Введение

Одним из наиболее важных и существенных вопросов как философии, так и естествознания является проблема материи. Представления о строении материи находят свое выражение в борьбе двух концепций: прерывности (дискретности) — корпускулярная концепция, и непрерывности (континуальности) — континуальная концепция. С ними тесно связаны проблемы взаимодействия материальных объектов, которые проявлялись как концепция дальнодействия (передача действия без физической среды) и концепция близкодействия (передача действия от точки к точке).

 Концепция прерывности была создана И. Ньютоном Подход Ньютона определил исходное положение атомизма, который основывался на признании дальнодействующих сил.

В истории физики наиболее плодотворной и важной для понимания явлений природы была концепция атомизма, согласно которой материя имеет прерывистое, дискретное строение, т. е. состоит из мельчайших частиц — атомов. До конца XIX в. в соответствии с концепцией атомизма считалось, что материя состоит из отдельных неделимых частиц — атомов. С точки зрения современного атомизма, электроны — "атомы" электричества, фотоны —"атомы" света и т. д.

Концепция атомизма, впервые предложенная древнегреческим философом Левкиппом в V в. до н. э., развитая его учеником Демокритом и затем древнегреческим философом-материалистом Эпикуром (341—270 до н. э.) из апечатленная в замечательной поэме "О природе вещей" римского поэта и философа Лукреция Кара (I в. до н. э.), вплоть до нашего столетия оставалось умозрительной гипотезой, хотя и подтверждаемой косвенно некоторыми экспериментальными доказательствами (например, броуновским движением, законом Авогадро и др.).

Многие ведущие физики и химики даже в конце XIX в. не верили в реальность существования атомов. К тому же многие экспериментальные результаты химии и рассчитанные в соответствии с кинетической теорией газов данные утверждали другое понятие для мельчайших частиц — молекулы.

Реальное существование молекул было окончательно подтверждено в 1906 г. опытами французского физика Жана Перрена (1870—1942) по изучению закономерностей броуновского Движения. В современном представлении молекула —наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими связями. Число атомов в молекуле составляет от двух (Н2, О2, НF, КСI) до сотен и тысяч (некоторые витамины, гормоны и белки). Атомы инертных газов часто называют одноатомными молекулами. Если молекула состоит из тысяч и более повторяющихся единиц(одинаковых или близких по строению групп атомов), ее называют макромолекулой.

Атом — составная часть молекулы, в переводе с греческого означает "неделимый". Действительно, вплоть до конца XIX в.неделимость атома не вызывала серьезных возражений. Однако физические опыты конца XIX и начала XX столетий не только подвергли сомнению неделимость атома, но и доказали существование его структуры. В своих опытах в 1897 г. английский физик Джозеф Джон Томсон (1856—1940) открыл электрон, названный позднее атомом электричества. Электрон, как хорошо известно, входит в состав электронной оболочки атомов. В 1898 г. Томсон определил заряд электрона, а в 1903 г.предложил одну из первых моделей атома.

          Проблема определения сущности материи весьма сложна. Сложность заключается в высокой степени абстрактности самого понятия материи, а также в многообразии различных материальных объектов, форм материи, ее свойств и взаимообусловленностей. В связи с этим перед философией и другими науками стоит множество вопросов: Что такое материя? Как развивались представления о ней? Как соотнести с понятием материи бесконечное множество конкретных предметов, вещей? Какими свойствами она обладает? Вечна ли и бесконечна материя? Что является причиной ее изменения? Какие виды материи известны в настоящее время? Как осуществляется взаимный переход одних видов материи и форм ее движения в другие? На основе каких законов это происходит? Наконец, каким образом возникло такое свойство материи, как сознание? Обращая свое внимание на окружающий нас мир, мы видим совокупность разнообразных предметов, вещей. Эти предметы обладают самыми различными свойствами. Одни из них имеют большие размеры, другие - меньшие, одни просты, другие - более сложны, одни постигаемы достаточно полно непосредственно чувственным образом, для проникновения в сущность других необходима абстрагирующая деятельность нашего разума. Отличаются эти предметы и по силе своего воздействия на наши органы чувств. Однако при всей своей многочисленности и разнообразии самые различные предметы окружающего нас мира имеют один общий, если так можно выразиться, знаменатель, позволяющий объединить их понятием материи. Это общее есть независимость всего многообразия предметов от сознания людей. В то же время это общее в бытии различных материальных образований является предпосылкой единства мира. Однако заметить общее в самых различных предметах, явлениях, процессах - задача далеко не простая. Для этого нужна определенная система сложившихся знаний и развитая способность к абстрагирующей деятельности человеческого разума. Поскольку знания есть продукт приобретенный, причем накапливаемый постепенно, в течение длительного времени, то многие суждения людей о природе и обществе первоначально носили весьма неотчетливый, приближенный, а порой и просто неверный характер. В полной мере это относится и к определению категории материи.

 

Становление и развитие общих представлений о материи

Самый беглый анализ представлений древних ученых о материи показывает, что все они по духу своему были материалистическими, но общим их недостатком было, во-первых, сведение понятия материи к какому-то конкретному виду вещества или ряду веществ. Во-вторых, признание материи в качестве строительного материала, некоей первичной неизменной субстанции автоматически исключало выход за пределы имеющихся о ней представлений. Тем самым каким-либо конкретным видом вещества с присущими ему свойствами ограничивалось дальнейшее познание, проникновение в сущность материи. Все же большой заслугой древних материалистов было изгнание представлений о боге-творце и признание взаимосвязи материи и движения, а также вечности их существования. Заметный след в развитии учения о материи оставили мыслители Древней Греции Левкипп и особенно Демокрит - родоначальники атомистического учения об окружающем мире. Они впервые высказали мысыль о том, что все предметы состоят из мельчайших неделимых частиц - атомов. Первичная субстанция – атомы движутся в пустоте, и их различные сочетания суть те или иные материальные образования. Уничтожение вещей, по Демокриту, означает лишь их разложение на атомы. В самом понятии атома содержится нечто общее, присущее различным телам. Вместе с тем, хотя атомистическое учение и устанавливало общую природу бытия микропредметов, однако оно не раскрывало в полной мере понятия материи; в силу своей субстанциональности и ограниченности оно не могло служить критерием общности всего многообразия видов материи. В настоящее время мы знаем, что атомы различны по своей природе и структуре и представляют лишь частицы вещества. Таким образом, у Демокрита мы видим отождествление понятия материи с одним из конкретных ее проявлений, с веществом. Весьма важную попытку дать определение материи сделал французский материалист XVIII века Гольбах, который в работе "Система природы" писал, что "по отношению к нам материя вообще есть все то, что воздействует каким-нибудь образом на наши чувства". Здесь мы видим стремление выделить то общее в различных формах материи, а именно: что они вызывают у нас ощущения. В этом определении Гольбах уже отвлекается от конкретных свойств предметов и дает представление о материи как абстракции. Вместе с тем определение Гольбаха было ограниченным. Оно не раскрывало до конца сущности всего того , что воздействует на наши органы чувств, оно не раскрывало специфики того, что не может воздействовать на наши чувства. Эта незавершенность предложенного Гольбахом определения материи создавала возможности как для материалистической, так и идеалистической ее трактовки. К концу прошлого века естествознание, и в частности физика, достигло достаточно высокого уровня своего развития. Были открыты общие и, казалось, незыблемые принципы строения мира. Была открыта клетка, сформулирован закон сохранения и превращения энергии, установлен Дарвиным эволюционный путь развития живой природы, Менделеевым создана периодическая система элементов. Основой бытия всех людей, предметов признавались атомы - мельчайшие, с точки зрения того времени, неделимые частицы вещества. Понятие материи отождествлялось, таким образом, с понятием вещества, масса характеризовалась как мера количества вещества или мера количества материи. Материя рассматривалась вне связи с пространством и временем. Благодаря работам Фарадея, а затем Максвелла, были установлены законы движения электромагнитного поля и электромагнитная природа света. При этом распространение электромагнитных волн связывалось с механическими колебаниями гипотетической среды - эфира. Физики с удовлетворением отмечали: наконец-то, картина мира создана, окружающие нас явления укладываются в предначертанные им рамки. Оценивая в целом представления классической физики XIX в, о строении и свойствах материи, отметим, что они страдали теми же недостатками, что и учения древних. Точка зрения на материю как на первичную, неизменную субстанцию и отождествление ее при этом с веществом содержали в себе предпосылки возможности критических ситуаций в физике. И это не замедлило сказаться. На благополучном, казалось, фоне "стройной теории" вдруг последовала целая серия необъяснимых в рамках классической физики научных открытий. В 1896 г. были открыты рентгеновские лучи. В 1896 г. Беккерель случайно обнаружил радиоактивность урана, в этом же году супруги Кюри открывают радий. Томсоном в 1897 г. открыт электрон, а в 19О1 г. Кауфманом показана изменчивость массы электрона при его движении в электромагнитном поле. Наш соотечественник Лебедев обнаруживает световое давление, тем самым окончательно утверждая материальность электромагнитного поля. В начале ХХ в. Планком, Лоренцом, Пуанкаре и др. закладываются основы квантовой механики, и, наконец, в 19О5 г. Эйнштейном создается специальная теория относительности. Многие физики того периода, мыслящие метафизически, не смогли понять сути этих открытий. Вера в незыблемость основных принципов классической физики привела их к скатыванию с материалистических позиций в сторону идеализма. Логика их рассуждений была такова. Атом - мельчайшая частица вещества. Атом обладает свойствами неделимости, непроницаемости, постоянства массы, нейтральности в отношении заряда. И вдруг оказывается, что атом распадается на какие-то частицы, которые по своим свойствам противоположны свойствам атома. Так, например, электрон имеет изменчивую массу, заряд и т.д. Это коренное отличие свойств электрона и атома привело к мысли, что электрон нематериален. А поскольку с понятием атома, вещества отождествлялось понятие материи, а атом исчезал, то отсюда следовал вывод: "материя исчезла". С другой стороны, изменчивость массы электрона, под которой понималось количество вещества, стала трактоваться как превращение материи в "ничто". Таким образом, рушился один из главнейших принципов материализма – принцип неуничтожимости и несотворимости материи. Диалектико-материалистическое определение материи направлено против отождествления понятия материи с ее конкретными видами и свойствами. Тем самым оно допускает возможность существования, а значит, и открытия в будущем новых неизвестных, "диковинных" видов материи. Следует сказать, что в последние годы физики и философы все настойчивее предсказывают такую возможность.
Волновые и корпускулярные свойства материальных объектов.

            Любой материальный объект характеризуется наличием как корпускулярных, так и волновых свойств, материальный объект состоит из мельчайших частиц (электронов, протонов, нейтронов, атомов, и т.д.) является то, что им присущи как волновые, так и корпускулярные свойства.

           Всем микрообъектам присущи и волновые, и корпускулярные свойства, однако, они не являются ни волной, ни частицей в классическом понимании. Разные свойства микрообъектов не проявляются одновременно, они дополняют друг друга, только их совокупность характеризует микрообъект полностью. В этом заключается сформулированный знаменитым датским физиком Н. Бором принцип дополнительности. Можно условно сказать, что микрообъекты распространяются как волны, а обмениваются энергией как частицы.

           С точки зрения волновой теории, максимумы в картине дифракции электронов соответствуют наибольшей интенсивности волн де Бройля. В области максимумов, зарегистрированных на фотопластинке, попадает большое число электронов. Но процесс попадания электронов в различные места на фотопластинке не индивидуален. Принципиально невозможно предсказать, куда попадет очередной электрон после рассеяния, существует лишь определенная вероятность попадания электрона в то или иное место. Таким образом, описание состояния микрообъекта и его поведения может быть дано только на основе понятия вероятности. 

           Наличие волновых свойств у движущихся объектов, обладающих массой покоя, является универсальным явлением, не связанным со свойствами частицы. Волновые свойства частицы определяются длиной волны де Бройля.
Волны де Бройля
В 1924 г. произошло одно из величайших событий в истории физики: французский физик Л. де Бройль выдвинул идею о волновых свойствах материи. В своей работе «Свет и материя» он писал о необходимости использовать волновые и корпускулярные представления не только в соответствии с учением А. Эйнштейна в теории света, но также и в теории материи.

Л. де Бройль утверждал, что волновые свойства, наряду с корпускулярными, присущи всем видам материи: электронам, протонам, атомам, молекулам и даже макроскопическим телам. Частица с энергией E и импульсом, абсолютная величина которого равна p, может быть сопоставлена с волной, дебройлевская длина волны которой

Согласно гипотезе де Бройля, условие квантования орбит в атоме водорода mvr = nh/(2 p ) при разных n означает, что (в простейшем случае) на длине окружности орбиты укладывается целое число дебройлевских волн. В этом случае атом водорода находится в стационарном состоянии с определенной энергией.

Если гипотеза де Бройля верна, то частицы вещества должны при определенных условиях проявлять свойства, характерные только для волн, например, демонстрировать интерференцию и дифракцию на препятствии.

Ввиду достаточно большой величины импульса электрона в атоме, соответствующая длина волны де Бройля для электронов очень мала. Так, для электрона на первой боровской орбите l  = 0,4 нм, т.е. порядка величины расстояния между атомами в кристаллической решетке. Волновые свойства электрона, если они действительно есть, могут наблюдаться только в случае, когда размеры препятствий сравнимы с длиной волны.

В то же время для макроскопического тела (допустим, теннисного мяча, летящего со скоростью 25 м/с) длина волны де Бройля ничтожно мала, ~ 10 -34  м, что на 24 порядка меньше размера атома! Таким образом, волновые свойства макроскопических тел наблюдаться не могут.

Однако гипотеза де Бройля нуждалась в опытном подтверждении. Наиболее убедительным свидетельством существования волновых свойств материи стало обнаружение в 1927 г. дифракции электронов американскими физиками К. Дэвисоном и Л. Джермером. Они убедительно подтвердили волновую природу электронов. Пучок электронов ускорялся в электрическом поле, проходя разность потенциалов U. При этом электроны приобретали кинетическую энергию mv 2 /2 = eU, т.е. импульс p = mv = (2meU) 1/2 .

Затем пучок электронов направлялся на мишень, состоявшую из сравнительно крупных кристаллов никеля. Подвижный детектор измерял количество электронов, рассеянных под разными углами. Возникшая картина полностью соответствовала картине рассеяния рентгеновских лучей на кристалле. Пользуясь условием Брэгга, Дэвиссон и Джермер определили длину волны электронов l  = h/p и сравнили с вычислениями, основанными на гипотезе де Бройля, получив прекрасное согласие.

Вывод: при определенных условиях электрон и другие микрочастицы проявляют волновые свойства.

Корпускулярно-волновой дуализм в современной физике стал всеобщим. Любой материальный объект характеризуется наличием как корпускулярных, так и волновых свойств.

Тот факт, что один и тот же объект проявляется и как частица и как волна, разрушал традиционные представления. Форма частицы подразумевает сущность, заключенную в малом объеме или в конечной области пространства, тогда как волна распространяется по его огромным областям. В квантовой физике эти два описания реальности являются взаимоисключающими, но равно необходимыми для того, чтобы полностью описать рассматриваемые явления.

 «Крупные открытия в области физики (например, ... корпускулярно-волновой дуализм и взаимопревращаемость двух форм материи - вещества и поля, ... и др.) всегда были связаны с борьбой материализма и идеализма.»

Курс физики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.4.

Основная проблема, связанная с волнами де Бройля, - это различие материалистической и идеалистической точек зрения на природу полей, т.е. признается или нет материальность поля. Если материальность поля признается, то и проблемы на самом деле нет - волна де Бройля естественным образом представляет волновой пакет, образованный полевыми парциальными волнами, который движется с частицей как единое целое в виде присоединенной волны.

Например, если объект совершает колебания в среде, то такие возмущения среды образуют волны, которые расходятся (излучаются). Если же объект движется равномерно и прямолинейно, то в каждой точке, через которую он проходит, также возникает возмущение среды и соответственно возникают волны, которые начинают распространяться. Но так как волны, возникающие во всех точках, через которые прошел объект, оказываются когерентными, то они, интерферируя между собой, гасят друг друга и излучение волн не происходит, т.е. колебания среды можно наблюдать только вблизи от точек, через которые прошел объект. На больших же расстояниях волны полностью гасят друг друга и колебания среды не наблюдаются. Таким образом, с объектом движется присоединенная волна, представляющая пакет парциальных волн, которая не образует излучения.

«К волнам можно отнести любые последовательные пространственно-временные изменения поля ...»

Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.

Поле, как и любая материя, может находиться в возмущенном и невозмущенном состоянии. Движущиеся возмущения поля представляют волны. Например, электрон обладает электрическим и магнитным потоками (электрическим полем и магнитным моментом), т.е. электрон обладает электромагнитным потоком и при движении, так же как и фотон, представляет движущееся электромагнитное возмущение. Равномерно движущееся электромагнитное возмущение поля образует присоединенную волну, которая движется с электроном как единое целое, так как при равномерном движении излучение не возникает - все парциальные электромагнитные волны, интерферируя, гасят друг друга. Любой движущийся заряд представляет движущееся электромагнитное возмущение поля и образует парциальные волны. При движении заряда, кроме потенциального (постоянного) поля, появляются вихревые (переменные) поля, т.е. возникает переменная составляющая поля в виде волнового электромагнитного поля.

«Электромагнитное поле неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами; при ускоренном движении частиц электромагнитное поле "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн.»

Физический энциклопедический словарь. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

Такое идеализированное объяснение не раскрывает саму физику процесса. На самом же деле при ускоренном движении частиц нарушается когерентность парциальных электромагнитных волн и они "отрываются" от частиц в виде излучения.

«... электромагнитные волны возбуждаются электрическими зарядами, движущимися с ускорением.»

Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 2006. С.349.

Если более точно, то парциальные электромагнитные волны возбуждаются при любом движении электрических зарядов, но при ускоренном движении нарушается когерентность парциальных электромагнитных волн и они не могут, распространяясь в пространстве, погасить друг друга, что и наблюдается как излучение. Парциальные волны, так же как и любые волны, обладают энергией. Надо заметить, что источником парциальных волн является не сам заряд, а возмущение поля, которое движется с электрическим зарядом, представляя переменное поле. Движущееся возмущение поля вместе с парциальными волнами образует присоединенную волну.

Согласно физике волновых процессов, существуют как расплывающиеся, так и нерасплывающиеся волновые пакеты. Например, нерасплывающийся электромагнитный волновой пакет возникает при равномерном движении электрического заряда.

«В когерентном состоянии гармонического осциллятора волновой пакет не расплывается, а его центр движется по классической траектории. ... Например, классический ток, создаваемый движущимися электрическими зарядами, излучает фотоны, находящиеся в когерентном состоянии.»

Физическая энциклопедия. КОГЕРЕНТНОЕ СОСТОЯНИЕ.

При равномерном движении заряда все возникающие парциальные фотоны оказываются когерентными, поэтому, интерферируя между собой, представляют нерасплывающийся волновой пакет - присоединенную электромагнитную волну. При этом свойства волнового пакета являются квантовыми, так как он образован электромагнитными квантами - парциальными фотонами. Если движутся вместе несколько зарядов, то парциальные фотоны от всех зарядов, интерферируя между собой, образуют единый волновой пакет. Так как при равномерном движении заряда парциальные фотоны из-за интерференции не излучаются, то их можно рассматривать как виртуальные фотоны. Такие виртуальные фотоны, хотя и не могут излучаться, но их можно наблюдать в виде вихревого электромагнитного поля, окружающего движущийся заряд. Парциальные фотоны обладают энергией, но при равномерном движении заряда они, интерферируя в окружающем пространстве, полностью гасят друг друга. Это по сути означает, что их энергия в сумме равна нулю, т.е. в результате суперпозиции волн энергия одних парциальных фотонов как бы отрицательна по отношению к энергии других парциальных фотонов. Когда же энергия парциальных фотонов в сумме становится не равной нулю (волны не гасят друг друга) - возникает излучение. С движущимся зарядом всегда движется электромагнитное возмущение, которое обладает электромагнитной энергией и своим движением возбуждает парциальные (отдельные, элементарные) электромагнитные волны (виртуальные фотоны), которые также обладают энергией, но при равномерном движении их энергия в сумме равна нулю (волны в процессе излучения полностью гасят друг друга).

При движении заряда в пространстве изменяется электрическое смещение поля, что представляет ток смещения в виде вихревого электрического и магнитного полей, т.е. возникает переменное электромагнитное поле. Таким образом, движение зарядов сопровождается вихревыми электрическими и магнитными полями - электромагнитными возмущениями, но для нерелятивистских скоростей энергия вихревого электрического поля ничтожно мала по сравнению с энергией магнитного поля, поэтому при расчете ей можно пренебречь. Если же скорость заряда приближается к скорости света, то энергия вихревого электрического поля приближается к энергии магнитного поля и при расчете электромагнитной энергии ее необходимо учитывать: W_э/W_м = v²/c², где W_э - энергия вихревого электрического поля, W_м - энергия вихревого магнитного поля, v - скорость движения заряда, c - скорость света.

«Таким образом, уже рассмотрение электрического поля простейшей системы - равномерно движущегося заряда - показывает, что иногда Г_E не равно нулю, т.е. в природе существует наряду с потенциальным качественно новое, вихревое электрическое поле.»

Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 2008. Т.2. С.273.

«Благодаря наличию магнитного поля энергия шара увеличилась на величину W_м. Это увеличение можно трактовать как увеличение кинетической энергии или как возрастание массы шара на величину электромагнитной массы.»

Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 2006. Т.3. Ч.2. С.60.

«Магнитное поле движущегося заряда переменно, так как даже при v = const радиус-вектор r изменяется и по модулю и по направлению.»

Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 2006. С.237.

Переменное магнитное поле является источником электромагнитных волн, но при равномерном движении заряженных частиц все возникающие парциальные волны, интерферируя между собой, гасят друг друга. Т.е. равномерно движущиеся частицы сопровождаются присоединенными волнами, которые не могут излучаться из-за интерференции. Если же изменяется скорость движения, то парциальные волны становятся некогерентными, т.е. не могут, интерферируя, погасить друг друга - возникает излучение.

«При равномерном движении частицы эти волны оказываются когерентными и поэтому интерферируют между собой.»

Волновые процессы. И.Е.Иродов. 2000. С.241.

«Для каждого значения
l
длины волны излучения можно найти такое значение l = l_a
l
, при котором
D
=
l
/2, так что элементарные волны гасят друг друга ...»

Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 2006. С.400.

«По принципу Гюйгенса в результате интерференции парциальные волны гасят друг друга всюду, за исключением их общей огибающей, которой соответствует волновая поверхность света, распространяющегося в среде.»

Физическая энциклопедия. ЧЕРЕНКОВА - ВАВИЛОВА ИЗЛУЧЕНИЕ.

Чтобы парциальные волны могли создать излучение, они должны быть либо некогерентными, либо иметь общую огибающую. Т.е., согласно физике волновых процессов, если парциальные волны когерентны и не имеют общей огибающей, то излучение возникнуть не может. Данное правило, представляя по сути закон излучения, действует во всех случаях независимо от того, происходит движение с ускорением или нет. Когда же в учебной литературе встречается утверждение, что при движении заряженных частиц с ускорением всегда возникает излучение, то это на самом деле неверно, так как в некоторых случаях при движении с ускорением может сохраняться когерентность парциальных волн и излучение не возникает. С другой стороны, при движении без ускорения не всегда парциальные волны когерентны и может возникать излучение, например, если среда неоднородна и в ней изменяется скорость распространения волн. Таким образом, излучение возникает не от того, какое движение - с ускорением или нет, а от того, нарушается или нет когерентность парциальных волн и имеется ли у них общая огибающая. Хотя когерентные парциальные волны, не имеющие общей огибающей, нельзя наблюдать в виде излучения, но они, как и любые когерентные волны, могут образовывать интерференционную картину, что можно наблюдать экспериментально, например, при прохождении парциального волнового пакета через отверстия.

«Если же разность фаз постоянна во времени, то такие колебания (и волны) называют когерентными.»

Волновые процессы. И.Е.Иродов. 2000. С.81.

«... когерентностью называют согласованное протекание колебательных (волновых) процессов.»

Волновые процессы. И.Е.Иродов. 2000. С.85.

Любое движение электрических зарядов образует электромагнитные волны, но из-за интерференции они не всегда могут излучаться. Такие присоединенные электромагнитные волны, представляя присоединенную электромагнитную энергию, могут начать распространяться самостоятельно (излучаться), например, при торможении заряженных частиц или когда частицы движутся по орбитам, на которых не укладывается целое число длин волн, т.е. когда движение волн несинфазное - нет когерентности.

«... стационарными являются лишь те орбиты, на которых укладывается целое число волн ...»

Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.357.

Синфазные орбиты, на которых укладывается целое число волн, называются боровскими. Скорость движения по таким орбитам равномерная и возникающие вторичные волны оказываются когерентными, т.е. каждая точка орбиты является источником парциальных волн, которые когерентны. Согласно принципу Гюйгенса, эти парциальные волны, не имея общей огибающей, не могут излучаться. При переходе с орбиты на орбиту когерентность нарушается - возникает излучение. Таким образом, согласно принципу Гюйгенса, стационарными являются лишь те орбиты, на которых укладывается целое число волн, так как возникающие при этом вторичные волны полностью гасят друг друга, не излучаясь. Такие орбиты с замкнутыми волнами называются боровскими.

Свойства парциальных волн гасить друг друга часто используется на практике, например, направленные вибраторные антенны. Электромагнитное возмущение распространяется вдоль вибраторов и каждый вибратор является источником когерентных парциальных волн, которые, гася друг друга, почти не создают излучения в боковом направлении. Если вибраторы расположить по кругу, так чтобы укладывалось целое число длин волн, то в идеале излучаться электромагнитные волны не будут, так как, интерферируя в окружающем пространстве, полностью погасят друг друга. Т.е. электромагнитные колебания вокруг вибраторов представляют движущуюся по кругу (замкнутую) присоединенную электромагнитную волну, которую можно наблюдать только в окружающем пространстве вблизи вибраторов. Присоединенная электромагнитная волна состоит из электрических и магнитных потоков индукции и, как все волны, обладает энергией. Распределение плотности электромагнитной энергии в пространстве представляет интерференционную картину, образованную парциальными волнами и зависит от числа волн, которое укладывается на орбите. Возникающая интерференционная картина идентична распределению электронной плотности вокруг ядра атома.

Движение электрона сопровождается электромагнитным возмущением, образующим присоединенную электромагнитную волну, т.е. полевые потоки индукции, окружающие частицу, при движении образуют волну - волновое электромагнитное поле (волновой пакет). Поэтому при прохождении электронов, например, через отверстия может наблюдаться интерференция электромагнитных потоков, что индукционно отражается на движении электронов (изменить направление движения частицы может только полевой поток).

«Явление же дифракции доказывает, что в прохождении каждого электрона участвуют оба отверстия - и первое и второе.»

Курс физики. И.В.Савельев. 2008. Т.3. С.55.

Рассмотрим волновые процессы наглядно, например, проведем эксперименты в водяной ванне: движением объекта создается возмущение на поверхности воды - если объект движется быстрее скорости распространения волн, то от него расходятся волны (как от корабля), т.е. возникает излучение (излучение Черенкова), так как у парциальных волн появляется общая огибающая. Когда же объект движется равномерно со скоростью, не превышающей скорости распространения волн, то возмущение в виде волны, сопровождая движущийся объект, не образует расходящихся волн - парциальные волны гасят друг друга, не излучаясь. Т.е. возникает интерференция волн между собой и они гасят друг друга в окружающем пространстве, не излучаясь, образуя присоединенную волну, которая в зависимости от интерференционной картины может представлять как цуг волн, так и одиночное возмущение. Чтобы возникло излучение, движение должно быть либо быстрее скорости распространения волн, либо переменным. Длина присоединенной волны зависит от скорости движения объекта и присоединенной массы - чем выше скорость, тем больше напряженность возмущения среды и тем быстрее среда возвращается в исходное состояние, т.е. длина волны обратно пропорциональна скорости (импульсу) объекта, а энергия растет вместе с частотой. Такая зависимость присуща всем присоединенным волнам. Движущийся объект, кроме основного центрального возмущения, состоящего из двух разноименных областей, за счет интерференции вторичных волн может образовывать соседние возмущения (цуг парциальных волн), амплитуда которых убывает с увеличением расстояния от объекта. Т.е. присоединенная волна имеет определенную длину когерентности. Особенность присоединенной волны в том, что она при равномерном движении не излучается, представляя присоединенную энергию. Присоединенные волны, как и любые волны, могут образовывать дифракцию и интерференцию. Аналогичным образом в полевом пространстве возникают присоединенные волны де Бройля, которые сопровождают любую движущуюся микрочастицу (согласно современным представлениям, частицы - это возбужденные состояния поля).

«В таком подходе частицы выступают как возбужденные состояния системы (поля).»

Физическая энциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.

«Волны де Бройля - волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, ...»

Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ.

Любое движущееся возмущение поля образует парциальные волны. Так как частицы - это возбужденные состояния поля, то при их движении всегда будут возникать полевые парциальные волны, которые при равномерном движении из-за интерференции не излучаются и движутся с частицами как единое целое в виде нерасплывающихся волновых пакетов - присоединенных волн. Все поля являются квантовыми, соответственно, и волновой пакет, имея полевую природу, также будет обладать квантовыми свойствами.

Такие явления, как присоединенная масса и присоединенная волна давно уже рассмотрены в физике, поэтому присоединенные волны де Бройля не являются чем-то необычным. Т.е. с точки зрения физики - это обычный волновой процесс как, например, дифракция или интерференция и для объяснения которого не требуется придумывать каких-либо интерпретаций. Волны де Бройля - это вторичные волны, которые возникают при движении, но которые из-за интерференции не могут излучаться и представляют присоединенные волны, т.е. переносятся с частицами как единое целое. Волны де Бройля, представляя волновые поля, отражают полевую структуру движущихся частиц.

«При равномерном движении объекта в однородной среде излучение возможно, только если он движется со скоростью, превышающей скорость распространения волн в этой среде, т.е. при "сверхволновом" - сверхзвуковом, "сверхсветовом" и т.д. движении. Возмущение, создаваемое движущимся телом, как бы "сдувается" средой. ... При движении в однородной среде со скоростью V < v_ф эти возмущения переносятся с телом как единое целое.»

Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.

Т.е. эти возмущения, представляя волновой пакет парциальных волн, движутся с телом как единое целое, не излучаясь, в виде присоединенной волны. Таким образом, с точки зрения физики волновых процессов, волна де Бройля - это обычный волновой пакет полевого происхождения. Частица и присоединенная волна де Бройля как единое целое представляют взаимосвязь вещества и волнового поля, т.е. частицы могут иметь не только потенциальные, но и волновые поля, которые неразрывно связаны с ними при равномерном движении.

«Корпускулярно-волновой дуализм есть проявление наиболее общей взаимосвязи двух основных форм материи, изучаемых физикой, - вещества и поля.»

Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.270.

«Волной называются распространяющиеся в пространстве возмущения состояния вещества или поля. Колебания вещества порождают упругую волну, а колебания электромагнитного поля - электромагнитную волну.»

Основы физики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.2. С.62.

«... электромагнитное поле может быть представлено как совокупность бесконечно большого числа гармонических осцилляторов.»

ОТФ. Квантовая механика. И.В.Савельев. 2006. Т.2. С.343.

Т.е. электромагнитное поле можно представить в виде поля квантовых гармонических осцилляторов, где состояние поля с наименьшей энергией называется физическим вакуумом. Если среда квантовая, то возмущения среды и парциальные волны также обладают квантовыми свойствами.

Для любых волн необходима материальная среда в виде вещества или поля, так как волны представляют возмущение среды. Существование материального физического вакуума подтверждено экспериментально, например, эффект Казимира, где наблюдаются нулевые колебания электромагнитного поля. Эффект Казимира проверен с точностью до 1% и является экспериментальным доказательством того, что даже в основном вакуумном состоянии происходят нулевые колебания (флуктуации) поля. Вакуум - это состояние поля с наименьшей энергией, частицы - возбужденные состояния поля, поэтому даже в вакууме движение частиц будет сопровождаться возмущениями поля - присоединенными волнами. Движущееся возмущение среды является источником волн, но при равномерном движении, не превышающем скорость распространения волн, излучение не возникает, так как все вторичные (парциальные) волны, образуя в окружающем пространстве интерференцию, гасят друг друга, представляя движущийся волновой пакет. При этом волны наблюдаются только вблизи движущегося возмущения, там где парциальные волны еще не смогли погасить друг друга. Если среда идеальная, например, полевая, такой движущийся волновой пакет не теряет энергию, так как из-за интерференции нет излучения. Это можно наблюдать экспериментально: например, электрический заряд при равномерном движении в диэлектрике (вакууме) представляет движущееся электромагнитное возмущение, но, если скорость заряда не превышает скорости распространения электромагнитных волн в данной среде, то нет излучения Черенкова, так как все возникающие парциальные волны, образуя в окружающем пространстве интерференцию, гасят друг друга.

«... заряженная частица, равномерно движущаяся в среде, излучает, если ее скорость больше фазовой скорости света в этой среде.»

Волновые процессы. И.Е.Иродов. 2000. С.242.

Если движется электрический или магнитный диполь, то он также представляет движущееся электромагнитное возмущение и также сопровождается присоединенной электромагнитной волной. Таким образом, если полевая структура частицы является дипольной, то она также сопровождается волной де Бройля, даже если частица в целом нейтральна. Не только внешние электрические и магнитные поля, но и внутренняя полевая структура частиц участвует в образовании волн де Бройля.

«... нуклоны обладают сложной внутренней структурой, т.е. внутри них существуют электрические токи, ... Электромагнитные свойства нейтрона определяются наличием у него магнитного момента, а также существующим внутри нейтрона распределением положительных и отрицательных зарядов и токов. ... Внутренняя электромагнитная структура нейтрона проявляется при рассеянии электронов высокой энергии на нейтроне ...»

Физический энциклопедический словарь. НЕЙТРОН.

«Исследования рассеяния электронов и гамма-квантов на протоне позволили найти пространственное распределение электрического заряда и магнитного момента протона - его формфактор, а также обнаружить электрическую и магнитную поляризуемости протона, т.е. получить экспериментальное доказательство существования внутренней структуры протона.»

Физическая энциклопедия. ПРОТОН.

«... элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля, ...»

А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 2005. Т.1. С.689.

Частица (возбужденное состояние поля) и присоединенная волна де Бройля движутся как единое целое. Волна де Бройля представляет электромагнитный волновой пакет квантового электромагнитного поля, где электрические и магнитные потоки обладают квантовыми свойствами. Длина присоединенной волны де Бройля зависит от скорости и массы (импульса) частицы l = 2eФ₀/p, где e - квант электрического потока (заряда) 1.602·10^-19 Кл, Ф₀ - квант магнитного потока 2.068·10^-15 Вб, p - импульс. Чисто для упрощения формулы можно использовать коэффициент пропорциональности h = 2eФ₀ = 6.626·10^-34 Кл·Вб, представляющий квант электромагнитного потока. Постоянная Планка - это произведение электромагнитных постоянных h = 2eФ₀ и имеет физическую размерность Кл·Вб.

«Электромагнитные постоянные. Элементарный заряд e ... Квант магнитного потока Ф₀ ...»

Физические величины (справочник). 2001. С.1234.

«Собственно говоря, постоянной Планка называется коэффициент пропорциональности ...»

Квантовая физика. И.Е.Иродов. 2001. С.11.

Электромагнитная волна де Бройля, как и фотон, представляет электромагнитный квант, состоящий из кванта электрического потока (заряда) и кванта магнитного потока. Длина волны де Бройля и энергия рассчитываются так же, как у всех электромагнитных квантов - через электромагнитные постоянные.

«Волны - изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде и несущие с собой энергию.»

Физический энциклопедический словарь. ВОЛНЫ.

Так как волны - это возмущения (напряженность), волна де Бройля представляет присоединенную энергию. Электромагнитная энергия волны де Бройля для нерелятивистских частиц W = eФ₀v = eФ₀v/l = mv²/2, где v - частота v = v/l, l - длина волны l = 2eФ₀/mv, m - масса частицы, v - скорость. При приближении к скорости света энергия волн де Бройля приближается к энергии фотонов W = 2eФ₀v = mv², так как становится существенной энергия вихревых электрических полей. Таким образом, электромагнитная энергия волны де Бройля - это кинетическая энергия движущейся частицы, т.е. кинетическая энергия частицы распределена в пространстве в виде волны де Бройля. Например, электромагнитный квант - фотон представляет кинетическую энергию в чистом виде.

«Полная энергия света - это чисто кинетическая энергия, ...»

Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 2006. Т.1. С.121.

Т.е. в электромагнитной волне плотность кинетической энергии можно рассчитать как плотность электромагнитной энергии. Таким образом, не только потенциальная, но и кинетическая энергия имеет полевую природу. Кинетическая энергия, в отличие от потенциальной, представляет волну - колебания поля. Например, когда потенциальная энергия поля переходит в кинетическую энергию движения частицы, то возникают колебания поля, представляющие присоединенную волну, которая движется с частицей как единое целое.

«В частности, электрическое поле, создаваемое системой неподвижных зарядов, является чисто потенциальным. Электрическое поле излучения, в том числе поле в поперечных электромагнитных волнах, является чисто вихревым.»

Физическая энциклопедия. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.

Полевые потоки напряженности неподвижных зарядов представляют потенциальную энергию. Когда же заряды движутся, то возникают вихревые поля (потоки), представляющие кинетическую энергию. Например, когда электрические заряды под действием потенциального электрического поля начинают двигаться, то энергия потенциального поля переходит в вихревые поля (волновые поля), возникающие вокруг движущихся зарядов, которые представляют кинетическую энергию движущихся зарядов.

Волны де Бройля являются материальной сущностью кинетической энергии частиц. Фотоны (электромагнитные кванты) представляют волну де Бройля в чистом виде.

«Присоединенная масса - физическая масса (или момент инерции), которая присоединяется к массе (или моменту инерции) движущегося в жидкости тела для количественной характеристики инерции окружающей его жидкой среды. ... Физический смысл присоединенной массы заключается в том, что если присоединить к телу, движущемуся в жидкости, дополнительную массу, равную массе жидкости, увлекаемой телом, то закон его движения в жидкости будет таким же, как в пустоте. ... Для кругового цилиндра присоединенная масса равна массе жидкости в объеме цилиндра. ... Для шара присоединенная масса равна половине массы жидкости в объеме шара ...»

Физическая энциклопедия. ПРИСОЕДИНЕННАЯ МАССА.

Т.е. движение тела в идеальной среде такое же, как в вакууме. Сила действует только при ускорении, а при равномерном движении торможение отсутствует. Для примера рассмотрим движение безмассового тела, имеющего форму шара, в идеальной газовой среде. При таком движении за счет присоединенной массы тело обладает импульсом (количеством движения). Кинетическая энергия тела, движущегося со скоростью значительно меньшей скорости распространения волн в данной среде, равна W = mv²/2, где m - присоединенная масса, v - скорость движения тела. При поступательном движении на тело действует сила F = am, где a - ускорение. Движущееся тело создает возмущение среды, т.е. возникают парциальные волны, которые при равномерном движении из-за интерференции не излучаются, а движутся с телом в виде присоединенной волны как единое целое. Сами же частички среды, представляющие присоединенную массу, не движутся вместе с телом, они только, смещаясь, совершают колебания, образуя волну. Энергия колебаний среды (энергия присоединенной волны) - это кинетическая энергия движущейся присоединенной массы. Таким образом, с телом движется волновое возмущение среды, характеристики которого зависят от величины присоединенной массы, скорости движения и свойств среды. Например, длина присоединенной волны l = k/mv, где k - коэффициент пропорциональности, который зависит от свойств среды. Присоединенная масса движется с телом в виде волны, поэтому присоединенная волна является одним из признаков присоединенной массы, что может наблюдаться в виде дифракции или интерференции при прохождении тела около препятствий. Например, если на пути движения тела находится препятствие с отверстием, размер которого намного меньше длины присоединенной волны, то независимо от размеров тела оно не сможет пройти через отверстие, так как не пройдет его присоединенная волна - без кинетической энергии тело не сможет двигаться. По тому, как тело проходит через отверстия различного диаметра, можно судить о длине волны, которую имеет присоединенная масса. При движении тела со скоростью, превышающей скорость распространения волн в данной среде, у парциальных волн появляется общая огибающая, т.е. возникает излучение волн, представляя потерю кинетической энергии. Кинетическая энергия, представляющая волновое возмущение среды, как бы "сдувается" средой в виде излучения волн.

«Принято считать, что масса элементарной частицы определяется полями, которые с ней связаны.»

Физический энциклопедический словарь. МАССА.

Если масса элементарной частицы определяется полями, которые с ней связаны, то такая масса является присоединенной. Например, движение заряда аналогично движению безмассового тела в среде, так как сам заряд не имеет массы - вся его масса (энергия) полевая и находится в окружающем пространстве, т.е. представляет присоединенную полевую массу и движение сопровождается присоединенной полевой волной. Таким образом, масса потенциального электрического поля - это присоединенная масса заряда. При движении заряда возникают вихревые электрические и магнитные поля, представляющие волновое электромагнитное поле - присоединенную электромагнитную волну. Так же, как круговые токи смещения вокруг движущегося заряда, при движении тела в среде возникают круговые потоки среды и работа сил при движении в них пробного тела по замкнутой линии может быть отлична от нуля.

«Работа сил вихревого электрического поля при движении электрического заряда по замкнутой линии может быть отлична от нуля.»

Физика. О.Ф.Кабардин. 2001. С.189.

Вихревые поля - это переменные поля, а работа сил таких полей при движении по замкнутой линии может быть отлична от нуля. Аналогия между движением тела и заряда дает возможность наглядно представить, как текут токи смещения вокруг заряда и возникают вихревые поля. Например, кинетическая энергия движущегося безмассового тела - это энергия текущих потоков смещения среды вокруг тела, а кинетическая энергия движущегося заряда - это энергия текущих токов смещения поля вокруг заряда. Ток электрического смещения поля вокруг движущегося заряда образует вихревые поля - электрическое и магнитное. Не только движущийся электрический заряд, но и диполь образует в пространстве ток смещения. Поэтому, не только внешние поля, но и внутренняя полевая структура движущихся частиц образует токи смещения, даже если частица в целом нейтральна.

Хотя физические свойства полевой и вещественной среды отличаются, все равно, независимо от того, какая среда - газовая или полевая, в любом случае движущееся возмущение сопровождается присоединенной волной, так как в любом случае образуются парциальные волны. Т.е. при равномерном движении, не превышающем скорость распространения волн, парциальные волны представляют присоединенную волну, а при ускоренном движении из-за нарушения когерентности парциальные волны образуют излучение.

Надо заметить, что в систему единиц как одна из основных величин входит масса, но с массой имеются некоторые проблемы, например, одни частицы имеют массу покоя, другие нет. Если же заменить массу на энергию, то таких проблем не возникает. Для энергии, как и для массы, действует закон сохранения. Например, у элементарных частиц масса измеряется энергией. Также, если исходить из того, что масса частиц является присоединенной, то получается, что масса связана с увлекаемым в возмущение объемом полевой среды и ее размерность L³. Если в системе единиц СГС в размерностях заменить массу на объем, т.е. M на L³, то исчезают квадратные корни в размерностях электромагнитных величин и размерность принимает более естественный вид. Например, размерность электрического и магнитного потоков - это объем, деленный на время L³/T. Таким образом, теоретически в размерностях как основные величины можно оставить только длину и время.

«Существование интерференционной картины является прямым следствием принципа суперпозиции ...»

Физическая энциклопедия. КОГЕРЕНТНОСТЬ.

Так как для волн действует принцип суперпозиции, то, рассматривая излучение электромагнитных волн, возникающее при движении заряженных частиц, надо всегда учитывать интерференцию волн, из-за которой парциальные электромагнитные волны могут полностью погасить друг друга. Т.е., когда согласно законам электродинамики должны возникать электромагнитные волны, это еще не значит, что должно возникнуть и излучение, так как волны, интерферируя, могут погасить друг друга. Одним из таких примеров являются боровские орбиты. Также ток в сверхпроводящем кольце, где движущиеся по кругу электроны образуют электромагнитные волны, но из-за интерференции излучение не возникает. При низкой температуре в сверхпроводниках не разрушаются синфазные цепочки из когерентных электронов (электроны находятся в когерентном состоянии). Т.е. электроны не излучают по тем же причинам, что и на атомных орбитах - излучение невозможно, так как все парциальные волны когерентны и у них нет общей огибающей, в противном случае это бы противоречило законам физики волновых процессов.

«Когерентность состояния бозе-конденсата куперовских пар ...»

Физическая энциклопедия. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ.

«Свойства сверхтекучести и сверхпроводимости также могут быть объяснены тем, что соответственно сверхтекучая компонента в жидком гелии и куперовские пары в свехпроводниках находятся в когерентном состоянии.»

Физическая энциклопедия. КОГЕРЕНТНОЕ СОСТОЯНИЕ.

Таким образом, круговое движение заряженных частиц не всегда создает излучение. Процесс возникновения и излучения электромагнитных волн всегда примерно одинаков - изменяется электрическое смещение поля, возникает электрический ток смещения, представляющий вихревое электрическое поле и вихревое магнитное поле, которые излучаются в виде электромагнитных волн, если, конечно, из-за интерференции волны сами себя не погасят. Т.е. волны распространяются (движутся) в том направлении, в котором они сами себя не гасят, при этом движение волн может быть как прямолинейным, так и круговым - по синфазным орбитам. Без представления интерференционно-волновой картины невозможно объяснить некоторые волновые процессы. Например, рассматривая электронные оболочки атомов, надо учитывать не только то, что волны не гасят себя при синфазном движении по боровским орбитам, но также и возникающую в окружающем пространстве интерференционную картину колебаний поля в виде распределения электронной плотности. Т.е. масса электрона, представляя присоединенную полевую массу, распределена вокруг ядра атома в виде электронной плотности.

«При этом электроны как бы размазаны в пространстве и образуют электронное облако, ... Для s-состояний (l = 0) волновая функция и распределение электронной плотности обладают сферической симметрией ...»

Физическая энциклопедия. АТОМ.

Если круговое движение электрона происходит по орбите, значительно превышающей его длину волны, т.е. движение не синфазное, то всегда будет возникать излучение, что наблюдается экспериментально на ускорителях частиц.
Заключение

 Наука идет по пути дальнейшего познавания все новых свойств неисчерпаемости материального мира.

 Современный атомизм обогащает и конкретизирует такие основные категории, как единство мира, неисчерпаемость материи, всеобщая взаимосвязь и взаимодействие материальных объектов и т.п.

Как и все предшествующие картины Мира, КПКМ представляет собой процесс дальнейшего развития и углубления наших знаний о сущности физических явлений. Процесс становления и развития КПКМ продолжается и прошел уже ряд стадий, в частности:

1) утверждение корпускулярно-волновых представлений о материи;

2) изменение методологии познания и отношения к физической реальности;

Пространство и время. При рассмотрении МКМ подчеркивалось, что пространство и время в ней абсолютны и независимы друг от друга. Для характеристики объекта в пространстве вводились три пространственные координаты (X,Y,Z), а для обозначения времени независимо от них вводилась одна временная координата t. В СТО и ЭМКМ они потеряли абсолютный и независимый характер. Появилось новое пространство-время как абсолютная характеристика четырехмерного Мира (пространственно-временного континуума Минковского). И новая величина – пространственно-временной интервал стал оставаться неизменным (инвариантным) при переходе от одной системы отсчета к другой.

Причинность. В МКМ при описании объектов используется два класса понятий: пространственно-временные, которые дают кинематическую картину движения и энергетически импульсные, которые дают динамическую (причинную) картину. В МКМ и ЭМКМ они независимы. В КПКМ, в соответствии соотношением неопределенностей они не могут применяться независимо друг от друга, они дополняют друг друга. Таким образом, пространство, время и причинность оказались относительными и зависимыми друг от друга.

Независимость пространства, времени и причинности в МКМ позволяет говорить о точной локализации объекта в пространстве, его траектории, об однозначной причинно-следственной связи (лапласовский детерминизм), об одновременном, точном измерении координат и скорости, энергии и времени.

В квантовой механике относительность пространства-времени и причинности приводит к неопределенности координат и скорости в данный момент, к отсутствию траектории движения микрообъекта. И если в классической физике вероятностным законам подчинялось поведение большого числа частиц, то в квантовой механике поведение каждой частицы подчиняется не динамическим (детерминистским), а статистическим законам. Таким образом, причинность в современной КПКМ имеет вероятностный характер (вероятностная причинность).

Взаимодействие. Все многообразие взаимодействий подразделяется в современной физической картине мира на 4 типа: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. По современным представлениям все взаимодействия имеют обменную природу, т.е. реализуются в результате обмена фундаментальными частицами – переносчиками взаимодействий. Каждое из взаимодействий характеризуется так называемой константой взаимодействия, которое определяет его сравнительную интенсивность, временем протекания и радиусом действия.


Список литературы

1. Ахундов М.Д. Концепции пространства и времени: истоки, эволюция, перспективы. - М. 2002.

2. Бом Д. Квантовая теория. – Перевод Л.А.Шубиной. 2-е изд., испр. - М.: Издательство «НАУКА», 2005. – 727с.

3. Введение в философию: Учеб. пособие для вузов/ Авт. колл.: Фролов И.Т. и др. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Республика, 2004. – 623 с.

4. Дягилев Ф.М. Концепции современного естествознания. - М.: Изд. ИЭМПЭ, 2008.

5. Дубнищева Т.Я.. Концепции современного естествознания. Новосибирск: Изд-во ЮКЭА, 2007.

6. Детлаф А.А., Яворчкий Б.М. Курс физики – М.:, 2000

7. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Справочник по физике – М.:, 2006

8. Дмитриева В.Ф. – Физика. – М.: 2001

9. Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: Учеб. пособие для вузов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 272 с.: ил.

10. Иродов И.Е. Волновые процессы. – М., 2000.

11. Кабардин О.Ф. Физика М.: Издательство «Наука», - 2001 – 250с.

12. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: краткий курс: учеб. пособие для вузов. М.: Высшее образование, 2007 г.

13. С.Г.Калашников. Диффракция медленных электронов как поверхностный эффект. ЖЭТФ, 11, 4 (2001) 385.

14. Курс физики: Учебник для вузов: В 2 т. Т.1. 2-е изд., испр./ Под ред. В.Н.Лозовского. – СПб.: Издательство «Лань», 2006. – 576 с.

15. Савельев И.В. Курс общей физики. - М., 2008.

16. Савельев И.В. Квантовая механика. – М., 2006.

17. Сивухин Д.В. Общий курс физики. – М.,2006.

18. Суханов А.Д. Фундаментальный курс физики. – М.:,2006

19. Фейнман Р. Характер физических законов. - М., 2008.

20. Хорошавина С. Г. Концепции современного естествознания: курс лекций / Изд. 4-е. — Ростов н/Д: Феникс, 2005. — 480 с.

21. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М.: Наука 2005.