Пространства, времена, симметрии. Воспоминания и мысли геометра - Борис Розенфельд

Физик К.Шарнгорст, с которым я обсуждал эту проблему, сообщил мне, что Нобелевский лауреат М.Гел-Манн в 1960-х годах установил, что внутри нейтрона находятся три "кварка", причем электрический заряд одного из них равен 2/3 заряда электрона, а электрический заряд каждого из двух остальных кварков равен 1/3 заряда позитрона.

Из этого я сделал вывод, что кварки можно рассматривать как сердечники катушек самоиндукции электромагнитного осциллятора, и внутреннее движение в атоме водорода состоит в том, что электрон падает на нейтрон, входит в него и движется по винтовой линии на поверхности одного из кварков, а затем возвращается в исходное положение, после чего это колебание повторяется снова, а позитрон движется по винтовым линиям на поверхностях сначала одного, а потом другого кварка, выходит из нейтрона, а затем падает на нейтрон и возвращается в исходное положение, и это колебание также повторяется снова. В отличие от классических осцилляторов энергия движения в атоме водорода не рассеивается в пространстве, поэтому колебания электрона и позитрона в атоме водорода не затухают. Дифференциальным уравнением этого движения является уравнение Шредингера.

При соединении 4 атомов водорода в один атом гелия два из 4-х позитрониев этих атомов превращаются в кванты света. Выделение энергии при этом процессе определяет излучение Солнца и лежит в основе водородной бомбы.

В статье в журнале "Философские исследования" рассматриваются и другие устойчивые материальные структуры, в частности, живые организмы и различные виды человеческого общества.

Добавления к моим книгам

В 2004 г, в журнале "Suhayl" я опубликовал добавление и исправления к моей книге с Ихсаноглу.

В 2006 г. в сборнике Научно-исследовательского института математики и механики при Казансом университете добавление и исправление к моей книге с М.П.Замаховским,

ЧАСТЬ ВТОРАЯ. МЫСЛИ

Глава 1. ПРОСТРАНСТВА И ГРУППЫ Пространства

В математике пространствами называются множества элементов, обычно именуемых точками, в которых выделены те или иные подмножества. В аффинных и проективных пространствах выделенные подмножества называются прямыми линиями, плоскостями и гиперплоскостями, в конформных и псевдоконформных пространствах - окружностями, сферами и гиперсферами, в топологических пространствах - замкнутыми множествами, а их дополнения - открытыми множествами. Выделенные подмножества удовлетворяют определенным условиям или аксиомам.

Если в множестве точек всяким двум точкам поставлено в соответствие число, удовлетворяющее определенным условиям, и называемое расстоянием между двумя точками, множество называетсз метрическим пространством. Два метрических пространства, между которыми установлено взаимно однозначное соответствие, сохраняющее расстояние, называются изометричными.

Точки пространств обычно определяются несколькими числами или элементами более сложных систем, называемых алгебрами. Эти числа или элементы называются координатами точек. Число независимых координат точек пространства называется размерностью пространства. Пространство размерости n называется n-мерным.. В аффинных и проективных пространствах можно ввести метрику с помощью квадратичных или эрмитовых форм от координат точек; полученные пространства называютая квадратичными и эрмитовыми евклидовыми, псевдоевклидовыми, неевклидовыми и симплектическими пространствами.

Аффинные, проективные, конформные и псевдоконформные пространства называются инцидентностными. Евклидовы, псевдоевклидовы и неевклидовы пространства являются метрическими.

Представление о пространстве как о множестве точек сложилось только в XIX-XX веках. В древности считалось, что линии, поверхности и пространство не состоят из точек, а только являются "геометрическими местами", в которых находятся точки.

Аксиомы топологического пространства очень просты: 1) все пространство - замкнутое множество, 2) "пустое множество", т.е. множество, не содержащее ни одной точки, также считается замкнутым, 3) объединение конечного числа замкнутых множеств замкнуто, 4) пересечение любой совокупности замкнутых множеств замкнуто.

В случае, когда замкнутым считается любое множество точек, пространство называется дискретным, в случае, когда замкнутыми множестами считаются только все пространстно и пустое множество, пространство называется тривиальным.

В случае, если в топологическом пространстве задана такая система открытых множеств, что любое открытое множество является объединением множеств этой системы, то множества этой системы называются окрестностями. Окрестность, содержащая точку А, называется окрестностью точки А.

Наиболее важными топологическими пространствами являются хаусдорфовы пространства, в которых выполнены еще две аксиомы: 5) точки замкнуты, 6) для всяких двух точек существуют непересекающиеся окрестности этих точек.

Два топологические пространства, между которыми установлено взаимно однозначное соответствие, причем замкнутые множества одного пространства соответствуют замкнутым множествам другого, называются гомеоморфными пространствами.

Однозначное преобразование одного топологического пространства в другое, переводящее замкнутые множества в замкнутые, называется непрерывным преобразованием.

Группы

Группой называется такое множество элементов любой природы, в котором всяким двум элементам А и В поставлен в соответствие третий элемент С=АВ, причем:

для всяких трех элементов A, B, C выполняется ассоциативный закон (AB)C=A(BC),

существует такой элемент I, что для каждого элемента А !А=А!=А, для каждого элемента А существует элемент A', для которого АA'=A'А=I. Элемент AB называется произведением элементов A и B, элемент I называется единицей группы, элемент A' называется обратным элементом для элемента A.

В случае, когда группа коммутативна, т.е. для всяких двух элементов А и В выполняется равенство АВ=ВА, групповая операция обычно называется сложением и обозначается С=А+В, роль eдиницы играет 0, а роль элемента обратного для А играет противоположный элемент -A. Если в множестве определены две операции - сложение и умножение, связанные дистрибутивным законом А(В+С)=АВ+АС, (А+В)С=АС+ВС, причем все множество со сложением и все множество без 0 с умножением являются коммутативными группами, то такое множество называется полем. Вещественные числа образуют поле R, комплексные числа образуют поле С Если в определении поля отказаться от коммутативности умножения, мы получим тело или косое поле. Примером тела является тело Н кватернионов а+bi+cj+dk, где i2=j2=-1, ij = -ji =k. Eсли в определении поля или тела отказаться от требования, чтобы множество без нуля являлось группой, мы получим кольцо. Два не нулевых элемента кольца, произведение которых равно 0, называются делителями нуля.