Новгородский государственный университет (Великий Новгород)

 

 

Эта статья была опубликована в  сборнике научных трудов "Естествознание и гуманизм" с материалами Шестой Международной Телеконференции (24-29 октября 2011 года). Информационная страница сборника.  

Характерной особенностью современной науки является разделенность на относительно обособленные друг от друга дисциплины, что дает возможность детально изучить отдельные фрагменты реальности, но при этом упускаются из виду связи между ними, а в природе "все связано со всем". Природа едина. Единой должна быть и наука о всех явлениях природы.
Общенаучная картина мира представляет собой целостное видение мира на основе достижений науки.
Физическая картина мира как образно-философское обобщение достижений науки отвечает на фундаментальные вопросы о: материи, пространстве и времени, движении, взаимодействии, причинности, закономерности и случайности, общем устройстве и происхождении мира. Современная физическая картина мира формируется фундаментальными физическими теориями и перспективными идеями-гипотезами. Рассмотрим некоторые из них.
1. В современной физике частицы – это динамические процессы в физическом вакууме (ФВ). ФВ – основное состояние материи, формирующее микроструктуру вторичной материи кварк-глюонной плазмы – симметричного, унифицированного «сырья» Вселенной после Большого взрыва. Силы, формирующие нуклоны и удерживающие нуклоны в ядрах, — это «вторичные» явления, суммарный результат коллективных процессов с участием кварков и глюонов. В таком подходе можно промоделировать скорости «рождения», «перетекания» и «исчезновения» кварковых и глюонных полей в зависимости их распределения в пространстве. Случай, когда процессы перетекания замирают, отвечает стабильным частицам, в частности, протонам. Обменное перетекание полей между двумя нуклонами (туда и обратно) — являет собой динамические ядерные силы.
2. Рассмотрение движения кварковых и глюонных полей для группы из шести кварков, близко расположенных в четырехмерной кубической решетке, показывает, что в глюонном поле шесть кварков организуются в двухнуклонное состояние. Получившееся распределение двух нуклонов в зависимости от расстояния друг от друга определяет потенциал межнуклонного взаимодействия. Таким появилась возможность выводить ядерные силы из квантовой хромодинамики.
3. Физический вакуум актуально ничего не содержит, но содержит все потенциально. Вследствие содержания скрытой энергии он выступает в качестве онтологической основы реального мира, его непроявленного бытия. Согласно квантовой теории поля (КТП) разнообразие элементарных частиц обусловлено процессами с участием квантов физических полей. К актуальному и потенциальному модусам существования добавляется виртуальный модус, что дает возможность моделировать взаимодействие между актуальными элементарными частицами как обмен виртуальными квантами физических полей. С одной стороны, на фоне ФВ разворачиваются физические явления и процессы, связанные с элементарными частицами, с другой - частицы моделируются как ненулевые возбуждения физических полей.
4. В микроскопическом хаосе ФВ непрерывно происходит рождение и аннигиляция пар струн и антиструн, которые влияют на структуру взаимодействий [1]. Две исходные струны сливаются вместе, образуя петлю, которая после некоторого движения разъединяется и опять приводит к рождению виртуальной пары струн. Свойства струн таковы, что они способны сворачиваться, изгибаться, вибрировать. Образующиеся струнные петли способствуют возникновению более крупных частиц – кварков и электронов. Массы частиц пропорциональны энергии, выделяемой петлей в момент ее вибрации.
5. Диадные представления о структуре ФВ (наличие виртуальных пар частиц-античастиц) закономерно приводят к выводу о трехмерности минимальных пространственных частей и физического пространства в целом и представлениям о дискретно-непрерывном пространстве-времени. Физический вакуум можно полагать непрерывной материальной средой, бесконечно плотно заполненной «нитями – струнами» в трехмерном пространстве. В пределе принимается, что при сверхплотном заполнении среда ФВ становится непрерывной.
6. Состав объемных триад в элементарных частицах частично изменяется: происходит обновление диад, входящих в их состав. Структурированность вещества в пространстве дополняется структурированием его во времени: все элементы мира перевозникают на микроуровне с планковской частотой и на мегауровне с космологической частотой. Таким образом, раскрывается механизм явлений, рассмотренных Аристотелем: изотахии – постоянства скорости процесса обновления; кикинемы – совершившегося движения; реновации – через минимальный отрезок времени возникновения объекта в соседнем элементарном объеме.
7. Весьма перспективной является попытка рассмотреть вакуум сквозь призму синергетики [2]. Мир в целом находится в динамическом равновесии между хаосом и порядком. Вакуум, как «потенциальное бытие», изначальный и основной вид материи, обладает наибольшей степенью хаотичности и неопределенности. Это субстанция, флуктуации которой, вызывая «самоорганизацию», детерминируют известные виды физической реальности. Процесс упорядочения структуры в открытых системах с необходимостью ведет к нарушению исходных симметрий и, как следствие, к образованию новых структур и состояний. Именно через механизм нарушения симметрии и переход к асимметрии реализуются процессы развития систем.
По сути, вакуум – это одна из бесчисленных форм материального движения, которой соответствует своя симметрия. Процесс самопоявления, рождения вакуумом реальных действительных частиц есть результат локального нарушения симметрии. Реальные частицы, имеющие массу и соответствующую энергию, отстоят от исходного симметричного, равновесного состояния дальше, чем частицы виртуальные. В квантовой физике развитие связано с порождением частиц, обладающих наличным бытием. В таком подходе саморазвитие вакуума выглядит как переход от симметрии к асимметрии. Всякая конкретная форма материи – организованна, т.е. представляет систему с определенной степенью сложности, причем именно организованность наделяет систему присущим ей разнообразием, а значит и асимметрией.
По-новому с синергетической точки зрения рассматриваются соотношения случайности и необходимости, хаоса и порядка (спонтанное нарушение симметрии). На основе методов и средств КТП моделируются качественно-количественные изменения (фазовые переходы) в развитии Вселенной. На микроуровне эти переходы определяют физические условия объединения и расщепления физических взаимодействий, а на мегауровне - эволюционную последовательность формирования и взаимосвязи космологических объектов.
8. Виртуальные частицы-античастицы, возникающие и исчезающие в вакууме, являются "гравитационными диполями". Материя и антиматерия гравитационно отталкивают друг друга, и это значит, что вакуум может порождать такой же эффект "увеличения скорости" разбегания галактик, что и гипотетическая темная материя.
9. Реальность, рассматриваемая онтологически (т.е. существующая сама по себе), в физическом познании (гносеологически) расчленяется на две самостоятельные составляющие: геометрическую и негеометрическую. Все свойства материи делятся соответственно на два класса: пространственно-временные и остальные (движение, причинность, взаимодействие и т. д.). Единство реальности проявляется в том, что отсутствует четкая грань между физическими и геометрическими компонентами: между физикой и геометрией существует не только дополнительность, но и соответствие. Линейный временной порядок соответствует причинному порядку, непрерывность пространства и времени – принципу близкодействия, пространственно–временная метрика является основой для формулировки законов движения и т.д.

Литература
1. Брайан Грин. Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории: Пер. с англ. – М., 2004 – 256с.
2. Пригожин И, Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986 – 432с.