Реферат: Становление физической картины мира от Галилея до Эйнштейна

Становлениефизической картины мираот

Галилеядо Эйнштейнапроблемаэлементарного.

План.      

Введение

I. МетодГалилея

1.Анализисторическойобстановкии проблемнойситуации внауке. НовыеконцепцииГалилея

           2.Заслуга Галилея

II.Классическаямеханика

III.Максвелл: развитие икризис механическойкартины мира

1.Молекулярно–кинетическаяконцепция

2.Теориияэлектромагнитногополя и кризис механическойкартины мира

3.Эйнштейни рождениерелятивистскойфизическойкартины мира

Заключение

Введение

V.ПроблемаЭлементарного

1.Какойобъект можноназвать «самымэлементарным»

2. Систематикаэлементарныхчастиц.  Суперэлементарныечастицы

Заключение

Списоклитературы

Введение.

Научнуюкартину мираследует пониматькак широкуюпанораму современныхзнаний о природе, включающуювсебя наиболееважные факты, гипотезы, теории.Функциональноезначение такогорода суммарногознания видитсяв обеспечениисинтеза знания, связи различныхразделовестествознания.При этом естьрасхожденияпонимания того, для чего необходимсинтез:

Одни считают, что он нужен в плане методологическом, обеспечивая интеграцию научногознания.

Другие – что он нужен скорее в плане психологическом, помогая преодолевать узкуюспециализацию современных исследований.

                     Это различиев пониманиифункций картинымира в своюочередь ведетк расхождениюв самом подходек еёанализу:

В первом случае для понимания смысла и роли картинымира в научном познании необходимо рассматривать методологию современной науки, структуру научного знания;

Во втором – исследовать специальную обусловленностьнаучного познания, социально – психологические и социокультурные факторы деятельности учёных.

Впротивовесточке зренияавторов, выдвигающихна первый планидею синтеза, объединенияразнообразныхестественнонаучныхзнаний, рядисследователейсчитает, чтонаучная картинамира необходимапри построениикаждой отдельнойтеории каксоставная частьеёфундамента.(В.С. Степин)

В.С.Степин считает, что научная(например, физическая)картина являетсянеобходимымкомпонентомкаждой отдельнойтеории. Будучипо происхождениюрезультатомсинтеза научныхзнаний, частнонаучныекартины мирадают, по егомнению, видениеосновныхсистематическиххарактеристикпредмета исследованиясоответствующейнауки.  «Такоевидение. Изменяясьпомере историческогоразвития научныхзнаний, выражаетсяпо средствампредставлений:

1. Обэлементарныхобъектах, изкоторых предполагаютсяпостроены вседругие объекты, исследуемыевсоответствующейнауке

2. Отипологииисследуемыхобъектов

3. Охарактеристикевзаимодействияобъектов (обособенностипричинностии закономерности)

4. Опространстве– временныххарактеристикизучаемойреальности».

Учитываяуказанныеразногласия, В.А. Амбарцумяни В.В. Каротинскийпредполагаютразличныетрактовки физическойреальностив широком иузком смыслеэтого слова.

Физическаякартина мирав узком смыслеэтого слова– это системафундаментальныхконструктов, характеризующихосновные свойствафизическойреальности(пространства, время, вещество, поле, вакуум)связи междукоторымипредставленыфизическимипринципами.

Физическаякартина мирав широком смыслеэтого слова– это наиболееобщие конкретно-историческиепредставленияо физическоммире, которыйс точки зрениястилянаучного мышленияконкретнойэпохи рассматриваетсякак наиболееважные и существенные.

II.МетодГалилея. 

С именемГалилея связаноначало принципиальноважного этапа  развития физическогознания – восхождениенауровень познания.

Анализ исторической обстановки и проблемной ситуации внауке. Новые концепции Галилея.

Принятыев научном сообществетого времениметодологическиепринципы требовали, чтобытеоретическиесуждениянепосредственноподтверждалисьчувственнымданным.

Историческисложившаясяпроблемнаяситуация непозволялаГалилею принятьпорцию эмпиризма[1],согласно которойвсе научныеутверждениявозникаюттолько врезультатеобобщениянепосредственнонаблюдаемыхфактов. Онстремилсявыработатьи защититьсущественноиное отношениеисследователейк эмпирическимданным.     

Требованиялогической(и математической)самосогласованности, системнойцелостностивсехутвержденийфизическойнауки опираетсяу Галилея наважную мировоззренческуюидею о целостностиВселенной, единообразии«способа действиясамой природы».

Целостность, совершенство, самосогласованностьнаучного знания(которой несмогли добитьсяниАристотель, ни тем болееего средневековыепоследователи)основываютсяна гармониимироздания.

Вметодологическомплане это означает, что наука должнанаходить исходные, базисные формыэтого порядка, обладающиек тому же высшейуниверсальностьюипотому позволяющиена их основеобъяснить всёпроисходящиев мире.Так, вфизике Новоговремени входилаидея, что общийпринцип построенияцелостной, объясняющейвсе явлениянаучной теориидолжен исходитьиз общей физическойкартины мира.

ПоГалилею, закономерностимира отражаютсяименно в количественныхотношенияхмеждунаблюдаемымиявлениями, ане в той внешнейвидимостиотдельно взятыхфактов, которыеносит видимостиобычно обманчивыйхарактер. Математика, отражающаяуниверсальныеформы природныхзаконов, выступаетдля Галилеяважнейшимсредствомпроверки взаимнойсогласованностифактическихданных итеоретическихпостроений.

СогласноГалилею, логическиеконструкциииз идеализированныхобъектов можнорассматриватькакнаучно достоверныепри следующихусловия:

Вся система выдерживает проверку на внутреннюю логическую согласованность, целостность;

Идеализации и теоретические модели, отражая общие законы данной области явлений, позволяют сединых позиций (единообразным способом) объяснять всю совокупность фактов, в том числе и кажущихся эффектов, предсказать ещё не наблюдавшиеся события;

Идеализация и теоретические модели отнюдь не являются вспомогательными или фиктивнымиумственными построениями, они отражают общий план мироздания, общие законы данной области явлений, картину мира.

Заслуга Галилея.

Онне только обратилсяк научнымэксперимента, не только ввёлметод предельныхидеализаций, не только использовалматематику, но прежде всегопредвосхитилпринципы методомпостроенияфизическихтеорий. Этаметодологиявключает всебяиспользованиеэкспериментов(как реальных, так и мысленных), созданиефундаментальныхидеализаций, построениес их помощьюконструктивныхтеоретическихмоделей реальностис применениемматематическогоаппарата исамое главное, без чего теряетсмысл применениевсех указанныхметодологическихсредств,- «разработкуи конструктивноеиспользованиеобщих представленийо принципахстроения мироздания, научной картинымира на теоретическомуровне».

III.КлассическаяМеханика.

В истории механикиза работамиГалилея (которыйтакже имелпредшественниковвнакопленииэмпирическихфактов и обобщенийи в разработкетеоретическихпредпосылокмеханики)последователимногочисленныеработы целойплеяды выдающихсяучёных.Их коллективнымиусилиями шагза шагом нетолько строилосьвсё зданиеклассическоймеханики, нои совершенствовалсяеё концептуальныйфундамент, системаисходныхтеоретическихидеализаций.Создание фундаментаидеализацийявилось своеобразной, характернойдля теоретическогоуровня познанияформойлогическогоанализа материальнойдействительности.Продуктамианализа сталиидеализацииэлементарногообъекта, элементарногопроцесса, пространственно–временныхотношений, формы детерминизма[2], отразившиеконкретноесодержаниекартины мира.

           Хотя чувственныевосприятиянебесных тел, движения которыхоказалось вцентре вниманияГалилея и Ньютона, с самого началаподсказывалиобраз точечногообъекта, теоретическаяидеализацияматериальнойточки родиласьне сразу. И Галилей, и Ньютон широкоиспользовалипонятие телакакдвижущегосяобъекта. Лишьпозже, когдавыяснилось, что поле тяготениясферическисимметрическоготела выглядитв точноститак,  как еслибы вся массаэтого телабыласосредоточенав его геометрическомцентре, в однойточке, идеятеоретическогозамещенияматериальныхтел идеализированнымиобразами материальныхточек могларассматриватьсякак логическисогласованнаясо всем содержаниемтеории.

Идеализацияматериальнойточки широкоиспользовалась                  Л. Эйлером вего программепостроениямеханики.Воснове этойпрограммы, которую Л. Эйлеруво многом удалосьреализовать, лежало принципиальноеубеждение, чтосложные случаимеханическогодвижениямогутбыть теоретическипредставленыконструктивнымимоделями, построеннымииз образоввзаимодействияи перемещающихсяматериальныхточек. Логическиисходнымпунктомсистемы механики, по Л. Эйлеру, выступаютизложенныев его трактате 1736 года теориядвижения свободнойматериальнойточки и динамикаточкипри наличиисвязей.

Кромеидеализацииосновногоэлементарногообъекта в логическойструктуретеориипринципиальноезначение имеетидеализацияосновногоэлементарногопроцесса (вданном случае– формы движения).Галилей вплотнуюприблизилсяк выработкетакойидеализациив представленияхо равномерномдвижении (поокружности), которое, разначавшись, продолжаетсябесконечно, если этому непрепятствуетвнешниедействия.

Р. Декартпоправил идополнил Галилея, сформулировавшийдва исходныхпонятия:«…однаждыпришедшее вдвижение телопродолжаетдвигаться, покаэто движениене задержитсякаким-либовстречнымтелом.», приэтом «каждаячастица материивотдельностистремитсяпродолжатьдальнейшеедвижение непо кривой, аисключительнопо прямой…».Соединённыевмести эти дваположения уИ. Ньютонапринялиформу первогозакона механики.

Дляпостроениятеоретическихмоделей механическогодвижения существенносистемапространственно– временногоописания. Введениесистемы координати разработкаматематикипеременныхвеличин вооружилиучёных универсальнымсредствомтеоретическогоизображениямеханическогодвижения, сочетающегов себе высокуюстепень абстрактности(изображениедвижения теламатематическойфункцией) свысокойстепенью наглядности(графики функцийв заданнойсистеме координатмог непосредственноизображатьтраекториюперемещениятела в пространствестечениемвремени).

Теоретическоезнание можетвыполнить своиосновные функциилишь в том случае, если в нёмотраженаконкретнаяформа детерминацииисследуемыхявлений, преждевсего фундаментальныезаконы изменениясостояния, взаимодействия.И. Ньютон ввёлпонятиесилы как причиныизменениясостояниядвижения повеличине и понаправлению(или одновременнопо величинеи по направлению).В механикеНьютонаисточникамии точкой приложениясил являютсяматериальныеточки.  

Центральноеместо в системетрёх законовмеханики занимаетвторой законНьютона –основнойзакон движения.Он связан сизменениемсостоянияматериальнойточки с величинойи направлениемдействующейна него сил: ускорение, скоторымдвижетсятело прямопропорциональносиле действующейна это тело иобратно пропорциональномассе этоготела. Данныйзакон позволяетобъяснитьипрогнозироватьизменениемеханическогодвижения телав зависимостиот величиныи направлениясилы и от предшествующегосостояниядвижения. 

Выдающейсязаслугой Ньютонаявилось установлениеконкретногозакона, определяющеговеличинудействующейсилы для случаягравитационноговзаимодействия,- закон Всемирноготяготения.

Несмотряна ограниченностьмеханическойкартины мирапо её содержанию, основныеособенностиметодологиифизическогопознания, проявившиесяв ходе созданияи развитияклассическоймеханики, воспроизводятсяи в процессепостроенияпоследующихфизическихтеорий, как быни отличалосьих конкретноесодержаниеи даже содержаниефундаментальногопредставление картинымира от концептуальногосодержанияклассическоймеханики. Вэтом отношенииклассическаямеханика досегодняшнегодня остаётсяи классическимпримеромпостроенияестественно– научной теории.

IV. Максвелл: развитие икризис механическойкартины мира.

Молекулярно-кинетическая концепция.

Важнаямировоззренческаяидея единстванебесного иземного, которуюмы встречаемуже вработахГалилея и Ньютона, всё в большеймере побуждалаприменятьфундаментальныеобразы механическойкартины мирак самым различнымявлениям, непосредственноокружавшиечеловека. В XIXвеке новыйпринципиальноважный этапв развитиимеханическойкартины мираоказался связанс применениемеё основныхпредставленийк созданиютеории, объясняющейсвойства газов, а затем жидкостиитвёрдых тел.

Основныеэтапы развитиязнаний о свойствегазов:             

В 1643году Э. Торричеллиобнаружил, чтортуть в запаяннойсверху стекляннойтрубке, опущеннойдругим концомв сосуд с ртутью, устанавливаетсяна высоте 46см; он дал правильноетолкованиеэтого явления: давление воздухауравновешиваетсявесом столбикартуть. В результатеэтого открытиянаука получилаприбор дляизмерениядавления.

Почтичерез 20 лет Р.Бойль установил, что при уменьшенииобъёма газав замкнутомсосудедавлениесоответственновозрастает, при увеличении– уменьшается.Это означало, что произведениедавления газана его объёместь величинапостоянная(дляданной массыгаза при постояннотемпературе).

В 1787году Ж. Шарльэкспериментальнодоказал, чтов замкнутомсосуде с изменениемтемпературына один градусдавление газаизменяетсяна 1/273 первоначального, т.е. изменяетсяпо линейномузакону.

Через14 лет Ж. Гей-Люссакопределилопытным путём, что объём данноймассы газаменяетсялинейно с изменениемтемпературы(при постоянномдавление).

В ходеэтих эмпирическихисследованийперед учёнымивырисовываласьцелая областьсвоеобразныхявлений, в которыхцентральнуюроль игралисвойства иотношения, выражаемыепонятия «давление»,«температура»,«объём». Чтобыперейти отсуммычастныхэмпирическихзаконов к общейтеории поведениягаза, необходимобыло либо найтивозможностьввести теоретическиепредставлениямеханики сихцентральнымипонятиямидвижущихсяматериальныхточек, либонайти другие, специфичныедля данныхфундаментальныеобразы. Последниеозначало, чтодля теоретическогообъяснениясвойств газовнеобходимафизическаякартина мира, отличающаясяот механической.

Исследованияна теоретическомуровне создалипредпосылкидля объединениянайденныхранееразрозненныхэмпирическихзаконов поведениегазов. Опираясьна идеи и методС. Карно,  Б.Клайперон, в1834 годуобъединилзаконы Бойля-Мариотта, Гей-Люссакаи Шарля: произведениеобъёма газана давлениепропорциональноабсолютнойтемпературе.Найденныеранееэмпирическиезаконы можнобыло вывестииз объединенногозакона как егочастные случаии, кроме того, он отражал тотсущественныйдля практикислучай, когдаодновременноприменяютсявсе три параметра– давление, объём и температура.Это был важный, но пока ещёформальныйшаг, так как Б.Клайперон неимел адекватныхпредставленийо природе теплоты, придерживалсятеории теплородаи не пользовалсяни какимипредставлениямио природе газа, с помощью которогоможнобыло быобъяснитьзаконы егоповедения.

Следующий шаг– превращениетермодинамикив относительнозавершённуюфизическуютеорию -во многомсвязан с именемВ.Томсона и Р.Клаузиуса. Всерии работ50-х годов оничётко сформулировалидва фундаментальныхпринципатермодинамики, уточним иразвилисистему основныхеё понятий. Всвязи со вторымпринципомтермодинамикибыло введенопонятие энтропии[3], важнейшейнаряду с энергиейхарактеристикойтермодинамическойпроцессов.                 

Принципытермодинамикипонималисьеё творцамикак неограниченновсеобщие, пригодныедляпониманиявсех процессовв мире. Однакоотождествлениетермодинамическойкартины с общейфизическойкартиной мирарождало парадоксальныйвывод о такназываемойтепловой смертиВселенной.Парадокс состоялв том, что извторого принципатермодинамики, который подтверждалсявсеми исследованиямитермодинамическихпроцессов, снеизбежностью, казалось бы, следовал вывод, что с течениемвремениразностьтемпературмежду теламиво Вселеннойдолжна исчезнутьи тогда наступитсостояниетепловогоравновесия, равносильноесмерти, так какдинамическиепроцессы, порождающиеи поддерживающиесложноорганизованныесистемы, основанына разноститемператур, возможностипроизводитьработу.

Представлениетак называемойаксиоматической(то есть формальнопостроеннойна основе двухосновных постулатов)термодинамикине могутпретендоватьна роль первичныхбазисных дажев своей области, а тем более втеоретическомосмыслениевсех процессовВселенной.

Основополагающиеработы в области молекулярно-кинетическойтеории теплотыпринадлежатКлаузиусу. Этообщийметодпостроенияобъясняющихтеоретическихмоделей длягазов, жидкостейтвёрдых тел, на изображениив виде системыбольшого числадвижущихсяивзаимодействующихматериальныхточек, отождествленныхс атомами имолекулами.Он вводил болеесложные представленияо формах движениямолекул: кромепоступательногодвижения ониобладают вращением, могут испытыватьколебаниеотносительноположениеравновесияв твёрдом теле, каждая молекулаобладает ивнутреннимидвижениями.В газе всенаправлениядвиженияравновероятны, однако Клаузиус, как отмечалпозже Дж. К.Максвелл, «неопределить, равны ли скоростивсехмолекул одногои того же газаили, если онине равны, тоимеет ли какой-нибудьзакон их распределения».Как и Крёнинг, Клаузиус всвоих расчётахусловноприписывалвсем молекуламодинаковоезначение скорости, соответствующеесреднемустатистическому.

Вопросыо характередвижения молекул, а вместе с темо спецификедетерминизмав областимолекулярногодвижения былиглубоко разработаныДж. К. Максвеллом.«…распределяямолекулы погруппам согласноих скорости, мы можемзаменитьневыполнимуюзадачу наблюдениявсех столкновенийотдельноймолекулы регистрациейувеличенияили уменьшениячисла молекулв различныхгруппах.Следуяэтому методу,- единственновозможномус точки зренияэкспериментальной, так и математическоймы переходимот строгодинамическихметодов кметодамстатистикии теории вероятности».При этом Дж.К. Масксвеллопирался наследующееважное утверждение: хотя скоростькаждой молекулыбудет существенноменятьсяприкаждом еёстолкновениис другой, числомолекул, входящихв ту или инуюгруппу, будетстабильным.А это и означало, что прослеживать«судьбу»каждойотдельноймолекулы нетнеобходимости, даже если быэто было техническивозможно.

Толькопереход к болеепоследовательнойсистемносогласованнойтрактовкестатистическогохарактеразаконов движениямолекул газапозволилиполучитьрезультаты, согласующиесясо всеми экспериментами.

Наоснове статистическойтрактовкиприроды второгозакона термодинамикиЛ. Больцманразработалпоследовательноеразрешениепарадокса«тепловойсмерти»Вселенной.Современнойточки зренияоно уже не являетсядостаточнополным и достаточноубедительный, но в то времяэто было первымлогическимсогласованным«врамках имевшихсятеоретическихпредставлений»ответом навопрос, почему«тепловаясмерть» ещёне наступила.По Л. Больцману,«тепловаясмерть»наступиламного раз имного раз Вселеннаяв большей илименьшей степениотклониласьот равновесногосостоянияполного молекулярногобеспорядкаксостояниямнеравновесными более упорядоченным, то есть к состояниямс меньшей энтропией, с температурнымиразличиями.Это возможнопотому, что впроцессах, подчинённыхстатистическимзаконам, всёвремя возникаюфлуктуации- случайныеотклоненияот наиболеевероятногосостояния.

Молекулярно– кинетическаяконцепция, вотличие отклассическоймеханики, имелапринципиальноиную методологическуюоснову, онараскрывалареальную структурувещества ивнутренниймеханизм процессов, происходящихв газах, жидкостях, твёрдыхтелах.

Теория электромагнитного поля и кризис механической картины мира.

Дж.К. Максвелл нетолько внёсвклад в развитиемолекулярно– кинетическойконцепции, базировавшейсяна представленияхмеханическойкартины мира, но и создалтеорию электромагнитногополя, вызвавшуюкризис и крушениеэтой картины.

Механическаякартинамира опираласьна представления, что силы действуютпо направлениюпрямой, соединяющейвзаимодействующиетела (материальныеточки), то естьявляются центральнымисилами. Другимисловами в картинемира классическоймеханикивсе взаимодействиясводились кпритяжениюили отталкиваниючастиц, этобыло, пожалуй, главным основаниемдля того, чтобыв рамках ньютоновскойсистемыабстрагироватьсяот роли промежуточнойсреды в передачивзаимодействия.

Соткрытием Х.К. Эрстеда возниклапринципиальноновая ситуацияпротиворечившаяпредставленияммеханическойкартины мира:на определённомрасстоянииот проводникас током на магнитнуюстрелку действоваласила, котораянепритягивалаи не отталкивала, а лишь стремиласьвращать стрелкувокруг проводника, то есть действовалав «бок». В следза развитиемЭрстеда А.Ампердоказал наопыте, что круговойэлектрическийток создаётмагнитное поле, направленноепо оси круга.Тем самым былавыявлена нетолько удивительнаясимметрияэлектрическогои магнитногоявления (прямолинейныйпроводник стоком создаётмагнитное поле, направленноепо кругу вокругпроводника; круговой токсоздаётмагнитное поле, направленноепо оси круга), но и их глубокоевнутреннееединство, взаимопорождение.

В тоже время радикальноепротиворечиес важнейшимпринципомклассическойфизическойкартиной мира– принципомцентральныхсил – вынуждалопризнаватьактивную рольсреды, окружающейпроводникиили магниты, в том числе ифизического«вакуума».Таким образом, становилосьнеобходимымсущественноизменитьпредставлениев физическойкартине мира, включив в неёпринципиальнуюроль промежуточнойсреды.

Эрстедпо существуустановилрешающий факт, существенноповлиявшийзатем на переходотмеханическойкартины мирак новой, электромагнитной.

В 1831году М. Фарадейустановил, чтов момент изменениявеличины токаводном контурев расположенномрядом контурена короткоевремя возникаетэлектрическийток. В моментдвижения магнитаоколо катушкив ней тоже накороткое времявозникаетэлектрическийток. Принципиальноновым былоздесь не толькото, что процесскаким– то образомпередавалсячерез физическийвакуум, которомуприходилосьтеперь приписыватьсвойства особойсреды. Новымпо сравнениюс картиноймираклассическойфизики былои то, что представленияо постоянномвоздействииодного телана другое (какэто было в случаетяготения иливзаимодействияэлектрическизаряженныхтел) замещалисьпредставлениямиимпульсов иливолн в моментизменениясостоянияодного из тел.

Электромагнитнаяконцепция, которой захотелитеперь заменитьпрежнюю, заключалась, прежде всего, вполнейшемотказе от всехобразныхпредставлений, от тех «механическихмоделей» безкоторых когда-тоне существовалонастоящейфизики.

Эйнштейн и рождение релятивистской физической картины мира. 

Там, где многиефизики, пользовавшиесятеоретическимипредставлениямиоб электронах, взаимодействующихс электромагнитнымполем, не виделипроблемы. А.Эйнштейн виделпринципиальнуюметодологическуютрудность.

ТеорияМаксвелла былалогически иметодологическинеполна поменьшей мерев двухаспектах:

во-первых, она не совмещалась с фундаментальным принципом классической физики – принципомотносительности, её уравнения не были инвариантными[4]относительно преобразований Галилея;

во – вторых, как выяснилось, полевая картина мира (или, как её обычно называют, электромагнитнаякартина мира) оказалось недостаточным в качестве концептуальной основы нового этапа развития физики, ибо не позволяла с единой точки зрения объединить всерассматриваемые в теории процессы.

Такимобразом, вопрекишироко распространённойточки зренияесть основанияутверждать, что надеждапостроитьсоответствующийраздел физикина основеэлектромагнитнойкартины миране была осуществлена, хотя представленияо такой картинемира активнообсуждались.

Революцияв физике, вызваннаятеорией Максвелла, всё же привелак рождениюновойрелятивистскойкартины мира.Важная рольв её созданиии последовательномразвитии принадлежитА. Эйнштейну.Необходимостьеё созданиядиктовалосьтребованиемобеспечитьлогическуюсогласованностьтеоретическойсистемы, а такженеодолимойсилой опытныхфактов. Недостающаявнутренняяи внешняясогласованностьтеоретическихпредставленийэлектродинамикив острой формепоявилась свозникновениемне устраненныхфизическихпарадоксов.Сегодня можносуверенностьюсказать, чтоих обнаружениеявилось признакомкризиса физическойкартины мираи вместе с темначавшейсяреволюциейв физике.

Одиниз важных парадоксовсостоит в следующем.Из очень общихпредставленийосвойствахпространстваи времени, казавшихсяочевиднымив рамках механическойкартины мира, непосредственновытекали формулыпреобразованиякоординатотодной системык другой, движущейсяотносительнопервой (преобразованияГалилея, непосредственносвязанные сего принципомотносительности).

Каквыяснилось, уравнениеМаксвелла небыли инвариантнымиотносительнопреобразованийГалилея, тоесть к электромагнитнымпроцессамгалилеевскийпринципотносительностиоказался неприменим. Изэтого следовалвывод, что вэкспериментеможно выявитьскорость равномерногопрямолинейногодвижениеобъектаотносительнополя (эфира).Однако сопоставлениеэтих теоретическихследствий сэкспериментальнымиданными обескураживалфизиков: в однихопытах(например, в явлении абберации, то есть кажущиесясмещения наблюдаемыхв телескопзвёзд из – задвижения Земли)эфир следоваласчитать абсолютнонеподвижным; вдругих (например, в опытах поизменениюскорости светав движущейсяводе) – результатбыл таков, какесли бы эфирчастично увлекалсядвижением воды.

ВформулировкеА. Эйнштейнапринцип относительностиприобрёл болеебогатое физическоесодержание:«Законы, покоторым изменяютсясостоянияфизическихсистем, не зависят оттого какой издвух координатныхсистем движущихсяравномернои прямолинейноотносительнодруг друга, отнесены этиизменениясостояния…».

А.Эйнштейн впервой публикациипо основамспециальнойтеории относительностионвводит понятиефизическогособытия вкачествефундаментальногоэлемента новойкартины мира, замещающегообраз материальнойточки.

Вовсех последующихработах Эйнштейнбудет пользоватьсяидеализациейточечногопространственного– временногофизическогособытия какэлементарногообъекта теории, представляющегов теоретическихмоделях физическуюреальность.

Физическаякартина мираГалилея – Ньютона, в которой миротображён какмножествоматериальныхточек, движущихсяв пространствес течениемвремени, замещаетсяв специальнойтеории относительностиЭйнштейнакартиной мира, представленноймножеством точечныхпространственно– временныхматериальныхсобытий. Глубокоеединство материидвижения, движения, пространство, времени получилоздесь концентрированноевыражение: наместо образоввещей ставилисьобразы материальныхпроцессов.   

Специальнаятеория относительностипредполагаетсуществованиематериальныхполей иматериальныхчастиц, но изображаетв теоретическихмоделях нечастицы и полянепосредственно,а отношениемежду происходящимис ними событиями.Всвязи с этимможно сказать, что смысл теорииотносительности, отражённыйв её наименовании, состоит не втом, что некоторыефизическиевеличиныменяютчисленноезначение припереходе кдругой системеотсчёта (такиевеличины былив классическоймеханики), аскорее в том, что эта теорияотражаетзакономерностиотношений междусобытиями.

Переходк новой картинемира сопровождалсядостаточномучительнымпроцессомисключенияизтеории фиктивныхобразов, в первуюочередь понятиеэфира с механическимисвойствами.

Образэфира, понимавшегосяв соответствиис представлениямимеханическойкартинымира, был замещёнобразом полевыхпроцессов, выраженнымс помощьюидеализационныхсобытий. Поубеждению А.Эйнштейна, испециальная, и общаятеорияотносительностиосновываетсяна полевыхпредставлениях(поле и есть«эфир» в новомпонимании).

Заключение.

Вопросо неизбежнойограниченностиестественнонаучных теорийспециальнорассматривался ученым физикомВ. С.Барашенковым.Он убедительнодоказывает, что возможностьпостроенияотносительно«законченныхтеорий» (типамеханикиНьютона, термодинамики, электродинамикиМаксвелла, квантовоймеханики, теориигравитационныхполей Эйнштейнаи др.), достаточнополно, описывающихразличныеформыдвижения материи, не означаетвозможностив одной илинесколькихтаких теорияхполностью«перекрыть»весь мир, исчерпатьвсе качественноемногообразиезаконов природы.Каждая такаятеория не учитываетмногие параметры, второстепенныев данном приближении, но становящиесяважными придальнейшемуглублениив суть рассматриваемыхявлений. Этои привод к неизбежнойограниченностисферы применениятеорий. Возможность«законченныхтеорий»означало бывозможностьконца науки, дальше которогонечего былобы познавать.И, наоборот, непреодолимаяограниченностькаждой отдельнойтеориипредполагаетбесконечностьвсего научногопознания. Известныенауки, обобщающиетеории составляютважные этапыеё развития.Все они основанына конкретныхпринципах, обобщающихопределенныйкруг фактов, и допускаютвозможностьи необходимостьсвоего дальнейшегоразвития попути созданиявсе более общихиглубокихтеорий, учитывающихновые, неизвестныеранее факты.Таков законпознания, обусловленныйзаконами природы.

Введение.

Преждевсего, проанализируемсамо понятиеэлементарногообъекта и обсудимразличныекритерииэлементарности.Подобный анализособенно актуаленв настоящеевремя, когдачисло частиц, называемыхэлементарными, достигло несколькосот. Далеекраткоостановимсяна характеристикеосновныхэкспериментальныхи теоретическихданных о структуремикрочастиц.

V.ПроблемаЭлементарного.

В V в.до н. э. Анаксагор, по – видимому, первым высказалмысль о бесконечнойделимостиматерии. Онпредставлялмир как совокупностьбесконечногочисла частиц– «гомеомерий»(подобочастных), каждая из которыхв свою очередьсостоит  изнеисчерпаемоогромногоколичестваболее мелких«гомеометрий»и т. д. без конца.При этом каждаяиз этих частицсодержит в себесвойства Вселенной, она «бесконечновелика»и, подобно целому, заключает всебе все существующееи сущее не простобесконечно, но бесконечнобесконечно.

Инаяточка зрениясформулирована, в учении Демокрита, считавшего, что мир состоитизбесконечногочисла вечных, абсолютнонеделимых, изначальнопростых частиц– атомов веществаи амеров – атомовпространства.Неисчерпаемоебогатствосвойствокружающегомира в такойкартине реализуетсяблагодарябесконечномуколичествуразличающихсяпо своим свойстваматомов (пирамидальных, круглых, гладких, крючковатыхи т. д.),  которыев силу присущейим твёрдостии непроницаемостиопределяютпредел физическойделимостивещества.Между атомамиможет быть лишьпустота.

АтомДемокрита –это не точка, а протяжённоетело, котороенельзя механическиразделитьна компоненты, но внутри которогомысленно можновсё же выделитьразличающиесямежду собойчасти: верх, низ, правое, левое, серединуи т.д. Этиминимальныепространственныечасти, или амеры, представляютсобой «истинноенеделимое», лишённое какихбы то ни былочастей, не имеющиени верха, ниниза, ни правой, ни левой стороны.Из амеров (квантовпространства, если говоритьсегодняшнимязыком) состоитпустота, изразличногочисла амеровслагаютсябольшиеи малые атомывещества. Ссовременнойточки зренияименно амеры («бесчастные»), они протяжённыеатомыследовалобы рассматриватьв качественаипростейшихэлементов мира.Учение Демокритабыло вершинойнатурфилософскихпредставленийо материальномпревосходствемира.

Остраякритическаяситуация возниклана рубеже XIX иXX веков, когдавыяснилось, что по крайнеймере частьмассы электронасвязана сегоэлектромагнитнымполем, а в теоретическихработах А. Пуанкареи А. Эйнштейнабыло установленовзаимно однозначноесоответствиемежду массойи энергией.Значительнаячасть учёных, не различавшихдо этого понятиймассы, веществаи материи, воспринялиэти результатыкак доказательствоисчезновенияматерии, как«растворение»её в электромагнитномполе и энергии.Отсюда делалсявывод о крахематериалистическойкартины мираи экспериментальномдоказательствеидеальнойпервоосновымира.

Какой объект можно назвать «самым элементарным».

Напротяжениивсей историиразвития наукинезависимоот того, принималасьли вкачествеэлементарногонекая материальнаясубстанцияили исходнымиэлементамибытия считалисьнекие чувственные«сущности»и «первичныеидеи», — во всехслучаяхэлементарноевсегда понималоськак то основное, неизменноеи первичное,«из чего состоятвсе вещи, изчего как первогоони возникаюти во что каквпоследниеони, погибая, превращаются»; при этом элементарноепредставляетсобой «предельныечасти, на которыеделимы тела, в то время каксами эти частиуженеделимына другие, отличающиесяот них по виду…Но если они иделятся, тополучаютсяодного с нимивида части».

В течение длительноговремени занаинизшийизвестныйуровень организацииматериипринималисьатомы химическихэлементов, хотяуже открытиеД. И. Менделеевымпериодическогозакона наталкивалана мысль, чтов природе должнобыть что – тоещёболее элементарное, свойствамикоторого иобъясняетсяэтот закон.Первая элементарнаячастица былаоткрыта Дж.Томсоном лишьв самом концеXIX века. Вначаленашего векаопыты Э. Резерфордаобнаружилисложную структуруатома, а вскоребыло установлено, что и ядро атомав свою очередьимеет сложноевнутренниестроение. Вначале 30 – х годовбылиуже 5 частиц, входящих всостав атомаи его ядра илипринимающихучастие вовнутри атомныхвзаимодействиях:фотон, электрон– позитроннаяпара, протонинейтрон. Кнастоящемувремени числотаких частицдостигло уженесколько соти продолжаетбыстро возрастать.Оказалось, чтосвойства этихсубъядерныхчастицне проще, а, наоборот, сложнее, чему атома и егоядра. Некоторыечастицы – этоультракороткоживущие, почти эфемерные[5] образованиясо временемжизни, в течениекоторого частицауспевает пролететьлишь расстояние, равное радиусуядра; другиечастицы оказалисьнеожиданноочень тяжёлыми, даже тяжелеенекоторыхатомов. Дляописания частицпотребовалисьсовершенноновые понятия: спин[6], гиперзаряд, барионное илептонное числаи т.д. Экспериментпоказал, чтосубъядерныйуровень необычайнобога и разнообразен.

Помимотого, что всеоткрытые частицыучаствуют всубъядерныхвзаимодействиях, ониобладаютещё одним общимсвойством.Попытки выделитьсреди них какие– то «болееэлементарные»объекты, изкоторых можнобыло бы построитьвсе остальные, окончилисьнеудачей. Оказалось, что каждаятакая частицасостоит сразуиз всех других.С точки зрениякритерияотносительностипростоты этичастицы вравнойстепениэлементарны.В целом совокупностьсубъядерныхчастиц, образноговоря, напоминаетнекую многомернуюсферу, где нетни первого, нипоследнегоэлементаи гдекаждый элементсвязан со всемиостальными.

Правда, недавние исследованиявнесли важнуюпоправку в этукартину. Выяснилось, чтосреди субъядерныхчастиц имеютсятакие, которыеследует рассматриватькак возбуждённыесостояниядругих частиц.Так, семействоJ/ — частицпредставляетсобой спектр(«лестницу»)возбуждённыхсостояний, в котором высшиесостоянияпереходят внизшие, с меньшиммассами, путёмраспадов. Другиманалогичнымпримером являетсясемейство - частиц, членыкоторого такжесвязаны междусобойцепочкамипоследовательныхраспадов.

Еслиисключитьвозбуждённыечастицы – состояния, которые естественносчитатьболеесложными объектами, чем соответствующиеим основныеневозбужденныечастицы – состояния, то даже в техслучаях, когдапроисходитраспад частицы, нельзяговорить о том, что конечныечастицы являютсяболее элементарными, чем распавшаяся, а тем болееутверждать, что конечныечастицы входилив состависходной.Это было быверно, если быэнергия связи(дефект масс)была значительноменьше массучаствующихв реакции частиц, а частицы –компонентынетеряли бысвоей индивидуальностивнутри образуемогоими целого, подобно тому, как это имеетместо в атоме, в атомном ядреи во всехмакроскопическихобъектах.

К группеэлементарныхотносят в настоящеевремя все частицы, которые нельзярассматриватькак возбуждённыесостояниядругих частицлюбые возможныераспадыкоторых, как реальные, так и виртуальныепроисходятс дефектоммасс. 

В тожевремя трудновозразить Н.И. Степанову, когда он отмечает, что  «многочисленныеизвестныесегоднямикрочастицыне потому являютсяэлементарными, что не допускают«деления» нипо какому признаку, что они «наиболеепросты» а потому, что в рамкахсовременныхпредставленийвсе они, несмотряна различиесвойств, могутрассматриватьсякак принадлежащие к одному качественно–специфическомууровню, определяющемупредметнуюобласть физикиэлементарныхчастиц». Специфическоюособенностьюэтого уровняпо сравнениюсо всеми вышестоящимикак раз и являетсябольшой дефектмасс, уничтожающийиндивидуальностьобъединяющихсячастиц.

В литературеиногда обсуждаютсядругие критерииустановления«степениэлементарности», которые, помнению их авторов, являются болееуниверсальные.Например, Б. Я. Пахомовпредлагаетсчитать болееэлементарнойту частицу, «скоторой связаноменьшее числокачественноразличных формдвижения», иболеесложнойту, «котораявключает в себябольшее числоформ движения».Развивая этуидею, П. М. Румлянскийприходит квыводу о том, что «болееэлементарнымиприэтом будутчастицы нейтринаи фотон, способныевступать толькоодно взаимодействие… Нейтриноспособен вступатьв слабое, тогдакак фотон–в электромагнитноевзаимодействие.Более сложным…считаетсяэлектрон, способныйк вступлениюкак в слабоетак и в электромагнитное.Ещё более сложные…-мезоны… ». однако подобныйподход трубнопровестипоследовательно, так как, согласносовременнымпредставлениям, при высокихэнергиях частицыдолжны участвоватьво всех типахвзаимодействия– электромагнитном, сильном[7]и слабом[8], различиекоторых приэтом становитсяуже не стольсущественным, как при низкихэнергиях; еслиже не приниматьво вниманиевсей областиэнергии топришлось бы, например, признать электрическинейтральнуючастицу - мезон болееэлементарнойчем +и --мезоны, хотяэти частицыявляются зарядовымисостояниямиодного и тогоже изомультиплета[9].

Иногдаза критерийотносительнойэлементарностипредлагаетсябрать числозаконовсохранения, которым подчиняетсятот или инойобъект. Так, помнению А. А.Бутакова, болеесложной элементарнойчастицей являетсята, котораяподчиняетсябольшемучислу законовсохранения, поскольку болеевысокие формыдвижения связаныс большим количествомтаких законов.Посколькукаждый законсохранениясоответствуетвполне определённойсимметрии, топредполагаемыйкритерий означает, что объект темэлементарнее, чем меньшейсимметриейон обладает.Вдействительностидело состоиткак раз на оборот: опыт наукипоказывает, что переходк более глубокимматериальнымструктурамдо сих порвсегдасопровождалсяоткрытием новыхтипов симметрии, которые «портятся»на уровне болеевысокоорганизованныхформ движенияи в лучшем случаестановятсялишьгрубоприближёнными.В ядерной физикебольше симметрий, чем в электродинамике.  

Проблемаэлементарностиособенно осложнилосьпосле того, какбыло установлено, чтоэлементарныечастицы хотяи не делятсяна простейшиев обычномгеометрическомсмысле и поэтомудействительнодолжны рассматриватьсякак элементарные, но в тоже времяобладаютпространственнойпротяжённостьюи сложной внутреннейструктурой.Элементарностьи структурностьоказалисьнеразрывнослитыми в одномитом же объекте.Можно сказать, что каждыйотдельныйфрагмент структурыэлементарнойчастицы несётинформациюо частице вцелом, а информация, скрытаяв локальныхдеталях структуры, в свою очередьопределяетсясвойствамиобъекта какцелого.

Систематика элементарных частиц. Суперэлементарные частицы.

Основнаятрудность, которая возникаетпри определениипонятие элементарнойчастицысвязанос тем, что внастоящее времятаких частицоказываетсяочень много– значительнобольше, чематомов химическихэлементов.Недавно былиоткрытычастицыв 10 раз болеетяжёлые, чемпротон, и приблизительнос такой же массой, как у ядра бора.

Отчаявшисьвыявить какую– либо иерархиюв разрастающемсямножестверавноэлементарныхобъектов, некоторыефизики выдвинулиидею бутстрапа(«шнуровки», или «ядернойдемократии»), согласно которойкаждая элементарнаячастица состоитизвсех другихчастиц (точнее, структуракаждой элементарнойчастицы определяетсявзаимодействиямивсех другихчастиц). Однакоэта идея неустраняетчувства удовлетворённостииз – за слишкомбольшого числа «наипростейшихсущностей»последовательнаяформулировкаидеи бутстрапа, напоминающаячем – токонцепциюДемокритаприводит квыводу о бесконечномчисле элементарныхобъектов.

Структурамикрообъектовв теории бутстрапапринимаетотносительныйсмысл – что — то  вроде особойсистемы координат, которуюможновыбрать различнымобразом. Определениеэлементовструктурыстановитсявесьма неоднозначным.Так как однуи туже частицуможно различнымиспособами«составить»из других частиц.Более того, остаётся неясным, можно ли вообщена этом путисформулироватьточную замкнутуюсистему уравнений, определяющуюразличныесвойства, в томчисле и структуруэлементарныхчастиц. Теоретикамианализировалисьлишь оченьгрубые моделибутстрапа, учитывающиевзаимосвязьвсегодвух – трёхсортов частиц, и, хотя в рядеслучаев былиполученыобнадёживающиекачественныерезультаты, попытки ихуточнения сразуженаталкиваютсяна огромныетрудности. Идеюбутстрапанельзя считатьудовлетворительнымрешением проблемы«наипростейшихэлементов».

Значительноболее плодотворнымоказался путьобъединениячастиц в замкнутыегруппы(мультиплеты), члены каждойиз которыхмогут трактоватьсякак различныесостояния однойи той же частицы.Руководящимпринципом приэтом служитвыявлениесимметрий всвойствахразличныхчастиц. Такой«групповойподход», использующийхорошо разработанныйматематическийаппарат теориигрупп, являетсядальнейшимразвитиемформализмазарядовых(изотопических)мультиплетов.

Большоезначение имелооткрытие такназываемойунитарнойсимметрии, позволившееобъединитьизотопическиемультиплеты«обычных» истранных частицв единые октетыи декаплеты.Учёт спиновдал возможностьпостроить ещёболее сложныесемействачастиц: унитарныемультиплетымезонов объединилисьв семейство, состоящее из35 частиц («35 — плет»), а октет и декаплетбарионов – всемейство из56элементов(«56 — плет»).

Дальнейшееразработкасистематикичастиц связанас идеей кварков.Выяснилось, чтоотдельныеунитарныемультиплетыне являютсясовершенноизолированнымидруг от друга, а связаны строгимиправиламисимметрии. Исамым поразительнымбыло то, что этиправила предсказывалисуществованиечастиц с дробнымиэлектрическимизарядами –кварков. Вотэти – то частицына современномуровне развитиянаукидействительноможно считать«самыми элементарными», потому что изних могут бытьпостроены всёостальноевзаимодействующиечастицы – иногда«простымсложением», как атомныеядра из протонови нейтронов, а иногда рассматриваяих как возбуждённыесостояния ужепостроенныхчастиц, — и в тоже время самикваркинельзя построитьиз другихэлементарныхчастиц. В этомсмысле кваркисущественноотличаютсяот всех другихчастиц, средикоторых, какужеотмечалось, невозможновыделить какие– либо болееэлементарные«строительныеэлементы».Кварки можнорассматриватькак следующий, более глубокий,«суперэлементарный»уровень организацииматерии и сточки зрениявеличины дефектамасс, то естьплотности изупаковки внутрипротонов, мезонови других«менееэлементарных»объектов. 

С позициитеории кварковструктурныйуровень элементарныхчастиц – этообластьобъектов, состоящих изкварков и антикваркови характеризуемыхбольшим дефектоммасс в отношениилюбых их распадови виртуальныхдиссоциаций.Вместе с тем, хотякварк и является«самой простейшей» известнойсегодня частицей, он обладаеточень сложнымисвойствами.От всех другихизвестных намчастиц кваркотличаетсяне только дробнымэлектрическимзарядом, но идробным барионнымчислом. Средидругих элементарныхчастиц он выглядитнеким кентавром: по своимсвойствамон одновременнои мезон, и барион.

Первоначальносчиталось, чтокварк имееттри состояния: два из нихразличаютсялишь величинойэлектрическогозаряда, а в третьемсостоянии кваркпроявляетсякак страннаячастица. Однакопосле открытиясемейств«шармированных»(очарованных)частиц ктрёмсостояниямкварка пришлосьдобавить четвёртое– «шармом». Насамом большоммире ускорителепротонов вБатавии, близЧикаго, былаобнаруженановаяудивительнаячастица  - -мезон.Его масса значительнопревосходитмассунуклона, а свойстватаковы, что егоприходитсярассматриватькак слипшиесякварк и антикварк.При этом приходитсядопустить, чтокварк и антикваркобладаютещё одним, пятымпо счёту состоянием.Для квантовогочисла, характеризующегоэто состояние, ещё нет дажеобщепринятогоназвания (чащевсегоего называют«прелестьюкварка» илисоответствующиманглийскимтермином «бьюти»).Пять квантовыхстепеней свободыкварка принятоназывать его«ароматом»(некоторыеавторы предпочитаютговорить о пяти«степенях вкусакварка»).

Но иэти не исчерпываетсяперечень свойствкварка. Анализэкспериментальныхданныхпривёлк выводу, чтокаждый из пяти«ароматов»(«вкусов») кваркаимеет три «цвета», то есть каждоеиз пяти состоянийкварка расщепленоещё на тринезависимыхсостояния, характеризуемыхвеличинойспецифическогоквантовогочисла – «цвета».«Цвет» у кваркаизменяетсяпри испусканииили поглощенииимглюона –кванта промежуточногополя, «склеивающего»кварки и антикваркив мезоны и барионы.(Можно сказать, что глюонноеполе – это «полецвета», егоквантыпереносят«цвет». Термин«глюоны» происходитот английскогослова glue – клей).

Внастоящее времяидея суперэлементарныхчастиц – кварковбуквальнопронизываютфизикуэнергий. С ихпомощью объясняетсятак многоэкспериментальныхданных, чтофизику простоневозможнообойти без этихудивительныхчастиц, так жекак, например, химику – безатомов и молекул.По мнению большинствафизиков, есликварки не существуютв природе какреальные объекты, то это само посебеявлялосьбы поразительнойзагадкой.

И вместес тем кваркиникогда ненаблюдалисьв «чистом виде», хотя, с тех поркакони быливведены в теорию, прошло почтидва десятилетия.Все многочисленныепопытки обнаружитькварки илиглюоны в свободномсостояниинеизменнозаканчиваютсянеудачей. Строгоговоря, глюоныи кварки остаютсяпока хотя вероятными, но всё же гипотетическимиобъектами.

В том, что кварки иглюоны – этофизическиеобъекты, а непросто удобныйфеноменологическийспособ описанияна привычномдля нас корпускулярномязыкекаких– то ещё непонятныхаспектов структурыэлементарныхчастиц, убеждаюткосвенныеопыты. Преждевсего этоэкспериментыпо «зондированию»протонов внейтронс помощью оченьбыстрых электронови нейтрино, когда налетающаячастица рассеивается(отскакивает), сталкиваясьс одним изнаходящихсявнутри частицы–мишени кварков.

С учётомкварков списоксильно взаимодействующихсуперэлементарныхчастиц сведётсяк трём частицам:кварку, антикваркуи связывающемуих глюону. Книмследует добавитьещё приблизительнодесяток «наипростейшихчастиц» другихтипов, структуракоторых покаещё не проявляетсяв эксперименте: квантэлектромагнитногополя – фотон, увереннопредсказываемыйтеоретикамигравитон исемействолептонов.        

Заключение. 

Запрошедшие годаположение втеории элементарныхчастиц существенноизменилось.Былиоткрыты слабыенейтральныетоки, приводящиек таким эффектам, как рассеяниемюонного нейтринона электронах.Открыты, начинаяс J/-мезона, целая группаэлементарныхчастиц современемжизни, в тысячу разпревышающимвремя жизнирезонансов.Фактическиуже сейчаснужно эти частицывключить втаблицу относительностабильныхэлементарныхчастиц.

Значительныуспехи в теорииэлементарныхчастиц. Единаятеория слабыхи электромагнитныхвзаимодействийполучила солидноеэкспериментальноеподтверждение, хотя по-прежнемуне может считатьсяс несомненностьюдостоверной.Кварковаямодельстроенияадронов получаетвсё новые иновые экспериментальныеподтверждения.После многихлет застоябольшой прогрессдостигнутвтеориисильныхвзаимодействий, которые теперьрассматриваютсякак межкварковыевзаимодействия.

Оченьвероятно, чтоподлинноэлементарнымичастицами, неделимымиуже дальше, являютсялептоныи кварки. Всёогромное множествоадронов построеноиз кварков.Модель четырёхцветных кваркови чётырёх лептоновпозволяет вобщих чертахпонятьструктуруматерии. Учёныевплотную подошлик решению новойпроблемы, проблемыструктурыэлементарныхчастиц.

Прибомбардировкепротонамивысокой энергиинеподвижноймишени обнаруженысверхтяжелыенейтральныемезоны, названные«ипсилонами»с массой порядка9,4ГэВ. Найденотри модификацииэтих мезоновс близкимимассами. Чтобывключить ипсилоныв рамки кварковоймодели, надопредположить, что существуюткваркиболеемассивные, чемс-кварк. Длясохранениякварк-лептоннойсимметриитребуетсявведение двухновых кварков, соответствующиепаре -лептон,-нейтрино.Эти кварки ужеполучилинаименование: топ(вершинапо-английски)и боттом (дно).

Итак, с увеличениемэнергии сталкивающихсячастиц обнаруживаетсярождение новыхвсёболее иболее тяжёлыхчастиц. Этоусложняет ибез того непростуюкартину мираэлементарныхчастиц. Появляютсяновые проблемы, хотя множествостарых проблемостаётсянерешёнными.

Вероятно, основной нерешённойпроблемойследует считатьпроблему кварков:могут ли онибытьсвободнымиили же пленениеих внутри адроновявляется абсолютным.Если же кваркипринципиальноне могут бытьвыделены иобнаруженыв свободномсостоянии, то как убедиться, что они с несомненностьюсуществуют?

Далееостаётся недоказаннымэкспериментальносуществованиепромежуточныхвекторныхбозоновW+, W — и W0, стольнеобходимыхдля уверенностив справедливостиединой теориислабых иэлектромагнитныхвзаимодействий.

Несомненно, что выяснениестроения элементарныхчастиц будетпредставлятьсобой стольжезначительныйшаг, как и открытиестроения атомаи ядра.

Списоклитературы:

1. БарашенковВ. С. Существуютли границынауки: количественнаяи качественнаянеисчерпаемостьматериальногомира. – М.: Мысль,1982. – 208с. –(Философияи естествознание).

2. БольшаяСоветскаяЭнциклопедияГл. ред. А. М.Прохоров. Изд.3-е. М., «Советскаяэнциклопедия», 1974г. Т.8, Т.10, Т.17, Т.23, Т.30.

3. МякишевГ. Я. Элементарныечастицы 3-е изд., испр. и доп.- М.: Наука, 1979. – 176с.

4. ПахомовБ. Я. Становлениесовременнойфизическойкартины мира.– М.: Мысль, 1985. –270с. — (Философияи естествознание).

/>

[1]Направлениев теории познания, признающиечувственныйопытисточникомзнания и считающее, что содержаниезнания можетбыть представленолибо как описаниеэтого опыта, либо сведенок нему.

[2]Философскоеучение об объективнойзакономернойвзаимосвязии взаимообусловленностиматериальногои духовногомира 

[3]Понятие, впервыевведённое втермодинамикидляопределениямеры необратимогорассеянияэнергии. 

[4]Неизменность, независимостьот физическихусловий.

[5]Недолговечные, мимолётные, скоропереходящие.

[6]Свойство элементачастиц, котороепозволяет особострогим образомориентироватьсявпространстве

[7]Одно из основныхфундаментальных(элементарных)взаимодействийприроды. Одноиз проявленийсильноговзаимодействия– ядерные силы, сзывающиенуклоны в атомныхядрах.

[8]Один из четырёхтипов известныхфундаментальныхвзаимодействиймеждуэлементарнымичастицами.Сильное взаимодействиеслабее не толькосильного, нои электромагнитноговзаимодействия, но гораздосильнее гравитационного.

[9]Мультиплет– число возможныхориентациейв пространствеполного спинаатома или молекулы