Концептуальные основания физики, страница 17

Взаимодействие между частицами осуществляется виртуальными квантами, поскольку на испускание реального кванта у них нет ресурсов. Характеристики виртуальных квантов определяются соотношением неопределенностей. Виртуальная частица как бы создана для передачи взаимодействия, поскольку она по своей природе не может существовать самостоятельно. Она существует как часть чего-то, точнее для чего-то, возникнув на исчезающе малый промежуток времени, она должна быть поглощена.

Классификация частиц. Важнейшей характеристикой частицы является собственный момент импульса – спин. Частицы с полуцелым импульсом называются фермионами, частицы с целочисленным импульсом – бозонами.

По массе покоя частицы делятся на барионы (тяжелые), мезоны (средние) и лептоны (легкие). Особое положение занимает фотон.

Основные параметры частиц (квантовые числа) – электрический заряд, барионный заряд, странность, очарование, красота, «проекция» изоспина.

Существует четыре типа взаимодействий частиц: электромагнитное, гравитационное и два внутриядерных – сильное и слабое. Частицы, участвующие в сильных взаимодействиях называются адронами, и к ним относятся барионы и мезоны.

В современной науке возникла программа Великого объединения взаимодействий, которая позволила бы создать единую научную теорию мироздания и которая предполагает свести в единое теоретическое построение теорию относительности и квантовую теорию поля, микромир и мегамир.

Некоторыми предварительными штрихами такой теории являются следующие идеи:

7. Концептуальная природа физического знания. Физика и философия.

Физические представления имеют четко выраженный философский смысл и могут быть соотнесены с представлениями о строении жизни и культуры человека.

Картины мира основаны на непротиворечивости законов природы и соответствуют объяснению явлений, лежащих даже вне тех областей, при изучении которых были получены эти законы. Операционный подход, основанный на измерительных процедурах, удобен, так как каждой измерительной процедуре сопоставляется точность каждого измерения, что определяет точность полученной теории. При распространении теории на менее изученные области используются методы экстраполяции и интерполяции, при этом выбираются подходящие и относительно простые функции.

К концу средних веков математика достигла значительного уровня, но практически не была связана с процессами измерения. Она, являясь неотъемлемой частью единого знания, опирающегося на теологию, философию и собственно математику. Значимость Галилея и Ньютона не только в их открытиях, но и в используемом ими методе и стиле мышления. Они были творцами такого метода исследования природы как эксперимент. Благодаря этому они смогли  интерпретировать явления на языке математики и очищать их от всех возмущающих причин.

Ньютон, видимо, склонен был считать, что предшественники были слишком «метафизичны»: «Новейшие авторы, подобно древним, стараются подчинить явления природы законам математики», он же, как было сказано выше, считал необходимым поступить наоборот. Не «математика – опыт – математика», а «опыт – математика – опыт».

А. Эйнштейн полагал, как говорилось, что в фундаментальных законах физики не должно быть необратимости, и что необратимость времени – не больше, чем иллюзия. Он долго не отказывался от такого понимания, несмотря даже на законы термодинамики. И причиной этого были не те или иные экспериментальные данные или точные полученные в опыте измерения, а убежденность ученого в стационарности Вселенной. И даже когда А.А. Фридман создал космологические уравнения нестационарной Вселенной, и даже когда их справедливость была подтверждена обнаружением Э. Хабблом, открывшим эффект красного смещения, он считал гипотезу нестационарной, взрывающейся Вселенной временной, относился к ней с недоверием. В конце концов, он согласился с Фридманом, достаточно решительно, но болезненно переживая свой теоретический промах.

Как теория относительности, так и квантовая механика исходят из следующего убеждения-постулата: измеряется то, что существует; что измеряется, то и существует. Проблематичность этого постулата является одной из причин того, что современная наука начинает говорить о безразмерных физических параметрах.