Лекция № 4. Концепции современной физики: атомный и нуклонный уровни организации материи.

1. Понятие и общая характеристика фундаментальных

Физических взаимодействий.

Одно из определений физики как науки таково: физика явля­ется учением о различных типах взаимодействий. Различают четыре типа фундамен­тальных взаимодействий: сильное, электромаг­нитное, слабое, гравитационное.

Гравитационное и элек­тромагнитное взаимодействия известны людям достаточно хоро­шо. Гравитационное взаимодействие; удерживает, к примеру, планеты при их движении вокруг звезд. Электромагнитное взаимо­действие удерживает электрон, вращающийся вокруг атомного ядра, и является основным между атомами и молекулами.

Два ос­тальных взаимодействия требуют специальных методов исследова­ния (сильное взаимодействие удерживает кварки внутри протона, слабое взаимодействие связано с распадом нейтронов (-распад)). Сильное взаи­модействие превосходит электромагнитное примерно в 100 раз и проявляется на расстояниях порядка 10^-15 м. Слабое взаимодействие, наоборот, гораздо слабее электромаг­нитного, но неизмеримо сильнее гравитационного.

Сильное взаимодействие происходит на уровне атомных ядер и представляет собой взаимное притяжение и отталкивание их составных частей. Оно действует на расстоянии порядка 10^-13 см. При определенных условиях сильное взаимодействие очень прочно связывает частицы, в результате чего образуются материальные системы с высокой энергией связи - атомные ядра. Именно по этой причине ядра атомов являются весьма устойчивыми, их трудно разрушить.

Электромагнитное взаимодействие примерно в тысячу раз слабее сильного, но значительно более дальнодействующее. Взаимодействие такого типа свойственно электрически заря­женным частицам. Носителем электромагнитного взаимодейст­вия является не имеющий заряда фотон — квант электромаг­нитного поля. В процессе электромагнитного взаимодействия электроны и атомные ядра соединяются в атомы, атомы — в мо­лекулы. В определенном смысле это взаимодействие является основным в химии и биологии.

Слабое взаимодействие возможно между различными части­цами. Оно связано главным образом с распадом частиц, например, с происходящими в атомном ядре превращениями нейтрона в про­тон, электрон и антинейтрино. Согласно современному уровню знаний, большинство частиц нестабильны именно благодаря слабому взаимодействию.

Гравитационное взаимодействие заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальным законом Всемирного тяготения. Это самое слабое, не учитываемое в теории элементарных частиц. Однако на ультрамалых расстояниях (порядка 10^-33 см) и при ультрабольших энергиях гравитация вновь приобретает существенное значение, посколь­ку гравитационное взаимодействие по своей силе становится сравнимым с остальными видами взаимодействия. В космиче­ских масштабах гравитационное взаимодействие (тяготение) имеет решающее значение. Радиус его действия не ограничен.

В последние годы в научных трудах обсуж­дается возможность существования еще одного дистан­ционного взаимодействия в макромире — спинового, или торсионного, фиксирующего и передающего информа­цию посредством торсионного поля. Физическая при­рода этого пятого взаимодействия, по-видимому, совер­шенно иная, чем у остальных четырех взаимодействий, так как передача информации здесь осуществляется вроде бы без затрат энергии.

Современные работы Дж. Уиллера, А. Пероуза, К. Прибрама, П. Дэвиса позволяют рассматривать наличие в природе этого пятого фунда­ментального взаимодействия — спинторсионного взаимодействия. Связанные с ним поля (поля кру­чения) обладают способностью почти безэнергетически передавать информацию в любую часть Вселенной, а так­же обеспечивают «голографичность» информационных связей во Вселенной.

Соответственно изложенной парадигме вполне объяс­нимыми становятся практически все явления, связанные с сенсорным восприятием феноменов и биоэнергети­ческим (точнее биоинформационным) воздействием це­лителей. Поэтому есть все основания считать, что тор­сионные поля ответственны за парапсихические фено­мены.

В наше время эта область деятельности перестала быть экзотической. Сейчас в нее вовлечены многие организа­ции, предприятия, научно-исследовательские институты. Организовано производство синтетических противоторсионных экранов из пленок для продажи населению, ко­торые можно использовать в качестве защиты от геопа­тогенных излучений, излучений ЭВМ, компьютеров, те­левизионных приемников и других радиоэлектронных приборов. Создаются новые конструкционные материа­лы с уникальными свойствами. Например, учеными Рос­сии и Украины создана сталь в два раза прочнее и в шесть раз пластичнее, чем обычная. Разрабатываются са­мые различные типы датчиков, реагирующих на торси­онные поля.

Перспективы использования торсионных полей гран­диозны. Достаточно упомянуть новые поколения компь­ютеров с элементной базой на микроуровне с поистине невероятными вычислительными способностями. Откры­тие пятого фундаментального взаимодействия перевер­нет наши представления о природе. Ученые предполагают, что, если ХХ век про­шел под знаком электромагнетизма, то следующий будет веком торсионной энергии.

С концепциями взаимодействия в физике тесно связана кон­цепция физического вакуума. Вакуум — это вовсе не «абсолютное ничто», а реальная физическая система, например, электромагнит­ное поле в одном из своих состояний. Более того, согласно кванто­вой теории поля, из вакуумного состояния можно получить все другие состояния поля.

В современной квантовой теории поля под полем понима­ется система с переменным числом частиц (квантов поля). Вакуумом называется наинизшее энергетическое состояние поля, в котором вообще нет квантов поля. В вакуумном состоянии при отсутствии возбуждения электромагнитное поле не содер­жит частиц (фотонов). В этом состоянии оно не обладает механическими свойствами, присущими корпускулярному веществу (например, тела при движении в нем не испытывают трения). Вакуум не содержит обычных видов материи, однако, он не пуст в прямом смысле слова, поскольку при соответствующем возбуждении в нем появляются фотоны — кванты электромаг­нитного поля, посредством которых осуществляется электро­магнитное взаимодействие.

В вакууме присутствуют и другие физические поля, в частно­сти гравитационное, кванты которого, гравитоны, предсказаны теоретически, но экспериментально пока не зарегистрированы.

Таким образом, под вакуумом понимают такое состояние физической системы, когда в ней нет ни энергии, ни частиц, ни полей. Вакуум можно определить как поле с минимальной энергией. Но это не означает, что в нем вообще ничего нет. В вакууме постоянно протекают слож­нейшие физические превращения, например особого рода ваку­умные колебания электромагнитного поля, не вырывающиеся из него и не распространяющиеся, но отчетливо проявляющиеся в физическом эксперименте.