16. Основные виды фундаментальных взаимодействий.

Взаимодействие и движение – важнейшие атрибуты материи. Взаимодействие определяет объединение различных объектов системы.

Свойства систем определяются их взаимодействием.

В истории науки выделяют 2 подхода к описанию взаимодействия между телами:

- концепции близкодействия;

- концепции дальнодействия

Согласно первой концепции, взаимодействие между телами осуществляется с помощью промежуточных действий.

Среда передаёт взаимодействие от точки к точке с конечной скоростью.

Согласно концепции дальнодействия, действия тел друг на друга передаётся мгновенно через пустоту.

Аристотель считал, что пустота в мире отсутствует, движение и взаимодействие возможны потому, что между телами существует цепочка тесно прилегающих друг к другу тел. Таким образом взаимодействие передаётся непосредственно через контакт.

В 17 веке франц.физиолог, маиематик, физик Рене Декарт считал, что взаимодействие может происходить только путём давления или удара.

И Аристотель, и Декарт являются сторонниками теории близкодействия.

В 20 веке механизм взаимодействия рассматривался на микроуровне. Были открыты протоны, нейтроны, электроны; частицы редкие, короткодействующие. Были созданы 4 вида фундаментального взаимодействия:

- гравитационное

- электромагнитное

- сильное

- слабое

1) гравитационное – стало исследоваться самым первым. Оно характерно для всех материальных объектов вне зависимости от их природы. Оно заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальным законом всемирного тяготения – 17 век – И.Ньютон - Закон всемирного тяготения:

«Между двумя точечными телами действует сила притяжения, прямопропорциональная произведении. Их масс и обратнопропорциональная квадрату расстояния между ними:

F=k*((m1*m2))/r*r,

Где к – гравитационная постоянная»

Но этот закон не раскрывает причины возникновения. Во времена Ньютона причиной взаимодействия стали считать эфир.

Природа гравитации до настоящего времени полностью не изучена. Согласно современным представлениям, гравитационные взаимодействия объясняются наличием поля, которое является переносчиком гравитонов – мельчайших частиц, не обладающих массой. Они и определяют гравитационные взаимодействия: падение тел в поле сил тяготения. Законом всемирного тяготения описывается возникновение и движение планет солнечной системы.

В микромире гравитационные взаимодействия очень слабые. Экспериментально они до сих пор не обнаружены.

2) электромагнитное – описание этого взаимодействия даёт электромагнитная теория, разработанная Фарадеем, Максвеллом Кулоном.

Это взаимодействие передаётся с помощью электрических и магнитных полей (при движении электрич.зарядов). Переносчики взаимодействия – фотоны – частицы с нулевой массой.

Дальность эл-магнитного взаимодействия ничем не ограничена. Взаимодействие не имеет преимущественного направления. Оно описывается законом электростатики Кулона:

«Сила, действующая между двумя точечными зарядами, обратнопропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой, соединяющей эти частицы:

F=1/R*R»

Электростатические силы, так же как и гравитационные, убывают обратнопропорционально квадрату расстояния.

Но есть и различия между этими силами:

а) эл-статические силы существенно превосходят гравитационные;

б) гравитационные силы – силы притяжения, а электростатические – и притяжения, и отталкивания;

в) величина гравит.сил прямопропорциональна массам взаимодействующих тел. В электрост.явлении его нет, но есть невесомость.

Электромагнитное вз-ие проявляется на всех уровнях организации материи. К этому вз-ию относятся: силы трения, силы поверхностного натяжения и др. Структура атома тоже определяется эл-магнитным взаимодействием.

3) сильное – относится к ядерным. Ядерные вз-ия проявляются на расстояниях, сравнимых с размером ядра атома. Сущ-ет 2 типа процессов, различающихся скоростью протекания. Ядерные вз-ия подразделяют на сильные, удерживающие частицы от разлетания и слабые, являющиеся причиной распада элементарных частиц.

Сильное вз-ие открыли в 20 веке; оно обеспечивает связь нуклонов в ядре и кварков внутри нуклона. Кварк – теоретически вычисленная элементарная частица с дробным электрическим зарядом. Считается, что из кварков состоят протоны и нейтроны. Экспериментально кварки не обнаружены.

Чем сильнее взаимодействие нуклонов в ядре, тем ядро стабильнее, тем выше его удельная энергия связи. С увеличением числа нуклонов в ядре размер ядра может быстро распадаться.

Предполагается, что сильное взаимодействие передаётся глюонами – частицами которые соединяют кварки.

Эти силы действуют на небольших расстояниях. На расстоянии 10 в -13 или меньше ядерные силы в сотни раз превышают электромагнитные.

4) слаобое – к ним относятся некоторые виды ядерных процессов. Это вз-ие вызывает превращение одних частиц в другие. Они наблюдаются при некоторых видах столкновения частиц, распаде частиц. Поэтому открытие сл. вз-ия произошло вслед открытия радиоактивности.

В слабом вз-ии участвуют все радиомагнитные частицы, кроме фотона.

Слабое вз-ие является краткодействующим и характеризует все виды бэта-переходов:

N=p+e+u, где

N – нейтрон; p – протон; е – электрон; u – антинейтрино.

Преобразование нейтронов в протоны приводит в их превращению в атомы других элементов, а возникающие электроны испускаются в виде мощного излучения.

Т.к. это вз-ие является краткодействующим, то оно может влиять только на объекты микромира и не влияет на макро- и мегомир.

Теория сл.вз-ия появилась в конце 1960ых годов. А первая гипотеза сл. вз-ия была выдвинута в 1934 году Энрико Ферми (1901 - 1954).

Для количественного анализа фундаментальных вз-ий используют 2 характеристики:

1) безмерная константа вз-ия;

2) характеристика радиус действия.

Самой маленькой явл.константа гравитационного вз-ия (6*10 в -39). Радиус действия этого вз-ия,так же, как и эл-магнитного, неограничен.

Гравитационное вз-ие в процессах микромира существенной роли не играет.

Сильное вз-ие распространяется только в пределах размера ядра.

Вз-ие между атомами и молекулами преимущественно имеет эл-магнитную природу.

20.(7)

КРитерии научности знания

Существенным для любой науки, любого научного исследования является вопрос о критериях научности знания – по каким признакам выделяются научные знания из всей сферы знаний, включающей и ненаучные формы знания. Разные авторы определяют разные критерии.

Здесь мы приводим минимальный набор признаков научного знания, выделяемый В.В. Ильиным и А.Т. Калинкиным [84]: истинность, интерсубъективность и системность.

Истинность знания. Под истинностью знания понимается соответствие его познаваемому предмету – всякое знание должно быть знанием предметным, так как не может быть знания «ни о чем». Однако истинность свойственна не только научному знанию. Она может быть свойственна и донаучным, практически-обыденным знаниям, мнениям, догадкам и т.п. В гносеологии различаются понятия «истина» и «знание». Понятие «истина» подразумевает соответствие знания действительности, достоверность его содержания безотносительно к познающему субъекту и существующего независимо от него в силу своей объективности. Понятие знание выражает форму признания истины, предполагающую наличие тех или иных оснований, в зависимости от достаточности которых имеются различные формы признания истины: либо мнение, либо вера, либо практически-обыденное знание, либо научное знание.

Для научного знания свойственно то, что не просто сообщается об истинности того или иного содержания, но приводятся основания, по которым это содержание истинно (например, результаты эксперимента, доказательство теоремы, логический вывод и т.д.). Поэтому в качестве признака, характеризующего истинность научного знания, указывают на требование его достаточной обоснованности, в отличие от недостаточной обоснованности истинности других модификаций знаний. Поэтому принцип достаточного основания (в логике он называется «законом достаточного основания») является фундаментом всякой науки: всякая истинная мысль должна быть обоснована другими мыслями, истинность которых доказана. Его формулировка принадлежит Г. Лейбницу: «Все существующее имеет достаточное основание для своего существования».

Интерсубъективность. Данный признак выражает свойство общезначимости, общеобязательности для всех людей, всеобщности научного знания. В отличие, например, от индивидуального мнения, характеризующегося необщезначимостью, индивидуальностью. В этом случае между истиной научного знания и истинами других его модификаций проводится следующее разграничение. Истины практически-обыденного знания, истины веры и т.п. остаются «персональными», так как относятся к таким формам знания, которые предполагают признание истины по недостаточным на то основаниям. Что же касается истин научного знания, то они универсальны, «безличны» и принадлежат к формам знания, базирующимся на признании истины по объективно достаточным основаниям. Признак интерсубъективности конкретизируется требованием воспроизводимости научного знания, то есть одинаковостью результатов, получаемых каждым исследователем при изучении одного и того же объекта в одних и тех же условиях. Напротив, если знание не является инвариантным для всякого познающего субъекта, оно не может претендовать на научность, так как оно не обладает воспроизводимостью.

21.(15)