Пустота, пространство и взаимодействия

 

Об относительности нашего восприятия окружающего мира свидетельствует такой факт. Как известно, любое материальное тело или среда состоят из атомов. В центре каждого из них размещается ядро, а вокруг него по орбитам перемещаются электроны. Такая картина подробно описана в любом учебнике физики и не вызывает возражения. Но мало кто задумывается над тем, каковы пространственные параметры атомов, хотя все их основные показатели можно найти в физических справочниках.

Основная масса атома – свыше 99,9 % – концентрируется в его ядре, где плотность материи колоссальна и составляет 100 миллионов тонн в одном кубическом сантиметре. Если бы мы смогли заполнить атомными ядрами спичечную коробку, то ее вес составил бы около 2,5 миллиардов тонн! Вместе с тем атом железа, например, имеет плотность всего около 8 граммов на кубический сантиметр. Итак, сопоставим 100 миллионов тонн или 8 граммов в одном кубическом сантиметре. Не сопоставимая разница!

Таким образом, атом можно рассматривать как часть пустого пространства, пустоты, в котором размещаются очень плотное и малое по размерам ядро и несколько удаленных от него электронов, масса каждого из которых составляет всего 0,91.10–30 кг, что несоизмеримо меньше массы протонов, формирующих ядро и весящих 1,67.10–27 кг. Поэтому общая масса всех электронов атома не превышает 0,1 % массы всего атома.

Для того чтобы более четко представить себе геометрические соотношения строения атома, увеличим их пропорционально и предположим, что их ядра будут иметь размер горошины или дробинки диаметром 5 миллиметров. Как известно, атомы металлов образуют кристаллическую решетку, центр которой занимают ядра атомов. В принятом нами масштабе расстояния между соседними ядрами в кристаллической решетке окажутся равными примерно 120 метрам и все это пространство представляет собой пустоту, в которой находится небольшое количество электронов, размер которых несоизмеримо мал с громадными межъядерными расстояниями.

Но и ядра атомов, несмотря на громадную их плотность, не однородны и состоят из связанных систем протонов и нейтронов. Не исключено, что эти элементы ядра тоже имеют сложную структуру и, в свою очередь, состоят из каких‑то частиц, имеющих еще меньшие размеры и еще большую плотность.

Таким образом, любое физическое тело представляет собой пространство, в котором на бесконечно больших друг от друга расстояниях размещаются мельчайшие частицы. Но между ними существует очень жесткая связь, определяющая взаимоположение их в пространстве и не позволяющая изменить расстояния. между ядрами и деформировать тела. Эту связь мы называем "взаимодействие", а область ее проявления – "поле". Современная физика считает, что существует четыре вида взаимодействий: сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное.

Предполагается, что природа взаимодействий связана с обменом частиц‑переносчиками (фотоны, гравитоны, глюоны и т. п.). Видимо, для такого утверждения есть основания, но по существу оно отражает только внешнее проявление процесса, а не его природу. Перемещение частиц, безусловно, имеет место и при различного рода взаимодействиях, но, скорее, это является следствием, а не первопричиной явления.

Частицы‑переносчики разнородны по своим качествам и свойствам, а поэтому, безусловно, являются сложными структурами и состоят из набора элементов, которые должны быть объединены какими‑то взаимосвязями. Итак, мы опять сталкиваемся со взаимодействиями, но уже на более низком уровне. Кроме того, концепция частиц‑переносчиков не' может объяснить природу сил взаимного притяжения тел, так как эти силы действуют обычно навстречу траектории перемещения частиц.

На каждом уровне познания человечество стремилось найти какой‑то "начальный" элемент материи. Сначала таким элементов считали атом ("неделимый"). Потом оказалось, что он имеет сложную структуру и появились "элементарные" частицы, но и они оказались далеко не элементарными. Сейчас утверждается, что все‑таки есть "истинно элементарные" частицы – кварки, лептоны и, наконец, микролептоны. Но, увы, и они не могут быт признаны "истинно элементарными" хотя бы потому, что существует ряд их разновидностей, а следовательно, они неизбежно должны иметь сложную структуру и состоять еще из каких‑то элементов, более мелких и тоже чем‑то связанных между собой. Но чем? Опять поля и взаимодействия?

Таким образом, проблема природы взаимодействий и полей по‑прежнему остается не разрешенной, а без этого невозможно понять ни основы строения материи, ни природы проявления основных физических закономерностей. В этом заключается трагическое противоречие современных физических концепций, которые ограничиваются нашими возможностями воспринимать окружающий мир.

Следовательно, наши представления о твердых телах как о сплошных монолитных образованиях, да и обо всем окружающем мире вообще очень субъективны и не отражают действительности. Мы имеем дело с пустотой, в которой проявляются непонятные нам силы (поля, взаимодействия), формирующие НЕЧТО, что воспринимается нами в виде предметов и тел. Вызывает сомнение вообще целесообразность поиска неких элементарных образований, из которых состоит материя. Не исключено, что таких образований вообще нет, а в их качестве мы воспринимаем какие‑то пространственные аномалии, но это, конечно, только предположения. Что же касается материи, то она действительно неисчерпаема и не имеет предела делимости. Общие философские формулировки обретают реальное воплощение.

Но если понятие об элементарных образованиях не определено, то понятие "взаимодействие" предполагает существование некоторых объектов, между которыми эти взаимодействия реализуются. Нет объектов – не может быть и взаимодействия.

Таким образом, вырисовывается довольно любопытная картина. Поскольку основным средством получения информации об окружающем мире для нас является зрение, то наши представления об этом мире можно условно свести к восприятию "светового пространства", т. е. такого пространства, которое ограничено свойствами и возможностями электромагнитных воздействий. Такая специфика восприятия формирует некоторую условную, субъективную картину окружающего мира, далекую от объективной реальности.

Та же реальность может оказаться совершенно иной, если представить ее на базе других взаимодействий. Например, могут существовать "гравитационное пространство" и другие, неизвестные нам, формы восприятия, с которыми нам иногда приходится сталкиваться. Но мы не можем понять и объяснить их природы, так как они выходят за рамки известного нам "светового пространства".

Поскольку любые тела и среды в действительности представляют собой пустоту, в которой на бесконечно больших расстояниях друг от друга размещаются некие материальные образования, то, казалось бы, при такой структуре любые твердые тела способны беспрепятственно проникать друг в друга. Однако мы хорошо знаем, что такого не происходит. Мощные электромагнитные силы, взаимодействующие между ядрами атомов, надежно удерживают их на относительно больших расстояниях, не позволяя ни удалиться, ни приблизиться друг к другу, и формируют некий невидимый барьер, определяющий границы и формы тела, преодолеть который другое материальное тело не может.

Специфической особенностью нашего зрения является предельная возможность восприятия материальных образований, ограниченные некоторыми минимальными размерами. Поэтому мы не можем видеть даже при использовании самых сложных оптических систем – такие сложные структуры, как элементы кристаллической решетки. Электронные микроскопы несколько расширяют наши возможности, однако и они не обладают достаточной разрешающей способностью. Поэтому информацию об окружающем мире на таких уровнях возможно получить только косвенным путем, а это не может не влиять на формирование наших представлений и взглядов. В результате они очень условны и далеки от действительности, а поэтому затруднительно реально и объективно оценивать многие наблюдаемые явления.

Таким образом, наши представления об окружающем мире находятся в прямой зависимости от свойств и качеств, которыми обладают электромагнитные взаимодействия. Они ограничивают наш мир "световым пространством" и не позволяют проникнуть в глубину строения материи. Для того чтобы разрешить эту проблему, нужно прежде всего понять природу взаимодействий вообще и электромагнитных в частности. Только в этом случае можно будет составить реальное представление о пространстве и общих закономерностях строения материальных объектов. В рамках классических физических, концепций это, вероятно, сделать невозможно, нужны принципиально новые идеи и подходы.

В понятие "пространство" мы подсознательно вкладываем некоторые субъективные метрические представления, которые воспринимаются нами как расстояния, прямолинейность, кривизна и т. п., базирующиеся на определенных взаимодействиях и материальных средах, в которых они проявляются. В качестве такой среды раньше предполагался эфир, потом от него отказались и заменили понятием "вакуум".

Вакуум представляется как пространство, заполненное элементарными частицами, взаимодействующими с гравитацией и электромагнетизмом. Поэтому частицы вакуума проявляют себя как в "световом", так и в "гравитационном" пространствах. Совокупность этих взаимодействий и определяет закономерность распределения частиц вакуума в пустоте, которая характеризуется большой неравномерностью.

МОЖНО предположить, что наличие некоторой среды – в данном случае вакуума – является обязательным свойством пространства (светового, гравитационного и других, если они существуют) и необходимым условием для протекания любых волновых процессов, в том числе распространения электромагнитных волн (свет, радио и др.). Вне материальных сред, в пустоте или "истинном пространстве", о котором мы уже упоминали, какие‑либо волновые процессы маловероятны. Однако утверждать подобное пока нет достаточных оснований, поскольку мы ничего не знаем о свойствах и характеристиках "истинного пространства", оно для нас еще остается абстрактным понятием.

Однако, если это утверждение соответствует действительности, то находят объяснения многие явления, связанные с так называемым "искривлением пространства" и коэффициентами его кривизны, введенными Фридманом в формулы и вытекающие из этого следствия.

Пространство и среда, видимо, должны рассматриваться как единый взаимосвязанный комплекс. И так же, как мы допускаем существование "светового пространства", можно допустить и реальность некоей "световой среды", заполняющей это пространство и тесно увязанной с ней общими взаимодействиями. Итак, четко вырисовывается связь между тремя элементами единого комплекса: пространство, среда и и взаимодействия. Не исключено, что подобные комплексы могут формироваться и на других, не известных нам видах взаимодействий, причем, если это имеет место, то такие образования никак не будут проявляться в нашем мире, и мы ничего не будем знать об их существовании. Но на этой проблеме мы еще остановимся подробнее в разделе "Параллельные миры".

 

 

Глава II.