22.Концепция взаимодействия. Близкодействие и дальнодействие. Фундаментальные взаимодействия. Принцип суперпозиции.

Взаимодействие есть происходящий в пространстве и времени процесс воздействия одних объектов Вселенной на другие путем обмена материей и движением. Концепция взаимодействия утверждает:

• все материальные объекты Природы взаимодействуют друг с другом

• условием взаимодействия является конечность расстояния между объектами

• проявления взаимодействия подразделяют на динамические и статические, выражаемые в изменение характера движения объектов и их объединении в устойчивые системы

• взаимодействие приводит к изменению состояния рассматриваемой системы

Конкретных взаимодействий происходит великое множество, но все они могут быть отнесены к четырем типам фундаментальных взаимодействий, отличающихся пространственно-временными масштабами проявлений и интенсивностью. Гравитационное взаимодействие универсально - оно проявляется для любых материальных объектов, но существенно только при наличии массивных тел, следовательно, на макроскопических расстояниях.

Электромагнитное взаимодействие на много порядков интенсивнее гравитационного. В макромире, где тела часто не имеют электрического заряда, оно уступает гравитационному взаимодействию. В микромире его роль существенна, гравитационное на фоне остальных взаимодействий незаметно.

Сильное и слабое взаимодействия имеют место только в микромире, на самых малых расстояниях между микрочастицами, причем сильное взаимодействие превосходит электромагнитное.

В истории естествознания известны две концепции взаимодействий - дальнодействие и близкодействие.

Концепция дальнодействия развивалась в рамках классической механики. Эта концепция не принимала во внимание конечность скорости передачи взаимодействий, взаимодействие тел на расстоянии осуществлялось непосредственно и мгновенно. Результатом взаимодействия являлось непрерывное изменении импульса и энергии тел, движущихся в пространстве.

Концепция близкодействия возникла из рассмотрения нового естественнонаучного объекта - электромагнитного поля. Реальность его существования привела к пересмотру представлений о характере передачи взаимодействия и к введению предельной скорости передачи взаимодействий равной скорости света в вакууме. Согласно концепции близкодействия любое взаимодействие объектов Вселенной осуществляется посредством поля за конечный промежуток времени. Принцип суперпозиции позволяет выявить результат взаимодействия нескольких объектов как суперпозицию (наложение) нескольких независимых взаимодействий, рассматриваемых в отдельности. Принцип суперпозиции важен и потому проверен неоднократно. Попытки классификации взаимодействий привели к идее выделения минимального набора взаимодействий, позволяющего объяснить все наблюдаемые явления. По мере развития естествознания этот набор менялся, поскольку обнаруживались новые явления Природы, не укладывающиеся в принятый набор. Теоретические гипотезы стремились к единому и максимально экономному описанию наблюдаемого многообразия, к созданию единой теории фундаментальных взаимодействий, позволяющей решить проблемы понимания всех законов Природы. Предположение, что различные взаимодействия являются возможными проявлениями одного фундаментального взаимодействия, уже привело к созданию теории электрослабых взаимодействий, объединившей электромагнитное и слабое взаимодействия в единое целое. Попытки объединения электрослабых и сильных взаимодействий на аналогичной основе получили название великого объединения. Теория Великого Объединения (ТВО) до сих пор не завершена и является скорее концептуальной схемой, чем теорией. Существует и другие концептуальные схемы. Две из них (ТВО и суперсимметрия) в совместном рассмотрении приводят к идее о существовании некоторой суперсилы, действию которой в конечном счете подчиняется вся Природа. Суперсила, как единая описательная схема всех явлений Природы, объединяет материю, пространство-время и взаимодействие в единое целое. Суперсила способна создать Вселенную, наделить ее материей и энергией и придать ей структуру.