Основания физики, Владимиров Ю.С., 2020

Основания физики, Владимиров Ю.С., 2020.
 
   Излагаются основания физики на базе нового подхода к построению объединенной теории пространства-времени и физических взаимодействий (бинарной геометрофизики), который опирается на понятие отношений между событиями. Физический фундамент данного подхода составляют: 1) реляционная концепция классического пространства-времени, 2) концепция дальнодействия (теория прямого межчастичного взаимодействия Фоккера—Фейнмана), альтернативная теории поля, 3) теория S-матрицы в физике микромира, 4) принципы многомерных геометрических моделей физических взаимодействий типа теорий Калуцы и Клейна и 5) идея о макроскопической природе классического пространства-времени. Математическая основа реляционного подхода обеспечивается теорией бинарных систем комплексных отношений, являющихся прообразом систем отсчета в теории относительности. Обосновывается принципиальная возможность представления оснований геометрии и фундаментальных физических понятий микромира в терминах бинарных систем комплексных отношений низших рангов (размерностей).
Для специалистов в области теоретической физики, студентов и преподавателей физико-математических факультетов университетов и лиц, интересующихся принципами построения физики.




Реляционная концепция пространства- времени.
Раскрытие сути физического пространства-времени относится к числу кардинальных вопросов фундаментальной физики и всего естествознания в целом. Возникнув в трудах античных мыслителей, эта проблема уже в не столь отдаленное время занимала центральное место в мировоззрении Э. Маха (1838-1916). В книге «Познание и заблуждение» он писал: «Кто хочет получить представление о том, с каким трудом развилась абстракция «пространство», лучше всего сделает, обратившись к изучению четвертой книги Физики Аристотеля. Вопрос о том, существует ли пространство (место) или не существует, как оно существует и что оно такое, причиняют ему много затруднений. Он не может смотреть на пространство как на тело, ибо тогда одно тело находилось бы в другом.

Но, с другой стороны, он и не может отделить пространство от мира тел, ибо место тела есть для него то, что это тело окружает, обнимает. Аристотель выдвигает мысль, что мы не спрашивали бы о пространстве, если бы не существовало никакого движения. Связь представления пространства с представлением тела естественно приводит к идее немыслимости пустоты— идее, защищаемой Аристотелем и многими другими мыслителями древности. Мыслители, допускавшие пустоту, как Левкип, Демокрит, Эпикур и др., имели, следовательно, представление о пространстве, более близкое к нашему. Пространство было для них чем-то вроде сосуда, который может и не быть наполнен. И к такому представлению действительно должна была вести геометрия, которая устраняет все телесные свойства, кроме определенных границ» [57, с. 417].

Оглавление.
Предисловие.
Часть I. Реляционный подход к геометрии и классической физике.
Глава 1. Обоснование реляционного миропонимания.
1.1. Реляционная концепция пространства-времени.
1.2. Концепция дальнодействия в классической физике.
1.2.1. Истоки реляционного взгляда на физику.
1.2.2. Доводы в пользу концепции дальнодействия.
1.3. Роль отношений в квантовом мире.
1.3.1. Классическое пространство-время и квантовая механика.
1.3.2. Реляционная сущность квантовой механики.
1.4. Макроскопическая природа классического пространства-времени.
1.5. Метафизический анализ состояния и тенденций развития физики.
1.5.1. Метафизические парадигмы в физике.
1.5.2. Ведущая тенденция развития физики.
Глава 2. Реляционная концепция классического пространства-времени.
2.1. Основные понятия теории унарных систем отношений.
2.2. Пространство-время Минковского как система отношений между событиями.
2.3. Трехмерная евклидова геометрия в реляционной формулировке.
2.4. Время в реляционной формулировке.
2.4.1. Координата времени произвольного события.
2.4.2. Реляционная трактовка хроногеометрии.
2.5. Переход от хроногеометрии к пространству-времени Минковского.
2.6. Теория унарных физических структур.
2.7. Об основаниях геометрии.
Глава 3. Прямое межчастичное взаимодействие.
3.1. Электромагнитное взаимодействие.
3.1.1. Реляционное описание электромагнитного взаимодействия.
3.1.2. Теория прямого межчастичного электромагнитного взаимодействия.
3.1.3. Переход к теории электромагнитного поля.
3.2. Линеаризованное гравитационное взаимодействие.
3.2.1. Природа гравитации в реляционном подходе.
3.2.2. Теория прямого межчастичного гравитационного взаимодействия.
3.2.3. Геометризация прямого гравитационного взаимодействия.
3.2.4. Природа «свободного» действия в реляционном подходе.
3.3. Прямые многочастичные взаимодействия.
3.3.1. Виды прямых межчастичных взаимодействий.
3.3.2. Влияние массивных тел на электромагнитное взаимодействие.
3.3.3. Четырех- и пятичастичные грави-электромагнитные взаимодействия.
3.3.4. Нелинейное прямое гравитационное взаимодействие.
3.4. Принцип Маха.
3.4.1. Фейнмановская теория поглотителя.
3.4.2. Сила радиационного трения.
3.4.3. Обоснование принципа Гюйгенса в отсутствие полей.
3.4.4. Явление преломления света.
3.5. Анализ реляционного описания взаимодействий.
3.5.1. Соотношение концепций дальнодействия и близкодействия.
3.5.2. Вторичный характер гравитации.
3.5.3. Сравнение объединений гравитации и электромагнетизма в реляционном подходе и в 5-мерной теории Калуцы.
Часть II. Бинарная геометрия микромира.
Глава 4. Бинарная геометрия и 2-компонентные спиноры.
4.1. Основные понятия бинарных систем отношений.
4.2. Бинарные системы комплексных отношений ранга (3,3).
4.2.1. Основные понятия бинарной системы комплексных отношений ранга (3,3).
4.2.2. Группа преобразований в рамках одной системы отношений.
4.3. Спиноры как проявление БСКО ранга (3,3).
4.3.1. Двухкомпонентные спиноры.
4.3.2. Алгебра 2-компонентных спиноров.
4.4. Конформные преобразования и БСКО ранга (2,2).
4.5. Бинарные структуры (бинарные системы вещественных отношений).
4.5.1. Виды бинарных структур.
4.5.2. Уравнения движения в терминах БСВО.
4.6. От бинарной геометрии к бинарной геометрофизике.
Глава 5. Происхождение классических токовых и пространственно-временных отношений.
5.1. Четырехмерные векторы.
5.1.1. Изотропные векторы.
5.1.2. Неизотропные 4-мерные векторы.
5.2. Преобразования Лоренца.
5.2.1. Подгруппа пространственных поворотов.
5.2.2. Бусты.
5.3. Токовые отношения (геометрия Лобачевского).
5.4. Прообраз пространственно-временных отношений.
5.4.1. События на изотропном конусе.
5.4.2. Унарный закон для событий на конусе.
5.4.3. БСВО ранга (2,2) и хроногеометрия.
5.5. «Корень квадратный» из геометрии.
Глава 6. Элементарные частицы в терминах БСКО ранга (3,3).
6.1. Частицы в рамках БСКО ранга (3,3).
6.1.1. Биспиноры и элементарные частицы.
6.1.2. Образующие и базис алгебры Клиффорда C(1,3).
6.1.3. Определение массивной частицы.
6.2. Массивная частица в собственной системе отношений.
6.2.1. Определение частиц в собственной системе отношений.
6.2.2. Свойства частиц в собственной системе отношений.
6.3. Частицы в произвольных системах отношений.
6.3.1. Переход от собственной к произвольной системе отношений.
6.3.2. Прообраз уравнений Дирака как условия связи в произвольной системе отношений.
6.4. Учет БСКО ранга (2,2).
6.4.1. Параметры БСКО ранга (2,2) в определении частиц.
6.4.2. Физическая интерпретация параметров БСКО ранга (2,2).
6.5. Уравнения Дирака.
6.5.1. Суть перехода к координатному представлению.
6.5.2. Электромагнитное взаимодействие в рамках БСКО ранга (3,3).
6.6. Бинарная геометрофизика и твисторная программа Пенроуза.
6.7. Некоторые выводы и замечания.
Часть III. Простейшее бинарное многомерие.
Глава 7. Бинарный аналог 5-мерной теории Калуцы.
7.1. Бинарная система комплексных отношений ранга (4,4).
7.1.1. Основные понятия бинарных систем комплексных отношений ранга (4,4).
7.1.2. Определение 2-компонентных частиц.
7.2. Базовое 4 × 4-отношение.
7.2.1. Базовое 4 × 4-отношение как парное отношение двух частиц.
7.2.2. Прообраз S-матрицы процесса взаимодействия двух лептонов.
7.3. Электромагнитное взаимодействие.
7.4. Прообраз слабого Z-взаимодействия лептонов.
7.4.1. Прообраз Z-взаимодействия массивных лептонов.
7.4.2. Z-Взаимодействия нейтрино.
7.5. Сравнение с описаниями взаимодействий в иных теориях.
7.5.1. Теория прямого межчастичного электромагнитного взаимодействия Фоккера—Фейнмана.
7.5.2. Сопоставление с калибровочной моделью Вайнберга—Салама—Глэшоу.
7.6. Массовые и индивидуальные блоки базового 4 × 4-отношения.
7.7. Соотношение базового 4 × 4-отношения с лагранжианом спинорной частицы.
7.7.1. Суммирование по окружающему миру.
7.7.2. Переход к волновым функциям.
7.8. Анализ бинарного аналога теории Калуцы.
7.8.1. Теория Калуцы и ее бинарный аналог.
7.8.2. Уроки бинарного аналога теории Калуцы.
Глава 8. Финслеровы 3-компонентные спиноры и геометрия.
8.1. Трехкомпонентные спиноры.
8.1.1. Определение 3-компонентных финслеровых спиноров.
8.1.2. Алгебра трехкомпонентных спиноров.
8.1.3. Преобразования из группы U(3).
8.1.4. Подгруппа SU(3) и бусты.
8.2. Девятимерные векторы.
8.2.1. Определение векторов.
8.2.2. 9-Мерные инварианты.
8.2.3. Обобщение метрики Минковского.
8.3. Переходы от БСКО ранга (4,4) к унарным геометриям.
8.4. 3-Компонентные (свободные) частицы.
8.4.1. Финслеровы биспиноры.
8.4.2. Определение обобщенной частицы.
8.5. Выводы и замечания по БСКО ранга (4,4).
Глава 9. Свойства внутренних состояний микрочастиц.
9.1. Подгруппы группы SL(3, C) преобразований «по вертикали».
9.2. Подгруппа 4-мерных преобразований SL(2, C).
9.3. Подгруппа квазикалибровочных преобразований.
9.4. Подгруппа квазисуперсимметричных преобразований.
9.5. Подгруппа конформных преобразований.
9.6. Операции отражений 3 × 3-матриц состояний.
9.7. Алгебраическая классификация 3 × 3-матриц состояний.
9.7.1. Алгебраическая классификация квадратных матриц.
9.7.2. Классификация 3 × 3-матриц.
9.7.3. Алгебраическая классификация и сильные взаимодействия.
9.7.4. Алгебраические типы V -матриц в электрослабых взаимодействиях.
9.8. От свойств 3 × 3-матриц к свойствам элементарных частиц.
Часть IV. Единая реляционная теория физических взаимодействий.
Глава 10. БСКО ранга (6,6) и прообраз сильных взаимодействий.
10.1. Бинарная система комплексных отношений ранга (6,6) и ее интерпретация.
10.1.1.Основные понятия БСКО ранга (6,6).
10.1.2.Бинарный объем как прообраз S-матрицы.
10.2. Блок вектор-векторных взаимодействий.
10.2.1.Комбинации внешних параметров.
10.2.2.Комбинации внутренних параметров.
10.3. Прообраз сильных взаимодействий «через нейтральные глюоны».
10.3.1.Внутренние состояния сильно взаимодействующих частиц.
10.3.2.Два канала сильных взаимодействий «через нейтральные глюоны».
10.4. Прообраз сильных взаимодействий «через заряженные глюоны».
10.5. Симметрия каналов сильных взаимодействий.
10.6. Сравнение с другими моделями сильных взаимодействий.
10.6.1.Сравнение с калибровочной хромодинамикой.
10.6.2.Соотношение с 8-мерной геометрической моделью.
Глава 11. Электрослабые взаимодействия элементарных частиц в рамках БСКО ранга (6,6).
11.1. Природа электрослабых взаимодействий.
11.1.1.Классификация частиц по внешним параметрам.
11.1.2.Параметры внутренних состояний частиц.
11.1.3.Матричные элементы электрослабых взаимодействий «через нейтральные бозоны».
11.1.4.Четыре пары характерных коэффициентов.
11.2. Прообраз электрослабых взаимодействий.
11.2.1.Электромагнитные взаимодействия.
11.2.2.Z-взаимодействия.
11.2.3.Прообраз слабых взаимодействий «через заряженные W-бозоны».
11.3. Соотношения зарядов частиц в электрослабых взаимодействиях.
11.3.1.Алгебраические симметрии каналов электрослабых взаимодействий.
11.3.2.Заряды лептонов.
11.3.3.Заряды барионов.
11.4. Природа кварков.
11.5. Соотношения зарядов кварков.
11.5.1.Алгебраические симметрии каналов для кварков.
11.5.2.Анализ зарядов кварков.
11.6. Выводы из реляционной теории электрослабых взаимодействий.
Глава 12. Массы элементарных частиц.
12.1. Индивидуальные, массовые и «лишние» блоки базового 6 × 6-отношения.
12.1.1.Массовые блоки.
12.1.2.Индивидуальные блоки.
12.1.3.«Лишние» слагаемые.
12.2. Массы лептонов в электрослабых взаимодействиях.
12.2.1.Массовый блок для лептонов.
12.2.2.Соотношение с моделью на базе БСКО ранга (4,4).
12.3. Массы барионов и кварков.
12.3.1.Массы барионов в электрослабых взаимодействиях.
12.3.2.Массовые блоки в сильных взаимодействиях.
12.4. На пути к получению спектра масс элементарных частиц.
Часть V. От бинарной геометрофизики к классической и квантовой теории.
Глава 13. Макроскопическая природа пространства-времени.
13.1. Путь к общепринятой физике.
13.1.1.Классификация реляционных теорий.
13.1.2.Стадии развития бинарной геометрофизики.
13.2. Природа элементарных носителей пространственно-временных отношений.
13.3. От элементарных вкладов к расстояниям.
13.3.1.Компактифицированные элементарные вклады.
13.3.2.Макро-, микро- и субмикросостояния.
13.3.3.Процедура декомпактификации.
13.3.4.Природа волновых свойств частиц.
13.4. Расстояния между макрообъектами.
13.4.1.Формирование пространства-времени.
13.4.2.Роль фазовых вкладов в построении геометрии.
13.5. Проблема квантования пространства-времени.
13.5.1.Макроскопический подход как квантование пространства-времени.
13.5.2.Иные подходы к квантованию пространства-времени.
13.6. Некоторые выводы и замечания.
Глава 14. Реляционная интерпретация квантовой механики.
14.1. Новая интерпретация квантовой механики.
14.1.1.Суть реляционной интерпретации квантовой механики.
14.1.2.Реляционное обоснование ряда понятий квантовой механики.
14.2. Природа атома в бинарной геометрофизике.
14.2.1.Римановы отношения.
14.2.2.Риманова геометрия и уровни атома водорода.
14.2.3.Переход к уравнению Шредингера.
14.2.4.Замечания по реляционной теории атома.
14.3. Фейнмановская формулировка квантовой механики.
14.3.1.Реинтерпретация фейнмановской формулировки квантовой механики.
14.3.2.Уравнение Шредингера.
14.3.3.Описание взаимодействий.
14.3.4.Фейнмановская квантовая теория спинорных частиц.
Глава 15. Соотношение реляционной и иных интерпретаций квантовой механики.
15.1. Статистическая интерпретация квантовой механики.
15.2. Эйнштейн об интерпретации квантовой механики.
15.3. Геометрическая интерпретация Ю. Б. Румера.
15.4. Многомировая интерпретация.
15.5. Неоклассические интерпретации квантовой механики.
15.5.1.Волна-пилот Л. де Бройля.
15.5.2.Гипотеза «скрытых параметров».
15.6. Невозможность возврата к классическим представлениям.
Заключение.
Приложение.
A.1. Модель Вайнберга—Салама—Глэшоу (фермионный сектор).
A.2. Сведения из калибровочной хромодинамики.
A.3. Коэффициенты 9-мерных преобразований.
Список ключевых терминов и обозначений.
1. Общие термины реляционного подхода к физике.
2. Термины теории систем отношений.
3. Понятия реляционной теории взаимодействий элементарных частиц.
Литература.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Владимиров