Учебное пособие для вузов
Скачать 9.17 Mb.
|
£3 Вакуум, микрочастицы и Всвдвнная Из ОТО следует, что наш мир произошел вследствие Большого Взрыва, причем произошел из вакуума. Не противоречит ли это утверждение закону сохранения массы-энергии (6)? Полная масса замкнутой фридмановской Вселенной, а значит, и ее энергия равна нулю. Это объясняется тем, что положительная энергия (масса) Вселенной компенсируется отрицательной энергией гравитационного взаимодействия всех ее частей. Энергия вакуума тоже равна нулю, поэтому рождение из него Вселенной закону сохранения энергии не противоречит. Однако описать этот процесс с помощью ОТО невозможно, т. к. она не учитывает квантовых эффектов, которые при планковских масштабах должны играть главную роль. Для описания свойств мира на этапе его рождения из вакуума требуется теория квантовой гравитации, которая находится пока на стадии формирования. Большинство физиков полагает, что в наибольшей степени для моделирования этих вопросов подходит теория суперструн, самый значительный вклад в развитие которой внес Э. Виттен. Всем известно, что такое обычная струна, способная колебаться с разными частотами. Суперструна — это топологическое обобщение этого простого образа, объединяющее бесконечное число полей. Эта теория дает ответ на вопрос, откуда и каким образом возникают фундаментальные взаимодействия — гравитационные, электромагнитные и ядерные — сильные и слабые. Их источником является многомерная топология. Согласно теории, при очень больших энергиях все разновидности взаимодействий объединяются в универсальный тип — Супергравитацию. Развитие этих представлений может в дальнейшем значительно изменить современные взгляды на структуру мира. Существуют ли прямые экспериментальные подтверждения феномена Большого Взрыва, помимо численных оценок, следующих из модели Фридмана и закона Хаббла? В 1965 г. А. Пензиас и Р. Вильсон открыли реликтовое излучение с температурой 3,5 °К, равномерно поступающее из далеких глубин Вселенной. А согласно теории Г. Гамова, температура Вселенной, которая на стадии Большого Взрыва была очень высока, в результате последующего расширения должна была обусловить возникновение к настоящему времени холодного фонового излучения с температурой около 5 °К. После этого открытия теория Большого Взрыва стала почти общепризнанной. Как развивалась история Вселенной на самых ранних стадиях рождения нашего мира, когда его размеры были много меньше протона? На этот вопрос отвечает весьма экзотическая теория инфляции, или раздувания, предложенная А. Гутом и А.Д. Линде. Согласно этой теории, за время порядка Ю-33с Вселенная раздувается до размеров, близких к современным, а микронеоднородности, порожденные квантовыми флуктуациями (см. формулу 5), могли послужить гравитационными зародышами, из которых позже выросли звезды и галактики. Благодаря этой теории, делается более понятным и вопрос, откуда взялась энергия, необходимая на создание материи. Ее источником послужила огромная гравитационная энергия молодой Вселенной. Вот как описывает этот процесс один из авторитетных специалистов по космологии С. Хокинг: «Вселенная взяла в долг огромное количество отрицательной гравитационной энергии, которая точно уравновесила положительную энергию материи. Во время инфляции Вселенная брала огромные долги у гравитационной энергии, чтобы финансировать создание новой материи. В результате восторжествовала кейнси-анская экономика: получилась сильная экспансивная Вселенная, полная материальных объектов. А долг гравитационной энергии не будет погашен до конца Вселенной», Ничто, Пустота, из которой родились Вселенная, — это не тот вакуум, который в 1644 г. был открыт учениками Галилея Э. Торричелли и В. Вивиани. Это был совсем другой пласт реальности — физический, или квантовый, вакуум, открытый в 1928 г. ПА. М. Дираком. Ему удалось обобщить уравнения квантовой механики на случай скоростей, близких к скорости света. Из его теории следовало, что электрон, как и все остальные элементарные частицы, может обладать не только положительной, но также и отрицательной энергией. Понять физический смысл этого предсказания теории было непросто. Чтобы разобраться в этом вопросе, Дирак воспользовался тем обстоятельством, что помимо массы и заряда, электрон обладает и третьей столь же фундаментальной характеристикой — спином. Спин, что по-английски означает «кручение», «волчок» — это квантовое число, равное собственному моменту количества движения частицы. Для электрона спин может иметь только одно из двух значений 5 = ± —. 2 Для подобных частиц с полуцелым спином известен принцип запрета, сформулированный В. Паули: в квантовой системе на одном энергетическом уровне могут находиться лишь две частицы с противоположно направленными спинами. Дирак воспользовался этим правилом и предположил, что в области отрицательной энергии заняты все уровни, а потому находящиеся на них электроны представляют собой квантовый вакуум. Этот феномен получил название «вакуумного моря» Дирака. Однако если на это «море» направить мощный импульс гамма-излучения, то получивший его электрон приобретет положительную энергию и перейдет в реальный мир. В «море» остается «дырка», во всем похожая на электрон, только заряд у нее будет положительным — это следствие закона сохранения заряда. В 1932 г. К. Андерсон, исследуя космические лучи, открыл эту «дырку» и назвал ее позитроном. Андерсон получил за свое открытие Нобелевскую премию, а Дирак — подтверждение своей теории о квантовом вакууме. Рассмотрим энергетические свойства квантового вакуума. Из соотношения неопределенности (5) и закона сохранения массы-энергии (6) можно рассчитать промежуток времени, соответствующий массе электрона: At = 10~ 21 с. Смысл этих расчетов с точки зрения классической механики кажется безумным: в течение столь малых промежутков времени энергия вакуума испытывает достаточно большие колебания, чтобы за это время из него рождались электроны —- и все прочие элементарные частицы. Такие частицы назвали виртуальными. Индивидуально они никак не проявляют себя, но как системный ансамбль вполне заметно влияют на различие свойства материи (магнитный момент электрона, спектральные характеристики атомов и др.). Таким образом, этот вакуумный виртуальный «туман» — совершенно реальный феномен. Флуктуации энергии квантового вакуума, определенные формулами (5) и (6) имеют бесконечно широкий диапазон частот. Если взять интеграл по всем частотам, то получим бесконечно большую величину энергии. Не находя этому факту объяснения, теоретики предложили принимать ее за нулевой уровень энергии квантового вакуума. Поэтому есть основания думать, что именно сложные структуры квантового вакуума — та первооснова, которая определяет фундаментальные свойства нашего мира в целом. Используя эту идею, Дж. Уилер оценил минимальную величину флуктуации энергии квантового вакуума. Чтобы провести этот несложный расчет, он воспользовался численными значениями планковских масштабов (7) — и получил умопомрачительную величину: Е = 1095г/см3= 10и6эрг/см3- (8) Эти экстремальные оценки позволили Уилеру утверждать, что окружающий нас мир вещества, заполняющего Вселенную во всех его формах, буквально погружен в океан вакуума, насыщенный энергией. Все события, которые мы наблюдаем в нашем материальном мире, — не более, чем легкая рябь на поверхности этого океана. Первая научная картина мира была построена Исааком Ньютоном. Несмотря на внутреннюю парадоксальность, она оказалась удивительно плодотворной, на долгие годы предопределив самодвижение научного познания мира. В этой удивительной Вселенной не было места случайностям, все события были строго предопределены жестким законом причинности. А у времени было еще одно странное свойство: из уравнений классической механики следовало, что во Вселенной не изменится ничего, если оно вдруг начнет течь в противоположном направлении. Все было бы хорошо, если бы не одна особенность реального мира — его склонность к хаотическим состояниям. Хаос — это enfante terrible классической теории. С точки зрения классики — это нонсенс, то, чего быть не может. Открытия термодинамики заставили посмотреть на проблему по-иному: был сделан вывод, 1 Нелинейная Вселенная что хаос, состояние «тепловой смерти» — это неизбежное конечное состояние мира. Стало ясно, что не найдя научного подхода к изучению явлений хаоса, мы заведем научное познание мира в тупик. Существовал простой способ преодоления этих трудностей: следовало превратить проблему в принцип. Хаос — это свободная игра факторов, каждый из которых, взятый сам по себе, может показаться второстепенным, незначительным. В уравнениях математической физики такие факторы учитываются в форме нелинейных членов, т. е. таких, которые имеют степень, отличную от первой. А потому теорией хаоса должна была стать нелинейная наука. Классическая картина мира основана на принципе детерминизма, на отрицании роли случайностей. Законы природы, сформулированные в рамках классики, выражают определенность. Реальная Вселенная мало похожа на этот образ. Для нее характерны стоха-стичность, нелинейность, неопределенность, необратимость. Понятие «стрелы времени» утрачивает для нее прежний ясный смысл. В нелинейной Вселенной законы природы выражают не определенность, а возможность и вероятность. Случайности в этой Вселенной играют фундаментальную роль, а ее наиболее характерным свойством являются процессы самоорганизации, в которых и сам хаос играет конструктивную роль. Формирование научного аппарата нелинейной картины мира происходило по нескольким направлениям. В математике это теория особенностей (А. Пуанкаре, А.А. Андронов, X. Уитни) и теория катастроф (Р. Том, К. Зиман, В.И.Арнольд). Ключевые термины, введенные в этих теориях, это бифуркация — процесс качественной перестройки и ветвления эволюционных паттернов системы, катастрофы — скачкообразные изменения свойств системы, возникающие на фоне плавного изменения параметров, аттрактор — «притягивающее» состояние, в котором за счет отрицательных обратных связей автоматически подавляются малые возмущения. В физике, химии и биологии — это работы И.Р. При-гожина и возглавлявшейся им Брюссельской школы по термодинамике необратимых процессов. Итогом их исследований стало возникновение нового научного направления — теории неравновесных процессов. Профессору Штутгартского университета Г. Хакену, много сделавшего для исследования этих процессов, принадлежит удачный термин — синергетика (по-гречески synergos означает согласованный). В России это работы С.П. Курдюмова, Г.Г. Малинецкого, А.А. Самарского. Рассмотрим базовые принципы нелинейного образа мира. Во-первых, это принцип открытости. Система является открытой, если она обладает источниками и стоками по веществу, энергии и (или) информации. Во-вторых, это принципы нелинейности. Вот пример нелинейных процессов: возьмите лист бумаги и сложите его пополам. Потом еще раз пополам — и так далее 40 раз. Попробуйте угадать, какой толщины получится у вас эта стопка бумаги, не заглядывая на следующую строчку. А проведя нехитрый арифметический подсчет, вы получите поразительный результат— 350 ООО км, расстояние от Земли до Луны! В-третьих, это когерентность, т. е. самосогласованность сложных процессов. Принцип когерентности используется, например, в лазерах. Используя эти принципы, перечислим основные отличительные свойства мира, подчиняющегося нелинейным закономерностям.
В результате за зоной бифуркации открывается целый спектр альтернативных эволюционных сценариев. Это означает переход от жесткого лап-ласовского принципа детерминизма к бифуркационному вероятностному принципу причинно-следственных связей.
тической парадигме. Принятие этой парадигмы означает, во-первых, отказ от базовых постулатов традиционной науки:
Во-вторых, это принятие синергетических принципов конструирования картины мира:
В свое время классическая картина мира казалась удобной для развития гуманитарных научных дисциплин. Адам Смит и Давид Риккардо, создавая политическую экономию, ввели понятие «невидимой руки рынка», принцип которой им подсказали идеи Ньютона о гравитации. Томас Гоббс, разрабатывая теорию государства, вдохновлялся теорией атомного строения материи. Методы нелинейной науки, зародившиеся в сфере современного естественно-научного знания, оказались весьма перспективными при исследовании проблем социально-культурной динамики. Биологические и социальные констелляции относятся к классу самоорганизующихся систем, а потому моделирование методами синергетики их структурных и эволюционных характеристик позволило получить неплохие результаты, интересные в научном и практическом отношениях. Современный глобальный кризис в значительной мере обусловлен отставанием научной методологии прогнозирования от практических потребностей. Во многом это объясняется тем, что до сих пор не преодолено наследие классической методологии, а принципы нелинейности мышления еще не получили адекватного применения в области гуманитарного научного знания. Глава 2 ШИЛОСОШИЯ НАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА 1 Философия механистической картины мира Научной философией Ньютона являлась экспериментальная философия. В ее основу были положены следующие правила философствования:
Принципы построения «Начал», где изложена механистическая картина мира, Ньютон заимствовал у Евклида: сначала формулируются аксиомы, или законы, затем из них выводятся следствия, которые можно проверить на опыте. Декарт развивал гипотетическую физику, в основе которой лежали умозрительные предположения, не следующие непосредственно из опыта. Физика принципов Ньютона основана на введении аксиом, которые могут не иметь логического обоснования, но истинность которых доказывается опытом. Символом метафизики Ньютона является сформулированный им основной закон динамики: ~F = ma (8) где F — сила, действующая на тело с массой та, а — ускорение, которое она сообщает этому телу. В этой формуле введены три метафизические категории: во-первых, масса как мера инертности тел, во-вторых, сила — фактор, который изменяет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, и ускорение —-характеристика свойств пространства и времени. Эти свойства, согласно Ньютону, парадоксальны: речь идет об абсолютно пустом пространстве и абсолютном времени. Оба метафизических понятия всегда вызывали большие споры. Сам Ньютон вкладывал в них теологический смысл. Бог, —писал он, — это «бестелесное существо, живое, разумное, всемогущее, которое в бесконечном пространстве, как бы в своем чувствилище, видит все вещи вблизи, прозревает их насквозь и понимает их благодаря непосредственной близости к ним». Ко времени Лапласа эти теологические рассуждения Ньютона были прочно позабыты. Введенная Ньютоном в законе всемирного тяготения сила гравитации также явилась метафизической категорией: речь шла о мгновенном взаимодействии тел, передаваемом на любые расстояния, причем без каких-либо посредников. Это был загадочный принцип дальнодействия. Декарт пытался снять проблему, заполнив пространство эфирными вихрями. Ньютон опроверг эту гипотезу как необоснованную: «причину свойств силы тяготения я до сих пор не смог вывести из явлений. Гипотез же я не измышляю». Позднее стало ясно, что для гравитации и других сил можно ввести понятие потенциала, определенного в каждой точке пространства. А это уже понятие поля, которое и можно рассматривать в качестве переносчика взаимодействия. Ключевыми метафизическими категориями в механистической картине мироздания были понятия массы и инерции. Загадкой, не имевшей никакого объяснения, оставалось равенство гравитационной и инертной масс, которое с высокой точностью было доказано в конце XVIII в. в опытах Г. Кавендиша. Что касается инерции, то Ньютон мог дать о ее природе всего лишь тавтологический комментарий: «врожденная сила материи есть присущая ей способность сопротивления, по которой всякое отдельно взятое тело, поскольку оно предоставлено самому себе, удерживает свое состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения». В этих достаточно неясных рассуждениях скрывалась еще одна метафизическая тонкость: по существу речь шла о состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения относительно абсолютного пространства, причем в абсолютном времени. Существовал только один способ определить систему координат, связанную с абсолютным пространством, — связать ее со сферой неподвижных звезд. Во времена Ньютона это могло казаться приемлемым, но для нас лишено смысла. Пространство и время в классической картине мира — абсолютно самодостаточные категории, существующие безотносительно чего-либо и никак не зависящие от присутствия в них материи. Абсолютно пустое пространство механистической картины мира обладает свойствами однородности и изотропности, откуда следуют законы симметрии: изменение координат или их поворот не влияют на законы механики. В 1918 г. Э. Нетер показала, что отсюда следуют механические законы сохранения импульса mv и момента импульса mv2. Что касается закона сохранения кинетической энергии mv2/2, то он является следствием равномерности хода часов абсолютного времени. Попытку объяснить свойство инерции предпринял Э. Мах, связав его с влиянием далеких звезд. Но это было объяснение ad hoc: речь шла о мгновенном воздействии на межзвездных расстояниях. При всей своей загадочности инерция имела совершенно ясную количественную меру — массу. Со времен Ньютона ее принято рассматривать как основную характеристику материи. Напомним, что, согласно Аристотелю, материя не поддается количественному описанию, т. к. представляет собой изменчивую и текучую субстанцию, а по Декарту материя — это протяженный континуум, заполняющий все пространство и доступный математическому описанию. Существовала и еще одна точка зрения на сущность материи, которую отстаивал противник Декарта и сторонник материалистического сенсуализма П. Гассенди: материя состоит из атомов, обладающих свойствами неделимости, неизменности, тяжести и разделенных бестелесной пустотой. Близкую позицию занимал и Хр. Гюйгенс, который утверждал, что материя, состоящая из атомов, и пространство разделены, а действия на расстоянии быть не может. физическая модель мироздания, построенная в рамках механистического мировоззрения, явилась плодом свободного творения человеческого разума. Это была превосходная материалистическая модель, позволяющая решать большое количество практических задач, включая освоение космического пространства, и в наше время. | Философия квантовой теории Квантовая механика предсказывает не события, а их вероятности. Эйнштейн заметил по этому поводу, что он не верит, будто Бог играет в кости. Смысл кван-товомеханических предсказаний многим представлялся смутным. Р. Фейнман заявил в своей Нобелевской лекции: «Мне кажется, я смело могу заявить, что квантовой механики никто не понимает». Рассмотрим основные варианты интерпретации смысла квантовомеханических расчетов. Наиболее распространенным является подход, предложенный Ниль-сом Бором и Максом Борном и получивший название Копенгагенской интерпретации. Разъясняя смысл этого подхода, Борн писал: «природа не может быть описана с помощью частиц или волн в отдельности, а только с помощью более сложной математической теории. Этой теорией является квантовая механика, которая заменяет собой обе эти модели и только с определенными ограничениями представляет ту или иную из них». В мире квантовых явлений мы имеем дело с закономерностями, не поддающимися детерминистическому анализу. Существенно новой чертой исследования этих явлений оказывается фундаментальное различие между макроскопическим измерительным прибором и микроскопическими изучаемыми объектами. Работу приборов приходится описывать на языке классической физики, не вводя кванта действия. В силу этих причин, если в классике взаимодействием между прибором и объектом можно пренебречь, то в квантовой физике оно составляет неотъемлемую часть самого явления. Эта осо- G19 бенность приводит к тому, что повторение одного и того же опыта дает, вообще говоря, разные результаты, которые, следовательно, могут выражаться в форме вероятностных (статистических) закономерностей. Обобщая этот отказ от классического идеала детерминизма, Бор сформулировал его в виде принципа дополнительности. Количественное выражение этот принцип находит, по его словам, в форме соотношений неопределенности Гейзенберга (4), (5), которые фиксируют границы применимости к квантовым объектам кинематических и динамических переменных, заимствованных из классической физики. Развивая свои мысли о принципе дополнительности, Бор отметил, что он может быть применен также и при анализе процессов социокультурой динамики. Второй подход к интерпретации квантовой механики называют неоклассическим. Сторонники этого подхода (Д. Бом и др.) полагают, что классический принцип причинности можно сохранить, если ввести в теорию некие скрытые неизвестные пока параметры. Однако этот подход непродуктивен, т. к. никому из его защитников не удалось раскрыть природу этих скрытых параметров. Статистическую интерпретацию отстаивал Д.И. Бло-хинцев, который обратил внимание на тот факт, что объектом применения квантовой механики по существу являются не отдельные частицы, а квантовый ансамбль. А поэтому поведение микрочастиц определяется совокупностью статистических закономерностей. В 1957 г. X. Эверетт предложил наиболее парадоксальную интерпретацию, которая получила название многомировой. Его идея вызвала крайне противоречивую реакцию в научном сообществе, многие ее решительно отвергли как абсурдную, но некоторые ее приняли, поскольку не увидели конкурентоспособных альтернатив. Известен квантово-механический парадокс, связанный с наблюдением интерференционной картины, возникающей при происхождении пучка электронов или светового луча (т. е. пучка фотонов) через пару узких щелей. Парадокс состоит в том, что интерференционная картина возникает даже в том случае, когда на щель падает один электрон или один фотон. С точки зрения стандартной квантовой теории, это должно означать, что фотон расщепляется на две части, одна из которых проходит сквозь одну щель, а другая через вторую, после чего обе части интерферируют на экране. Этого однако не может быть, потому, что фотон — это минимальная порция, квант электомагнитного излучения (см. формулу 3). Чтобы снять этот парадокс, Эверетт предложил гипотезу, согласно которой, кроме реальной Вселенной, в которой мы живем, параллельно существует множество ее двойников — «теневых» Вселенных. Эти двойники, в которых обитают и бесчисленные дублеры уважаемых читателей, никак не проявляют себя. За одним исключением: при прохождении «нашего» электрона сквозь «наши» щели он взаимодействует со своим «теневым» партнером, снимая тем самым парадокс, от которого у физиков болит голова. То же самое происходит при всех других квантовых событиях. Природа реальности, гласит гипотеза Эверетта, состоит в том, что помимо нашего мира — параллельно с ним существует множество его двойников, причем число этих двойников увеличивается с каждой наносекундой. Д. Дойч, посвятивший обоснованию этих идей книгу «Природа реальности», предложил назвать этот непрерывно ветвящийся мир Мультиверсом (Multiverse от английского слова Universe, Вселенная). Смысл этой гипотезы он комментирует следующим образом: кто такие «мы ?», пока я пишу эти строки, множество «теневых» Дойчей делают то же самое и не одна копия этих Дойчей не занимает в Мультиверсе привилегированного положения. Между собой Дойчи — двойники никак не взаимодействуют, а потому нам никогда не узнать, разделяют ли они взгляды «нашего» Дойча на проблему реальности. Именно этот более чем странный мир описывает, по его словам, квантовая механика. «Это не бред сивой кобылы, — говорит по этому поводу патриарх отечественной физики академик В.Л. Гинзбург. — Но я лично в это не верю, хотя есть серьезные ученые, которые верят». Значительно более простую и понятную интерпретацию парадоксов квантовой механики можно предложить, используя методологию торсионной физики. Если фотон — квант электромагнитного поля — представляет собой возмущенную под действием электрического заряда «нить» поляризованных фотонов, то при взаимодействии этой «нити» с материальным объектом — парой щелей — происходит ее расщепление, что и объясняет возникающее в итоге явление интерференции. Точно таким же образом можно объяснить и другой парадоксальный эффект — квантовую телепорта-цию, которая была предсказана Эйнштейном в его совместной работе с Розеном и Подольским и недавно осуществлена де Мартини (Рим) и Цайлингером (Вена). Записав основное уравнение квантовой механики — волновое уравнение, — Шредингер не смог разъяснить непосредственный физический смысл волновой функции. Ответ на этот вопрос дает торсионная физика. Из теории физического вакуума Г.И. Шипова следует, что волновая функция определяется через реальное торсионное поле — поле кручения физического пространства. Источниками торсионного поля являются элементарные частицы, обладающие ненулевым спином, макроскопические тела — измерительные приборы, а также операторы, проводящие эксперимент с этой частицей. Однако, торсионные поля приборов и операторов при проведении эксперимента никак не контролируются, а потому вносят в его результат элемент случайности. Результат опыта с квантовым объектом зависит, таким образом, от взаимодействия торсионных полей, созданных тремя различными источниками, два из которых подчиняются законам случая. По этой причине результаты опытов носят вероятностно-статистический характер. Торсионная интерпретация квантовой механики значительно более наглядна, чем копенгагенская или неоклассическая, а тем более, чем «многомировая». 9 Философия теории относительности Последние 40 лет своей жизни Эйнштейн потратил на то, чтобы понять мир материи как форму проявления пустого искривленного пространства-времени. Один из ведущих специалистов по космологии Дж. Уилер сформулировал эту мечту Эйнштейна в виде [лава 2. Филоеопм научной картины мира рабочей гипотезы: «материя есть возмущенное состояние динамической геометрии». Основная категория относительности — это метрика, т. е. число, которое сопоставляется с двумя точками (событиями). Суть общей теории относительности и всей геометрической картины мира состоит в обобщении теории Евклида по двум направлениям — во-первых, по увеличению размерности, а во-вторых, по переходу к искривленным пространствам. В 1916 г. на базе уравнений ОТО К. Шварцильд рассчитал метрику пространства —времени вокруг сферически симметричного материального объекта. Этот расчет послужил основой последующего развития теории черных дыр — одного из наиболее интересных объектов современной космологии. Из-под гравитационного радиуса этих удивительных объектов не может выйти ничто — ни у света, ни у каких-либо других тел не хватит энергии, чтобы преодолеть силу притяжения черной дыры. В 1921 г. Т. Калуца обобщил уравнения ОТО на случай пятимерной метрики. Пятая координата оказалась замкнутой на планков-ском масштабе 10~43 см. Главным достижением теории Калуцы оказалась геометризация электромагнитного поля: его пятимерные уравнения содержали уравнения Максвелла. В связи с увеличением размерности ОТО возникает вопрос, почему реальное пространство нашего мира подчиняется трехмерной геометрии Евклида. В 1919 г. эту проблему исследовал П. Эренфест. Все классические физические поля — гравитационное, кулоновское электрическое, магнитное, производимое магнитным зарядом, — убывают обратно пропорционально квадрату расстояния. В мирах более высокой размерности эти зависимости оказались бы совершенно иными и, как следствие, и атомы и планеты потеряли бы устойчивость. Философский подход к проблемам топологии пространства развивался М.А. Марковым. Исходный тезис его рассуждений — в сопоставлении двух линий античной философии на проблему делимости материи — линии Демокрита, который был сторонником идеи неделимых атомов, и линии Эмпедокла, по мнению ко- Раздел VII. Современна» научна» картина мира торого число первоэлементов бесконечно велико. Марков предложил третью концепцию, альтернативную по его мнению двум классическим. Концепция Маркова основана на двух принципиально новых идеях. Первая из них состоит в том, что структурные части материи могут строиться из элементов не меньшей, а большей массы: избыточная масса в соответствии с законом сохранения массы —энергии трансформируется в жесткое излучение. Заметим, что эту же идею использовал А.Е. Акимов в фитонной теории квантового вакуума. Вторая идея — это так называемая «ядерная демократия»: способность элементарных частиц превращаться друг в друга, спонтанно исчезать и вновь возникать из вакуума. Классическая атомная теория не знала ничего подобного. Используя эти идеи, Марков предложил представить элементарные частицы в виде почти замкнутых автономных вселенных, которые он назвал фридмона-ми. Из-за большого гравитационного дефекта масс полная масса замкнутой вселенной равна нулю. А если она замкнута не полностью, то ее масса может быть сколь угодно малой, например, равной массе элементарной частицы. С точки зрения внешнего наблюдателя эта малая масса будет заключена внутри сферы таких же микроскопических размеров, как и элементарная частица. «Фридмон с его удивительными свойствами, — пишет академик Марков, — не является порождением поэтической фантазии — без всяких дополнительных гипотез система уравнений Эйнштейна —Максвелла содержит фридмонные решения... Вселенная в целом может оказаться микроскопической частицей. Микроскопическая частица может содержать в себе целую Вселенную». |
Похожие:
 | Учебное пособие для студентов медицинских вузов Волгоград 2003г Л. В. Крамарь, В. А. Петров Неотложные состояния при острых кишечных инфекциях у детей: патогенез, клиника, лечение: Учебное пособие... |  | Учебники и учебные пособия Менеджмент образования: учебное пособие для студентов вузов Менеджмент образования: учебное пособие для студентов вузов / Под ред д п н., проф. Иванова С. Г. М.: Наука, 2007. 450 с |
| Литература Введение Учебное пособие предназначено для магистров дневного и заочного отделений экономических специальностей. Данное учебное пособие может... | | Учебное пособие для студентов педагогических вузов С69 Социология безопасности : учеб пособие для студентов пед вузов / авт сост. Е. А. Цыглакова. — Балашов : Николаев, 2009. — 196... |
| Учебное пособие Москва 2014 министерство образования и науки российской федерации Учебное пособие предназначено для студентов и преподавателей исторических факультетов, обучающихся по специальности «История», а... | | Учебное пособие для студентов специальности 271200 «Технология продуктов... Учебное пособие предназначено для студентов вузов, аспирантов и преподавателей, может быть полезно практическим работникам |
| Учебное пособие автор: панкин сергей фёдорович объем 38,54 А. Л.... Методическое сопровождение к презентации урока для учащихся 8 класса по теме “зож основа счастливого человека” | | Учебное пособие для студентов педагогических учебных заведений Педагогика. Учебное пособие для студентов педаго гических вузов и педагогических колледжей / Под ред. П. И. Пидкасистого. М: Педагогическое... |
| Учебное пособие Йошкар-Ола П 44 Подготовка и защита дипломной работы по специальности 030301- «Психология»: учебное пособие для вузов / Г. В. Игумнова, Г. Г.... | | Горелов А. А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для вузов / А. А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для вузов / А. А. Горелов. – М.: Владос, 2002. – 511 с.: ил |
| Учебное пособие «Технология машиностроения: основы снижения затрат на производство машины» Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальностям и направлениям подготовки машиностроительного профиля,... | | Основы педагогического мастерства Учебное пособие Учебное пособие к п н. Якушевой С. Д. предназначено для преподавателей и студентов (обучающихся по педагогическим специальностям... |
| Гогунов Е. Н., Мартьянов Б. И. Г 58 Психология физического воспитания... Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальности «Физическая культура и спорт» | | Практикум Для студентов педагогических вузов воронеж 2007 Практикум по психологии Человека: Учебное пособие для вузов / Под ред д-ра пед наук, профессора Н. М. Трофимовой. – Воронеж: вгпу,... |
| Медицинская информатика Учебное пособие предназначено для студентов старших курсов медицинских вузов | | Учебное пособие Тамбов 2002 г. Авторы составители: Кузьмина Н. В,... Учебное пособие «Создание Web-сайтов» предназначено для слушателей курсов повышения квалификации на базе Тамбовского рц фио по программе... |
