Сторінка
4

Філософія розвитку. всесвіт: походження та природа

Система відліку пов'язана із споглядачем, уже має фізичний зміст до будь-яких вимірювальних операцій у класичній ньютонівській механіці. Адже ньютонівський споглядач, взятий сам по собі, або рухається, або перебуває у спокої відносно абсолютного ньютонівсь-кого простору. Зовсім інша справа - релятивістський споглядач. Хо­ча з ним і можна зв'язати систему відліку як з об'єктом з конечною масою спокою, але залишається абсолютно невизначеною до співвід­несення релятивістського споглядача з яким-небудь іншим об'єктом з скінченною масою спокою. Тільки після можна визначити пов'язану з ним систему відліку, що рухається і перебуває у спокої. Така прин­ципова відмінність двох концепцій простору: абсолютного простору -вмісту і реляційного простору як системи відносин. Отже, старі уяв­лення про загальність простору і часу, простору-вмісту для усього існуючого повинні бути залишені назавжди. У підсумку можемо вка­зати на таку - нехай і ідеалізовану - ситуацію, за якою існує спог­лядач і навколо світ - Всесвіт, що складається з одного випроміню­вання, та все одно в такій ситуації споглядач не в змозі вести і фізично верифікувати жодне з просторово-часових понять. Це свідчить про те, що не матерія існує у просторі-часі, а, навпаки, простір і час творяться певним станом матерії - станом диференційованості її і наявністю об'єктів з скінченною масою спокою. Але це те, чого і слід чекати, з реляційної точки зору на природу простору і часу.

Що ще існує у світі, крім речовини і випро­мінювання? У пошуках відповіді на питан­ ня візьмемо деякий обмежений обсяг у прос­торі, скажімо, куб з ребром в 1 м. і виберемо з нього все, що можна вибрати. Легше за все зрозуміти віддалену від простору речовину, оскільки утворюється деякими корпускулами - елементарними час­тками з скінченною масою спокою. І хоча технічно такий глибокий вакуум досягти неможливо, все ж легко уявити таку ситуацію, коли в обмеженому просторі число часток речовини дорівнює нулю і прос­тір заповнений одним випромінюванням. Для того, щоб тепер роз­глянути можливість виключення випромінювання з обмеженого об­сягу у просторі, згадаємо запис енергії для квантового осцилятора: . Тут - енергія квантового осцилятор; п - число збуджених рівнів осцилятора (тобто число часток випромінювання, або квантів поля); - постійна Планка; n - частота.

Вилучення випромінювання з об'єму, що розглядається, досяга­ ється дорівнюванням числа квантів випромінювання нулю. Та, оче­ видно, не досягаємо порожнечі! У просторі, з якого вилучені усі час­ тки речовини, а тепер вилучені і кванти поля (або частки випромінювання), залишається дещо. Про це свідчить ненульове зна­ чення енергії для нульового осцилятора: Так приходимо до нової фізичної суті у сучасній картині природи - нульового поля або фізичного вакууму. Насамперед, це вираження означає, що після того, як послідовно вилучили з розгляду речовину і випро­мінювання, все ж порожнеча не досягається, або, якщо завгодно, по­рожнеча має деякі фізичні властивості, зокрема, здатна, до спонтан­ного енергетичного прояву. Спонтанний енергетичний прояв експериментально зафіксований у так званому лембівському зсуві - зміщенні рівнів енергії зв'язаних станів електрона у зовнішньому полі (наприклад, у полі ядра атома, зумовленому спонтанними флук­туаціями вакууму). Другим експериментальним підтвердженням яви­щам нульового поля є ефект поляризації вакууму, що призводить до часткової екранізації власного заряду, поміщеної у вакуум частки (наприклад, заряду ядра атома та ін.). Щоправда, може здаватися, що так званій порожнечі-просторі, в якій немає ні речовини, ні вип­ромінювання - слід приписати деяку енергію, що дорівнює напів-кванту енергії для кожної частоти коливань будь-якого квантового поля! Та слід відразу ж застерегти проти наївно реалістичного тлу­мачення такого запису для енергії нульового осцилятора. Річ в тім, що будь-яка спроба тлумачення запису як безпосереднього виражен­ня деякого реального запису енергії відразу ж приводить до абсур­дних наслідків: порожнеча повинна мати безкінечний запас енергії, тому що інтегрування за всіма частотами дає саме такий результат. Отже, у порожнечі повинна зосереджуватись і безкінечна маса, безкі­нечна щільність та ін. Наявність фізичного вакууму абсолютно неми­нуча для будь-якого виду квантових полів, відомих у фізиці і ще неві­домих. У порожнечі слід очікувати прояв ефектів адитивності усіх квантових полів, якщо їм приписати безпосередню реальність.

Схильність мови і мислення людини до традиційного і, по суті, класичного об'єктивування будь-яких фізичних сутностей у просто­рово-часових термінах виявляється в тому, що вакуум зрозумілий у вигляді чогось, вкладеного у простір: деякої нової фізичної суті поряд з полями і речовиною. Фізична суть розуміється у вигляді поля, що заповнює увесь простір середовища з певними фізичними властивостями та ін. Іноді навіть на такому ґрунті намагаються по­яснити квантові ймовірності у поведінці мікрооб'єктів: електрон пос­тійно підпадає під впливи з боку флуктуацій вакууму, і тому його поведінка піддається лише імовірнісному опису. Та при такому під­ході питання про природу квантових ймовірностей не розв'язується, а тільки переноситься далі, тобто глибше. Якщо б ймовірності, пред­ставлені псі-функцією електрона походили від настільки зовнішньо­го, настільки неорганізованого і ніяк не пов'язаного з електроном джерела, то такі красиві ефекти у поведінці електрона (квантові коре­ляції та інтерференційні ефекти) були б у принципі неможливі. Оче­видно, уявлення такого роду надто класичні, щоб бути правильними.

Дійсно, запис нульової енергії квантового осцилятора треба розу­міти не як вказівку на існування деякого фізичного дечого, що має реальну енергію, а як повну відповідність з імовірнісною інтерпрета­цією квантової механіки, що принципово не усувається і не зводиться до нуля, імовірнісні народження так званих віртуальних порцій (квантів поля), або пар часток у порожнечі. Чому ж мають імовірності народження часток квантів поля і чому їх не можна усу­ нути? Відповідь є вже в основній ідеї квантової механіки, пов'язаній з допущеннями планківської константи Н. Ця ідея визнає унікаль­ ність властивості цілісності і нерозкладності світу на безліч яких- небудь елементів у субквантовому рівні. Унікальна властивість ці­ лісності світу і зв'язана з нею (від неї похідна) неповна розкладність світу на безліч елементів, що не усувається і завжди зберігається - об'єктивна основа існування у порожнечі імовірності народження час­ ток і квантів поля, що не усувається і не зводиться до нуля. Тут є спільне джерело імовірнісної природи квантових об'єктів і первин­ ного характеру імовірностей в квантовій картині світу. Непряме під­ твердження такого пояснення фізичного вакууму - у концепції вір­ туальних часток, що використовуються у фізиці як технічний засіб опису вакууму, взаємодії реальних часток між собою. Віртуальні част­ ки - це кванти релятивістських хвильових полів, що беруть участь у вакуумних флуктуаціях, мають такі ж фізичні характеристики (так звані квантові числа), як і звичайні реальні частки і відрізняються від звичайних реальних тим, що для них не виконується співвідно­ шення спеціальної теорії відносності між енергією частки Е, імпуль­ сом Частки не можуть фізично спостерігатися і не є реальними частками у звичайному розумінні. Але саме віртуальні частки є переносниками усіх видів взаємодії у квантовому світі, а також через них реалізується взаємодія реаль­ них часток з вакуумом. Спочатку ці частки виникли як чисто мате­ матичний прийом опису взаємодії у суб'ядерному світі. Та пізніше частки набули деякого проміжного статусу між реальністю і можли­ вістю і у квантовому світі. Явне урахування фундаментальної суб- квантової властивості світу як неподільної одиниці, властивості скін­ ченної нерозкладності його на елементи і множини, виступає джерелом імовірностей спонтанного народження часток і полів.