Прежде чем приступать к рассмотрению отдельных явлений и их совокупности, необходимо определить физические инварианты — величины, физически неизменные для всех условий и явлений.

      Как известно, результатом любого эксперимента являются соотношения между физическими величинами. В зависимости от того, какие из этих величин являются или приняты постоянными, независимыми инвариантами, остальные величины, которые связаны с первыми соотношениями, полученными в эксперименте, оказываются переменными. В некоторых случаях выводы из подобных соотношений оказываются столь важными, что оказывают существенное воздействие на развитие всего естествознания.

      Так, в результате экспериментов по определению массы частицы при приближении ее скорости к скорости света получается сложная зависимость, связывающая напряженность поля конденсатора и напряженность магнитного поля, через которые пролетает частица, с ее зарядом, скоростью пролета, радиусом кривизны траектории и массой [8]. Принятие в качестве инвариантов величин напряженностей поля и заряда частицы приводит к выводу об изменчивости массы. Однако если считать инвариантом массу, то ту же зависимость можно интерпретировать как обнаружение зависимости заряда от скорости, на что было указано Бушем. Если учесть, что при приближении скорости частицы к скорости света (скорости распространения электрического поля) взаимодействие между частицей и полем должно уменьшаться (по аналогии с ротором асинхронного двигателя, движущегося в бегущем магнитном поле), то та же зависимость должна трактоваться как зависимость коэффициента взаимодействия между заряженной частицей и полем при неизменности заряда и массы. Могут быть и иные интерпретации этой зависимости.

      Из изложенного видно, что к выбору инвариантов нужно относиться с большой осторожностью. В связи с возможностью произвола в выборе инвариантов необходима разработка методологических основ данного вопроса. Рассмотрим основные требования, предъявляемые к общим физическим инвариантам.

      Очевидно, что на роль общих физических инвариантов могут претендовать лишь такие физические величины, которые присущи абсолютно всем физическим явлениям и так или иначе проявляются существенным образом в любых формах строения материи на любом ее уровне и при любых видах взаимодействие, Эти величины должны присутствовать на уровне деления материи на предметы в вещества, на молекулы, атомы, элементарные частицы, а также на уровне планет, звезд, галактик и Вселенной в целом. Это требование необходимо, так как основой каждого макропроцесса является соответствующий микропроцесс, обусловливающий собой закономерности макропроцесса. Единство природы заставляет и для микромира, и для макромира искать общие инварианты, относительно которых и можно оценивать другие величины, присутствующие в процессах, явлениях и экспериментах.

      Этот подход заставляет искать общие физические инварианты только среди величин, присутствующих на любом уровне материи и существенных для любых явлений.

      С этих позиций такая величина, например, как электрический заряд, не может выступать в качестве общего физического инварианта, поскольку эта категория, реально существующая в микромире, не проявляется существенным образам на уровне деления материи на молекулы, вещества, звезды, галактики. Во всяком случае, наличие зарядов на более высокой ступени Организации материи, нежели элементарные частицы, несущественно ;щя многих форм материи, физических явлений и взаимодействий. Мало того, даже на уровне элементарных частиц категория электрического заряда не всегда играет существенную роль, поскольку имеются частицы, у которых заряд отсутствует.

      По тем же причинам в качестве общих физических инвариантов не могут выступать характеристики отдельных физических явлений или отдельных форм материи, например характеристики фотонов света (постоянство формы фотона, постоянство скорости его движения, прямолинейность распространения и т.п.).

      Рассматривая наиболее общие характеристики материи на любых уровнях ее деления, можно утверждать, что для всех этих уровней имеется только четыре действительно общие физические категории. Этими категориями являются собственно материя, пространство, время, а также движение материи в пространстве и во времени.

      В самом деле, о любом происходящем явлении можно говорить только в связи с тем, что это явление происходит с материей, а не независимо от нее, в пространстве и во времени, что само по себе уже означает движение материи.

      Категория движения, объединяющая неразрывно категории материи, пространства и времени, является основной для всего мироздания. Эта категория является исходной для рассмотрения любых структур и любых физических явлений природы.

      Поскольку категории движения и его составляющие части — материя, пространство и время — справедливы на всех уровнях организации материи, начиная от Вселенной в целом и кончая элементарными частицами, нет никакого основания считать, что на уровне деления материи, более глубоком, чем "элементарные" частицы вещества, эти категории окажутся несправедливыми.

      Являясь категориями общими для всех уровней материи, собственно материя, пространство, время и движение могут выступать в качестве главных физических инвариантов, но для их использования в реальных зависимостях нужны соответствующие меры - единицы измерения. В качестве единиц измерения могут быть взяты единицы соответствующих физических величин. Например, в качестве меры времени выступает единица измерения времени — секунда. В качестве меры пространства выступают единица длины и ее производные (меры площади и объема). Справедливость выбора этих величин в качестве мер времени и пространства подтверждена всем опытом естествознания. Что касается мер количества материи и движения, то здесь необходимы дополнительные оговорки.

      Прямой меры количества материи до настоящего времени не найдено. Косвенной, но строго пропорциональной мерой количества материи в классической физике считалась масса. Теория относительности, внеся понятие изменчивости массы со скоростью, тем самым поставила под сомнение возможность использования массы как меры количества материи.

      Нужно отметить, что, несмотря на то что масса может явиться только косвенной мерой количества материи и в принципе может быть связана с количеством материи не прямой, а функциональной зависимостью, в которую войдут и другие величины, вероятность того, что масса является инвариантной мерой количества материи, т.е. строго пропорциональна количеству материи, гораздо выше, чем вероятность того, что в рассмотренном в начале данного параграфа примере измерения массы движущейся частицы для нее инвариантны взаимодействия заряда с электрическим и магнитным полями, используемыми в эксперименте.

      В самом деле, скорость света есть скорость распространения электромагнитного поля. Заряд имеет электрическую природу. Приближение скорости заряженной частицы к скорости распространения сил, воздействующих на нее (а напряженности магнитного и электрического полей являются силами, воздействующими на заряд), неминуемо приведет к изменению величины взаимодействия. Если бы частица имели скорость, равную скорости света, электрическое поле, по крайней мере, направленное вдоль траектории частицы, вообще не могло бы влиять на нее. Следовательно, взаимодействие заряда и напряженностей при движении частицы должно быть нелинейным. Что касается воздействия на массу, то непосредственного воздействия электромагнитного поля на массу до настоящего времени не найдено. Кроме того, известна и экспериментально подтверждена строгая пропорциональность между гравитационной и инертной массами. Но гравитационные взаимодействия отличаются по величине от электромагнитных на много порядков. Это означает, что гравитационное взаимодействие, а следовательно, и масса имеют другую физическую основу. Таким образом, ожидать, что масса частицы меняется по мере приближения скорости частицы к скорости распространения электромагнитного поля, вообще говоря, нет оснований. Если же такое изменение и происходит (что не вытекает из описанного выше опыта, но может быть проверено другим способом, например определением кинетической энергии останавливаемой частицы), то это может произойти только за счет присоединения к частице материи среды, окружающей частицу.

      Являясь косвенной мерой количества материи, инертная масса как мера может обладать методическими погрешностями. Можно предположить, хотя бы принципиально и то, что возможны условия, при которых одно и то же количество материи будет иметь в неодинаковых условиях различную инертную (тем более гравитационную) массу.

      Что касается меры движения, то здесь известны такие традиционные меры, как количество движения (неправильно называемое импульсом) и энергия, многократно подтвержденные экспериментально и справедливые для всех проявлений и взаимодействий с учетом, естественно, явлений, происходящих на всех уровнях деления материи. Проявление той или иной меры в том или ином явлении зависит от характера явления.

      Необходимо отметить одно важнейшее свойство инвариантных величин. Являясь изначальными, эти величины строго подчиняются правилам аддитивности. Об этих величинах нельзя говорить как о нелинейных, так как именно относительно них должны происходить измерение и оценка всех остальных величин. Следовательно, рассматривая искривление луча света вблизи гравитационных масс, нельзя говорить о "кривизне" пространства, а нужно рассматривать физический процесс искривления траектории фотонов света под воздействием гравитации или в результате других процессов.

      Нельзя говорить о замкнутости пространства, ссылаясь на парадоксы Ольберса и Зелигера, а нужно искать неучтенные физические процессы в тех рассуждениях, которые привели к появлению парадоксов и которые носят абстрактно-математический характер. Эти явления рассмотрены на самом примитивном уровне, хотя природа любого явления существенно сложнее.

      Нельзя говорить о дискретности пространства и времени на уровне микромира, так как дискретность любой величины можно определить только относительно другой аналоговой величины, и для общей инвариантной величины, являющейся исходной для всех остальных, она не может существовать принципиально.

      Пространство и время выступают наряду с материей как объективные категории, не зависящие от каких-либо условий и явлений, в них происходящих, всюду в формульных зависимостях эти величины могут выступать только как аргументы и никогда не могут являться функциями чего бы то ни было. Следовательно, использование принципов диалектического материализма на всех уровнях физического познания неизбежно приводит к евклидовому пространству и однонаправленному непрерываемому времени.

      Зо всех случаях кажущихся "нелинейностей" пространства и времени нужно искать глубинные процессы, происходящие в микромире, в том числе и на уровнях деления материи, более глубоких, чем деление на "элементарные" частицы вещества.

      Наличие общих физических инвариантов для всех уровней деления материи и существование непрерывной цепи причинно-следственных отношений между частными явлениями, также охватывающей все уровни деления материи, заставляют полагать, что на всех уровнях

организации материи должны действовать одни и те же принципиальные физические законы и что никаких особых законов для явлений микромира не существует. Отсюда вытекает особое гносеологическое значение аналогий между явлениями макро- и микромира.

Английский физик Дж. Релей (1842-1919 гг.), придавая вопросам аналогий и подобия в физических явлениях особое значение, говорил по этому поводу: "Я часто удивляюсь тому незначительному вниманию, которое уделяется великому принципу "подобия" даже со стороны крупных ученых. Нередко случается, что результаты кропотливых исследований преподносятся как вновь открытые "законы", которые тем не менее можно было получить априорно в течение нескольких минут".

На рис. 2.1 приведена логическая последовательность вытекающей из изложенного методологии эфиродинамики. Единое движение имеет три составляющие, которые обладают семью основными свойствами.