Сопоставление оснований геометрической и реляционной парадигм тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.02, кандидат наук Бабенко Инна Анатольевна

• Бабенко Инна Анатольевна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Бабенко Инна Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Принципиальные различии двух парадигм

1.1. Два противоположных понимания природы пространства-времени

1.1.1. Субстанциальная природа пространства-времени

в геометрическом подходе

1.1.2. Реляционная трактовка природы пространства-времени

1.1.3. Математический аппарат описания реляционной природы пространства-времени

1.2. Описания взаимодействий в разных концепциях

1.2.1. Концепция близкодействия в геометрическом подходе

1.2.2. Дискуссии о выборе концепции дальнодействия или

близкодействия

1.2.3. Концепция дальнодействия в реляционной парадигме

1.3. Два пути достижения единства двух взаимодействий

1.3.1. Идеи о неразрывном единстве гравитации и

электромагнетизма

1.3.2. Доминанта гравитации в геометрической парадигме

1.3.3. Доминанта электромагнетизма в реляционной парадигме

1.4. Выводы и замечания

Глава 2. "Чудеса Калуцы"в двух картинах мира

2.1. "Первое чудо Калуцы"(Объединение взаимодействий)

2.1.1. Объединение трех видов взаимодействий в

5-мерной теории Калуцы

2.1.2. Три вида взаимодействий в реляционной

теории электрогравитации

2.2. "Второе чудо Калуцы"(Должный вид связи взаимодействий)

2.2.1. Влияние электромагнетизма на гравитацию в

геометрической парадигме

2.2.2. Влияние гравитации на электромагнетизм в

реляционной парадигме

2.3. "Третье чудо"(Уравнения движения заряженных частиц)

2.3.1. Обобщенные уравнения геодезических в геометрической парадигме

2.3.2. Уравнения движения в реляционной парадигме

2.4. "Четвертое чудо"(Калибровочные преобразования)

2.4.1. Калибровочные преобразования в 5-мерии Калуцы

2.4.2. Реляционный аналог калибровочных преобразований

2.5. Выводы и замечания

Глава 3. Физика микромира в реляционной и

геометрической парадигмах

3.1. Физика микромира в реляционной и

геометрической парадигмах

3.2. Теория бинарных систем комплексных отношений

3.2.1. Основные понятия БСКО

3.2.2. Теория БСКО ранга (3,3)

3.2.3. Биспиноры и переход к унарной геометрии

3.3. Теория БСКО минимального ранга (2,2) и ее интерпретация

3.3.1. БСКО ранга (2,2)

3.3.2. Интерпретация параметров БСКО ранга (2,2)

3.4. Дополнительная размерность в

геометризованной физике микромира

3.4.1. Геометрическая интерпретация квантовой

механики в 5-оптике Ю.Б. Румера

3.4.2. Описание заряженных микрочастиц в теории Т.Калуцы

3.4.3. Микрочастиц в 5-мерной теории О.Клейна

3.5. Выводы и замечания

Глава 4. Массы частиц в двух парадигмах

4.1. Массы частиц в 6-мерной теории Калуцы-Клейна

4.2. Массы частиц в реляционной парадигме

4.3. Мысли классиков, подтверждающие

выводы теории электрогравитации

4.3.1. Соображения об электромагнитной природе масс

4.3.2. Высказывания классиков о принципе Маха

4.4. Выводы и замечания

Глава 5. Обоснования магнитных полей

астрофизических объектов в различных парадигмах

5.1. Попытки объяснения происхождения

магнитного поля Земли

5.1.1. Гипотезы обоснования магнитного поля Земли

5.2. Идея В. Сазерленда и А.Эйнштейна

5.3. Обоснование идеи В. Сазерленда - А. Эйнштейна

в рамках геометрической парадигмы

5.3.1. Упрощенный вариант 6-мерной теории Калуцы-Клейна

5.3.2. Обоснование разности зарядов в 5-мерии со скаляризмом

5.4. Трактовка гипотезы В. Сазерленда - А. Эйнштейна

в реляционной парадигме

5.5. Экспериментальная проверка неравенства зарядов

в реляционной парадигме

5.6. Выводы и замечания

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Приложение А

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сопоставление оснований геометрической и реляционной парадигм»

ВВЕДЕНИЕ

После произошедших в начале ХХ века революций в физике (создания специальной теории относительности, открытия общей теории относительности и квантовой механики) стали активно развиваться исследования в рамках двух постепенно сформировавшихся физических (метафизических) парадигм: 1) доминирующей на протяжении всего ХХ века теоретико-полевой парадигмы и 2) занявшей достойное место в физике лишь во второй половине ХХ века геометрической парадигмы. В основе теоретико-полевой парадигмы лежали принципы квантовой теории поля, тогда как в рамках геометрической парадигмы развивались принципы общей теории относительности.

Геометрическая парадигма активно развивалась в 20-е годы ХХ века после известных подтверждений общей теории относительности, нахождения Фридманом космологических решений уравнений Эйнштейна, открытия обобщений римановой геометрии Г. Вейлем, А. Эддингтоном, Э. Картаном, создания Т. Калуцей 5-мерной модели гравитации и электромагнетизма. В те годы возлагались большие надежды на развитие этих теорий как в общем мировоззренческом плане, так и в ожидании экспериментальных следствий [35].

Однако годы шли, а новых экспериментальных следствий в рамках геометрической парадигмы не было, тогда как в параллельно сформировавшейся тогда теоретико-полевой парадигме открывалось множество значимых эффектов. Это привело к тому, что в 30-х - 50-х годах интерес к исследованиям в рамках общей теории относительности и ее обобщений утих, и главные исследования проводились в рамках теоретико-полевой парадигмы. На основе ее принципов развивались радиофизика, квантовая теория поля, теория элементарных частиц, ядерная физика.

Интерес к теории гравитации и вообще к геометрической парадигме стал возрождаться только к началу 60-х годов, когда после достигнутых успехов в 40-е - 50-е годы на основе квантовой теории поля и специальной теории относительности (особенно в ядерной физике) возникли надежды на дальнейший технический прогресс на основе учета закономерностей также общей теории относительности. В 1957 году в США была проведена первая международная гравитационная конференция, в 1959 году во Франции была проведена вторая международная конференция, был создан международный гравитационный ко-

митет для координации исследований в области общей теории относительности и гравитации, в который вошли и советские ученые (академик В.А. Фок и профессор Д.Д. Иваненко).

Вслед за этим исследования в этой области стали активно поддерживаться властями и в нашей стране. В 1961 году в Москве на базе МГУ имени М.В. Ломоносова была проведена 1-я Советская гравитационная конференция, при научно-техническом совете Минвуза СССР была создана секция гравитации для координации гравитационных исследований в нашей стране. В те годы проявлялись большие ожидания прикладных следствий от этих исследований. Обсуждались идеи возможностей антигравитации, получения энергии из гравитационного вакуума, обнаружения и дальнейшего использования гравитационных волн и так далее.

Эти тенденции непосредственно затронули и только что созданный в эти годы Российский университет дружбы народов. Кафедру теоретической физики РУДН тогда возглавил профессор Я.П. Терлецкий, член руководства секции гравитации. На кафедре лекции по общей теории относительности и гравитации читал Н.В. Мицкевич, ученик профессора Д.Д. Иваненко, также являвшийся членом секции гравитации. С тех пор в РУДН был воспитан ряд активных исследователей-гравитационистов. После ухода из жизни основателей отечественной гравитации В.А. Фока, Д.Д. Иваненко, А.З. Петрова и других в 90-х годах центр отечественных гравитационных исследований переместился из МГУ в РУДН. В рамках РУДН впервые в нашей стране был создан Институт гравитации и космологии под руководством профессора А.П. Ефремова, ученика Н.В. Мицкевича. В работе института приняли участие В.Н. Мельников, К.А. Бронников [15] и другие ученики профессора К.П. Станюковича, ранее руководившего гравитационной группой на базе институтов Комитета стандартов. К работе Института присоединился и профессор Ю.С. Владимиров из МГУ, ученик профессора Д.Д. Иваненко. Этот институт ведет активную деятельность, на его основе работает Российское гравитационное общество, которое регулярно проводит Российские гравитационные конференции. Институт тесно сотрудничает с участниками других научных гравитационных групп в стране и за рубежом, участвует в разработке актуальных проблем теории гравитации и ее обобщений.

Как уже отмечалось, в ХХ веке исследования параллельно велись в рамках двух физических парадигм: теоретико-полевой и геометрической, основанных на различных принципах. Очевидно, такая ситуация не может долго продолжаться, научной общественностью уже давно была осознана необходимость объединения принципов этих двух парадигм. Эти исследования ныне именуются как деятельность по созданию квантовой теории гравитации. Этой проблемой занималось большинство видных гравитационистов мира. Здесь прежде всего следует назвать самого А. Эйнштейна, далее этой проблемой занимались Дж. Уилер, Р. Фейнман, П.А.М. Дирак, Б. Де Витт и многие другие. Несмотря на огромные затраченные усилия эта проблема в ХХ веке (и до сих пор) так и не решена.

Данной проблемой занимаются и сотрудники нашего Института гравитации и космологии. Так, М.Л. Фильченковым и Ю.П. Лаптевым была издана книга «Квантовая теория гравитации» [87]. Известны работы в этой области Н.В. Мицкевича [39], Ю.С. Владимирова[23-43] и других.

Неудачи в решении данной проблемы заставили обратиться к анализу оснований современных представлений о физической реальности. Этот анализ активно проводится за рубежом и особенно в нашей стране. Важный вклад в эти исследования был сделан в работах группы Ю.С. Владимирова[23-43, 81, 105, 141]. Было осознанно, что в ХХ веке фактически велись исследования в рамках не двух, а трех физических парадигм. Наряду с двумя общепринятыми парадигмами в их тени развивалась также третья - реляционная парадигма, принципы которой были четко сформулированы в трудах Г. Лейбница [65] и Э. Маха [67-68], а в ХХ веке развивались в трудах А. Фоккера [112], Р. Фейнмана [85-86], Ф. Хойла, Дж. Нарликара [116] и других зарубежных авторов. В нашей стране эти идеи развивались Я.И. Френкелем, Г.В. Рязановым [34], Ю.И. Кулаковым [61-63] и рядом других авторов. Однако эти работы долгое время не признавались актуальными.

Однако к началу XXI века ряд зарубежных авторов стал обращать все больше внимание на принципы реляционной парадигмы. Это проявилось в трудах Р. Пенроуза [75], Б. Грина [46], Ли Смолина [127], К. Ровелли [79] и некоторых других. Долгое время для развития реляционной парадигмы не было видно адекватного математического аппарата. Такой аппарат появился в последней

трети ХХ века. Его основы были заложены в рамках теории физических структур, развиваемые в работах Новосибирской группы Ю.И. Кулакова [61-63] и Г.Г. Михайличенко [67]. Необходимость именно этого аппарата для развития реляционной парадигмы была показана в работах Ю.С. Владимирова [29-30,42]. В последнее время в нашей стране принципы реляционной парадигмы стали развиваться в трудах В.В. Аристова [1-3], С.А. Векшенова [19-20], А.Л. Круглого [56-58], и некоторых других авторов. Это направление исследований со стороны философов (с базовым физико-математическим образованием) стали поддерживать А.Ю. Севальников, В.Н. Князев и некоторые другие.

Осознание третьей физической парадигмы существенно изменяет общую стратегию развития исследований в области фундаментальной теоретической физики. Если раньше, на протяжении всего ХХ века искались пути объединения принципов двух общепринятых парадигм: теоретико-полевой и геометрической, - то с осознанием наличия третьей физической парадигмы встает проблема объединения принципов не двух, а трех физических парадигм. Более того, возникает возможность с позиций третьей парадигмы взглянуть на неудачи в попытках совмещения принципов двух общепринятых парадигм. Ведь попытки их объединения производились в рамках принципов и понятий лишь этих двух парадигм, а теперь вскрываются и другие принципы.

Настоящая диссертация посвящена обсуждению данной проблемы, точнее, обсуждению смежной проблемы - сопоставлению и проблеме объединения принципов геометрической и реляционной парадигмы. Как нам представляется, это представляет собой необходимый шаг в направлении решения более общей проблемы объединения принципов всех трех упомянутых физических парадигм. Выделение двух названных парадигм обусловлено тем, что данная диссертация выполнялась в рамках института гравитации и космологии, где во главу угла ставились принципы именно геометрической парадигмы, однако в последнее время активно ведутся исследования под руководством Ю.С. Владимирова [23-43] в рамках реляционной парадигмы.

Уже сама постановка данной проблемы определила содержание данной диссертации. Прежде всего, необходимо было сопоставить принципы геометрической и реляционной парадигм, показать их радикальное отличие. Это относится ко всем трем составляющим реляционной парадигмы, каковыми являются: 1)

реляционная трактовка природы классического пространства-времени, 2) описание физических взаимодействий в рамках концепции дальнодействия и 3) использование принципа Маха. Обсуждению этого различия посвящена первая глава данной диссертации. В этой главе вводного характера охарактеризованы принципиальные различия двух сопоставляемых парадигм: геометрической и реляционной. Имеется ввиду, что ОТО строится на основании субстанциональной трактовки пространства-времени, согласно которому пространство-время представляет собой самостоятельную физическую категорию, наделенную свойствами материи. В следствие чего физические взаимодействия в данной теории описываются через близкодействие. Отмечается, что в геометрической парадигме доминирующим взаимодействием является гравитационное, а электромагнитное рассматривается как дополнительное.

Реляционная теория строится абсолютно на других началах. Пространство-время представляет собой абстракцию от совокупности отношений между материальными объектами или между событиями с их участием. Описание физических взаимодействий осуществляется через дальнодействие, основанное на ряде теорий прямого межчастичного взаимодействия. Поэтому первенствующим взаимодействием является электромагнетизм.

Далее следовало показать, что ряд достоинств геометрической парадигмы, на которые, в частности, обращал внимание нобелевский лауреат А. Салам, имеют место и в реляционной парадигме. Отметим, что эти достоинства, которые Салам назвал «Чудесами теории Калуцы» [126], относятся к 5-мерному обобщению общей теории относительности, однако надо иметь в виду, что в настоящее время именно это обобщение позволяет говорить о наиболее широком понимании принципов геометрической парадигмы, позволяющем распространять эти принципы не только на гравитационные, но и на электромагнитные и другие виды физических взаимодействий. Этому вопросу посвящена вторая глава данной диссертации. В этой главе продемонстрировано, что присутствуют и в теории электрогравитации [42] - последнем варианте реляционной теории. Если в рамках геометрической парадигмы объединение трех видов физических взаимодействий: гравитационного, электромагнитного и скалярного осуществляется через увеличение размерности римановой геометрии, то в реляционном подходе аналогом увеличения размерности выступает использование миноров

закона ток-токовых отношений. В реляционной теории электрогравитации влияние гравитации на электромагнитизм описывается через недиагональный минор минимального ранга в законе ток-токовых отношений [42].

В рамках многомерных геометрических моделей типа теории Калуцы основной проблемой принципиального плана является вопрос о физической интерпретации дополнительных (скрытых) размерностей. В работах многих авторов ставится этот вопрос, однако четкого ответа на него в рамках общепринятых представлений не указывается. В третьей главе предлагаются ответы на эти вопросы, возникающие в рамках трех наиболее известных вариантов 5-мерных теорий: 5-мерной теории Т. Калуцы, 5-мерной теории О. Клейна и 5-оптики Ю.Б. Румера. Это делается на базе описания в рамках двух рассматриваемых парадигм поведения микрообъектов, т. е. с учетом закономерностей квантовой теории. Для этой цели в начале этой главы приведено обобщение теории систем отношений на случай бинарных систем комплексных отношений, предназначенной для замены классических пространственно-временных отношений в физике микромира. Применение этого математического аппарата позволяет дать физическую интерпретацию дополнительным параметрам в многомерных моделях физических взаимодействий.

Ныне особое внимание в теоретической физике уделяется проблеме обоснования масс элементарных частиц. В рамках теоретико-полевой парадигмы этот вопрос решается с помощью идеи хиггсовских скалярных бозонов. Известно, что за эти исследования Хиггсу в 2013 году была присуждена нобелевская премия. В рамках геометрической парадигмы массы вводятся либо специальными постулатами, либо в рамках 5-мерной теории О. Клейна. В обоих случаях сами значения масс вводятся, исходя из экспериментальных показаний, тогда как в рамках реляционной парадигмы это достигается с помощью принципа Маха. Этот вопрос обсуждается в четвертой главе данной диссертации.

Наконец, следует отметить, что справедливость всякой физической теории в рамках любой из трех названных парадигм должна подтверждаться экспериментом. Так было при создании общей теории относительности, которая была подтверждена двумя классическими эффектами: смещения перигелия Меркурия и отклонения лучей света, проходящих вблизи Солнца. Однако желательно найти и другие подтверждения принципов геометрической парадигмы,

особенно это касается возможных обобщений эйнштейновской теории гравитации. Теории теоретико-полевой парадигмы подтверждены огромным количеством экспериментально наблюдаемых эффектов. Аналогичным образом должны быть подтверждены принципы реляционной парадигмы. В настоящий момент этот вопрос находится пока в стадии обсуждения. Пока главное внимание сосредоточено на показе справедливости принципа соответствия, т. е. на демонстрации того, что выводы реляционной парадигмы соответствуют экспериментально наблюдаемым следствиям общепринятых теорий в рамках двух других парадигм. Тем не менее, в работах ряда авторов, например В.А. Панчелюги [11, 72, 122-123], В.Ф. Панова [71] и некоторых других называются эффекты, которые пока не находят своего обоснования в рамках общепринятых парадигм и, по их мнению, могут быть объяснены в рамках реляционной парадигмы.

В заключительной пятой главе обсуждается вопрос обоснования (объяснения) происхождения магнитных полей Земли и других астрофизических объектов в рамках геометрической и реляционной парадигм. В этой главе обсуждается гипотеза происхождения магнитных полей, высказанная в начале ХХ века в работах В. Сазерленда [128-132] и А. Эйнштейна [92, 107, 125, 139] и показывается, что эта гипотеза может быть обоснована, во-первых, в рамках 5-мерной геометрической модели со скаляризмом, во-вторых, в рамках 6-мерной геометрической модели Калуцы-Клейна и, в-третьих, в рамках реляционного подхода. Особенно важно, что обоснование этого явления в рамках реляционного подхода тесно связано со значением числа Эддингтона, через которое различаются электромагнитные и гравитационные взаимодействия в атоме.

Следует отметить, что на основе разработанной в нашей группе последовательной реляционной теории у нас обсуждается широкий круг проблем фундаментальной физики - от закономерностей физики микромира (описания свойств элементарных частиц и квантовой физики) до закономерностей космологического масштаба. В данной диссертации избран круг прикладных вопросов промежуточного характера, связанного именно с происхождением магнитных полей астрофизических объектов.

В диссертации исследуется возможность обоснования гипотезы Сазерленда-Эйнштейна в реляционной и геометрической физических концепций, впервые в научной литературе.

Основными задачами работы являлись:

1. Анализ и обобщение опубликованного материала по проблеме реляционного и субстанционального понимания природы пространства - времени.

2. Сопоставление достоинств теорий геометрической и реляционной парадигм в их наиболее развитых вариантах.

3. Сопоставление геометрической и реляционной парадигм в рамках физики микромира.

4. Сопоставление геометрической и реляционной парадигм в рамках описания физических взаимодействий на основе концепции дальнодействия и близ-кодействия.

5. Сопоставление способа введения масс в многомерных геометрических моделях и в рамках последовательной реляционной теории.

6. Теоретическое обоснование гипотезы Сазерленда-Эйнштейна в двух подходах: геометрического и реляционного.

Таким образом на защиту выносятся следующие результаты:

1) Сопоставление принципов геометрической и реляционной парадигм.

2) Демонстрация справедливости в реляционной парадигме всех четырех «чудес теории Калуцы».

3) Обоснование гипотезы Сазерленда-Эйнштейна в рамках 5-мерной теории Калуцы со скаляризмом.

4) Обнаружение того факта, что относительная разность электрических зарядов электрона и протона определяется через число Эддингтона.

Данная диссертация состоит из введения, 5 глав, приложения и заключения. Библиографический список содержит 146 источников, из них 45 - иностранных. Объем диссертации составляет 112 страниц.

Изложенные в диссертации материалы опубликованы в 14 работах, в том числе в 7 статьях в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных для защиты в диссертационном совете РУДН имени Миклухи-Маклая по специальности (Бабенко И. А. и др., 2016, 2017, 2018, 2019, 2020).

Глава 1

Принципиальные различии двух парадигм

В трех видах физических парадигм строятся принципиально различные физические картины мира, опирающиеся на разный выбор принципов из трех пар альтернативных концепций:

1) реляционная или субстанциальная трактовка природы пространства-времени;

2) описание физических взаимодействий на основе концепций дальнодействия или близкодействия;

3) выбор за основу принципов микромира или мегамира.

В этой главе показано принципиальное различие геометрической и реляционной парадигм в рамках первых двух названных альтернатив.

1.1 Два противоположных понимания природы пространства-времени

Начнем с обсуждения самого главного принципиального различия геометрической и реляционной парадигмах - с понимания в них природы классического пространства-времени. Как показывает анализ, это диктует и все другие различия парадигм.

1.1.1 Субстанциальная природа пространства-времени в геометрическом подходе

В геометрической картине мира принято субстанциальное понимание природы пространства-времени, согласно которому пространство- время представляет собой самостоятельную физическую категорию, так или иначе наделенную свойствами материи в виде эфира или самостоятельно. Это неоднократно подчеркивалось классиками геометрической парадигмы с момента ее создания.

Основателем геометрической парадигмы (в современном ее понимании) следует считать В. Клиффорда. В своей работе 1876 года он определял материальные объекты через геометрические свойства искривленного пространства (холмы или особенности). Он писал:

"1. Что малые участки пространства действительно аналогичны небольшим холмам на поверхности, которая в среднем является плоской, а именно: там несправедливы обычные законы геометрии.

2.Что это свойство искривленности или деформации непрерывно переходит с одного участка на другой наподобие волны.

3.Что такое изменение кривизны пространства и есть то, что реально происходит в явлении, которое мы называем движением материи, будь она весомая или эфирная.

4. Что в физическом мире не происходит ничего, кроме таких изменений, подчиняющихся (возможно) закону непрерывности"[55].

Историки отмечают, что Эйнштейн ознакомился с работой Клиффорда "Здравый смысл точных наук"[55] в бернский период своей жизни, но тогда он был под влиянием идей Э. Маха, а затем, уже после создания общей теории относительности (ОТО) он фактически стал продолжателем идей Клиффорда с той только разницей, что Клиффорд имел в виду искривленное 3-мерное пространство, а в ОТО Эйнштейна использовалось искривленное 4-мерное пространство-время. В своей работе "Эфир и теория относительности"[97, 35] 1920 года он писал: "Эфир общей теории относительности есть среда, сама по себе лишенная всех механических и кинематических свойств, но в то же время определяющая механические (и электромагнитные) процессы"[97].

Субстанциальное понимание природы пространства-времени горячо поддер-

жал Герман Вейль, другой активный участник создания геометрической парадигмы, который писал: "Наконец, на последней стадии, общая теория относительности позволяет этой мировой структуре ("эфиру") и в инерциальном, и в причинном аспекте вновь оказаться физической сущностью, порождающей материальные силы... На самом деле, в основе общей теории относительности Эйнштейна лежит фундаментальная идея о том, что базовая мировая структура, проявляющая себя в мощных силовых взаимодействиях, не может быть неподвижной составляющей Вселенной, установленной раз и навсегда. Это должно быть нечто реальное, но такое, что может не только воздействовать на материальные объекты, но и реагировать на воздействия с их стороны... Это вполне реальной сущности Эйнштейн по доброй традиции дал прежнее название "эфир"[22].

Этого субстанциального понимания природы пространства-времени продолжали (и продолжают) придерживаться и другие сторонники геометрической парадигмы. Один из наиболее известных ее приверженцев Дж. Уилер писал: "Пространство-время не есть арена для физики, это вся классическая физи-ка"[36]. В своих работах он пытался построить так называемую геометрофи-зику согласно следующим соображениям: "Настоящая хорошо установленная исконно классическая теория позволяет описывать с помощью пустого искривленного пространства

1) гравитацию без гравитации.

2) электромагнетизм без электромагнетизма,

3) заряд без заряда,

4) массу без массы"[36].

Этот субстанциальный взгляд на пространство-время отражается в изложениях общей теории относительности. Явно или неявно полагается наличие двух множеств. Одно множество представляет собой точки-события с участием материальных объектов, а второе (непрерывное) множество - непрерывное 4-мерное множество арифметических точек. Физическая теория строится посредством отображения множества физических точек-событий с соответствующими свойствами материальных объектов (скоростей, импульсов, токов и т. д.) на множество арифметических 4-точек. Таким образом физические объекты приобретают свои характеристики через значения четверки координат ариф-

метического множества.

Далее определяется совокупность допустимых соответствий двух множеств элементов, генерирующая множество допустимых координатных преобразований. Таким образом вводятся тензорные характеристики материальных объектов и далее вся теория строится в тензорных величинах.

Отождествление двух множеств фактически и определяет субстанциальную природу пространства-времени, позволяющую говорить о движениях объектов относительно самостоятельного априорно заданного пространства-времени.

1.1.2 Реляционная трактовка природы пространства-времени

В реляционном подходе к физической реальности используется принципиально иное понимание природы пространства и времени. В нем пространство-время не является самостоятельной сущностью, а является абстракцией от совокупности отношений между материальными объектами или между событиями с их участием.

Реляционное понимание природы пространства и времени отстаивал Г. Лейбниц [65], который дискутировал по этому вопросу со сторонниками взглядов И. Ньютона. Так, в сохранившейся его переписке с Кларком (сторонником взглядов Ньютона) Лейбниц задавал вопрос: сохранится ли пространство, если из него убрать все тела? И сам на него отвечал, что нет, не сохранится, ибо потеряет всякий смысл. Он выступал "против реального абсолютного пространства этого идола некоторых современных англичан. Я говорю здесь об идоле не в богословском, а в философском смысле. (...) Я неоднократно подчеркивал, что считаю пространство, так же как и время, чем-то чисто относительным: пространство - порядком сосуществования, а время порядком последовательностей. (...) Для опровержения мнения тех, которые считают пространство субстанцией или по крайней мере какой-то абсолютной сущностью, у меня имеется несколько доказательств"[24].

Реляционное понимание природы пространства-времени доминировало в немецкой физической школе середины XIX века, в трудах Вебера, Неймана, Цельнера и других известных авторов того времени. На их трудах получил образование и вошел в науку Эрнст Мах [67-68], который продолжал отстаивать реляци-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бабенко Инна Анатольевна, 2021 год

Список литературы

1. Аристов В.В. Статистическая механика и модель пространства-времени. М.:ВЦРАН, 1999. 16с.

2. Аристов В.В. Конструкция реляционного статистического пространства-времени и физические взаимодействия/ На пути понимания феномена времени в естественных науках под ред. А.П. Левич. М.: Прогресс-Традиция. 2009. 176-206с.

3. Аристов В.В. Релятивистское статистическое пространство-время, связь с квантовой механикой и перспективы развития теории//Основания физики и геометрии /под ред. Ю.С. Владимиров, 2008. 119-132с.

4. Арсеньев С. А. Теоретическое моделирование главного магнитного поля Земли и планет// Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук Том 2. № 4. 2015. 313-321с.

5. Булюбаш Б.В. Электродинамика дальнодействия //Физика XIX-XX вв. в общенаучном и социокультурном аспектах (Физика XIX в.). М.: Наука, 1995. 221-250с.

6. Бабенко И.А. Понятие света как физического и метафизического в разных философиях культур// Метафизика, №3 (25), 2017. 122-134c.

7. Бабенко И.А. Реляционно-геометрическое обоснование магнитных полей астрофизических объектов. Метафизика, №1 (27), 2018. 43-48c.

8. Бабенко И.А., Магнитные поля астрофизических объектов в трех физических парадигмах. // Метафизика, №1 (31), 2019. 127-141c.

9. Бабенко И.А., Владимиров Ю.С. Реляционный взгляд на принципы геометрической парадигмы. // Метафизика, №3(37), 2020. 69-81c.

10. Бабенко И.А., Гипотеза Сазерленда-Эйнштейна о происхождении магнитных полей астрофизических объектов. // Метафизика, №4 (38), 2020. 86-99c.

11. Бабенко И. А., Панчелюга В.А. О возможной связи скалярного поля и скорости радиоактивного распада// Тезисы докладов III Российская конференция Основания фундаментальной физики и математики. Москва 2019. 67-71с.

12. Бабенко И. А. Гипотеза Сазерленда-Эйнштейна и ее обоснование в геометрической и реляционной парадигмах// Тезисы докладов, IV Российская конференция /Основания фундаментальной физики и математики Москва 2020.

59-64с.

13. Бабенко И.А. Возможный эффект, связывающий финслерову геометрию и теорию Калуцы.// Тезисы докладов 16-й международной конференции Финслеровы обобщения теории относительности. Фрязино, 2020. 153 -155с.

14. Бабенко И.А. К обоснованию магнитных полей астрофизических объектов.// Тезисы докладов Международная конференция по гравитации, космологии и астрофизике (ЯизСгау - 16), Калининград, 2017. 98с.

15. Бронников К.А., Шикин Г.Н. Некоторые точные решения в релятивистской теории гравитации // ТМФ, 1998, т.76, №2 с. 304-313.

16. Бор Н. Избранные труды в двух томах/ под ред. Тамма И.Е., Фока В.А., Кузнецова Б.Г. М. :Наука, 1970. 190с.

17. Буссе Ф.Х. Космическая и магнитная гидродинамика. М.: Мир, 1995. 58 - 66с.

18. Вейнберг С. Гравитация и космология. М.: Мир, 1975. 696с.

19. Векшенов С. А. Теория физических структур и бинарная система комплексных отношений - два смысла, один язык//Основания физики и геометрии, 2008. 247-253с. (РЭР-файл, 216 Кб) [размещено 15.07.2008].

20. Векшенов С. А. От Георга Кантора к Эрнсту Маху. Метафизика. №2(36), 2020. 144-147 с.

21. Вейль Г. Основные черты физического мира. Форма и эволюция//Избранные труды. Математика. Теоретическая физика. М.: Наука, 1984. 345-360с.

22. Вейль Г. Пространство Время и Материя. М.: Янус 1996. 472с.

23. Владимиров Ю.С. Размерность физического пространства-времени и объединение взаимодействий. М.: МГУ, 1987. 216с .

24. Владимиров Ю.С. Реляционная концепция Лейбница-Маха и фундаментальная физика. М.: ЛЕНАНД, 2016. 232с.

25. Владимиров Ю.С. Геометрофизика. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. 543с.

26. Владимиров Ю.С., Болохов С.В. К теории прямого межчастичного электрогравитационного взаимодействия // Пространство, время и фундаментальные взаимодействия № 2. 2016. 27-37с.

27. Владимиров Ю.С. Метафизика и фундаментальная физика. Книга 2: Три дуалистические парадигмы XX века. М.: ЛЕНАНД, 2017. 248 с.

28. Владимиров Ю.С. Фундаментальная физика и религия. М.: Архимед, 1993. 184с.

29. Владимиров Ю.С. Реляционная теория пространства-времени и взаимодействий. Часть 1. Теория систем отношений. М.: МГУ, 1996. 264 с.

30. Владимиров Ю.С. Реляционная теория пространства-времени и взаимодействий. Часть 2. Теория физических взаимодействий. М.: МГУ, 1998. 448 с.

31. Владимиров Ю.С. Метафизика и фундаментальная физика. Книга 3: Реляционные основания искомой парадигмы. М.: ЛЕНАНД, 2018. 256с.

32. Владимиров Ю. С. Метафизика. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2002. 550 с.

33. Владимиров Ю.С. Основания физики. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. 456с.

34. Владимиров Ю.С. Между физикой и метафизикой/ Кн. 1: Диамату вопреки. М.: Книжный дом ЛИБРОКОМ, 2010. 280с.

35. Владимиров Ю.С. Между физикой и метафизикой/ Кн. 2: По пути Клиффорда - Эйнштейна. М.: Книжный дом ЛИБРОКОМ, 2011. 248с.

36. Владимиров Ю.С. Между физикой и метафизикой. Кн. 3: Геометрическая парадигма: испытание временем. М.: Книжный дом ЛИБРОКОМ, 2011. 284с.

37. Владимиров Ю.С. Физика дальнодействия. Природа пространства-времени. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2016. 224с.

38. Владимиров Ю. С. Системы отсчета в теории гравитации. М.: Энергоиз-дат, 1982. 256с.

39. Владимиров Ю.С., Н.В. Мицкевич, Я. Хорски. Пространство, время, гравитация. М.: Наука, 1984. 208с.

40. Владимиров Ю.С., А.Ю. Турыгин. Теория прямого межчастичного взаимодействия. М.: Энергоатомиздат, 1986. 136 с.

41. Владимиров Ю.С., Бабенко И.А. Принцип Маха. Метафизика, РУДН:, №3(21), 2016. 86-99с.

42. Владимиров Ю.С. Реляционная картина мира/ Книга 1. Реляционная концепция геометрии и классической физики. М.: ЛЕНАНД, 2020. 224с.

43. Владимиров Ю.С., Бабенко И., Реляционное обоснование идей Калуцы, Вейля, Клейна и принципа Маха// Тезисы докладов III Российская конферен-

ция Основы фундаментальной физики и математики. Москва, 2019. 52-56с.

44. Григорьев В.И., Григорьева Е.В., Ростовский В.С. Бароэлектрический эффект и электромагнитные поля планет и звезд. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 192с.

45. Гарднер М. Теория относительности для миллионов. М.: Атомиздат, 1967. 190с.

46. Грин Б. Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории. М.: Едиториал. 2004. 288с.

47. Грановский Я.И., Пантюшин А.А. К релятивистской теории тяготения // Изв. АН Каз. ССР/ сер. физ.-мат. №2. / 1965. 65-69с.

48. Джеммер М. Понятие массы в классической и современной физике. М.: Прогресс. 1967. 255с.

49. Дикке Р. Многоликий Мах / Гравитация и теория относительности/ под ред. X. Цзю, В. Гоффман. М.: Мир, 1962. 221-249с.

50. .Девис П. Суперсила/пер. с англ./ под ред. и с предисл. Лейкина Е.М./М.: Мир. 1989. 272с.

51. .Дирак П. Общая теория относительности/пер. с англ./под ред. Блохин-цева Д.И./пер. изд.: США /М: Атомиздат, 1978.64с.

52. Калуца Т. К проблеме единства физики/ Сборник "Альберт Эйнштейн и теория гравитации". М.: Мир, 1979. 529-534с.

53. Кант И. Метафизические начала естествознания/ Сочинения в шести томах// М.: Мысль, 1966. 742с.

54. Клиффорд В. О пространственной природе материи / Альберт Эйнштейн и теория гравитации/ М.: Мир, 1979. 36с.

55. Клиффорд В. О Здравый смысл точных наук: начала учения о числе и пространстве. /Пер. с англ. № 91/М.: Изд. 3 URSS, 2015. 224с.

56. Круглый А.Л. Идеи, лежащие в основании гипотезы причинностного множества в квантовой гравитации. Метафизика, №2 (12), 2014. 126-145с.

57. Круглый А.Л. Приницпы дискретной механики микромира / Проблемы физики и физических технологий: сборник научных трудов / под ред. В.А. Лурье. М.: МГОУ, 2010. 65-161с.

58. Круглый А.Л. Модель дискретного пространства-времени. М. :Монолог, 1998. 54с.

59. Кречет В.Г. О возможных геометрических и астрофизических эффектах нелинейных спинорных полей в мега-, макро- и миромира. Метафизика №3 (37), 2020

60. Кречет В.Г. Топологические и физические эффекты вращения и сила в теории гравитации//Изв. вузов/ Физика Т. 50. № 10. 2007. 57-60 с.

61. Кулаков Ю.И., Ю.С. Владимиров, А.В. Карнаухов. Введение в теорию физических структур и бинарную геометрофизику. М.: Архимед, 1992, 184с.

62. Кулаков Ю.И. (С дополнением Г.Г. Михайличенко). Элементы теории физических структур// Новосибирск: Новосиб. ун-т, 1968. 226с.

63. Кулаков Ю.И. Теория физических структур. М: Доменико, 2004. 839с.

64. Кузнецов В.В. . Введение в физику горячей Земли//Петропавловск-Камчатский: КамГУ , 2008. 366с.

65. Лейбниц Г. Сочинение в четырех томах/ Том 1/ Пер. с лат., фр. и нем.: Боровский Я.М., Кребер В.Г., Преображенский В.П., Свидерский В.И., Файбу-сович Г.М. и др.//М.: Мысль, 1982, 441с.

66. Лебедев П.Н. Магнитометрические исследования вращающихся тел/ В кн.: Избранные сочинения// М.: Гос. тех.- теор. издат., 1949. 229 - 242с.

67. Мах Э. Механика. Историко-критический очерк ее развития// Ижевск: Ижевская республиканская типография, 2000. 456с.

68. Мах Э. Познание и заблуждение. Очерки по психологии исследования Подробнее. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. 456с.

69. Михайличенко Г.Г. Математические основы и результаты теории физических структур. Горно-Алтайск: РИО Горно-Алтайского госуниверситета, 2012. 146с.

70. Михайличенко Г.Г. Решение функциональных уравнений в теории физических структур //Доклады АН ССС, т. 206, №5, 1972, 1056-1058с.

71. Панов В.Ф. "Дофизическая реальность "и реляционная физика. Метафизика №1 (35), 2020. 106-109с.

72. Панчелюга В.А., Шноль С.Э. Феноменология эффекта местного времени на малых пространственно-временных масштабах и в случае движущихся источников флуктуации. / Метафизика. Век Пенроуз Р. Путь к реальности или законы, управляющие Вселенной. Полный путеводитель// М. - Ижевск: Ижевск: Институт компьют. исслед., НИЦ "Регулярная и хаотическая динами-

ка 2007. 912с.

73. Паркер Ю. Н. Беседы об электрических и магнитных полях в космосе. М.-Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика Ижевский институт компьютерных исследований, 2010. 208с.

74. Пуанкаре А. Избранные труды /в трех томах//М.: Наука, 1972. 359с.

75. Пенроуз Р. Новый ум короля: О компьютерах, мышлении и законах физик// М.: Едиториал URSS, 2008. 400с.

76. Рашевский П.К. Риманова геометрия и тензорный анализ. М.: Наука,

1967, 664с.

77. Риман Б. О гипотезах, лежащих в основании геометрии /Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М.: Мир, 1979. 18-33с.

78. Рикитаки Т. Электромагнетизм и внутреннее строение Земли. Л.: Недра.

1968. 332с.

79. Ровелли К. Нереальная реальность. Путешествие по квантовой петле// Санкт-Петербург: Питер, 2020, 304 с.

80. Румер Ю.Б. Исследования по 5-оптике// М.: гос. из-во технико-теоретической литературы, 1956. 152с.

81. Соловьев А.В. Алгеброическая теория N-спиноров. Приложения в геометрии и физике // Saarbrucken: LAP LAMBERT Akademie Publishing, 2012. 120c.

82. Ступоченко Е.В. О происхождении магнетизма Земли// ДАН СССР. Т.62 - № 4, 1948. 477 - 481с.

83. Томсон Дж.Дж. Электричество и материя. М.: Гос. изд-во, 1928. 264с.

84. Уилер Дж. Принцип Маха и граничные условия для решения уравнения Эйнштейна / Гравитация и относительность. М.: Мир, 1985. 468-536с.

85. Фейнман Р. Нобелевская лекция/Разработка квантовой электродинамики в пространственно-временном аспекте / Сборник "Характер физических законов "//М.: Мир, 1968. 193 - 231с.

86. Фейнман Р.Ф., Моринго Ф.Б., Вагнер У.Г. Фейнмановские лекции по гравитации./^.: Янус-К, 2000. 296с.

87. Фильченков М.Л., Лаптев Ю.П. Квантовая гравитация: От микромира к мегамиру. М.: ЛЕНАНД, 2016. 304c.

88. Франкфурт У.И. Специальная и общая теория относительности, истори-

ческие очерки. М.: Наука, 1968. 332с.

89. Френкель Я.И. Земной магнетизм/ В кн.: Собрание избранных трудов. Научные статьи/ Том II/ М.-Л.: АН СССР, 1958. 572 - 583с.

90. Хёнль Г. К истории принципа Маха /Эйнштейновский сборник. М.: Наука. 1968. 258-284с.

91. Хвольсон, О.Д. Курс физики /Т.1 /5-е изд., перераб. и значительно доп// Берлин : Гос. изд-во РСФСР, 1923. 676 с.

92. Хьюз В., Мир Литтлтона-Бонди и равенство зарядов/ Гравитация и относительность. М.: Мир, 1965. 410-434с.

93. Шмутцер Э. Теория относительности. Современное представление. М: Мир, 1981.232 с.

94. Эддингтон А.С. Теория относительности/ 3-е изд//М.: URSS, 2007. 504c.

95. Эддингтон А.С. Теория относительности и ее влияние на научную мысль/пер. с англ. под ред. проф. Тимченко И.Ю. Одесса:Матезис, 1923. 60с.

96. Эйнштейн А. Принципиальное содержание общей теории относительности / Собр. науч. трудов/ Т. 1//М.: Наука, 1965. 613-615с.

97. Эйнштейн А. Эфир и теория относительности / Собр. науч. трудов./Т. 2//М.: Наука, 1965. 682-615с.

98. Эйнштейн А. Об Эфире /Собр. науч. трудов. /Т. 2//М.: Наука, 1965. 154-160с.

99. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. / Т. 2// М.: Наука, 1965. 112-114с.

100. Эйнштейн А. Автобиографические заметки / Собр. науч. трудов. /Т. 4// М.: Наука, 1967. 259-294с.

101. Эйнштейн А., Баргман П. Обобщение теории электричества Калуцы /Собрание научных трудов/ Т.2 //М.:Наука, 1966. 492-513с.

102. Яновский Б.М. Земной магнетизм. Л.: Ленинградского Университета, 1978. 590с.

103. Abraham M., Prinzipien Dynamik des Elektrons, "Annalen der Physik"/ 10/ 1903. 105-179р.

104. Babenko I. Relational and geometric approaches to justifying the magnetic fields of astrophysical objects/ Gravitation, Astrophysics, and Cosmology - Proceedings of the Twelfth Asia-Pacific International Conference/ Edited by HSU JONG-PING ET AL. Published by World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd./ 2016. 222-223 р.

105. Bolokhov S.V., A.N. Klenitsky On the construction of effective metrics ia a relational model of space-time // Gravitation and Cosmology. 2013. Vol. 19. №1, pp. 35-41.

106. Blackett P.M.S. The magnetic field of massive rotating bodies . Nature. 159/1947. 658-666p.

107. Bressi G., Carugno G., Della F. Valle, Galeazzi G. and Ruoso G., Sartori G. Testing the neutrality of matter by acoustic means in a spherical resonator/ arXiv:1102.2766v2 [physics.atom-ph]/ 18 Mar 2011.

108. Brunt, D. The general magnetic field of the Sun// Astron. Nachrichten, 196, № 4690. 1914. 169-178p.

109. Dantzig D Van. Die projektive Relativitatstheorie.// Proc. Nederl. Akad. Wetensch. Amsterdam, Bd 35, S. 524. 1932. 534p.

110. Eddington A.S. Fundamental theory. N.Y.: Cambridge Press. 1946. 295p.

111. Elsasser W.M. On the origin of the Earth's magnetic field// Phys. Rev./ Vol. 55/ 1939. 489 - 498p.

112. Fokker A.D. Ein invarianter Variationssatz fur die Bewegung mehrerer electrischer Massenteilchen // Z. Phys. Bd. 58. 1929. 386-393p.

113. Fock V. Zur Schrodingerishen Wellenmechanik//Zeits. fur Phys., 1926. 242-250p.

114. Heaviside O. Electromagnetic theory.-London: The Electrician Company//Vol. II/1899. 547p.

115. Hughes V.W., Yale U. Experimental limit for the electron - proton charge difference// Phys. Rev. 105, 1957. 170-172p.

116. Hoyle F., Narlikar J.W. Action at a distance in physics and cosmology. San Francisco: W.N. Freeman and Comp, 1974. 266p.

117. King J.G. Search for a Small Charge Carried by Molecules// Phys. Rev. Lett., 1960. 562p.

118. Klein O. Quantentheorie und funfdimensionale Relativitatstheorie//Zeits.f.Physik 1926. 895p.

119. Moffatt H.K. , Magnetic Field Generation in Electrically Conducting Fluids. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1978.

120. Larmor J. How could a rotating body such as the Sun become a magnet ? // Rep.Brit. Ass. Advmt. Sci. for 1919 1920. 159 - 160p.

121. Millikan R. A. The Electron// Chicago and London: Tne University of Chicago Press. 1917. 174p.

122. Panchelyuga V.A., Kolombet V.A., Panchelyuga M.S., Shnoll S.E. Local-Time Effect on Small Space-Time Scale /Space-Time Structure. Algebra and Geometry. Moscow: Lilia-Print, 2007. 531 - 537p.

123. Panchelyuga Victor A., Simon E. Shnoll On the Dependence of a LocalTime Effect on Spatial Direction // Progress in Physics/ V. 3. July 2007/ 51-54p.

124. Parker E. N. Conversations on Electric and Magnetic Fields in the Cosmos// Princeton: Princeton Univ. Press, 2007.

125. Piccard A. and E. Kessler /Archieve des Sciences Physique et Naturelles// Geneva: Vol. 7 /1925. 340p. 126. Salam A., Strathdee J., On Kaluza-Klein theory// Ann. of Phys. V.141, 1982. 316-352p.

127. Smolin Lee. The trouble with physics: the rise of string theory, the fall of a science, and what comes next. Boston: Houghton Mifflin, 2006. 231p.

128. Sutherland, W. A possible cause of the Earth's magnetism and a theory of its variations// Terr. Mag. Atmos. Electr. 5. 1900. 73-78p.

129. Sutherland, W. The cause of the Earth's magnetism//Terr. Mag. Atmos. Electr. 8/1903. 49-52p.

130. Sutherland, W. On the cause of the Earth's magnetism and gravitation// Terr. Mag. Atmos. Electr. 9. 1904. 167-172p.

131. Sutherland, W. Solar magnetic fields and the cause of terrestrial magnetism// Terr. Mag. Atmos. Electr. vol. 13/ 1908. 155-158p.

132. Sutherland W. Solar magnetic fields and the cause of terrestrial magnetism // Terr. Mag. Planet Sci. 5 1900. 73-75p.

133. Swann, W.F.G.The Earth's magnetic field// Phil. Mag. (6), 24, 1912. 80-100p.

134. Swann, W.F.G. Unsolved problems of cosmical physics//J. Franklin Inst., 195, № 4 1923. 433-474p.

135. Swann, W.F.G. A generalization of electrodynamics, consistent with restricted relativity and affording a possible explanation of the Earth's magnetic and gravitational fields, and the maintenance of the Earth's charge//Phil. Mag. (7)3 № 18 1927. 1088-1136p.

136. Swann, W.F., Longacre, A.,An attempt to detect a magnetic field as the

result of the rotation of a copper sphere at high speed//J. Franklin Inst.206 №4 1928. 421-434p.

137. Swann, W.F.G.The Earth's magnetic field// Phil. Mag.(6), 24, 1912. 80-100p.

138. Schuster B. Recent total solar eclipse//Proc. R. Institution 13. 1891. 273-276

p.

139. Schwinger J. Einstein's Legacy: The Unity of Space and Time. Washington: Washington University. 2002. 274p.

140. Vladimirov Yu., N. Mitskievich, Y. Horsky. Space, Time, Gravitation. Moscow: Mir Publishers, 1987. 216p.

141. Vladimirov Yu. S., Bolokhov S.V., Babenko I.A. On Explanations of Magnetic Fields of Astrophysical Objects in the Geometric and Relational Approaches // Gravitation and Cosmology, Vol. 24, Issue 2, 1018. 139-147p.

142. Wilhelm W. Uber die Moglichkeit einer elektromagnetischen Begrundung der Mechanik/ Leipzig: Joh. Ambr. Barth, 1901. 96-107p.

143. Wilson, H.A. An experiment on the origin of the Earth's magnetic field//Proc. Roy.Soc.A 104.1923. 451-455p.

144. Wheeler J.A., Feynman R.P. Interaction with the absorber as the mechanism of radiation // Rev. Mod. Phys. Vol. 17/1945. 157-181p.

145. Zeldovich Ya. B., Ruzmaikin A. A., Sokoloff D. D. The Almighty Chance. //World Scientific Lecture Notes in Physics. Vol. 20. Singapore: World Scientific/1990. 328p.

146. Zorn J.C., Chamberlain G. E., Hughes V. W., Experimental limits for the electron-proton charge difference and for the charge of the neutron// Phys. Rev. 129/1963. 25-66p.

Приложение А

Гипотеза Сазерленда - Эйнштейна позволяет объяснить ряд особенностей магнитного поля Земли и других астрофизических объектов, таких как изменение положения магинтных полюсов, величины магнитного момента, вековых вариаций и др. Обсуждение этих свойств вынесено в данное приложение.

Свойства магнитного поля Земли и других астрофизических объектов

К настоящему времени накоплен значительный объем сведений о свойствах магнитного поля Земли, планет солнечной системы и других астрофизических объектов. Изложим самые важные сведения, нуждающиеся в теоретическом обосновании.

1. Магнитное поле Земли и его свойства

1. Накопленный эмпирический материал говорит о том, что магнитное поле Земли имеет глобальный планетарный характер и довольно сложную структуру со множеством характеристик.

Так, наблюдаемое на поверхности Земли магнитное поле Ну, является суммой нескольких полей, имеющих различную природу[9]:

-дипольное поле Н0, создаваемое однородной намагниченностью земного шара;

- поле мировых аномалий или недипольное поле Нт, вызываемое внутренними причинами, связанными с неоднородностью глубоких слоев земного шара;

- поле На, которое обусловлено намагниченностью верхних частей земной коры;

- поле Не, вызываемое внешними причинами;

- поле вариаций , источники генерации которого связывают с внешними источниками.

Таким образом, итоговое поле складывается из всех вышеперечисленных компонент: Нт = Н0 + Нт + На + Не + . При этом главной составляющей для напряженности геомагнитного поля является та, которая вызвана внут-

ренним источником ее магнетизма, а именно дипольная и недипольная компоненты поля (Н0 + Нт = Hj), которые и составляют главное магнитное поле Земли. Поле, вызванное намагниченностью верхней части земной коры (На) представляет собой аномальное поле, которое имеет региональный характер (региональная аномалия Н'а) и местный характер (локальная аномалия Н') в зависимости от площади распространения. При этом такое подразделение является чисто условным, так как в ряде случаев аномальное поле может быть разделено на большее число составляющих, чем две, вследствие чего, сумму полей Н0 + Нт + Не = Нп называют нормальным полем. В силу того, что поле Не пренебрежимо мало, то нормальное поле в таком случае совпадает с главным полем. Соответственно наблюдаемое поле, если исключить из него поле вариаций, является суммой нормального (или главного) и аномального, то есть Нт = Нп + На [9, 10].

В силу сказанного выше понятие нормального поля является чисто условным в зависимости от того, для каких целей оно применяется. Поэтому для того, чтобы разделение наблюдаемое поле на главное и аномальное необходимы данные о распределении магнитного поля на достаточно большом участке земной поверхности.

2. Движение магнитных полюсов. Одним из важным свойством магнитного поля Земли является давно обнаруженный факт асимметричного движения северного и южного полюсов [5].

По модельным и измеренным данным известно, что с начала XVII века у Северного магнитного полюса СМП периоды блуждания и замедления сменялись периодами почти прямолинейного движения (с 1760 по 1820 г. и с 1904 по 2001 г.). Южный магнитный полюс (ЮМП) приблизительно до 1700 г. двигался по направлению к южному географическому полюсу, затем развернулся и начал движение в сторону юго-восточной оконечности Индийского океана. Из чего следует полная асимметрия движения СМП и ЮМП [1].

Стало очевидно, что главное геомагнитное поле испытывает медленное вращение (вековые вариации) с периодом от 10 до 104 лет: 10 -20, 60-100, 600-1200 и 8000 лет. Период в 8000 лет характеризуется изменением дипольного момента в 1,5 - 2 раза [1, 9].

3. Изменение величины магнитного поля Земли. Согласно измерени-

ям [1, 5], общий дипольный момент планеты монотонно убывает. Так за 450 лет напряженность магнитного поля Земли уменьшилась примерно на 20 процентов. Археомагнитные данные говорят о том, что убывание продолжается уже около 2000 лет, причем в последние века его величина падает особенно интенсивно. Причем, магнитные измерения с 1829 г. по 1960 гг. показали, что динамика изменения магнитного момента Земли довольно точно описывается линейным законом [1, 5].

4. Инверсия магнитных полюсов. Следующая особенность поведения магнитных полюсов и главного магнитного поля Земли в целом была установлена в 1933 французскими геофизиками в процессе палеомагнитного изучения керна тихоокеанского дна, собранного по проекту глубоководного бурения. Это смена полярности, которая имеет циклический характер [5,9,10]. Остаточная намагниченность керна позволила увидеть следующую закономерность, сразу после переполюсовки магнитное поле Земли перезаряжается до некоторого сравнительно высокого уровня, а затем на протяжении одного геомагнитного хрона постепенно убывает, но это убывание маскируется колебаниями магнитного момента на более коротких временных интервалах. Так продолжается до тех пор, пока уменьшающийся магнитный момент снова не откроет возможности новой инверсии. Французскими исследователями также были обнаружены и так называемые ложные инверсии - экскурсы, во время которых геомагнитное поле ослабевает до некоторого уровня, затем следует настоящая перезарядка, во время которой общий магнитный момент планеты резко возрастает в несколько раз, но переполюсовки не происходит [5].

2. Магнитные поля планет Солнечной системы и других астрофизических объектов.

В пределах солнечной системы глобальным собственным планетарным магнитным полем обладает не только Земля, но и другие планеты солнечной системы. Как известно, измерения магнитных полей планет в пределах Солнечной системы возможно только с использованием космических искусственных спутников.

Кратко охарактеризуем магнитные поля отдельных планет и их спутников.

1. Луна

У Луны нет глобального магнитного поля, но на поверхности Луны зарегистрировано два типа лунных магнитных полей: постоянные поля, создаваемые намагниченностью пород, и переменные поля, вызванные электрическими токами, возбуждаемыми в недрах Луны быстро переменными межпланетными магнитными полями. Постоянное поле нерегулярно и меняется от точки к точке. Значительная величина магнитного поля указывает на то, что породы приобрели намагниченность во внешних полях гораздо более сильных и теперь обладают высокой остаточной намагниченностью [7].

2. Меркурий.

Планета Меркурий движется вокруг Солнца по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите (эксцентриситет 0,205) на среднем расстоянии 57,91 млн км (0,387 а.е.). Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 7°. Меркуриан-ские звёздные сутки равны 58,65 земных суток, то есть 2/3 меркурианского года. Такое соотношение периодов вращения вокруг оси и обращения Меркурия вокруг Солнца является уникальным явлением для Солнечной системы. При этом, Меркурий имеет дипольное магнитное поле, которое было открыто космическим аппаратом "Маринер-10". Магнитное поле данной планеты в 100 раз слабее земного [4].

3. Венера.

Автоматические станции и искусственные спутники Венеры показали, что дипольное магнитное поле на планете отсутствует. Но на Венере присутствует наведенное поле, создаваемое в результате взаимодействия ионосферы планеты и солнечного ветра. Вулканическая активность на Венере говорит о том, что ядро планеты находится в горячем, расплавленном состоянии. При этом многие исследователи связывают отсутствие магнитного поля с медленным вращением планеты. При этом у Венеры есть магнитосфера. Возможно, магнитосферопо-добные образования распространены во Вселенной, и они могут возникать как у тел и систем, имеющих собственное магнитное поле, так и у лишенных его, например, у комет [4].

4. Марс.

Марс имеет недипольное магнитное поле, оно слабо и крайне неустойчиво. В различных точках планеты его напряжённость может отличаться от 1,5 до 2 раз. При этом, согласно измерениям, Марс в прошлом имел собственное гло-

бальное планетарное поле. Ряд исследователей предполагает, что, возможно, в далёком прошлом, около 4 млрд. лет назад, в результате столкновения с крупным небесным телом произошла остановка вращения ядра, и потеря основного объёма атмосферы. Но часть исследователей полагает, что Марс в настоящее время переживает эпоху смены полярности [4].

5. Юпитер.

Юпитер обладает самым большим собственным магнитным полем из всех планет Солнечной системы. Поле близко к дипольному с магнитным моментом, примерно в 104 раз больше земного. Спутниковая система Юпитера состоит, по крайней мере, из 63 лун. Ось диполя наклонена к оси вращения на 10°. Его полярность обратна полярности земного магнитного поля. Скорость вращения Юпитера настолько велика 13,07 км/с, что планета выпячивается вдоль экватора. Существование магнитного поля в настоящее время объясняется наличием в недрах Юпитера металлического водорода, который, будучи хорошим проводником, вращаясь с большой скоростью, создаёт магнитное поле

[4].

6. Ганимед.

Ганимед является самым крупным спутником Юпитера и является единственным спутником в солнечной системе, который обладает собственным магнитным полем [4].

7. Сатурн.

У Сатурна есть собственное планетарное магнитное поле, имеющее промежуточное значение между магнитным полем Земли и более мощным полем Юпитера.Согласно современным данным считается, что в глубине атмосферы Сатурна имеет место рост давления и температуры. Водород постепенно переходит в жидкое состояние. а на глубине около 30 тыс. км становится металлическим (там давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Циркуляция электротоков в металлическом водороде создаёт магнитное поле (менее мощное, чем у Юпитера). Полагается, что в центре планеты находится массивное ядро (до 20 земных масс) из тяжёлых материалов - камня, железа и, предположительно, льда[4].

8. Уран.

Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты под углом

97,86° - то есть планета вращается, "лёжа на боку". Это даёт полностью отличный от других планет Солнечной системы процесс смены времён года. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Измерения Вояджера-2 позволили обнаружить у Урана весьма специфическое магнитное поле, которое не направлено из геометрического центра планеты, а наклонено на 59 градусов относительно оси вращения. Фактически, магнитный диполь смещен от центра планеты к южному полюсу примерно на 1/3 от радиуса планеты. Считается, что подобная геометрия приводит к асимметричному магнитному полю. Дипольный момент Урана превосходит Земной в 50 раз. Кроме Урана, аналогичное смещенное и "накренившееся"магнитное поле также наблюдается и у Нептуна [4].

9. Нептун.

Нептун со своей магнитосферой, и магнитным полем, сильно наклонённым на 47° относительно его оси вращения, и распространяющегося на 0,55 от радиуса планеты (приблизительно 13500 км). Он напоминает Уран [4].

10. Плутон.

Первоначально Плутон классифицировался как планета, однако сейчас он считается одним из крупнейших объектов (возможно, самым крупным) в поясе Койпера. Плутон не имеет собственного магнитного поля. Орбита Плутона значительно отличается от орбит планет Солнечной системы. Она сильно наклонена относительно эклиптики (более чем на 17°) и сильно эксцентрична (эллиптически). Плутон и его крупнейший спутник Харон часто рассматриваются в качестве двойной планеты, поскольку бариоцентр их системы находится вне обоих объектов [4].

Как следует из вышесказанного собственным магнитным полем обладают не все тела солнечной системы. Возможно, наличие дипольного поля предполагает наличие каких-то особенных физических характеристик самого астрофизического объекта. Если попытаться найти корреляции между этими физическими характеристиками небесных тел и наличием у них собственных магнитных полей, то появляются противоречия и невозможно установить соотношения. Так, например, среди похожих друг на друга спутников Юпитера, только Ганимед имеет собственное магнитное поле. Также выделяются Меркурий, который по своим характеристикам ничем не выделяется, но который имеет глобальное

планетарное магнитное поле.

11. Магнитные поле Солнца.

Магнитное поле Солнца представляет собой осесимметричное крупномасштабное поле квазипериодически изменяющиеся с периодом приблизительно 22 года. При этом каждые 11 лет происходят обращение дипольной составляющей и смена направления азимутального поля. Неосесимметричная секторная составляющая поля изменяется приблизительно с периодом обращения Солнца вокруг своей оси. Мелкомасштабные магнитного поля изменяются нерегулярно, хаотически [3].

В целом, крупномасштабное магнитное поле Солнца выглядит достаточно сложным. Также необходимо отметить, что магнитное поле присутствуют на всех звёздах [3].

Список литературы

1. Атлас магнитного поля Земли М.: Геофизический центр РАН, 2012. 363 с.

2. Бочкарев Н.Г. Магнитные поля в космосе. М.: Изд. 2-е, доп. Книжный дом ЛАБРОКОМ, 2011. 216 с.

3. Вандакуров Ю.В.Конвекция на Солнце и 11-летний цикл. Л.:Наука, 1976. 155 с.

4. Долгинов Ш.Ш. Магнетизм планет. М.: Итоги науки и техники. Сер. Исследование космического пространства, Т.18, ВИНИТИ, 1982. 130 с.

5. Дьяченко А.И.Магнитные полюса Земли М.: Издательство Московского центра непрерывного математического образования, 2003. 48 с.

6. Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. М.:Наука,1983.416 с.

7. Луна /Сб. статей под ред. С. Ранхорна, Г. Юри. М.:МИР, 1975, 304 с.

8. Монин А.С. История Земли. Л.: Наука,1977. 228 с.

8. Почтарев В.И. Нормальное магнитное поле Земли. М.: Наука, 1984, 232 с.

9. Яновский Б.М. , Земной магнетизм. Л.:Изд-во Ленинградского Университета, 1978. 590 с.

10. Zeldovich Ya. B., Ruzmaikin A. A., Sokoloff D. D. The Almighty Chance. Singapore: World Scientific, World Scientific Lecture Notes in Physics. Vol. 20 , 1990. 328 р.