Libmonster is the largest world open library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!

Libmonster ID: RU-8563
Author(s) of the publication: В. Ф. ГЕРШАНСКИЙ

Share with friends in SM

Проблема взаимодействия философских и физических принципов в процессе формирования новой физической теории микромира - теории атомного ядра как ядерной хромодинамики (внесение в ядро кварковых степеней свободы) является, по существу, наиболее важной, ибо именно она определяет глубину содержательного представления данной теории. При этом необходимо учитывать проблему синтеза релятивистских, квантовых и хронотопологических принципов как физической проблемы с теми философскими аспектами, которые с ней связаны. Можно допустить, что проблема синтеза, являясь, по существу, физической, решается чисто физическими методами, что может привести и к решению связанных с ней философских проблем. Тогда происходит процесс философского осмысления уже созданной физической теории, и роль философских оснований сводится к описательной функции. Положение меняется, когда проблема синтеза является физической проблемой такой степени общности, что она не может быть решена чисто физическими методами без предварительного решения соответствующих философских проблем. В этом случае философские основания носят опережающий (прогностическая функция) характер в созидательной работе над новой содержательной теорией, что взаимодействие философских и физических принципов в таком действии следует рассматривать в диалектическом единстве различных их проявлений.

Основной физической теорией сильных взаимодействий ядра и ядерных реакций, претендующей на построение микрореальности, является теория квантовой хромодинамики (КХД). Вводимые в ней цветные кварк-глюонные поля - основные абстрактные объекты современной микрофизики. Однако теория КХД, несмотря на все ее неоспоримые успехи, сталкивается с целым рядом трудностей концептуального характера. В хромодинамическом описании возникают не имеющие физического смысла состояния, ненаблюдаемые объекты, имеет место неполнота и даже противоречивость описания. До сих пор одной из наиболее дискутируемых проблем остается проблема интерпретации теории КХД (кварков, глюонов и их взаимодействий). Такая теоретико- познавательная ситуация была связана с введением закона сохранения цветного заряда - нового квантового числа в квантовой хромодинамике.

стр. 176


Возникавшие логические противоречия разрешались формулированием принципа цветовой симметрии. Использование нового принципа имело решающее теоретико-познавательное и методологическое значение в разрешении и преодолении всех тех логических (как формальных, так и диалектических) противоречий, которые возникали в процессе формирования КХД.

Введение понятия "глюон" первоначально было связано с необходимостью разрешения тех логических противоречий, которые возникали в результате эксперимента. Суть этих противоречий состояла в том, что закон аддитивности, согласно которому суммарный импульс составляющих структуру адрона кварков должен быть равен импульсу этого адрона, как будто опять оказался нарушенным. Наблюдаемая на опыте величина суммарного импульса составляющих адрон кварков имела значение ниже, около половины импульса адрона. Чтобы устранить это противоречие, нарушающее закон аддитивности, были первоначально введены в структуру кварков, их взаимодействий - глюоны. В отличие от фотонов глюоны являются заряженными (цветом) частицами, поэтому они "переносчики" взаимодействий между кварками и взаимодействуют как с кварками, так и между собой. Суть КХД как локальной калибровочной теории заключается в сохранении принципа локально-калибровочной симметрии - закона сохранения заряда. Глюоны являются переносчиками сильного взаимодействия, а элементарные акты - испускание и поглощение цветными кварками глюонов, несущих цвет и антицвет. Следовательно, КХД имеет фундаментальное теоретико-познавательное и методологическое значение, играет эвристическую роль в формировании новой содержательной теории - теории атомного ядра как ядерной хромодинамики.

В настоящее время есть исследователи, которые считают, что использование кварково-глюонных процессов - это не более чем формальный способ описания (умозрительный), а часть исследователей придают им статус объективно существующих. Приводя различные доводы в пользу существования кварков и глюонов, следует учитывать, что в центре проблемы лежит интерпретация принципа наблюдаемости. Так, если понимать этот принцип в смысле экспериментальной проверяемости, то кварки и глюоны оказываются полноправными физическими объектами, косвенно наблюдаемыми в эксперименте. Если же настаивать на возможности "сепаратного" наблюдения физических объектов, подобный вывод становится неправомерным. Сведение критерия принципиальной наблюдаемости к условию опытной проверяемости вызывает возражение, что делает проблему наблюдаемости кварков и глюонов актуальной и требует дальнейшего философско-теоретического анализа. Данная проблема актуальна не сама по себе, а в аспекте поисков более адекватного теоретического описания микрообъектов.

стр. 177


Принцип наблюдаемости приобретает наиболее важное значение при сопоставлении двух теорий - старой и новой, более адекватной, в плане их отношения к эксперименту [1]. В современной микрофизике уже "не работают" традиционные представления о физическом объекте и его пространственно- временной определенности. Так, оказывается ограниченным представление о физической частице как элементе физической реальности. Корпускулярные и волновые свойства квантовых систем непосредственно характеризуют не физическую реальность, а ее "проекции". Таким образом, корпускулярное описание оказывается не полностью адекватным при теоретической реконструкции. Квантовое поле - это поле с переменным числом частиц, что уже само по себе лишает понятие частицы привычного смысла.

В этом смысле проблема наблюдаемости кварков и глюонов является нетривиальной. Представления о кварках и глюонах лежат в основе современной теории сильных взаимодействий. Однако несмотря на все попытки, обнаружить их в свободном виде не удается. Более того, теоретически предсказывается принципиальная невозможность сделать это (проблема конфайнмента). В то же время, в отличие от виртуальных частиц, не существует фундаментального принципа, подобного соотношению неопределенностей для энергии и времени, который запрещал бы наблюдение кварков в свободном состоянии. Поэтому приходится создавать конкретные физические модели, препятствующие наблюдению кварков и глюонов. Так, согласно гипотезе "невылетания" кварков интенсивность взаимодействия между ними убывает с расстоянием очень медленно или даже остается постоянной. Это приводит к тому, что энергия, необходимая для разбиения частицы на кварки, неограниченно возрастает с ростом расстояния между ними. В результате вместо наблюдения кварков в свободном состоянии будут наблюдаться вторичные адроны, родившиеся за счет этой энергии [2]. Закономерности, ответственные за "невылетание" кварков, носят скорее эмпирический, чем теоретический характер. Проблема заключается в ограниченности традиционного понятия макроструктуры частицы и введение понятия микроструктуры для адекватного описания структуры "элементарных" частиц и квантовополевого взаимодействия.

Таким образом, философский "принцип наблюдаемости" был перенесен на мир физических представлений в условиях кризиса прежних физических моделей, мнимого исчезновения объективной реальности. Казалось, что ограничение горизонта теоретического знания описанием непосредственно наблюдаемого и отказ от моделей, отображающих внутренний механизм процессов (структурных моделей), гарантируют избавление от мучительных парадоксов корпускулярно- волнового дуализма. Однако реальное развитие физики ХХ в. осуществлялось отнюдь не в соответствии с принципом принципиальной наблюдаемости. Вы-

стр. 178


двигая гипотезы и проверяя их в экспериментах и практике, наука выходит далеко за пределы "непосредственно данного", познает сущность вещей, объективные законы их взаимодействия, внутренние причины явлений. Подтверждением этого служит развитие квантовой теории.

В стремлении объяснить природу ядерных сил в терминах нуклонов, несмотря на кулоновские силы отталкивания, была высказана гипотеза о существовании заряженной частицы, более тяжелой, чем электрон - пи-мезона (Х. Юкава). Нуклоны взаимодействуют друг с другом, обмениваясь такими частицами. Последующее показало, что по своим свойствам они соответствуют предсказанным. Хотя реакция непосредственно не наблюдаема, но предложенная математически гипотеза о наличии такого обмена позволила вычислить энергию связи нуклонов ядра, которая уже доступна экспериментальному измерению. Соответствие вычисленного значения энергии экспериментальным данным подтвердило выдвинутую гипотезу. Эта обменная реакция важна для понимания основных положений адрон-ядерных взаимодействиях в кварк-глюонных представлениях. В процессе формирования и развития ядерной хромодинамики аргументом в пользу того, чтобы считать кварки абстрактными элементарными объектами, отражающими только отношения симметрии во взаимодействиях "элементарных" частиц, была ссылка на то, что кварки не удается обнаружить как самостоятельные частицы. Однако это мнение изменилось в пользу представления о кварках как образе реально существующих фундаментальных частиц. Критерий теоретической самосогласованности был реализован, когда удалось построить теоретическую модель "плененных" кварков, которые существуют внутри адронов, но не могут выделиться в свободном состоянии и потому никогда не будут наблюдаться как самостоятельные свободные частицы.

Аргументы в пользу доказательства реального существования кварков и связывающих их глюонов можно проследить с точки зрения философского анализа критериев существования (наглядности, инвариантности, системности научного знания). Одним из важных научных фактов состоит в том, что взаимодействие электронов высокой энергии с протонами не соответствовало образу протона как протяженного объекта. Рассеяннее частиц происходило так, как если бы они взаимодействовали с некими объектами внутри протона, почти независимыми друг от друга. Такие объекты были названы партонами. Это открытие было непосредственно связано с гипотезой кварков и стало рассматриваться как одно из важнейших доказательств их реальности и возможности представлять номиналистическую теоретическую модель адронов в виде системы из элементарных объектов, свойства которых определяют свойства целого. Другой важный научный факт состоит в том, что с

стр. 179


возрастанием энергии частиц "сила" их взаимодействия уменьшалась, сильное взаимодействие ослабевает. Этот результат был осмыслен в виде принципа "асимптотической свободы": с возрастанием расстояния интенсивность взаимодействия увеличивается и ведет к представлению о "пленении" (конфайнмент) кварков.

Внутренняя самосогласованность КХД как теории и ее согласованность с экспериментальными данными проявляется в том, что в эксперименте действительно удается наблюдать теоретически предсказываемое при определенной энергии частиц рождение в одном акте взаимодействия большого числа адронов (так называемых струй, потока частиц). Экспериментальное наблюдение "струй" рассматривается как свидетельство процесса выбивания из адронов кварков или глюонов, которые вытаскивают за собой виртуальные кварки и глюоны и образуют в конечном счете "белые" адроны. Анализ этих "струй" позволяет сделать доказательный вывод о том, что исходные частицы имеют дробный заряд и даже о том, что они различаются тремя "цветами". Следует отметить, что только благодаря введению понятия "цвет" в основание КХД удалось разрешить логическое противоречие, связанное с принципом Паули, заключающимся в том, что две одинаковые частицы (фермионы) не могут находится в одном и том же симметричном квантово-механическом состоянии. Благодаря всем этим обстоятельствам удалось создать непротиворечивую и самосогласованную категориальную структуру КХД, которую затем можно перенести на ядерную хромодинамику как основу теории адрон-ядерных взаимодействий. Важнейшими свидетельствами реального существования кварков считаются и предсказания новых частиц. Так, исходя из свойств симметрии и по соображениям внутренней самосогласованности к трем ароматам кварков был добавлен четвертый - "очарованный". Из этого следовало предсказание о существовании еще двух ароматов: "красивого" и "вершинного" или "истинного". Сами по себе эти предсказания могли быть истолкованы как функциональные в том смысле, что кварки отражают только свойства симметрии и являются абстрактными идеализациями, а не реальными частицами. Здесь, однако, существенны динамические проявления существования кварков.

Все это, в свою очередь, демонстрирует важную роль так называемого критерия "внешнего оправдания" теоретического знания как системы, т. е. положение о том, что физическая теория должна соответствовать эмпирическим данным. Это положение о "внешнем оправдании" теории включает следующие требования: теория должна быть прежде всего реализуемой (перенормируемой), т. е. лишенной бессмысленных расходимостей, бесконечностей в интерпретации таких физических величин, как масса, заряд, энергия, импульс и т. д.; все физические величины (масса, заряд, энергия, импульс и др.) теории должны быть конеч-

стр. 180


ными и обладать совершенно четкими определенными и осмысленными значениями; должна быть обеспечена экспериментальная проверяемость теории, т. е. она должна согласовываться с фактами эксперимента. Всем этим требованиям "внешнего оправдания" отвечает КХД и должна отвечать теория атомного ядра как ядерная хромодинамика. Однако критерий "внешнего оправдания" по своему смыслу отличается от "принципа принципиальной наблюдаемости", согласно которому в теорию не должно входить ничего, кроме непосредственно наблюдаемого. Критерием научности в отношении КХД выступает, как и следовало ожидать, соответствие всех следствий теории действительности, способность согласованно объяснить все известные факты. В рамках КХД имеется даже теоретическое объяснение того, что изолированный кварк никогда не может наблюдаться, его нельзя "извлечь" в одиночку из мезонов или барионов. Однако в реальном (физически) существовании его нет уже сомнений.

В дополнение, хотелось бы обратить внимание и на важнейшее свойство микромира - взаимопревращаемость частиц, т. е. переход в другие частицы, если такие переходы не запрещены соответствующими законами сохранения, во многом определяется одним из основополагающих принципов физической теории - принципом тождественности субъядерных частиц, когда реализуются те квантовые состояния, которые не меняются при перестановке одинаковых частиц. Этот принцип применим как к нуклонам, так и к кваркам и глюонам. Однако следует иметь ввиду, что абсолютной тождественности быть не может, так как частицы изменяют геометрическую форму (поляризуемость) в сильных полях, что характеризует природу микромира как гилометродинамическую.

В физике "элементарных" частиц существуют представления о номиналистической теории S -матрицы и гипотезе бутстрапа как функциональной модели, которые не используют никаких фундаментальных сущностей, а стремятся истолковывать природу материи исключительно через ее самосогласованность [3]. При этом основные части материи обнаруживают согласованность друг с другом и с самими собой. Этот путь основывается на постулировании трех принципов. Первый из них является следствием из теории относительности и наших макроскопических представлений о пространстве и времени. Он гласит, что вероятности реакций не зависят от расположения экспериментального оборудования в пространстве-времени, его пространственной ориентации и состояния движения наблюдателя. Второй основополагающий принцип вытекает из квантовой теории. Согласно ему, исход той или иной реакции можно предсказать только в терминах вероятностей, то есть сумма вероятностей всех возможных исходов (включая тот случай, когда взаимодействия между частицами не происходят вообще) должна рав-

стр. 181


няться единице, т. е. частицы либо взаимодействуют друг с другом, либо нет. Этот принцип носит название принципа "унитарности". Третий принцип имеет отношение к представлениям о причине и следствии - принцип причинности. Согласно ему энергия и импульсы могут совершать пространственные перемещения только при помощи частиц, и при подобных перемещениях частица может возникнуть во время одной реакции и исчезнуть во время другой при том условии, что последующая реакция происходит позже, чем предыдущая. В применении к основным хромодинамическим представлениям теории атомного ядра речь идет о цветовом бутстрапе, т. е. о самосогласованности взаимодействия кварков и глюонов в адронах, в ядерных реакциях и в ядерной материи. Философское следствие такого подхода заключается в том, что каждый из трех принципов связан с принятым в науке методом организации наблюдений и измерений, т. е. с научным методом.

На основании философско-теоретического обсуждения принципа наглядности и критерия "внешнего оправдания" применительно к формирующейся теории ядерной хромодинамики можно сделать определенные теоретико- познавательные выводы. Во-первых - теория сильных взаимодействий не является только формальным алгоритмом для предсказания непосредственно наблюдаемого, она имеет собственное физическое содержание отражает внутреннюю структуру, сущностные связи и отношения глубинных уровней материи, которые лишь проявляются внешне в наблюдаемых процессах. Во- вторых, основные положения теории кварков и глюонов, адронов и ядер не выводятся из описания непосредственно наблюдаемых фактов, они не являются и произвольно устанавливаемыми положениями; они рождаются как творчески конструируемые гипотезы; критериями проверки теоретических представлений на достоверное отражение объективной реальности выступают комплексные требования внутренней самосогласованности, согласованности с фактами и проверки практическими действиями. Теоретические представления отражают объективную реальность и потому могут проверяться и оцениваться по качеству этого отражения. Таким образом, КХД как основа теории атомного ядра описывает потенциальные возможности адрон-ядерных и кварк-глюонных переходов, ее элементов (адроны и ядра, кварки и глюоны), которые органически входят в объективную модель реальности. Все это подтверждает то, что взаимодействие философских и физических принципов осуществляется в диалектическом единстве и тем самым совершенствует данную теоретико- познавательную ситуацию.


1. Баженов Л. Б . Строение и функции естественнонаучной теории. М., 1978. С. 99.

2. Намбу Е . Кварки. М., 1984.

3. Чью Дж . Аналитическая теория S -матрицы. М., 1968.

Orphus

© libmonster.ru

Permanent link to this publication:

https://libmonster.ru/m/articles/view/ПРОБЛЕМА-ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ-ФИЛОСОФСКИХ-И-ФИЗИЧЕСКИХ-ПРИНЦИПОВ-В-КОНЦЕПЦИЯХ-СИЛЬНЫХ-ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Larisa SenchenkoContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://libmonster.ru/Senchenko

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

В. Ф. ГЕРШАНСКИЙ, ПРОБЛЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФИЛОСОФСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ В КОНЦЕПЦИЯХ СИЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ // Moscow: Russian Libmonster (LIBMONSTER.RU). Updated: 09.09.2015. URL: https://libmonster.ru/m/articles/view/ПРОБЛЕМА-ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ-ФИЛОСОФСКИХ-И-ФИЗИЧЕСКИХ-ПРИНЦИПОВ-В-КОНЦЕПЦИЯХ-СИЛЬНЫХ-ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ (date of access: 13.12.2019).

Publication author(s) - В. Ф. ГЕРШАНСКИЙ:

В. Ф. ГЕРШАНСКИЙ → other publications, search: Libmonster RussiaLibmonster WorldGoogleYandex

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Larisa Senchenko
Arkhangelsk, Russia
462 views rating
09.09.2015 (1556 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes

Related Articles
Гравитация, как, свойство материи является постоянной проблемой во все времена во всём многообразии. Со времён Ньютона гравитация, так и остаётся сущностью притяжения. Как бы не были изобретательны мыслители в двадцатых годов двадцатого века, которые основывали свои мышления на замкнутой системе - звёзды, солнце, планеты, Земля. Галактики, расширение Вселенной, появились чуть позже.
Catalog: Физика 
Гравитация, как, свойство материи является постоянной проблемой во все времена во всём многообразии. Со времён Ньютона гравитация, так и остаётся сущностью притяжения. Как бы не были изобретательны мыслители в двадцатых годов двадцатого века, основывали свои мышления на замкнутой системе - звёзды, солнце, планеты, Земля. Галактики, расширение Вселенной, появились чуть позже.
Catalog: Физика 
3 days ago · From Владимир Груздов
1600 ЛЕТ АРМЯНСКОЙ ПИСЬМЕННОСТИ
4 days ago · From Россия Онлайн
К ПРОБЛЕМЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТАТАРСКОГО АЛФАВИТА НА ОСНОВЕ ЛАТИНСКОЙ ГРАФИКИ
4 days ago · From Россия Онлайн
ЛОКАЛЬНАЯ ИДЕНТИЧНОСТЬ СОВРЕМЕННЫХ РОССИЯН (ОПЫТ ИЗУЧЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ПЕРЕСЛАВЛЯ-ЗАЛЕССКОГО)
4 days ago · From Россия Онлайн
Медаль была учреждена Декретом № 30 Республики Куба от 10 декабря 1979 года. Она выполняется в металле с различными слоями на поверхности: со слоем золота — I степень, со слоем серебра — II. Награждение ею производится указом Государственного совета Республики Куба за соответствующие боевые заслуги. Медалью «Воин-интернационалист» I степени награждаются «военнослужащие Революционных вооруженных сил, находящиеся как на действительной службе, так и в запасе и на пенсии, которые отличились в высшей степени в совершении боевых действий во время выполнения интернациональных миссий».
Учебное пособие составлено автором из отдельных глав и лекций, предварительно опубликованных онлайн в 2018-2019 гг. В пособии рассматриваются физические основания ряда применяемых моделей; некоторые аспекты нерелятивистского формализма в неупругом рассеянии протонов; взаимодействие нуклонов в свободном пространстве; метод связанных каналов; нерелятивистские и релятивистские подходы в изучении процессов рассеяния и ядерной структуры; релятивистские и нерелятивистские эффекты в рассеянии протонов; деформационная модель в методе искаженных волн, практическое применение деформационных моделей к неупругому рассеянию протонов. оптическая модель ядра в неупругом рассеянии протонов; применение некоторых элементов формализма для анализа экспериментальных данных по неупругому рассеянию протонов.
Catalog: Физика 
7 days ago · From Анатолий Плавко
В 2019 году Российская Федерация и Вьетнам проводят «Перекрёстный год Вьетнама и России», посвященный 25-й годовщине подписания Договора об основах дружественных отношений и приуроченный к 70-летию установления дипломатических отношений между Вьетнамом и Россией (30/01/1950-30/01/2020). Участвуя в мероприятиях в рамках Перекрёстного года, парламенты двух стран играют важную роль в развитии российско-вьетнамского сотрудничества, а также в углублении всеобъемлющего стратегического партнерства между двумя странами.
10 days ago · From Марина Тригубенко
Рецензии. РЕЦ. НА: Н. Ф. МОКШИН. МИФОЛОГИЯ МОРДВЫ: ЭТНОГРАФИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК
12 days ago · From Россия Онлайн

Libmonster, International Network:

Actual publications:

LATEST FILES FRESH UPLOADS!
 

Actual publications:

Загрузка...

Latest ARTICLES:

Latest BOOKS:

Actual publications:

Libmonster is the largest world open library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
ПРОБЛЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФИЛОСОФСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ В КОНЦЕПЦИЯХ СИЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
 

Contacts
Watch out for new publications:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Russian Libmonster ® All rights reserved.
2014-2019, LIBMONSTER.RU is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Russia


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Portugal Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones