Становление современной физической картины мира

В начале XX в. возникли два несовместимых представления о материи: 1) или она абсолютно непрерывна; 2) или состоит из дискретных частиц. Физики предпринимали многочислен­ные попытки совместить две эти точки зрения, но долгое время они оставались безрезультатными. Многим казалось, что фи­зика зашла в тупик, из которого нет выхода.

Это смятение усугубилось, когда в 1913 г. Н. Бор предло­жил свою модель атома. Он предположил, что электрон, вра­щающийся вокруг ядра, вопреки законам электродинамики не излучает энергии. Он излучает ее порциями лишь при переска­кивании с одной орбиты на другую. И хотя такое предположе­ние казалось странным и непонятным, именно модель атома Бора в значительной степени способствовала формированию новых физических представлений о материи и движении. В 1924 г. Луи де Бройль высказал гипотезу о соответствии каж­дой частице определенной волны. Иными словами, каждой частице материи присущи и свойство волны (непрерывность), и дискретность (квантовость). Эти представления нашли под­тверждение в работах Э. Шрёдингера и В. Гейзенберга 1925 -1927 гг., а вскоре М. Борн показал тождественность волновой механики Шрёдингера и квантовой механики Гейзенберга.

Так сложились новые, квантово-полевые представления о материи, которые определяются как корпускулярно-врлновой дуализм - наличие у каждого элемента материи свойств волны и частицы. Ушли в прошлое и представления о неизменности материи. Одной из основных особенностей элементарных час­тиц является их универсальная взаимозависимость и взаимо­превращаемость. В современной физике основным материаль­ным объектом является квантовое поле, переход его из одного состояния в другое меняет число частиц.

Меняется представление о движении, которое становится лишь частным случаем физического взаимодействия. Известно четыре вида фундаментальных физических взаимодействий:

гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. Они описываются на основе принципа близкодействия: взаимодейст­вия передаются соответствующими полями от точки к точке, ско­рость передачи взаимодействия всегда конечна и не может пре­вышать скорости света в вакууме (300 000 км/с).

Окончательно утверждаются представления об относительно­сти пространства и времени, зависимость их от материи. Про­странство и время перестают быть независимыми друг от друга и, согласно теории относительности, сливаются в едином четырех­мерном пространственно-временном континууме.

Спецификой квантово-полевых представлений о законо­мерности и причинности является то, что они выступают в ве­роятностной форме, в виде так называемых статистических законов. Они соответствуют более глубокому уровню позна­ния природных закономерностей.

Квантово-полевая картина мира впервые включает в себя на­блюдателя, от присутствия которого зависит получаемая картина мира. Более того, сегодня считается, что наш мир таков, как он есть, только благодаря существованию человека, появление кото­рого стало закономерным результатом эволюции Вселенной.

Квантово-полевая, квантово-релятивистская картина мира и в настоящее время находится в состоянии становления, и с каждым годом к ней добавляются новые элементы, выдвигаются новые гипотезы, создаются и развиваются новые теорий.

Подробнее о проблемах, стоящих перед физической наукой, строящей картину мира, о содержании ее мы поговорим ниже.

План семинарского занятия (2 часа)

1. Понятие физической картины мира.

2. Механическая картина мира, ее основное содержание.

3. Электромагнитная картина мира.

4. Становление современной физической картины мира.

Темы докладов и рефератов

1. В.Гейзенберг о связи физики и философии.

2. Современная физика и восточный мистицизм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ахиезер А.И., Рекало М.П. Современная физическая картина мира. М., 1980.

2. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М., 1989.

3. Гудков Н.А. Идея «великого синтеза» в физике. Киев, 1990.

4. Единство физики. Новосибирск, 1993.

5. Капра Ф. Дао физики. СПб., 1994.

6. Пахомов Б.Я. Становление физической картины мира. М., 1985.