книги из ГПНТБ / Румлянский, П. М. Философия и физика микромира. Системно-структурный анализ и физика частиц

составные модели также и для барионов. Структура мате­ рии согласно Саката представляется следующим образом. На более низком уровне находятся фундаментальные час­

ются на две группы. К первой относятся основные, фунда­

частицы. И так как при составлении моделей барионов за структурные элементы берется три различных фундамен­ тальных частицы, а для мезонов — только две, то, следо­ вательно, у барионов выше, чем у мезонов, и структурная сложность.

Обнаружена и симметрия между тремя сильно взаимо­ действующими (протоном, нейтроном и ламбда-гипероиом) п тремя слабо взаимодействующими (нейтрино, электро­ ном и отрицательным мезоном) частицами 2 0 . С обнаруже­ нием данной симметрии и была выдвинута «нагойская модель» микрочастиц. В данной модели наряду с разно­ образием сильно взаимодействующих учитывается и раз­ нообразие слабо взаимодействующих частиц. Учитывая же, что протон, нейтрон и ламбда-гиперон, с одной стороны, п нейтрино, электрон и отрицательный мю-мезон, с дру­ гой, являются структурными элементами различных уров­ ней сложности материи, можно предположить и опреде­ ленную связь между этими уровнями слояшости. Так, протон, нейтрон и ламбда-гиперон можно получить из ней­ трино, электрона и отрицательного мю-мезона путем при­

стицах. Вопросы философии, 1962, № 6, стр. 136; С. Саката. Неко­ торые вопросы теории элементарных частиц. В сб.: Ленин и со­

50

они содержат в себе многообразие возможностей измене­ ния, превращения, которое необходимо раскрыть для вы­ яснения проблемы элементарности в микромире,'структур микрочастиц.

2. Ленинская идея о всеобщности отражения— философская основа системноструктурных исследований в физике микромира

ством отражения» 2 2 . Выдвинув идею о всеобщности отра­ жения в работе «Материализм и эмпириокритицизм», в своих «Философских тетрадях» В. И. Ленин занялся раз­

системно-структурных исследований в физике элементар­ ных частиц.

Материальные вещи познаваемы, потому что отража­ ются в человеческом мозгу. Если бы они не обладали свой­ ством отражения, то не могли бы быть познаны человеком. Но вместе с тем материальные объекты отражаются и

ния, как и онтологические и гносеологические проблемы пауки, было бы глубокой ошибкой.

Онтологический и гносеологический аспекты отраже­ ния взаимозависимы и предполагают друг друга. Раскры ­ тие онтологического аспекта отражения открывает новые познавательные возможности науки, помогает построению единой теории элементарных частиц. Выявление ж е гно­ сеологического аспекта отражения, познание объективных закономерностей материального мира мышлением способ­

52

познаиня этих объективных закономерностей, в частности, в построении структурных моделей микрочастиц.

Из того, что отражение — всеобщее свойство материи, следует признать отражение одних материальных объектов в других, отражение одних микрочастиц в других. Из это­ го признания вытекает, что аристократия определенных частиц, из которых составлены остальные частицы, теряет

самосогласованность частиц. Можно выделить два аспекта самосогласованиости: философский и физический. Фило­ софский заключается в том, что все частицы той или иной стороной отражаются друг в друге, что к а ж д а я из них вно­ сит свой вклад в формирование содержания другой части­

гих частиц, в свою очередь, обусловливающих суть данной частицы.

имодействующая частица, по замечаниям Дж . Чу, пред­ ставляет собой связанное состояние всех тех каналов, с ко­ торыми она сообщается, всех частиц, которые обусловли­ вают ее суть. «Адрон представляет собой „связанное состояние" этих комбинаций частиц» 2 3 . Так, квантовое со­ стояние, представляющее протон, содержит компоненты, отвечающие сумме нейтрона и положительного пи-мезона, ламбда-частицы и положительного ка-мезона и др. Такие состояния представляются как связанные состояния исход­ ной частицы. Указанные частицы обусловливают структу­ ру протона, что свидетельствует о сильной связанности протона с комбинациями этих частиц.

Другим примером связанности частиц, когда квантовое состояние, представляющее одну частицу, содержит ком­ поненты, отвечающие сумме различных частиц, может слу-

23 Дж. Чу. Кризис концепции элементарности в физике. В сб.: Будущее пауки. М., «Знание», 1968, стр. 52.

53

ж и ть состояние пи-мезона с массой 750 Мэв, с единичным изотопическим спином и отрицательной пространственной четности. Этому состоянию соответствуют два-пи-состоя- ния, четыре-пи-состояния, шесть-пи-состояиия, (анти-ка,

также единичным изотопическим спином и отрицательной

странственной четностью. Все эти частицы взаимообуслов­ ливают друг друга, самосогласованы. Перечень примеров самосогласованиости микрочастиц можно продолжить.

микрочастиц, в частности адронов, в которых вместо арис­ тократии отдельных частиц полагается демократия множе­

быть очень большое, возможно даже бесконечное. В ходе взаимодействия всего многообразия адронов они отража­

мацией данной частицы. Отражающая информация тесно связана со структурной информацией, с разнообразием эле­ ментов, связей и отношений совокупности микрочастиц.

Выделение разнообразия элементов, связей и отноше­ ний в бутстрапных моделях (или ядерной зашнуровки) можно осуществить путем исследования аналитических свойств ^ - матрицы, представляющих собой совокупность амплитуд рассеяния, относящихся к всевозможным про­ цессам. В теории 5-матрицы теоретически свободные рас­ сеиваемые частицы образуют связанные состояния с рас­

действующие частицы. В сб.: Над чем думают физики, выл. 3, Элементарные частицы. М., «Наука», 1963, стр. 94.

54

Р е д ж е . Одной частице соответствует при этом целое се ­ мейство полюсов Редже . В каждом конкретном случае ко­ личество этих полюсов (они разные и соответствуют раз­ ным частицам) конечно. И так как скорость реакций между частицами можно измерять, то эти соотношения (дисперсионные), включая в себя все спектры частиц, при­ обретают четкое экспериментальное значение. При этом скорости реакций описываются аналитическими функция ­ ми, в которых отдельные адроны фигурируют в качестве полюсов. Адронные полюса в «ядерной демократии» свя­ з а н ы аналитическими интерполяциями по моменту им­ пульса, так называемыми траекториями Р е д ж е 2 5 .

Тем самым выделяется конечное число разнообразных элементов системы. Адрон, например, представляющий свя­ занное состояние восемнадцати других адроиов, соот­

траекторий девять соответствуют частицам с четной сиг­

рии можно объяснить механизмом «зашнуровки»2 7 . Выде­ ление восемнадцати разнообразных адронов, связанных с

ленным количеством разнообразных элементов совокупно­ сти можно выделить также и определенное количество раз­ нообразных отношений порядка. Учет ж е и того, что бут-

55

рообъекта — элемент, и вместе с тем связь с другими микрообъектами 2 8 дает возможность выделить в таких мо­ делях и разнообразие связей элементов системы. Различ­ ные силы связей между частицами, действующими в опре­ деленных каналах, объясняются обменом промежуточных

взаимодействующая частица считается связанным состоя­ нием тех каналов, с которыми она сообщается, и целиком обязана своим существованием силам, вызванным обме­ ном сильно взаимодействующими частицами, которые сообщаются с кроссинг-каналами»2 9 . Например, взаимо­ действие двух протонов осуществляется обменом нейтраль­ ных пи-мезонов, тогда как взаимодействие протона и нейтрона — обменом положительных пи-мезонов. Различие обменивающихся частиц при взаимодействии двух адронов обусловливает различие сил связи между ними. Выделение наряду с разнообразием элементов и отношений также и связей между элементами системы позволяет выделить на­ ряду со структурной сложностью и структурной упорядо­ ченностью также н структурную организацию таких си­ стем.

Итак, микрочастицы отражаются друг в друге, сущ­

процессов взаимодействия частиц познается сущность от­ дельных элементарных частиц, а значит и есть возмож­ ность перейти от изучения систем первого порядка к изучению систем второго порядка и т. д. Исследование микромира, например, связано с переходом от изучения систем элементарных частиц к изучению отдельных ча­ стиц, представляющих собой системы. «Сущность» вещей или «субстанция»,— подчеркивает В. И. Ленин,— тоже относительны; они выражают только углубление человече­ ского познания объектов, и если вчера это углубление не

2 8 См.: В. А. Кайдалов. Категория самодвижения н некоторые методологические проблемы физики микромира. В сб.: Некоторые актуальные проблемы марксистско-ленинской философии. Науч­ ные труды Пермского политехнического института, сб. № 34, 196S, стр. 12.

29 Дж. Чу, М. Гелл-Манн, А. Розеифельд. Сильно взаимодей­ ствующие частицы. В сб.: Над чем думают физики, вып. 3. Эле­ ментарные частицы, стр. 111.

56

шло дальше атома, сегодня — дальше электрона и эфира,, то диалектический материализм настаивает на временном, относительном, приблизительном характере всех этих вех познания природы прогрессирующей наукой человека.

ния материальных объектов позволяет проникнуть в сущ­ ность отдельных микрочастиц. При познании структуры материальных объектов неисчерпаемые объекты превра­ щаются в исчерпаемые в определенной теоретической си­ стеме.

Подчеркивая самосогласованность адронов, заметим, что эти частицы воздействуют друг на друга, отражаются друг в друге. Отражение можно понимать и как свойство, и как результат отрая^ения материальных систем, ибо оно свя­ зано с воздействием, активностью, а не только с зеркаль­ ностью, пассивностью. В результате отражения устанав ­ ливается определенное тождество мея^ду адронами, внут­ ренние различия одного адрона соответствуют внутренним различиям других адронов. Под отражением в данном случае понимается «воздействие одной материальной си­ стемы на другую, ведущее к установлению определенного (конкретного) тождества между системами, когда внут­

ния изменяется в соответствии с отражаемыми. Имея в виду отражение как «определенный продукт», возникший в от­ ражающем в результате направленного воздействия отра­ жаемого на отражающее, его структуры и ф у н к ц и и » 3 2 , Г. Г. Вдовиченко, например, приходит к выводу, что в ре­ зультате направленного воздействия объекта на объект, отражаемого на отражающее в последнем возникают в пре­

31А. Д. Урсул. Природа информации, стр. 216.

32Г. Г. Вдовиченко. Методологическое значение категории «структуры» и «отражение» для современного естествознания. Ав­ тореферат. Киев, 1967, стр. 22.

57

м о г о 3 3 . Из этого следует, что до взаимодействия отдельные элементы, связи и отношения содержатся в возможном •состоянии в этих отпечатках как результаты предыдущих взаимодействий данной материальной системы. Результа­ ты отражений, фиксируемые в виде отпечатков следов, полагают единство устойчивости и изменчивости. «С дру­ гой стороны,— отражение есть результат изменчивости (поскольку вещь реагирует -на воздействие извне измене­

ибо объект можно представить как «накопление отраже­ ний, совокупности следов многих процессов отражения в данной системе структуры других систем, которые с ней взаимодействуют»3 5 . Структуры объектов связываются с результатами отражения материальных образований, со следами этих отражений, фиксирующих как устойчивые, так и изменчивые моменты процессов отражения. Если количество отражаемых частиц в данной частице беско­ нечно, то они оставляют и 'бесконечное число следов. Од­

выражены этими частицами, которые находятся в станов-

.ленип, излучаясь и поглощаясь за очень короткие интер­ валы времени.

3 3 Значение ленинской идеи о всеобщности отражения для •естествознания. Киев, изд. КГУ, 1968, стр. 27—42; Г. Г. Вдовиченко. Взаимосвязь и взаимодействие структуры и отражения. «Фи­ лософские проблелгы современного естествознания», 1966, № 6 (на укр. языке).

3 4 Значение ленинской идеи о всеобщности отражения для •естествознания, стр. 21.

35 Г. Г. Вдовиченко. Проблема структуры в теории отражения. Тезисы республиканской научной конференции «Значение ленин­ ской идеи о всеобщности отражения для развития современного естествознания». Киев, изд. КГУ, 1968, стр. 58 (на укр. языке).

58

Момент изменчивости проявляется в том, что одни ре­ альные частицы отражаются в других, изменяют свою структуру, оставляя свои «следы» — виртуальные частицы, которые качественно отличаются от реальных и обуслов­ ливают их структуру. Моменты устойчивости проявляются в том, что реакция одних частиц на другие закрепляется в виде следов, суть которых определенные частицы, со­ храняющие некоторые свойства реальных. И виртуальные, и соответствующие им действительные частицы имеют одинаковый спин, электрический, ядериый и другие заря ­ ды, одинаковую четность и странность, тем и другим при­

стица, взаимодействуя с другими, несет информацию об этих частицах. Информация выражается в следах отра­ жений, фиксирующих результаты тех или иных отража ­ тельных процессов. Но так как та или и н а я частица от­ ражает другие, только взаимодействуя с ними, то, по-ви­ димому, результаты отражения можно связать с квантами

тельных частиц выступают различные виртуальные части­ цы. Так, при взаимодействии действительных частпц посредством сильного поля они обмениваются такими кван ­ тами поля, как пи-мезоны. Если ж е действительные части­ цы взаимодействуют через электромагнитное поле, то кван ­ тами данного взаимодействия выступают фотоны. Анало­ гичные кванты взаимодействия различаются также в слабом и гравитационном взаимодействии. И тогда, если действительные частицы взаимодействуют с другими по­ средством совокупности полей, они обмениваются соответ­ ствующими квантами полей (взаимодействий). При нали­ чии тех или иных квантов взаимодействий, связанных с сущностью данной микрочастицы, можно говорить об отра­ жении в данной действительной частице других частиц, взаимодействующих посредством этого ж е поля, что и дан­ ная частица. Кванты взаимодействия выражают определен­ ные стороны взаимодействующих частиц, определенные

3 6 См.: Ф. М. Землянский. Симметрия, асимметрия и виртуаль­ ность в структуре элементарных частиц. В сб.: Симметрия, инва­ риантность, структура (философские очерки). М., «Высшая шко­ ла», 1967, стр. 101.

59