О системной природе физического вакуума

      Предлагаемая статья – это критический (точнее – конструктивно-критический) анализ статьи "О природе физического вакуума", полученной из интернетовского сайта, в которой рассматриваются требования, при удовлетворении которых физический вакуум может быть отнесен к наиболее фундаментальному виду физической реальности. В ней делается, например, вывод, что физический объект, претендующий на фундаментальный статус, должен обладать свойством непрерывности. В этом случае он якобы обладает наибольшей общностью и не имеет ограничений, свойственных множеству объектов и явлений, имеющих вторичный статус. Утверждается, что физический вакуум, обладающий свойством непрерывности, расширяет класс известных физических объектов. Вещество и вакуум соотносятся между собой как взаимодополняющие противоположности, они как бы находятся в отношениях "дополнительности". В тексте статьи приводится масса и других утверждений, которые кажутся весьма спорными. В то же время существует познавательный подход, позволяющий рассматривать проблему физического вакуума под углом зрения, при котором все частные противоречия исчезают, они сводятся к одному, которому мы здесь дадим название основного парадокса. Этот подход основан на органическом синтезе системного подхода и предположения о существовании структуры у физического вакуума и назван автором СФКМ (системно-физическая концепция мира). Подвергнем критическому (точнее – конструктивно-критическому) анализу несколько тезисов исходной статьи.
       Стимулом стойкого интереса к физическому вакууму является надежда ученых на то, что он откроет доступ к океану экологически чистой вакуумной энергии. Очевидно, что эти надежды не беспочвенны. В рамках квантовой электродинамики теория указывает на реальность существования в физическом вакууме "океана" энергии.
       Энергия вакуума может быть очень большой. Однако, вследствие высокой симметрии вакуума, непосредственный доступ к этой энергии весьма затруднителен. В результате, находясь, по существу, среди океана энергии, человечество вынуждено пользоваться только традиционными способами ее получения, основанными на сжигании природных энергоносителей. Тем не менее, при нарушении симметрии вакуума доступ к океану энергии возможен. Поэтому внимание исследователей привлекают новые физические эффекты и феномены в надежде на то, что они позволят заставить физический вакуум "работать".
       При достижении критического уровня возбуждения физический вакуум порождает элементарные частицы – электроны и позитроны. Поэтому многих исследователей интересует способность вакуума генерировать электроэнергию. Эффект Казимира указывает на возможность извлечения механической энергии из вакуума. Достижению реальных результатов, в плане практического использования энергии физического вакуума, мешает отсутствие понимания его природы. Загадка природы физического вакуума остается одной из серьезных нерешенных проблем фундаментальной физики.
       Здесь примечателен узкоутилитарный характер стимулов интереса к физическому вакууму. Получить энергию вакуума – и жарить с её помощью картошку (или изготавливать бомбы нового типа); в общем, делать то, что мы привыкли делать, только в больших масштабах (поскольку энергии "океан"). Энергия, конечно, нужна – кто спорит. Но прежде чем получить доступ к океану энергии, человеку не мешало бы разобраться в себе, определиться в своём месте в этом океане, в своём предназначении. Хотя бы для того, чтобы использовать этот океан энергии оптимально. Физический вакуум, производной которого, согласно гипотезе, является весь наш мир с его закономерностями, должен, по идее, быть вместилищем некой базовой закономерности, которой подчиняются все процессы нашей Вселенной. установление этой закономерности должно стать приоритетной задачей в постижении природы физического вакуума. Это крайне важно для современного человека, стоящего сейчас на перепутье, в точке выбора своего пути во Вселенной.
       Вакуум – это то, из чего можно создавать Вселенные. Нас же, аки дикарей (хоть уже в какой-то степени и "учёных"), более всего интересует сейчас, как отрезать от этого "слона" – вакуума кусочек, чтобы приготовить себе свой дикарский завтрак. Для современного человека (в его нынешней ипостаси предчеловека) там слишком много энергии. Не поняв сути Вакуума, лезть в него со своим дикарским черпаком почти наверняка означает быть сожжённым. На этом пути существует реальная возможность взорвать нашу Метагалактику. Но не нужно понимать автора и так, будто он призывает отказаться от энергии вакуума. Нет – нужно всего лишь правильно расставить приоритеты. В первую очередь необходимо решать мировоззренческие задачи.
       Рассудим так. Пусть наш мир, как это следует из некоторых утверждений, есть некое возбуждение физического вакуума. Тогда этот мир предстаёт как очень сложная (но устойчивая) система, суперпозиция колебаний и их гармоник. Чтобы получить энергию из вакуума, в него надо вложить энергию, т. е. осуществить какое-то дополнительное возбуждение вакуума, не имея представления, к чему это может привести. А привести это может к тому, что к существующей сложной системе колебаний добавится новая гармоника, которая сделает вещество нашего мира неустойчивым. Результат этого может быть очень эффектным (но уже не для нас). Поэтому обращаться к использованию энергии вакуума можно лишь после очень серьёзного исследования его свойств, и не для всяких целей.
       Да и зачем? Мир пронизывает колоссальный поток энергии, пропадающей безо всякой пользы – это энергия излучения звёзд, основной вклад в энтропию нашего мира. Взять эту энергию – и тем самым замедлить процесс энтропии – может, в этом и заключается истинное предназначение человека? Совпадающее, к тому же, с его жизненными потребностями. Может быть, эту энергию можно научиться использовать и для транспортировки любых материальных объектов на любые расстояния (этакие станции пространственного метро в каждой системе). На худой конец есть вещество, эти энергетические консервы (тот же вакуум, в который "закачан" избыток энергии). Важно научиться безопасно извлекать этот избыток. А мусорных свалок (выброшенного, неиспользуемого вещества) уже и сейчас на Земле предостаточно. Как видим, альтернатив "поджиганию" вакуума много. А нам, людям, пора перестать быть детьми, из чистого интереса подносящим спичку ко всему, что горит.
       В исходной статье затрагивается тема симметрии. Попутно рассмотрим эту тему, хоть она и не относится напрямую к основному направлению нашего исследования. Зачем нам это нужно? Дело в том, что эта группа представлений (представлений о симметрии) вносит существенный вклад в формирование наших общих представлений о мире. Но, к сожалению, не всё так кристально ясно в отношении симметрии. Использование этого понятия в научном обиходе и в принятом контексте свидетельствует скорее о непонимании истинного положения вещей, чем о ясности наших физических представлений о мире.
       Обратимся к справочнику. Симметрия (от греческого symmetria - соразмерность), в широком смысле – инвариантность (неизменность) структуры материального объекта относительно его преобразований (т. е. изменений ряда физических условий). Т. е., если совсем просто, то симметрия есть сохранение тех или иных свойств объектов при тех или иных их преобразованиях.
      Симметрия лежит в основе законов сохранения. Симметрия СРТ (СРТ – теорема) состоит в том, что все процессы в природе не меняются (симметричны) при одновременном проведении трёх преобразований: переход от частиц к античастицам (зарядовое сопряжение, С), зеркальном отражении (пространственная инверсия, Р) и замена времени (обращение времени, Т); следует из основных принципов квантовой теории поля.
      В квантовой механике важное значение имеет симметрия пси-функции, которая базируется на полной тождественности элементарных частиц и возможности перестановки этих частиц (замене пространственных и спиновых координат). Если перестановка двух тождественных частиц квантовой системы не вызывает изменения знака её пси-функции, то такая пси-функция называется симметричной.
       Но так ли всё просто с симметрией, точнее, с нашими о ней представлениями?
      Одно из важных предположений, на которых базируется представление о симметрии, есть предположение о тождественности элементарных частиц одного вида (скажем, всех электронов или всех протонов). Второе, родственное ему предположение, это предположение об обратимости механических процессов. Справедливы ли эти предположения? Попробуем рассмотреть это на простейшем примере.
      Рассмотрим элементарное перемещение, скажем, атома водорода, из одной произвольной точки пространства в другую. В принципе, такое перемещение можно рассматривать как некое преобразование. В рамках стандартных физических представлений считается, что в конечную точку приходит тот же объект, который вышел из исходной точки, т. е. тождественный самому себе. Ну, а если предположить, что этот атом есть производная физического вакуума, иначе – некое динамичное образование (возбуждение) некой динамичной системы (вакуум – динамичная система), то есть, что перемещается возбуждение на некой структуре (которая в каждой своей точке тоже, скажем, не совсем спокойна)? Тогда получится, что в конечную точку придёт совершенно другой объект, какой-то невероятно далёкий потомок того, что отправился в путь. Хотя базовый набор свойств конечного объекта (т. е. свойств, которые мы научились фиксировать) будет такой же, как у исходного объекта. Но можно ли утверждать абсолютную тождественность исходного и конечного атомов? Если строго, то вряд ли. И если даже удалось бы в точности реализовать обратное движение по той же траектории, в исходную точку всё равно не вернётся исходный объект. И что уж тогда говорить о тождественности двух разных частиц одного вида?
      То же самое можно сказать о предположении обратимости законов механики. Утверждается, что любое движение в механике можно обернуть (здесь работает, как утверждается, самая трудная для понимания, временная, или Т-симметрия). Утверждается также, что можно изменить скорость частиц на обратную, и система начнёт двигаться в обратную сторону, благополучно возвращаясь в исходное состояние. Ничем иным, кроме как игрой воображения, это обосновать нельзя.
      И ведь отдаётся отчёт, что такое утверждение противоречит всему, что мы видим вокруг: в любом реальном явлении растёт энтропия (скажем, из-за трения) и вернуть прошлое нельзя. Но наш ум уже привык к абстракции, и мы умеем представлять себе мир без трения, т. е. мир, в котором верны уравнения механики (именно представлять, потому что на самом деле такой мир не существует).
      Наш мир – это волна возбуждения, распространяющаяся по некой первичной структуре (по вакууму) и как в каждой волне в ней непрерывно всё меняется. Времени в общепринятом представлении (как некой самостоятельной сущности) не существует, время – это свойство человеческого разума упорядочивать последовательности событий. Есть движение, сложный процесс (а процесс всегда направлен в одну сторону). Наш мир – это мгновенное состояние некоего сложнейшего возбуждения, точнее – сложнейшая суперпозиция более простых возбуждений и существует он всего лишь миг, но каждый раз воспроизводится в новом миге. Но обратный путь невозможен, невозможен принципиально! Так о какой же обратимости, какой симметрии (кроме, конечно, умозрительной) может идти речь? Т на –T можно заменить лишь на бумаге (и то, если взглянуть строго, это будет уже совсем другоеТ).
      Речь может идти лишь о некой изотропности свойств вакуума: в непрерывно меняющейся Вселенной действуют постоянные законы, сохраняют постоянство (в некотором смысле, относительное), вещественные и полевые структуры. Где источник этой стабильности, на каком уровне организации структуры вакуума зашиты эти законы? Где в постоянно меняющемся спрятано неизменное? Вот настоящая проблема, а не умозрительная "зеркальность" левовинтового нейтрино (или правовинтового антинейтрино). Нет, как вспомогательный мыслительный приём представления о симметрии, конечно, должны работать. Но сбивающей с толку ошибкой будет отнести их к разряду реальных физических свойств нашего мира.
       Если же копнуть эту проблему ещё глубже (а такая возможность существует), то, возможно, в ней можно будет обнаружить много интересного. Но для того, чтобы последовательно развить эту логику, придётся отказаться от основных представлений традиционной физики (т. е. от самой этой физики).
      Но двинемся далее.
       По современным представлениям в основе всех физических явлений лежат квантованные поля. Вакуумное состояние является основным состоянием любого квантованного поля. Отсюда следует, что физический вакуум является самым фундаментальным видом физической реальности.
      Главная ошибка в интерпретации такого объекта, как поле, заключается именно в интерпретации его как самостоятельного физического объекта. В то время как более правильным и логичным было бы считать его одним из возможных (разрешённых, основных) состояний базового физического объекта – вакуума. Т. е. такой же производной вакуума, как и вещество. Ещё одна ошибка заключается в утверждении, что частицы порождают поля, хотя логичнее было бы предположить, что частица и поле – разные компоненты одного физического объекта – возбуждения физического вакуума.
      Что такое поле в традиционной своей интерпретации? Опять обратимся к справочникам. Физическое поле определяется как особая форма материи, система с бесконечным числом степеней свободы. К физическим полям относятся электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантованные) поля, соответствующие различным частицам (например, электрон-позитронное поле). Источниками физических полей являются частицы (!), (например, для электромагнитного поля – заряженные частицы). Создаваемые частицами физические поля переносят (с конечной скоростью) взаимодействия между соответствующими частицами (в квантовой теории взаимодействие обусловлено обменом квантами поля между частицами).
       Единственное, что автор хочет здесь доказать - что возможен и альтернативный взгляд на тандем "поле-частица". Как может выглядеть нетрадиционная – вакуумная интерпретация поля?
      Рассуждения наши начнём с предположения о существовании структуры у физического вакуума, подчеркнём - какой-то сложной структуры (конкретную суть этой сложности пока не будем раскрывать). Как утверждалось выше, вакуум – это "океан" энергии. Предположим, что в результате действия какого-то энергоёмкого фактора (типа ударной волны), возникает локальное устойчивое возбуждение, которое мы интерпретируем, как элементарную частицу вещества (не существует никаких обстоятельств, которые бы сделали невозможным подобное предположение).
      На создание вещественного объекта неизбежно затрачивается энергия, поэтому он содержит избыток энергии (если под энергией понимать способность к преобразованию). Эту энергию в определённом контексте можно определить как позитивную – относительно потенциального нуля (хоть это, скорее всего, чистейшая условность). Очевидно, что в окрестности возникшего объекта образуется некий недостаток этой энергии (или избыток негативной энергии), который проявится в форме некоего натяжения, напряжения в структуре вакуума – поля. Но частицу и область натяжения вокруг неё можно рассматривать как один и тот же объект – возникновение одного фрагмента неизбежно влечёт за собой возникновение другого и существование их раздельно невозможно.
      Предположим далее, что форма локального возбуждения – некий вихревой канал, уходящий в глубины структуры вакуума; тогда заряд – это всего лишь какая-то из характеристик движения в вихревом канале. Поменяв эту характеристику на противоположную, мы получим заряд противоположного знака. Существует утверждение, что вакуум напоминает нечто вроде кипящей ёмкости с виртуальными частицами (тоже, естественно, какими-то возбуждениями на структуре вакуума). Допустим, что эти возбуждения способны взаимодействовать с вихревым каналом и либо "всплывать" по нему из глубин структуры вакуума (скажем, для "положительного" канала), либо же "тонуть" в нём (для канала "отрицательного"), образуя некий круговорот. Очевидно, часть пути эти возбуждения пройдут по потенциальной поверхности. А поскольку вакуум обладает структурой, возбуждения от точки к точке могут распространяться лишь скачками (квантами).
      Ничто не мешает допустить, что возможны сколь угодно сложные (но не любые, а разрешённые свойствами структуры вакуума) суперпозиции этих устойчивых возбуждений, которые образуют известные (и неизвестные нам) объекты микро- и макромира.
      Этот фрагмент наших рассуждений ни в коем случае не следует рассматривать как попытку создать реальную модель элементарной частицы – это, скорее, иллюстрация колоссальных конструктивных возможностей (в том числе модельных), которые содержатся в предположении о наличии структуры у физического вакуума. Его содержание можно также рассматривать как ещё один аргумент о необходимости качественных изменений в наших представлениях о природе вещей.
      Очевидно, что принятие таких изменений обусловит самые негативные последствия для традиционной физики.
       В настоящее время преобладает концепция, в рамках которой считается, что вещество происходит из физического вакуума, и его свойства проистекают из свойств физического вакуума. Я.Б.Зельдович исследовал даже более амбициозную проблему – происхождение всей Вселенной из вакуума. Он показал, что твердо установленные законы Природы при этом не нарушаются. Строго выполняются закон сохранения электрического заряда и закон сохранения энергии. Единственный закон, который не выполняется при рождении Вселенной из вакуума – это закон сохранения барионного заряда. Остается непонятным, куда подевалось огромное количество антивещества, которое должно было появиться из физического вакуума. Поэтому решение проблемы физического вакуума представляет интерес, как для фундаментальной науки, так и для прикладных исследований. Несмотря на большой интерес к нему, физический вакуум по-прежнему остается загадочным объектом, которому, тем не менее, наука определяет наиболее фундаментальный статус.
       Происхождение всей Вселенной из вакуума, как единого физического объекта – это наиболее конструктивная версия, позволяющая объяснить её изотропность (одинаковый элементный состав всех её объектов и универсальность действующих в ней законов). Так что Я. Б. Зельдович в своих амбициях более чем прав. Ответ же на вопрос, "куда подевалось огромное количество антивещества", тоже представляется не столь трудным, правда, для этого придётся чуть-чуть изменить наши, уже ставшие традиционными представления о веществе и антивеществе. Ответ построим в форме следующей простейшей аналогии.
      Представим некоторую ровную площадку на поверхности земли, и определим её поверхность как некий условный потенциальный ноль. Другими словами, это некая структура, энергетический потенциал которой на уровне поверхности равен нулю. А теперь возьмём лопату и выкопаем яму, насыпав вынутый грунт рядом с ней. В принятой интерпретации мы получим потенциальный "плюс" (куча) и потенциальный "минус" (яма). В энергетическом смысле они равны: если засыпать землю в яму, в этом месте опять получим ноль. Но можем ли мы утверждать, что форма ямы обязательно должна соответствовать форме кучи, быть её двойником во всём? Конечно же, нет! Так и в случае возникновения вещества из вакуума: появление его "антивещественного" двойника может оказаться вовсе не обязательным (по крайней мере, не во всех случаях). Мало ли в какой форме и где могут проявиться эти "потенциальные ямы" в вакууме.
      Наш мир (состоящий из вещества), образно говоря, куча. Это означает, что антивещество, т. е. яма, находится вне его. И говорить о том, что этот антимир должен быть негативной копией нашего мира пока нельзя, преждевременно. Слишком мало мы знаем для этого о свойствах вакуума.
       Ученые считают физический вакуум особым состоянием материи, претендующим на первооснову мира.
      Если быть последовательными, то вакуум и есть материя, т. е. то, из чего состоит вещественный наш мир. Поэтому более логичным будет называть этот мир неким особым состоянием вакуума, т. е. истинной материи.
      В ряде философских концепций в качестве основы мира рассматривается "ничто", или "содержательная пустота". При этом подразумевается, что именно "относительное ничто", лишенное конкретных свойств и ограничений, присущих обычным физическим объектам, должно обладать особой общностью и фундаментальностью и, таким образом, охватывать все многообразие физических объектов и явлений. Философы древнего Востока утверждали, что наиболее фундаментальная реальность мира не может иметь никаких конкретных характеристик и, тем самым, напоминает небытие. Очень похожими признаками ученые наделяют физический вакуум. При этом, физический вакуум, будучи относительным небытием и "содержательной пустотой" является вовсе не самым бедным, а наоборот, самым содержательным, самым "богатым" видом физической реальности. Считается, что физический вакуум, являясь потенциальным бытием, способен породить все множество объектов и явлений наблюдаемого мира.
       Здесь бросается в глаза некая "потустороннесть" оценок свойств физического вакуума ("относительное ничто", "относительное небытие", "содержательная пустота", лишённая конкретных свойств, которая в то же время является самым "богатым" видом физической реальности, и т. д.). В чём заключается главная причина таких оценок (явно противоречивых), что является главным их источником? Да в основном то, что все те методы познания, которые есть в нашем распоряжении, в принципе неприменимы к познанию свойств вакуума, они ничего не дают. Поэтому вакуум и кажется нам "ничем". Отсутствие конкретных свойств – это попросту отсутствие привычных нам свойств, оно не означает отсутствия каких бы то ни было свойств вообще. Это вовсе не исключает наличия у вакуума других свойств, которые являются исходными, а свойства известных нам вещей есть не что иное, как специфическое преломление этих первичных свойств. Для изучения свойств вакуума необходимо выработать особый подход, качественно отличающийся от тех, которые мы используем для изучения вещественно-полевого мира. Но этот подход может быть по-настоящему эффективным лишь в том случае, если в его состав включить одно конструктивное предположение – предположение о наличии структуры у физического вакуума.
      Несмотря на то, что актуально физический вакуум ничего не содержит, он содержит все потенциально. Поэтому, вследствие наибольшей общности, он может выступать в качестве онтологической основы всего многообразия объектов и явлений в мире. В этом смысле, пустота – самая содержательная и наиболее фундаментальная сущность. Такое понимание физического вакуума заставляет признать реальность существования не только в теории, но и в Природе и "ничто" и "нечто". Последнее существует как проявленное бытие – в виде наблюдаемого вещественно-полевого мира, а "ничто" существует как непроявленное бытие - в виде физического вакуума. Поэтому, непроявленное бытие, при распространении этого понятия на физический вакуум, следует рассматривать как самостоятельную физическую сущность, которую необходимо изучать.
      Если вакуум содержит всё потенциально, то он попросту содержит всё, это система с необозримым набором свойств. Поэтому он действительно может выступать в качестве онтологической основы всего многообразия явлений и объектов в мире. Но вот только стоит ли продолжать называть эту систему пустотой? Ясно ведь, что истинная пустота не может быть "содержательной и наиболее фундаментальной сущностью". Тут уж или пустота, или сущность. Разумно, наверное, будет определиться и в том, что и "нечто" (проявленное бытие, наблюдаемый вещественно-полевой мир), и "ничто" (непроявленное бытие) – и то, и другое есть физический вакуум, но в различных своих состояниях.
       В современной физике предпринимаются попытки представить физический вакуум различными моделями. Многие ученые, начиная от П.Дирака, пытались найти модельное представление, адекватное физическому вакууму. Известны: вакуум Дирака, вакуум Уилера, вакуум де Ситера, вакуум квантовой теории поля, вакуум Тэрнера-Вилчека и др. Вакуум Дирака является одной из первых моделей. В ней физический вакуум представлен "морем" заряженных частиц, заполняющих все энергетические уровни. Вакуум Уилера состоит из геометрических ячеек планковских размеров. Согласно Уилеру все свойства реального мира и сам реальный мир есть проявление геометрии пространства. Вакуум де Ситтера представлен совокупностью частиц с целочисленным спином, находящихся в низшем энергетическом состоянии. Вакуум квантовой теории поля содержит в виртуальном состоянии всевозможные частицы. Вакуум Тэрнера-Вилчека представлен двумя проявлениями – "истинным" вакуумом и "ложным" вакуумом. То, что в физике считается самым низким энергетическим состоянием, есть "ложный" вакуум, а истинно нулевое состояние находится ниже по энергетической лестнице. При этом "ложный" вакуум может переходить в состояние "истинного" вакуума.
      Существующие модели физического вакуума весьма противоречивы. Причина состоит в том, что в сравнении со всеми другими видами физической реальности физический вакуум имеет ряд парадоксальных свойств, что ставит его в ряд объектов, трудно поддающихся моделированию. Например, в модели де Ситтера физический вакуум обладает свойством, совершенно не присущим любому состоянию вещества. Уравнение состояния такого вакуума, связывающее давление Р и плотность энергии W, имеет необычный вид: W= -P.
      Причины появления такого экзотического уравнения состояния связаны с представлением вакуума многокомпонентной средой, в которой для компенсации сопротивления среды движущимся частицам введено понятие отрицательного давления. Обилие различных модельных представлений вакуума может указывать только на то, что до сих пор отсутствуют модели, адекватные реальному физическому вакууму
      Ну что здесь можно сказать? Нельзя подходить к вакууму с теми же представлениями, с теми же формулами, что и к веществу. Это кажется непостижимой методологической глупостью (её оправдывает лишь то, что эта глупость от безысходности). В постижении вакуума должна быть использована принципиально новая познавательная методология (которой ещё нет, она только создаётся).
      Исходной (и достаточно конструктивной) моделью, с помощью которой представляется возможным изучить свойства и вакуума и порождённого им мира (а только так, как одно целое, их и можно изучать) может стать простейшая модель, напоминающая структуру кристаллической решётки металла или минерала.
      Физика стоит на пороге перехода от концептуальных представлений о физическом вакууме к теории физического вакуума. Современные концепции физического вакуума несколько отягощены геометрическим подходом. Проблема состоит в том, чтобы, оставляя физический вакуум в статусе физической сущности, не подходить к его изучению с механистических позиций. Создание непротиворечивой теории физического вакуума потребует прорывных идей, далеко выходящих за рамки традиционных подходов.
      Реальность такова, что в рамках квантовой физики теория физического вакуума не состоялась. Становится все более очевидным, что "зона жизни" теории физического вакуума должна находиться за пределами квантовой физики и, скорее всего, ей предшествовать. По всей видимости, квантовая теория должна быть следствием и продолжением теории физического вакуума, коль физическому вакууму отводится роль наиболее фундаментальной физической сущности, роль основы мира. Будущая теория физического вакуума должна удовлетворять принципу соответствия. В таком случае теория физического вакуума должна естественным образом переходить в квантовую теорию.
      По-прежнему остается без ответа вопрос: "какие константы относятся к физическому вакууму?" После выяснения этой проблемы и получения уравнений, описывающих вакуум непосредственно как физический объект, а не как геометрический объект, можно будет говорить о появлении теории физического вакуума, рассматривающей его как физическую сущность. Есть все основания считать, что создание теории физического вакуума позволит не только расширить знания об устройстве мира, но и прикоснуться к тайне происхождения Вселенной.
      Почему же такое уничижительное отношение к геометрии в контексте решения проблемы вакуума? Геометрия и анализ вовсе не антиподы, аналитические решения должны иметь строгий наглядный эквивалент. В решении проблемы вакуума, при инициализации постулата о его первичной структурности геометрический подход начинает играть особенно важную роль. Исходным тезисом, девизом здесь должно быть: "всё, что существует, имеет структуру, а, следовательно, может быть представлено наглядно". Следует помнить, что геометрия кристалла и его физические свойства связаны очень плотно.
      Остаётся повторить, что традиционная физика, для которой физический вакуум – лишь новый физический объект, один из многих, не сможет создать полноценную теорию физического вакуума. Выход из этого тупика – в создании принципиально новой физики все без исключения объекты которой (в том числе информационные, социальные) – продукты, состояния вакуума. Эта задача имеет решение при выполнении следующих условий.
      Известно, что в науке существует такое методологическое направление, как системный подход, основная задача которого состоит в "разработке методов исследования и конструирования сложноорганизованных объектов - систем разных типов и классов". Но системный подход - это не просто удобный метод познания, системные свойства объектов отражают некий фундаментальный закон, который можно определить как принцип системной организации материи. При использовании постулата структурности физического вакуума эти подходы органически сливаются, и появляется реальная возможность создания теоретического конструктора с уникальными свойствами. В качестве этого конструктора используется такое базисное явление, как возбуждение некой кристаллической решетки - идеального аналога физического вакуума.
      Возможности этого конструктора кажутся неограниченными. По крайней мере мне удалось найти представление всей действительности, включая мир человека, как единого процесса эволюции некой глобальной флуктуации физического вакуума. Причем содержательный аспект этого представления имеет свой формальный, математический эквивалент. Отсюда с очевидностью следует вывод, что в основу Единой науки о Единой Реальности может быть положен именно описанный выше теоретический конструктор. Назовем его СВ - конструктор (системно-вакуумный конструктор). Теоретическую науку, использующую СВ-конструктор и опирающуюся на представление о действительности как флуктуации физического вакуума, безусловно, можно отнести к классу естественных наук. Отталкиваясь от предмета этой будущей науки, назовем ее "физика единой реальности" (далее в тексте для удобства будет использоваться аббревиатура ФЕР).
      Идеи о том, что какие-либо дискретные частицы могут составлять основу физического вакуума, оказались не состоятельными как в теоретическом плане, так и в практическом приложении. Подобные идеи вступают в противоречие с фундаментальными принципами физики, например, принципом Паули. Если считать, что физический вакуум состоит из частиц с целочисленным спином, то опять же возникают проблемы по типу экзотического уравнения состояния, как это происходит, например, в модели де Ситтера.
       Дискретные частицы с известными нам свойствами не могут составлять основу физического вакуума – с этим можно согласиться. Если же предположить, что вакуум состоит из объектов с совершенно неизвестными нам свойствами, то никакого противоречия с фундаментальными принципами физики не возникнет. По той простой причине, что названные принципы к такому объекту, как физический вакуум, окажутся попросту неприложимы.
      Как считал П.Дирак, физический вакуум может порождать дискретное вещество. Это значит, что физический вакуум должен генетически предшествовать веществу. Чтобы понять суть физического вакуума, надо оторваться от стереотипного понимания "состоять из…". Мы привыкли, что наша атмосфера - это газ, состоящий из молекул. Долгое время в науке господствовало понятие "эфир". И сейчас можно встретить сторонников концепции светоносного эфира или существования в физическом вакууме газа из элементарных частиц. Если и удастся найти место "эфиру" или иным дискретным объектам в теории или в моделях, то место такого вида физической реальности всегда будет вторичным. Вновь и вновь будет возникать задача выяснения их происхождения. Такова участь всех концепций, которые отводят дискретным объектам роль первоосновы мира.
      Да, именно так и будет: вновь и вновь будет возникать задача выяснения происхождения дискретных объектов, составляющих структуру физического вакуума. Вне зависимости от желания кое-кого, кто хотел бы срок развития такого объекта, как цивилизация, постижения всех свойств такого громадного объекта, как Вселенная ограничить несколькими десятками лет. Ничего из этого не выйдет, не в том замысел Природы. Путь развития человечества долог (по крайней мере может быть таким), и что-то же на этом пути надо делать. Оторваться от стереотипного понимания "состоять из …" волевым усилием, наверное, можно, но только вот что дальше делать? Насколько конструктивна континуальная концепция, не поведёт ли она нас по бесплодному пути средневековых схоластов?
      Сложившуюся ситуацию можно оформить в виде так называемого "основного парадокса". Можно показать, что в рамках системно-физического подхода все парадоксы традиционного познания (в качестве примера можно привести парадокс эквивалентности части целому) можно свести к этому основному парадоксу, суть которого сводится к следующему. Допустим, что где-то в иерархии явлений существуют бесструктурные объекты: тогда знакомый нам мир существовать попросту не сможет, потому что без структуры не может быть взаимосвязи – но в действительности мы наблюдаем множество связей. Допустим противоположное: что существует бесконечная иерархия дискретностей (нет предела дроблению объектов мироздания). Тогда мир тоже существовать не сможет – он обратится в пустоту. Истина, как всегда, где-то посередине. Существование основного парадокса свидетельствует о том, что задача постижения сущности вещей, устройства мира неизмеримо сложнее, чем это могут представить себе сторонники быстрого утилитарного использования энергии вакуума.
      Таким образом проблема отношения "дискретное-непрерывное" в теме физического вакуума – пожалуй, самая тяжёлая в нашем исследовании и, по сути, самая фундаментальная в познании в целом.
      Можно сделать вывод, что концепция дискретного вакуума принципиально несостоятельна. Весь путь развития физики показал, что никакая частица не может претендовать на фундаментальность и выступать в качестве основы мироздания. Дискретность свойственна веществу. Вещество вторично, оно происходит из непрерывного вакуума, поэтому оно принципиально не может выступать в качестве фундаментальной основы мира.
      Делать вывод, что концепция дискретного вакуума принципиально несостоятельна, преждевременно. Физика прошла весьма незначительный путь развития, не исключено, что по дороге, по которой ей предстоит пройти, она сделала лишь первые шаги. И на этом пути она ещё может не раз кардинально измениться, приспосабливаясь к вновь открывшимся обстоятельствам. Дискретность свойственна веществу, но свойства вещества – это одновременно и свойства вакуума. Повторим: вещество не вторично, это тот же вакуум, но в несколько ином состоянии.
      По-настоящему прорывным является подход, основанный на том, что физический вакуум реально существует в виде непрерывной среды. К нему неприменимы какие бы то ни было меры. При таком подходе к физическому вакууму находит объяснение его ненаблюдаемость. Не следует связывать ненаблюдаемость физического вакуума с несовершенством приборов и способов исследования. Физический вакуум принципиально ненаблюдаемая среда - это прямое следствие его непрерывности. Для физической сущности, обладающей свойством непрерывности, нельзя указать никаких других свойств и признаков. К такому физическому объекту неприменимы никакие меры, это антипод всему дискретному.
      Поэтому по-настоящему прорывным можно считать подход, который позволит создать не какую-то очередную теорию вакуума в рамках традиционной физики, но принципиально новый познавательный подход, принципиально новый стиль мышления, адекватный потребностям актуального исторического периода. Таким подходом можно считать подход, предлагаемый СФКМ (системно-физической концепцией мира).
      Наука, использующая обозначенный выше подход, может дать как содержательное, так и формальное, математически строгое описание действительности (включая всю совокупность процессов, соответствующих функционированию человеческого сообщества) как единого физического процесса, используя для этой цели чрезвычайно компактную, универсальную систему понятий. Универсальность этой базовой системы понятий обусловлена использованием в качестве предмета познания единого класса явлений - возбуждения физического вакуума, в отличие от множества классов явлений, pассматpиваемых в pамках традиционного познавательного процесса. А такое ее качество, как компактность, является следствием pасшиpения действия весьма ограниченного числа фундаментальных физических принципов на все пласты действительности - от уровня микpособытий до уровня социальных процессов.
      Из сказанного следует, что наука, использующая указанный метод, будет представлять собой как бы стык всех существующих наук, и в этом своем качестве она может дать ни с чем несравнимый мощный выброс новых технологий. С ее позиции, напpимеp, совершенно по-другому выглядят такие проблемы, как проблема искусственного интеллекта, высокотемпеpатуpного теpмоядеpного синтеза или такого заболевания, как pак. Использование методологического инстpументаpия этой науки делает возможной реализацию таких прикладных пpогpамм, как, напpимеp, "универсальная технология пpоектиpования систем" и много других.
      Применение этого метода делает возможным качественно новое pазpешение социально-экономической проблематики. Источником этой проблематики является та часть человеческой деятельности, которая направлена на самоорганизацию вида. Основное ее содержание составляет поиск оптимальной, непpотивоpечивой стpуктуpы общества. Законченным решением этой задачи станет появление метода, позволяющего оптимально констpуиpовать стpуктуpу общества на каждом новом витке его развития; такую стpуктуpу, котоpая обеспечивала бы наиболее эффективное решение возникающих перед ним задач.
      Существует еще одна, пожалуй, самая важная по пpичине ее актуальности особенность метода. Известно, что современный исторический период хаpактеpизуется наличием глобального проблемного узла (энергетическая, экологическая, демографическая и т. п. проблемы). Этот узел стягивается пока медленно и незаметно, но в недалеком будущем может произойти скачкообразное ускорение этого процесса, обусловленное включения различных катализаторов, что обусловит острую нехватку продовольствия, сырья, энергии. После включения этих катализаторов деструктивные тенденции в pазвитии человеческой цивилизации усилятся и могут пpиобpести необратимый хаpактеp.
      Наука, построенная на базе заявленного метода, может дать законченное и однозначное решение глобальной проблематики и придаст ему формальный и доказательный хаpактеp. Она не только точно указывает местонахождение основного деструктивного фактора современности (который скрывается в самой сущности человека, в особенностях его мышления), но и предлагает мощный инстpументаpий для его устранения и замены. Единая наука неизбежно интегpиpует в себе функции философии. Поэтому одним из ее продуктов будет целостное восприятие мира, миpовоззpение, одинаково приемлемое для людей с самыми различными убеждениями. Такая возможность является вполне реальной, потому что в фундамент этого миpовоззpения будут положены самые общие законы пpиpоды, по доказательности не уступающие таким физическим законам, какими, скажем, являются законы сохранения.
      Исходя из всего сказанного выше, единую науку можно охаpактеpизовать как физику с философским уровнем обобщений или же как философию, построенную по физическим канонам. В настоящий момент интегральная наука с максимальной степенью интеграции - это общая идея, но уже основательно проработанная и имеющая законченную форму.
      Как отмечалось выше, в связи с тем, что физический вакуум претендует на фундаментальный статус, даже на онтологический базис материи, он должен обладать наибольшей общностью и ему не должны быть присущи частные признаки, характерные для множества наблюдаемых объектов и явлений. Таким образом, приходим к выводу, что на онтологический статус может претендовать та сущность, которая лишена каких-либо признаков, мер, структуры, и которую принципиально нельзя моделировать, поскольку любое моделирование предусматривает использование дискретных объектов и описание при помощи признаков и мер. Физическая сущность, претендующая на фундаментальный статус не должна быть составной, поскольку составная сущность имеет вторичный статус по отношению к ее составляющим.
       Что же это за сущность, которая "лишена каких-либо признаков, мер, структуры, и которую принципиально нельзя моделировать"? Что это за сущность такая, к которой нельзя применить даже моделирование, что же из неё можно сделать, как из такой сущности может получиться целый мир? Занятно! Кстати, "сущность" определяется как внутреннее содержание предмета, но как можно представить "внутреннее содержание" без структуры?
      Таким образом, требование фундаментальности и первичности для некой сущности влечет за собой выполнение следующих основных условий:
      Не быть составной.
       Иметь наименьшее количество признаков, свойств и характеристик.
       Иметь наибольшую общность для всего многообразия объектов и явлений.
      Быть потенциально всем, а актуально ничем.
      Не иметь никаких мер.
      С целью экономии размера статьи и времени мы не станем анализировать здесь эти условия, их принципиальную выполнимость. Но требование фундаментальности и первичности для некой сущности вовсе не влечёт за собой выполнение перечисленных выше условий. Правда, это в случае, если в качестве такой первичной сущности предложить систему. Если в качестве этой сущности действительно взять систему, то из неё с помощью метода моделирования можно получить как модель структуры вакуума, содержащую базовые его свойства, так и модель Метагалактики во всей её сложности и простоте. И это будет очень наглядная и доступная для восприятия модель, а не что-то предельно (или даже запредельно) абстрактное.
      Эти пять условий чрезвычайно созвучны с мировоззрением философов древности, в частности, представителей школы Платона. Они считали, что мир возник из фундаментальной сущности – из изначального Хаоса. По их воззрениям Хаос породил все существующие структуры Космоса. При этом Хаосом они считали такое состояние системы, которое остается на конечном этапе по мере некоего условного устранения всех возможностей проявления ее свойств и признаков.
      И здесь противоречие на противоречии. "Мир возник из фундаментальной сущности – из изначального Хаоса", но сущность – это структура, а не хаос. "Хаос породил все существующие структуры Космоса" – но хаос не может породить ни одну структуру (т. е. порядок), порядок может породить только порядок, поэтому хаоса в природе нет. И нельзя, в конце-концов, хаосом называть состояние системы, т. е. порядок.
      Перечисленным выше пяти требованиям не удовлетворяет ни один дискретный объект вещественного мира и ни один квантовый объект поля. Отсюда следует, что этим требованиям может удовлетворять только непрерывная сущность. Поэтому, физический вакуум, если его считать наиболее фундаментальным состоянием материи, должен быть непрерывным (континуальным). Кроме того, распространяя достижения математики на область физики (континуум-гипотеза Кантора), приходим к выводу о несостоятельности множественной структуры физического вакуума. Это значит, что физический вакуум недопустимо отождествлять с эфиром, с квантованным объектом или считать его состоящим из каких бы то ни было дискретных частиц, даже если эти частицы виртуальные.
      То, что перечисленным выше пяти условиям не удовлетворяет ни один объект, в общем-то неудивительно. Но вовсе необязательным выглядит требование непрерывности (континуальности) физического вакуума как фундаментального состояния материи. Точно с таким же успехом можно заявить о несостоятельности традиционной математики. Если использовать другую математику – системную, то можно, наоборот, доказать состоятельность множественной структуры физического вакуума.
      Исходя из того, что фазовый переход вакуум-вещество следует относить к процессам самоорганизации, возникает задача поиска нового инструмента для исследования физического вакуума на основе обобщения H-теоремы Больцмана на процессы самоорганизации. Поскольку физический вакуум имеет наибольшую энтропию среди всех известных физических объектов и систем, то в контексте этой задачи необходимо искать подтверждение закону уменьшения энтропии.
      Процессы самоорганизации скорее характерны для обратного перехода – перехода "вещество-вакуум". Но мы почему-то уделяем исключительное внимание лишь первой половине явления – переходу "вакуум-вещество". Справедливо ли (и конструктивно ли) это? Утверждение о максимальной энтропии вакуума тоже можно подвергнуть законному сомнению. Ведь если отталкиваться от устойчивости и времени жизни некоторых атомов, то можно сделать противоположный вывод – вывод о минимальной энтропии такой среды, как физический вакуум. Энтропия мира не может уменьшаться – она может лишь замедляться.

Выводы

      Обращаться к использованию энергии вакуума можно лишь после очень серьёзного исследования его свойств, и не для всяких целей. Физический вакуум, производной которого, согласно гипотезе, является весь наш мир с его закономерностями, должен, по идее, быть вместилищем некой базовой закономерности, которой подчиняются все процессы нашей Вселенной. Установление этой закономерности должно стать приоритетной задачей в постижении природы физического вакуума.
      Мир в целом несимметричен, речь может идти лишь о некой изотропности свойств вакуума: в непрерывно меняющейся Вселенной действуют постоянные законы, сохраняют постоянство (в некотором смысле, относительное), вещественные и полевые структуры. Главная задача заключается в том, чтобы найти источник этой стабильности, узнать, на каком уровне организации структуры вакуума зашиты эти законы. Иными словами, нам предстоит понять, где в постоянно изменяющемся спрятано неизменное.
      Традиционная физика, для которой физический вакуум – лишь новый физический объект, один из многих, не сможет создать полноценную теорию физического вакуума. Вакуум не является "разновидностью" материи, одним физическим объектом в ряду других. Вакуум и есть собственно материя, "исходный материал" для всех объектов, которые составляют наш мир. Нельзя подходить к вакууму с теми же представлениями, с теми же формулами, что и к веществу. Для изучения свойств вакуума необходимо выработать особый подход, качественно отличающийся от тех, которые мы используем для изучения вещественно-полевого мира. Законченное разрешение этой ситуации – в создании принципиально новой физики (по сути – единой науки, мегафизики), все без исключения объекты которой (в том числе информационные, социальные) – продукты, состояния вакуума.
      Делать вывод, что концепция дискретного вакуума принципиально несостоятельна, преждевременно. Физика прошла пока очень небольшой путь развития и по пути, по которому ей предстоит пройти, она сделала лишь первые шаги. И на этом пути она ещё может не раз кардинально измениться, приспосабливаясь к вновь открывшимся обстоятельствам. Дискретность свойственна веществу, но свойства вещества – это одновременно и свойства вакуума. Повторим: вещество не вторично, это тот же вакуум, но в несколько ином состоянии.
      Предположение о наличии у вакуума структуры содержит в себе огромной мощности модельный потенциал. Образно говоря, с его использованием становится возможным моделировать объекты такого масштаба, как Метагалактика. Данное предположение позволит выработать принципиально новую стратегию познания мира элементарных частиц: вместо дорогостоящих (и опасных) экспериментов на ускорителях главным методом познания станет гораздо более дешёвое математическое моделирование. Главный "секрет" подхода СФКМ и заключается в возможности на основе свойств структуры вакуума смоделировать порождаемый возбуждением этой структуры мир. Это своего рода итеративный процесс, изюминка которого в том, что когда мы получим математическую модель Вселенной, тождественной той, в которой мы живём, то свойства вакуума, на основе которых строилась модель, можно будет считать истинными. Со всеми вытекающими из этого последствиями и возможностями. Существенный плюс этого пути заключается в том, что он длительный, и к тому моменту, когда мы получим доступ к "океану" энергии вакуума, мы, люди, успеем достаточно поумнеть, чтобы использовать эту энергию разумно.
       Проблема вакуума – не частная научная проблема. Она имеет такой статус, что научный прогресс (да и развитие цивилизации в целом) существенно зависят от решения этой проблемы. Дело здесь в том, что её решение становится условием решения главной мировоззренческой проблемы. Человек получит, наконец, возможность определиться, какое место он занимает в этом мире.

г. Запорожье, 2004 г.