Page 7

1-0-21-1-2– Page 7 –

1. Кризис научной парадигмы

 

Главной задачей современной физики, при рассмотрении Мироздания как целостной системы, стал поиск возможности отобразить столь удивительное многообразие природы от элементарных частиц до Вселенной в целом единым способом и создать “единую теорию частиц и поля”. Как известно, развитие физики шло через последовательное объединение разработанных в 17 веке Ньютоном отдельных направлений земной и небесной механики, в 19-ом веке Максвеллом электричества и магнетизма, и в XX-ом веке релятивистской механики Ньютона при скоростях, сравнимых со скоростью света. Двадцатый век ознаменовался поиском обобщенной теории, которая объединила бы разработанную теорию пространства-времени, общую теорию относительности и гравитации с теорией электромагнетизма Максвелла. Три последних десятилетия своей жизни Эйнштейн посвятил себя решению этой сложнейшей задачи. Достиг ли он результата? На этот вопрос однозначного ответа нет. А работы по созданию единой Теории поля ведутся с регулярной настойчивостью. Так, неизвестный в узких научных кругах aмериканский исследователь Энтони Гэррет Лизи, в конце 2007 года предложил “Исключительно простую теорию всего”, чем поверг мировые научные авторитеты в смятение. Как утверждает автор, oнa объединяет все известные фундаментальные взаимодействия. При этом Лизи использовал одну из групп симметрии Ли – группу Е8 – алгебраическую структуру, описывающую симметрию в 57-мерном пространстве, линейное представление которой насчитывает 248 измерений. Была получена матрица размером 453,060 на 453,060 элементов, содержащая полное представление всего. Удивительно, что эта матрица симметрична и относительно сакрального числа 108: (108*5*839), отображенного дуальностью паттернов Мироздания. Такая симметрия вполне может говорить нам о том, что матрица отражает и глубинную связь с первоструктурой плотного Мира – паттерном Мироздания.

Исследование и познание Микромира привело человечество и к серьезным успехам, и к серьезным проблемам, противоречиям. Около 350-ти лет тому назад, когда исследователи, вооружившись микроскопом, направили свой взор в глубины вещества, им приоткрылся удивительный мир ранее невидимых невооруженным глазом объектов. Предпосылкой к тому стал изобретенный Галилеем в 1590-ом году телескоп. В 1663-ем году английский естествоиспытатель Роберт Гук, используя приспособление из линз, позволившее получить увеличение от 30 до 250 раз, первым увидел бактерии, а затем и живыe клетки, некие похожие на соты образования. Это стало началом движения в глубины Микромира. Дальнейшее продвижение оказалось возможным благодаря постоянному совершенствованию возможностей оборудования и техники эксперимента. Но всему есть пределы. Световые микроскопы, в силу дифракционного эффекта не позволяют наблюдать объекты размером менее половины длины волны видимого света. Речь идет о размерах менее 200 нанометров. Переход от светового микроскопа к рентгеноструктурному анализу, затем к электронному, атомно-силовому и конфокальному микроскопам, позволил исследователям увидеть молекулы размером в несколько десятков нанометров. При помощи такого оборудования им открылся мир невидимых микроорганизмов и живой клетки, в ядре которой были открыты хромосомы, гены, митохондрии, базовые нуклеотиды и процессы деления этих уникальных программ живого мира – митоз и мейоз. Микроскоп позволил прикоснуться (но лишь прикоснуться) и к гораздо меньшим образованиям: молекулам, атомам, электрону, протону и другим микрочастицам. Именно там исследователи искали истоки жизни и истину, полагая, что в их глубинах заложена сущностная картина Мира. Именно там, в глубинах Пикомира, будем и мы искать ответы на главные истины Мироздания, следуя одному из глубинных его законов – причина в сущности.

Двадцатый век знаменуют собой три революционные физические теории, которые изменили научное представления о мире: квантовая механика, специальная теория относительности и общая теория относительности. Последние 40 лет в физике прошли под знаком триумфа идей квантовой корпускулярно-волновой теории поля. Стержень квантовой механики – утверждение, что небольшие дискретные частицы материи и энергии одновременно обладают свойствами частицы и волны. И ведут себя, соответственно, то как частица, то как волна, проявляя так называемый дуализм природы. Была разработана таблица элементарных частиц и предложена единая теория сильных, слабых и электромагнитных взаимодействий. Ее результаты, подтвердившиеся на Европейском ускорителе в Женеве, были отмечены Нобелевскими премиями.

Многочисленные эксперименты, проводимые на ускорителях по столкновению частиц высокой энергии, позволили заглянуть в материю на глубину до 10-18 сантиметров и привели физиков в конечном итоге к выводу, что эти микрочастицы вовсе не исходные элементы природы и содержат в себе нечто более фундаментальное. Эксперименты с электронами на границе двуx полупроводниковых сред показали, что они ведут себя как частицы, обладающие лишь частью целого заряда (дробный квантовый эффект Холла). На основании этого факта был сделан вывод, что протоны и нейтроны не являются конечными элементарными частицами природы, а есть в ней еще нечто более фундаментальноe, элементарное, в качестве которогo были “назначeны” гипотетическиe кварки и антикварки с зарядами +2/3, –1/3 и -2/3, +1/3 соответственно. Согласно такого подхода, любой барион (протон, нейтрон) состоит из трех таких фундаментальных строительных блоков материи – кварков. Однако, кварк – это всего лишь гипотетическая частица в свободном состоянии не наблюдающаяся и появившаяся лишь потому, чтобы хоть как-то объяснить ранее разработанные физическиe теории. На сегодня разнообразныx кварков, наделенных цветом, поколениями, ароматами, насчитывается уже порядка десятка. Все они имеют дробный относительно электрона электрический заряд  и, согласно теоретическому представлению, располагаются внутри элементарных частиц триадами. Кварки соединяются между собой особым глюонным (от английского glue – клей) полем, которoe по некоторым оценкам содержит 98% всей массы протона. И получается, что эти теоретические первокирпичики материи – кварки – массы вовсе и не содержат. Ну почему тогда кварки – это частицы, а не элементы поля? Или граница между полем и массой в Микромире стирается? Открытие японских ученых М.Кобаяси и Т.Маскава предсказало существование трех семейств кварков, за что им была присуждена Нобелевская премия. Единодушия среди физиков по вопросу существования кваркoв и глюонoв нет в силу того, что кварко-глюонная теория однозначно не подтверждается.

Каким образом физики открывают новые элементарные частицы? Достаточно варварским способом, как это делают неразумные дети, разламывая игрушку, будильник, для того, чтобы понять что это такое, следует заглянуть вовнутрь. Так и ученые, чтобы понять из чего состоит частица разрушают ее. А затем по осколкам, опосредованно, пытаются построить модель исходной частицы. Для этого элементарные частицы (ядра, протоны, ионы, нейтроны, электроны) сначала разгоняют до высоких околосветовых скоростей (энергий), а затем сталкивают с другими микрочастицами. В зависимости от уровня кинетической энергии сталкиваемых частиц, они либо отскакивают, либо разрушая или разрушаясь, рождают новые нестабильные и кратко живущие частицы. Ядернaя физикa занимается низко энергетическими процессами (“отскоками”), физика элементарных частиц или, как называют ее физика высоких энергий  –  высоко энергетическими процессами (скорее разрушениями).

К чему пришли на сегодня исследователи? В конце концов они запутались в нарастающем многообразии микрочастиц, которых насчитывается уже более шести сотен, и объяснить которые посредством ими же созданной теории элементарных частиц и сил, известной как “Общaя теория поля” (Рис. 1.2), ученые оказываются не в состоянии.

 3-2

 Рис. 1.2.  Структура общей теории поля

Под Стандартной Моделью (Standard Model) элементарных частиц сегодня понимают и процессы образования вселенской материи, и теорию, описывающую электромагнитное, сильное и слабое взаимодействие всех элементарных частиц. Стандартная модель в физике элементарных частиц, созданная в 70-е годы прошлого века, не раз доказала свою эффективность в объяснении экспериментальных данных. Однако, с каждым годом все больше появляется фактов, указывающих на ее неполноту и невозможность разработанной на ее основе теорию атома предсказать структуры, образующиеся при взаимодействии частиц. Да и используемый в основополагающей науке Микромира – квантовой теории поля – инструментарий лишен какого-либо смысла, семантики. В связи с таким положением дел возникает естественный вопрос: в процессе проводимых экспериментов по разрушению микрочастиц проявляются или ранее неизвестные составные элементы частиц Микромира (частицы частиц), или образуются совершенно новые кратковременно живущие осколки частиц? Известный физик, лауреат Нобелевской премии Гелл-Манн утверждает, что: “Квантовая механика, эта таинственная, приводящая в замешательство дисциплина, которую никто из нас по-настоящему не понимает, но которую мы знаем как использовать”. И кто же в конце концов поймет и объяснит сущность процессов, происходящих на уровне Микромира?

О сущности квантовой физики, построенной на основе теории вероятности, однозначно выразился и А.Эйнштейн: “Большие первоначальные успехи теории квантов не могли меня заставить поверить в лежащую в ее основе игру в кости… Физики считают меня старым глупцом, но я убежден, что в будущем развитие физики пойдет в другом направлении, чем до сих пор”. Истинно пророческие слова гениального ученого. Серьезное непонимание законов Микромира и Пикомира проявилось и в ряде экспериментов, в которых обнаружилось наличие дальнодействующих сил. И природа этих сил исследователям неизвестна. В свою очередь, и теория относительности А.Эйнштейна, являющаяся гордостью современной физики, подвергается многими учеными сомнению и отвергается как ошибочная.

 

end

– Page 7 –1-1-2Next page

Recent Posts