Разум побеждает: Рассказывают ученые

Исходя из данных современной науки, можно заключить, что в материальном мире имеются особые большие области организации материи: макромир (наш мир, мир привычных нам величин), микромир (мир чрезвычайно малых частиц), мегамир (большой мир, или мир гигантских величин). Каждая из них включает в себя определенные уровни организации материи. Например, в микромире следует особо выделить уровень элементарных частиц.

Различные «области» материального мира изучены людьми неодинаково. Человек сам принадлежит к миру макроскопических объектов, и вполне естественно, что именно макромир изучен лучше всего. Вместе с тем в наши дни буквально все знают, что мельчайшей частицей вещества является молекула, а наименьшей частицей химического элемента, обладающей его химическими свойствами, — атом. Химические же элементы образуют все простые и сложные вещества.

Но надо иметь в виду, что микроскопические объекты существенно отличаются от макротел. Если в прошлом столетии, говоря о микромире, исследователи представляли его себе отличающимся от мира макроскопических тел лишь с количественной стороны — по величине, то теперь достоверно установлено: микромир отличается от макромира и количественно, и качественно.

Во-первых, на уровне элементарных частиц отсутствует сколько-нибудь существенное различие между такими видами материи, как вещество и поле. Известно, например, что фотон, который не имеет массы покоя, является одновременно и элементарной частицей, и квантом поля. Ряд квантов физических полей обладает массой покоя, и это существенно сказывается на характеристике соответствующих полей (например, ядерное поле распространяется со скоростью меньшей, чем скорость света). Атак как в роли квантов физических полей выступают элементарные частицы, то это означает, что в данном случае граница, разделяющая понятия «частица» и «поле», попросту снимается. Но если это так, то снимается и граница между понятиями «вещество» и «поле». На уровне элементарных частиц свойства вещества как бы сливаются со свойствами поля, образуя единый вид материи.

Конечно, то, о чем только что говорилось, связано с положениями квантовой теории поля. И возможно, что выдвинутые утверждения не являются окончательными. Однако современное развитие квантовой теории приводит к весьма примечательным выводам. Один из них делает Марио Бунге в своей «Философии физики». Он констатирует, что объекты, которые описывает квантовая теория, ведут себя довольно своеобразно, то есть согласно неклассическим законам, и поэтому не могут быть ни классическими телами, ни классическими полями. Поэтому, заключает Бунге, пришло время признать, что квантовым теориям необходимо избавиться от классических аналогий, так как они «имеют дело с sui generis вещами, которые заслуживают нового родового имени, скажем имени квантонов»[8].

В настоящее время число открытых элементарных частиц значительно превышает число химических элементов. Однако закономерности этой области материи полностью еще не открыты. Ясно одно: обилие разных по своим свойствам элементарных частиц позволяет говорить об их различной сложности. Но если мы, например, можем утверждать: атом водорода «устроен» проще атома урана (хотя бы на основании различия в количестве частиц, образующих эти атомы), то нам еще не известен принцип, по которому можно было бы определять относительную сложность элементарных частиц. Элементарные частицы представляют собой объекты, которые могут преобразовываться в другие объекты, но не могут состоять (даже не в «классическом», а, так сказать, в «атомном» понимании) из каких-либо элементов.

В качестве особого уровня микромира можно рассматривать и физический вакуум, который обычно определяется как энергетически наинизшее квантовое состояние поля или системы полей. Уже из такого определения следует: под вакуумом нельзя понимать какое-то абсолютно пустое пространство. Возбужденный вакуум можно также считать особым «резервуаром», из которого как бы «извлекаются» элементарные частицы.

Мы упомянули помимо понятий «макромир» и «микромир» еще и «мегамир». В наши дни еще, к сожалению, нельзя сделать достаточно точные общие выводы о специфике его закономерностей. Но некоторые открытия и предположения тут имеются. Существует, например, мнение, что взаимодействие между галактиками невозможно объяснить наличием лишь гравитационных и электромагнитных сил. Возможно, между ними действуют еще неизвестные физические силы.