Основы физики духа
Шрифт:
К сожалению, широкий круг читателей сейчас обладает в лучшем случае лишь самыми общими представлениями об исследованиях в этой области. Но раз мы ведем речь о глубоком единстве всего реально существующего (материального и духовного) мира и хотим доказать это единство на базе экспериментальных данных, нам не обойтись без использования накопленного опыта. Поэтому возникает необходимость обрисовать на общедоступном языке сложившуюся к настоящему времени теорию строения материального мира хотя бы в самых общих чертах.
Кроме того отметим, забегая вперед, что ученые в качестве «побочного» результата своих исследований обнаружили целый ряд явлений на микроуровне, которые можно достаточно однозначно связать
Вопросами устройства материального мира занимается довольно много естественных наук, среди которых и химия, и биология, и геология, и астрономия. Но основной наукой, исследующей вопрос строения материи как таковой (а, следовательно, и всего материального мира в целом), по праву считается физика. Именно физика к настоящему времени проникла в самую глубь основы окружающего нас мира. И именно физика во второй половине ХХ столетия со всей неоспоримостью доказала единство всего материального мира.
Физики пришли к выводу, что видимые нами макро- и мегамир являются такими, какими они есть потому, что на уровне микромира мы имеем строго определенный набор «кирпичиков»-элементарных частиц, из которых и состоят все макрообъекты. При этом взаимосвязь форм материи наиболее четко проявляется именно на глубоком квантовом уровне: малейшие отличия каких-либо основных характеристик той или иной элементарной частицы от имеющихся в реальности могло бы привести к глобальным переменам в наблюдаемой Вселенной. То есть материальный мир вокруг нас настолько связан с основными свойствами «кирпичиков», что если бы эти «кирпичики» обладали другими свойствами, то по другому выглядела бы и Вселенная. И поэтому основное внимание физиков в настоящее время направлено на исследование именно микромира.
Другим обнаруженным проявлением единства материального мира является дуальность микромира, т.е. проявление частицами волновых свойств и наличие у волн корпускулярных свойств. В микромире теряет смысл деление материи на вещество и поле, так как и то, и другое проявляют на этом уровне свойства друг друга (поэтому физики говорят о квантованном поле, а не о поле обычном; о частицах, а не о веществе). При этом, если образно представить взаимодействие объектов микромира в виде частичек вещества, как бы «склеенных» неким «клеем»-полем, то на уровне, например, глюонов вообще не оказывается разницы между «веществом» и «клеем».
Глюоны - «хотя это типичные бозоны и выполняют роль клея в кварковых структурах, они вместе с тем могут сами рождать новые глюоны, которые «склеивают» их между собой. Получается, что четкой границы между свойствами бозонных и фермионных частиц, между «веществом» и «клеем», все же нет» (В.Барашенков).
Идея единой природы вещества и поля и активные исследования в этой области привели к появлению в обиходе физиков такого термина как « суперстринг», который и обозначил искомую первичную материальную субстанцию, лежащую в основе всего известного материального мира. Свойства этой субстанции оказываются в значительной мере отличными от свойств так называемых элементарных частиц, хотя и являются тесно взаимосвязанными: из свойств субстанции выводятся свойства всех элементарных частиц и их составляющих.
Чтобы попытаться хоть как-то наглядно представить себе это отличие свойств, можно провести следующую образную аналогию. Изучая строение вещества, мы видим, что оно состоит из различных частиц, которые как бы связаны между собой жгутами соответствующего поля. На каждом уровне строения вещества свои частицы и свое поле взаимодействия между ними. Атомы в молекуле удерживаются между собой жгутами сил химической связи; сами атомы, состоящие из ядер и электронов, сохраняют свою целостность благодаря наличию атомарных сил; ядра атомов состоят из протонов и
Исследуя кварки, как составные части элементарных частиц, физики пришли к выводу, что если углубляться в строение материи и посмотреть, из чего состоят сами кварки, то обнаружится, что в дальнейшем наличие частиц на концах жгутов-пружинок не является необходимым. Оказывается, что кварки состоят просто из неких квантов поля, названных стрингами («пружинка», «струна»).
«Стринги - жгуты «натянутого» поля могут существовать и без концевых супермалых частичек, сами по себе - как независимые «хромосомы мира». Стринги могут разрываться и слипаться, рождая дочерние и внучатые стринги. При этом образуются замкнутые струнные кольца и более сложные переплетающиеся фигуры. …в них могут возбуждаться колебания - различные полевые «обертоны» …эти «обертоны» отделяются от колеблющейся струны и распространяются в виде волн в окружающем вакууме. Каждая несет с собой квант энергии, порцию электрического заряда, странности и других свойств - в общем, ведет себя, как элементарная частица» (В.Барашенков, «За пределами теории Эйнштейна - многомерные миры»).
Именно такой образ стринга служит дополнительным аргументом сторонников точки зрения, что элементарные частицы представляют из себя лишь сгустки поля. Но это тоже не является корректным выводом, так как при этом понимается поле со свойствами макрополя, что в принципе не соответствует действительности. Стринги представляют собой частицы квантованного поля, носящего дискретный (т.е. прерывный) характер, в то время как макрополе является сущностью непрерывной, и лишь к макрополю может быть применен термин «сгусток». Поэтому нельзя говорить о том, что вещество является сгустками поля или наоборот, поле является «размазанным» веществом. Ни одна из этих сущностей не является первичной по отношению к другой, - они полностью равноправны. При этом обе сущности имеют единую глубинную природу, выражающуюся в том, что и вещество, и макрополе являются теми или иными комбинациями (если так можно выразиться) частичек материальной субстанции - стрингов.
Вывод о единстве материального мира привел физиков к идее о том, что должен существовать некий объединяющий принцип всех свойств материи.
«Суть его должна состоять в описании небольшого числа фундаментальных свойств симметрии природы, эмпирически найденных несколько десятилетий назад, и, помимо свойств симметрии, этот закон должен заключать в себе принцип причинности, интерпретированный в смысле теории относительности» (В.Гейзенберг, «Шаги за горизонт»).
На языке физиков-теоретиков объединяющий принцип выражается наличием единого поля, из свойств которого можно было бы получить все свойства материального мира.
«Идеалом Эйнштейна была теория некоего единого поля, из которой как частный случай можно было бы вывести уравнения для всех известных нам частиц и действующих между ними сил» (В.Барашенков, «Великая тайна всемирного тяготения»).
На поиски такого единого поля и направлены в последнее время усилия физиков, которые постепенно объединяют между собой различные типы взаимодействия.
«Одним из кульминационных моментов в развитии физики стало создание теории, объединяющей слабые и электромагнитные взаимодействия. Эта теория основывалась на принципах симметрии, связанных с распределением элементарных частиц по семействам» (В.Барашенков, «За пределами теории Эйнштейна - суперсимметрия и супергравитация»).