![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Промышленность и Производство
Техника
Единая теория поля |
Единая теория поля. Единая теория поля -это физическая теория, задачей которой является единое описание всех элементарных частиц (или хотя бы группы частиц), выведение свойств этих частиц, законов их движения, их взаимных превращений из неких универсальных законов, описывающих единую "первоматерию", различные состояния которой и соответствуют различным частицам. Первым примером Единой теории поля была попытка Х. А. Лоренца объяснить всю инерцию электрона (т. е. вывести значение его массы) на основе классической электродинамики. Сам электрон выступал при этом в роли "сгустка" электромагнитного поля, так что управляющие его движением законы в конечном итоге должны были сводиться к законам, описывающим это поле. Последовательное проведение этой программы оказалось невозможным, но сама попытка "примирить" дискретное (электрон рассматривался как материальная точка) и непрерывное (электромагнитное поле), попытка единого описания разных фундаментальных видов материи возобновлялась и в более позднее время. Развитие квантовых представлений показало, что задача состоит не в том, чтобы "примирить" частицы и поля, дискретное и непрерывное. Любые "частицы" и "поля" имеют двойственную природу, объединяя в себе как свойства корпускул, так и свойства волн. Однако при этом каждый из видов "волно-частиц" обладает своими индивидуальными свойствами, своими специфическими законами движения. У электрона эти законы другие, чем, например, у нейтрино или фотона. Открытие каждой новой "элементарной частицы" рассматривается в современной теории как обнаружение нового типа материи. По мере того как открывались новые частицы (а поскольку все частицы имеют и волновые свойства, можно сказать: новые типы полей), всё настоятельнее становилась потребность понять, почему их так много (сейчас уже более двухсот), объяснить их свойства и расшифровать, наконец, что означает само слово "элементарная" применительно к частице. Снова - уже на более высоком уровне - появились попытки единого описания материи. Большую стимулирующую роль сыграла в этом отношении общая теория относительности А.Эйнштейна. В этой теории и законы тяготения, и уравнения движения притягивающихся масс получаются как следствие общих законов, определяющих гравитационное поле. Общая теория относительности связывает гравитацию с геометрическими свойствами пространства-времени. В некоторых работах делались попытки более широкой «геометризации» теории, т. е. вводились такие гипотезы, касающиеся геометрии, которые позволили бы включить в рассмотрение и электромагнитные поля, а также учесть квантовые эффекты. Такой «геометрический» подход очень привлекателен, но пока в этом направлении существенно продвинутся не удалось. Совершенно новый подход - его можно назвать модельным - ведёт своё начало от работ Л. де Бройля по нейтринной теории света. В этих работах предполагается, что фотоны - кванты света - представляют собой пары "слившихся" нейтрино (отсюда название - "теория слияния"). Нейтрино не имеет электрического заряда, его масса покоя равна нулю и спин равен 1/2 (в единицах постоянной Планка).
Сливаясь, два нейтрино могут образовать нейтральную частицу с нулевой массой и спином 1, т. е. с характеристиками фотона. Нейтринная теория света, хотя и не свободная от недостатков, была первой в ряду моделей составных частиц. Среди них - модель Э. Ферми и Ян Чженьнина, рассматривающая p-мезон как связанное состояние нуклона и антинуклона, модель Сёити Саката (Япония), М. А. Маркова и Л. Б. Окуня, в которой все сильно взаимодействующие частицы строились из трёх фундаментальных частиц, и др. Особенное распространение в последние годы получила модель кварков, предложенная впервые (1964) М. Гелл-Маном и Г. Цвейгом. Согласно этой модели, все сильно взаимодействующие частицы (мезоны, барионы, резонансные частицы) состоят из особых "субчастиц" с дробными электрическими зарядами - из кварков трёх типов, а также соответствующих античастиц (антикварков). Эта модель, оказавшаяся весьма плодотворной для систематики элементарных частиц и объяснившая ряд тонких эффектов, связанных с массами частиц, их магнитными моментами, и некоторые др. экспериментальные факты, резко снижает число претендентов на звание "истинно элементарных" частиц и, следовательно, в известной мере решает задачу единого описания материи. Однако теория ещё далека от необходимой ясности, равно как и эксперименту надлежит ответить на ряд кардинальных вопросов. Достаточно сказать, что кварки в свободном состоянии ещё не обнаружены и не исключено, что это невозможно в принципе. В этом случае кварковая модель потеряет свой смысл как составная модель. Ещё до создания кварковой модели В. Гейзенберг (1957) начал развивать теорию, в которой за основу принимается универсальное единое поле, описываемое величинами, которые в математике называются спинорами; поэтому теория получила название единой нелинейной спинорной теории. В отличие от описанной выше теории слияния это фундаментальное, описывающее "материю в целом" поле не связывается непосредственно ни с какой реальной частицей. Второе существенное отличие основного уравнения теории Гейзенберга - нелинейность, отражающая взаимодействия фундаментального поля с самим собой. Математически это выражается в появлении в уравнении движения членов, пропорциональных не самой, описывающей поле величине, а отличной от единицы её степени. Как и в общей теории относительности, благодаря этой нелинейности уравнения движения реальных частиц должны получаться из основного уравнения. Из этого же уравнения должны вытекать значения масс, электрических зарядов, спинов и др. характеристик частиц. Математическое исследование уравнения Гейзенберга представляет собой трудную задачу, которую пока удалось решить лишь в довольно грубом приближении. Более того, до сих пор ещё не доказана самосогласованность процедуры устранения бесконечностей в теории Гейзенберга. Вместе с тем количественные результаты, полученные в этой теории, кажутся обнадёживающими и общая программа нелинейной Единой теории поля продолжает считаться перспективной. Таким образом, Единая теория поля ещё не построена. Однако неразрывная связь между всеми частицами, универсальная взаимная превращаемость частиц, всё более явственно проявляющиеся черты единства материи заставляют искать пути перехода от современной квантовой теории поля, ограничивающейся констатацией многообразия форм материи, к единой теории, которая призвана это многообразие объяснить.
Больщое влияние на развитие Теоирии единого поля оказала Теория тяготения Эйнштейна. Какова же основная идея этой теории? Для того чтобы имитировать, например, сферическое поле тяготения Земли, нужны ускоренные системы с различным направлением ускорения в различных точках. Наблюдатели в разных системах, установив между собой связь, обнаружат, что они движутся ускоренно друг относительно друга, и тем самым установят отсутствие истинного поля тяготения. Таким образом, истинное поле тяготения не сводится просто к введению ускоренной системы отсчёта в обычном пространстве, или, говоря точнее, в пространстве-времени специальной теории относительности. Однако Эйнштейн показал, что если, исходя из принципа эквивалентности, потребовать, чтобы истинное гравитационное поле было эквивалентно локальным соответствующим образом ускоренным в каждой точке системам отсчёта, то в любой конечной области пространство-время окажется искривленным — неевклидовым. Это означает, что в трёхмерном пространстве геометрия, вообще говоря, будет неевклидовой (сумма углов треугольника не равна p, отношение длины окружности к радиусу не равно 2p и т.д.), а время в разных точках будет течь по-разному. Таким образом, согласно теории тяготения Эйнштейна, истинное гравитационное поле является не чем иным, как проявлением искривления (отличия геометрии от евклидовой) четырёхмерного пространства-времени. Следует подчеркнуть, что создание теории тяготения Эйнштейна стало возможным только после открытия неевклидовой геометрии русским математиком Н. И. Лобачевским, венгерским математиком Я. Больяй, немецкими математиками К. Гауссом и Б. Риманом. В отсутствие тяготения движение тела по инерции в пространстве-времени специальной теории относительности изображается прямой линией, или, на математическом языке, экстремальной (геодезической) линией. Идея Эйнштейна, основанная на принципе эквивалентности и составляющая основу теории тяготения, заключается в том, что и в поле тяготения все тела движутся по геодезическим линиям в пространстве-времени, которое, однако, искривлено, и, следовательно, геодезические линии уже не прямые. Массы, создающие поле тяготения, искривляют пространство-время. Тела, которые движутся в искривленном пространстве-времени, и в этом случае движутся по одним и тем же геодезическим линиям независимо от массы или состава тела. Наблюдатель воспринимает это движение как движение по искривленным траекториям в трёхмерном пространстве с переменной скоростью. Но с самого начала в теории Эйнштейна заложено, что искривление траектории, закон изменения скорости — это свойства пространства-времени, свойства геодезических линий в этом пространстве-времени, а следовательно, ускорение любых различных тел должно быть одинаково и, значит, отношение тяжёлой массы к инертной [от которого зависит ускорение тела в заданном поле тяготения, см. формулу (6)] одинаково для всех тел, и эти массы неотличимы. Таким образом, поле тяготения, по Эйнштейну, есть отклонение свойств пространства-времени от свойств плоского (не искривлённого) многообразия специальной теории относительности.
Оба одинаково относились к вопросу об отказе от применения насилия. Толстой рассматривал центральное учение Христа как непротивление злу (От Матфея 5.39), которому следует противостоять логически эффективной противоположностью, то есть лишь добром или любовью. [2]. История эта, очевидно, имеет историческое основание. В примечании издателя сообщается, что тот епископ повстречал троих монахов, когда плыл из Архангельска к Соловецкому монастырю, расположенному в устье Двины. [3]. См. сноски к главе 4. [4]. Великий изобретатель Маркони сделал следующее признание несостоятельности науки перед лицом завершенности: «Неспособность науки разрешить вопрос жизни абсолютна. Факт этот был бы поистине пугающим, не будь веры. Тайна жизни определенно самая упорная из проблем, когда-либо поставленных перед мыслью человека». [5]. Авидья неведение, заблуждение. [6]. Иезекиль 43.1-2. [7]. Эйнштейн был убежден, что связь между законами электромагнетизма и гравитации можно выразить математической формулой Единой теории поля, над которой работал во время написания данной книги
1. История исследования электромагнитных полей и их воздействие на человека
2. История природы и история человечества (Контрольная)
3. Единая теория поля, пространства и времени
4. Единая теория Вселенной или теория всего
5. К вопросу о Единой теории полей и взаимодействий
9. Теория электромагнитных полей
10. Аксиоматическое построение основных уравнений теории реального электромагнитного поля
11. Глобальная история Вселенной от океана «чистой» энергии до Третьей Мировой Ядерной войны
12. Влияние электромагнитных полей (ЭМП) на живые организмы
14. Электромагнитная теория света
15. Защита от электромагнитных полей
16. Глобальная история Вселенной (физика)
17. Защита пользователя от негативных воздействий электромагнитных полей дисплея
18. Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека
20. Пол, власть и концепция "разделенных сфер": от истории женщин к гендерной истории
21. История развития теории оптимального приема многопозиционных сигналов
25. Царицино - природа и история
26. Конвергирующее поле - новое поле не волновой природы
27. Электромагнитное поле. Различные виды излучений
28. Единая природа зарядов, полей и сил взаимодействий
29. Теория вихревой гравитации и сотворения вселенной
31. Теория "поля" Курта Левина
32. Защита от электромагнитных полей
33. Вывод и анализ формул Френеля на основе электромагнитной теории Максвелла
34. Анархистская теория познания Пола Фейерабенда
35. Влияние электромагнитного поля на организм человека
36. Экзаменационные билеты по предмету Теория и история языкознания за ноябрь 2000 - февраль 2001 гг.
41. История открытия и изучения Никитовского рудного поля
42. Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека
44. Физические основы теории нетеплового действия электродинамических полей в матери-альных средах
45. О проблеме реализации единства существования статических компонент электромагнитного поля
46. Анализ и решение проблемы переноса энергии волнами электромагнитного поля
48. Защита от электромагнитных полей
49. Теория Вселенной и объективная реальность
50. Средства защиты от электромагнитных полей радиочастот и от действия инфракрасного излучения
51. Электромагнитные поля и их воздействие на окружающую среду
52. Понятие об эволюции и история эволюционной теории
53. Теория относительности. Эволюция и структурная организация Вселенной
57. История ложных теорий в медицине
58. Теория преподавания истории Украины в школе
59. Етапи розвитку теорії соціально-політичного конфлікту
60. Сучасна теорія політичних партій та партійних систем
61. Політична теорія Макса Вебера
63. Природа социального конфликта, основные теории
65. Электромагнитные поля и волны
67. Проблема громадянської свободи у політико-правовій теорії Вольтера
68. Краткая история развития катализа и теорий, объясняющих это явление
73. Свободный полет в полях тяготения
76. Вселенная, которую я выбираю (Модель Вселенной Лео Шарка)
78. Катастрофы в истории Земли
79. Одиноки ли мы во Вселенной?
80. Строение и эволюция вселенной
82. Главный персонаж Вселенной
90. Происхождение Вселенной. Большой взрыв
91. Эволюция, образование и структура Вселенной
92. Происхождение человека. Эволюция человека. Теории и гипотезы
93. Теории зарождения жизни на Земле
94. Теория Эволюции (шпаргалка)
95. Научный креационизм (Теория сотворения). Обновленная и улучшенная версия
96. Все лучшее от природы (пчелы и их продукция)
97. Антропогенез: эволюционная теория происхождения человека