 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
81
км/с. Это и составляет сущность новой концепции –
концепции близкодействия, которая
распространяется не только на электромагнитное, но и на другие виды взаимодействий. Согласно
концепции близкодействия взаимодействие между телами осуществляется посредством тех или
иных полей (например, тяготение – посредством гравитационного поля), непрерывно
распределенных в пространстве.
Дискретность и непрерывность материи
Что же такое физическое поле? Можно ли представить его наглядно с помощью простых,
доступных нашему пониманию образов? Как оно соотносится с представлениями о частицах
вещества?
Самое простое представление о поле дает сплошная среда, например вода, заполняющая
некоторую область пространства (или же вообще все пространство) . Эта среда может иметь в
разных точках, например, различную плотность или температуру, по-разному двигаться. Именно
конкретное физическое свойство среды, разное в разных точках и доступное для измерений,
физически определяет поле. В связи с этим различают поле температур, поле скоростей, силовое
поле и т. д.
В философском плане разделение мира на тела и частицы, с одной стороны, и сплошную среду,
поле и пустое пространство – с другой, соответствует выделению двух крайних свойств мира – его
дискретности и непрерывности.
Дискретность (или прерывность) означает – «зернистость», конечную делимость
пространственно-временного строения и состояния предмета или объекта, его свойств и форм
движения (скачки), тогда как непрерывность выражает единство, целостность и неделимость
объекта, сам факт его устойчивого существования. Для непрерывного нет границ делимого.
В математике этим философским категориям соответствуют дискретное множество
натуральных чисел и непрерывное множество (континуум) действительных чисел. Для точного
пространственно-временного описания свойств сплошной среды (и поля) был разработан
специальный раздел математики.
Дискретные и непрерывные свойства мира в рамках классической физики первоначально
выступают как противоположные друг другу, отдельные и независимые друг от друга, хотя в
целом и дополняющие общее представление о мире. И только развитие концепции поля, главным
образом для описания электромагнитных явлений, позволило понять их диалектическое единство.
В современной квантовой теории это единство противоположностей дискретного и непрерывного
нашло более глубокое физико-математическое обоснование в концепции корпускулярно-волнового
дуализма.
После появления квантовой теории поля представление о взаимодействии существенно
изменилось. Согласно данной теории, любое поле не является непрерывным, а имеет дискретную
структуру. Например, электромагнитное взаимодействие в квантовой теории поля является
результатом обмена частиц фотонами
– квантами электромагнитного поля, т. е. фотоны –
переносчики этого поля. Аналогично другие виды взаимодействия возникают в результате обмена
частиц квантами соответствующих полей. Например, в гравитационном взаимодействии, как
предполагается, принимают участие гравитоны (их существование пока экспериментально не
подтверждено).
Согласно полевой концепции, участвующие во взаимодействии частицы создают в каждой
точке окружающего их пространства особое состояние – поле сил, проявляющееся в силовом
воздействии на другие, частицы, помещенные в какую-либо точку данного пространства.
Первоначально выдвигалась механическая интерпретация поля как упругих напряжений
гипотетической среды «эфира». Теория относительности, отвергнув «эфир» как особую упругую
среду, вместе с тем придала фундаментальный смысл понятию поля как первичной физической
реальности.
В современной квантовой физике на роль «эфира» может претендовать новый возможный вид
материи –
физический вакуум. Первые представления о нем дал один из создателей квантовой
теории поля английский физик П. Дирак (так называемое «море Дирака»). Хотя вакуум мы
непосредственно не видим (он прозрачен для электромагнитных излучений и не оказывает
никакого сопротивления движению материальных частиц и тел), но все же он может проявляться
при взаимодействии с ним тех же частиц или электромагнитных волн (гамма-квантов),