Частицы сверх малые - эффект фантастический

Мир - огромная голограмма

Научные аспекты тайны мироздания

В своем развитии естествознание за последние три века достигло больших успехов. Техническими средствами последовательно исследовались четыре фундаментальных взаимодействия: гравитационное (XVIIIв.), электромагнитное (XIX в.) и, наконец, ядерное - сильное и слабое (ХХ в.).
Слабое взаимодействие властвует над лептонами. В это семейство входят электроны, мюоны, таулептоны и все разновидности нейтрино. В сильном взаимодействии участвуют адроны, среди которых наиболее нам известны протоны и нейтроны, плюс еще несколько сотен уже известных физикам электромагнитных частиц. Электромагнитной силе подвластны все электрически заряженные частицы. Гравитации подчиняется все на свете. Но гравитация слишком слаба, чтобы сохранить единство камня, молекулы, атома и атомного ядра. Самое мощное взаимодействие - то, которое заслуженно называется сильным. Оно удерживает вместе протоны и нейтроны. Это взаимодействие, например, между двумя протонами в 10 38 раз мощнее, чем гравитационное воздействие между ними же. Для каждого взаимодействия были разработаны собственные теории.
В свое время академик Марков философски заметил: "Не должны ли в будущем объединиться эти четыре формы взаимодействий? А то так и хочется спросить, если бы было бы у кого: Господи, зачем тебе эти четыре формы?"
И действительно, по мере развития теоретической физики началось объединение теорий этих взаимодействий. Возникла единая теория электромагнитного и слабого взаимодействий - электрослабое взаимодействие. За создание этой теории физики Вайнберг, Салам и Глэшоу получили Нобелевскую премию.
Позднее удалось объединить теорию электрослабого и сильного взаимодействий, так называемое "великое объединение". И, наконец, появились идеи построения Единой Теории Поля (ЕТП) - как суперобъединения всех четырех взаимодействий. Поле - особая форма материи, связывающая частицы вещества в единые системы и передающая с конечной скоростью действия одних частиц на другие. У истоков построения ЕТП стоял Альберт Эйнштейн.
В свое время Макс Планк писал: "..Создание единой и неизменной картины мира - цель, к которой стремится естествознание".
Ученые шаг за шагом рисуют единую картину мира. Это необходимо и неизбежно. Создание Единой Теории Поля убедительно докажет с научных позиций, что принципиальные основы мироздания опираются на единые законы, и любые взаимодействия, как частный случай, вытекают из общего взаимодействия, что между всеми уровнями бытия нет принципиальной разницы, что вещественный мир не противоречит тонкоматериальному. Просто вещественный мир - это мир низкочастотных вибраций, а тонкоматериальный мир - это мир высокочастотных вибраций.
Создание ЕТП позволит научно подтвердить важнейшее положение эзотерического знания: развитие всего сущего во Вселенной подчинено закону эволюции и происходит за счет непрерывного перехода из одного мира в другой путем повышения частоты вибраций. Иначе говоря, жизнь во вселенной непрерывна и безгранична, ибо ее основа - эволюция. Эволюция - одна из форм движений, развития в природе и обществе, непрерывного постепенного перехода из одного качественного состояния в другое. Созданием ЕТП занимались крупнейшие физики-теоретики, медленно, но упорно осваивая новые рубежи в науке. На фоне больших успехов ученых в этом вопросе кажется странным наличие группы экспериментальных данных, которые невозможно объяснить, даже привлекая понятия будущей ЕТП. Эти данные возникают как в физических экспериментах, так и в химии, биологии, медицине. Особенно широко они представлены так называемыми парапсихологическими или психофизическими явлениями (пси-явления).
Кроме того, ни одно из четырех взаимодействий не позволяет объяснить феномен сознания. Сознание является объективной реальность природы. Но современная наука не в состоянии объяснить этот феномен в системе своих представлений. Это указывает на то, что проблема сознания должна быть разрешена созданием новых научных парадигм.
Многократно проверенные и экспериментально подтвержденные пси-явления, такие как телепатия, телекинез, ясновидение, материализация и дематериализация заставляют признать реальность новых, ранее неизвестных науке фундаментальных закономерностей, основанных на тесном взаимодействии сознания человека с окружающим его миром.
В 90-х годах ХХ века было открыто пятое фундаментальное взаимодействие - информационное. Оно проявляется в виде торсионных полей, выступающих носителями информации в тонком мире. Специалисты полагают, ччто с открытием пятого взаимодействия можно говорить о создании Единой Теории Поля, которая переросла в теорию физического вакуума. Торсионная парадигма и концепция физического вакуума позволили с достаточной определенностью сказать о том, что все парапсихологические феномены основываются на законах макромира и фундаментальных взаимодействиях. Появилась возможность соотнести сознанию и мышлению их материальный носитель в виде торсионных полей. Последние научные исследования показали, что сознание и мышление имеет материальную основу в виде Единого Поля. Познав физику Единого Поля (физического вакуума) можно понять природу сознания, мышления и коллективного разума.
Таким образом, методом проб и ошибок наука все-таки пришла к пониманию тех знаний, которыми владеет эзотерика. К сожалению, ни один физик-теоретик не умеет, насколько нам известно, методом медитации из информационного поля Вселенной, и ни один посвященный (лама, свами, гуру и т. д. ), не являясь физиком, не сумел полученные свыше при медитации уникальные знания перевести их на язык науки. Только совместное использование научных методов познания мира и религиозных способов получения "чистого знания" позволят человечеству жить в XXI веке с полным пониманием основ мироздания.
Академик РАЕН Александр Акимов подчеркивает, что создание новой концепции - теории физического вакуума и, как следствие создание торсионных технологий, исключает апоплексический сценарий для земной цивилизации. Торсионные технологии позволят найти выход из всех тупиков технократического общества. Поскольку охватывают все сферы человеческой деятельности.

Физический вакуум - универсальная среда

В развитии теоретической физики можно выделить три этапа: предварительный, классический макроуровненвый и релятивистский. Сейчас начинается четвертый этап, вызванный, прежде всего доказательством реального существования материальной субстанции в мировом пространстве - физического вакуума. Начало нового этапа развития физики, видимо, придется отсчитывать с момента признания научной общественностью ошибочности постулата постоянства скорости света и параллельным доказательством реальности материального физического вакуума.
Еще греческий философ Демокрит говорил, что все вещества состоят из частиц, между которыми находится пустота. Известно. что расстояние между молекулами воды примерно в десять тысяч раз (а между молекулами газа - примерно в сто тысяч раз) больше, чем размеры самих молекул, значит, по Демокриту, основная по объему часть вещества представляют пустоту.
Но, согласно философской концепции не менее знаменитого философа Аристотеля, в мире нет ни малейшего места, где бы не было "ничего". Значит, по Аристотелю, между молекулами вещества должна быть какая-то среда. Эта концепция использовалась учеными для объяснения различных явлений, а среда, находящаяся между частицами тел, а также пронизывающая безграничное пространство Веселенной, называлось эфиром.

Превратности эфира

Античность завещала свой эфир средним векам, и в европейской науке этого времени эфир рассматривался как пятая стихия: земля, вода, воздух, огонь и эфир. Ученые, принявшие существование эфира за аксиому, с самого начала оказались в трудном положении. Теоретическое предположение субстанции эфира не поддавалось экспериментальному подтверждению. При рассмотрении различных явлений эфиру предписывались разные свойства, но что собственно собой представляет эфир, оставалось не ясным.
Сложные отношения с эфиром были у Ньютона. В течении всей своей жизни великий физик то утверждал, то отрицал существование эфира как мировой среды. Анализируя данные наблюдения движения планет, Ньютон открыл закон всемирного тяготения, согласно которому определяется сила взаимодействия небесных тел. В дальнейшем, в соответствии с этим законом, было экспериментально подтверждено взаимодействие тел на Земле. Закон всемирного тяготения - одна из вершин классической физики. Он - типичный классический закон дальнодействия. Но не все в этом законе удовлетворяло Ньютона. Он понимал, что его законы могут иметь смысл, только в том случае, если пространство обладает физической реальностью. В письме одному из своих друзей физик писал: "Мысль о том, …чтобы одно тело могло воздействовать на другое через пустоту на расстоянии, без участия чего-то такого, что переносило бы действие и силу от одного тела к другому, - представляется мне столь нелепой, что нет, как я полагаю, человека, способного мыслить философски, кому бы она пришла в голову."
В своем творчестве Ньютон систематически возвращался к этому вопросу, стремясь дать теоретическое обоснование гравитации, при этом он возлагал большие надежды на эфир, и считал, что раскрытие сущности эфира позволило бы получить решение этого важнейшего вопроса. Эфир был нужен и полезен теории Ньютона. В 1679 году Ньютон в письме великому французскому физику Роберту Бойлю излагает свое предположение о некоем вездесущем тонком веществе по имени "эфир". Оно имеет разную плотность, состоит из частиц "тонких", причем тонких в разной степени. Чем ближе тело (любое) к центру тяготения, тем все более тонкие частицы эфира заполняют поры этого тела, вытесняя из них эфирные частицы более крупные, более грубые. Такое движение эфира и заставляет тело стремиться к центру тяготения, вызывая падение тела на Землю.
Однако, в первом издании генерального труда о всемирном тяготении "Математические начала натуральной философии", вышедшем в свет в 1687 году, всякое предположение об эфире отсутствует. Но во втором издании этого труда в 1713 году Ньютон уделяет серьезное внимание "некоторому тончайшему эфиру, проникающему во все сплошные тел. В течение своей долгой и плодотворной жизни великий ученый менял свои позиции многократно.
Специально изучавший проблему сложных отношений Ньютона с эфиром наш соотечественник физик Сергей Смирнов, пришел к разрешению этой загадки благодаря воспоминаниям друзей гениального ученого. Оказалось, что Ньютон верил в Бога - вездесущего и всемогущего, но он не мог себе его представить иначе, чем в виде особой субстанции, пронизывающей все пространство и регулирующей все силы взаимодействия между телами, а тем самым - все движения тел и все, что происходит в мире. То есть Бог - это и есть эфир! С точки зрения церкви - это ересь. И вот Ньютон (добрый христианин и добрый физик) не смеет писать об этом своем убеждении, а только иногда проговаривается в дружеских беседах.
Интуиция никогда не подводила Ньютона. Не подвела она его и с эфиром. Особая материальная субстанция, пронизывающая все пространство и регулирующая все силы взаимодействия, правда, существенно отличающаяся от того эфира, который представляли во времена Ньютона, была обнаружена учеными ХХ века, исследована и названа физическим вакуумом.
Авторитет Ньютона прибавил авторитета и эфиру. Современники и потомки обратили гораздо больше внимания на те высказывания великого физика, которые утверждали существование эфира, чем на другие, ставящие это существование под сомнение.
Под понятие эфира стали подводить все, что вызывается гравитационными и электромагнитными силами. Но, поскольку другие фундаментальные силы мира до возникновения атомной физики практически не изучались, то с помощью эфира пытались объяснить любые явления и любой процесс. Особенно возрос к нему интерес после открытия электромагнитного поля. Особая упругая среда казалось незаменимой для последовательного преобразования электрических и магнитных полей одно в другое. Теоретик электромагнитных волн Максвелл в своих построениях словно воочию видел возникающие при этом натяжения эфира. Что-то вроде поля упругих сил, действующих в деформированном растянутом или сжатом куске резины.
Эфир должен был обеспечивать действие закона всемирного тяготения. Эфир оказывался средой, по которой идут световые волны. Эфир нес ответственность за все проявления электромагнитных сил и так далее. Для одновременного выполнения всех этих функций ему надлежало обладать весьма разными и часто противоречивыми свойствами. Каждое новое достижение волновой теории света заставляло наделять эфир все новыми и новыми свойствами. Это с одной стороны, а с другой - не было и экспериментов, которые позволили бы отрицать эфир. Постепенно, однако, объяснения световых явлений на основе эфирной гипотезы стали выглядеть все более искусственными. Стало складываться убеждение о несовершенстве основ классической физики. С целью выхода из кризиса был взят курс на разработку специальной физики - физики больших скоростей (релятивистской физики).
В первую очередь следовало проверить действенность основных положений классической физики при световых и околосветовых скоростях.
Классическая физика базируется на трех законах Ньютона, причем все законы вытекают как частный случай из законов общей теории. Классическая физика, таким образом, представляет собой пример великолепно разработанной теории, детали и общие принципы которой не существуют без изменений и исправлений уже несколько столетий.
В основе классической физики лежит абсолютность пространства и времени, согласно которой ход времени (длительность его единицы, например, секунды) и размер тела (величина единицы длины, например, метра) неизменны в любых системах отсчета и не зависят от того, покоится ли система отсчета или движется.
Важнейшей основой классической физики является так же принцип относительности Галилея, утверждающий, что опыты, проводящиеся в неподвижной системе, и такие же опыты, проводящиеся в системе движущейся равномерно и прямолинейно, дадут одинаковые результаты. Таким образом, все законы механики сохраняются для любых инерциальных систем отсчета Инерциальные системы отсчета - это системы свободные от внешних воздействий и которые, следовательно, движутся равномерно прямолинейно или находятся в состоянии покоя.
И, наконец, к основным положениям классической физики относится правило сложения скоростей. Если источник движения, сообщающий телу скорость или среда, в которой тело движется со скоростью U, имеют в том же направлении скорость V относительно неподвижного наблюдателя, то W относительно этого наблюдателя определяется правилом сложения скоростей.

Опыт Физо

Прежде всего, возник вопрос о справедливости правила сложения скоростей при световых явлениях. Для его решения необходимо было провести эксперимент по сложению скорости движения среды (например, воды) со скоростью распространения света в этой среде. Но как провести такой эксперимент? Трудность заключалась в том, что скорость света в воде U = c / n = 225000 км / с, где с - скорость света в вакууме, с = 300000 км/с, n - показатель преломления воды, n = 1,33. Скорость воды можно было бы сделать примерно 10 м / с, что в десятки миллионов раз меньше скорости света. Поэтому такой эксперимент долго не удавалось осуществить. Но, оказывается, если использовать явление интерференции, то этот сложный эксперимент будет корректен. Интерференция - это сложение в пространстве двух или нескольких волн. Интерференция характерна для волн любой природы. Но только когерентные волны, то есть волны, имеющие постоянную разность фаз во времени. Такими когерентными волнами - лучами являются, например, лучи, исходящие из одной точки источника света. Если два луча из одного источника света пустить по разным направлениям, а затем привести в одну точку, то в этой точке будет происходить интерференция света. Если разность хода лучей, измеренная в количестве совершенных полуволн, составит четное число, то происходит сложение энергий этих лучей, и точка будет наиболее светлой, если разность будет нечетной, то энергия вычитается, и точка будет наиболее темной.
Таким образом, в зависимости от разности хода лучей освещенность в точке их встречи будет меняться. Зная длину волны света (от 0,4 микрона до 0,7), можно рассчитать, какую величину изменения скорости света можно измерить. Расчеты показали, что реально создать установку, позволяющую определить изменение скорости света на одну стомиллионную долю, что даже лучше, чем требуется.
Такую установку впервые изготовил, а затем осуществил на ней уникальный опыт в 1851 году французский физик Физо. В его опыте луч от источника света с помощью полупрозрачной пластины разделялся на два луча, один из которых, отражаясь от зеркала, проходил через текущую воду по направлению ее движения, а второй - против ее движения. Скорость движения воды изменялась от 0 до 7 м / с. Оба луча направлялись далее в интерферометр, где наблюдалась интерференционная картина. По смещению интерференционных полос определялась разность времени прохождения лучей света в движущейся воде.
Результаты опыта оказались неожиданными: сложение скорости света в воде со скоростью движения воды не соответствовало требованию классической физики:
W = V + U
Опыт показал, что сложение скоростей происходит по соотношению
W = U = V (1 - 1 / n)
где n - показатель преломления воды, п = 1,33.
Многократно проверенный опыт давал все время один и тот же результат. Он показывал, что скорость света не подчиняется правилу сложения скоростей. Напрашивался вывод, что классическая физика при больших скоростях, соизмеримых со скоростью света, неверна. Чтобы спасти классическую физику, ученые приняли гипотезу о движении света в эфире, находящемся между частицами воды и воздуха. Если предположить, что эфир не увлекается частицами вещества при их движении или увлекается частично, в зависимости от величины показателя преломления, то становится понятным объяснение опыта Физо с позиций классической физики. Скорость движения частиц вещества не передается полностью находящемуся между частицами эфиру и поэтому не складывается со скоростью света в эфире в соответствии с правилом сложения скоростей, и для среды с показателем преломления близким к единице, эфир остается неподвижным.
Таким образом, была принята гипотеза существования неподвижного мирового эфира, согласно которой все тела Вселенной движутся в неподвижном мировом эфире. Такая гипотеза объясняла опыт Физо и спасала классическую физику.
Забегая вперед, укажем допущенную этой гипотезой роковую ошибку. Опыт Физо, проводившийся на Земле, свидетельствует о том, что движущееся на Земле вещество не увлекает околоземной эфир. Достаточно было предположить, что только околоземной эфир неподвижен относительно Земли, а не выдвигать гипотезу о неподвижности всего мирового эфира.
Но, поскольку гипотеза была принята, перед учеными возник вопрос о ее экспериментальном подтверждении. Известно, что Земля в своем движении вокруг Солнца имеет скорость 30 км / сек. Поэтому, если поставить опыт по обнаружению этой скорости движения Земли в мировом неподвижном эфире, то тем самым можно будет подтвердить справедливость гипотезы. Впервые этот уникальный опыт осуществил в 1881 году физик Майкельсон. Получился величайший отрицательный эксперимент в истории науки. Он многое объяснил.

Опыт Майкельсона

Приняв неподвижный и невесомый эфир за реальную сущность, ученые полагали, что скорость Земли относительно этой субстанции можно определить следующим образом. Поскольку Земля движется в пространстве, на что указывает ее вращение вокруг Солнца, постольку она перемещается в эфире. Если находящийся на Земле наблюдатель сумеет измерить скорость луча света, движущегося в направлении, совпадающем с направлением движения Земли (по течению в эфире), а также скорость встречного луча света (против течения в эфире), то он легко сможет убедиться в различии этих скоростей.
Приспособив для такого рода измерений высоко чувствительный интерферометр, Майкельсон произвел свой знаменитый опыт. Он рассчитывал получить в результате различие скоростей движения лучей света в виде интерференционной картины. Каково же было удивление, когда никакого наложения оптических волн в зрительной трубе не получилось. Оказалось, что фотонам совершенно безразлично, куда лететь - по течению, против течения или куда-то в бок.
Вывод напрашивался один: движение Земли через эфир нет, а следовательно, гипотеза неподвижного мирового эфира, на которую классическая физика возлагала большие надежды, не верна.

Изгнание эфира

Для дальнейшего развития теоретической физики требовалась теория, которая могла бы разрешить сложившийся кризис. Только спустя четверть века после опыта Майкельсона молодой Альберт Эйнштейн в 1905 году предложил работу по теории относительности "К электродинамике движущихся тел".
Анализируя опыты Физо и Майкельсона, Эйнштейн в своей работе приходит к выводу, что следует отказаться от введения понятия эфира, так как предположение о том, что эфир покоится одновременно в двух системах, является абсурдным.
Обосновав отказ от эфира, а так же то, что все явления в природе нельзя объяснить с механистической точки зрения, Эйнштейн приходит к мысли о несовершенстве основ классической физики. Созревший в науке кризис указывал на необходимость смены парадигм в естествознании.
Содержательная база парадигм в естествознании всегда строилась на выборе соответствующего принципа относительности, соответствующей геометрии пространства и постулировании существования некой универсальной среды, переносящей взаимодействия. Во времена Ньютона господствовали геометрия Евклида, принцип относительности Галилея, а на роль субстанции, переносящей взаимодействия, претендовал эфир. И вот эфир был отвергнут. Одна из трех опор, поддерживающих старую парадигму, рухнула. Но, оказывается, что к концу ХIХ века и две другие были сильно подточены.
Во времена Ньютона время представлялось везде одинаковым, не связанным и ни отчего не зависимым. Таким же представлялось и пространство, всюду однородное. Ученые считали тогда, что сила и масса не зависят ни от времени, ни от пространства.
Путы, сковывающие геометрию со времен Евклида, в 1862 году разорвал русский математик Николай Лобачевский. Он построил более широкую геометрическую систему - пангеометрию, которая не отменяла геометрию Евклида, а просто отводила ей роль частного случая. Геометрия Евклида представляла геометрию пространства с нулевой кривизной, а геометрия Лобачевского - с отрицательной кривизной. Затем Риман выдвинул идею пространства с положительной кривизной.
На фоне этих достижений науки и возник Эйнштейн и его новая теория относительности. Она стала для современной науки такой же основополагающей теорией, как механика Ньютона для классической физики.

Теория относительности

Теория Эйнштейна базируется на двух постулатах. Первый - обобщенный принцип относительности Галилея на любые физические процессы. Второй постулат выражает принцип постоянства скорости света. Кроме того, Эйнштейн постулирует постоянство скорости света. ",,,Закон постоянства скорости света в пустоте должен выполняться для движущихся относительно друг друга наблюдателей таким образом, что один и тот же луч света имеет одну и ту же скорость относительно всех этих наблюдателей".
Этот закон становится основой для разработки специальной теории относительности (СТО). Большая часть ученых считает СТО современной физической теорией пространства - времени. Другая часть относится к СТО крайне отрицательно, считая ошибочным закон постоянства скорости света и преобразования Лоренца, использованные в качестве математической основы этой теории.
Но два постулата, лежащие в основе СТО, несовместимы, поскольку, согласно принципу относительности Галилея, один и тот же луч света не может иметь одну и ту же скорость относительно наблюдателей, движущихся относительно друг друга.
Эйнштейн ищет выход из создавшегося положения и находит его в пересмотре важнейших положений классической физики - абсолютности пространства и времени. Он, опираясь на геометрию Римана и Лобачевского, вводит понятие относительности пространства и времени, под которой понимается изменение размеров тела (пространства) и хода времени в разных системах отсчета. Таким образом, сформулированный им закон постоянства скорости света подчинился принципу относительности.
Кроме того, в СТО Эйнштейну удалось установить связь между пространством и временем и объединить их в пространственно-временной континуум - "пространство - время". Оказалось, что для описания физических процессов необходимо использовать четырехмерное пространство- время, положение точки в котором определяется тремя пространственными координатами X, Y, Z и временной координатой ct, где с = 300 000 км/сек - скорость света в пустоте. Это положение СТО не вызывает противоречивых суждений со стороны специалистов.
После разработки СТО, Эйнштейн разработал общую теорию относительности (ОТО, называемой также теорией тяготения.
Закон всемирного тяготения Эйнштейн сформулировал так: движение масс вызывается искривлением пространства, искривление пространства вызывается населяющей его материей. Он заменил бесконечную "плоскую ньютонову" Вселенную безграничной, но конечной. Конечное пространство по необходимости должно быть замкнутым и искривленным, подобно тому, как искривляется любая замкнутая поверхность.
Согласно теории тяготения, геометрические свойства пространства-времени зависят от распределения в пространстве тяготеющих масс и их движения. Подобно тому, как вокруг движущихся электрических зарядов создается электромагнитное поле, так в пространстве, окружающем всякое тело, создается поле тяготения.
Вся безграничная Вселенная наполнена телами. Массы этих тел создают поля тяготения, гравитационные поля, которые существуют и меняются в пространстве и времени. Свойства этих полей накладывают неизгладимый отпечаток на то пространство и то время, в котором они существуют. Тяготеющие массы искривляют четырехмерный мир пространства-времени, в котором движутся тела. В свою очередь, это искривленное пространство - время - поле тяготения определяет движение масс, их траекторию и их скорость.
Получается тесная взаимосвязь: массы рождают поле, поле управляет движением, поведением масс. Геометрия такого искривленного пространства уже не Евклидова.
Таким образом, Эйнштейн впервые показал глубокую взаимосвязь абстрактного геометрического понятия кривизны пространства - времени с физическими проблемами гравитации. Свой работой он разорвал путы, сковывавшие механику. Его теория относительности не отвергала механику Ньютона. Она отвела ей место науки справедливой для движений скоростей меньших скорости света.
На основании своей теории Эйнштейн предсказал два неизвестных ранее эффектов - искривление траектории светового луча в поле тяготения и уменьшение частоты света, проходящего вблизи больших масс, - и объяснил странности в смещении перигелия Меркурия. Эти эффекты теории тяготения Ньютона не объясняла. Когда эффекты, указанные Эйнштейном, были подтверждены экспериментально, общая теория относительности получила всеобщее признание.
В теории относительности материальной средой, взаимодействующей с тяготеющими телами, является само мировое пространство. Оно взяло на себя некоторые (но далеко не все) функции прежнего эфира. С появлением ТО поле само стало первичной физической реальностью, а не следствием какой-то другой реальности.
Само свойство упругости, столь важное для эфира, оказалось у всех материальных тел. Оно связано с электромагнитным взаимодействием частиц. Другими словами, не упругость эфира давала основу электромагнетизму, а электромагнетизм служил основой упругости вообще.
Упругие свойства "пустого" пространства описываются так называемыми вакуумными уравнениями Эйнштейна. Позднее великий физик предлагал новую материальную среду опять назвать эфиром или континуумом, наделенным физическими свойствами. Но это уже не прежний эфир. Эйнштейн наделил физическими свойствами само пространство.
Квантовая теория поля обнаружила в пространстве Эйнштейна специфическую среду с необычными свойствами. Материальная среда, общая для ТО и для квантовой теории поля, была названа физическим вакуумом. Наука не решилась снова вернуться к термину "эфир".

О квантовой механике

Впервые понятие кванта было введено немецким физиком Планком в 1900 году. Исходя из результатов экспериментов, он высказал идею о том, что свет испускается не непрерывно (как это следовало из классической теории излучения), а определенными порциями - квантами. Позднее, развивая теорию Планка, Эйнштейн предположил, что свет не только испускается и поглощается, но и распространяется квантами. Световые кванты позднее назвали фотонами.
В 1922 году американский физик Комптон экспериментально доказал, что свет обладает и волновыми, и корпускулярными свойствами, то есть является одновременно и волной и частицей. Разрешение этих логических противоречий привело к созданию физических основ квантовой механики. В 1924 году французский физик Луи де Бройль выдвинул гипотезу о всеобщем корпускулярно - волновом дуализме. Согласно ей не только фотоны, но и все элементарные частицы обладают волновыми свойствами. Позднее эта гипотеза подтвердилась экспериментально.
Австрийский физик Шредингер в 1926 году вывел уравнение, описывающее поведение таких "волн" во внешних силовых полях. Так возникла волновая механика, а уравнение Шредингера стало основным уравнением нерелятивистской квантовой механики. В основу релятивистской квантовой механики легло уравнение английского физика Дирака. Оно описывает движение электрона во внешнем силовом поле.
Окончательное формирование квантовой механики как последовательной теории произошло после появления работ Гейзенберга о принципе неопределенности и Бора о принципе дополнительности.

Работы Гейзенберга и Бора

Принцип неопределенности утверждает. Что "любая физическая система не может находиться в состояниях, в которых координаты ее центра и импульс одновременно принимают вполне определенные точные значения". Что это значит? Это значит, что при проведении серии одинаковых экспериментов над одинаковыми системами каждый раз будут получены разные результаты. Однако, некоторые значения будут более вероятными, чем другие, то есть будут появляться чаще. Причем, чем точнее будет определена координата, тем менее точным будет значение импульса. Таким образом квантовые законы не имеют абсолютной природы законов Ньютона, вся квантовая механика строится на вероятности.
К принципу дополнительности, сформулированному Бором, физики пришли, когда обнаружили, что при экспериментах с элементарными частицами исследователь сам же себе мешает. Принцип Бора гласит: “получение в эксперименте информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к данным”.
В результате всей этой неопределенности, вероятности и дополнительности Нильс Бор дал так называемую “копенгагенскую” интерпретацию сути квантовой теории. “Раньше было принято считать, что физика описывает Вселенную. Теперь мы знаем, что физика описывает лишь то, что мы можем сказать о Вселенной”.
По этому поводу Эйнштейн как-то сказал, если согласно квантовой теории наблюдатель создает или может частично создавать наблюдаемое, то мышь может переделать Вселенную, просто посмотрев на нее. Поскольку это кажется абсурдом, Эйнштейн заключил, что в квантовой физике содержится какой-то большой нераспознанный изъян.
Как же в таком случае следует расценивать фундаментальную неопределенность (индетерминизм) в квантовой теории?
Можно предположить, что индетерминизм лежит в основе мира, а обсуждаемая особенность квантовой теории есть адекватное отображение этого мира. Именно этой точки зрения придерживались Бор, Гейзенберг, Борн, Дирак, Паули и другие.
Но существовала и другая точка зрения. В основе природы лежит какая-то разновидность детерминизма (определенности), например, статистического характера в духе скрытых параметров, которая пока ускользает из поля зрения исследователей. Такой точки зрения придерживались Планк, Эйнштейн, Де Бройль, Шредингер, Лоренц, которые настаивали на том, что в конце концов будет найден способ утвердить “реальность” даже в квантовом мире.
Эйнштейн, к примеру, считал, что квантовая теория в существующем виде просто еще не закончена. Он выдвинул гипотезу о существовании так называемой скрытой переменной. Великий физик верил своей интуиции и тридцать лет вел научную дискуссию с коллегами. В 1947 году он писал Максу Борну, одному из основоположников квантовой механики: “В наших научных взглядах мы развились в антиподы. Ты веришь в играющего в кости Бога, а я - в полную закономерность объективно сущего… В чем я глубоко убежден, так это в том, что в конце концов остановятся на теории, в которой закономерно связанными будут не вероятности, а факты”. Как показало дальнейшее развитие науки, Эйнштейн оказался прав.
Однако существование двух принципиально различных направлений в подходе к квантовой физике характеризует кризис в понимании физической реальности, который длится уже более полувека. Буквально до последнего времени дискуссии подлежали следующие вопросы.
1. Что такое волновая функция в уравнениях Шредингера и Дирака, то есть, какое физическое поле она представляет?
2. Существует ли детерминизм в области микромира?
3. Каков образ квантовой частицы?
4. Полна ли квантовая механика?
На эти вопросы ответы появились только в конце ХХ века.

О теореме Белла

В 1965 году доктор Джон С. Белл опубликовал работу, которую физики для краткости называют “теоремой Белла”.
В ней утверждается, что если некоторая объективная Вселенная существует и если уравнения квантовой механики структурно подобны этой Вселенной, то между двумя частицами, когда-либо входящими в контакт, существует некоторый вид нелокальной связи. В классическом понимании тип нелокальной связи – это “магическая” связь.
Все доквантовые модели мира, включая теорию относительности Эйнштейна, предполагали, что любые корреляции (взаимозависимости) требуют связей. В ньютоновской физике – связь механическая и детерминистская, в термодинамике – механическая и статистическая, в электромагнетизме эта связь выступает как пересечение или взаимодействие полей, в теории относительности – как результат искривления пространства. В любом случае корреляция предполагает некоторую связь.

В качестве простой модели мира все физики доквантовой эпохи принимали бильярдный стол. Если лежащий на нем шар приходит в движение, причина кроется в механике (удар другого шара), полях (воздействие электромагнитного поля толкает шар в определенном направлении) или геометрии (наклон стола). Но без причины шар двигаться не будет.
Однако Белл математически точно доказал, что должны иметь место нелокальные эффекты, если законы квантовой механики действуют в наблюдаемом мире. То есть, если на одном конце стола шар А внезапно поворачивается по часовой стрелке, то на другом конце стола шар Б также внезапно поворачивается против часовой стрелки.
Действительно, экспериментально был открыт ряд эффектов, объяснить которые можно только влиянием некой потусторонней силы. Например, парадокс Эйнштейна – Подольского – Розена (ЭПР – парадокс). Когда физики в сильном магнитном поле расщепили частицу атома, обнаружилось, что разлетающиеся осколки мгновенно имеют информацию друг о друге. Между частицами атома сохраняется связь. Каждый кусочек в любой момент знает, где находится другой и что с ним происходит. Поскольку никакого разумного объяснения этому факту не было, среди научной общественности практически единодушно существовало мнение, что ЭПР – парадокс имеет “метафизический” характер.
В теореме Белла, которую весьма тщательно проверил физик Бом, нет ошибки, а подтверждающие ее эксперименты были многократно повторены доктором Аспектом из Орсе. Нелокальные корреляции также четко проявлялись в экспериментах, как и в уравнениях.
Теорема Белла поставила ученых перед выбором между двумя “неприятностями”. Либо примириться с фундаментальной неопределенностью квантовой механики, либо, сохранив классическое представление о причинности, признать, что в природе действует нечто вроде телепатии (эйнштейновская нелокальность).
Учитывая необычность и важность теоремы Белла, подтвержденной экспериментально, еще раз подчеркнем ее суть. Не существует изолированных систем, каждая частица Вселенной находится в “мгновенной” связи со всеми остальными частицами. Вся Система, даже если ее части разделены огромными расстояниями и между ними отсутствуют сигналы, поля, механические силы, энергия и так далее, функционирует как Единая Система. При этом мгновенная “связь”, описываемая теоремой Белла, не требует затрат энергии.
Доктор Джек Саффаттти высказал предположение, что средством белловской связи должна служить информация. А физик Уокер считал, что неизвестным элементом, передвигающимся быстрее света и соединяющим системы воедино, является сознание.
Согласно современным научным представлениям, сознание понимается как высшая форма развития информации. Носителем информации во Вселенной является торсионное поле. Распространение в нем информации происходит мгновенно и без затрат энергии.
Совсем недавно еще раз были поставлены эксперименты (Беннет, Зайлинер), доказывающие обоснованность ЭПР – парадокса и подтверждающие идею о том, что сознание есть физическая реальность.

Море Дирака

Теория относительности и теория квантовой механики неизбежно должны были встретиться и начать как-то учитывать открытия, сделанные каждой из них.
Первым начал процесс объединения английский физик Поль Дирак. Частиц к 1928 году было известно только три: фотон, электрон и протон. Самым “старым” был электрон. С него и начали.
Поль Дирак составил уравнение, которое описывало движение электронов с учетом законов и квантовой механики и теории относительности, и получил неожиданный результат. Формула для энергии электрона давала два решения. Одно соответствовало уже знакомому электрону, частице с положительной энергией. Другое – частице, у которой энергия была отрицательной.

В квантовой теории поля состояние частицы с отрицательной энергией интерпретируется как состояние античастицы, обладающей положительной энергией и положительным зарядом.
Дирак обратил внимание на то, что нереальные частицы с отрицательной энергией возникают из своих положительных “антиблизнецов”. Дирак сделал потрясающий вывод: “Этот океан (физический вакуум) заполнен электронами без предела для величины отрицательной энергии, и поэтому нет ничего похожего на дно в этом электронном океане”. Вакуум нередко называют “морем Дирака”. Мы не наблюдаем электронов с отрицательной энергией, именно потому, что они образуют сплошной невидимый фон, на котором происходят все мировые события.
Чтобы лучше понять это положение, рассмотрим такую аналогию. Человеческий глаз видит только то, что движется относительно него. Очертания неподвижных предметов мы различаем только потому, что человеческий зрачок сам постоянно движется. А многие животные, например лягушки, не обладающие таким аппаратом зрения, способны, не двигаясь, видеть только движущиеся предметы.
Все мы, живущие в “море Дирака”, оказываемся, по отношению к нему, в положении лягушки, застывшей на берегу пруда в ожидании неосторожного насекомого. Летящее насекомое она увидит, а пруд в безветренную погоду для нее невидим. Так и для нас. Фоновые электроны мы не видим, а в роли насекомого выступают редкие, по сравнению с фоновыми электронами, частицы с положительной энергией.

В своих лекциях Дирак подчеркивает, что физики не редко встречаются с объектами вполне реально существующими, но до определенного случая никак себя не проявляющими. Например, невозбужденный атом, находящийся в состоянии наименьшей энергии. Он не излучает, а, значит, остается не наблюдаем. Но в тоже время хорошо известно, что атом не представляет собой нечто неподвижное. Его электроны движутся вокруг ядра, и в самом ядре идут обычные процессы.
“Море Дирака” не наблюдаемо до тех пор, пока на него нет воздействия. Когда же на него попадает световой квант – фотон, то при определенных условиях он заставляет “море” выдать себя, выбивая из него один из многочисленных электронов с отрицательной энергией. И, как утверждает теория, родятся сразу две частицы, которые обнаруживаются экспериментально. Это электрон с положительной энергией и отрицательным электрическим зарядом и антиэлектрон тоже с положительной энергией, но еще и с положительным зарядом.
В подтверждение теории Дирака американский физик Андерсон в 1932 году экспериментально обнаружил антиэлектрон в космических лучах и назвал эту частицу позитроном. Так был установлен факт наличия античастиц. Теоретической основой для этих открытий стала теория физического вакуума Дирака.
Великий физик Гейзенберг подчеркивал принципиальное значение работ Дирака над проблемой вакуума. До них считалось, что вакуум есть чистое “ничто”, которое, что бы с ним не делать, каким преобразованиям не подвергать, измениться не способно. Теория Дирака открыла путь к преобразованиям вакуума, в которых прежнее “ничто” обращалось бы во множество пар частица –античастица
.
Виртуальные частицы

Одной из особенностей вакуума является наличие в нем полей с энергией равной нулю и без реальных частиц. Но раз есть поле, то оно должно колебаться. Такие колебания в вакууме называют нулевыми, потому что там нет частиц. Удивительная вещь: колебания поля невозможны без движения частиц, но в данном случае колебания есть, а частиц нет. Как это можно объяснить? Физики считают, что при колебании возникают и исчезают кванты. Колеблется электромагнитное поле, рождаются и пропадают фотоны, колеблется пионное поле, рождаются и пропадают пи-мезоны. Физика смогла найти компромисс между присутствием и отсутствием частиц в вакууме. Он заключается в следующем. Частицы рождаются при нулевых колебаниях, живут очень недолго и исчезают. Однако получается, что частицы, рождаясь из “ничего” и приобретая при этом массу и энергию, нарушают этим закон сохранения массы и энергии. Вся суть заключается в “сроке жизни”, который отпущен частице. Он настолько мал, что нарушение закона можно установить только теоретически, экспериментально его наблюдать невозможно. Например, время жизни мгновенного нейтрона 10 -24 секунды. Обычный свободный нейтрон живет минуты, а в составе ядра вообще неопределенно долго.
Частицы, которые рождаются и мгновенно умирают, физики назвали виртуальными. В точном переводе с латыни, значит невозможными. Тем не менее в вакууме они действуют вполне реально, что показывают эксперименты. Если отдельную виртуальную частицу физики обнаружить не могут, то их суммарное воздействие просматривается отчетливо.
Наблюдать воздействие вакуумных виртуальных частиц оказалось возможным не только в опытах взаимодействия элементарных частиц, но и в эксперименте с макротелами. Две пластины, помещенные в вакуум и приближенные друг к другу, под ударами виртуальных частиц начинают притягиваться. Этот факт был открыт в 1965 году голландским физиком Казимиром. Оказалось, что виртуальные частицы возникают не только в вакууме. Их порождают и обычные частицы. Электроны, например, постоянно испускают и тут же поглощают виртуальные фотоны.

Поляризация вакуума

Реальный электрон притягивает к себе виртуальные позитроны и отталкивает виртуальные электроны по закону притяжения разноименных и отталкивания одноименных электромагнитных зарядов. В результате вакуум поляризуется, поскольку заряды в нем оказываются разделенными пространственно. Электрон оказывается окруженным слоем виртуальных позитронов. Каждая элементарная частица движется в сопровождении шлейфа виртуальных частиц. Это облако физики называют "шубой".
Резерфордовскую модель атома пришлось заменить другой, где вокруг ядра летает не твердый шарик, а размазанное по орбите облако, и частицы ядра удерживаются вместе благодаря обмену другими частицами.
Огромная заслуга Дирака заключается в том, что он разработал релятивистскую теорию движения электрона, предсказавшую позитрон, аннигиляцию и рождение из вакуума электронно-позитронных пар.
Дальнейшие исследования квантовой физики были посвящены, в частности, изучению возможности появления из вакуума реальных частиц. Например, что произойдет, если на вакуум подействовать каким-либо полем, несущим энергию достаточную для превращения некоторых виртуальных частиц в реальные? Еще в 1933 году Шредингер теоретически обосновал ситуацию, при которой из вакуума должны рождаться реальные частицы. В 90-х годах, когда было открыто пятое фундаментальное взаимодействие - информационное - ученые поняли, какие именно поля должны воздействовать на физический вакуум с целью получения реальных частиц. Это оказались торсионные поля, служащие носителем информации в Тонком Мире, распространяющиеся мгновенно и без затрат энергии.

Физический вакуум

Древние философы Востока утверждали, что все материальные объекты возникают из великой пустоты, где постоянно совершаются акты творения реальности. Эта идея просматривается и в физике, начиная с Ньютона, в стремлении увязать геометрию пространства и механику движения тел. Английский математик Клиффорд утверждал, что физическом мире не происходит ничего, кроме изменения кривизны пространства, а материя представляет собой сгустки пространства, своеобразные холмы кривизны на фоне плоского пространства. Его идеи использовал Эйнштейн, который в общей теории относительности впервые показал взаимосвязь абстрактного геометрического понятия кривизны пространства с физическими проблемами гравитации.
В начале ХХ века при создании квантовой теории Дирака, с одной стороны, и теории гравитации Эйнштейна, с другой, в теоретической физике появился в качестве объекта исследования новый уровень реальности – физический вакуум. Разные по своей природе теории давали о нем разные представления. В теории Эйнштейна вакуум рассматривался как пустое четырехмерное пространство, наделенное геометрией Римана. В квантовой теории Дирака вакуум представляет собой своего рода “кипящий” бульон из виртуальных частиц электронов и позитронов.
Для объединения двух теорий и создания единой теории гравитации и электромагнетизма, в которой электромагнитное поле также происходило бы из особых геометрических свойств пространства, Эйнштейн выдвинул программу Единой Теории Поля. С ее помощью он хотел описать основы материального мира. Эйнштейн полагал, что существует какое-то общее поле, которое включает в себя все уже известные физические поля. Но найти его и создать ЕТП ему так и не удалось. Но интуиция вела его в правильном направлении, такое поле действительно существует.
Следующий шаг в правильном направлении поиска сделал английский физик Пенроуз. Он опирался на идеи кривизны и кручения пространства. Он показал, что в основу геометрии могут быть положены помимо поступательных и вращательные координаты, и они определяют свойства пространства и времени. Пенроуз записал уравнения Эйнштейна в спиновом виде.
Спин – от английского слова “вращаться”. Концепция спина была введена в физику Уленбеком и Гаудсмитом, предположившими, что электрон можно рассматривать как “вращающийся волчек”, поэтому одной из важнейших характеристик элементарной частицы, кроме массы и заряда, должен стать спин. Для определенных групп элементарных частиц спиновое квантовое число принимает целочисленное или полуцелое значение. Например, спин электрона, протона, нейтрона, нейтрино и их античастиц равен 1/2. Спин П- и К- мезонов равен 0, а спин фотона равен 1.
Таким образом, к середине ХХ века с целью создания единой картины мира были сформированы две глобальные идеи: программа Римана – Клиффорда – Эйнштейна, согласно которой в физическом мире не происходит ничего кроме изменения кривизны пространства. И программа Гейзенберга – Иваненко, предполагающая построить все частицы материи из частиц спина 1/2.
Трудность в объединении двух программ, по мнению ученика Эйнштейна физика Уилера, состояла в том, что “…мысль о получении понятия спина из одной лишь классической геометрии представляется невозможной”. Он еще не знал, что в результате работ Пенроуза вакуумные уравнения Эйнштейна уже записаны в спиновом виде и спиноры могут быть положены в основу классической геометрии и определять топологические и геометрические свойства пространства – времени.
О работе Шипова
Дальнейшее развитие проблемы “пространство – время”, предложенное российскими ученым Шиповым, пошло именно по пути объединения двух программ, о которых сказано выше.
Шипов обратил внимание на то, что в рассматриваемых уравнениях отсутствуют компоненты вращательного движения, которое сопровождает все в природе от элементарных частиц до Вселенной. Как выяснилось, фундаментальную роль в таком движении играют поля кручения пространства – торсионные поля, определяющие структуру материи любой природы.
Результатом кручения пространства в физическом проявлении оказалось поле инерции. Знания о нем в современной физике практически отсутствуют.
Академик РАЕН Шипов начал исследование полей инерции. В 1979 году он вывел уравнение динамики полей инерции. Он связал поля инерции с кручением пространства. Через десять лет Шипов предложил фундаментальное уравнение физики, выдвигающее в качестве единого поля поле инерции. Эти уравнения трактуются как уравнения структуры физического вакуума. Они обобщают все известные на сегодняшний день фундаментальные уравнения физики.
Шипов ввел новые представления о структуре времени и пространства. Мы уже знаем, что пространство Ньютона трехмерное и наделено геометрией Евклида. Пространство-время Эйнштейна – четырехмерное, оно искривленное и наделено геометрией Римана. Пространство-время Шипова не только искривлено, но и закручено, как в геометрии Римана – Картана. Для учета кручения пространства Шипов ввел в геометризированные уравнения множество угловых координат.
Дальнейшее развитие работы Шипова показало, что добавление вращательных координат приводит к всеобщей теории относительности. Фактический принцип всеобщей относительности представляет собой физическую реализацию философского тезиса: “Все в мире относительно”, такова степень обобщения физического принципа, лежащего в теории вакуума.
Уравнения физического вакуума удовлетворяют принципу всеобщей относительности, разработанному Шиповым – все физические поля, входящие в уравнение вакуума, имеют относительный характер. Пространство событий теории вакуума имеет спинорную природу. В основном состоянии абсолютный вакуум имеет нулевые средние значения момента, импульса и других физических характеристик.
Уравнения вакуума и принцип всеобщей относительности приводит к уравнениям и принципам квантовой теории. Полученная таким образом квантовая теория оказывается детерминированной, поскольку в ее уравнениях в роли волновой функции выступает поле инерции.
Волновая функция в уравнениях Шредингера и Дирака представляет собой реальное физическое поле – поле инерции. Детерминизм и причинность в квантовой механике существуют, хотя вероятностная трактовка динамики квантовых объектов неизбежна. Частица представляет собой предельный случай чисто полевого образования при стремлении массы (или заряда) этого заряда к постоянной величине. В этом предельном случае происходит возникновения корпускулярно – волнового дуализма. Подтвердились догадки Эйнштейна, что квантовая теория не полна, и его предположения, что “более совершенная квантовая теория может быть найдена на пути расширения принципа относительности”.
Таким образом. принцип всеобщей относительности и теория физического вакуума связали между собой проблему сил и полей инерции в классической механике, проблему расходимостей в электродинамике и проблему завершенности квантовой механике, показав, что эти проблемы имеют единый источник – поле инерции, которое выступает в роли единого поля, внутренним образом объединяющее все другие физические поля. Именно его искал великий Эйнштейн.
Создав теорию физического вакуума, Шипов сумел ответить на вопросы, касающиеся сил инерции. Поля инерции определяются кручением пространства, которое характеризует упругие свойства пространства, и имеют локальную природу. Силы инерции являются внешними и внутренними по отношению к любой изолированной системе.
Исключительно важным результатом работы Шипова является установление связи между полем инерции и торсионными полями, определяемыми кручением пространства. По теории Шипова единым носителем полей (именно полей, а не взаимодействий) является физический вакуум – “фундаментальное поле”, по терминологии академика Герловина, другие поля: гравитационное, электромагнитное, торсионное (спиновое), являются его различными фазами.
Теория физического вакуума приводит к целому ряду следствий теоретического и прикладного характера.
· построение эйнштейновской ЕТП как теории физического вакуума
· соответствие уравнений физического вакуума всем фундаментальным физическим уравнениям
· построение детерминированной квантовой теории, удовлетворяющей требованиям Эйнштейна.
· открытие новых типов фундаментальных взаимодействий, основанных на точном решении уравнений физического вакуума.
· теоретическое описание торсионного взаимодействия
· принципиальная возможность создания движителя нового типа, использующего поля и силы инерции
· создание излучателей и приемников монопольного электромагнитного излучения
· создание приборов, использующих новые типы фундаментальных взаимодействий

Свойства физического вакуума

Так как в понятие вакуума вкладывается все проникающая среда, находящаяся между частицами, то вакуум занимает все пространство между частицами материи, плотность которой изменяется соответственно действующим на вакуум силами. Плотность вакуума имеет весьма малое значение по сравнению с привычными значениями плотности вещества. Присуща вакууму и гравитация. На основании этого постулата сила взаимодействия тела с любой частью вакуума будет определяться законом всемирного тяготения. Поэтому при движении какого-либо тела вместе с ним будет двигаться (увлекаться) и окружающий его вакуум. Однако, вакуум не просто увлекается за движущимся телом, но и выполняет роль управителя всякого движения. Физически это означает, что вакуум и контролируемый им объект представляют собой замкнутую систему.
Уникальные опыты Физо и Майкельсона показали, что в природе нет абсолютно неподвижного вакуума. Вакуум, обладая массой, всегда увлекается тем телом, гравитационные силы которого преобладают. В указанных опытах таким опытом является Земля, увлекающая околоземный вакуум ( в опыте Майкельсона) и не позволяющая движущемуся на Земле телу увлекать вакуум, находящийся между частицами тела (в опыте Физо).
В современной интерпретации физический вакуум представляется сложным квантовым динамическим объектом, который проявляет себя через флуктуации. Физический вакуум рассматривают как материальную среду, изотропно (равномерно) заполняющую все пространство, имеющее квантовую структуру, ненаблюдаемую в невозмущенном состоянии. Было признанным целесообразным рассматривать его как электронно-позитронную модель Дирака в ее измененной интерпретации. В соответствии с ней можно считать, что единая среда – физический вакуум, может находиться в разных поляризационных состояниях. Причем физический вакуум в фазовом состоянии, соответствующем электромагнитному полю, обычно рассматривается как сверхтекучая жидкость. В фазовом состоянии спиновой поляризации физический вакуум ведет себя как твердое тело.
Все три поля: гравитационное, электромагнитное и спиновое, являются универсальными. Они проявляют себя и на микро-, и на макро- уровнях. Как высказаля академик Наан: "Вакуум есть все, и все есть вакуум".

Продлжение в след. номере

В начало статьи
В начало раздела

Что сложнее - вакуум или человек?

Вакуум - пустота или сложная система с внутренней структурой? Почему исследование вакуума превышает по сложности задачу изучения свойств и структуры вещества? Почему познание вакуума приведет к изменению качеств личности и устройства мозга? О самоорганизации вакуума, Мировом Разуме как имманентном свойстве вселенной рассказывает
физик Григорий Верешков.

В конце ХХ века получена экспериментально проверенная теория элементарных частиц. Полученная стандартная модель описывает все экспериментальные факты, зафиксированные на ускорителях. Главное в этих фактах – радикальное изменение наших представлений о вакууме. Оказывается, вакуум – не пустота, а сложная система с внутренней структурой, у которой есть две основных подструктуры. Эти структуры можно перестраивать внешними воздействиями.
Программа исследований на ускорителях следующего поколения предполагает произвести такую перестройку и проанализировать динамику перестроенного вакуума в реальном времени. Специалисты ожидают, что динамические закономерности на уровне вакуума – это закономерности нового типа, еще не имеющие аналога.
Григорий Верешков склонен считать, что исследование вакуума превышает по сложности задачу изучения свойств и структуры вещества, а само устройство вакуума сложнее той системы, которая до сих пор считалась самой сложной во вселенной – то есть человека

Поиски новых концепций на рубежах веков

Развитие представлений о поле, как о характеристике геометрии и топологии пространства-времени, долгое время проводилось без отказа от категории пустоты, но под пустотой понималось состояние, в котором геометрия пространства-времени не деформирована. То есть пустота отождествлялась с отсутствием как точечных частиц, вызывающих деформацию пространства-времени, так и собственных волновых возбуждения его геометрии. Интерпретация всех типов взаимодействий как искажении искривленной расслоенной геометрии пространства-времени представляет собой центральную идею современной базисной концепции геометризации физики.
Один из основных постулатов физики микромира - принцип неопределенности - означает невозможность для квантовых полей иметь в фиксированной точке пространства одновременно нулевое значение и нулевую скорость изменения. Это обстоятельство порождает специфическую подсистему - нулевые колебания квантовых полей, принципиально неостановимое и экспериментально измеримое «дрожание» полей, свойственное самой их природе. Нулевые колебания невозможно «заморозить», они существуют в каждой точке пространства и могут взаимодействовать с любыми элементарными частицами.
Отказ от представлений о вакууме, как о пустоте является концептуальным положением современной физики. В настоящее время экспериментальным фактом можно считать утверждение о том, что вакуум - среда с очень сложной структурой, которая изменялась в ходе эволюции Вселенной и которую можно перестраивать путем изменений состояний материи, взаимодействующей с вакуумом, конкретно - путем концентрации энергии в малых областях пространства. Такая концентрация энергии изменяет не только ситуацию в системе частиц, но и саму структуру пространства. Это утверждение отражает тот факт, что вакуум является характеристикой самого пространства-времени.
Вспомним о концепции эфира и заметим, что сейчас физика вновь использует в своем обиходе одно из свойств, приписываемых эфиру, - представление о том, что пустоты как таковой в природе не существует. Пространство, свободное от материи, способной к макроскопическим перемещениям, тем не менее, пустотой не является. Теперь в качестве такой, все заполняющей и все порождающей среды мы понимаем спонтанно (самопроизвольно) деформируемые вакуумные структуры. Любопытно в этой связи отметить, что уравнения фундаментальной физики, не дополненные процедурой квантования движений, формально математически содержат решения, которые, с точностью до нулевых колебаний, можно было бы сопоставить абсолютной пустоте. Однако это решение неустойчиво, то есть мир не может существовать в таком режиме, когда отдельные его области по своим свойствам близки к абсолютной пустоте. Если же в уравнениях учесть принцип квантования движений микрообъектов, оказывается, что решений, соответствующих абсолютной пустоте, уравнения просто не имеют. Спонтанная деформация геометрических структур - неизбежное следствие экспериментально проверенных фундаментальных законов природы.
К настоящему времени установлено, что важнейшим элементом материального мира является не просто четырехмерный континуум Эйнштейна - Минковского, а четырехмерная искривленная и расслоенная геометрия пространства-времени. Векторные поля, переносящие взаимодействия, как раз и описывают это расслоение.
В целом слоистая структура представляет собой квантовую суперпозицию (наложение) совершенно различных субструктур, соответствующих принципиально разным состояниям квантовых силовых полей и непрерывно переходящих друг в друга. Такие переходы сопровождаются возникновением мощных квазилокализованных флуктуации большой амплитуды, сильно коррелированных друг с другом. Флуктуации непрерывно рождаются и гибнут, но в каждой области пространства и в каждый момент времени среднее их число остается неизменным. Эти состояния слоистых структур имеют место даже в тех областях пространства-времени, где нет материи в нашем понимании. Говорят, что эти структуры задают состояние физического вакуума, их называют вакуумными конденсатами.
На нынешнем уровне знаний о природе можно сказать определенно: свойства материи целиком определяются свойствами этих вакуумных структур. Именно поэтому изучение физики вакуума и представляется приоритетной задачей физики XXI века.
Сегодня можно утверждать, что, во-первых, формирование конкретных свойств элементарных частиц и их взаимодействий, в частности основных из них - протона, нейтрона, электрона и нейтрино, предопределяется состоянием различных вакуумных субструктур и взаимыми связями между ними.

Что заставляет нас изучать структуру физического вакуума?

Задача исследования вакуума резко превышает по сложности задачу изучения свойств и структуры вещества. Действительно, оболочки атомов построены по одному и тому же принципу, знание которого позволяет детально установить различные свойства систем атомов - молекул и комплексов молекул. При этом достаточно учитывать только электромагнитные взаимодействия. Внутриядерный и следующий - кварковый - уровни строения материи потребовали для своего изучения уже намного больше усилий. Однако во всех этих случаях усложнение прогнозируемо.
В случае же вакуума собственные функции каждой из его подсистем формируются только во взаимосвязи и взаимодействии с другими подсистемами вакуума. То есть на самом деле неизвестно даже, насколько возможно отделить одну подсистему от другой! Нам приходится приписывать всему вакууму и каждой его подсистеме множество различных свойств. Количество вакуумных субструктур и функций, выполняемых ими, неимоверно возросло по сравнению с основными объектами и понятиями физики. В этом смысле задача науки усложняется качественно.
Концептуальное понимание структуры вакуума, как сложной иерархической системы порождает принципиальный вопрос: возможна ли и до какой степени самоорганизация вакуума? Напомним экспериментальный факт: энергия каждой вакуумной подсистемы не равна нулю. Но в сумме полная энергия вакуума почти равна нулю, что следует из астрономических наблюдений. Происходит потрясающе точная подгонка энергетических параметров вакуума! Этот факт не может быть случайным, очевидно, что происходит некоторый внутренний процесс подстройки параметров вакуумных подсистем. Ясно также, что, кроме известных, есть и другие вакуумные субструктуры, дающие вклад в полную, почти нулевую энергию вакуума. Какой же вывод можно сделать на сегодняшнем уровне знаний? Именно самоорганизация вакуума (внутренняя подстройка параметров вакуумных подсистем, подчиненная неизвестным нам законам и принципам) и делает возможным существование Вселенной в ее наблюдаемом виде.
Итак, в фундаментальной физике возникла совершенно специфическая ситуация: неожиданно для себя, не ставя этой цели заранее, мы подошли к проблеме изучения гетерогенных иерархических структур (не до конца понятной динамикой), сопоставимых или даже превышающих нас по сложности.
В физике ситуация оценивалась иначе. Принято было считать, что физические системы более просты, чем биологические структуры, и физика является лишь основой технологии, занимая важное, но вспомогательное место в системе мирового знания. Сейчас же, когда в процессе познания Мира на уровне вакуума мы встретилась с очень сложными системами, перед нами встал ряд вопросов не только математического, но и философского характера.
Так что же движет нами, когда мы планируем для исследования сложнейшей структуры вакуума проведение самых дорогостоящих экспериментов? Есть ли вообще необходимость их постановки? Следует ли расходовать интеллектуальные ресурсы человечества для познания вакуумных структур? Ведь понятно, что никакого технологического приложения получаемых с таким трудом новых знаний не предполагается в обозримом будущем.
Для ответа на эти вопросы у нас пока нет ясных аргументов философского, биологического или иного характера, но сама постановка этих вопросов означает движение в глубь проблем. Ушла в прошлое - и безвозвратно - эпоха, когда процесс научного познания опирался на накопление экспериментальных фактов, которые затем осмысливались в рамках некоторой теоретической парадигмы. Сейчас мы сталкиваемся с совершенно новой ситуацией: нам необходимо иметь сконструированную в сознании теоретическую модель объекта еще до проведения эксперимента. Значит, нужно разработать и применить новые, нетрадиционные методы познания, чтобы отобрать те абстрактные идеи, которые будут положены в основу конструкции экспериментального оборудования. Таким образом, природа в очередной раз ставит вызов человеческому интеллекту, и нам необходимо на него отвечать. Необходимо ли?
В этом смысле вопрос: «Что движет нами в стремлении понять устройство Мира?» следует понимать по-иному: «А можем ли мы не отвечать на интеллектуальный вызов природы?»
Абсолютно все свойства природы, то есть самого себя, по-видимому, способен исследовать только некий Мировой Разум. Такая позиция, в некотором смысле, означает признание ограниченности возможностей человека как индивидуума. Появление у него дополнительных возможностей могло бы быть следствием контакта с Мировым Разумом. Не нужно смешивать в данном случае антропологические представления о Боге с системными представлениями о Мировом Разуме как имманентном свойстве вселенной.
Заметим, что столкновение на новейшем этапе фундаментальных физических исследований с объектом, по сложности равным человеку или даже более сложным, продолжается пока очень недолго - в пределах жизни одного человеческого поколения. Последствия и перспективы изучения проблем вакуума для человека и цивилизации пока еще не ясны. Лишь когда проблемы этого типа будут решаться в течение нескольких поколений, когда статус этих знаний будет общественно признан более широко, чем сейчас, можно будет говорить о глобальном влиянии процесса познания сложных иерархических структур на самого познающего субъекта. Речь идет о том, не скажется ли информация о таких системах на функционировании мозга человека. Известно, что режим работы мозга определяется количеством функциональных связей, задействованных для обработки поступающей в него информации. Чем сложнее анализируемая система, тем больше информации поступает в мозг, тем выше уровень ее сложности и тем больше нейронных связей необходимо для установления логической структуры нового знания. Говоря об информации такого рода, нужно, прежде всего, иметь в виду результаты экспериментов. Самые дорогостоящие физические эксперименты, подготовленные новейшими физическими теориями, по-видимому, могут иметь и самое важное принципиальное значение для эволюции мозга и развития мышления.
Известно, что в среднем у человека задействовано около пяти процентов функциональных связей мозга. Остальное - это некий резерв, роль и необходимость которого не понята сейчас даже специалистами в области нейрофизиологии. При увеличении количества работающих нейронных связей хотя бы на один процент человек уже воспринимается, как гений. Заметим, кстати, что жизнь и судьба такого индивидуума зачастую вовсе не являются счастливыми с обычной, человеческой точки зрения.
В начале XXI века мы видим, что в мозг человека начинает идти поток информации о как будто бы внешней по отношению к нему системе. Для ее осмысления доступных на сегодняшний день ресурсов нашего мозга может оказаться недостаточно. Если процесс получения и обработки качественно новых знаний будет продолжаться несколько поколений, представляется неизбежным подключение дополнительных ресурсов мозга, что приведет к изменению качеств и способностей личности. Может показаться, что этот поток информации пробудит большое число гениев, но у гения включение новых связей происходит спонтанно и сугубо индивидуально. Здесь же речь идет о процессе, охватывающем все области науки, все сферы жизнедеятельности цивилизации и потому касается не одного индивидуума, а всех, кто способен освоить и использовать громадный объем информации.
Нужно учесть и следующее обстоятельство - процесс получения и освоения нового знания происходит на фоне быстрого истощения ресурсов планеты. В обозримом будущем возможности экстенсивного развития цивилизации будут исчерпаны. Переход же на другой, интенсивный путь развития предполагает глубокое осмысление путей и целей, что необходимо и возможно осуществить лишь на более высоком функциональном уровне мышления.
Кажется не случайной сильная корреляция во времени двух вышеприведенных, на первый взгляд независимых факторов. Появление в качестве объекта исследований объекта такой же сложности, как и мы сами, с одной стороны, заставляет расширять возможности мозга, а с другой - совпадает по историческому времени с исчерпанием ресурсов экстенсивного развития человечества. Все это приводит к выводу, что изучение фундаментальной физики вакуума является важнейшей естественнонаучной задачей нового века.
Отметим, впрочем, что сейчас мы не можем ответить на вопрос: «Что означает само существование систем, сопоставимых по сложности с человеком». Для выдвижения конкретных гипотез у нас пока не хватает ни экспериментальных, ни теоретических знаний. Лишь в литературе (главным образом, художественной) можно найти обсуждение последствий осознания человеком факта существования системы такого типа и уровня сложности.

Физика вакуума и антропный принцип

Смысл термина «антропный принцип» (от греческого «антропос» - человек) определяется уникальностью набора численных значений физических характеристик макро- и микромира - того единственно возможного их набора, который создает условия для возникновения Жизни и Разума.
Существование Вселенной в ее нынешнем виде зависит - и весьма критическим образом - от конкретных значений масс элементарных частиц и от величин констант фундаментальных взаимодействий. Как уже упоминалось ранее, их значения отражают свойства физического вакуума и, более того, формируются ими.
Пограмма Гордона НТВ

В начало статьи
В начало раздела

Пищевой симулятор: это переходит все границы!