Страница 7 из 40
Кварки имеют вид пространственных точек с размером, не поддающимся измерению (<10-16 см).
Электроны тоже ведут себя как пространственные точки с неизмеримо малым размером.
То, что мы называем протоном или нейтроном, есть, на самом деле, пространственным рисунком, "вытанцовываемым" тремя кварками.
При этом диаметр протона составляет ~10-12 см, а диаметр кварка неизмеримо мал (
меньше 10-16 см). Таким образом, протон - это громадина из ... трех малюсеньких кварков.
Аналогичная ситуация и с электроном: электрон классического диаметра (5,6T10-13 см)
является "фикцией", пространственным рисунком собственно электрона - частицы с неизмеримо малым фактическим диаметром.
Можно ли провести аналогию между элементарной частицей и 10-ти метровой махиной, начиненной электроникой и сложной механикой?
Если наиболее элементарными оказываются уже не протоны, а кварки, тогда, значит, все потенциальное разнообразие природы заложено в структуре кварков.
А эти последние такие маленькие, что "не имеют" размеров - насколько велика тогда "удельная сложность" материи, насколько высока плотность упаковки алгоритмической информации!
Гипотеза о том, что у субатомарных объектов очень тонкая структура, позволяет ухватиться за понимание такой трудно доступной воображению особенности элементарных частиц, как вероятностный характер почти всех их параметров.
В самом деле, в макромире существует немало объектов, которые внешне проявляют себя единицами, но внутренне являются ансамблем вероятностных (
неупорядоченных) элементов. Например, газовый пузырек в жидкости: снаружи он есть одним целым с вполне определенными характеристиками, но внутренне отдельные его элементы (
газовые молекулы) хаотичны/вероятностны. Отдельные элементы хаотичны, а их совокупность нехаотична - новый уровень организации.
Итак, случайность параметров субатомарных частиц может объясняться аналогично: элементарная частица, в обычном до сих пор понимании, не является на самом деле элементарной, а представляет собой подчиненное определенным правилам "хаотическое движение" своих составляющих.
Потому-то и параметры у нее (частицы) несколько хаотичные. Какими есть характерные "геометрические размеры" атомарных атомов?
Согласно теории размерностей, из набора фундаментальных констант, характеризующих нашу Вселенную (
прежде всего, это постоянная скорости света в вакууме с, гравитационная постоянная G и постоянная Планка h)
можно путем комбинирования этих констант получить определенные числа, которые, судя по их размерности, будут отвечать характерной длине, массе, частоте колебаний и другим параметрам (
температура, заряд и т.п.) "чего-то": ~10-33 см, ~10-5 г, ~1043 Гц,... Эти цифры известны в энциклопедиях под названием планковской длины, планковской массы и частоты.
Эволюционные космологи говорят, что это характеристики Вселенной в первый миг (10-43 с)
после взрыва. Но более вероятной видится гипотеза, что эти цифры характеризуют наименьший элемент Вселенной (
"фундаментальный квант") [Нурибеков В.Г., Завадская В.С. К вопросу о возникновении Вселенной. - К.
: ОрЁяни, 2002. - С. 3-8]. Эти несколько метафизические данные служат для составления очень поверхностного представления об атомах атомов.
Если размер наименьшего элемента Вселенной составляет ~10-33 см, тогда "под" атомом может размещаться еще два "этажа".
Подтверждением этому служит вышеупомянутое свидетельство тонкой структуры кварков (
"Если наиболее элементарными оказываются уже не протоны, а кварки, тогда, значит, все потенциальное разнообразие природы заложено в структуре кварков").
Атомы состоят из электронов и кварков - это второй перед низшим этаж мироздания.
А "кварки кварков" - наверное, низший этаж. Расстояние от микромира до макромира Разрыа между двумя мирами становится катастрофическим.
Возможно, человечеству никогда не удастся дойти до "дна" материи (
~10-35 м против ~1 м). Аналогично и с "потолком" материи - разрыв свыше 27 порядков! (
~1 м против более 1027 м, принимая диаметр Вселенной равным 10 млрд.
световых лет). 30 порядков вниз, 30 порядков вверх - не дотянуться (
хотя бы теоретически) ни до дна Вселенной, ни до ее потолка. - Настолько могущественным есть устройство Вселенной!
Как вместить в своем воображении систему, размеры наименьшего элемента которой на 60 порядков величины (
и не известно точно, не на 160 ли) отличаются от размеров наибольшего?
Между человеком и атомом - всего 10 порядков. Это глубина одного геометрического "этажа" организации.
Можно предположить, что таких "этажей" 6: один уровень есть вложенным в другой; один служит как бы атомом для другого.
В каждом из этажей заложена уйма тонких организационных моментов, уникальная взаимосогласованность параметров.
- И все это продукт случайной организации? Такая себе самоорганизация глубиной в 60 порядков!
"Гипомикромир" вместе с "гипермакромиром" для нас безнадежно недосягаем.
Однако, вспомним французского философа середины 19го века О.
Конта, который утверждал, что "мы никогда ничего не сможем узнать о звездах, кроме того, что они существуют.
Даже их температура навсегда останется неопределенной...", на фоне современных богатейших сведений о звездах: размеры, расстояния, скорости, температура, состав, типология, внутренние процессы и т.п..
Волновая природа: все вокруг - поле? В начале 20го века Ейнштейн гениально предположил, что световая волна имеет импульс (
а значит, и массу) и может вести себя как частица. Вскоре после экспериментального подтверждения этой гипотезы, Луи де Бройль (1923 г.)
выдвигает гениальное противоположное предположение, что частица под названием электрон может вести себя как волна.
Было доказано, что не только электрон, но и все элементы материи субатомарного уровня являются волнами (
корпускулярно-волновой дуализм). Волновую природу имеют все тела/частицы, но она выражается тем более сильнее, чем меньше импульс (
произведение массы на скорость). Если все тела состоят из элементарных частиц, а те являются волнами, тогда чем являются тела?
Еще из эксперимента Резерфорда в 1911 году известно о "пустоте" атома.
Оказывается, объем атомного ядра занимает всего 10-14 полного объема атома (
радиус ядра почти в 100 тыс. раз меньше расстояния от ядра к ближайшему электрону).
Все тела (кроме как в состоянии плазмы) состоят из атомов. Если атом "пуст", тогда "твердость" и "непроницаемость" видимой материи иллюзорны.
В коротковолновом свете макротела прозрачны. Для описания макротел больше подходят определения неплотное, пустое и дырявое.
Между электроном и ядром - пустота, а точнее, - электромагнитное поле.
До сих пор наука не может сказать о поле больше, чем "Поле - это то, что проявляет себя так-то и так" или "Поле - это сфера влияния".
Поле остается наиболее актуальной проблемой физики: все базируется на нем, а что оно такое - не известно.
"От поля и выше" нам известно немало; ниже - нам почти ничего не известно.
Построение единой теории поля, которая показывало бы и объясняла связь между разновидностями полей, остается сверхсложной задачей по недостатку даже предположений о глубинной сущности поля.
Корпускулярное является надстройкой, оно есть всего лишь одной из возможных форм организации полевого.
Корпускулярное есть "полевым эффектом". Это "надматерия", в отличие от "подматерии".
Поэтому, "полевость" - более глубинное свойство материи, нежели "частичковость" (
корпускулярность). Корпускулярную природу мы, кажется, более или менее представляем себе; - а вот как представить себе полевую природу?
Законы микромира, кажется, полностью противоречат законам макромира, законам традиционной и легко понятной ньютоновской физики.
Все есть полем. Корпускулярное есть всего лишь способом организации (
формой/проявлением) полевого. Но как раз полевое и есть тем, что наиболее плохо поддается пониманию.
Все уперлось в поле. Разве не удивительно устроен мир? Задумываясь над строением и физическими процессами в материи, иногда больше верится, что это виртуальная реальность, сказка, а не "реальная" реальность.
Поль Дирак, пионер волновой механики, занимаясь изучением законов микромира, говорил, что мы имеем дело с субстратом (
"подматериалом"), о котором мы не можем составить адекватную умственную картину.
Представить себе микромир в обычных образах, без внесения ошибочных стереотипов, невозможно.
В устройстве материи субатомарного уровня - от форм до законов - есть что-то недосягаемое воображению.
Чем ближе/глубже мы смотрим на материю, тем более она оказывается "полевым субстратом", полем.
Протоматерия Есть основания серьезно говорить о существовании базового поля-материи, протоматерии, из которой складывается все другое.