Миронов В.В. Современные философские проблемы естественных_ технических и социогуманитарных наук (2006) (1184475), страница 23

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 23)

Процессы обмена ВЧ изображаются в импульсном представлении так называемыми диаграммами Фейнмана. Сами взаимодействующие частицы изображаются на этих диаграммах сплошными линиями, частицы, переносящие взаимодействия, — пунктирными. Существует бесконечное множество диаграмм, содержащих все возможные варианты взаимодействия исходных частиц с промежуточными, как и промежуточных друг с другом. Виртуальные частицы описываются во многих своих аспектах как обычные элементарные частицы, т.е, они обладают различными типами зарядов, спином и тд. Однако есть и сушественныс отличия.

Имеется два различных типа интерпретации виртуальных частиц. Первая трактовка заключается в том, что в процессе рождения виртуальной частицы не выполняется закон сохранения энергии, т.е. имеет место неопределенность энергии ЛЕ в состоянии с виртуальной частицей. Эта неопределенность в силу известного соотношения квантовой механики ЛЕх2тг > л не может существовать в течение сколь угодно большого промежутка времени. Таким образом, виртуальная частица не может находиться в асимптотически свободном состоянии и не может наблюлаться как кинематически свободная, она фигурирует в теории взаимодействия лишь в качестве промежуточного состояния.

Вторая интерпретация исходит из допущения строгого сохранения энергии в каждом акте рождения нли поглощения виртуальной частицы, но при этом предполагается, что сами эти частицы не удовлетворяют обычному релятивистскому соотношению, связывающему энергию, импульс и массу частицы Е2 — с2Р2 = тбзс«.

В физике это называется «сходом с массовой поверхности». При этом сходе у фотона может «появиться» масса, а обычная частица — оказаться в области с мнимой массой (т'р2 < 0). Данная интерпретация, будучи математически эквивалентна первой, не столь ясна, но приволит к тем же следствиям — виртуатьные частицы кинематически ненаблюдаемы. 83 2.1. Философские проблемы Физики Понятие виртуальных частиц ставит ряд принципиальных вопросов, требующих своего разрешения. И это относится не только к теоретической физике, но и к сфере философии. Возникают принципиальные вопросы статуса их существования, их наблюдаемости и природы1. ВЧ характеризуются некоторым «мерцающим» бытием.

Они не сушествует таким же образом, как обычные частицы, и никогда не наблюдаются актуально. С точки зрения философии их адекватное понимание может быть достигнуто посредством концепции многомодусного бытия. Если классическая физика имеет дело с объектами, существование которых может быть отнесено лишь к актуальному бытию, то анализ квантовой механики, так же как и теории калибровочных полей, позволяет в принципе рассматривать сущее как имеющее более сложную онтологическую структуру. Объекгы можно рассматривать сущими, по крайней мере, на двух модусах бытия — потенциальном и актуальном. При таком подходе ВЧ необходимо исследовать как объекты, существование которь1х отнесено только к модусу потенциального бытия.

Они никогда не наблюдаются как реальные, действительные объекты, выступая лишь на мгновение из потенциальности, никогда не актуализируясь полностью. Это проявляется в так называемой флуктуации вакуума, зафиксированной экспериментально (например, так называемый лэмбовский сдвиг). Другим примером, как уже говорилось, является хиггсовский бозон. Его существование предсказывается СМ, в которой он играет фундаментальную роль, и в ближайшие годы планируется проведение экспериментов, где такая частица могла бы быть обнаружена.

В последнее время центр тяжести по объединению фундаментальных взаимодействий сместился в сторону исследования так называемых суперструн. В этой концепции сохраняются идеи о суперсимметрии между бозонами и фермионами и добавляется идея о нелокальности (неточечности) физических объектов. Нелокальные объекты в атой теории — суперструны — несут на себе фермионные и бозонные характеристики и заданы на многомерном пространстве-времени, размерность которого больше четырех.

Суперструны понимаются как релятивистские одномерные объекты (одномерные в пространственном смысле, а с учетом времени они двухмерные) с характерными размерами порядка планковской длины — 10-зз см. Чаще всего рассматриваются суперструны в десятимерном пространстве, где шесть дополнительных измерений компактифицированы, т.е. определенным образом «свернуты» и не проявлены в реальном пространстве-времени. Хоти теория суперструн и лалека от завершения, она предсказывает существование ряда новых полей, новых структур вакуума, тех или иных свойств частиц, диктует, в частности, вполне определенные свойства ' Смл Хоружий СС.

Род или иелород? (/ Вопросы ФилосоФии. 1997. У е б. 2. Филосо$ские проблемы естестеотнания ХБ, которые вполне можно проверить. Отсутствие ХБ в эксперименте или обнаружение их со свойствами, качественно отличными от предсказанных, может означать, что предложенные теории либо неверны, либо нуждаются в существенном пересмотре. В настоящее время имеется целый ряд концепций, значительно отличающихся в своем подходе от стандартной модели. Отметим среди них концепцию техникварков и так называемую преонную гипотезу.

Обе они исходят из предположения, что существуют первичные, наиболее фундаментальные частицы, из которых построены все остальные. Теория техникварков не сильно отличается от СМ. Согласно этой теории, ХБ не являются первичными, а построены из кварков нового типа, участвуюгцих еше в одном, новом, типе сильного взаимодействия. Этн частицы и называют техникварками. Приставка лтехни- означает, что обнаружение этих частиц нахолится в пределах наших технологических возможностей. Преонная гипотеза представляется более убелительной и отходит значительно латыше от СМ.

Предполагается, что преоны являются наиболее фундаментальными элементарными частицами. По отношению к ним кварки, лептоны и промежуточные бозоны рассматриваются как составные, построенные из преонов. Объекты, которые не изменяются в ее рамках, — это фотоны и глюоны, Все вылвинугые до сих пор концепции нацелены на построение некой елиной теории, в рамках которой можно было бы лать целостное и непротиворечивое описание всех физических явлений. Физики часто называют ее — «теория всегоа. Существует и ряд концепций кандидатов на такого рола теории, в частности теория супсргравитации, В ней делается попытка непротиворечивого включения гравитации в схему елиных взаимодействий. Однако здесь возникают серьезные трудности.

Дело в том, что группа преобразований, которые включают гравитацию, является «внешней». Она связана с преобразованиями реального пространства-времени. тогда как другие калибровочные поля — с уже упоминавшимися выше «внутренними» симметриями пространства. В 1970-е гс были доказаны теоремы, которые показывают невозможность нетривиального объелинения внешних и внугренних симметрий. Различного рода суперсимметричные теории, хотя н далеки от завершения, тем не менее дают определенные предсказания относительно наблюдаемой реальности. Все они предполагают существование большого числа дополнительных полей и частиц, которые пока никто не наблюлал. Большннсгво из них требуют огромных значений энергии, пока не достижимых на современных ускорителях, но ряд эффектов, предсказываемых теорией, вполне может наблюдаться и при современных технических возможностях.

Однако, в целом все развитие концепции супсрсимметрий (суперструн), равно как и других объединительных лтоделей, происходит евнутриа самой себя и нс дает пока каких-либо реальных результатов, которые можно было 85 2. !. Философские проблемы физики бы сравнить с опытом. Поэтому бьшо бы преждевременным говорить об истинности всех этих моделей. Сутцествует проблема их обоснования, причем как на уровне эмпирическом, так н теоретическом. На эмпирическом уровне в качестве определяющих Факторов, подтверждающих илн опровергающих данную теоретическую модель, могло бы стать наблюдение тех или иных частиц, предсказываемых в рамках теории. Однако здесь есть целый ряд трудностей, Во-первых, для этого требуются энергии, находящиеся пока за пределом наших технологических возможностей. Во-вторых, наблюдение частиц не является прямым; оно содержит ряд промежуточных э!апов, н поэтому интерпретация наблюдаемых Феноменов не является однозначной.

И, наконец, в случае наблюдения некоторой частицы или эффекта, предсказываемых в рамках одной теории, легко может случиться, что данное явление может быть описано и в рамках совсем другой модели, Например, современные данные по позитрон-протонному рассеянию могут быть интерпретированы в рамках преонной гипотезы, однако наблюдаемые феномены укладываются не менее успешно и в ряд других молелей. С еше большими трудностями мы сталкиваемся в выборе и обосновании наиболее адекватной теоретической молели.

При явном недостатке экспериментальных фактов, подтверждающих теорию, на первое место выдвитаются методологические принципы типа самосогласованности теории, единства научного знания, соответствия, симметрии и простоты моделей и лр.' Существенную роль при обосновании теорий играют идеи онтологического порядка. Это особенно заметно при рассмотрении теорий и моделей, радикально отличающихся от общепринятых. Практически все модели, которые мы рассматривали выше, можно отнести к «Фундаменталистскимм они требуют ввеления тех или иных ттаиболее «фундаментальных» частиц, которые существуют в пространстве-времени.

С точки зрения онтологии такой полхол можно назвать субстанциалистским, когла вещи, объекты (в ланном случае — !астицы) существуют «сами по себеа. Рассматривая же уроки теории относительности и квантовой механики, можно, вообще говоря, усомниться в адекватности такого подхода. Уже в обшей теории относительности свойства пространства-времени опрелеляются и зависят от распределения масс вещества, т.е., в конечном счете, от частиц материи. Во всех же рассмотренных выше физических моделях пространственно-временной континуум служил базой или ареной для построения физических взаимодействий.

Характеристики

Список файлов книги