Владимир Колковский - В движении вечном

Так как же?

Как натянуть без притирочки наше привычно-наглядное на этот совершенно невообразимый мир? Мир, который даже математически в миллиарды миллиардов раз отличается от мира привычного, нашего.

В микромире материя пребывает в каком-то невообразимом с точки зрения наших привычных понятий состоянии. Это нечто среднее между волной и частицей, но среднее тоже в каком-то невообразимом для нас смысле. А вот чтобы «вообразить» конкретней — нужно гораздо лучше «увидеть», то есть нужны познавательные сети с гораздо более узкой улавливающей ячейкой. Проще говоря, нужен гораздо более высокий уровень эксперимента. Возможно, это позволит ввести какие-то более удобные величины для описания микромира, а возможно и станет окончательно ясно — почему лучше так и оставить его, «старое доброе» уравнение Шредингера.

Ведь мы прекрасно знаем сейчас, почему единственно приемлемо статистически-вероятностное описание молекулярного уровня. Просто совершенно бессмысленно лезть в молекулярный броуновский хаос с более наглядными механическими законами Ньютона.

А сейчас сформулируем основную идею, которую необходимо провести в дальнейшем. Обозначим ее предельно четко.

Два разных уровня (по сути, два разных Мира в миниатюре) внешне могут выглядеть совершенно по-разному, математическая запись их физических законов может выглядеть совершенно неузнаваемо, но при этом основополагающий фундамент у них общий.

Ведь даже и в нашем привычном Мире имеется два столь же контрастных примера.

Твердое тело и волна.

Просто мы их видим глазами, мы к ним привыкли. Их колоссальное различие нас совершенно не удивляет. Но для описания движения твердых тел мы применяем законы Ньютона, а вот применение законов этих к описанию волны заведет неминуемо в непролазные дебри.

Нас спасают глаза.

Используя привычные наглядные образы, мы находим другие, более удобные подходы, вводим более удобные величины для описания (амплитуда, период, длина волны) вместо массы, импульса и т. д.

Но справедливы ли для волны законы Ньютона?

Безусловно!

Справедливы ли для твердого тела законы волны?

Безусловно! Просто волновые эффекты для твердых тел в нашем привычном мире ничтожно малы, мы их просто не замечаем. И гениальная догадка Луи Де-Бройля тому подтверждение.

Отсюда тот же вывод. У твердого тела и волны единый физический фундамент, но для описания их свойств математически мы находим наиболее удобное «преломление» этого фундамента. В результате этого на выходе математические описания различаются до неузнаваемости.

Вот только представим себе, что мы живем в мире исключительно твердых тел, и волн никогда не видели. А потом случайно обнаружили, но не глазами, а какими-то «привычными» приборами на основе массы и импульса… Наверняка! — наверняка бы возникли психологические трудности аналогичные нынешним, «квантовомеханическим».

Или вот еще один пример.

Мир скоростей.

При движении с релятивистскими (околосветовыми) скоростями у нас нет отдельно энергии и импульса. Обе величины естественно объединяются в одну, характеризуемую математически тензором энергии-импульса. Но ведь общие законы одни, основополагающий фундамент тот же! — мир обычных скоростей есть лишь частный случай мира скоростей релятивистских.

Просто и здесь своеобразное преломление единого фундамента в нашей обычной реальности приводит вот к такому расщеплению — расщеплению одной физической величины на две практически самостоятельные.

И вот сегодня, благодаря развитию научного знания, мы знаем, что никакого принципиального различия между двумя прежними принципиальными разностями материального Мира нет. По современным представлениям вещество и поле есть единая взаимопревращаемая субстанция. И название у этой единой субстанции имеется общее: «вакуум».

И мы, опять же, видим некий основополагающий фундамент, преломление которого в нашем привычном мире приводит к расщеплению материи практически на две самостоятельные субстанции.

Единством фундамента Материального мира гениально воспользо-вался Поль Дирак, когда выстроил полевой лагранжиан всего лишь по аналогии с «привычным», классическим. Фактически он только добавил в него сначала квантовость («обычным» энергии и импульсу сопоставив операторный вид), а затем и релятивизм (перейдя из обычного евклидова пространства в четырехмерное пространство-время Минковского). И что же на выходе? А на выходе получились результаты великолепно согласующиеся с опытом! — и даже предвосхищая многие великие открытия (позитрон, античастицы и т. д.)…