2026-07-08
Новый декартов базис двух независимых комплексных фазовых плоскостей
Комплексные числа обычно представляют в двумерном декартовом базисе \(\{1,i\}\).
Однако алгебра допускает более богатую конструкцию: единица может быть разложена на два взаимно ортогональных идемпотента, каждый из которых образует собственную комплексную плоскость.
В результате возникает четырёхкомпонентный базис
\[\tag{1}
\boxed{
\mathcal B_J
=
\{\ep,i\ep,\em,i\em\}
}.
\]
В настоящей работе этот базис рассматривается как внутреннее фазовое пространство оператора состояния. Его четыре координаты описывают две независимые комплексные компоненты, но не отождествляются непосредственно с временем и тремя координатами физического пространства.
Такое уточнение принципиально важно. Оператор может содержать внутреннюю фазу частицы и параметр её внешнего движения, однако наблюдаемая скорость и траектория возникают только после отдельного отображения в физическое пространство. Поэтому необходимо различать фазовый базис, одномерную координату вдоль траектории и обычное трёхмерное пространство.
Главная идея статьи: базис \(\{\ep,i\ep,\em,i\em\}\) задаёт две комплексные фазовые плоскости состояния, а не физическое пространство-время \(\{ct,x,y,z\}\).
1. Две независимые комплексные плоскости
Пусть \(\ep\) и \(\em\) являются двумя взаимно дополнительными идемпотентами. Тогда всё рассматриваемое пространство можно представить как прямую сумму двух комплексных плоскостей:
\[\tag{2}
\boxed{
\mathcal H_J
=
\mathbb C\ep
\oplus
\mathbb C\em
}.
\]
Первая плоскость имеет декартов базис \(\{\ep,i\ep\}\), а вторая — \(\{\em,i\em\}\). Обе используют одну и ту же комплексную единицу \(i\), но их базисные проекторы ортогональны. Поэтому компоненты, принадлежащие разным плоскостям, не перемножаются друг с другом.
Произвольный элемент этого пространства записывается как сумма двух независимых комплексных чисел:
\[\tag{3}
Z
=
(x_1+ix_2)\ep
+
(x_3+ix_4)\em,
\qquad
x_1,x_2,x_3,x_4\in\mathbb R.
\]
Четыре вещественных коэффициента позволяют говорить о четырёхмерном декартовом представлении. Однако слово «четырёхмерный» здесь имеет алгебраический смысл: оно указывает число независимых вещественных координат фазового элемента, но ещё ничего не говорит о числе измерений физического пространства.
Подробнее: переход от обычной формулы Эйлера к двум комплексным плоскостям рассматривается в статье «От формулы Эйлера к сплит-геометрии».
2. Идемпотентные свойства базиса
Проекторы \(\ep\) и \(\em\) удовлетворяют соотношениям
\[\tag{4}
\boxed{
\ep^2=\ep,
\qquad
\em^2=\em,
\qquad
\ep\em=0,
\qquad
\ep+\em=1
}.
\]
Первые два равенства выражают идемпотентность: повторное проектирование на ту же плоскость ничего не меняет. Третье равенство означает ортогональность каналов. Последнее показывает, что оба проектора вместе образуют полную единицу пространства.
Гиперболическая единица естественно возникает как разность двух идемпотентов:
\[\tag{5}
\j=\ep-\em,
\qquad
\j^2=1.
\]
Обратно, проекторы выражаются через гиперболическую единицу:
\[\tag{6}
\ep=\frac{1+\j}{2},
\qquad
\em=\frac{1-\j}{2}.
\]
Таким образом, \(\ep\) и \(\em\) не являются неизвестными ранее математическими объектами. Это стандартные идемпотенты гиперболической алгебры. Особенность предлагаемого подхода состоит в использовании их как базисных элементов двух независимых комплексных фазовых плоскостей.
Подробнее: геометрический смысл гиперболической единицы разбирается в статье «Геометрия гиперболической единицы».
3. Координаты элемента в новом базисе
Относительно базиса \(\mathcal B_J\) элемент (3) имеет обычный координатный столбец:
\[\tag{7}
[Z]_{\mathcal B_J}
=
\begin{pmatrix}
x_1\\
x_2\\
x_3\\
x_4
\end{pmatrix}.
\]
Этот столбец полностью определяет алгебраический элемент. Координаты \(x_1,x_2\) относятся к плоскости \(\mathbb C\ep\), а координаты \(x_3,x_4\) — к плоскости \(\mathbb C\em\).
Здесь необходимо сделать важное ограничение:
\[\tag{8}
\boxed{
\{\ep,i\ep,\em,i\em\}
\neq
\{ct,x,y,z\}
}.
\]
Четыре компоненты фазового элемента нельзя без дополнительного физического отображения объявлять временем и тремя пространственными координатами. В частности, \(\ep\) не является осью времени, а \(i\ep,\em,i\em\) не являются физическими осями \(x,y,z\).
Это не запрещает использовать координатные столбцы и наглядные четырёхмерные представления. Запрещается только их непосредственное отождествление с лабораторным пространством-временем.
4. Четыре уровня геометрического описания
Чтобы не смешивать алгебру состояния с наблюдаемой кинематикой, будем различать четыре уровня.
Первый уровень — физическое пространство \(\mathbb R^3\), в котором располагаются приборы и измеряются координаты тела.
Второй уровень — одномерная координата \(s\), отсчитываемая вдоль конкретной физической траектории. Даже если линия искривлена, положение на ней задаётся одним числом.
Третий уровень — конечное фазовое пространство \(\mathcal H_J\), образованное базисом (1). В нём кодируются внутреннее состояние и внешний параметр движения.
Четвёртый уровень — глубоко расщеплённое пространство с последовательностью ортогональных каналов. Его метрическая длина используется далее для геометрического происхождения фактора Лоренца.
\[\tag{9}
\boxed{
\mathbb R^3
\;\longleftarrow\;
s
\;\longleftarrow\;
J(a,b)\in\mathcal H_J
\;\longleftarrow\;
\boldsymbol\Gamma_\beta
}.
\]
Стрелки в этой записи означают не равенство пространств, а последовательность отображений. Фазовый оператор не является физической координатой, а глубокое состояние не является дополнительным лабораторным измерением.
Подробнее: действующее разделение пространств сформулировано в статье «Концепция Волнового Электричества».
5. Конечный оператор фазового состояния
Дробные степени гиперболических единиц в комплексно расширенном идемпотентном базисе имеют вид
\[\tag{10}
\j^a
=
\ep+\em e^{i\pi a},
\qquad
(-\j)^b
=
\ep e^{i\pi b}+\em.
\]
Благодаря ортогональности \(\ep\em=0\) их произведение разделяется на две независимые компоненты:
\[\tag{11}
\boxed{
J(a,b)
=
\j^a(-\j)^b
=
\ep e^{i\pi b}
+
\em e^{i\pi a}
}.
\]
Параметры оператора имеют различный физический смысл:
\[\tag{12}
\boxed{
a=\varpi t,
\qquad
\omega_{\mathrm{int}}=\pi\varpi,
\qquad
b=\frac{\arcsin\beta}{\pi},
\qquad
\beta=\frac{v_s}{c}
}.
\]
Параметр \(a\) описывает внутреннюю фазу состояния. Параметр \(b\) кодирует мгновенное внешнее движение относительно выбранной системы отсчёта. Их нельзя переставлять или отождествлять друг с другом без явного изменения физической роли.
После подстановки физических параметров оператор принимает форму
\[\tag{13}
J(t)
=
\ep e^{i\arcsin\beta(t)}
+
\em e^{i\omega_{\mathrm{int}}t}.
\]
Первая плоскость содержит внешнюю фазовую компоненту, а вторая — внутреннюю периодичность. Это две составляющие одного состояния, а не два одновременных движения материальной точки в физических плоскостях.
Подробнее: определения \(a\), \(b\) и ограничения их применения приведены в действующей концепции модели.
6. Единичная норма конечного оператора
Рассмотрим более общий фазовый элемент единичного вида:
\[\tag{14}
J
=
\ep e^{ig}
+
\em e^{ih}.
\]
Его комплексно-сопряжённый элемент равен
\[\tag{15}
\overline{J}
=
\ep e^{-ig}
+
\em e^{-ih}.
\]
Используя идемпотентные свойства, получаем
\[\tag{16}
\boxed{
J\overline{J}
=
\ep+\em
=1
}.
\]
Обе фазовые компоненты независимо лежат на своих единичных окружностях. Поэтому изменение фаз \(g\) и \(h\) не меняет норму полного конечного оператора.
Равенство \(J\overline{J}=1\) выражает нормировку фазового состояния. Оно не означает, что энергия отдельной частицы не может изменяться, и само по себе не является полным законом сохранения физической энергии.
При взаимодействии энергетический баланс должен включать не только частицу, но и источник воздействия. К различию фазовой нормы и физической энергии мы вернёмся ниже.
Подробнее: сохранение нормы и ортогональность фазового вращения рассмотрены в статье «Вращение как следствие сохранения нормы».
7. Фазово-геометрическая динамика
Свяжем нормированный оператор с величиной
\[\tag{17}
\boxed{
V_J(t)=cJ(t)
}.
\]
В прежней пространственно-временной интерпретации \(V_J\) можно было принять за непосредственный вектор скорости материальной точки. Теперь его смысл необходимо определить точнее: \(V_J\) является оператором полной фазово-геометрической динамики постоянной нормы.
В базисе \(\mathcal B_J\) его координаты равны
\[\tag{18}
[V_J]_{\mathcal B_J}
=
c
\begin{pmatrix}
\cos(\pi b)\\
\sin(\pi b)\\
\cos(\pi a)\\
\sin(\pi a)
\end{pmatrix}.
\]
Это четыре фазовые координаты. Они не являются компонентами физической четырёхскорости. В частности, первый элемент нельзя автоматически называть скоростью движения по оси времени, а последние три — скоростями вдоль \(x,y,z\).
Из (16) следует постоянство фазовой нормы:
\[\tag{19}
V_J\overline{V_J}
=
c^2.
\]
Полная величина \(cJ\) остаётся нормированной, но наблюдаемая скорость центра может принимать любое допустимое значение \(|v_s|\leq c\). Она возникает только после внешней проекции.
Величина \(V_J=cJ\) принадлежит фазовому пространству оператора и не является лабораторной скоростью центра частицы.
8. От внешней фазы к наблюдаемому движению
Внешняя компонента оператора равна
\[\tag{20}
e^{i\pi b}
=
\cos(\pi b)+i\sin(\pi b)
=
\frac1\gamma+i\beta.
\]
Наблюдаемая доля пространственного движения задаётся её мнимой проекцией:
\[\tag{21}
\mathcal P_{\mathrm{ext}}[J]
=
\sin(\pi b)
=
\beta.
\]
Чтобы получить физический вектор скорости, необходимо дополнительно задать направление движения в трёхмерном пространстве:
\[\tag{22}
\boxed{
\mathbf v(t)
=
c\beta(t)
\widehat{\boldsymbol\tau}\bigl(s(t)\bigr)
}.
\]
Здесь \(\widehat{\boldsymbol\tau}(s)\) — единичный касательный вектор к физической траектории. Параметр \(b\) задаёт величину и знак скорости вдоль координаты \(s\), но сам по себе не выбирает направление в \(\mathbb R^3\).
Физическая траектория центра строится обычным интегрированием:
\[\tag{23}
\boxed{
\mathbf r(t)
=
\mathbf r(0)
+
\int_0^t
c\beta(\tau)
\widehat{\boldsymbol\tau}
\bigl(s(\tau)\bigr)
\,d\tau
}.
\]
Таким образом, переход от фазового состояния к наблюдаемой кинематике имеет вид
\[\tag{24}
\boxed{
J(a,b)
\longrightarrow
\mathcal P_{\mathrm{ext}}[J]
\longrightarrow
\mathbf v
\longrightarrow
\mathbf r(s)\subset\mathbb R^3
}.
\]
Именно эта последовательность заменяет прежнее непосредственное отождествление координат фазового базиса с \(ct,x,y,z\).
9. Внутренняя фазово-геометрическая кривая
Оператор \(V_J\) можно интегрировать по времени. Полученный результат описывает не лабораторное перемещение центра, а параметрическую фазово-геометрическую кривую:
\[\tag{25}
\boxed{
\mathbf R_J(t)
=
\mathbf R_J(0)
+
\int_0^t V_J(\tau)\,d\tau
}.
\]
Рассмотрим покоящееся внешнее состояние:
\[\tag{26}
\beta=0,
\qquad
b=0,
\qquad
J(t)=\ep+\em e^{i\omega_{\mathrm{int}}t}.
\]
Тогда при постоянной внутренней частоте
\[\tag{27}
\mathbf R_J(t)
=
ct\,\ep
-
i\frac{c}{\omega_{\mathrm{int}}}
e^{i\omega_{\mathrm{int}}t}\em
+
C.
\]
Первое слагаемое описывает линейное продвижение параметра фазового состояния. Оно не является пространственным дрейфом покоящейся частицы. Второе слагаемое образует ограниченную периодическую кривую во внутренней плоскости \(\mathbb C\em\).
Если выбрать начало внутренних координат в центре этой окружности, внутреннюю компоненту можно записать отдельно:
\[\tag{28}
\boxed{
\mathbf R_{\mathrm{int}}(t)
=
-ir_{\mathrm{int}}
e^{i\omega_{\mathrm{int}}t}\em,
\qquad
r_{\mathrm{int}}
=
\frac{c}{\omega_{\mathrm{int}}}
}.
\]
В координатах фазового базиса полная кривая имеет вид
\[\tag{29}
[\mathbf R_J]_{\mathcal B_J}
=
\begin{pmatrix}
ct\\
0\\
r_{\mathrm{int}}\sin(\omega_{\mathrm{int}}t)\\
-r_{\mathrm{int}}\cos(\omega_{\mathrm{int}}t)
\end{pmatrix}.
\]
Этот столбец формально напоминает винтовую кривую в четырёхмерном пространстве. Однако речь идёт о координатах фазового состояния. Его нельзя интерпретировать как мировую линию материальной точки в координатах \((ct,x,y,z)\).
10. Что означает фазовая винтовая геометрия
Сочетание линейной компоненты \(ct\,\ep\) и круговой компоненты во второй комплексной плоскости создаёт фазовую кривую, подобную винтовой. Такая визуализация остаётся полезной: она показывает, что существующее во времени состояние может одновременно иметь непрерывное параметрическое развитие и внутренний периодический возврат.
Но физически замыкается не вся кривая \(\mathbf R_J\). Замыкается только её внутренняя составляющая:
\[\tag{30}
\mathbf R_{\mathrm{int}}
\bigl(t+T_{\mathrm{int}}\bigr)
=
\mathbf R_{\mathrm{int}}(t),
\qquad
T_{\mathrm{int}}
=
\frac{2\pi}{\omega_{\mathrm{int}}}.
\]
Траектория центра частицы в лаборатории при этом может быть открытой. Например, свободный электрон может двигаться по прямой, не теряя внутреннего замыкания.
Замыкание внутренней волны не означает замыкания физической траектории центра. Это два разных геометрических уровня.
Поэтому прежний рисунок с физическими осями \(ct,y,z\) следует заменить схемой, на которой отдельно показаны внешняя проекция, наблюдаемая траектория и внутренняя замкнутая геометрия.
Подробнее: различие между движением центра и внутренним замыканием рассматривается в статье «Единая геометрическая модель для волны и частицы».
11. Внутренний радиус
Из внутренней компоненты (28) непосредственно следует радиус фазовой окружности:
\[\tag{31}
\boxed{
r_{\mathrm{int}}
=
\frac{c}{\omega_{\mathrm{int}}}
}.
\]
Для периодического волнового процесса
\[\tag{32}
\lambda_{\mathrm{int}}
=
\frac{2\pi c}{\omega_{\mathrm{int}}},
\]
поэтому
\[\tag{33}
\boxed{
r_{\mathrm{int}}
=
\frac{\lambda_{\mathrm{int}}}{2\pi},
\qquad
\lambda_{\mathrm{int}}
=
2\pi r_{\mathrm{int}}
}.
\]
Это строгий геометрический результат для принятой фазовой динамики \(V_J=cJ\): внутренний периодический процесс образует окружность, длина которой равна внутренней длине волны.
Однако из одного алгебраического базиса ещё не следует, что найденный радиус является радиусом конкретной физической частицы. Для этого требуется дополнительная физическая идентификация внутреннего замкнутого режима.
12. Переход к модели электрона
В Волновом Электричестве электрон рассматривается как устойчивый замкнутый волновой режим. В рамках этой гипотезы внутренний радиус (31) отображается на характерный радиус электрона:
\[\tag{34}
r_{\mathrm{int}}
\longmapsto
r_e.
\]
Внутренней частоте соответствует энергия
\[\tag{35}
E_{\mathrm{int}}
=
\hbar\omega_{\mathrm{int}}.
\]
Рабочая гипотеза массовой проекции связывает энергию покоя электрона с внутренней энергией через постоянную тонкой структуры:
\[\tag{36}
m_ec^2
=
\alpha_{\mathrm{fs}}
\hbar\omega_{\mathrm{int}}.
\]
Совместив (31) и (36), получаем
\[\tag{37}
\boxed{
r_e
=
\frac{c}{\omega_{\mathrm{int}}}
=
\alpha_{\mathrm{fs}}
\frac{\hbar}{m_ec}
}.
\]
Таким образом, математическая часть даёт радиус \(c/\omega_{\mathrm{int}}\), а физическая модель электрона связывает внутреннюю частоту с массой и постоянной тонкой структуры. Утверждение о радиусе электрона поэтому опирается не только на базис, но и на дополнительную гипотезу массовой проекции.
Подробнее: эта связь подробно выводится в статье «Масса как геометрическая проекция замкнутой волны», а структура внутреннего состояния — в работе «Геометрическая модель структуры электрона».
13. Конечная внешняя фаза и фактор Лоренца
Из определения внешнего параметра следует
\[\tag{38}
\sin(\pi b)=\beta,
\qquad
\cos(\pi b)
=
\sqrt{1-\beta^2}
=
\frac1\gamma.
\]
Конечная фазовая окружность наглядно кодирует две сопряжённые проекции \(\beta\) и \(1/\gamma\). Но она содержит обратную величину \(1/\gamma\), а не объясняет происхождение полной растущей нормы \(\gamma\).
Для этого используется глубокое идемпотентное расщепление:
\[\tag{39}
\boldsymbol\Gamma_\beta
=
\boldsymbol\xi_0
+
\beta\boldsymbol\xi_1
+
\beta^2\boldsymbol\xi_2
+
\cdots.
\]
Если каналы ортогональны, а каждый следующий уровень повторяет полный предыдущий с коэффициентом \(\beta\), то
\[\tag{40}
\|\boldsymbol\Gamma_\beta\|^2
=
1
+
\beta^2
\|\boldsymbol\Gamma_\beta\|^2.
\]
Отсюда
\[\tag{41}
\boxed{
\|\boldsymbol\Gamma_\beta\|
=
\frac1{\sqrt{1-\beta^2}}
=
\gamma
=
\frac1{\cos(\pi b)}
}.
\]
Следовательно, фактор Лоренца больше не выводится из евклидова вращения физической плоскости \((ct,x)\). Конечный оператор задаёт проекции \(\beta\) и \(1/\gamma\), а полная величина \(\gamma\) возникает как длина состояния в глубоко расщеплённом пространстве.
Подробнее: полный вывод приведён в статье «Происхождение Лоренц-фактора из бесконечного идемпотентного расщепления».
14. Две нормы и физическая энергия
Теперь можно сопоставить две разные геометрические величины:
\[\tag{42}
\boxed{
J\overline{J}=1,
\qquad
\|\boldsymbol\Gamma_\beta\|
=
\gamma
}.
\]
Первая является нормой конечного фазового оператора. Вторая является длиной глубокого состояния движения. Они относятся к разным пространствам и потому не противоречат друг другу.
Связь с физическими энергией и импульсом вводится отдельным отображением:
\[\tag{43}
\frac{E_0}{E}
=
\cos(\pi b)
=
\frac1\gamma,
\qquad
\frac{pc}{E}
=
\sin(\pi b)
=
\beta.
\]
Отсюда следуют
\[\tag{44}
E=\gamma E_0,
\qquad
pc=\gamma\beta E_0,
\qquad
\boxed{
E^2-p^2c^2=E_0^2
}.
\]
При ускорении частицы её лабораторная энергия возрастает за счёт работы внешнего источника. Поэтому закон сохранения энергии следует записывать для полной взаимодействующей системы:
\[\tag{45}
\boxed{
E_{\mathrm{particle}}
+
E_{\mathrm{source}}
=
\mathrm{const}
}.
\]
Единичная фазовая норма задаёт структуру состояния, но не создаёт дополнительную физическую энергию и не заменяет баланс между частицей и источником.
15. Что следует из математики
Непосредственно из алгебраического построения следуют:
- разложение единицы на два взаимно ортогональных идемпотента;
- существование двух независимых комплексных плоскостей;
- четырёхкомпонентный вещественный базис \(\mathcal B_J\);
- единственное разложение элемента по этому базису;
- форма конечного оператора \(J(a,b)\);
- единичная норма \(J\overline{J}=1\);
- периодическая внутренняя фазовая кривая при \(a=\varpi t\);
- радиус этой кривой \(r_{\mathrm{int}}=c/\omega_{\mathrm{int}}\);
- возможность дальнейшего идемпотентного расщепления.
Эти результаты не требуют отождествления фазовых координат с физическим пространством-временем.
16. Что является физической гипотезой
Дополнительно в модели принимаются следующие физические отображения:
- параметр \(a\) описывает внутреннее состояние;
- параметр \(b\) описывает внешнее движение;
- \(\sin(\pi b)=\beta\) отображается на наблюдаемую скорость;
- направление движения задаётся касательной \(\widehat{\boldsymbol\tau}(s)\) в физическом пространстве;
- интеграл от \(cJ\) описывает внутреннюю фазовую геометрию;
- устойчивое внутреннее замыкание проявляется как частица;
- внутренний радиус \(c/\omega_{\mathrm{int}}\) отображается на радиус электрона;
- масса электрона является проекцией его внутренней энергии;
- глубокое расщепление физически реализует фактор Лоренца.
Такое разграничение необходимо, чтобы алгебраические тождества не воспринимались как автоматическое доказательство всех физических интерпретаций.
Выводы
Базис \(\{\ep,i\ep,\em,i\em\}\) действительно образует четырёхмерную вещественную структуру двух независимых комплексных плоскостей. Однако эта структура принадлежит фазовому пространству оператора и не является непосредственным физическим пространством-временем.
Величина \(V_J=cJ\) задаёт фазово-геометрическую динамику постоянной нормы. Её интегрирование создаёт параметрическую кривую с внутренней окружностью радиуса \(c/\omega_{\mathrm{int}}\). Наблюдаемое движение центра получается другим путём — через внешнюю проекцию, касательное направление и последующее интегрирование физической скорости.
Тем самым новый базис сохраняет свою математическую ценность, но получает более точное место в архитектуре Волнового Электричества:
\[\tag{46}
\boxed{
\begin{gathered}
\mathcal B_J
=
\{\ep,i\ep,\em,i\em\}
\quad\text{— фазовый базис},\\[4pt]
J(a,b)
\longrightarrow
\beta
\longrightarrow
\mathbf v
\longrightarrow
\mathbf r(s)\subset\mathbb R^3,\\[4pt]
V_J=cJ
\longrightarrow
\mathbf R_J
\longrightarrow
r_{\mathrm{int}}
=
\frac{c}{\omega_{\mathrm{int}}}.
\end{gathered}
}.
\]
Две комплексные плоскости описывают компоненты состояния, а не физические оси. Фазовая геометрия, наблюдаемое движение и глубокая метрика являются связанными, но различными уровнями модели.
Используемые материалы
- Википедия. идемпотенты.
- Википедия. Idempotent (ring theory).


