отношения факторов времени и пространства многократно обсуждались как в прошлом, так и в настоящем. Выработаны три подхода к решению этой проблемы: время и пространство - независимые и равноправные факторы (механика Галилея); время и пространство являются равноправными сторонами единого фактора пространство-время (СТО); между временем и пространством существует иерархическая зависимость.

Так как со временем принято ассоциировать «творческое начало», способность создавать все что угодно, будем придерживаться третьей точки зрения, полагая, что одного временного порядка достаточно для построения любых других факторов действительности.

Следуя системному подходу, считаем, что все объекты являются системами, состоящими из элементов и связей. Элементы, в свою очередь, также являются системами, а связи обеспечивают целостность объектов.

Примем тезис о бесконечном дроблении материи. Тогда можно говорить о простейшем минимальном объекте и одновременно о простейшей системе с одной рефлексивной связью. Назовем такой объект «Ничто». Ничто можно рассматривать как границу между упорядоченными и неупорядоченными слоями действительности. С одной стороны от Ничто находится безвременная действительность, с другой - «царство» времени.

Считаем, что рефлексия Ничто порождает последовательность состояний, которую можно рассматривать как континуальное линейно упорядоченное множество. Введя подходящую меру, множеству S, можно взаимно однозначно сопоставить множество действительных чисел. Назовем последнее множество временем и обозначим t.

Определенное таким образом Ничто является первичными часами, скорость хода которых определяет темп единого времени t (рис. 1).

Будем рассматривать объекты как периодические процессы построения их состояний из состояний Ничто, считая последние разделяемыми ресурсами (рис. 2). При сделанных предположениях все сосуществующие объекты с одним временем реализации будут созданы в одно время и на основе одних и тех же ресурсов (рис. 3).

Расстояние

Определим расстояние между двумя состояниями Ничто как время перехода из одного состояния в другое. Тем самым определяется пространство состояний и, одновременно, скорость движения Ничто и других объектов в этом пространстве, равная единице.

Рассмотрим два неподвижных относительно друг друга объекта. Назовем расстоянием между ними в пространстве объектов время перехода в пространстве состояний из начального состояния в конечное объекта «сцена», являющегося абстракцией системы двух связанных объектов. В качестве связи объектов будем рассматривать рефлексию Ничто. В этом случае можно считать, что расстояние - минимальное время реализации сцены как физического объекта (рис. 4).

Традиционно расстояние принято измерять линейкой. Припишем линейке длину в единицах времени, равную времени реализации сцены, воспринимаемой как имеющую равную с линейкой длину в натуральных единицах. Фактически тем самым производится замена линейки и других объектов эквивалентными сценами. Такая замена необходима, так как способы связывания у разных объектов могут быть разными. Будем в дальнейшем понимать под реализациями объектов реализации соответствующих им сцен.

Измерение расстояний в состоянии покоя линейкой создает иллюзию независимости пространственных отношений от времени, их самодостаточности. Рисунок наглядно демонстрирует, что это не так.

Движение

Пусть расстояние между объектами изменяется по линейному закону - равномерное движение объектов относительно друг друга (рис. 5). В этом случае сцена не является традиционным физическим объектом, т.к. нарушается периодичность реализации. Назовем такую сцену объектом переменной длины. Обратим внимание, что область реализации сцены не может опускаться ниже оси t из-за недоступности соответствующих ресурсов (доступными являются только ресурсы, создаваемые во время реализации сцены). Это обстоятельство ограничивает относительное движение объектов: относительная скорость объектов k не может превышать 1. Максимальную относительную скорость будет иметь объект, линия относительного движения которого совпадает с осью t. Такой объект представляет для другого объекта сцены фиксированную область пространства состояний. Максимальная скорость для объектов не достижима, так как в этом случае сцена не реализуется физически, объекты становятся несвязанными, нарушается их целостность. Максимальной может быть только скорость связывания объектов.

Относительность

В соответствии со сделанными определениями перейдем от движения в пространстве состояний к движению в объектном пространстве (рис. 6). При этом траектория неподвижного объекта совпадает с осью t, а неподвижные точки пространства состояний рассматриваются как объекты с максимальной скоростью движения. Так как пространство состояний является общим для всех объектов, то объект, движущийся относительно данного с максимальной скоростью, будет иметь такую же скорость и относительно всех других объектов. Получаем: скорость движущегося объекта относительно неподвижных точек пространства состояний с точки зрения неподвижного объекта (косвенно измеренная скорость) равна (1-k), а та же скорость с точки зрения самого движущегося объекта (прямое измерение) - 1.

Различие результатов прямых и косвенных измерений максимальной скорости распространяется и на все другие скорости, что можно рассматривать как относительность геометрически измеренных скоростей. Заметим, что относительность не распространяется на длины движущихся отрезков. Это значит, что традиционно понимаемое преобразование координат как отображение неподвижных точек одной системы координат в неподвижные точки другой системы выполняется по формулам Галилея. Относительность затрагивает только отображения скоростей, при этом закон сложения скоростей Галилея не выполняется. Причина этого в ограниченности доступного диапазона скоростей, объекты не могут превышать максимальную скорость из-за отсутствия требуемых для этого ресурсов реализации (двигаться некому и некуда - объект и пространство для движения еще не созданы). Обратим внимание, что в механике Галилея с готовым, не зависимым от времени пространством, ресурсных ограничений нет. Соответственно, и максимальная скорость объектов может быть сколь угодно большой. Вопросы относительности движения подробно рассмотрены в [2].

Многомерность

Построенное выше объектное пространство является полупрямой. Этого достаточно, если ограничится только измерениями пространственных отношений двух объектов. При попытке представить таким образом отношения трех и более объектов возникает неоднозначность (рис. 7)

Отношения объектов 0,1,2 (рис. 7a) в зависимости от величины l₁₂ могут быть представлены как рис. 7b, так и как рис. 7c. Для устранения неоднозначности представления полупрямая заменяется на прямую, появляются направления (слева, справа от объекта 0).

Принято считать, что пространство трехмерно. Трехмерность также можно объяснить стремлением к однозначности представлений. Известно, что произвольный граф нельзя изобразить на плоскости без пересечения дуг, для этого требуется третье измерение. Если рассматривать объект как полносвязный граф с элементами-вершинами и связями-дугами, то однозначное представление его топологии потребует не менее 3-х измерений. В случае системы неподвижных объектов трехмерность позволяет однозначно представлять топологию и правильно характеризовать расстояния. Движение искажает скоростные составляющие косвенно измеренных расстояний, вносит в геометрию относительность.

Скорость света

Согласно рассмотренной модели физически связанные объекты не могут иметь максимальную относительную скорость движения, такой скоростью может быть только скорость связывания объектов. Ассоциируя связь объектов с действующими на них силами, естественно в качестве физического референта максимальной скорости рассматривать, прежде всего, скорость гравитационного связывания, так как гравитация, в отличие от других сил, единственная сила, носящая всеобщий характер. Электромагнитные силы избирательны и их действие, вследствие общей электронейтральности вселенной, незаметно на больших расстояниях. Свет принято рассматривать как проявление электромагнетизма, поэтому вопрос о максимальности его скорости остается открытым.

Темпоральная модель сформулирована на основе абстрактных понятий «Ничто» и «рефлексия Ничто». Рассмотрим отношение модели к доступным для восприятия фрагментам физической действительности.

Рассмотрение объектов как систем естественно приводит к многоуровневой модели действительности, в которой нижележащие уровни являются областями реализации верхних уровней. Каждый уровень имеет свое пространство состояний и объектное пространство. Так как объект уровня представляется как система объектов нижнего уровня, объектные пространства разных уровней отличаются друг от друга как составом объектов, так и, возможно, характером связей. Каждый уровень является результатом абстрагирования предыдущих уровней, что наделяет его качественно новыми свойствами. В результате, прямое сопоставление расстояний и скоростей разных уровней может оказаться затруднительным или невозможным. Поэтому область применимости модели следует ограничить отдельными уровнями физической действительности. На каждом таком уровне можно выделить минимальный объект (первичные часы), условно рассматриваемый как «Ничто», и применить предложенную схему образования объектов и пространства уровня.

С этой точки зрения скорость света может рассматриваться как кандидат на максимальную постоянную скорость движения в пространстве электромагнитного уровня. Действительно, скорость света является максимальной из всех известных на данный момент физических скоростей. Постоянство скорости света можно обосновать, если рассматривать фотоны как способ связывания электромагнитных объектов, что соответствует современным представлениям. Модель темпоральности пространства в этом случае припишет ему постоянную относительную скорость.

Вместе с тем скорость света как постоянную можно рассматривать только условно. Скорость будет постоянной при устранении действия внешних сил и при измерении только определенными способами, исключающими действие неэлектромагнитных факторов. Например, измерение скорости света с помощью гравитационных сигналов, если такие существуют, может обнаружить ее непостоянство.

Заключение

темпоральный пространство время

Предложенная модель образования пространства рассматривает действительность как своего рода фабрику непрерывно воспроизводимых объектов. Постулируется существование простейшего объекта с одной рефлексивной связью, порождающего упорядоченное множество состояний. Все остальные объекты - производные, являются либо копиями простейшего объекта, либо системами других объектов. Пространственные отношения в модели представляются специальными объектами - сценами, реализация которых занимает определенное время. Такое понимание пространства отличается от традиционного, рассматривающего пространство как уже готовое, существующее само по себе.

В соответствии с развиваемыми представлениями наблюдаемая картина мира зависит от размера временного кванта наблюдателя. В континуальном времени «доступны» «Ничто» и его копии. В мирах с дискретным временем «можно наблюдать» более разнообразные картины, похожие и не похожие на привычный для нас мир. При этом объекты миров с временными квантами, превышающими наши, будут восприниматься как процессы реализации их состояний, а миров с меньшими квантами - как последовательности состояний.

Представление о пространстве рождается из взаимодействия наблюдателя с окружающим миром, направленным из прошлого в настоящее. Все что мы воспринимаем, является прошлым. Поэтому любые представления, в том числе и пространственные, формируются на основе прошлого, на основе времени.

Событийный подход к проблеме взаимоотношения времени и пространства с позиций СТО, рассматривающий время как независимый основной фактор действительности, представлен в [1].

Ссылки

1. Заславский А.М. Геометрический образ внутреннего мира абстрактной геометрической системы (интроспективный анализ и синтез временных рядов). http://www.chronos.msu.ru/PREPORTS/zaslavsky_geometrichesky/ zaslavsky_geometrichesky.htm.

2. Яхонтов В.Н. Наблюдение и измерение движения. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8899.html.

Размещено на Allbest.ru