Концепция близкодействия и свойства фундаментальных материальных полей

Антропный фактор

Физический вакуум представляет собой сложную иерархическую  систему, способную к динамической эволюции. Вся видимая Вселенная  и темная материя находятся в  ненаблюдаемом, непрерывном ФВ. Поэтому обозначенный субстрат генетически предшествует физическим полям и веществу, он порождает их. Тогда вся Вселенная подчиняется пока еще не известным науке законам «вакуума». Даже самые малые изменения фундаментальных физических констант, формируемых ФВ, ведут к такому изменению теоретически мыслимых свойств  Вселенной, что возникновение в ней жизни становится вообще невозможным. Этот факт послужил основой антропного принципа космологии, сформулированного в трудах А. Дирака, Г. М. Идлиса, Б. Картера, Р. Дике, А. Уиллера. Вселенная является глобальной средой обитания человека, ее параметры - это условия существования человека. Антропный принцип (АП) является наилучшим выражением взаимосвязи человека и Вселенной. Слабый АП ставит человека в зависимость от Вселенной, сильный, напротив, Вселенную - от человека. Человек, как часть мира, подчинен его законам, он зависит от всей окружающей его живой и неживой природы. АП установил связь крупномасштабных параметров Вселенной, фундаментальных констант микромира и свойств биосферы. Физика вакуума дает возможность понять механизм действия АП, устанавливающего связь жизни и разума с параметрами элементарных частиц. Существование Вселенной в ее нынешнем виде зависит — и, весьма критически образом, — от конкретных значений масс элементарных частиц и от величин констант фундаментальных взаимодействий. Их значения отражают свойства ФВ, и, более того, формируются ими. ФВ способен так реагировать на изменение условий во Вселенной, чтобы путем локальных изменений собственной структуры сохранять глобальную устойчивость Вселенной и обеспечивать свою эволюцию путем образования новых систем как в нем самом, так и в веществе. Материя Вселенной эволюционирует в результате согласования многочисленных параметров большого числа вакуумных подсистем. Тонкая подстройка на уровне ФВ приводит к направленности эволюционного процесса: к появлению живых систем, затем разума. То есть, ФВ можно рассматривать как «первооснову» Мира, обладающую «творческим» потенциалом организации и самоорганизации вещества. Таким образом, самоорганизацию можно представлять как свойство физического вакуума в его взаимодействии с меняющимися структурами вещества. ФВ – это среда со сложной структурой, которая изменялась в ходе эволюции Вселенной, перестраиваясь в ходе эволюции путем изменений состояния различных видов материи, взаимодействующих с ФВ, то есть путем концентрации энергии в малых областях пространства. Поскольку на вакуумных структурах может записываться и храниться информация о каждом физическом процессе, то вакуум способен выполнять функции «наблюдателя-участника». Именно такие процессы, происходящие на уровне вакуума, способны привести к размножению вселенных. Очевидно, что и этот эффект определяется наличием у вакуума свойства самоорганизации.

Современные проблемы. Эксперименты по исследованию внутренней структуры  нуклонов показали, что энергия движущихся кварков составляет менее половины массы нуклона, поставив т. о. задачу о природе массы материи. Можно  считать, что все частицы материи  — u и d кварки и электроны, из которых состоит наш мир, приобретают свои массы за счет взаимодействия с вакуумными конденсатами. Субатомные частицы и вещество Вселенной – порождение ФВ, формирующего микроструктуру материи кварк-глюонной плазмы – симметричного, унифицированного «сырья» Вселенной после Большого взрыва. ФВ в виде "кваркового мешка" присутствует в модели нуклона, в процессе "раздувания" в теории "расширяющейся Вселенной".А также в теории "Сверхвеликого объединения"всех типов взаимодействий.

Принцип субстанциональной  целостности мира как главный  онтологический и гносеологический принцип утверждает, что мир –  целое, все части которого порождения единой субстанции. Обнаруживается особая важность понятия физического вакуума, его правильной интерпретации для  понимания физической реальности. Становится актуальной задача «выведения» и  интерпретации важнейших физических понятий (а может быть, и некоторых  понятий других наук) в рамках физико-вакуумной  модели мира. Такая смена научных картин мира ведет к коренным изменениям нормативных структур исследования, философских оснований науки.

В поисках «первоначала»  современная философия физики пришла к выводу о единстве, взаимообусловленности  и замкнутости друг на друга микромира  и мегамира. В физике вакуума возможно последовательное рассмотрение проблем фундаментальной физики и космологии. Процессы познания микро – и макромира имеют целью самосогласованное описание структуры и эволюции Вселенной и сходятся в свойствах ФВ. Змея, пожирающая свой хвост, символизирует круг проблем, к которому приходит современная физика в своем развитии. Фундаментальная взаимосвязь оснований космологии и физики микромира открывает принципиальную возможность исследовать эти основания в комплексном сочетании косвенных космологических, астрофизических и микрофизических эффектов. Понятие физического вакуума становится все более содержательным, его теоретическая применимость для объяснения огромного числа физических явлений и понимания физических абстракций постоянно растет. Понятие физический вакуум прочно вошло в фундаментальные физические теории. Проблема ФВ как субстрата становится предметом изучения современной физики и философии и требует дальнейшего развития и обобщения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

К наиболее общим, важным, фундаментальным  концепциям физического описания природы  относятся материя, движение, пространство и время. Окружающий нас мир, все существующее вокруг нас и обнаруживаемое нами посредством ощущений представляет собой материю.

Для количественного описания движения сформировались представления  о пространстве и времени, которые  за длительный период развития естествознания претерпели существенные изменения.

В физике движение рассматривается  в общем виде как изменение  состояния физической системы, и  для описания состояния вводится набор измеряемых параметров, к которым  со времен Декарта относятся пространственно-временные  координаты, или точки пространственно-временного континуума, означающего непрерывное  множество. В физике используются и  другие параметры состояния систем: импульс, энергия, температура, спин и  т.п.

Все важнейшие формы  движения  материи в физике рассматриваются через призму взаимодействий.

Взаимодействие - универсальная  форма движения и развития, определяющая существование и структурную  организацию любой материальной системы. Для всякого объекта  существовать - значит взаимодействовать, т. е. обмениваться материей и движением  во времени и пространстве.

Гравитационное взаимодействие первым из всех известных сегодня  фундаментальных взаимодействий стало  предметом исследования ученых. В  классической науке оно описывается  законом всемирного тяготения, согласно которому между двумя телами существует сила притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. Любая  материальная частица является источником гравитационного взаимодействия и  испытывает его на себе. По мере увеличения массы вещества гравитационные взаимодействия возрастают.

Гравитационное - наиболее слабое из всех известных современной науке  взаимодействий: оно в 1040 раз слабее силы взаимодействия электрических  зарядов.

Тем не менее гравитация определяет строение всей Вселенной: образование всех космических систем; существование планет, звезд и галактик; концентрацию рассеянной в ходе эволюции звезд и галактик материи и включение ее в новые циклы развития. Огромная роль гравитационного взаимодействия определяется его универсальностью: все тела, частицы и поля участвуют в нем.

Электромагнитное взаимодействие также обладает универсальным характером и существует между любыми телами в микро-, макро- и мегамире. Благодаря электромагнитным связям возникают атомы, молекулы и макроскопические тела. Все химические реакции представляют собой проявление электромагнитных взаимодействий, являются результатами перераспределения связей между атомами в молекулах, перестройки электронных оболочек атомов и молекул, а также количества и состава атомов в молекулах разных веществ. К электромагнитному взаимодействию сводятся все силы: упругости, трения, поверхностного натяжения; им определяются агрегатные состояния вещества, оптические явления и др.

По своей величине электромагнитные силы намного превосходят гравитационные, поэтому их можно наблюдать даже между телами обычных размеров.

Электромагнитное взаимодействие существует только между заряженными  частицами: электрическое поле - между  двумя покоящимися заряженными  частицами, магнитное - между двумя  движущимися заряженными частицами.

Слабое взаимодействие действует только в микромире. Физической основой этого типа взаимодействия служит процесс распада частиц, поэтому его открытие произошло вслед за открытием радиоактивности.

Это взаимодействие значительно  слабее электромагнитного, но сильнее  гравитационного и в отличие  от них распространяется на небольших  расстояниях. Именно поэтому долгое время слабое взаимодействие экспериментально не наблюдалось. Слабое взаимодействие осуществляет превращение элементарных частиц друг в друга и играет очень  важную роль не только в микромире, но и во многих явлениях космического масштаба. Так, считается, что благодаря ему происходят термоядерные реакции, без которых погасло бы Солнце и большинство звезд. Так "внутреннее" становится "внешним", характеризуя связь "всего со всем". С "точки зрения" рычажных весов фундаментальных взаимодействий взаимодополнительная пара "слабое-гравитационное" взаимодействия характеризую степень уравновешенности взаимодополнительной пары "электромагнитное-сильное" взаимодействия. Вот почему "слабое", не проявленное, может в определенный момент стать "сильным" проявленным.

В результате  экспериментальных исследований взаимодействий  элементарных частиц в 1983 году было обнаружено, что при больших энергиях столкновения протонов слабое и электромагнитное  взаимодействия не различаются -их можно рассматривать как единое электрослабое взаимодействие.

Объединение электромагнитного  и слабого взаимодействий позволило  описать все процессы, происходящие при малых и огромных энергиях. Кроме того, эта теория позволила  также объяснить превращение  элементарных частиц друг в друга  и понять сущность и механизм протекания термоядерных реакций, происходящих на Солнце и большинстве звезд.

Сильное взаимодействие было открыто только в XX в. Оно занимает первое место по силе и является источником огромной энергии. Основная функция сильного взаимодействия - соединение кварков и антикварков в адроны. С его помощью ученые объяснили, почему протоны ядра атома не разлетаются под действием электромагнитных сил отталкивания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1.     Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания.-М: ЮНИТИ, 1997.  

2.      Физический энциклопедический словарь. – М.: Большая российская  энциклопедия, 1995.

3.      Философский энциклопедический словарь. – М.: “ИНФРА-М”, 1998.

4.  Китайгородский А.И. Электроны. Физика для всех. Книга 3. - М.: Наука, 1982 (8).

5.  Крейчи В. Мир глазами современной физики. - М.: Мир, 1984 (8,9,10,11,13).

6.  Ландау Л.Д., Китайгородский А.И. Физические тела. Физика для всех. Книга 1 – М.: Наука, 1982 (4, 5).

7.  Мигдал А.Б. Квантовая физика для больших и маленьких. – М.: Наука, 1989  (Б-ка “Квант” вып. 75) (6,8).

8.  Панченко А. И. Философия, физика, микромир. – М.: Наука, 1968 (1, 6, 7, 8).