Техника - молодёжи 1964-02, страница 26

СТУЧИТСЯ В ДВЕРИ НЕИЗВЕДАННОГО

_м Современная физика на порога новой революции!»

Так интригующе озаглавил свою статью один зарубежный ученый. Действительно, в физике сложилось очень странное положение. Квантовая механика и теория относительности, созданные в начале XX века, казалось, с достаточной полнотой и непротиворечивостью описывали удивительный мир атомов. Протоны, нейтроны, влек-

ЭЛЕМЕНТАРНЫ? НЕТ, НЕМ

ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ

БЛОХИНЦЕВ:

член-корреспондент Академии наук СССР, директор Объединенного института ядерных исследовании

«СОВРЕМЕННАЯ КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ЯВЛЯЕТСЯ «СЛЕСАРНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ»; НЕ ИМЕЯ ДРУГОГО, МЫ ПЫТАЕМСЯ ОПЕРИРОВАТЬ ИМ В ДЕЛИКАТНОМ ЧАСОВОМ МЕХАНИЗМЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ».

В настоящее время известно 16 элементарных частиц и примерно столько же античастиц.

Если включить в этот список еще и очень коротко живущие частицы — изобары, или «резонансные состояния», то общее число известных сейчас частиц достигнет 40.

Большинство этих частиц нестабильны, они распадаются, превращаясь в конце концов в немногие устойчивые частицы: в электроны и протоны, в гамма-кванты и нейтрино или в соответствующие им античастицы, которые так же устойчивы. Мир элементарных частиц оказывается исключительно богатым как разнообразием самих частиц, так и видами их взаимодействий и взаимопревращений.

Сейчас существует более или менее удовлетворительная система частиц и разумная классификация их взаимодействий.

Однако все эти классификации еще очень далеки от единой картины, и установленные виды частиц и виды взаимодействий остаются еще не связанными между собой.

С другой стороны, физик-материалист не может быть не убежден в том, что существуют глубокие внутренние причины, которые определяют и свойства элементарных частиц и само их существование.

Должна существовать и некоторая внутренняя структура частиц, которая определяла бы их глобальные характеристики, в том числе и те квантовые числа, которые служат характеристиками индивидуальных свойств барионов, мезонов или лептонов.

Современные теоретические представления о структуре элементарных частиц опираются на квантовую теорию поля, которая создавалась лет тридцать тому назад, хотя с той поры эта теория существенно развивалась и ее математические методы совершенствовались, все же сами ее физические 'основы не претерпели существенного изменения.

В соответствии с дуализмом волны-частицы каждой частице, будь то электрон, протон, мезон, нейтрино и т. п., приписывается волновое поле, описывающее движение свободных частиц.

Насколько можно судить, современная теория правильно описывает свободные частицы, по крайней мере до той поры, пока возможный радиоактивный распад частицы идет достаточно медленно. Главная проблема заключается во взаимодействии частиц, в возможности их взаимных превращений. Для того чтобы учесть взаимодействие частиц, в линейное уравнение для свободной частицы вводятся нелинейные члены, содержащие обычно некоторую константу взаимодействия — «заряд» (электрический, ядерный и т. п.) и произведения взаимодействующих полей. Число возможных

взаимодействий, а следовательно, и «зарядов», очень вели-

<

еа о

X X X

При внезапной останов-ке ускоренных частиц возникают новые ча-стицы

В 1956 году была открыта нейтральная античастица.

ко — примерно равно числу попарных комбинаций из всех известных полей. Такое многообразие полей и их взаимодействий никак нельзя признать удовлетворительной чертой современной теории — более того, это указывает на отсутствие физической идеи, которая бы могла быть основой для понимания внутреннего единства мира элементарных частиц.

ПОЛЬ АДРИЕН МАРИЯ

ДИРАК-

лауреат Нобелепскои премии, профессор Кембриджского университета

«СТАДИЯ, НА КОТОРОЙ СЕГОДНЯ НАХОДИТСЯ ФИЗИКА, — ЭТО ОДНА ИЗ СТУПЕНЕЙ ЭВОЛЮЦИИ НАШИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРИРОДЕ, И СЛЕДУЕТ ОЖИДАТЬ, ЧТО ПРОЦЕСС РАЗВИТИЯ НАШИХ ЗНАНИЙ БУДЕТ ПРОДОЛЖАТЬСЯ, КАК ПРОДОЛ-ЖАЕТСЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ».

этой статье мне хотелось бы поговорить о том, как развивалась физическая теория в прошлом и каковы перспективы ее развития

Первый важный шаг в этом эволюционном процессе связан с именем Ньютона. До Ньютона окружающий

мир считали в основном двумерным (два измерения, в которых можно передвигаться). Третье измерение (вверх вниз) казалось чем-то существенно иным по своей природе. Ньютон ввел понятие гравитационных сил и показал, что измерение вверх-вниз равноценно двум

другим измерениям Можно сказать, что Ньютон дал нам возможность перейти от картины, обладающей симметрией в двух измерениях, к картине, обладаю щей симметрией в трех измерениях Эйнштейн сделал следующий шаг, показав, как можно перейти к картине, обладающей симметрией в четырех измерениях. Он ввел в качестве четвертого измерения время и показал, что оно во многом симметрично трем измерениям пространства, хотя эта симметрия и не является полной.

Специальная теория относительности, разработанная Эйнштейном, требует выражения всех физических законов в такой форме, которая отражает четырехмерную симметрию мира. Но если мы

22