Мнение о бесконечности

В математике есть такое правило «Математическая индукция».

Если утверждение для значения n = N справедливо, и если из факта, что оно справедливо для N однозначно следует, что оно справедливо также и для n = N + 1, в этом случае считается доказанным, что оно справедливо для любого n > N.

Это не способ формирования гипотез, это – способ доказательства гипотез, то есть превращения их в достоверно доказанную теорию.

Точно также доказывается, что Вселенная бесконечна.

Допустим, что мы находимся в каком-то месте и смотрим в каком-то направлении. Смотрим на какой-то интервал вперёд. Например, на один шаг. И видим, что там дальше либо чего-то нет, либо что-то есть, но, во всяком случае, пространство-то точно имеется. Перенесёмся мысленно на этот один шаг и представим, что мы смотрим, а что находится там, дальше. Что же там может быть, там, дальше? Мы не можем утверждать, какие именно там находятся предметы или препятствия. Но там дальше всё же есть какое-то пространство. Даже если там непроницаемая стена, мы можем мысленно проникнуть внутрь. Либо стена будет продолжаться, либо она кончится. Даже если мы встретим такое немыслимое препятствие, которое не позволит нам двигаться дальше, это препятствие ведь где-то находится? Пространство-то там всё равно имеется!

Михаил Ломоносов говорил, что очень трудно вообразить себе бесконечную Вселенную, но представить себе Вселенную конечную – это же просто невозможно. Категорически согласен с ним, а всем несогласным предлагаю внимательней относиться к своему здоровью, не перенапрягаться, больше спать и бывать на свежем воздухе.

Математически можно всё. В том числе математически можно описать конечное время, конечное пространство и прочие безделицы, не имеющие отношения в действительности. Физически представить такое безобразие как конец времени или конец пространства, равно как начало времени и начало пространства, или какие угодно участки пространства, где пространство не существует, или интервалы времени, на которых не существует время, просто невозможно. Описать в фантастическом произведении – можно. Я сам это делал. Но это литература для развлечений, а не наука. То есть не надо обвинять меня в отсутствии фантазии. Как раз наоборот. Я могу нафантазировать какие угодно сложные миры, и много мерные, и миры с началом и концом времени и пространства. Даже мир, в котором время отскочило рикошетом от чего-то как от стенки и пошло в обратную сторону. Был и у меня такой рассказ, называется «Пожалуй даже в пятницу». Но я не могу согласиться с такой сущностью в действительности именно не по причине недостатка воображения, а по причине достаточности воображения, чтобы понять, что такое немыслимо.

Многие люди неспособны разумно мыслить именно по причине недостаточности воображения. Вот вам пример. Замыслил некий коллектив снять своего директора. А кандидатуры на его пост не имеют. Что дальше? Они не читали басню Крылова про Лягушек и Царя? Ну удалось им его снять, поставили им такого, который ещё хуже. И этот вскоре был снят, в итоге стало ещё хуже с третьим. А будь у них фантазии на грош, они бы сначала решили вопрос о том, кто может и согласен стать новым директором, и обладает всеми требуемыми качествами в соответствии с формальными требованиями, тогда они бы сначала нашли такого человека, потом осуществили процедуру «импичмента», и получили бы нормального директора себе на радость и во благо делу.

Другой пример. Я много встречал людей, которые, берясь за выполнение какого-то проекта, не могли составить три основных документа. Во-первых, техническое задание, во-вторых, календарный план, в-третьих, программу и методику испытаний разработанного продукта. А ведь при наличии достаточного воображения всё просто! Когда вы составляете техническое задание, вам надо просто представить, как будет в конце ваших работ то изделие, которое вы собираетесь разработать. Если вы не можете этого представить, то вам лучше не браться за этот проект. А если представить можете, то вы легко напишете ожидаемые характеристики этого изделия, что и будет техническим заданием. Также отсутствие воображения приводит к тому, что стороны подписывают такие технические задания, где указаны характеристики, которые никак невозможно проверить при испытании. А зачем тогда вписывать такие требования? Как вы сможете осуществить сдачу проекта, если имеются требования, выполнения которых невозможно проверить? В отношении программы и методики испытаний – то же самое. Если вы можете представить себе готовый продукт, тогда представьте себе, как можно будет проверить выполнение каждого требования технического задания. Не можете представить – не беритесь за выполнение проекта.

Так что воображение, с помощью которого мы представляем себе наши наблюдения, это очень важное умение теоретика и практика в науке.  Все физические задачи из школьного учебника требуют именно воображения, ведь условия там всегда идеальные, которые на практике реализовать нельзя. В одной задачке трением пренебрегаем, в другой задачке пренебрегаем кривизной Земли и так далее. Практически все задачи по условиям происходят в инерциальных системах отсчёта, а на практике строго инерциальных систем отсчёта не существует в принципе, это идеализированная абстракция. 

Итак, в физике всегда необходимо уметь представить то, о чём далее ведутся рассуждения, на основе чего производятся вычисления.

В фантастическом романе можно сказать, что наступил конец времён, или что достигнут конец пространства. Дальше пусть читатели мучаются или радуются, пытаются представить себе что-то этакое или получают восторг от невозможности представить, или от представления чего-то совершенно немыслимого, чудесного, волшебного.

Ведь мы легко принимаем в развлекательных фильмах и книгах идеи о создании машины времени, о перемещениях в пространстве со световыми и сверхсветовыми скоростями. Мы легко принимаем и такие вещи как телепортация, телекинез, клонирование взрослого человека и полная репликация его сознания, воспоминаний. Мы не возмущаемся тому, что всю личность человека со всеми его воспоминаниями можно переписать на один компакт-диск, просто с помощью устройства, которое светит на сетчатку глаза. Это – условия данного фантастического произведения. Они ничуть не более реальные, чем возможность сделать чудо, вырвав волосок из бороды, или произнеся заклинание «По щучьему велению, по моему хотению», или потерев старую лампу и вызвав джина. Всё это наша «Детская фантазия» принимает вполне легко. Но «критическая фантазия взрослого человека» (КФВЧ) также должна существовать у любого человека, занимающегося наукой. Такая КФВЧ – это «здравый смысл», который Альберт Эйнштейн постоянно призывал отбросить, обращаясь к читателям своих статей, которые я не могу назвать научными, так как они не отвечают необходимым критериям научности. 

Если мы пользуемся в описании физических процессов теми моделями, которые невозможно понять, следовательно, мы попросту отказываемся от науки и переходим в область фантастики или религии, что по сути одно и то же. Считаю, что тяга к фантастическому творчеству – это часто встречающееся качество людей, его эволюционное преимущество, называемое «любознательность». И любознательность очень часто требует сильных эмоций. И наиболее сильные эмоции получаются при ознакомлении с теми сторонами «действительности», пусть бы даже и фантастическими, которые наиболее сильно потрясают воображение. Отсюда тяга к непонятному. Отсюда и та лёгкость, с которой большинство из нас верят и в загробную жизнь, и в бога, и в йетти, и в Лох-Несское чудовище, и в чудеса тибетских монахов, в реинкарнацию, в инопланетян, которым больше нечем заняться, кроме как скрытно изучать нас, скрываясь от нас и вступая в половые связи с отдельными представителями жителей Земли. Отсюда и вера в машину времени, в «кротовые дыры» в пространстве, и прочее. 

Но возьмём-ка с полки наш здравый смысл, нашу КФВЧ. Будем пользоваться им при рассмотрении понятий «бесконечность» в пространстве и времени.

Возьмём простое по формулировке гипотетическое явление. «Наступил конец времени».

Ведь в самом понятии «наступил» указывается на то, что что-то не только случилось, но и происходит дальше. Важно: «ПРОИСХОДИТ ДАЛЬШЕ»

Можно обсуждать, что материя перестала двигаться, хотя физика должна и такое отрицать, поскольку все наблюдения указывают на то, что подобным свойством материя обладать просто не может. Даже очень разреженная материя, такая, которую принято называть космическим вакуумом. Даже в ней есть, как минимум, свет, следовательно, есть и энергия, значит, есть и движение, и есть время, разумеется.

Но ДАЖЕ ЕСЛИ БЫ ДВИЖЕНИЕ ПРЕКРАТИЛОСЬ, то это не означало бы, что прекратилось и время тоже. Ведь само понятие «прекратилось» требует того, чтобы время-то не остановилось! Ведь отсутствие механического движения имеет смысл только если ход времени остаётся. А если остановилось движение и остановилось время – тогда понятие «остановилось» не может быть применено.

Если бы мы сказали, что всё движение материи остановится, то прежде всего следует найти ответ на вопрос «Почему?»

По какой причине вдруг движение бы остановилось?

Вот летел камень и упал, остановился. Такое может быть. Запросто. Но это – камень. Или летела стрела, воткнулась в дерево и остановилась. Тут мы можем ответить «Почему». И мы знаем, что кинетическая энергия не пропала, она передана в тепловую, то есть в кинетическую энергию мелких частиц.

Летела частица и остановилась. Что её остановило? Другая частица? Но тогда импульс этой частицы передался той, другой. Движение как таковое не закончено.

Итак, мы легко можем представить конец чего угодно материального, но только не можем представить себе конец материи как таковой, потому что материя принимает самые разнообразные формы, кроме одной – абсолютной пустоты. Но даже абсолютная пустота, представить которую мы можем, не является концом пространства. Потому что пространство – это нечто более глобальное даже чем материя. Это – то место, в котором находится материя, но она может и не находиться там. Отсутствие материи в пространстве не делает само пространство отсутствующим, как отсутствие жидкости в бутылке не делает бутылку отсутствующей.

Математическая индукция ничего не может сказать нам про зарождение или про уничтожение материи. Наоборот, математическая индукция нам определённо сообщает, что материя не зарождается и не уничтожается. Она не уничтожима.

Наполнение пространства различными видами и формами материи весьма разнообразно, но и отсутствие материи – тоже одна из форм его наполнения.

Математическая индукция однозначно доказывает нам, что само по себе пространство бесконечно, и что пространство вечно.

Кроме того, закон сохранения энергии (или если настаиваете – массы-энергии) указывает также и на то, что количество материи или массы-энергии в пространстве не изменяется со временем. Материя и энергия совместно могут лишь переходить из одной формы у другую, но они не могут быть уничтожены, и не могут быть созданы. Если материя и энергия не могут быть уничтожены, они не могут перестать двигаться. В этом случае даже если бы мы жёстко увязали время только с обязательным наличием движения материи, то и в этом случае мы должны были бы отказаться от представления вселенной с остановившимся временем, хоть локально, хоть глобально.

Но, напомню, даже если бы материя прекратила двигаться, это не означало бы остановку времени.

Я сформулирую не постулат, а логически доказанное выше мной утверждение, которое я хотел бы написать огненными буквами метрового размера:

«Законы бесконечности пространства и времени в обе стороны – это два наиболее фундаментальных закона естественных наук и прежде всего – физики. Любая наука, которая это отрицает становится лженаукой. Она оперирует понятиями, которые не только не доказаны, они прямо отрицаются последовательной научной логикой».

Я настаиваю на этом. Не согласны? Тогда не читайте дальше. Вы – не моя публика.

В последнее столетие и даже чуть больше у физиков возникла фанатическая вера в уравнения. Если что-то можно описать уравнением, они считают, что этому уравнению обязательно соответствует какая-то физическая данность.

Но вспомните по мнимые числа. Не существует никакой данности, которая бы соответствовала тому, что корень из отрицательного числа существует. Мнимые числа описывают несуществующую данность. Это не мешает их успешно применять.

Мнимые числа дают возможность очень легко представлять пространственные уравнения и преобразования координат в пространстве по особым правилам. Это – всего лишь договорённость о правилах исчислений. Но она полезна.

Не всё, что полезно, истинно.

Также как не всё, что истинно – полезно.

Пример. Математики просто договорились, что ноль-факториал равен единице. Это не доказано, это противоречит определению понятия «факториал», но в этом случае некоторые формулы более легко записываются в общем виде, то есть иначе пришлось бы делать оговорку, что для случая N=0 эти соотношения неприменимы, а при договорённости, что 0!=1 эти соотношения не требуют оговорок. Так что указанное правило – не результат математических доказательств, а результат договорённости.

Мы можем договориться, что пространство допустимо считать четырёхмерным, добавив к трём координатам пространства ещё и время. Но время – не координата, а координата – не время. Хотя, например, при описании распространения волны такая договорённость может сильно упростить формулы. Ну и что? Упростили формулы, это пожалуйста, однако не следует после этого упрощённо толковать эти упрощённые формулы в том смысле, что они соответствуют какой-то физической реальности.

Эйнштейн как раз так и поступал. Он решил и неоднократно уверял, что время – всего лишь четвёртая координата со всеми вытекающими последствиями.

Так что же – мы можем свободно перемещаться во времени? Ведь нет же!
 
В представлении Эйнштейна всё существует четырёхмерно и всегда. Таким образом, никто не рождается, никто не умирает. Просто все движутся вдоль одной из координат – времени. Так что если когда-то кто-то сможет научиться двигаться в обратном направлении, он встретит всех, кто жил когда-то и умер. Так что смерти как бы и нет вовсе.

Да, в этом смысле он и смерть не считал смертью – прекращение существования человека в каком-то времени столь же не трагично, как прекращение его существования в пространстве. В его понимании четырёхмерный континуум «пространство-время» вечен. То есть если его не будет завтра, то не беда, зато он есть сегодня и вчера. И когда завтра превратиться в сегодня, а сегодня превратится во вчера, он не перестанет существовать, а всего лишь переместится из сегодня во вчера, где он по-прежнему всё-таки существует.

Это приятная мысль, но она ошибочная.  Это просто результат невнимательности Эйнштейна. Он встретил в физической научной литературе предложение считать время координатой условно и лишь для упрощения вида соотношений. А далее он принял это предложение дословно, формально.

С тех пор повелось – если кто-то пытается что-то описать с помощью соотношений и у него какие-то соотношения получились, далее объявляется, что «открыта фактическая природа» всего того, что этот кто-то пытался описать. Любая математическая модель развития любого процесса, про который объявлено, что он имеет какое-то отношение к очень далёкому прошлому (зарождение Вселенной), или к очень отдалённому будущему (гибель Вселенной), или просто к отдалённому пространству (события на краю Вселенной) являются принципиально непроверяемыми. Поэтому в этом поле можно фантазировать сколько угодно, всё равно никто не опровергнет.

Но применив единственно возможный для этого случая закон математической индукции, мы получаем научно доказанный факт о том, что вселенная бесконечна в пространстве и во времени во всех направлениях.

Заблуждение, основанное на достоверном знании о том, что всё на свете (кроме времени и пространства!) имеет обязательно своё начало и свой конец привело к тому, что это знание ошибочно применено и к таким понятиям, как время и пространство. Необоснованное расширение свойств ОБЪЕКТОВ на ПОНЯТИЯ, которые объектами не являются.

Всё предельно просто! Свойства объектов применены к понятиям. И кажется всем, что это правильно!

Подобные ошибки совершали античные философы и ещё более ранние идолопоклонники. Свойства объектов переносили на понятия. Так вместо понятия «Любовь» появилась «Богиня любви», вместо понятия «Мудрость» появилось понятие «Богиня мудрости», так и всевозможные боги, божки, музы, дриады, домовые, русалки и прочее.

Наука не верит в музу живописи или в музу поэзии. Но почему-то наука верит в то, что свойства предметов всё-таки можно переносить на абстрактные понятия.

Почему утверждается, что время конечно? Что пространство конечно?

С таким же точно основанием можно было бы утверждать, что таблица умножения целых чисел справедлива лишь в ограниченном пространстве. Или что треугольники и трапеции перестанут существовать через какое-то время. Что функция «Синус» в принципе не определена для значений аргумента больше чем какое-то конкретное значение.

Какой смысл рассуждать о рождении и гибели абстрактной шкалы? Тем, кто такие тезисы воспринимает всерьёз, я рекомендую пересмотреть свою диету, может быть, следует отказаться от грибов или каких-то лекарств.   

Так путём переноса свойств материальных тел на нематериальные понятия и возникла «наука» о «неопровержимом». Фантазируй себе, сколько влезет! И пиши статейки. И публикуй. И называйся великим теоретиком. Астрофизиком.  А критиковать нельзя! Критикуешь – значит, не понимаешь, следовательно, умом не вышел. Закрытый клуб, куда пускают только тех, кто совершенно заврался и старается превзойти других в построении немыслимых моделей, лишь бы только они описывались какими-то уравнениями. Это – наука?

Давайте просто выдумаем какую-то далёкую планету и будем описывать её физику, химию, флору и фауну. Ведь это же просто «фантастика»! Такое творчество имеет право на существование, но не на существование в науке, а существование в литературе, в кино, в мультипликации. Но не в жизни.

Кстати, британские учёные уже занялись этим! Они с огромными затратами проводят исследования, посвящённые исследованию того, как могли бы земные люди приспособиться к проживанию на мифической планете Арракис из сериала «Дюна». И публикуют статьи на эту тему! И эти статьи входят в высокорейтинговые базы данных! То есть формально – это самая что ни на есть наука! Как вам такое?

Помните, были бравые ребята, которые объявляли, что создание адронного коллайдера может привести к концу света или к созданию новой Вселенной? И что? Создали? Закончили существование света?

Теория (от начала до конца ошибочная) гласит, что если электрон разогнать до скорости света, то его масса превысит массу любой совокупности материальных тел, иначе говоря, будет бесконечной. Так что, вроде бы, занимаясь разгоном электронов вы рискуете создать нечто, больше Земли, больше Солнца и даже больше Вселенной? Глупости! Ведь даже если бы это было так (а это не так), тогда для того, чтобы разогнать такой электрон до такой скорости потребовалась бы энергия, соответствующая (если её измерять в единицах массы) массе Земли, соответственно, Солнца и Вселенной.

Знаете, что такое энергия, равная массе Земли?

Люди научились извлекать энергию из радиоактивного распада, например, урана. В довольно-таки небольшом количестве урана содержится так много энергии, что её хватает на то, чтобы приводить в движение и отапливать атомный ледокол годами. Круто? Мало того, ведь этот уран-то не распадается полностью! Всего лишь очень малая его часть распадается на самом деле! А если бы этот уран распался полностью, тогда, пожалуй, от урана, помещающегося в спичечном коробке, энергии выделилось бы больше, чем выделяет Солнце. Кратковременно. Ну, а если массу всей Земли превратить в энергию!.. Такие значения энергии трудно описать или представить. Так что разгоняйте электрон, или не разгоняйте, Земле как планете от этого ни жарко, ни холодно. Всё равно ваши приборы не покажут скорости, равной скорости света. Потому что вы больше верите приборам, чем здравому смыслу.

Если ваш прибор мог бы показать скорость, выше скорости света, вы схватились бы за формулы, и по ним пересчитали бы «истинную скорость электрона», которая в любом случае получилась бы меньше скорости света. Потому что такие у вас формулы для пересчёта. Они ни при каких обстоятельствах не дадут результата, превышающего скорость света. И даже равного ей.

Чтобы у тех, кто дочитал  до конца, было понятия завершённости, я, если позволите, просто ещё раз сформулирую свой основной тезис.

Вселенная бесконечна во времени и в пространстве.

Время невозможно остановить, невозможно замедлить или ускорить его ход. Время само по себе, оно всегда существовало, и оно будет всегда существовать, и оно не зависит от пространства, оно во всей вселенной одинаково, универсально. 

Всё, что имеет начало и конец – это материальные объекты, то есть конкретные формы существования материи. А материя как таковая не может быть создана и не может быть уничтожена. Она существовала всегда и будет существовать всегда.

Всё, что имеет начало и конец во времени или в пространстве, вне зависимости от его названия – это не Вселенная в глобальном смысле этого слова. Вы можете назвать конечной вселенной всё, что угодно, но это лишь ограниченная часть глобальной Вселенной, какой я её мыслю. И эта глобальная Вселенная в целом относительно однородна, в том смысле, что в ней не существует ничего принципиально иного, нежели те объекты, которые мы можем наблюдать с помощью наших исследовательских инструментов. Мы можем ошибочно трактовать свои наблюдения, но в целом как бы далеко мы не продвинулись в своих исследованиях в любом направлении, мы не встретим там ни гипотетической тёмной материи, и ничего иного, что можно было бы назвать «Концом вселенной», а встретим там лишь новые галактики, метагалактики и иные астрономические объекты, в целом уже известные нам.

Также мы нигде не встретим так называемых «чёрных дыр», ибо это – математическая абстракция. Закрученность галактик объясняется вовсе не наличием в их центрах «чёрных дыр», а движением каждого конкретного астрономического объекта к центру масс, на эту тему есть отдельная статья.