Обращение к читателям

Д.т.н. Киреев В. Ю.
ФГУП «Научно-исследовательский институт физических проблем им. Ф. В. Лукина».
Доклад на 6-ой Международной Научно-практической конференции по физике и
технологии наногетероструктурной СВЧ-электроники «МОКЕРОВСКИЕ ЧТЕНИЯ»
НИЯУ «МИФИ» 20-21 мая 2015 года.

Согласно определению [1], физика – это ведущая область естествознания, изучающая наиболее общие и фундаментальные закономерности, определяющие структуру и развитие объектов материального Мира, законы которого лежат в основе всего естествознания. Основная цель физики состоит в изучении природы явлений, т.е. в выяснении и раскрытии внутреннего строения объектов и механизма процессов, участвующих в изучаемых явлениях, анализе причинно-следственных отношений между ними и в выводе на этой основе общих закономерностей развития Материи.

Однако в настоящее время физика все дальше удаляется от выполнения своей цели. Существующие физические теории практически не объясняют, а всего лишь математически описывают изучаемые явления. Для описания явлений используется все более сложный математический аппарат, но от этого физические описания не превращаются в объяснения и не перестают носить все более поверхностный (феноменологический) характер [2].

Кризис физики, как ведущей области естествознания, обусловлен следующими причинами:

1. Господством в официальной (академической) науке подхода к описанию физических явлений на базе математического формализма, опирающегося на законы формальной логики и игнорирующего физическое содержание объектов и процессов, т.е. не раскрывающего их внутренней структуры, механизмов взаимодействия и развития [3-5].

2. Необоснованным применением индуктивного метода познания (от «частного» к «общему») на базе фундаментальных взаимодействий и квантовой теории без учета законов системной организации материальных объектов окружающего Мира [6].

3. Игнорированием при описании физических явлений процессов эволюции (развития) объектов неживой природы (неорганических и органических) и общих диалектических законов развития [2,7].

4. Не признанием принципа уровневого строения Материи, который обеспечивает материальное единство Мира, проявляющее во взаимной связи (вертикальном взаимодействии) всех уровней организации Материи во Вселенной, т.е. во взаимозависимости материальных объектов и процессов (явлений) на всех структурных уровнях микро-, макро- и мегамира [2,8].

5. Нарушением в физике принципа причинности (цепочки причинно-следственных связей), который требует, чтобы при записи любых определяющих уравнений в физике причина (аргумент) находилась в правой части уравнения, а следствие (функция) находилось в левой части уравнения [9].

Суть математического формализма заключается в следующем. При исследовании реальных материальных объектов, которые всегда представляют собой системы относительно внешней среды, физики на основе формальной математики пытаются установить связи между входными и выходными параметрами этой системы, т.е. построить ее формальную математическую модель в виде «черного ящика» без развития знаний и представлений о ее строении, механизмах взаимодействия и развития.

В настоящее время официальная (академическая) физика признает существование физических полей, как особой формы Материи, которая связывает частицы вещества в единые системы и передает с конечной скоростью действие одних частиц на другие [10,11]. Однако при рассмотрении электромагнитных и гравитационных взаимодействий она не пытается описать структуру частиц (квантов) этих полей и заменяет действие этих материальных полевых сред на заряженные и нейтральные частицы вещества их абстрактными представлениями в виде математических моделей. В этих моделях действие полевой среды (источников поля) на исследуемые частицы заменяются значением функции напряженности поля, а действие исследуемых частицы на полевую среду не учитывается [12,13].

Таким образом, упрощаются расчеты, но теряется физический смысл (механизм) взаимодействия и силы инерции, связанные с движением (реакцией) полевой среды. Потерянные силы инерции полевой среды вводятся в теорию поля искусственно в виде преобразований Лоренца и специальной теории относительности (СТО) для согласования формул с экспериментом.

Следовательно, получаются формулы, обеспечивающие правильные результаты расчетов, но почему они работают, и какова природа физических процессов, описываемых этими формулами, непонятно.

Непоправимый вред математического формализма заключается в том, что вместо изучения структуры материальных объектов природы, механизмов процессов и явлений, происходит математическая подгонка существующих моделей под новые экспериментальные данные.

Следует отметить, что подход на основе математического формализма очень удобен для инженеров и технологов, которым надо оперативно проводить расчеты для практических задач, но для физиков и разработчиков, которые должны проводить дальнейшее развитие той или иной области науки и техники, этот подход совершенно не приемлем. Действительно, не зная или не понимая строения объектов и механизмов физических процессов или не представляя физических моделей, стоящих за полученными формулами, нельзя сделать следующий шаг к открытию новых физических явлений или усовершенствовать процессы и приборы.

В настоящее время развитие многих разделов физики, особенно квантовой теории, теории относительности, теории поля, теории конденсированных сред, приобрело характер математического формализма, который резко уменьшил познавательный потенциал физики в естествознании, сведя его к формальному описанию явлений по принципу «было - стало» (или «черного ящика») без понимания природы (строения) объектов и механизмов их взаимодействия и развития при таком переходе [3].

Начиная с создателей квантовой механики В. Гейзенберга и Э. Шредингера, описание микромира (структуры Материи) проводилось с помощью формальных математических моделей и функций, не отражающих реальный механизм физических явлений и реальное строение микрообъектов и не учитывающих их развитие [1,10,11,14].

Для ученых, сомневающихся в математическом формализме квантовой теории можно привести две цитаты.

Первую - из работы академика Б. Кадомцева [15]: «Вся квантовая теория представляет собой формализм для описания временной эволюции намерений микромира, в котором операторы эволюционируют во времени лишь для того, чтобы иметь возможность действовать на неподвижный вектор состояния - квинтэссенцию намерений микромира».

Вторую - из эпиграфа нобелевского лауреата по физике Р. Феймана к книге [16]: «Думаю, я могу ответственно заявить, что никто не понимает квантовую механику. Если есть возможность, прекратите спрашивать себя: «Да как же это возможно?» - т.к. вас занесет в тупик, из которого еще никто не выбирался».

Модели и теории, основанные на математическом формализме, неадекватно отражают процессы и явления нашего природного Мира, т.к. они противоречат материальному единству природного Мира и анализируют параметры движения материальных объектов раздельно в пространстве и во времени и в отрыве от самих материальных объектов и их качественного развития [3,5,17].

Если современная официальная физика признает существование материальных физических полей (электрического, магнитного, электромагнитного, гравитационного и др.), через которые осуществляется взаимодействие вещественных объектов (принцип близкодействия), то очевидно, что эти поля возникли при образовании нашей Вселенной и присутствуют везде и всегда. Поэтому выражения, приводимые практически во всех учебниках, справочниках и энциклопедиях [10-14], что «вещественные заряженные или незаряженные, покоящиеся или движущиеся частицы создают то, или иное физическое поле» является принципиально (базисно) неверным.

На самом деле частицы создают «возмущение (градиент энергии) уже существующего физического поля», которое распространяется со скоростью присущей данному материальному полю. Причем это возмущение физического поля может, как перемещаться, вместе с вещественной частицей, так и существовать отдельно от частицы в виде волн полевой среды, т.е. полевая среда может иметь собственную динамику движения, что естественным образом объясняет явление корпускулярно-волнового дуализма, которое ставит в тупик физику на основе математического формализма [5,6]. Поэтому важнейшей задачей отечественного научно-педагогического сообщества и реформируемой Российской академии наук является: отделение классической (природной) физики от математической (вычислительной) физики.

Классическая (природная) физика должна базироваться на изучении природы явлений и процессов с помощью физических моделей на основе аксиом и проверенных постулатов с учетом экспериментального определения строения, механизмов взаимодействия и развития материальных объектов нашего единого природного Мира.

Математическая (вычислительная) физика использует для практических расчетов параметров процессов и явлений нашего природного Мира абстрактные математические модели на основе априорных мысленных гипотез и экспериментов, не имеющих никакого отношения к реальным процессам и объектам природного Мира.

В настоящее время классическая и математическая физика оказались перепутанными в учебной, научной и справочной литературе. Это привело к многочисленным противоречиям и неточностям, а также значительно снизило познавательный потенциал классической физики, который основан не на цитировании абстрактных гипотез и жонглировании математическими формулами, а на показе физической природы явлений, структуре материальных объектов и механизмов процессов, стоящих за приводимыми определениями и уравнениями.

Разделение существующей физики на классическую (природную) и математическую (вычислительную) является самым оптимальным выходом из создавшегося положения, аналогично делению методов решения уравнений на точные и приближенные. В противном случае целые разделы физики, например квантовую механику, специальную и общую теории относительности, теорию поля, теорию элементарных частиц, придется объявить несоответствующими действительности, т.е. научными «химерами» или «лженауками», т.к. в них чистое мастерство математического формализма доминирует над физическим смыслом.

Действительно, в математической физике ученые создают модели, которые невозможно проверить опытным путем. В этом случае наука уступает место вере, т.к. объектами начинают выступать не сами реальные явления нашего природного Мира, а их мысленные аналоги - модели, отражающие реальность в человеческом сознании, точнее в сознании выдающихся ученых.

Например, геометрия - это метрика сознания, мысленно накладываемая на природные объекты для удобства их описания, но в общей теории относительности (ОТО) ее, вслед за А. Эйнштейном, стали считать неотъемлемым свойством реально существующего пространства, хотя она всего лишь атрибут сформировавшейся в сознании модели [18].

По мнению автора настоящей работы, отношение к идеям, превратившимся в объекты веры и противоречащим появляющимся эмпирическим фактам в классической физике, должно быть следующим.

«Слава титанам науки, способным в нужное время предложить гипотезу, объясняющую то или иное явление нашего природного Мира в рамках известных на тот момент экспериментальных фактов. Однако если гипотеза со временем перестает объяснять появляющиеся эмпирические факты, противоречит им, ее следует подвергнуть критическому анализу и пересмотреть, несмотря на научный авторитет авторов. В противном случае, научное направление пойдет по тупиковому пути, усилия многих других ученых пропадут напрасно и, главное, исчезнут условия для выдвижения новых титанов науки».

К сожалению, в таких случаях официальная (академическая) наука стоит на позиции игнорирования фактов, не вписывающихся в существующие научные парадигмы, превращая тем самым их в догмы. Такая позиция типична для официальных ученых, стремящихся любой ценой сохранить существующие парадигмы, на базе которых они добились успехов и высокого положения.

Действительно, зачем рушить из-за неудобного факта с таким трудом построенное здание научного направления, обеспечивающего научное и финансовое благополучие. Проще объявить неудобный факт ошибкой эксперимента, артефактом (курьезом) или его не заметить [19]. В настоящее время объем этих незамеченных или замалчиваемых фактов достиг критической массы [2,3,5,17,19-22], который может вызвать кризис естествознания, если не провести назревшей реформы.

В математической физике такое положение просто невозможно, т.к. она является вычислительной наукой. В случае появления новой абстрактной гипотезы и новой математической модели, позволяющей более точно рассчитывать параметры материального объекта, старая математическая модель все равно остается. На нее просто накладываются ограничения по точности расчетов и области применения.

Таким образом, перед научно-педагогическим сообществом стоит задача по созданию научной, учебной и справочной литературы по классической физике и построению процесса обучения на новом методологическом подходе – рассмотрении всех материальных объектов, как развивающихся систем на основе трех фундаментальных диалектических законов развития [7,14,23,24]:

1. Единства и борьбы противоположностей – закона, определяющего движущие силы развития систем (материальных объектов).

2. Перехода количественных изменений в качественные – закона, определяющего единство непрерывности и дискретности в развитии систем.

3. Отрицания-отрицания – закона, определяющего цикличность развития, т.е. противоположность и самоподобие состояний системы в процессе развития.

Диалектические законы развития утверждают и доказывают, что существует единство материального Мира, которое проявляется во взаимной связи (вертикальном энергоинформационном взаимодействии) всех уровней организации Материи, т.е. во взаимозависимости материальных объектов и процессов (явлений) на всех структурных уровнях микро-, макро- и мегамира

Следовательно, физика должна учитывать тот факт, что каждый материальный объект, наряду с горизонтальными энергоинформационными взаимодействиями на своем уровне, всегда участвует в вертикальных (межуровневых) энергоинформационных взаимодействиях, которые определяют процессы рождения и развития всей Материи. Однако все фундаментальные и производные физические теории построены при полном игнорировании процесса уровневого развития Материи (материальной среды), что кардинально отличает физику от других разделов естествознания – химии, геологии, астрономии, биологии, социологии [2,25].

Уравнения фундаментальных физических теорий инвариантны относительно инверсии времени, так что время входит в динамику процесса просто как параметр его длительности и не имеет направленного исторического характера развития, т.е. прошлое и будущее не различаются [2].

Игнорирование самоорганизации (движения к повышению количества информации) неживой (неорганической и органической) Материи происходит не потому, что физики не хотят ее изучать, а потому что теоретические методы исследования процессов ее развития начали создаваться только в последней трети 20-го века в виде неравновесной термодинамики открытых систем, синергетики, принципа глобального эволюционизма, теории систем, теории квантовой информации, энергодинамики и уровневой физики [3,7,9,24,26].

Что представляет собой вертикальное энергоинформационное взаимодействие в природе, для современной науки, пока остаётся загадкой, но можно предположить, что в его основе должна лежать некая общеприродная самоорганизующаяся активная среда [19,27] – информационный уровень организации Материи в нашей Вселенной. Поэтому самой фундаментальной проблемой естествознания является установление физической сущности этой общеприродной активной среды и механизмов вертикального энергоинформационного взаимодействия.

Однако в настоящее время естествознание изучает только законы горизонтального линейного взаимодействия отдельных материальных объектов и отрицает наличие общеприродной активной среды. Поэтому современное состояние всех наук характеризуется разобщенностью и наличием парадоксов, в виде явных нарушений уже установленных законов и наблюдения феноменов, которые не находят объяснения в рамках известных науке представлений [3,5,19,20,27]. Науки не могут объединиться в единое естествознание, так как лишены общего основания [27].

Особенно актуально признание вертикальных взаимодействий в области нанотехнологий, где большинство исследователей полагают, что атомы можно укладывать и группировать в нанообъекты любым способом, исходя из человеческих потребностей [28,29]. В действительности же такой произвол исключён, так как из-за наличия общеприродной активной среды пространство не является инертным вместилищем вещества, и законы вертикального энергоинформационного взаимодействия запрещают произвольное «приставление атомов друг к другу» [27].

Существующее положение в современной физике во многом определяется тем, что многие ее ведущие представители обращают мало внимания или вообще игнорируют общие понятия и законы философии, не пытаясь их конкретизировать и уточнить для своих областей знания.

Вот, например, цитата из работы [30] академика Н. Моисеева: «При изложении почти любого сложного вопроса нам приходится опираться на целый ряд понятий, которые мы не можем чётко определить. К ним относятся, например, понятия материи и энергии. Подобные понятия я называю «первопонятиями» и определять их не считаю правомерным, поскольку человечество не выработало (и вероятнее всего, никогда не выработает) их однозначной трактовки, отвечающей всему их многообразию».

С такой позицией нельзя согласиться по двум причинам:

1. Если природный Мир - это формы движения (системные образования) Материи, развивающейся вследствие наличия и изменения энергии, то без определения указанных исходных понятий нельзя построить логически определенной и до конца понятной науки.

2. Так как физика - это лишь гипотетическое модельное описание природы, а не сама реальная природа, то приближение модели к реальности есть бесконечный итерационный процесс, в ходе которого по мере появления новых экспериментальных результатов необходимо периодически уточнять и совершенствовать формулировки основных понятий, постулатов и законов.

Таким образом, для поддержания развития науки во втором десятилетии 21-ого века ученому сообществу придется уточнить основные понятия естествознания: материя, энергия, вещество, поле, движение, пространство, время, информация, масса и заряд. Ниже приводятся определения этих понятий, полученные автором в результате многолетней работы.

«Материя - это несотворимая и неуничтожимая вечно движущая самоорганизующаяся дискретная энергоинформационная субстанция, образующая Вселенную в виде бесконечного иерархического ряда вложенных друг в друга своих устойчивых организационных уровней, объединяющих близкие по энергии связи, характерному размеру, строению и свойствам энергоинформационные системные образования - материальные объекты, взаимодействующие между собой в определенном темпе и обеспечивающие структурно функциональное единство и развитие природного Мира».

С точки зрения физики движение определяет форму существования Материи и является ее главным неотъемлемым свойством (атрибутом), которое заключается в том, что все материальные объекты находятся в состоянии непрерывного взаимодействия, приводящего к изменению их состава и/или структуры и их взаимопревращениям. Движение в самом общем виде - это любое изменение характеристик материальных объектов в результате взаимодействия, а изменение их характеристик - это информация. Движение Материи абсолютно, тогда как всякий покой относителен. Движение Материи (материальных объектов), как физическое явление, характеризуется количественно энергией, а качественно - направлением движения или информацией.

Энергия - единственная универсальная для всех уровней структурной организации Материи величина, которая сохраняется при всех взаимопревращениях материальных объектов в замкнутой суперсистеме Вселенной, т.е. при всех переходах от одних форм движения к другим, связывая воедино все явления природного Мира.

Материальные объекты существуют в виде двух взаимодействующих, взаимосвязанных и взаимно превращаемых энергоинформационных состояний Материи: физических полей и веществ.

Физические поля - это нелокальные состояния Материи в виде проточных энергоинформационных системных сред, которые не имеют формы и объема и образованы самодвижущими энергетическими объектами (квантами), не обладающими продольной инертной массой структуры (массой в направлении движения или массой покоя).

Вещества - это локальные состояния Материи в виде дискретных энергоинформационных системных образований, которые имеют форму и/или объем и образованы материальными объектами (частицами), обладающими продольной инертной массой структуры (массой в направлении движения или массой покоя).

Из-за вложенности организационных уровней Материи все вещественные частицы и само макроскопическое вещество в нашем природном Мире окружены неотъемлемыми оболочками физических полей: гравитационного и электромагнитного, являющихся продольной и поперечной компонентами единого гравитонного поля. Эти полевые оболочки фактически являются соответствующими зарядами вещественных объектов, образуя связи между их частицами и определяя взаимодействие между ними. Действительно любая вещественная система - это всегда заряженный электрически и/или гравитационно материальный объект, формирующий в окружающем его пространстве напряженное состояние соответствующих физических полей.

Основной закон развития Материи:

«Самоорганизующееся движение Материи, представляющей собой структурированные энергетические объекты (системные образования), осуществляется в трёх в неразрывно связанных друг с другом категориях (фундаментальных формах ее существования): в пространстве – времени – информации (в качестве, системной организации)».

Из основного закона развития Материи вытекают два важных следствия:

1. Материальные объекты каждого уровня организации Материи создают (формируют) свой собственный диапазон пространства, времени и информации (информационной емкости).

2. Пространство, время и информация (системная организация материального объекта) при всех формах и видах движения энергии в любых материальных объектах должны рассматриваться и исследоваться неразрывно друг от друга.

Исходя из приведенного физического определения Материи, можно дать формулировки ее фундаментальных форм существования:

1. Пространство - это энергетическая среда гравитонного поля с определенным диапазоном плотности энергии, в которой существуют, двигаются и взаимодействуют все вещественные материальные объекты.

2. Время - это величина обратная скорости передачи энергетического взаимодействия через единичное расстояние среды гравитонного поля от одного вещественного материального объекта к другому.

3. Информация - это изменение интенсивности и/или скорости передачи энергетического взаимодействия через среду гравитонного поля от одного вещественного материального объекта к другому.

Литература.

1. Википедия – http://ru.wikipedia.org/wiki.

2. Денисова Н.А. В чем заблуждаются физики? - Бишкек, "Илим", 2000. - 112 с.

3. Пакулин В.Н. Структура материи. - СПб, НТФ "Истра", 2011. – 121 с.

4. Коган И.Ш. - http://physicalsystems.org/index07.04.1.html.

5. Репченко О.Н. Полевая физика или как устроен мир? – М.: «Галерия», 2008. – 320 с.

6. Коган И.Ш. - http://physicalsystems.narod.ru/index03.1.05.0.html.

7. Кондрашин И.И. Диалектика материи. М.: Московская типография №2, 1996. – 218 с.

8. Алеманов С.Б. Волновая теория строения элементарных частиц. - М.: "БИНАР", 2007. – 136 с.

9. Коган И.Ш. - http://physicalsystems.org/index03.4.01.html.

10. Б.М .Яворский, А.А. Детлаф, Лебедев А.К. Справочник по физике. 8-е изд. М.: «Оникс», 2006. – 1056 с.

11. Физическая энциклопедия./Под ред. А.М. Прохорова. – М.: Сов. энциклопедия, 1988 - 1999. – 5 томов.

12. Фейман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Феймановские лекции по физике. Т.5. Электричество и магнетизм. – М.: «Мир», 1966.

13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Курс теоретической физики. Т.2. Теория поля. – М.: «Высшая школа», 1968.

14. Большая советская энциклопедия (БСЭ)./Гл. ред. А.М. Прохоров. – 3-е изд. М.: Сов. энциклопедия, 1969 - 1978. – 30 томов.

15. Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. - Успехи физических наук, 1994, т. 164, №5, с. 449 - 530.

16. Gribbin J. Q is for quantum: An encyclopedia of particle physics. - N.Y. Touchstone, 2000. - 560 p.

17. Канарёв Ф.М. Начала физхимии микромира. Монография. - Краснодар: 2010. - 1050 с.

18. Попов В.П., Крайнюченко И.В. Альтернативное мировоззрение. Концепции естествознания. Пятигорск: Издательство ИНЭУ, 2006. - 130 с.

19. Киреев В.Ю., Врублевский Э.М., Недзвецкий В.С. и Сосновцев В.В. Философские, физические и химические аспекты объектов и методов нанотехнологий. – Информация и инновации. 2010, специальный выпуск, с. 1 – 90.

20. Дубров А.П., Пушкин В.Н. Парапсихология и современное естествознание. – М.: Изд-во «Соваминко», 1990. – 280 с.

21. Эткин В.А. О взаимодействии вращающихся масс. Журнал Формирующихся Направлений Науки (ЖФНН), 2013, т. 1, № 3, с. 6 - 14.

22. Жигалов В.А. Характерные эффекты неэлектромагнитного излучения. 2011. - http://www.second-physics.ru/work/zhigalov_effects.pdf.

23. Философские проблемы естествознания: Учебное пособие./Под ред. С.Т. Мелюхина. – М.: Высш. школа, 1985. – 400 с.

24. Луценко Е.В. Универсальный информационный вариационный принцип развития систем. – Научный журнал КубГАУ, 2008, №41(7), с. 1 – 77.

25. Коблов А.Н. Диалектико-материалистическая концепция развития и современная физика. – Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1987. – 203 с.

26. Пеньков В.Е., Шашков С.Н. Современные научные представления об эволюции Материи. – Белгород: ИПЦ «ПОЛИТЕРРА», 2008. – 145 с.

27. Ромашов А.Н. Типы и общая модель взаимодействий. – Вестник Российской Академии Наук, 2008, т.78, №8, с. 719 – 725.

28. R. Feinman. There's plenty of room at the bottom. An invitation to enter a new field of physics. – Miniaturization / edited by H. D. Hilbert, Reinhold, N.Y., USA, 1961.

29. Drexler K.E. Engines of creation. The Coming Era of Nanotechnology. - Anchor Books Double-day, N.Y., USA, 1986. - 299 pp.

30. Моисеев Н.Н. Универсум, информация, общество. – М.: Изд-во «Устойчивый мир», 2001. – 200 с. 

Призыв к спонсорам