Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


предыдущая главасодержаниеследующая глава

4. О роли принципов "запрета" в современной физике

Как мы уже отмечали, в современной физике большая роль принадлежит принципам "запрета", выражающим физическую невозможность тех или иных явлений.

В оценке значения этих принципов среди физиков нет единого мнения. Так, Э. Уиттекер утверждает, что достаточно сформулировать ряд принципов "запрета" (он их называет "принципами невозможности"), а затем уже из них можно будет вывести все законы физики. М. Борн считает их конденсированным выражением нашего отрицательного опыта (17, 412), а П. Дирак полагает, что принципы "запрета" есть следствия, вытекающие из основ физических теорий (49, 223). Эти и подобные им суждения, на наш взгляд, односторонни и не дают истинной характеристики особенностей физических принципов "запрета", что связано прежде всего с отсутствием анализа методологической сущности этих принципов. Отсутствие правильного методологического подхода приводит к необоснованным и даже ошибочным выводам, что уже не один раз имело место в истории физики.

Одна из особенностей познания заключается в том, что, обобщая данные опыта, даже если он еще далек от завершения, мы можем сформулировать определенные правила дальнейшего поиска.

Принципы физики представляют собой обобщенные выводы из рассмотрения действия определенных физических закономерностей, сделанные на основе опытных фактов. Эти принципы могут быть сформулированы даже раньше, чем открыты лежащие в их основе объективные закономерности, ибо материалом здесь являются не сами законы, а их проявления, их действия, которые, конечно, становятся известными в первую очередь. Проявления, например, закона всемирного тяготения были известны задолго до его открытия. То же самое можно сказать и о законе сохранения и превращения энергии, и о многих других законах физики.

Проявление тех или иных физических закономерностей фиксируется в нашем познании как установление определенных опытных фактов, и в этой связи принципы физики, конечно, могут быть определены как обобщение опытных фактов, как конденсация нашего опыта. Но смысл этого определения зависит от того, как понимаются опытные факты. Ведь если, к примеру, считать, что за опытными фактами ничего нет, что они представляют собой единственную реальность, то это приводит к позитивистскому пониманию принципов физики, к признанию реальным только нашего опыта, т. е. к концепции субъективного идеализма. На самом же деле в опытных фактах мы имеем дело с объективными физическими процессами и проявлением их закономерностей. Поэтому понимание принципов физики только как обобщения нашего опыта, без ссылки на то, что в опыте мы имеем дело с проявлениями объективных закономерностей, является половинчатым, а потому поверхностным. Принципы физики - это первая ступень в познании законов физических явлений, зачастую только констатация фактов существования определенных физических законов.

Вывести из определенных физических принципов законы, управляющие какими-либо областями физических явлений, нельзя, конечно, без дополнительных исследований и обобщений. Из этих принципов можно дедуктивно вывести лишь некоторую схему построения физической теории, но не сами физические законы в их взаимосвязи, т. е. не само содержание физической теории. Так, например, из такого очень важного принципа квантовой механики, как принцип неопределенности Гейзенберга, нельзя, однако, вывести ни квантовые законы сохранения, ни законы спиновых взаимодействий микрочастиц, ни законы симметрии и т. д.

История физики свидетельствует, что, когда уже открыты законы, лежащие в основе того или иного принципа, т. е. когда уже создается научная теория, эти принципы легко выводятся как следствие из данной теории, из данных законов. Принцип невозможности построения вечного двигателя первого рода вытекает из закона сохранения и превращения энергии, принцип необратимости времени - из закона монотонного возрастания энтропии. Вершиной физической теории являются не принципы физики, а глубокое раскрытие определенных физических законов и их взаимосвязи.

Нельзя считать принципы физики и фундаментом физической теории - они лишь ступени ее развития; причем в развитии физической теории они встречаются дважды: как ее ориентиры и как ее следствия. Действительно, принципы теории атомов, выдвинутые Н. Бором, были сначала ее первой ступенью, во многих отношениях гипотетической, а затем в развитой теории строения атомов появились как ее следствия.

Итак, принципы физики являются формой обобщения опытных фактов, ведущей к раскрытию законов физических явлений. Они - первая ступень в познании этих законов: принципы физики нельзя отождествлять с ее законами, ибо это вносит путаницу в язык науки и может привести к неправильной трактовке как законов, так и принципов физики.

Одной из разновидностей принципов физики являются принципы "запрета", которые также основываются на опытных фактах и служат первой ступенью в познании законов физических явлений. Особенность этих принципов состоит прежде всего в том, что они обобщают отрицательный опыт, т. е. факты невозможности существования каких-то процессов и явлений, ввиду чего их часто называют "принципами невозможности". Известно, что и объективной основой "запретов" является физическая невозможность каких-то процессов и явлений, но это, однако, не дает основания для полного отождествления понятий "невозможности" и "запрета". Дело в том, что понятие "запрет" связано не только с физической невозможностью, но и с невозможностью, вытекающей из законов развития нашего познания и нашей практической деятельности. Отсюда следует вторая особенность принципов "запрета", состоящая в том, что эти принципы в рамках определенной физической теории исключают целые группы вопросов, относящихся к классу так называемых "пустых вопросов", т. е. вопросов, не имеющих физического смысла. Следует однако, иметь в виду, что "пустые вопросы" - это понятие относительное. Так, в рамках классической (галилеевской) относительности очевидно, что одно и то же движущееся тело по отношению к разным телам имеет траекторию различной формы. Поэтому спрашивать, как движется данное тело в действительности, какова его истинная траектория, бессмысленно; ставить такие вопросы "запрещено". Наше мышление, следовательно, должно избегать подобных вопросов, должно иметь определенный строй, определенное направление, но при этом мышление должно быть диалектическим, правильно учитывающим соотношение моментов относительного и абсолютного в познании.

Принципы "запрета" в этой связи представляют для нашего познания своего рода правила научной корректности при "разговоре" с природой о ее "тайнах".

Рассмотрим подробнее обе названные выше особенности принципов "запрета". Очевидно, что более глубокое выяснение первой особенности этих принципов упирается в необходимость анализа понятия физической невозможности.

Невозможность определенных явлений, процессов, состояний в природе основывается на действии объективных законов, на сущности явлений, на особенностях их взаимодействия. Каждый закон природы включает в себя такие моменты, которые вызывают, обусловливают невозможность существования каких-то состояний, свойств и переходов. В области действия законов классической механики, например, тело, находящееся в состоянии с наименьшей потенциальной энергией, не может без притока энергии извне перейти в другое состояние. Такой переход невозможен, ибо дальнейшее уменьшение потенциальной энергии привело бы к появлению отрицательной кинетической энергии, что противоречит закону сохранения и превращения энергии.

Невозможно также увеличить силу тока в проводнике, не увели-чивания разности потенциалов или не уменьшая его сопротивления. Эта невозможность вытекает из закона Ома. Если бы в природе все было возможно, то это означало бы отсутствие в ней объективных закономерностей.

Задача научного познания состоит в том, чтобы раскрыть в природе не только возможное, но и невозможное. В нашей практической деятельности установление невозможного имеет весьма большое значение и далеко идущие следствия. Так, установление невозможности полного перехода тепловой энергии в другие виды энергии обусловило необходимость определенного развития научно-конструкторской мысли: задачей стало изыскание такой цепи превращения одних видов энергии в другие, в которой выпадает звено тепловой энергии.

В чем существо понятия невозможности? Прежде всего, невозможность так же объективна, как и возможность; понятие невозможности, следовательно, имеет объективное содержание. Далее, невозможность нельзя рассматривать просто как отрицание возможности, хотя в таком понимании и есть доля истины. Отсутствие возможности чего-то, разумеется, предполагает его невозможность. Однако при таком подходе к невозможности теряются ее конкретное содержание, ее источник, ее становление и она превращается в бессодержательную абстракцию. В действительности невозможность так же конкретна и многообразна, как и возможность. Невозможность - это не только негативная сторона возможности, но и следствие, результат определенных процессов, состояний, свойств, структур, т. е. явление конкретное.

Понятие невозможности отражает не только то, что каких-то возможностей не существует, но и то, какие процессы не допускают существования этих возможностей, т. е. это понятие имеет не только негативную, но и позитивную сторону. Следовательно, понятие невозможности нельзя отождествлять с понятием небытия. В невозможности, как и в любом процессе, имеется, конечно, момент небытия, но относить ее на этом основании к небытию значит разрывать диалектическое единство бытия и небытия, существующее в каждом процессе, забывать, что каждому процессу присущи как возникающие, так и исчезающие моменты. В. И. Ленин писал: ",,Исчезающие моменты" - бытие и небытие. Это - прекрасное определение диалектики!!" (2, 29, 245).

Следовательно, речь идет и о положительном содержании невозможности. Раскрытие источников невозможности и процесса ее становления и наполняет ее определенным содержанием. Она, как и возможность, возникает, развивается и исчезает и всегда имеет своим содержанием какой-то определенный процесс. Невозможность такой, например, цепной реакции, как синтез водорода в гелий, возникает в процессе быстрого падения температуры в плазме. Невозможность самопроизвольного разделения быстрых и медленных молекул газа порождается их хаотическим взаимодействием. Таким образом, каждая физическая невозможность имеет свои причины и сама может быть причиной других явлений. Существуют, например, и хорошо известны причины невозможности построения вечного двигателя как первого, так и второго рода. Известны и причины невозможности одиночного рождения /(-мезонов и гиперонов.

Принципы "запрета", выражающие определенные физические невозможности, являются, следовательно, причинными принципами, и поэтому нельзя согласиться с М. Бунге, который утверждает, что они "беспричинные законы природы" (18, 298). Как уже отмечалось, физическая невозможность - это одно из проявлений действия объективных физических закономерностей. А так как законы физики имеют различные сферы действия - есть общие и есть специфические физические законы, то, очевидно, и физические невозможности следует разделить на общие и специфические.

К общим физическим невозможностям относятся, например, невозможности, вытекающие из действия таких общих законов физики, как закон сохранения и превращения энергии, закон сохранения электрического заряда, закон сохранения импульса и т. д. Невозможности, вытекающие из действия этих законов, имеют абсолютный (в диалектическом понимании этого слова) характер, средств для их обхода и преодоления нет и быть не может. Ни при каком уровне развития техники ни энергию, ни электрический заряд и т. п. получить из ничего будет невозможно.

Невозможности, порождаемые специфическими законами, имеют относительный характер. Они существуют в пределах определенных областей физических явлений.

Для преодоления относительных специфических невозможностей могут быть найдены обходные пути, т. е. возможно бывает перейти к другим условиям, к другим связям между явлениями, чтобы сделать невозможное возможным. Так, если при обычных условиях невозможно предотвратить переход энергии электрического тока в тепловую энергию, то при температурах, близких к абсолютному нулю, можно избежать этого перехода.

Следует, далее, хотя бы в самом общем виде показать связь между невозможностью и действительностью, рассматриваемой обычно лишь в связи с возможностью. Но действительность включает в себя как определенные возможности, так и определенные невозможности; она содержит в себе единство возможности и невозможности. Действительность изменяется, но в ней самой существуют ограничения этих изменений, являющиеся основой определенных невозможностей. Так, в силу ряда процессов, происходящих в атомах, возможности перехода электронов с одних уровней на другие значительно ограничены, что создает невозможность определенных переходов. На этих невозможностях основываются правила отбора оптических переходов электронов в атомах.

Без невозможности возможность легко отрывается от той действительности, в которой существует, и становится беспочвенной. Это означает, что невозможность надо рассматривать в связи с возможностью и следует изучать их взаимные переходы.

Таким образом, физические невозможности порождаются взаимодействием и развитием физических явлений, представляя собой результат действия определенных физических закономерностей. Невозможности порождаются, развиваются и исчезают. Они всегда имеют определенные причины. Беспричинных невозможностей не существует. Невозможность - такой же момент действительности, как и возможность.

Вторая особенность принципов "запрета" состоит в том, что они выступают как своеобразные регуляторы, предупреждающие ошибки в нашем логическом мышлении, которые возникают в случае его отхода от экспериментальных фактов.

В процессе познания мы неизбежно сталкиваемся с вопросом: всегда ли логически возможное и невозможное совпадает с объективными возможностями и невозможностями? Очевидно, что полный ответ на этот вопрос может быть дан в конечном счете только практикой, экспериментом. Но и в познании могут существовать определенные критерии для корректировки мысленных возможностей. Такими критериями (конечно, не единственными) и являются принципы "запрета", точнее говоря, их вторая особенность.

В свете ранее сказанного о принципах "запрета" понятно, что эти критерии возникают в процессе развития познания на основе опыта, практики.

Рассмотрим основные черты второй особенности принципов "запрета" на примере принципа исключения ненаблюдаемых из физической теории, который будем называть для краткости "принципом ненаблюдаемости".

Формально суть этого принципа (о котором у нас уже шла речь) состоит в том, что в теорию можно вводить только те величины, которые доступны наблюдению в эксперименте. И если рассматривать этот принцип только в данной его формулировке, то надо сразу сказать, что никакой положительной роли в развитии физики он не сыграл и сыграть не мог. Содержание этого принципа весьма противоречиво; в нем можно обнаружить ряд слабых мест. Остановимся на некоторых из них.

Этот принцип, требуя изгнать из теории все величины, не наблюдаемые в эксперименте, не учитывает того обстоятельства, что многие из этих величин тоже могут правильно отражать объективные процессы (например, волновая функция). Подобное требование основывается на весьма упрощенном и грубом понимании истины как совпадения наших понятий с чувственно воспринимаемыми фактами. Но сводить истину, т. е. правильное отражение объективного мира в нашем познании, только к тому, что чувственно проверяется, на что можно посмотреть прямо или через прибор, совершенно недопустимо. Истинность познания проверяется развитием практики, а это означает также то, что истинность теории раскрывается в ее практическом воплощении. Истинность теории ядерных превращений доказывается не только тем, что эта теория позволяет предвидеть, какие наблюдения мы получим посредством эксперимента, а главным образом тем, что на ее основе конструируются реакторы для получения внутриядерной энергии в промышленных масштабах. При такой постановке вопроса очевидно, что "страх" перед ненаблюдаемым совершенно не обоснован, ибо ненаблюдаемые величины тоже могут иметь объективное значение, которое обнаруживается, однако, не путем констатации фактов опыта, а путем технического воплощения теории.

В рассматриваемом принципе понятия о наблюдаемых и ненаблюдаемых метафизически противопоставляются друг другу, внутренняя связь между ними исключается. А ведь известно, что определенные связи между наблюдаемыми и составляют содержание ненаблюдаемых. Изучая наблюдаемые движения тел в поле, мы вместе с тем изучаем и ненаблюдаемые свойства полей, проявляющиеся в наблюдаемых взаимодействиях тел. Свойства виртуальных процессов не наблюдаемы, но они раскрываются, и довольно точно, через наблюдаемые взаимодействия микрочастиц, существование ненаблюдаемых свободных кварков так же нашло убедительное подтверждение в наблюдаемых процессах.

Следует отметить еще и то, что в этом принципе проявляется чрезмерное раздувание роли чувственных наблюдений, чувственно воспринимаемые опытные факты объявляются единственной реальностью. И хотя этот принцип, бесспорно, направлен против идеалистической натурфилософии, он исходит из неправильных положений позитивизма, т. е., в сущности, субъективного идеализма.

Однако практически в познании, по существу, действует принцип диалектического единства наблюдаемого и ненаблюдаемого. Он "запрещает недооценивать роль абстракции в познании и не позволяет отождествлять логические возможности с действительными, гипостазировать теоретические выводы и схемы, т. е. приписывать им существование в самой объективной реальности. Этот принцип предупреждает об опасности фетишизации математики, отлета мысли от реальной действительности, подмены физических объектов математическими конструкциями. В общем плане все эти "запреты" можно рассматривать как своего рода "противовес", как своеобразную реакцию на стремление отождествлять мысленные конструкции, в частности математический аппарат (роль которого исключительно велика и конструктивна), с самой действительностью - стремление, одинаково свойственное как объективному идеализму, так и метафизическому материализму. Это обстоятельство было отмечено еще В. И. Лениным. В работе "Материализм и эмпириокритицизм" он приводит слова Сталло: "Механическая теория вместе со всеми метафизическими теориями гипостазирует частные, идеальные и, может быть, чисто условные группы атрибутов или отдельные атрибуты и трактует их, как разные виды объективной реальности (2, 18, 329). По этому поводу В. И. Ленин замечает: "Это верно, если вы не отрекаетесь от признания объективной реальности и воюете с метафизикой, как антидиалектикой" (2, 18, 329).

Таким образом, В. И. Ленин подчеркивает, что метафизическим теориям свойственна неправильная тенденция приписывать объективную реальность всему содержанию физических теорий, всем физическим понятиям. Одновременно он предупреждал, что критику этой тенденции следует вести в плане борьбы против метафизического материализма не как материализма, а как антидиалектики, с позиций диалектического материализма. И здесь уместно еще раз отметить, что "принцип ненаблюдаемости" в своих наиболее распространенных трактовках ведет эту борьбу не с позиций диалектического материализма, а с позиций позитивизма. В этой связи подчеркнем, что стоять на позициях диалектического материализма в оценке физических теорий вовсе не значит отыскивать для каждого понятия аналог в объективной действительности. Искать на земном шаре географическую сетку или в квантовых процессах операторы явно нелепо. Научные теории органически включают в себя как понятия, отражающие действительность, так и понятия, относящиеся к формам познания этой действительности; причем последние основываются на первых. Смешивать те и другие понятия, конечно, недопустимо.

Обобщая сказанное, отметим следующие черты второй особенности принципов "запрета". Невозможно развивать физическую теорию посредством одних теоретических рассуждений, не корректируя и не обогащая их экспериментальными и практическими данными. Нельзя отождествлять логически возможное с реально возможным. Нельзя в рамках определенной теории требовать ответа на вопросы, лишенные в этой теории физического смысла. Указанные "невозможности" следует рассматривать диалектически, т. е. в связи с неисчерпаемыми возможностями познания, в связи с определенными этапами развития познания и его внутренней связи с практикой.

Принципы "запрета", в которых на первый план выдвигается их вторая особенность, некоторые физики и философы пытаются объявить принципами теории познания (В. Гейзенберг, П. Дирак, М. Борн и другие). На самом же деле эти принципы, взятые в их рациональном содержании, лишь конкретизируют отдельные стороны содержания, отдельные стороны процесса развития нашего познания, а свое обоснование они получают в теории познания диалектического материализма. Поэтому важно отметить, что правильное понимание роли и места указанных принципов "запрета" в развитии физики возможно лишь при определенных методологических предпосылках, а именно: 1) данные принципы должны рассматриваться с позиций ленинской теории отражения, с учетом того, что истина является результатом не только чувственного, но и логического отражения действительности и что между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми существует диалектическая связь; 2) критерием истинности физической теории является не только совпадение ее выводов с данными наблюдений, но главным образом практика, техническое воплощение теории; 3) взаимосвязь теории и эксперимента следует рассматривать исторически, т. е. с учетом определенных этапов развития познания; 4) между указанными двумя разновидностями принципов "запрета" нет пропасти, и те принципы "запрета", в которых на первый план выступает охарактеризованная нами их вторая особенность, являются гносеологическими аспектами принципов, выражающих физическую невозможность.

В физике микромира большую роль играет принцип "запрета" Паули. Анализ методологического значения принципа Паули позволит нам конкретизировать все вышесказанное о методологическом значении принципов "запрета". Как и всякий принцип физики, принцип Паули нужно рассматривать не изолированно, а в связи с другими принципами и понятиями квантовой механики, а также в процессе развития его формулировок и применений. Только идя таким путем можно раскрыть особенности тех взаимодействий, которые выражаются принципом Паули.

Как известно, наиболее существенной является связь принципа Паули с таким специфическим для квантовой механики понятием, как понятие о спине частиц, и с таким фундаментальным принципом квантовой механики, как принцип тождественности одинаковых частиц. Соответственно этим основным связям развитие принципа Паули включает в себя два этапа: на первом этапе ведущая роль в нем принадлежит понятию о спине частиц и установлению того, что этот принцип применим только к частицам с полуцелым спином, на втором этапе ведущая роль принадлежит его связи с принципом тождественности одинаковых частиц и с их асимметричными состояниями.

На первом этапе своего развития принцип Паули главным образом выражал такие специфические для микрообъектов взаимодействия, как спиновые взаимодействия, а на втором - наряду со спиновыми взаимодействиями еще и некоторые стороны обменных взаимодействий.

И те и другие взаимодействия обладают чертами, резко отличными от тех, которые были установлены для процессов физического взаимодействия классической физикой. Поэтому очевидно, что в целях их сравнения, прежде чем установить особенности спиновых и обменных взаимодействий, нужно коротко охарактеризовать как общее понятие о физических взаимодействиях, так и их трактовку в классической физике.

В настоящее время очевидно, что любые физические взаимодействия своей основой имеют взаимообусловленность и взаимопревращаемость физических явлений. Каждое физическое взаимодействие сопровождается переносом материи и движения, их превращением из одного вида в другой. Новая физика полностью подтверждает такое общее понимание физических взаимодействий. К сказанному нужно добавить, что мерой физических взаимодействий являются особенности процессов переноса движущейся материи, а следовательно, и массы, энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда, а может быть, и каких-то других, еще неизвестных характеристик физических форм движения материи.

Изучая различные виды физических взаимодействий, классическая физика создала верное в условиях макромира общее понятие о характере физических взаимодействий, которое в известной мере было канонизировано.

Так, в классической физике утверждалось, что общими сторонами любых физических взаимодействий являются следующие:

  • существенная, определяющая роль в процессе взаимодействия принадлежит массам, электрическим зарядам, относительным скоростям и пространственным конфигурациям;
  • передача взаимодействия происходит непрерывно: величины энергии, импульса и момента импульса могут иметь какие угодно значения. Их совокупность составляет непрерывный спектр данных изменяющихся величин;
  • в процессах взаимодействия происходит изменение состояний взаимодействующих тел, но нет их взаимной превращаемости.

Мерой этих взаимодействий являются соответственно специфика взаимодействия, различные силы, но обладающие общими существенными моментами, а именно: все они создают ускорения, изменяют пространственные конфигурации и подчиняются третьему закону Ньютона - каждой действующей силе соответствует равная противодействующая сила.

Переход в область микромира, который благодаря своим, прежде всего количественным, характеристикам качественно отличается от привычного нам макромира, естественно, привел к открытию новых черт во взаимодействии физических объектов, не известных классической физике. Рассмотрим прежде всего так называемые спиновые взаимодействия микрочастиц. Большую роль в определении их особенностей сыграл сформулированный В. Паули физический принцип, носящий его имя. Как же выражаются в принципе Паули некоторые особенности спиновых взаимодействий микрочастиц?

В 1922 г. Н. Бор в Геттингене прочитал цикл лекций, посвященных теоретическому анализу периодического закона химических элементов Д. И. Менделеева. В этих лекциях он выдвинул вопрос о существовании общего правила заполнения любых электронных оболочек атомов. Ответом на этот вопрос и явился принцип Паули. Этот принцип непосредственно связан с периодическим законом химических элементов Д. И. Менделеева. Как известно, при характеристике электронных оболочек атомов, а следовательно, и характеристике состояний атомных электронов используют определенные величины, выражаемые квантовыми числами. В исследованиях Бора и Зоммерфельда были найдены следующие три квантовых числа: n-энергетический уровень электрона, l-орбитальный момент импульса электрона, m - орбитальный магнитный момент электрона. Но При помощи только этих квантовых чисел оказалось невозможным объяснить многие черты конфигурации электронов в атомах, отражающиеся в особенностях расщепления спектральных линий излучения атомов в сильных магнитных полях (эффект Пашена - Бака). Для объяснения этих экспериментально установленных особенностей В. Паули выдвинул гипотезу о существовании специфического взаимодействия между электронами, зависящего от их внутреннего свойства, которое он предложил назвать "двухзначность". В. Паули, тщательно изучивший материалы опытной физики, не подошел к их обобщению с позиций классической физики, а сделал попытку отобразить в новом понятии "двухзначности" специфическую особенность взаимодействия в области микромира.

Это новое свойство электронов количественно было выражено четвертым квантовым числом ms. Таким образом, характеристика состояний электронов в атоме должна даваться при помощи набора четырех квантовых чисел. И тогда становится вполне разумным предположение о том, что особенности конфигураций атомных электронов, обусловленные их взаимодействием и отражаемые в особенностях расщепления спектральных линий излучения атомов в сильных магнитных полях, вытекают из того, что в состоянии с одинаковыми всеми четырьмя квантовыми числами может быть только один электрон.

Это предположение и составило содержание принципа Паули на первом этапе его развития.

В. Паули указывал, что он, как и все физики с классическим образом мышления, испытал потрясение при первом знакомстве с "Основным постулатом квантовой теории" Н. Бора. Он обращал внимание на существовавшие в то время два подхода к решению трудных проблем, связанных с квантом действия. "Первый заключается в стремлении навести абстрактный порядок среди новых понятий, отыскав ключ для перевода классической механики и электродинамики на квантовый язык, который был бы их логическим обобщением. К этой цели был направлен "принцип соответствия" Бора. В противоположность этому Зоммерфельд, натолкнувшись на трудности, связанные с применением понятий, основанных на кинематических моделях, занимался исследованием спектральных законов с помощью ряда целых чисел, следуя, как когда-то Кеплер при изучении планетной системы, внутреннему чувству гармонии" (137, 357). Оба эти подхода оказали на В. Паули определенное влияние, особенно утверждение Н. Бора о существовании общего правила заполнения любой оболочки атома. Анализируя эти точки зрения и ознакомившись с работой английского физика Стонера (217), В. Паули, как он сам пишет, пришел к убеждению, что существует принцип "запрета": "...уровень является уже "заполненным", если он занят одним-единственным электроном; состояния, противоречащие этому постулату, запрещаются" (137, 360). Но этот принцип "запрета" для большинства физиков был малопонятным, поскольку четвертая степень свободы электрона (спин) не описывалась никакой моделью.

Только впоследствии, благодаря синтезу требований релятивистской инвариантности и свойств квантования поля, удалось сделать шаг к пониманию связи между спином и классом симметрии. Но этому предшествовала большая работа по выяснению того, что В. Паули назвал "двухзначностью".

Было показано, что с этим свойством связано существование между электронами особого вида взаимодействия, отличного от электростатического кулоновского. Но определить особенности этого взаимодействия без выяснения физического смысла четвертого квантового числа "двухзначности", конечно, не представлялось возможным.

Вскоре после того как В. Паули дал первые формулировки своего принципа, физики Уленбек и Гаудсмит выдвинули гипотезу о существовании у электронов внутреннего свойства, аналогичного собственному моменту импульса у макроскопических тел. Это свойство они назвали спином. Следует отметить, что полная аналогия проведенная Уленбеком и Гаудсмитом между спином и собственным моментом импульса справедливо была отвергнута Паули как попытка свести новое свойство микрочастиц к привычной характеристике макрообъекта. В дальнейшем эксперимент подтвердил существование спина не только у электронов, но и у всех элементарных частиц. Затем было выяснено, что существует две группы элементарных частиц: одна группа имеет спин, кратный половине постоянной Планка, а другая - кратный ее целому числу.

Причем оказалось, что принцип Паули относится только к частицам, имеющим полуцелый спин, что, следовательно, тот вид взаимодействия, который лежит в основе этого принципа, существует только между частицами с полуцелым спином. В физике этот вид взаимодействия получил название спиновых взаимодействий.

Выяснение особенностей этих взаимодействий невозможно без выяснения физического смысла понятия спина.

Прежде всего нужно подчеркнуть, что спин существует только у микрообъектов. У макрообъектов спина нет. Это одно уже ясно говорит о том, что отождествлять спин микрочастиц с моментом импульса макротел недопустимо. Но это не значит, что у спина микрочастиц и у момента импульса макротел нет общих черт и сторон. В действительности они имеют место.

Нам представляется, что главное здесь не в том, чтобы характеризовать понятие спина на основе представления о вращающихся вокруг своей оси шариках, а в том, чтобы использовать некоторые связи, имеющиеся у механического момента импульса с другими параметрами движущейся материи: с массой, энергией импульсом и т. д.

Особо важное значение имеет, видимо, связь момента импульса с энергией и закона сохранения момента импульса с законом сохранения и превращения энергии, известная и в классической механике. В теории спина и спиновых взаимодействий эта связь обнаруживается весьма отчетливо в виде явной зависимости энергии взаимодействующих микрочастиц от их спинов.

В отличие от момента импульса макротел, который для одного и того же тела может иметь различные величины, спин элементарной частицы - величина постоянная. Очень важно и то, что спины частиц внутренне связаны с их магнитными моментами.

Если у макротел пространственная ориентация момента импульса может быть какой угодно, то у элементарных частиц спин может быть ориентирован только в нескольких определенных направлениях. Причем здесь проявляется существенное различие между частицами с целым и полуцелым спинами. У частиц с полуцелым спином существуют только две ориентации спина: либо вдоль магнитного поля, либо против магнитного поля. А у частиц со спином, равным целому числу,-три ориентации: вдоль поля, против поля и поперек поля.

Особенности целых и полуцелых спинов частиц обусловливают и особенности многих черт в их взаимодействиях. Мы отметим только особенности взаимодействия частиц с полуцелым спином, так как именно эти взаимодействия связаны с принципом Паули. При взаимодействии частиц с полуцелым спином возникают процессы исключения некоторых тождественных состояний, создается особого рода непроницаемость одних состояний для других. Эта особенность взаимодействия частиц с полуцелым спином и обусловливает существенную черту в содержании принципа Паули, т. е. его утверждение, что в любой совокупности одинаковых частиц с полуцелым спином не может быть двух и более частиц с состоянием, характеризуемым четырьмя одинаковыми квантовыми числами.

Ни одно из известных классической физике взаимодействий не создает таких процессов исключения тождественных состояний, которые имеют место при взаимодействии одинаковых частиц с полуцелым спином. Качественное отличие явлений микромира от явлений макромира находит одно из своих проявлений в принципе Паули.

В процессе взаимодействия одинаковых частиц с полуцелым спином создаются и своеобразные силы, не известные классической физике. Эти силы существенно зависят от ориентации спинов взаимодействующих частиц. Существуют следующие ориентации спинов по отношению друг к другу: параллельная и антипараллельная. При параллельной ориентации спинов частицы не могут сблизиться, если они относительно друг друга не обладают большим импульсом. Между такими частицами появляются силы отталкивания. Частицы же с антипараллельными спинами могут сблизиться и при сравнительно небольших импульсах относительно друг друга. Между ними возникают силы притяжения, способные преодолеть в случае заряженных частиц кулоновские силы отталкивания. Но это не обычные, классические силы притяжения и отталкивания. Если бы это было так, то их можно было бы описать на основе законов классического взаимодействия, в частности при помощи третьего закона Ньютона. Но этого сделать нельзя. Как это ни странно звучит, эти силы не создают взаимного ускорения взаимодействующих частиц1. Они, следовательно, не имеют главного признака "классических сил"2. Спиновые силы глубоко отличаются и от такого очень важного вида сил классической физики, как центральные силы, примером которых могут быть силы, создаваемые электростатическими и гравитационными взаимодействиями.

1 (Некоторая аналогия этому имеет место для случая взаимодействия токов высокой частоты. Физике известны и такие факты, когда, например, электрические силы, действующие на замагниченную плазму, сообщают ей не ускорение, а постоянную дрейфовую скорость; причем вектор этой скорости перпендикулярен к направлению силы.)

2 (С позиции ньютоновской механики их нельзя назвать силами. В ней только "взаимодействия тел, в результате которых взаимодействующие тела могут сообщать друг другу ускорения, называют силами"(164, 74).()

Как известно, величины центральных сил между взаимодействующими телами существенно зависят от расстояний между данными телами и не зависят от их пространственной ориентации. Сила притяжения между Солнцем и Землей не зависит от положения в пространстве их осей вращения, а зависит только от их масс и расстояния между ними.

Силы же, возникающие при спиновых взаимодействиях частиц с полуцелым спином, существенно зависят от ориентации спинов. Причем эта ориентация определяет как величину, так и знак действия этих сил.

При одних ориентациях спинов появляются силы притяжения, а при других - силы отталкивания, и притом различной величины. При спиновых взаимодействиях частиц с полуцелым спином, являющихся одной из основ принципа Паули, пространственная ориентация спинов имеет непосредственное физическое значение, т. е. она существенно влияет на характер взаимодействия частиц. Таким образом, через спины частиц проявляется глубокая связь свойств пространства и свойств материальных объектов. В спиновых взаимодействиях различные направления в пространстве приобретают различное физическое содержание, т. е. пространство при таких взаимодействиях в полном смысле изотропным не является1. Нетрудно заметить, что в спиновых взаимодействиях решающая роль принадлежит внутренним параметрам взаимодействующих частиц, а именно их спинам и связанным с ними собственным магнитным моментам частиц. Именно они определяют существо этих видов взаимодействия, а не внешние параметры, такие, как, например, расстояние между взаимодействующими объектами, как это имеет место во многих взаимодействиях, описываемых классической физикой.

1 ("Спин и четность,-пишет Ю. В. Сачков,-выражают такие внутренние свойства частиц, которые носят анизотропный направленный характер" (31.1963.6, 106).)

Все вышесказанное и позволяет сделать вывод, что взаимодействия частиц с полуцелым спином, отображаемые принципом Паули, обладают своеобразными чертами и не могут быть сведены ни к одному из видов взаимодействия, известных классической физике. Можно ли их назвать силовыми взаимодействиями? Конечно, можно, но только нужно иметь в виду, что силы, порождаемые этими взаимодействиями, имеют другой характер, чем силы в ньютоновской механике, и что свойства пространства спиновых взаимодействий отличаются от свойств обычного пространства, как об этом уже говорилось выше. Спиновые взаимодействия тесно связаны как с взаимодействиями классического типа, так и с такими типично квантово-механическими взаимодействиями, как обменные взаимодействия. А так как принцип Паули выражает не только особенности спиновых взаимодействий частиц с полуцелым спином, но и некоторые стороны обменных взаимодействий, то необходимость анализа тех сторон обменных взаимодействий, которые связаны с принципом Паули, конечно, очевидна.

Здесь же отметим, что решение этой задачи непосредственно связано с характеристикой второго этапа в развитии принципа Паули, т. е. с раскрытием его связи с принципом тождественности одинаковых частиц и с понятием антисимметричности состояний частиц с полуцелым спином.

Принцип тождественности микрочастиц, как и вообще все принципы физики, имеет экспериментальную основу и является обобщенным выводом из тех известных законов, которые объясняют устойчивость химических атомов, устойчивость кристаллической решетки, особенности ферромагнитных веществ и т. д. Фундаментальное значение в раскрытии содержания этого принципа, как справедливо отмечает Д. И. Блохинцев, имеет следующее положение: совокупности одинаковых и различных частиц качественно отличаются друг от друга (105, 383).

Совокупности, например, из одних электронов резко отличаются от совокупности из электронов и нейтронов и т. д. Даже совокупности одинаковых частиц, например электронов, при наличии очень незначительных различий между ними резко отличаются друг от друга. Поэтому можно говорить только о тождественности одинаковых частиц. А это значит, что понятия тождественности и одинаковости частиц в квантовой механике не совпадают. Понятие тождественности микрочастиц не может быть сведено к утверждению абсолютной одинаковости всех свойств частиц одного и того же вида. Сказать, что тождественность микрочастиц заключается в том, что все электроны, например, обладают только одинаковыми свойствами,-это значит сказать нелепость. Таких электронов в природе нет. У всех электронов имеются и различные свойства. Все электроны имеют одинаковый заряд, одинаковую массу покоя и ряд других одинаковых свойств. Но одновременно электроны обладают и многими различными свойствами: они могут отличаться по величине общей массы, а значит, и энергии, обладать различными ориентациями спина и т. д. Никакой абсолютной одинаковости быть не может. Если бы все электроны были абсолютно одинаковы, то у всех атомов было бы, согласно принципу Паули, только по одному электрону. Только различные электроны могут образовать оболочку атомов. Понятие одинаковости не имеет абсолютного значения - это понятие относительное. Одни и те же частицы по одним свойствам одинаковые, а по другим различные. По величине и знаку заряда электроны и антипротоны суть одинаковые частицы, а по массе - различные.

Таким образом, тождественность микрочастиц не может быть определена как сумма их одинаковых свойств. Тождественность одинаковых микрочастиц является не отрицанием различий между ними, а выражением их свойства образовывать устойчивые системы, их способности заменять друг друга без каких-либо физических изменений в системе.

Тождественность микрочастиц проявляется только в процессе их взаимодействия, в процессе возникновения определенных систем (атомов, кристаллической решетки и т. д.). Микрочастицы не существуют тождественными, а становятся ими. Несколько поясним только что сформулированное положение. Известно, что атомы, находясь во взаимодействии с другими объектами, непрерывно теряют одни и приобретают другие электроны, оставаясь устойчивыми динамическими системами. Сохранение устойчивости атома, при непрерывной замене одних электронов другими в его оболочке, возможно только потому, что электроны тождественно заменяют друг друга, приобретая те же состояния, в которых были утерянные электроны. Так, в процессе хаотической замены одних электронов другими создается устойчивость электронных оболочек атомов.

Квантово-механический принцип тождественности одинаковых частиц по своему существу является формой проявления диалектического единства тождества и различия; он отражает объективные переходы различных состояний одинаковых частиц в их тождественные состояния. Этот принцип имеет глубокое объективное содержание и только поэтому и играет важную роль в нашем познании микрочастиц. Рассматривая принцип тождественности микрочастиц как эвристический принцип нашего познания, его можно сформулировать как принцип неразличимости одинаковых частиц. Неразличимость одинаковых частиц означает, что совершенно бесполезно устанавливать, какой именно, скажем, электрон занимает данное место в данной системе,-ведь замена его другим электроном на данном месте и в данной системе совершенно не изменит состояния системы, потому что заменяющий электрон примет состояние, тождественное состоянию замененного электрона.

В соответствии с объективными особенностями микрочастиц принцип неразличимости избавляет наше познание от вопросов, не имеющих объективного смысла. Итак, принцип неразличимости - это только другая форма выражения принципа тождественности микрочастиц, это его гносеологический аспект.

Содержание принципа тождественности микрочастиц внутренне связано с содержанием принципа Паули, раскрытие этой связи и привело к более общим и глубоким формулировкам последнего. В чем же заключается связь принципа Паули с принципом тождественности микрочастиц?

В принципе Паули, собственно говоря, конкретизируется принцип тождественности частиц1. Принцип Паули говорит нам о том, что одинаковые частицы с полуцелым спином могут заменять друг друга, приобретая определенные состояния, но находиться в какой-то системе с одними и теми же состояниями не могут. Принцип Паули показывает, что свойство одинаковых частиц с полуцелым спином принимать тождественные состояния одновременно порождает и необходимое различие их состояний в какой-то их схеме.

1 (Принцип тождественности частиц является более общим принципом, чем принцип Паули, он приложим к частицам и с целым, и с полуцелым спином.)

В свете вышесказанного понятно, что принцип Паули выражает процесс возникновения необходимых различий внутри систем, состоящих из одинаковых частиц с полуцелым спином, способных тождественно заменять друг друга. Принцип Паули по отношению к одинаковым частицам с полуцелым спином раскрывает внутреннюю диалектику, присущую принципу тождественности микрочастиц, а именно переходы от различных состояний к тождественным состояниям и обратно.

Такова связь принципа тождественности микрочастиц и принципа Паули, выраженная в самом общем виде. Глубокая связь между принципом тождественности микрочастиц и принципом Паули получает более конкретное выражение в таком следствии принципа тождественности, как утверждение о существовании двух классов состояния микрочастиц: симметричного и антисимметричного. Особенность первого класса состоит в том, что волновая функция, отображающая состояние частиц при их перестановке, остается неизменной, а второго - в том, что при таком же процессе волновая функция меняет свой знак на обратный. Эксперимент и теория показали, что к первому, симметричному классу относятся частицы с целым спином, а ко второму, антисимметричному - частицы с полуцелым спином. Таким образом, указанные состояния частиц внутренне связаны с особенностями их спина. Никакие внешние воздействия не могут перевести систему из одного класса симметрии в другой. Иначе говоря, нельзя внешними воздействиями изменить вид спина частиц.

Спины частиц могут изменяться лишь в процессе их превращения. Если пара электрон-позитрон превращается в один-два-три фотона, то здесь именно из частиц с полуцелым спином возникают частицы с целым спином.

Очевидно, что классы симметрии характеризуют качественные особенности частиц с целым и полуцелым спином. Так как качественные определенности внутренне связаны с количественными, следует ожидать, что между симметричными и антисимметричными состояниями существуют и количественные различия. И они действительно имеют место. Взаимная потенциальная энергия системы взаимодействующих одинаковых частиц по отношению к их перестановке (а значит, и полная энергия) имеет различное значение в симметричном и антисимметричном состояниях


что в свою очередь говорит и об особенностях взаимодействия частиц с целым и полуцелым спином.

Следовательно, взаимодействие, выражаемое принципом Паули, можно охарактеризовать как взаимодействие частиц, имеющих антисимметричные состояния. Все сказанное приводит к выводу, что между особенностями спина частиц, классами симметрии их состояния и спецификой взаимодействия частиц с полуцелым спином существует глубокая связь. Эта связь была раскрыта в ряде работ Дирака, Паули и других физиков.

Раскрытие этой связи и позволило Паули дать более общую формулировку своего принципа - формулировку, в итоге основанную на принципе тождественности микрочастиц и его следствиях.

По мнению В. Паули, "известное уже положение, что частицам с полуцелым спином свойственны только антисимметричные состояния, и можно рассматривать как правильную и общую квантово-механическую формулировку принципа запрета" (137, 362).

Более того, В. Паули высказал мнение, что существует общий закон природы, выражающий внутреннюю связь между видом спина частиц и классом их симметрии. Он формулирует его таким образом: "Полуцелое значение спинового квантового числа всегда связано с антисимметричными состояниями частиц (принцип запрета), а целочисленному спину всегда соответствуют симметричные состояния" (137, 361).

Таким образом, принцип Паули представляет собой частный вывод из этого общего закона природы. Из этого закона вытекает и существование различных статистик для частиц с целым и полуцелым спином (бозонов и фермионов).

Остановимся на некоторых чертах принципа тождественности микрочастиц, так как это потребуется нам для дальнейшего рассмотрения данного вопроса.

Дело в том, что этот принцип указывает на такой очень своеобразный процесс, происходящий между микрочастицами, как процесс обмена своими состояниями.

Замена одних частиц другими в любой системе одинаковых частиц без каких-либо физических в ней изменений и представляет собой процесс обмена микрочастиц своими состояниями. Обмен состояниями между микрочастицами хотя и не вызывает физических изменений в их совокупности, системе, но сам является, бесспорно, физическим процессом. Совокупность физических процессов, ведущих к обмену состояниями между микрочастицами, называется обменными взаимодействиями. Обменные взаимодействия широко распространены в природе. К этому виду взаимодействия принадлежат, например, очень важные стороны внутриядерных взаимодействий, гомеополярные взаимодействия атомов, некоторые стороны взаимодействия электронов в оболочках атомов и др.

Обменные взаимодействия тесно связаны с наличием у частиц спина и соответствующих виду спина состояний симметрии. Эта связь, в частности, проявляется в том, что имеющаяся зависимость энергии системы частиц от полного спина основывается на существовании между частицами обменного взаимодействия. Таким образом, одним из условий существования обменного взаимодействия между микрочастицами является наличие у них спина и, следовательно, определенных состояний симметрии. Здесь и раскрывается то очень важное обстоятельство, что обменные взаимодействия вследствие их связи со спинами частиц в своих определенных сторонах выражаются принципом Паули. На первом этапе развития формулировок принципа Паули, когда его содержание главным образом определялось через понятие спина частиц, его формулировка выражала наличие и особенности взаимодействий частиц с полуцелым спином. На втором же этапе развития формулировок принципа Паули, когда его содержание стало определяться и через принцип тождественности микрочастиц и вытекающие из него следствия, его формулировки стали выражать и некоторые стороны обменных взаимодействий частиц с полуцелым спином. Эти формулировки приведены выше. В чем же особенности обменных взаимодействий? Одна из особенностей обменных взаимодействий состоит в том, что в них решающая роль принадлежит не внешним условиям взаимодействия, а внутренним свойствам самих взаимодействующих частиц, их спинам и спонтанным колебаниям их энергии.

Чтобы подчеркнуть значение этой особенности обменных взаимодействий, рассмотрим следующий пример: обменное взаимодействие между двумя атомами водорода заключается в том, что они обмениваются состояниями своих электронов. Согласно классической физике, это возможно только тогда, когда оба электрона могут вылететь из своих атомов, получив извне энергию, превышающую энергию их связи с ядром атома. Но такой процесс совершенно не характерен для обменного взаимодействия. Для него не требуется внешнего источника энергии. Обмен состояниями произойдет вследствие того, что в какой-то момент времени колебания средних значений энергии электронов станут максимальными. Дело в том, что энергия микрочастиц, в данном случае электронов, имеет постоянное значение лишь в среднем, в течение значительного промежутка времени, а в каждый данный момент - различные как максимальные, так и минимальные значения.- Нужно отметить и следующую черту обменных взаимодействий: они происходят в очень короткие промежутки времени и на очень небольших расстояниях.

При обменных взаимодействиях, как при всяких физических взаимодействиях, возникают определенные силы. Особенность этих сил в том, что они не поляризуются на действие и противодействие. В нашем примере обменного взаимодействия между двумя водородными атомами обмен состояниями электронов не вызывает никакой отдачи атомов. Силы, возникающие в обменных взаимодействиях, не подчиняются, следовательно, третьему закону Ньютона.

Однако при всем своеобразии обменные взаимодействия связаны с энергетическими процессами, т. е. с переносом и с превращениями энергии, иначе они бы не порождали своеобразных сил. Обменным взаимодействиям соответствует особый вид энергии, которая называется обменной энергией. Обменная энергия всегда тесно связана с другими видами энергии. Так, например, она входит как часть в энергию кулоновского взаимодействия между электронами и ядром атомов и связана с теми взаимодействиями между электронами, которые выражаются принципом Паули. Но какое отношение имеет принцип Паули к обменным взаимодействиям?

Во-первых, энергия обменных взаимодействий зависит от того, взаимодействуют ли частицы с целым или полуцелым спином. В последнем случае характеристика обменных взаимодействий и обменной энергии невозможна без применения принципа Паули. Во-вторых, для случая обменных взаимодействий частиц с полуцелым спином принцип Паули выражает особенности переноса энергии, происходящего в данном взаимодействии.

Допустим, что в какой-то системе частиц с полуцелым спином определенные состояния уже заняты, тогда перенос энергии, который бы привел какую-то частицу в состояние, уже занятое другой частицей, оказывается невозможным. Значит, частица не может получить и путем обмена такое состояние, которое уже занято другой частицей. Принцип Паули, таким образом, выражает условия переноса энергии при любых взаимодействиях частиц с полуцелым спином.

Взаимодействия, в которых существуют определенные ограничения и определенная регуляция переноса энергии, очевидно, имеют внутреннюю направленность и ведут к появлению строго определенных структур в совокупности частиц с полуцелым спином.

Рассмотрев принцип "запрета" Паули как в его связях с понятием спина, так и в его связях с принципом тождественности микрочастиц и установив особенности тех видов физических взаимодействий, которые отражаются им, можно сделать следующие выводы.

Взаимодействия, выражаемые принципом Паули, относятся к таким видам физических взаимодействий как спиновые и обменные, и не сводятся к взаимодействиям, известным в классической физике.

Решающее значение в этих взаимодействиях имеют внутренние свойства микрочастиц, например спин, собственные магнитные моменты, спонтанные колебания энергии микрочастиц, а не внешние, например расстояния, которые, конечно, входят в содержание данных взаимодействий, но не определяют их существа.

В этих взаимодействиях порождаются специфические силы (спиновые, обменные), не сводимые к силам классической механики. Эти силы не создают ускорений и не подчиняются третьему закону Ньютона.

В процессе этих взаимодействий создается особого рода непроницаемость состояний микрочастиц с полуцелым спином, следствием которой является исключение их тождественных состояний.

Перенос энергии и других свойств движущейся материи в данных взаимодействиях имеет определенную направленность, поэтому эти взаимодействия приводят к образованию определенных структур в совокупностях частиц с полуцелым спином.

Таким образом, мы видим, что использование конкретных форм взаимодействия является необходимым условием диалектического познания природы.

* * *

В последние годы многие физики и философы обращают внимание прежде всего на связь между законами сохранения и принципами инвариантности и симметрии, но недостаточно изучают антиподы этих симметрии - асимметрии - и тем самым упускают момент превращения, обусловленный взаимодействием тенденций симметрии и асимметрии. Недостаточно внимания обращается также на то, что сущность законов сохранения и превращения не исчерпывается инвариантностью и симметрией, однородностью и изотропностью пространства и однородностью времени. Д. Фейнберг и М. Гольдхабер писали: "...очень полезно рассматривать законы сохранения в свете более фундаментальных физических принципов. Так, например, закон сохранения импульса можно вывести из более фундаментальной концепции, заключающейся в том, что физические явления не должны зависеть от места, где производятся измерения. Такое сведение законов сохранения к более глубоким принципам может, по-видимому, привести к существенному прояснению некоторых все еще таинственных форм сохранения, обнаруженных в мире элементарных частиц" (175, 18).

На наш взгляд, наиболее фундаментальным является положение о несотворимости и неуничтожимости материи и ее атрибутов. Всеобщий закон сохранения материи и ее атрибутов выражается через бесконечную совокупность частных законов сохранения и превращения, причем отдельные из них имеют ограниченную сферу применения (например, законы сохранения четности и странности), а другие (например, законы сохранения энергии и импульса) не знают ограничений.

Отвечая тем, кто отрицает существование законов сохранения, не имеющих ограничений в сфере их применения, Д. Фейнберг и М. Гольдхабер справедливо отмечали, что самые точные эксперименты по проверке незыблемости законов сохранения энергии, импульса и электрического заряда "...подтвердили выполнение законов сохранения с беспрецедентной степенью точности... Надо, однако, подчеркнуть, что до сих пор никто еще не доказал, что такое нарушение законов сохранения действительно необходимо" (175, 18-19). Зато применение этих законов к анализу новых сложных ситуаций в современной физике всегда обеспечивало ей продвижение на следующий уровень познания объективной действительности. Особое значение, как это было показано ранее, имеет для познания то, что законы сохранения как бы налагают определенные "запреты", которые определяют, чего не может происходить в природе.

предыдущая главасодержаниеследующая глава

Магазины цветов в Стрежевом среди цветов.










© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2019
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru