Современное представление о строении мира.

В основе современных представлений о строении мира лежит идея его системной организации. Все объекты мира уникальны и нетождественны друг другу. (Принцип Паули). Но при всей своей неповторимости они обладают определенными общими признаками, которые позволяют представить их в виде определенных групп и уровня организованности.

Неживая материя: галактика, макротела…атомы, молекулы, физический вакуум (уровни).

Живая материя: 1) биологический уровень – популяции, клетки, белки

2) социальный уровень: гос-во (там есть правовое регулирование), нации, народности.

Все в мире находится в развитии и взаимосвязи (принцип диалектики). Взаимосвязь осуществляется с помощью различных взаимодействий. Известны следующие виды взаимодействий: гравитационные, электромагнитные, сильные и слабые.

Гравитационные взаимодействия составляют основу всемирного закона тяготения и создают организованность в форме различных звездных систем.

В основе электронного взаимодействия лежит процесс испускания и поглощения фотонов. Это взаимодействие формируют атомы и молекулы. Сильные взаимодействия осуществляются на расстоянии см и происходят между протонами и нейтронами. Слабые взаимодействия действуют в пределах атомного ядра и за счет них происходит превращение атомных ядер.

Физический вакуум является своеобразной формой материи, способной при определенных условиях порождать элементарные частицы (вещество).

Современная квантовая механика допускает, что физический вакуум может приходить в возбужденное состояние, вследствие чего образуется поле, а из него вещество.

Физические картины мира

В истории физики существует 3 картины мира. Это механическая, электродинамическая и квантово-полевая. Создатели механ км – Галилей, Ньютон. Электродин – Фарадей, Максвелл. Квантово-полевой – Планк, Эйнштейн, Луи де Броиль и др.

Механическая и электродинамическая картины мира основывались на развитии философских идей. Это идея дискретности (атомизм) и идея непрерывности (континуализм). В квнтово-полевой км предпринята попытка объединить дискретность и непрерывность.

А) механическая картина мира

Согласно Галилею, Ньютону природа является сложной механической системой. В природе нет случайностей, а только жесткая необходимость. Мировоззренческие взгляды создателей этой км носили деистический характер: Бог завел часовой механизм, затем устремления и движения в природе происходит естественным путем и строго закономерно.

Механическая закономерность является всеобщей и необходимой. В основе картины мира лежит представление о материи, как о вещественной субстанции, состоящей из атомов. Атомы абсолютно неразрушимы и непроницаемы.

Согласно Ньютону важнейшее свойство материи – ее масса, т е количество атомов в единице объема.

Инерция- это сопротивление массы к приведению в движение. Если масса есть пассивное начало, то сила- это активное начало, стремящееся изменить расположение объектов.

Сила – это не причина движения, как считал Аристотель, а предание объектам ускорения: мА.

Движение тел происходит в абсолютном пространстве, т е ни от чего не зависящей бесконечной протяженности в трех измерениях (x,y,z). Любое изменение происходит в абсолютном времени, т е ни от чего не зависящей и единой для всей вселенной равномерной длительности.

Взаимодействие тел в абсолютном пространстве происходит в соответствии с принципом дальнодействия, например, F=m1m2/rr, где f- равнодействующая сила, не зависящая от времени. Воздействие осуществляется с бесконечно большой скоростью, т е мгновенно. Считалось, что механическая картина мира может объяснить любые явления, включая биологические и социальные. Однако возникли трудности в объяснении новых фактов относящихся к области электромагнетизма.

Б) Электродинамическая КМ

Не стала общественнонаучной, тк она не способна объяснить явления макрообмена.

Исследования Фарадея в области электричества и магнетизма привели к формированию электродинамических КМ. Эти исследования показали, что вокруг эл зарядов, магнитов существует эл и магнитные силы. Эти силы меняются от одной точки пространства к другой.

Это привело к формированию представления, что пространство заполнено реальностью особого типа- полем. В своих дальнейших исследованиях Фарадей приходит к выводу, что вещественная материя есть не что иное, как состояние поля. Мир предстает как поле, закрепляющее все пространство, а вещественные тела - это «сгустки поля» Эйнштейн.

Взаимодействие между телами осуществляется в соответствии с принципом близкодействия, суть которого считают в следующем: одно тело взаимодействует с другим, а это другое с третьим.

Движение понимается, как волновой процесс поля. На основе этих представлений Максвеллу удалось построить электродинамику. Если в электростатике при отсутствии заряда нет и поля, то в электрод ситуация иная. Основные уравнения элек – это не интегральные законы, а дифференциальные, определяющие параметры поля в данной точке пространства, в данный момент времени.

Вывод Максвела о том, что эл-маг поле может существовать самостоятельно без своего источника, казался абсурдным, однако опыты подтвердили этот вывод. Понятие поля приобретает онтологический статус (то что существует в мире). Это уже не абстракция в уравнениях Максвела. Фарадай и Максвел были сторонниками гипотезы, согласно которой существует носитель эл-маг поля – эфир - абсолютная система отсчета, в которой передаются э-м взаимодействия. В связи с принятием полевых представлений о материи, меняется понятие о пространстве и времени, т е абсолютные пространство и время заменяется относительным.

С) Квантово-полевая КМ.

Программа эл-дин КМ - свести все к полю - не была реализована. Исследования в области атомной физики показали, что полевая модель мира, основанная на идеи непрерывности, не объясняет механизм процесса излучения энергии электронов. Пытаясь решить эту проблему Макс Планк в 1900 выдвинул гипотезу о том, что процесс излучения и поглощения энергии происходит не непрерывно, а дискретно, т е порциями и квантами.

Таким образом, проблема ультрафиолетовой катастрофы была решена. На основе работ Эйнштейна, Планка, Бора, Броля возникла квантово-полевая КМ, согласно которой реальность дискретны и непрерывны. Микрообъектам присуще корпускулярно-волновой дуализм и вероятностное поведение. Их взаимодействие имеет квантовый характер, это и не дальнодействие и не близкодействие, а нечто третье более сложное. На основе подобных представлений к 1927 Гейзенбергом, Шреденом, Дираком была построена квантовая механика. Она стала в дальнейшем основой квантовой эл-дин. Квантовая эл-дин, т е взаимодействия электронов, позитронов и фотонов была создана в 50 годах двадцатого века Дейдманом и Дайзеном.

В основе описания кВ эл-дин взаимодействия элементарных частиц лежат понятия виртуальный процесс, виртуальная частица, физич вакуум.

Например, вирт частица - это частица, которая по своим свойствам не отличается от реальной, но ее особенность состоит в том, что она живет как бы в долг, занимая необходимую для нее энергию – эта энергия берется за счет неопределенности, которая присуща всем микрообъектам.

Но эта неопределенность возникает лишь на время с, это и есть время жизни вирт частицы. Виртуальн частицы - это не фикции, представляющие собой лишь способ описания ядерных взаимодействий, а реальные микрообъекты, которые для своей актуализации требуют определенных энергетических затрат. Понятие вирт частица – это такой же способ объединения, как и понятие волновой функции Шреденгера.

Одна из основных проблем кван э-дин – это проблема наблюдаемости виртуальных прцессов. Введение в теорию принципиально не наблюдаемых процессов, претендующих на онтологический (существ в карт м) статус, должны рассматриваться как свидетельство неполноты самой теории.