Найти тему
Вадим Варламов

Спектр материи Гейзенберга

В настоящее время накоплен огромный наблюдательный материал по спек-троскопии элементарных частиц. Открытие динамических симметрий (SU(3)- и SU(6)-симметрии и т.д.) позволило частично упорядочить и систематизировать эти наблюдательные данные, главным образом в области барионного спектра. Однако до сих пор остаётся неясной общая структура спектра элементарных частиц. По мнению Гейзенберга [1], главной причиной создавшейся ситуации является непонимание природы элементарной частицы. Кварковые модели, базирующиеся на приближенных динамических SU(N )-симметриях, не дают от-вета на этот вопрос, поскольку эти модели не включают в себя лептонный сектор. В стандартной модели фиксируется разделение адронного (кваркового)и лептонного секторов, плюс к этим двум добавляется калибровочный сектор (сектор полей-переносчиков взаимодействий). Такое тройственное разделение спектра частиц в стандартной модели на три класса «фундаментальных частиц» привело к ещё большей путанице в понимании общей структуры этого спектра, что и послужило главным мотивом в стремлении многих физиков-теоретиков выйти за пределы стандартной модели, т.е. найти другую альтернативную схему описания спектра элементарных частиц.

Как известно, антитезой редукционизму является холизм (учение о целом). Схемой описания спектра элементарных частиц с позиции холизма (альтер-нативой к редукционизму СМ) является подход Гейзенберга [2].

Вернер Гейзенберг (1901-1976)
Вернер Гейзенберг (1901-1976)

Главной идеей этой подхода является представление о том, что всё огромное множество элементарных частиц есть спектр материи, а каждая элементарная частица представляет собой тот или иной энергетический уровень этого спектра. Принципиально важным моментом всей программы является отказ Гейзенберга от понятия фундаментальной частицы (все уровни спектра материи равноправны). Гейзенберг утверждает, что понятие «состоит из» уже не работает в физике элементарных частиц. Если продолжить применять это понятие, то получим ответ, что каждая данная частица состоит из всех известных частиц. Таким образом, физическое знание подошло к границам той области,где понятие «состоит из» оказывается уже не имеющим смысла. Гейзенберг пишет: «. . . при столкновении двух элементарных частиц высоких энергий в процессе их распада могут возникать разнообразные частицы, однако, эти частицы не обязательно окажутся меньше тех, что подверглись делению. Речь идёт фактически о возникновении новых элементарных частиц из кинетической энергии сталкивающихся объектов. Понятие деления тем самым утратило свой смысл, как и понятие наименьшей частицы. Когда энергия становится материей, возможность чего была давно уже признана теорией относительности, энергия принимает форму элементарной частицы» [2, c. 346]. И далее: «. . .все многообразие элементарных частиц объясняется некоторой универсальной первоматерией, которую можно назвать энергией или материей. В этом случае ни одна из элементарных частиц принципиально не выделяется среди других в качестве фундаментальной частицы» [3, c. 29]. Место фундаментальных частиц занимают фундаментальные симметрии: «Спрашивается, чем же тогда заменить понятие фундаментальной частицы. Полагаю, что нам следовало бы заменить его понятием фундаментальной симметрии. Фундаментальными симметриями определяется основополагающий закон, обусловливающий спектр элементарных частиц . . . Тщательный анализ наблюдений даёт мне основание заключить,что, помимо Лоренцовой группы подлинными симметриями являются также SU(2), принцип масштабной инвариантности и дискретные преобразования P, C, T , но я не стал бы причислять к фундаментальным симметриям SU(3) или более высокие симметрии этого рода, поскольку они могут возникать благодаря динамике системы в качестве приближенных симметрий» [2, c. 106].

В рамках редукционистского описания главенствующим является понятие структуры, отсюда следует и понятие «частицы» как основной структурной составляющей, посредством которой построены все объекты макромира. В рамках холистического описания таким понятием является понятие симметрии. На квантовом уровне структура трансформируется в симметрию. Прямой же перенос на квантовый уровень таких понятий макромира как «частица» приводит к недоразумениям и парадоксам. По меткому выражению М.А. Маркова: «Мы часто "входим" в микромир с макроскопической невежливостью, "в пальто и калошах"» [4, c. 34]. Как следствие, макропонятие «частица» при-обретает на микроуровне совершенно иррациональный характер. Вот что пишет Д.Н. Клышко: «Итак, мы приходим к заключению, что фотон как элементарная частица оптического поля не имеет разумного чёткого определения и, следовательно, является, по предполагаемому определению, метафизической категорией» [5]. Применение термина «элементарная частица» к описанию квантового микрообъекта затемняет существо дела, создавая иллюзию справедливости редукционизма и макроязыка на микроуровне. Квантовый мир– это суперпозиционный (нелокальный) мир.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гейзенберг В. Природа элементарных частиц // УФН. 1977. Т. 121. С. 657–668.

2. Гейзенберг В. Шаги за горизонт. М. : Прогресс, 1987.

3. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М. : Наука, 1990

4. Марков М.А. О трёх интерпретациях квантовой механики. М. : Наука, 1991.

5. Клышко Д.Н. Квантовая оптика: квантовые, классические и метафизические ас-пекты // УФН. 1994. Т. 164. C. 1187–1214.

С подпиской рекламы не будет

Подключите Дзен Про за 159 ₽ в месяц