8.1. Состояние вопроса

Масштаб энергии - количественное значение любого параметра энергии, при­нимаемого в качестве единичного, т. е. в численном значении - это относитель­ное математико-физическое понятие. Для сконденсированной энергии масштабы аксиоматически приняты квантованными во всём, предположительно, бесконечно широком диапазоне численных значений квантов сконденсированной энергии. В новой энергетической концепции квантованность обусловлена разной скоростью протекания энергетических процессов, создаваемых ортогональными и неортого­нальными токами двух видов энергии в периоды инвариантных преобразований разнородных геометрических структур фрактала: « ... ^ солитон ^ вихрь ^ со - литон ^ ... ». Она обусловлена также разной скоростью движения однотипных элементарных структур энергии в близких, но разных в малом, геометрических масштабах. Любые масштабы, как и любые другие характеристические параме­тры энергии, вследствие изоморфности двух видов энергии могут быть приняты в качестве единичных. Затем выбранный единичный масштаб снова может быть экстраполирован в любой другой масштаб по предложенным нами аналитическим формулам взаимосвязи фундаментальных физических констант.

Геометрический масштаб солитона так же оказался параметром его энергии, который чисто методически отождествлен с физическим содержанием частоты преобразования двух видов энергии в солитоне и математическим содержанием производных энергии различных порядков как функции квантового вакуума, при­нимаемых в качестве единичных. Переменные масштабы пространства квантового вакуума рассматриваем как переменные параметры энергии. Применительно к по­нятию масштабов введено понятие диапазона масштабов. По физическому содер­жанию оно отождествлено с понятием модуляции волны высокой частоты волнами низких частот. Длинный цуг волны низкой частоты, в свою очередь, может быть модулирован ещё более низкой частотой другой волны. Смещение фаз во встреч­ных волнах приводит к движению цугов волн, которое известно как «бегущая вол­на».

Математико-физической моделью одномерного движения энергии является последовательность численных значений её производных в бесконечно широком диапазоне геометрических масштабов. Анализируются они в бесконечно широком спектре частот волн, наложенных друг на друга: один масштаб - одно число, одна частота преобразования двух видов энергии, один период, одно соотношение плот­ностей двух видов энергии - неповторимые в других масштабах.

Встречные токи двух видов энергии одной (резонансной) частоты методиче­ски удобно рассматривать как стоячие волны, цуги которых могут двигаться в том или ином направлении, вследствие смещения фаз встречных волн, с единственно возможной максимальной, для данного масштаба цугов, скоростью, создавая «про­шлое», «настоящее» и «будущее» материи-энергии. «Физическое восприятие» вре­мени как проявления энергии создаётся численным значением производной энер­гии второго порадка, в разных масштабах различное. Разные скорости протекания физико-химических процессов рассматриваем как прямое указание на то, что ход времени «внутри процесса» иной, по сравнению с ходом времени, в котором на­ходится наблюдатель. В новой энергетической концепции необходимо обсуждать разные масштабы времени, как обьгчные параметры энергии. Подобные утверж­дения раскроем в части 4.

Как мы уже отметили, физическая наука исторически пошла по пути исполь­зования различных систем измерений и единиц физических величин, определён­ных в одном из геометрических масштабов фиксируемого статического состояния энергии. При необходимости они обычно прямолинейно экстраполировались за­тем в другие масштабы, так же статические, путём простого умножения исходного масштаба на соответствующий коэффициент, поскольку «старая энергетическая концепция» опускает из внимания различия в плотностях и пропорциях двух ви­дов энергии в разных масштабах. Применение логарифмических и др. переменных шкал в координатных системах лишь замаскировало наличие неразрешённых во­просов.

В новой энергетической концепции масштаб — это геометрический пара­метр энергии в системе множества взаимосвязанных параметров солитона или вихревой трубки, принятых в качестве единичных. Но они не могут быть рас­смотрены в качестве единичных одновременно, т. к. в статике они несоизмеримы между собой ни по масштабам, ни по конфигурациям множества точек, из которых составлены, хотя количества значимых точек в них одинаково и всегда равно числу Авогадро. Эго можно рассматривать как разновидность конформного преобразо­вания, поскольку суммарные количества двух видов энергии в преобразующихся солитоне и трубке сохраняются, хотя множества точек в каждом из них - это совер­шенно новые точки. Можно сказать, что в динамике геометрии солитона и трубки взаимно преобразуются друг в друга с точностью до изоморфизма (8, с. 224-225).

Допущение единственно возможной во всём Мироздании последовательности парных преобразований несчётного множества взаимосвязанных вихревых трубок и солитонов открывает путь к познанию квантового вакуума как детерминирован­ную энергетическую сущность. Допущение основано на открытии Михайличенко и Льва бинарных свойств энергии (11, 22), соотношении Гончарова и открытии Тимофеева, которые рассмотрим в части 4.

Масштаб единичного солитона может иметь только целочисленное значе­ние «математической единицы», которая одновременно является началом счёта в любой трёхмерной ортогональной координатной системе, в которой точка пере­сечения координатных осей-векторов не может быть определена с более высокой точностью, чем ±1. Масштабы других солитонов также могут иметь только цело­численные значения. Основания для такого утверждения мы изложим в главе 10. Применяемые в настоящей книге словосочетания «переменные масштабы», «раз­ные масштабы», «переход к другим масштабам», «масштабная разнородность», «различия плотностей и пропорций в разных масштабах энергии» и др. имеют существенно иное математико-физическое содержание по сравнению с классиче­скими представлениями масштабов. Рассмотрим два гипотетических стабильных солитона, разных по размерам, точнее с разной кривизной оболочек. Параметр одного из них может быть принят в качестве параметра единичного солитона или выражен через параметры другого солитона. Только при достаточно малых раз­личиях масштабов параметры одного солитона могут быть линейно пересчитаны в параметры другого, полагая различия в кривизне оболочек «незначительными». Начиная с молекул и атомов химических элементов и далее в глубину квантового вакуума, радиусы кривизны солитонов существенно различны и убывают до бес­конечно малых величин. Взаимосвязь между масштабами становится значимой и переменной - экспоненциальной.

В квантовом вакууме возникает проблема эталонов единиц физических вели­чин. Сначала ответим на вопрос, почему эта проблема решена в макромасштабах промышленных процессов? Макропроцессы в промышленности. Земля и даже наблюдаемая часть Вселенной - это плоская часть «толстой» оболочки солитона- Вселенной, в которых масштаб энергии постоянен. Точнее, диапазон масштабов энергии, с которым обращается человек, достаточно мал, поэтому взаимосвязь между масштабами линейна. В общем случае эта проблема разрешается автомати­чески, т. к. согласно теоремам Ньютона, Айвори и Гивенталя пространство внутри любого солитона и даже в вихре однородно и может быть рассмотрено в одномер­ных моделях. Названные теоремы для анализа слишком малых фракталов энергии (с позиции больших масштабов) не пригодны, поскольку они не учитывают боль­шие частоты преобразований двух видов энергии за «границами наблюдаемости».

Зачем нужны в инженерной практике такие маленькие величины сконденсиро­ванной энергии, учитывая, что её бесконечно малые плотности и бесконечно боль­шие плотности несконденсированной энергии квантового вакуума с вещественным миром не взаимодействуют? Именно бесконечно малая плотность сконденси­рованной энергии инициирует индуцированное излучение квантовым вакуумом (конденсацию некоторой части бесконечно большой плотности несконденсиро - ванной энергии), которая при определённых условиях, конденсируясь, зажигает во Вселенной т. и. сверхновые (звёзды), когда лавинная конденсация, будучи всегда переменной по масштабам, «пересекает» широкий диапазон масштабов Вселенной. Лабораторные эксперименты даже с неядерными взрывными материалами уже по­дошли к той границе, когда исследователям необходимо задуматься о потенциаль­ной возможности катастрофических последствий своих действий (9,40).

Допустимость игнорирования в старой концепции масштабной разнородно­сти энергии объясняется тем, что в инженерной практике диапазоны масштабов энергии оказались постоянными, благодаря динамически равновесным состояниям преобразований двух видов энергии АЕгр<-+Ем, вследствие неразличимости высоких частот. Несконденсированная энергия Егр, имея вырожденные свойства, не наблю­даемая явно, вообще выпала из поля зрения ученых и инженеров как вид энергии.

В концепции двух видов энергии такое обращение с масштабами энергии до­пустимо только с осреднёнными параметрами динамически равновесного автоко­лебательного преобразования двух видов энергии или в «статике». На каждой до­статочно малой частоте преобразований энергии при температуре рабочей среды ниже температуры Дебая можно и во многих случаях целесообразно прибегать к осреднению амплитуд гармонических (синусоидальных) изменений характери­стических параметров. Несмотря на то, что, как правило, гипотетические амплиту­ды колеблющихся параметров несконденсированной энергии на высоких частотах многократно превосходят амплитуды суммарной сконденсированной энергии на низких частотах. Но они незначимы. Это объясняется тем, что осреднённые зна­чения «высокочастотных амплитуд», характеризующие зарядовую асимметрию, т. е. сконденсированную энергию, несоизмеримо малы по сравнению с «низкоча­стотной зарядовой асимметрией»: чем ниже частота, тем больше зарядовая асим­метрия, которая в предельных значениях проявляется как параметр материального объекта. Высокочастотные составляющие преобразования двух видов энергии в динамически равновесных на результат осреднения обычно практически не влия­ют, т. е. плотность энергии Ем на высоких частотах слишком мала, а плотность Егр хотя и велика, но вырождена. В систематизированном виде эти вопросы мы рас­смотрим в части 4.

Малые плотности и количества Ем на высоких частотах «парируются» в тех­нических системах всякого рода естественными и искусственными «нелинейно­стями» взаимосвязей с энергией (зазорами, большим временем релаксации (инер­цией), большой массой, сжимаемостью материи и др.). Высокие частоты в общем случае «якобы ни на что не влияют», они как бы сливаются со значимыми низшими частотами, т. е. в качестве «естественного фильтра» для высокочастотных преобра­зований двух видов энергии работает сам материальный объект. Но и в этом случае высокие частоты всегда присутствуют во всех материальных объектах и всегда «готовы проявить себя» при повышении в них плотности энергии, но не путём мед­ленного подвода (накачки) энергии Е в систему известными способами, а путём инициации лавинообразной конденсации Е на «спящих» высоких частотах.

Обычно колебания энергии происходят в широком диапазоне частот и носят стохастический характер, по крайней мере, в диапазоне высоких частот, поэтому в достаточно узком диапазоне частот выбираемых масштабов и в каждом из масшта­бов | Е' | - Е'м = д—> 0 можно было бы пренебречь стохастическими коле­баниями д. и для динамической системы, равновесной в целом. Вследствие всегда ненулевых значений плотности сконденсированной энергии и периодов колебания, «иррациональный остаток» д на больших частотах может быть необъяснимо зна­чительным. Как правило, это необъяснимо в концепции одного вида энергии, но объяснимо в концепции двух видов энергии. В случае б—>0, в природе в неравно­весных энергетических процессах, повсеместно реализуется другое соотношение двух видов энергии АЕ = е Ем. Человек и его технические системы, находясь в своем достаточно узком «антропоморфном диапазоне масштабов», по-прежнему «считают» объекты материи-энергии, как 1, 2, 3 ... а «природа берет логарифм» е°, е ё1, е3 ... (6, с. 216). Иначе говоря, природа так же «игнорирует» высокие частоты, но с задержкой. Это то, что мы назвали отрицательной обратной связью: большие значения параметров сконденсированной энергии (плотность, масса) «рано или поздно» «тушат» все лавинные процессы конденсации, переводя систему в новое динамическое равновесие.