Оглавление

Введение

1. Метафизические парадигмы фундаментальной физики

2. Метафизические принципы, проявляющиеся в физике

3. Метафизический принцип тринитарности в физике

4. Принцип тринитарности в математике

5. Три начала и три вида философско-религиозных учений

6. Логика триединства в христианском богословии

7. Триединство в бинарной геометрофизике

Заключение

Введение

Всякий физик, занимающийся основаниями физики, космологией и вообще фундаментальными проблемами физики, неизбежно затрагивает философские, а точнее, метафизические проблемы. Даже если физик открещивается от философии, считая, что он занимается лишь своими сугубо профессиональными физическими задачами, он все равно опирается на те или иные метафизические парадигмы и принципы, заложенные в используемой им теории. Обращение к философии, точнее, к метафизическим принципам становится особенно важным на переломных этапах развития науки, когда происходят существенные изменения представлений об окружающем мироздании, осуществляется замена доминирующей метафизической парадигмы. По глубокому убеждению автора, именно такой период преобразований, во всяком случае в физике, мы переживаем в настоящее время.

Автора заставили обратиться к проблемам метафизики многолетние безуспешные попытки объединения принципов общей теории относительности и квантовой теории, другими словами, попытки решения проблемы квантования гравитации. Это побудило заняться анализом того, что лежит в основах современных общей теории относительности и квантовой теории. В конце концов это привело к пересмотру представлений о сущности классического пространства-времени, которые самым существенным образом используются как в общепринятой интерпретации квантовой механики, так и особенно в общей теории относительности.

Анализ данного вопроса (см. [1]) позволил сформулировать ряд метафизических принципов, проявляющихся как в фундаментальной теоретической физике, так и в других разделах мировой культуры, в том числе в философии естествознания и в религии.

1. Метафизические парадигмы фундаментальной физики

В метафизике всегда присутствовали два подхода к реальности: холизм и редукционизм. Холизм основан на таком понимании мира, когда целое доминирует, предшествует своим частям. Холизму противостоит редукционизм, в котором единое расщепляется на части, понимаемые более первичными, предшествующими целому. Оба эти подхода имели важное значение и дополняли друг друга в процессе познания мироздания.

Редукционизм доминировал (и продолжает доминировать) в развитии представлений о структуре материи. Достаточно назвать учение об атомно-молекулярной структуре вещества, понимание атомов в виде ядер, окруженных электронными оболочками, протонно-нейтронную модель ядер, кварковую структуру нуклонов, гипотезы о прекварках и т.п.

Холизм можно усмотреть в трудах античных мыслителей, в стремлениях Р. Декарта, Р.И. Бошковича и других естествоиспытателей и философов Нового времени построить монистическую картину мира. Особо важное значение идеи холизма имели в XX в., что проявилось в попытках теоретиков объединить известные виды физических взаимодействий, построить единую теорию поля или геометризовать всю физику.

Поскольку современная физика сложилась в Европейском регионе, то ей присущ дух редукционизма. В общепринятой физике изучаются тела (частицы), которые находятся не иначе, как в пространстве-времени и взаимодействуют друг с другом через поля: гравитационное, электромагнитное и иные. Это означает, что в основаниях физики закладываются три физические (а точнее, метафизические) категории: пространство-время, частицы (тела) и поля переносчиков взаимодействий. В учебниках и большинстве книг по физике эти категории в значительной степени имеют самостоятельный характер. Допускается изучение свойств пространства-времени без материи, можно также рассматривать свободные электромагнитное и другие поля (без частиц-источников). Отнесем все теории с таким пониманием категорий к триалистической физической (метафизической) парадигме. Под парадигмой будем понимать систему понятий, категорий и принципов, определяющих основания и характер теории.

В физике XX в. были представлены теории (программы) из нескольких метафизических парадигм, использующих разные категории и принципы. В частности, общая теория относительности и квантовая теория, часто называемые двумя столпами теоретической физики XX в., оказались построенными на принципиально различных основаниях. Фактически они опираются не на три, а на две метафизические категории: обобщенную, объединяющую в себе две из названных выше категорий, и оставшуюся. В общей теории относительности объединяются категории пространства-времени и гравитационного поля, а в квантовой теории - категории полей и частиц. Такие теории естественно назвать дуалистическими. Имея три варианта объединения двух категорий из трех, получаем три типа физических теорий (дуалистических парадигм) или три миропонимания одной и той же физической реальности под разными углами зрения.

1. Назовем теоретико-полевым миропониманием вариант теорий (метафизических парадигм), основанный на объединении категорий частиц и полей. Этот подход определял главное, можно сказать, магистральное на правление развития физики в XX в. К теориям этой парадигмы относятся квантовая механика и квантовая теория поля, в которых симметричным образом рассматриваются (бозонные) поля переносчиков взаимодействий и (фермионные) поля частиц. Апогей этого подхода опирается на открытые во второй половине XX в. суперсимметричные преобразования между фермионными и бозонными волновыми функциями. Эта же линия продолжается в столь модных в самом конце XX в. исследованиях суперструн и бран.

2. Назовем геометрическим миропониманием (см. [2]) взгляд на физическую реальность на базе категорий пространства-времени и полей - переносчиков взаимодействий. Центральное место здесь занимает эйнштейновская общая теория относительности. К этому же классу теорий относятся многомерные геометрические модели физических взаимодействий, называемые ныне теориями Калуцы - Клейна, где кроме гравитации геометризуются и другие виды физических взаимодействий, в первую очередь -электромагнитное.

Общая теория относительности является не просто теорией одного из видов физических взаимодействий, а лишь первым существенным шагом в геометризации всей физики. Эта парадигма была обоснована в трудах В. Клиффорда в XIX в. и затем развивалась Эйнштейном и рядом других авторов. В частности, сторонник этой парадигмы Дж. Уилер утверждал: «Пространство-время не есть арена для физики, это вся классическая физика» [3].

3. Взгляд на физическую реальность с позиций категорий пространства-времени и частиц назовем реляционным миропониманием. К нему, прежде всего, относится теория прямого межчастичного взаимодействия Фоккера-Фейнмана, основанная на концепции дальнодействия, альтернативной общепринятой концепции близко действия, воплощенной в теории поля. Дальнейшее развитие этого направления просматривается в бинарной геометрофизике (см. [4]), где вместо отдельных категорий пространства-времени и частиц вводится новая (метафизическая) категория систем отношений.

Названные выше главные физические теории, определявшие лицо физики XX в., свидетельствуют о том, что доминирующей была тенденция перехода от триалистической парадигмы, сформулированной еще Ньютоном, через дуалистические к монистической парадигме, опирающейся на единую обобщенную категорию, то есть наблюдалось стремление от категорийного редукционизма к холизму. Названные категории следует считать лишь временными, вспомогательными понятиями, удобными для восприятия мироздания. Фактически основные усилия физиков нацелены на выявление в теориях из различных парадигм свойств более глубокой сущности (единой обобщенной категории), лежащей за ними. Именно эти вопросы, а также попытки найти и описать единую обобщенную категорию (первооснову мира) будут находиться в центре внимания физики обозримого будущего.

Главной целью физиков-теоретиков является построение физической картины мира на основе единой обобщенной категории, однако они идут к этой цели с разных сторон. И это единое целое по-разному «видится» в каждой из этих парадигм: единый вакуум в теоретико-полевом подходе, единая геометрия в геометрическом миропонимании или единая система отношений (структура) в реляционном миропонимании. На наш взгляд, это разные названия одного и того же физического (метафизического) первоначала - того, что лежит «за», «над» или «под» физикой и составляет ядро (холон) монистической парадигмы, причем различие обусловлено предварительным, пока еще неполным его знанием в отдельных миропониманиях.

В развиваемой автором программе под названием бинарная геометрофизика [4] предлагается путь решения данной проблемы. Выход на новую монистическую парадигму оказался возможным в результате анализа всех других физических (метафизических) парадигм, опирающихся на комбинации двух и трех начал (категорий). Бинарная геометрофизика впитала в себя ряд черт теорий других парадигм, в частности, идеи многомерных геометрических теорий Т. Калуцы и О. Клейна, теории прямого межчастичного взаимодействия Фоккера-Фейнмана, и использует результаты квантовой теории поля.

Очевидно, что вопросы об основаниях (физической) картины мира, о числе ключевых физических категорий, о виде возможных парадигм и их числе следует отнести к сфере метафизики (см. [1]). Таким образом, фундаментальная теоретическая физика XX в. оказалась неразрывно связанной с метафизикой.

2. Метафизические принципы, проявляющиеся в физике

В фундаментальной теоретической физике XX в. ключевой характер приобрели те же концептуальные вопросы и проблемы, которые на протяжении двух с половиной тысячелетий были в поле зрения философии (и богословия). Исследуя широкую область природы, охватывающую закономерности различных масштабов - от свойств Вселенной в целом до самых элементарных кирпичиков мироздания в микромире, физика помогает вскрыть чрезвычайно важные (метафизические) принципы, некоторые из которых сквозным образом пронизывают все сферы бытия - от элементарных частиц до духовной жизни человека.

Физика имеет дело с более простыми системами, которые поддаются строгому математическому описанию, позволяющему отделить менее существенные факторы от ключевых, поэтому в рамках фундаментальной теоретической физики можно разглядеть и сформулировать общие принципы метафизики, имеющие универсальное значение. Перечислим главные из них.

1. Принцип тринитарности, принимающий вид троичности в редукционистском подходе и вид триединства в холистическом подходе. В фундаментальной теоретической физике этот принцип, в частности, проявляется в виде трех названных выше категорий, в виде трех видов дуалистических физических парадигм и в ряде других свойств мироздания, на званных ниже.

2. Принцип фрактальности, состоящий в том, что в каждой выделенной из целого части проявляются свойства всех других частей (сторон целого). Если взять любую из трех ключевых физических категорий, то в представлениях о ней проявляются свойства двух других категорий. Так, категория поля характеризуется областью задания (пространство-время), аргументом (точка, в которой помещается частица) и числовыми значениями (собственно поле). То же самое можно сказать о категории пространства-времени, характеризуемой топологией, отношениями порядка и метрикой, которые присущи трем названным категориям.

3. Принцип октетности метафизических парадигм, утверждающий наличие совокупности из восьми ключевых метафизических парадигм: триалистической, монистической и трех пар промежуточных дуалистических парадигм (названных выше тремя видами миропонимании). Каждое из трех дуалистических миропонимании содержит пару парадигм. Одна из них строится на одной обобщенной категории, заменяющей пару исходных, и одной оставшейся категории. Другая парадигма опирается на две обобщенные категории.

4. Принцип дополнительности, согласно которому различные дуалистические метафизические парадигмы (миропонимания) не противоречат, а дополняют друг друга. Этот принцип является обобщением известного принципа дополнительности Н. Бора, однако теперь он относится не к двум, а к трем сторонам реальности.

В связи с этим хотелось бы напомнить слова из лекции одного из создателей квантовой механики М. Борна, который, обсуждая определение метафизики, данное Б. Расселом («Метафизика - попытка постичь мир как целое с помощью мысли»), писал: «Имеет ли какое-нибудь значение для решения этой проблемы гносеологический урок, преподанный физикой? Я думаю, что да, ибо он показывает, что даже в ограниченных областях описание всей системы в единственной картине невозможно. Существуют дополнительные образы, которые одновременно не могут приниматься, но которые, тем не менее, не противоречат и которые только совместно исчерпывают целое. Это весьма плодотворное учение, и при правильном применении оно может сделать излишним многие острые споры не только в философии, но и во всех областях жизни» [5, с. 208]. Это высказывание вполне соответствует духу сформулированного выше метафизического принципа дополнительности парадигм.

5. Принцип консонанса (созвучия) теорий в рамках трех дуалистических миропонимании. Оказывается, между теориями, построенными в рамках различных миропонимании, можно провести ряд характерных аналогий.

6. Принцип целостности, состоящий в том, что ключевые закономерности теорий (законы, уравнения) должны включать в себя характеристики всех категорий используемой парадигмы.

7. Принцип развития, заключающийся в том, что в каждой из названных парадигм так или иначе описываются процессы, то есть ключевой является идея развития.

Нам представляется, что бессмысленно требовать доказательств наличия того или иного метафизического принципа. Они, как и аксиомы в геометрии, не доказываются, а открываются и используются. Их правомерность обосновывается лишь плодотворностью развиваемых на их основе рассуждений. И вообще, назначение метафизики - не доказательства, которыми занимается математика или физический эксперимент, а осмысление теоретических конструкций, интерпретация используемых понятий и выбор путей развития науки.

3. Метафизический принцип тринитарности в физике

При рассмотрении различных разделов теоретической и математической физики прежде всего обращает на себя внимание проявление принципа тринитарности, который, как уже отмечалось, в редукционистском подходе проявляется в виде принципа троичности, а в холистическом подходе как принцип триединства. Назовем наиболее значительные проявления этого принципа:

1. Физическое пространство имеет три измерения. Еще Э. Мах в своей книге «Познание и заблуждение» ставил вопрос: «Почему пространство трехмерно?» [6]. Затем над этим вопросом размышляли А. Эйнштейн, А. Эддингтон, П. Эренфест и ряд других авторов. В своих работах они пытались найти физическое обоснование этому фундаментальному свойству пространства.

2. Время одномерно, однако в нем принято различать прошлое, настоящее и будущее, то есть опять проявляется троичность.

3. Известно, что становление общей теории относительности тесно связано с попытками доказательства пятого постулата Евклида. Эта проблема была решена в работах Н.И. Лобачевского, К. Гаусса и Я. Бойяи, приведших к открытию первой неевклидовой (гиперболической) геометрии. Затем Б. Риманом была открыта вторая неевклидова (сферическая) геометрия. В итоге стали известны три вида геометрий с симметриями. Эти геометрии оказались тесно связанными с тремя возможностями проведения прямых (геодезических) через точку вне заданной прямой, параллельных исходной линии: одной прямой в геометрии Евклида), двух (а значит, бесконечно многих прямых в геометрии Лобачевского) или ни одной (в пространстве Римана постоянной положительной кривизны).

4. В основе современной космологии лежат три типа однородных изотропных космологических решений уравнений Эйнштейна: закрытая модель (с 3-мерным пространственным сечением в виде геометрии Римана), открытая плоская (с геометрией Евклида) и открытая модель, пространственное сечение которой описывается геометрией Лобачевского.

5. Системы отсчета, играющие чрезвычайно важную роль в теории относительности, характеризуются тремя физико-геометрическими тензорами: вектором ускорения, антисимметричным тензором угловой скорости вращения и симметричным тензором скоростей деформаций [2].

6. Дифференциальные геометрии Схоутена, более общие, нежели геометрия Римана, положенная в основу общей теории относительности, характеризуются тремя и только тремя тензорными величинами: кручением, сегментарной кривизной и третьим схоутеном (разностью связностей для переноса ко- и контравариантных тензоров).

7. В физике микромира имеют место три вида фундаментальных физических взаимодействий: электромагнитное, слабое и сильное. Сейчас исследуются пути построения единой теории этих трех видов физических взаимодействий. Достигнут несомненный прогресс в объединении электромагнитных и слабых взаимодействий в виде калибровочной модели электрослабых взаимодействий Вайнберга-Салама-Глэшоу.

8. В теории электрослабых взаимодействий имеют место три поколения элементарных частиц. Окружающее нас вещество построено из элементарных частиц первого поколения. Сейчас обсуждаются проблемы обоснования наличия именно этих трех поколений и выделенности лишь одного из них.

9. В теории сильных взаимодействий элементарные составляющие частиц - кварки - могут обладать одним из трех цветовых зарядов, что определило название этой теории - хромо динамика.

10. Барионы, частицы, участвующие в сильных взаимодействиях, состоят из трех кварков, которые невозможно выделить отдельно из-за свойства конфайнмента.

11. В классической физике используются три вида размерных величин: длины (сантиметр), времени (секунда), массы (грамм).

12. В наших работах [2; 7] было показано, что для построения единой геометрической теории физических взаимодействий необходимо использовать три дополнительные (компактифицированные) размерности калуцевского типа.

13. Можно назвать проявление троичности в виде широко известной «золотой пропорции», определяемой из отношений трех отрезков, а также в законе построения рядов Фибоначчи или Люка и т.д.

14. Ко всему этому следует добавить указанные выше три ключевые физические категории: пространство-время, частицы (тела) и поля переносчиков взаимодействий, явно отраженные в трехчленной формуле второго закона Ньютона та = F, в котором масса т соответствует категории частиц, ускорение а - категории пространства и времени, а сила F - категории по
лей.

15. Сюда следует добавить также и три вида дуалистических физических (метафизических) парадигм: теоретико-полевую, геометрическую и реляционную.

Этот перечень можно продолжить и далее. Аналогичное проявление троичности имеет место и в других разделах науки и культуры.

формате PDF (469Кб)