ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ. Энергия и Пространство. Понятие о пространстве

Первая лекция является образной. Ее прочтение и проработка должны сопровождаться медитативным состоянием и восприятием. То, о чем пойдет речь, не заложено в повседневном сознании человека.

Явления, которые люди интуитивно воспринимают, как ЭНЕРГИЮ и ПРОСТРАНСТВО, являются основой рождения окружающего человечество мира. Понятие “энергия” вошло в человеческое представление о мире еще во времена Аристотеля. Впоследствии, в процессе развития понимания окружающего мире, понятие “энергия”  отражалось через сознание многих, оставивших свой след в мировой науке, людей. Но не всегда взгляды одного ученого мужа совпадали с взглядами другого. Так накопилось несколько десятков определений энергии, противоречивых в той или иной степени. Самой главной почвой для размышлений и дискуссий Возник вопрос - является ли энергия реальной субстанцией (теплород, эфир, вакуум), или только физической величиной?

В наши дни энергия объединяет все физические отрасли знаний как некая “единая мера всевозможных форм движения материи, и мера перехода одних форм движения в другие”. В современной науке материя – это энергия, элементарные частицы – сгустки энергии, движение частицы – энергия, взаимодействие частиц – энергия. Все аспекты окружающего мира представляются, как энергия. Так ли это? 

Проведем мысленно эксперимент. Если материя – это энергия, то нам не составит труда обнаружить в ней энергию, ведь мы знаем, что материя состоит из атомов. Однако расстояния между атомами очень велики по сравнению с их размерами, и большую часть материи заполняет “пустота”. Но ничего - мы двинемся глубже, утверждая, что вся энергия сосредоточена именно в атомах. Атомы, в свою очередь, состоят из элементарных частиц, расстояние между которыми колоссально велико в сравнении с их предполагаемыми размерами. И здесь мы наталкиваемся на “пустоту”. Где же скрывается энергия, и что это такое? 

При погружении вглубь материи мы наблюдаем постепенный переход нашего представления об энергии - в представление о пространстве. Можно дать первое, какое приходит на ум, однако не исчерпывающее, определение пространству. ПРОСТРАНСТВО – это совокупность всевозможных расстояний между всевозможными материальными объектами. Судьба в истории науки у пространства и энергии очень схожа, ибо в ходе познавательного процесса оба явления обросли множеством трактовок. Это затрудняет отделить абстракции этих понятий (математические пространства, пространства идей и т.д.) от глубинного естественного их смысла. В частности, актуальными остаются такие вопросы, как: что такое трехмерное пространство, бывают ли другие мерности, существует ли пространство объективно, и, пожалуй, главный вопрос – что же такое  само пространство?

В физике дается еще одно интересное определение пространству: “Это та арена действий, на которой происходят все явления и физические процессы, которые мы субъективно наблюдаем”. В математике пространство – это множество элементов, между которыми установлены определенные правила взаимодействия (например, множество чисел). Но все эти определения дают лишь видимое, поверхностное и исключительно субъективное понятие пространства. 

Важно понимать и осознавать, что только в совокупности энергия и пространство способны дать понимание того, что есть в отдельности энергия и что есть пространство. Энергия и пространство существуют объективно. Факт их совместного существования указывает на их структурную упорядоченность и взаимодействие  согласно неким правилам. Более глубокое мировосприятие обойдется меньшим количеством слов: если мы их наблюдаем, значит, в них есть определенный смысл. 

Итак, в поисках “чистой” энергии внутри материи, которую можно было бы рассмотреть и изучить, мы сталкиваемся с появлением пространства, выраженного в расстояниях между некими “энергетическими сгустками”, на которых мы пока остановили свое погружение в материю. По мере наших поисков конкретной формы энергии мы наблюдаем все большее увеличение пространства: сначала оно выражается расстояниями между галактиками, потом между звездами, потом между планетами, веществом, молекулами, атомами, и, наконец, частицами. Что будет при дальнейшем погружении –пока не знаем, но четко видим увеличение роли пространства в наблюдаемых явлениях, а может и увеличение КОЛИЧЕСТВА пространства.

В поисках сути энергии и пространства, мы должны отталкиваться от того, что не знаем ничего, ведь это фундаментальные явления, дающие начало всему, что видим, чувствуем и ощущаем в повседневной жизни. Поэтому должны обращать внимание на всё происходящее и непонятное во время нашего погружения. Мы видим, что на разных масштабных уровнях объекты каким-то образом взаимодействуют друг с другом. И это взаимодействие пересекается с таким явлением, как движение. На первый взгляд абсолютно непонятно, что является причиной, а что следствием. Может движение и взаимодействие – вовсе независимые явления?

Что общего между движением и взаимодействием? Принято считать движением перемещение объекта в пространстве относительно других тел. Очень интересно, снова пространство! Относительное движение – очень важная деталь. Если в процессе некоего действия расстояния между рассматриваемым объектом и любым другим объектом пространства меняется, значит, он движется. Если же этого не происходит – объект покоится. Относительно одних тел объект может покоиться (мы с вами относительно Земли), но относительно других – обязательно движется (мы относительно Солнца). Любой объект находится в непрерывном движении.

Вернемся к нашему погружению и остановимся на уровне планет и центральной звезды – Солнца. Мы видим, что планеты вращаются вокруг него. Почему это происходит? Еще говорят, что “Земля и другие планеты бесконечно долго падают на Солнце”. И правда, увиденное мы интуитивно объясняем тем, что Солнце притягивает Землю. Глядя себе под ноги, укрепляемся в уверенности, что и мы сами притягиваемся к Земле, иначе как объяснить, что удерживает нас на ее поверхности. Но почему же Земля вращается и никак не притянется Солнцем (вопрос поставлен с философским уклоном)?

Дело в том, что пространство, которое мы наблюдаем как расстояние между объектами, всегда стремится “схлопнуться”, то есть исчезнуть (разумеется, ничто не исчезает, и что при этом происходит – мы узнаем немного позже). Если бы в мире существовало всего два наблюдаемых объекта, то они бы притягивались друг к другу (см. рис. 1), уменьшая тем самым возможный объем наблюдаемого пространства между ними.

 Рисунок Е.1.1

Назовем объем, ограниченный положением любых двух объектов локальным подпространством, или просто - подпространством. За счет того, что подпространство между Землей и Солнцем стремится к “исчезновению”, эти два объекта притягиваются друг к другу. Но чем ближе мы будем “подводить” Землю к Солнцу, тем интенсивнее станет ее круговое движение по орбите. Что бы это значило? Мы наблюдаем связь между движением и взаимодействием Солнца и Земли, сводимую к процессу сжатия их подпространства. И сжатие это компенсируется увеличением количества движения. Такое явление называется ускорением. Сжатие пространства происходит до тех пор, пока не установится равновесие между объемом пространства и количеством движения.

Как видишь, сжатие пространства не “проходит даром”, а приводит к увеличению доли движения, которое проявляется в окружающем нас мире. Мы хотели найти связь между движением и взаимодействием, и мы ее получили!

       Вопросы:

1. Что такое пространство?- на твой взгляд
2. Перечисли все известные тебе определения пространства из разных областей знания. Что общего во всех этих определениях?
3. Что такое энергия? - на твой взгляд
4. С твоей точки зрения, существует ли связь между энергией и пространством? Если да, то чем она обуславливается?
5. Что такое движение?
6. Как движение связано со сжатием подпространства? Как ты думаешь, почему такая связь существует?
7. Что такое ускорение?
8. Объясни, как ты видишь, почему локальное подпространство между объектами стремится к уменьшению своего объема.

Практическое занятие:

Курс практических занятий по естествознанию, наряду с лекционным восприятием материала, является неотъемлемой частью твоего обучения. Практические занятия позволят увидеть в привычной для тебя  картине мира те закономерности, что были описаны в лекциях. Цель практического курса – изменить твое повседневное восприятие окружающего мира, расширить мировоззрение и мировосприятие, начать видеть то, чего не видят многие. Подобные трансформации твоего разумного восприятия будут происходить главным образом твоими же силами, но с нашей помощью и под нашим контролем.

Первая лекция затрагивает только обобщенные понятия и явления, рассмотренные отдельно от единой совокупности всего окружающего мира, и из законов, обозначенных в ней можно выделить лишь общие тенденции и закономерности. Перерождение этих закономерностей в реальные физические явления и законы произойдет несколько позже, когда картина мира будет раскрыта не в частности, а в целом. Однако, без четкого понимания фундаментальных законов, умения их четко визуализировать и представлять в своем воображении, практически невозможно понять полноценно проявленных в окружающем нас мире процессов и законов. Потому начинать будем с самых простых вещей, чем мы и займемся на первом практическом занятии по естествознанию.

Многие физические теории, метафизические концепции, эзотерические и духовные практики требуют принятия пустоты, как основы мира. Едва ли можно согласиться с подобными выводами. Пустота не просто не представима, она не имеет шансов на существование.

Рекомендуется при выполнении последующих упражнений переместить свое внимание во внутреннее пространство  (см. ноэтика, УРоК 1, практическое занятие).

Упражнение 1. Научись представлять себе полноту пространства. Пустоты не существует, и нет никакого смысла искать ее ни в космосе, ни в атомах, и нигде в мире. “Помести” себя в сферу и сознательно заполните ее полнотой. Совершенно неважно, что находится за пределами сферы, сосредоточься только на том, что внутри нее.

Пространство существует, значит, оно непрерывно по своей сути и наделено определенным смыслом. Оно обладает собственной структурой и структурными закономерностями. Из множеств  свойств  пространства, вытекают  все существующие законы физики, все природные явления. Пространство объединяет в себе все, что существует. В любой точке своей непрерывной структуры пространство может являться источником энергии.

Упражнение 2. Проделай вновь углубленное погружение в материю. Начать следует со скопления галактик, и закончить структурой элементарных частиц. Наблюдаешь ли ты при этом какие-нибудь закономерности?

Характерным примером непрерывности материи может быть любое твердое тело или даже жидкость в нашем восприятии. Представь, что тебе неизвестно ни об атомах, ни о каком-либо строении вещества. Тогда все вокруг будет заполнено непрерывными по своей сути субстанциями: твердыми телами, жидкостями, газами, плазмой. Твердое тело – это пространство, обладающее своей метрикой, объемом, свойствами. Это же относится к любому другому состоянию материи.

Так же, как и к твердым телам, относиться стоит к планетарным системам, и даже к открытому космосу. Стремись заполнить смыслом каждый уголок осмысленного тобой мира. Пустоты быть не должно, ей не место в твоем сознании.

Что можно сказать о физическом вакууме? Что случится, если из определенной области пространства извлечь все, что мы называем материей? Вакуум, как отсутствие материи, обладает характерным отсутствием давления. То есть все материальное, что его окружает, будет стремиться заполнить образовавшийся объем. Не зря многие ученые интуитивно выдвигают предположение о колоссальной энергии, заключенной в вакууме. Однако вакуум нельзя распространить на весь мир, как это часто допускается, приняв его за фундамент мироздания. Иначе мы вновь получим всемирную пустоту, то есть отсутствие мира как такового. Можно сказать, что между двумя притягивающимися объектами находится вакуум, который их и сближает, но это будет неверно по той причине, что вакуум отождествляется с пустотой. А пространство ему противоположно. Извлекать “энергию вакуума” в любой точке мира, как обещают ученые – невозможно, а вот трансформировать пространство в энергию – можно.

Еще один интересный вопрос связан с явлением температуры. Все знают, что такое температура, могут отличать холодное от горячего, высокую температуру от низкой. Однако за явлением температуры кроется определенный физический смысл. ТЕМПЕРАТУРА – это мера количества движения частиц материи. Температура обладает абсолютной шкалой измерения (шкала Кельвина), берущей отсчет от нуля градусов. Отрицательных температур не существует. Нуль градусов – это полное отсутствие движения, и физика утверждает, что такое состояние вещества невозможно и недостижимо.

Мельчайшие частицы всегда находятся в непрерывном движении, то есть обладают температурой. Это движение называется “броуновским” (в честь ученого, его открывшего). Еще это движение называют хаотичным, хотя оно таковым не является. Из этого следует вывод, что движение материальных объектов присутствует всегда.

Свойство температуры напрямую вытекает из свойств пространства. Сжимаемость пространства между объектами приводит к их температурному нагреву, то есть к повышению температуры. 

       Задание:

1. Выполни упражнение 1. Опиши, как тебе представляется полнота? Сравни ее с пустотой. 
2. Выполни упражнение 2. Какие закономерности в форме существования и движении материи ты наблюдаешь?
3. Что такое вакуум? Какими свойствами он обладает?
4. Почему вещество стремится равномерно заполнить объем вакуума?
5. Может ли температура быть бесконечно большой?
6. Какой ситуации соответствует абсолютный температурный ноль?