Электронная библиотека
Библиотека .орг.уа
Поиск по сайту
Философия
   Книги по философии
      Фритьоф Капра. Дао физики -
Страницы: - 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  - 24  - 25  - 26  - 27  - 28  - 29  - 30  -
Они постоянно появляются и исчезают в процессе бесконечного танца движения и энергии. Как и субатомный мир для физика, так и для восточно- го мистика феноменальное существование представляет собой САНСАРУ -мир беспристрастных рождений и смертей. Будучи временными воплощениями Пус- тоты, предметы этого мира не имеют фундаментальной, устойчивой сущности. В особенности это характерно для буддийской философии, которая отрицает существование какой бы то ни было материальной субстанции и находит ил- люзорными представления о постоянном "я", последовательно претерпевающем различные ощущения. Буддисты нередко сравнивают иллюзию существования материальной субстанции и постоянного "я" с волнами на поверхности воды. В последнем случае движение молекул воды "вверх-вниз внушает нам, что по ее поверхности в горизонтальном направлении перемещается некоторое "ко- личество воды" (см. рис. 13). Интересно, что к тому же самому сравнению прибегали и физики, стремившиеся проиллюстрировать иллюзорность понятий материальной субстанции, порожденной движением частиц, в рамках теории поля. Так, Герман Уэлль пишет: "Согласно (представлениям о строении вещества и теории поля), матери- альная частица - такая, как, скажем, электрон, представляет не что иное, как небольшой участок энергетического поля, в пределах которого мощность поля достигает фантастических величин, что свидетельствует о сосредото- чении большого количества энергии в очень малом объеме пространства. Та- кой сгусток энергии, вне всякого сомнения, четко проступает на фоне все- го остального поля, подобно волнам на поверхности водоема, перемещается в пустом пространстве; поэтому мы не можем утверждать. что электрон все время состоит из какой-то определенной субстанции" {81,171}. В китайской философии идея поля имплицитно присутствует уже в самом понятии Дао, которое, будучи пустым и бесформенным, тем не менее, порож- дает все формы. Кроме того, идея поля получила эксплицитное выражение в понятии "ЦИ". Этот термин занимал значительное место в концепциях прак- тически всех школ китайской натурфилософии, играя особенно важную роль в философии неоконфуцианства, стремившейся объединить учения конфуци- анства, даосизма и буддизма (см. гл. 7). Само слово "ци" буквально обоз- начает "газ" или "эфир". В древнем Китае оно использовалось для обозна- чения жизненной энергии, или энергии, одушевляющей космос. Представления о "каналах" ци, пролегающих в теле человека, стали основой традиционной китайской медицины. Цель акупунктуры - стимуляция движения ци по этим каналам. Поток ци-это основное понятие, использовавшееся китайскими мас- терами гимнастики тайцзи-даосского Танца Воина-для теоретического обос- нования плавных движений этого направления боевого искусства. Неоконфуцианцы развили понятие "ци" таким образом, что оно сблизилось по смыслу с понятием квантового поля в современной физике. Подобно кван- товому полю, ци воспринимается как нематериальная, ускользающая от чело- веческого восприятия форма существования материи, присутствующая однов- ременно во всем пространстве и способная конденсироваться в виде твердых материальных тел. По словам Цзая Цая, "Когда ци конденсируется, оно становится видимым, в результате чего появляются очертания (отдельных вещей). Рассеиваясь, ци перестает быть видимым, и очертания исчезают. Когда ци конденсируется, разве можно ут- верждать, что оно не есть что-то преходящее? Но в тот момент, когда ци рассеивается, разве можно с поспешностью утверждать, что оно прекратило свое существование?" {29. 279}. Таким образом, ци конденсируется и рассеивается с ритмической перио- дичностью, порождая формы, которые, в конечном итоге, снова растворяются в Пустоте. Как говорит Цзан Цай, "Великая Пустота не может не состоять из ци; ци не может не конденси- роваться, чтобы породить все вещи;- эти вещи не могут не рассеиваться, чтобы (снова) породить Великую Пустоту" {29,280]. Как и теории квантового поля, это поле, или ци, не только лежит в ос- нове всех материальных объектов, но и осуществляет их взаимосвязи, при- нимая форму волн. При сравнении описания понятия поля в современной фи- зике, данное Вальтером Тиррингом, и китайского подхода к объяснению фи- зического мира, описанного Джозефом Нидэмом, становится вполне очевидным близкое родство этих двух концепций, "Современная физика... поместила наши размышления о природе Mатерии в совершенно новый контекст. Она заставила нас перевести взгляд с видимо- го, то есть частиц, на невидимое, то есть поле. Присутствие Mатерии есть всего лишь возбужденное состояние поля в данной точке, нечто случайное, непостоянное, своеобразный "изъян" в пространстве, если так можно выра- зиться. Соответственно, простых знаков, которые описывали бы силы, дейс- твующие между элементарными частицами, не существует... Упорядоченность и гармонию должно искать на уровне поля, лежащего в основе всего сущего" {77, 160}. "В древние времена и средневековье китайцы воспринимали физический мир как протяженное целое. Согласно их представлениям, ци, конденсирую- щееся в виде осязаемого вещества, не имеет какой бы то ни было самостоя- тельной сущности и отдельности, напротив,- все отдельные предметы взаи- модействуют друг с другом... при помощи волн, или колебаний, характер которых, в конечном счете, зависит от ритмического чередования двух ос- новополагающих начал на всех уровнях мироздания. Следовательно, от- дельные предметы обладают своими собственными ритмическими характеристи- ками, которые вплетаются... в общий узор мировой гармонии" {60, 8}. Придя к понятию квантового поля, физика нашла неожиданный ответ на старый вопрос о том, из чего же состоит вещество-из неделимых атомов или фундаментального континуума, лежащего в основе всего. Поле есть контину- ум, пронизывающий все пространство, который, тем не менее, имеет протя- женную, как бы "гранулярную", структуру в одном из своих проявлений, то есть в форме частиц. Таким образом, два самостоятельных понятия объеди- няются в одно, приобретая характер двух различных аспектов одной и той же реальности. Как всегда в теории относительности, объединение двух противоположных понятий носит динамический характер: два аспекта вещест- ва непрестанно преобразуются друг в друга. Восточные мистики подчеркива- ют тот факт, что между Пустотой и порождаемыми ею формами существует аналогичное динамическое единство. По словам Ламы Говинды, "Соотношение формы и пустоты нельзя рассматривать как противопостав- ление взаимоисключающих противоположностей; напротив, форма и пустота представляют собой два аспекта одной и той же реальности, сосуществующие друг с другом и пребывающие в постоянном взаимодействии" {31,223}. Слияние этих противоположностей в рамках единого целого одна из буд- дийских сутр описывает в следующих словах, ставших довольно известными: "Форма есть пустота, а пустота, в свою очередь, есть форма. Пустота не отличима от формы; форма не отличима от пустоты. Что есть форма-есть пустота; что есть пустота есть форма" {58}. Теории поля современной физики не только выработали новый взгляд на субатомные частицы, но и существенно изменили наши представления о си- лах, действующих между ними. Первоначальное понятие поля связывалось с понятием силы, и даже в теории квантового поля оно сохраняет связь с си- лами взаимодействующих частиц. Так, электромагнитное поле может предс- тавляться в виде "свободного поля", то есть перемещающихся волн, или фо- тонов, а также может играть роль силового поля, возникающего в прост- ранстве между заряженными частицами. В последнем случае наличие поля проявляется в обмене фотонами между заряженными частицами. Взаимное от- талкивание двух электронов опирается на механизм фотонных обменов между электронами. На первый взгляд, такая трактовка понятия силы может показаться чере- счур мудреной и сложной, однако стоит взглянуть на пространственно-вре- менной график, как все сразу же становится гораздо более понятным. На графике {рис. 29} изображены два электрона, сближающиеся друг с другом, один из которых испускает фотон (гамма) в точке А, а второй поглощает этот фотон в точке В. Испустив фотон, первый электрон изменяет скорость и направление своего движения, что проявляется в изменении наклона его мировой линии. Второй электрон делает то же самое, поглощая фотон. В ре- зультате электроны разлетаются в разные стороны. Их взаимное отталкива- ние выражается в обмене фотонами. Полное взаимодействие электронов вклю- чает в себя обмен несколькими фотонами, вследствие чего отталкивание происходит не резко, как на нашем графике, а постепенно и плавно, так как электроны будут двигаться по изогнутым дугам. Классическая физика объяснила бы эту ситуацию действием отталкивающей силы. Сейчас такой подход представляется крайне неадекватным. При сбли- жении электронов ни один из них не ощущает воздействия какой бы то ни было силы. Все, что происходит между ними,-это обмен фотонами. Следова- тельно, понятие силы не может быть применено по отношению к явлениям су- батомного мира. Это понятие из арсенала классической физики, ассоциирую- щейся (пусть даже только подсознательно) с ньютоновскими представлениями о силах, действующих на расстоянии. В субатомной физике таких сил уже нет: их заменяют взаимодействия между частицами, происходящие через пос- редство полей, то есть каких-то других частиц. Поэтому физики избегают употреблять слово "сила", заменяя его словом "взаимодействие". "Обмен фотоном" - это интерференция двух волновых пакетов, происходя- щая, однако, не непрерывно, а квантами. [А.Б.] Согласно теории квантового поля, все взаимодействия сводятся к обмену частицами. В случае электромагнитного взаимодействия в обмене участвуют фотоны; при более сильных взаимодействиях между нуклонами-в обмене участвуют частицы новой разновидности: "мезоны". Мезоны бывают разного типа. Чем ближе друг к другу расположены нуклоны, тем больше количество и вес мезонов, которыми они обмениваются. Взаимодействия нуклонов и свойства мезонов отчетливо связаны друг с другом. Поэтому фундамен- тальное понимание природы невозможно без понимания природы всего спектра субатомных частиц. В теории квантового поля все взаимодействия частиц можно представить в виде пространственно-временных графиков, сопроводив каждый из послед- них математических формулой, помогающей вычислить вероятность соот- ветствующего процесса. Точное, соответствие между графиками и математи- ческими формулами было установлено в 1949 году Ричардом Фейнманом, после чего эти графики получили название графиков Фейнмана. Важнейшая состав- ная часть теории квантового поля-это объяснение процессов возникновения и уничтожения частиц. Например, фотон (рис. 30) создается в процессе эмиссии в точке А, а уничтожается при его поглощении в точке В. В реля- тивистской теории при рассматривании такого процесса необходимо учиты- вать, что частицы представляют собой не неделимые тела, а динамические паттерны, сущность которых определяется наличием того или иного коли- чества энергии, которая может перераспределяться при образовании новых паттернов. Возникновение частицы, обладающей массой, возможно только при условии наличия такого количества энергии, которое эквивалентно массе этой час- тицы, как, например, в процессе столкновения. В случае сильных взаимо- действий, которые могут происходить внутри атомного ядра, обмен тяжелыми мезонами представляется маловероятным, и все же процессы обмена имеют место. Так, два протона могут обменяться "пи-мезоном", или "пионом", масса которого составляет около одной седьмой массы протона (см. рис. 31 и 32). Обменные процессы такого рода происходят, несмотря на недостаточное количество энергии для возникновения мезона. Причина этого заключается в "квантовом эффекте", связанном с принципом неопределенности. Как уже го- ворилось в гл. II, субатомные явления, происходящие в течение небольшого промежутка времени, характеризуются значительной неопределенностью в энергетическом отношении. Мезонные обмены, то есть возникновение и пос- ледующее уничтожение мезонов тоже относится к таким процессам. Их тече- ние столь кратковременно, что неопределенность энергии достаточно велика для возникновения мезонов. Такие мезоны называются "виртуальными" части- цами. Они отличаются от "настоящих" частиц тем, что могут существовать только на протяжении небольшого отрезка времени, обусловленного принци- пом неопределенности. Чем тяжелее мезоны (то есть чем больше энергии не- обходимо для их возникновения), тем быстротечнее процесс обмена. Поэтому нуклоны могут обмениваться тяжелыми мезонами лишь в том случае, когда их разделяет небольшое расстояние. С другой стороны, обмен виртуальными частицами может иметь место и на очень большом удалении, так как фотоны, по причине своей невесомости (нулевой массы покоя), не нуждаются в больших количествах энергии для своего возникновения. Проведя аналогич- ный анализ ядерных и электромагнитных сил, Хидэки Юкава в 1935 году не только предсказал существование пиона за двенадцать лет до его экспери- ментального обнаружения, но и приблизительно оценил его массу, исходя из величины ядерной силы. Теория квантового поля изображает все взаимодействия как процессы об- мена виртуальными частицами. Чем сильнее взаимодействие, то есть чем мощнее "сила" взаимодействия между частицами, тем выше вероятность соот- ветствующего процесса и тем чаще происходит обмен виртуальными частица- ми. Однако роль виртуальных частиц не ограничивается участием в подобных взаимодействиях. Виртуальную частицу может испускать любой отдельно взя- тый нуклон, который потом ее поглотит. Это вполне обычный процесс, и единственная оговорка заключается в том, что время существования образо- вавшегося мезона ограничено принципом неопределенности. На рис. 32 поме- щен график Фейнмана, на котором изображен процесс испускания и уничтоже- ния пиона. Вероятность таких процессов, получивших название процессов "взаимо- действия", для нуклонов очень велика, так как они часто вступают во вза- имодействия. Это означает, что в действительности нуклоны постоянно ис- пускают и поглощают виртуальные частицы. Теория поля рассматривает нук- лоны в качестве центров постоянной активности, окруженных "облаками" виртуальных частиц. Виртуальные мезоны вскоре после своего испускания исчезают, что означает, что они не могут удалиться на большое расстояние от нуклона. Поэтому мезонное облако имеет очень небольшие размеры. Внеш- ние области облака заполнены легкими мезонами (главным образом, пиона- ми), а более тяжелые мезоны поглощаются нуклоном быстрее, и могут поэто- му находиться вблизи от центра атома. Каждый нуклон окружен такими облаками мезонов, которые существуют очень недолго. Тем не менее, при некоторых обстоятельствах виртуальные мезоны могут превратиться в нуклоны. Если нуклон сталкивается с ка- кой-либо другой частицей, движущейся с большой скоростью, кинетическая энергия этой частицы может перейти к виртуальному мезону и оторвать его от облака. Таков механизм образования настоящих мезонов при столкновении частиц с участием высоких энергий. С другой стороны, два нуклона могут сбли- зиться друг с другом, так что их мезонные облака частично належатся друг на друга, и тогда некоторые виртуальные частицы могут не возвращаться к тому нуклону, который их испустил, а "перепрыгнуть" в соседнее облако и быть поглощенными другим нуклоном. Это механизм процессов обмена части- цами во время сильных взаимодействий. Становится ясно, что взаимодействия частей, а следовательно, и силы, действующие между ними, зависят от состава виртуальных облаков этих час- тиц. Радиус взаимодействия, то есть расстояние между частицами, при ко- тором происходят взаимодействия, определяется свойствами частиц, состав- ляющих облака. По этой причине электромагнитные силы зависят от наличия виртуальных фотонов "внутри" заряженных частиц, в то время как сильные взаимодействия между нуклонами происходят в результате присутствия фото- нов "внутри" нуклонов виртуальных пионов и других мезонов. Теория поля воспринимает силы, действующие между частицами, как свойства (которые так четко разграничивались в греческом и ньютоновском атомизме), имеющие одну и ту же физическую природу-природу динамических паттернов, которые мы называем частицами. Такой подход к пониманию силы характерен для восточного мистицизма, в учениях которого движение и изменение рассматриваются в качестве основ- ных неотъемлемо присущих свойств всех вещей. "Все вращающиеся предме- ты,-говорит Цзан Цай о небесах,-обладают спонтанной силой. Поэтому их движение не является навязанным извне" [60,62]. В "И цзин" мы читаем: "(Природные) законы не являются внешними силами по отношению к вещам; они воплощают гармонию движения, свойственную самим вещам" [86, 68]. Это древнее китайское определение силы как воплощение "гармонии дви- жения, свойственной самим вещам" представляется особенно уместным в све- те положений теории квантового поля, которые характеризуют силы взаимо- действия между собой как проявления динамических паттернов (виртуальных облаков), присущих частицам. Сила - как интерференция (квантованная) облаков. - "обмен" фотонами. На дальнем расстоянии - цепочка таких взаимодействий. [А.Б.] Теория поля современной физики побуждает нас отказаться от традицион- ного противопоставления между материальными частицами и пустотой. И гра- витационная теория поля Эйнштейна, и теория квантового поля утверждают, что частицы неразрывно связаны с окружающим пространством и не могут рассматриваться в отрыве от него. С одной стороны, частицы оказывают воздействие на структуру пространства, с другой-они являются не самосто- ятельными частицами материальной субстанции, а, скорее, сгустками в беспредельном поле, пронизывающем все пространство. Теория квантового поля видит в этом поле основу для существования и взаимодействия всех частиц. "Поле существует всегда и везде; оно не может исчезнуть. Поле есть проводник для всех материальных явлений. Это "пустота", из которой про- тон создает п-мезоны (пи-). Возникновение и исчезновение частиц-лишь фо- рмы движения поля" [77, 159]. Мы можем окончательно убедиться в неразрывном единстве понятий ве- щества и пустого пространства, узнав о том, что виртуальные частицы мо- гут спонтанно возникать "из пустоты" и снова растворяться "в пустоте" даже в том случае, если поблизости нет нуклонов или каких-либо других частиц, которые могут участвовать в сильных взаимодействиях. На рис. 33 представлен так называемый "вакуумный график", на котором изображен один из подобных процессов: три части-протон (Р), антипротон (Р-) и пион (пи)-образуются из вакуума, а потом снова превращаются в вакуум. Теория поля утверждает, что события такого рода происходят постоянно. Поэтому вакуум не может считаться пустым, напротив, он содержит бесчисленное множество беспорядочно возникающих и исчезающих частиц. Интересно, не означает ли это, что физический вакуум обладает свойс- твами твердого тела или газа? Или время жизни возникающих/исчезающих ча- стиц столь мало, что у них нет эффекта взаимодействия с чем-либо? [А.Б.] Здесь материал современной физики заставляет нас вспомнить о понятии Пустоты в восточном мистицизме. Подобно восточной Пустоте, "физический вакуум", как он именуется в теории поля, не является просто состоянием абсолютной незаполненности и отсутствия всякого существовани

Страницы: 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  - 24  - 25  - 26  - 27  - 28  - 29  - 30  -


Все книги на данном сайте, являются собственностью его уважаемых авторов и предназначены исключительно для ознакомительных целей. Просматривая или скачивая книгу, Вы обязуетесь в течении суток удалить ее. Если вы желаете чтоб произведение было удалено пишите админитратору