На процесс познания оказывает исключительно важное влияние та система восприятия, которой обладает человек. Известно, что человек обладает следующими органами чувств: зрения, слуха, осязания, обоняния и вкуса. Кроме того, человек ощущает своё положение в пространстве, положение своего тела, болевые ощущения, вообще состояние своего тела и психики.
Характеристики органов чувств определяются процессом эволюции человека в процессе борьбы за выживание. Поэтому они полностью и прекрасно соответствуют жизни высших приматов. Если же человек, в процессе познания, выходит за пределы утилитарных потребностей, переходит к более глубокому изучению природы, он начинает ощущать ограниченность своих органов чувств. И действительно, область электромагнитных волн человеком воспринимается в очень узком диапазоне - световом. Человек не воспринимает ни радиоволны, ни инфракрасное излучение, ни ультрафиолетовое, ни рентгеновское, ни гамма-излучение. Человек не воспринимает ни ультразвука, ни инфразвука и т.д. А главное, у человека, за время эволюции, выработалась некая модель восприятия окружающего мира, которая вполне приемлема в повседневной жизни, но весьма отлична от научного представления. Некоторые основополагающие понятия вообще имеют исключительно субъективное происхождение. В том числе и пространство. Для врождённо слепого человека пространство воспринимается совершенно по другому, чем у зрячего.
И так, раздражители от внешнего мира вызывают сигналы в органах ощущения. Оттуда они следуют в мозг, в котором они формируют некий информационный блок, порождающий в нашем сознании некую модель картинку. При этом вовсе не факт, что эта картинка у всех людей одинакова. Например, если Вы ребёнку показываете нечто красное, то ребёнок это запоминает и далее называет красным. Но проверить, так ли это в его сознании вы не можете. Действительно ли там красное как Вы представляете, или… зелёное.
То есть то, что как Вам кажется, Вы видите, на самом деле является совершенно другим.
Так как же пространство представляет современная наука? Она представляет пространство как большую бочку, краёв которой не видно. И конечно хочется эту бочку чем ни будь наполнить. То ли эфиром, то ли физическим вакуумом, то ли еще чем ни будь. Но это представление исключительно антропоморфное и ошибочное.
Пространство, в котором мы живём, называется трёхмерным, потому, что оно имеет три измерения - высоту, ширину и глубину. Более точно говорят, что трёхмерное пространство описывается тремя единичными ортогональными векторами, или, пространство имеет трёхмерную метрику. Всё это одно и то же, но сказанное разными словами.
Но могут ли быть ещё какие либо пространства? В принципе, нам никто не запрещает предположить, что могут быть пространства с любой метрикой, от нуль-мерного, до много-много-мерного. Важно то, чтобы в условиях этих пространств была множественность взаимодействующих объектов.
Ясно, что нуль-векторного пространства бить не может, потому что это математическая точка и в ней может быть только один объект не взаимодействующий ни с чем.
Рассмотрим одномерное пространство. Это прямая линия. Предположим, что на этой линии равномерно распределены объекты-точки, обладающие ни чем не ограниченным источником воздействия, распространяющимся вдоль линии. Числовая величина этого воздействия в этом случае не будет меняться в зависимости от расстояния.
Выберем нулевую точку. На неё будут действовать, например притягивать, бесконечное количество точек слева и бесконечное количество точек справа. Поскольку сила притяжения точек не зависит от расстояния, то на нулевую точку будут действовать бесконечные силы слева и справа и разрывать её.
Поэтому, такой точкой не может быть никакой материальный объект. Разрывающие силы не дадут ему образоваться, следовательно, саморазвитие не может происходить и бытие не может самореализоваться. То есть такое пространство не может существовать.
Рассмотрим теперь двумерную метрику. Это плоское пространство с радиальной симметрией. Поэтому не сложно понять, что взаимодействия в нём обратно пропорциональны не квадрату расстояния, как у трёхмерного пространства, а обратно пропорциональны расстоянию. Положим опять для определённости, что объекты на поверхности расположены равномерно, объекты одинаковы, и они обладают свойством притяжения, сила которого будет обратно пропорциональна в зависимости от расстояния от объекта.
То есть опять у нас имеются бесконечные силы. Следовательно, и двумерное пространство существовать не может.
Рассмотрим теперь трёхмерное пространство. Как мы уже отметили, взаимодействие в нём обратно пропорционально квадрату расстояния. В этом случае, аналогично нашему анализу двухмерного пространства, можно написать ряд, предел которого равен:
то есть величина конечная. В этих условиях, объекты уже могут существовать. И это обеспечивает возможность существования материи в условиях трёхмерного пространства.
Таким образом, становиться ясным, что материя может существовать как минимум в форме трёхмерного пространства.
При этом материя и неустойчива. В том случае, если взаимодействия имеют характер притяжения, то при малейших флуктуациях в расстояниях между объектами, равенство сил прикладываемых к каждому из объектов нарушается, они выходят из состояния неустойчивого равновесия и начинают создавать более крупные объекты. Так, в частности, из разрежённого газа возникают звёзды.
В полученной нами выше формуле, коэффициент 1,64 состоит из двух частей. 1 - это влияние ближайшего объекта к выделенному. 0,64 - влияние всех остальных.
Можно поставить вопрос, а могут ли существовать пространства с метрикой больше третей. Для этого применим тот же метод, что и для трёхмерного пространства, имея в виду, что для четырёхмерного пространства взаимодействие будет обратно пропорциональным кубу от расстояния, для пятимерного - четвёртой степени и т.д. Ряды для всех видов пространств от трёхмерного и больше сходятся. И коэффициенты в их пределах будут следующими:
- для трёхмерного пространства - 1,64;
- для четырёхмерного - 1,2;
- для пятимерного - 1, 08 и т.д.
Здесь мы видим, что по сравнении с влиянием соседнего элемента, определяемого единицей, влияние более удалённых быстро падает - 0,64; 0,2; 0,08 и т.д. То есть, физические процессы, отражаемые мерностью пространств больше трёх, могут проявляться при больших плотностях вещества, когда расстояния между объектами очень малы. Мы знаем, что взаимодействия характерные для трёхмерного пространства, то есть обратно пропорциональные квадратам расстояний, наблюдаются в виде электрических взаимодействий вплоть до атомных ядер.
Уже взаимодействие нуклонов имеет отклонение от такого закона, и приближается к экспоненциальному закону. Известно, что экспонента может быть выражена степенным рядом. Поэтому можно полагать, что взаимодействия здесь уже определяются как сумма взаимодействий обратно пропорциональным степеням больше двух, то есть здесь уже проявляется топология четырёх и более мерных пространств.
Таким образом, подытожим: Пространство может быть не менее чем трёхмерное. Могут быть процессы, описываемые многомерными пространствами. Процессы, описываемые в рамках представлений о многомерных пространствах, проявляются в масштабах менее ядра атома.
Пространство не существует само по себе. Пространство - ментальная модель физических взаимодействий окружающего нас мира. Без материи пространства нет. Пустое пространство невозможно. В этом смысле, объективно пространство не существует.
Его нельзя взвесить, пощупать и понюхать. Но такой моделью пользоваться, с известной аккуратностью, можно. В частности, пространство и время, входящие в теорию относительности, имеют смысл только как математические категории. А потому и применение теории относительности Эйнштейна имеет ограниченный характер. Она не может применяться ни в приложении ко Вселенной в целом, ни в теории Чёрных дыр, где имеет место Планковское излучение, ни в анализе внутриядерных процессов, ни в приложении к виртуальным частицам и пр.
И здесь мы можем предположить, что наше пространство, и наша Вселенная не единственная. Ведь в бесконечном разнообразии метрик пространств вообще, и пространств трёхмерных бесконечное множество. А тут мы и можем прийти к понятию параллельных миров.
_______________________________________________________________________________