Вероятностный подход

несколько групп: адроны (из них состоят ядра), лептоны (эле¬ктроны, нейтрино), фотоны (кванты света без массы покоя). Фотоны и нейтрино движутся со скоростью света.

Немецкий физик П. Дирак предсказал в 1936 году существова¬ние античастиц с той же массой, что и частицы, но зарядом противо¬положного знака. К настоящему времени на ускорителях высоких энергий получены позитроны(античастицы электронов) и антипротоны. При столкновении частица и античастица аннигилируют с вы¬делением фотонов — безмассовых частиц света (вещество перехо¬дит в излучение). В результате взаимодействия фотонов могут рож¬даться пары «частица — античастица».

Открытие все большего количества элементарных частиц под¬твердило взаимопревращение вещества и энергии (предсказанное, впрочем, еще Анаксимандром), так что материя, которая прежде отождествлялась с веществом, все больше начала походить на мате¬рию как «потенцию» в смысле Аристотеля, которая нуждается в форме, чтобы стать вещественной реальностью.

Понятия «химического элемента» и «элементарной частицы» свидетельствуют о том, что и то, и другое когда-то предполагалось простым и бесструктурным. Затем ученые перестали употреблять для каждого нового уровня одно и то же слово элемент-неделимый и для следующего уровня взяли ничего конкретно не значащее слово из художественного произведения «кварк». Может так точнее и бли¬же к истине. Все кажется элементарным, пока не обнаружишь его со¬ставные части. Будет ли конец возможности расщепления опреде¬лит только прогресс научного знания.

Теоретически предсказанные кварки, главной особенностью которых является дробный заряд, были затем экспериментально найдены. По сообщениям американских ученых в 1994 году обнару¬жен последний из шести разновидностей, самый тяжелый кварк.

Физические взаимодействия

Известны четыре основных физических взаимодействия, которые определяют структуру нашего мира: сильные, слабые, электромаг¬нитные и гравитационные.

I. Сильные взаимодействия имеют место между адронами (от греч. «адрос» — сильный), к которым относятся барионы (греч. «ба-рис» — тяжелый) — это нуклоны (протоны и нейтроны) и гипероны, и мезоны. Сильные взаимодействия возможны только на больших расстояниях (радиус примерно 10"13 см.).

Одно из проявлений сильных взаимодействий — ядерные си¬лы. Сильные взаимодействия открыты Э. Резерфордом в 1911 году одновременно с открытием атомного ядра (этими силами объясняет¬ся рассеяние а-частиц, проходящих через вещество). Согласно гипо¬тезе Юкавы (1935 г.) сильные взаимодействия состоят в испускании промежуточной частицы — переносчика ядерных сил. Это пи-мезон, обнаруженный в 1947 году, с массой в 6 раз меньше массы нуклона, и найденные позже другие мезоны. Нуклоны окружены «облаками» мезонов.

Нуклоны могут приходить в возбужденное состояния- барионные резонансы — и обмениваться при этом иными частицами. При столкновении барионов их облака перекрываются и «возбуждают¬ся», испуская частицы в направлении разлетающихся облаков. Из центральной области столкновения могут испускаться в различных направлениях более медленные вторичные частицы. Ядерные силы не зависят от заряда частиц. В сильных взаимодействиях величина заряда сохраняется.

II. Электромагнитное взаимодействие в 100-1000 раз слабее сильного взаимодействия. При нем происходит испускание и погло¬щение «частиц света» — фотонов.

III. Слабые взаимодействия слабее электромагнитного, но сильнее гравитационного. Радиус действия на два порядка меньше радиуса сильного взаимодействия. За счет слабого взаимодействия светит Солнце (протон превращается в нейтрон, позитрон и нейтри¬но). Испускаемое нейтрино обладает огромной проницающей способ¬ностью — оно проходит через железную плиту толщиной миллиард км. При слабых взаимодействиях меняется заряд частиц.

Слабое взаимодействие представляет собой не контактное взаимодействие, а осуществляется путем обмена промежуточными тяжелыми частицами — бозонами, аналогичными фотону. Бозон виртуален и нестабилен.

IV. Гравитационное взаимодействие во много раз слабее элек¬тромагнитного. «Спустя 100 лет после того, как Ньютон открыл закон тяготения, Кулон обнаружил такую же зависимость электрической силы от расстояния. Но закон Ньютона и закон Кулона существенно различаются в следующих двух отношениях. Гравитационное при¬тяжение существует всегда, в то время как электрические силы су¬ществуют только в том случае, если тела обладают электрическими зарядами. В законе тяготения имеется только притяжение, а элект¬рические силы могут как притягивать, так и отталкивать» (Эйн¬штейн А., Инфельд Л. Цит. соч.- С. 65).

Одна из главных задач современной физики — создать общую теорию поля и физических взаимоотношений. Но действительное развитие науки далеко не всегда совпадает с планируемым.

Новый диалог с природой возникает и в результате изучения механизмов эволюции неживых систем в новой науке — синергети¬ке. «Установившееся в результате ее (науки — А. Г.) успехов, став¬шее для европейцев традиционным видение мира — взгляд со сторо¬ны. Человек ставит опыты, ищет объяснение их результатам, но сам себя частью изучаемой природы не считает. Он — вне ее, выше. Те¬перь же начинают изучать природу изнутри, учитывать и наше лич¬ное присутствие во Вселенной, принимать во внимание наши чувст¬ва и эмоции» (И. Пригожин. Краткий миг торжества.- С. 315).

Список литературы

1. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.

2. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М., 1989.

3. Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986.

4. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 1994.

5. Мечников Л. И. Цивилизация и великие исторические реки. М., 1995.

6. Селье Г. От мечты к открытию. М., 1987.

7. Краткий миг торжества. М., 1989.