Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене
ЧИСЛОФИЗИКА

Материальный мир — это … информация, а не вещество

Физика XXI века полностью разрушила концепцию "частицы" как фундаментальной реальности. То есть электроны, протоны, фотоны и все прочие элементарные частицы — это не объекты, не волны, не локализованные точки, а некие события, паттерны (повторяющиеся шаблоны) вероятностей. Квантовый объект — это облако вероятностей, которое "сгущается" только тогда, когда на него смотрят. Например, электрон не находится "здесь" или "там" — он в каком-то смысле находится во всех возможных местах одновременно, но с разной вероятностью. Только в момент измерения эта неопределенность схлопывается, и мы получаем конкретный результат. Согласно квантовой теории поля, фундаментальной реальностью является не частица, а поле — сущность, распределенная по всему пространству-времени. В этой парадигме "частицы" представляют собой лишь способ, которым фундаментальные поля проявляют себя при взаимодействии с измерительными приборами. Они не имеют независимого существования и не являются фундаментальными "кирпичиками"
Рис. 1. Вершина Пирамиды делителей (идущей вниз до бесконечности)
Рис. 1. Вершина Пирамиды делителей (идущей вниз до бесконечности)

Физика XXI века полностью разрушила концепцию "частицы" как фундаментальной реальности. То есть электроны, протоны, фотоны и все прочие элементарные частицы — это не объекты, не волны, не локализованные точки, а некие события, паттерны (повторяющиеся шаблоны) вероятностей. Квантовый объект — это облако вероятностей, которое "сгущается" только тогда, когда на него смотрят. Например, электрон не находится "здесь" или "там" — он в каком-то смысле находится во всех возможных местах одновременно, но с разной вероятностью. Только в момент измерения эта неопределенность схлопывается, и мы получаем конкретный результат. Согласно квантовой теории поля, фундаментальной реальностью является не частица, а поле — сущность, распределенная по всему пространству-времени. В этой парадигме "частицы" представляют собой лишь способ, которым фундаментальные поля проявляют себя при взаимодействии с измерительными приборами. Они не имеют независимого существования и не являются фундаментальными "кирпичиками" реальности. Квантовые объекты не имеют определенных свойств до измерения. Реальность в некотором смысле создается в момент наблюдения, а до этого существует лишь в виде волновой функции — математического описания вероятностей. Физикам приходится использовать математику, а не обычный язык, чтобы адекватно описывать квантовый мир. "Частицы" можно рассматривать как проявления информационных структур, а не материальных объектов. В такой парадигме весь материальный мир — это, по сути, информация, а не вещество (и у когорты гуманитарных философов материализм в его классическом понимании оказывается просто … несостоятельным).

Приведенный абзац из физики отчасти «поясняет» (наипростейшим образом) Пирамида делителей — главное наглядное пособие числофизики (придуманное автором ещё в 1997 году), которое является ключевой информационной структурой мира чисел (и, возможно, отчасти реального Мироздания). Эта Пирамида (её вершина приведена на рис.1) позволяет увидеть все делители («чёрные камни») первых натуральных чисел N = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, … (см. второй столбец слева). Где каждый делитель (d) впервые появляется у числа N = d и далее присутствует (в столбце с номером d вниз до бесконечности) у каждого числа N, кратного d. То есть вероятность (V) появления делителя d будет такой: V = 1/d (чем больше делитель, тем меньше вероятность его появления у любого числа N ≥ d). Причем у всякого числа N достаточно найти все малые делители (d ≤ N^0,5), то есть делители, которые меньше корня квадратного из числа N и находятся внутри (серого) Ствола Пирамиды, а все большие делители (D) числа N находим так: D = N/d (каждый малый делитель порождает большой делитель). Таким образом, Пирамида делителей – это наипростейшая детерминированная информационная структура, наглядно показывающая вероятности (V) появления всех делителей (и не только) в мире чисел.

При этом количество всех делителей у числа N (включая 1 и само N) – это важный параметр, который мы назовем типом (Т) числа N. Например, мы получаем Т = 2 у всех простых чисел (N = P = 2, 3, 5, 7, 11, 13, …), из которых в каноническом виде строятся все прочие (составные) числа (N = 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, …). Все натуральные числа имеют свой тип («сорт» параметра Т), которые также образуют бесконечный натуральный ряд (без пропусков), однако появление разных типов Т – это псевдослучайный процесс (что поясняется чуть ниже).

Нахождение всех делителей больших чисел (это актуальная задача криптографии) может оказаться серьезной проблемой, превышающей возможности современных компьютеров. А теперь внимание! (См. физику из первого абзаца). Можно говорить, что делители (d) находятся во всех возможных местах («камнях») Пирамиды одновременно, но с разной вероятностью (V = 1/d). И только в момент «измерения» (нахождения всех малых делителей у конкретного большого числа N) эта неопределенность схлопывается и мы получаем конкретный результат (узнаем все делители числа N).

По одним из расчётов физиков, если взять среднюю плотность космического пространства (1 атом на м^3), включая звёзды и межзвёздный газ, но не принимая в расчёт тёмную материю и тёмную энергию, наблюдаемая Вселенная (радиусом около 4,35∙10^26 метров) может состоять примерно из 10^80 протонов и такого же количества электронов. С учётом нейтрино и всех видов излучения (в том числе реликтового) общее количество частиц (но не их разных «сортов») во Вселенной может составлять порядка 10^90. С другой стороны, если полагать, что расстояние (по числовой оси) между соседними простыми числами – это размер элементарной ячейки дискретного пространства, то в числофизике радиус Вселенной может выражаться числом порядка 10^100. Поэтому далее для примера (чтобы показать работу формул) мы возьмем 51-ое метачисло М ≈ 1,922∙10^101 (порожденное 51-ым простым числом Р = 233) и исследуем колоссальный отрезок [1; M] в части появившихся там типов (разных «сортов» параметра Т), которые (в качестве гипотезы числофизики) можно отождествлять с наипростейшей математической «моделью» всех возможных «сортов» элементарных частиц (в наше «сегодня» и в свете вышесказанного из физики XXI века). Кстати, серые и белые («пустые») камни Пирамиды делителей автор в своих статьях ранее неоднократно пытался «увязать» с тёмной материей и/или с тёмной энергией (при этом получался довольно любопытный результат).

Итак, согласно теории чисел (это самый «красивый» раздел высшей математики) на нашем колоссальном отрезке [1; M] появится следующее количество (Kр) простых чисел (P = 2, 3, 5, 7, 11, 13, …):

Kр ~ M/(lnM ─ 1) ~ 8,277∙10^98, (1)

при этом доля простых чисел (с типом Т = 2) будет такой: Kр/M ~ 0,43 %.

Доли всех прочих типов (Т = 3, 4, 5, 6, 7, …) на отрезке [1; M] в принципе (теоретически) можно найти, поскольку, зная канонический вид любого числа N, всегда можно вычислить его тип (Т), который равен произведению всех показателей степени, увеличенных на 1. Например, все числа вида N = P^2 (где Р = 2, 3, 5, 7, … — простые числа) будут иметь такой тип: Т = 2 + 1 = 3. При N = M получаем P = M^0,5 — это наибольшее простое на отрезке [1; M] у чисел вида N = P^2 (имеющих Т = 3), а порядковый номер указанного Р будет таким (находим по формуле 1): Kp ~ P/lnP = M^0,5/(0,5∙lnM), что составляет мизерную долю (порядка 2/M^0,5) от количества (Kp) простых чисел на отрезке [1; M]. А какие числа N имеют следующий тип Т = 4? Очевидно, это будут числа уже двух видов: N = P^3 и N = P∙P* (произведение разных простых чисел), то есть по мере роста Т поиск всех чисел N (с данным Т), вообще говоря, быстро усложняется. Смотрите в теории чисел теорему Ландау о плотности делителей [результаты знаменитого математика Эдмунда Ландау (1877 ─ 1939) о распределении чисел с заданным количеством делителей].

Ещё автор может добавить от себя следующее. При N = 35 доля чисел с Т = 4 начинает конкурировать с долей простых чисел (Т = 2) и при N = 55 простые числа окончательно проигрывают (далее лидирует тип Т = 4, то есть доля чисел с таким типом — наибольшая). При N = 248489 доля чисел с Т = 8 начинает конкурировать с долей чисел, имеющих Т = 4 и при N = 248781 тип Т = 4 окончательно проигрывает (далее лидирует тип Т = 8). Короче говоря, каждое бесконечное множество натуральных чисел с конкретным типом (Т > 2) вполне можно считать неким параллельным миром (помимо мира простых чисел с Т = 2) со своими математическими законами, количество и сложность которых также бесконечны. Кстати, только у числа N = 1 имеем Т = 1, и единицу ещё великий Леонард Эйлер называл совершенно особым числом (для этого у математиков есть немало удивительных поводов).

Среди первых 520000 натуральных чисел, то есть на нашем рабочем отрезке [1; 520000] появилось («родилось») K = 56 разных чётных типов: Т = 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 18, 14, …, 110, 104, 200, причем эти типы впервые появлялись (при нашем движении вниз в Пирамиде делителей) далеко не в порядке возрастания параметра Т. На рис. 2 синими точками показано количество натуральных чисел внутри каждого (из 56-ти) чётного типа Т на рабочем отрезке.

Рис. 2. Данные на графике относятся к рабочему отрезку [1; 520000]
Рис. 2. Данные на графике относятся к рабочему отрезку [1; 520000]

По мере роста отрезка [1; N] количество (K) всех чётных типов (количество всех «сортов» чётного параметра Т) росло по такому эмпирическому закону (линия тренда с достоверностью 0,9983):

K ≈ 0,0187∙(lnN)^3 ─ 0,0159∙(lnN)^2 + 1,2525∙lnN ─ 0,2093. (2)

Эта формула, пусть худо-бедно, но всё-таки позволяет нам делать прогнозы параметра K в первом приближении. Например, когда правая граница отрезка [1; N] будет равна N = М ≈ 1,922∙10^101 [это 51-ое метачисло М ~ exp(P), порожденное 51-ым простым числом Р = 233], то формула (2) нам даёт такую (скорее всего, весьма грубую, только по порядку величины) оценку количества разных чётных типов (разных «сортов» параметра Т): K ~ 236624 (сравните с K = 56 на рабочем отрезке). При этом у большинства типов вероятность встречи с ними — ничтожна мала (см. рис. 2, поэтому и большинство редких элементарных частиц практически нельзя обнаружить?).

При этом для указанного колоссального отрезка [1; M] нам достоверно известны предельные значения чётных типов: Tmin = 2 (у всех простых чисел Р) и Tmax ≈ 1,52∙10^17 у 51-го метачисла (канонический вид любого метачисла очень легко найти). Столько же делителей будет у родственного к М сверхсоставного числа N, которое близко к M, но меньше него: N ~ M, но N < M (для больших М). Очевидно, что параметр Tmax/2 – это максимальное количество «сортов» чётных типов, которое можно вообразить на отрезке [1; M], однако по мере роста правой границы (М) быстро растет количество фантомов (Kф) — чётных типов, которые ещё не появились (но непременно появятся при больших М, то есть «в будущем»): Kф = Tmax/2 ─ K, то есть доля фантомов (1 ─ 2∙K/Tmax) стремительно нарастает (устремляясь к 100 %), и на их фоне доля появившихся типов (2∙K/Tmax) быстро устремляется к нулю (хотя на рабочем отрезке [1; 520000] эта доля доходила до 57 %).

На рабочем отрезке [1; 520000] появилось («родилось») суммарно K = 26 разных НЕчётных типов: Т = 3, 5, 9, 7, …, 135, 99, 19, 65, причем эти типы появлялись (при нашем движении вниз в Пирамиде делителей) только у чисел вида N = i^2 (где i = 1, 2, 3, 4, … — это порядковый номер ступени Ствола в Пирамиде делителей, см. рис. 1), и также нечётные типы появлялись далеко не в порядке возрастания параметра Т. На рис. 2 чёрными точками показано количество натуральных чисел внутри каждого (из 26-ти) нечётного типа на рабочем отрезке.

По мере роста отрезка [1; N] количество (K) разных нечётных типов (количество всех «сортов» нечётного параметра Т) росло по такому эмпирическому закону (линия тренда с достоверностью 0,9955):

K ≈ 0,0073∙(lnN)^3 ─ 0,0047∙(lnN)^2 + 0,8519∙lnN + 0,7322. (3)

Например, когда правая граница отрезка [1; N] будет равна N = М ≈ 1,922∙10^101 (всё тому же 51-ому метачислу), то формула (3) даёт нам такую (и тоже только по порядку величины) оценку количества разных нечётных типов: K ~ 92539 (это около 39 % от количества всех чётных миров), что также полезно сравнить с K = 26 на рабочем отрезке. В части Тmax нечётных типов автор, вообще говоря, не может сообщить достоверные данные в конце указанного колоссального отрезка (но и здесь Tmax будет явно меньше, чем у чётных типов).

Благодаря теории чисел для всех типов (вместе: чётных и нечётных) мы весьма точно знаем средний тип: Тср ≈ lnM ≈ 233, а ещё мы знаем грубую оценку нормального типа: Тн ~ 2^lnlnM ~ 44, то есть порядка этого будет количество всех делителей у большинства натуральных чисел нашего колоссального отрезка [1; M].

Что могут означать все приведенные формулы и числа для физиков-теоретиков автор не берётся судить. Но прежде, чем судить самого автора всё-таки посмотрите удивительный вэб-ресурс «Архив теории чисел и физики».

19.05.2026, Санкт-Петербург

© А. В. Исаев, 2026