Читать онлайн «Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции». Страница 134

Однако уже на микроуровне закладываются предпосылки макроскопической устойчивости, упорядоченности и самоорганизации. Они проявляются в направленном движении больших масс частиц, в закономерностях их поведения, доступных для вероятностного описания, в проявлении свойств частицы либо волны.

«Космическая технология» микромира функционирует при свободном состоянии микрочастиц в отрыве от «космической инженерии», которая проявляется лишь под мобилизующим действием атомных ядер.

Наиболее фундаментальной, и в то же время наиболее гипотетичной и парадоксальной из всех элементарных частиц, изучаемых физикой, является кварк. Эта таинственная, обладающая наиболее немакроскопичным поведением частица считается и наиболее элементарной, мельчайшей, не содержащей с точки зрения современного уровня знаний более мелких, входящих в её состав частиц.

Существование кварков предположил американский физик М. Гелл-Манн, который вводил это понятие скорее как удобную теоретическую конструкцию, позволяющую хотя бы в какой-то степени упорядочить физическое описание той пёстрой хаотической смеси из более чем двухсот элементарных частиц, которые были идентифицированы физикой уже в начале 60-х годов. Кварки считались теоретической функцией, результатом игры уравнениями, пока в 1968 г. в лаборатории Стэнфордского университета в США «обстрел» электронами протоновой «мишени» не дал результаты, отличные от прежних представлений о протонах как частицах ядра, не состоящих из более мелких образований. В данной же серии опытов разброс электронов показал, что внутри протонов «что-то есть». Так теоретическая конструкция Гелл-Манна нашла экспериментальное подтверждение, а сам её автор был удостоен нобелевской премии уже в 1969 г. В последующие годы были идентифицированы шесть типов кварков, получивших экзотические названия, в духе воспринимаемого нами мира явлений. К ним относятся «верхний», «нижний», «странный», «очарованный», «красивый» и «истинный» кварки. Последний, «истинный» кварк был идентифицирован в 1994–1995 годах в Национальной лаборатории имени Э.Ферми в Чикаго (США) в ходе экспериментов на «Теватроне» – в тот момент самом мощном ускорителе в мире с длиной разгона 6,3 км.

После этого физики вздохнули с облегчением. Комбинируя взаимодействия кварков при помощи формул, отныне можно было описать и даже объяснить поведение всех частиц, участвующих в сильных взаимодействиях. Загадкой остаются лишь сами кварки. Сила их взаимного притяжения возрастает не обратно, а прямо пропорционально расстоянию между ними, причём возрастает в очень высокой пропорции. Поэтому получение отдельных кварков путём разрыва межкварковых связей остаётся непосильной задачей. Предполагается, что в новорожденной Метагалактике в условиях колоссальных плотностей и температур кварки существовали в индивидуальном состоянии, но по мере остывания и разрежения вещества слиплись в единое нерасторжимое целое.

При этом «слипание» трёх кварков порождает протоны и нейтроны, атомных ядер, а двух – пионы и к-мезоны (каоны). В 2003 г. была идентифицирована частица, состоящая из пяти кварков, названная пентакварком. Она крайне нестабильна, и в нашем мире существует лишь ничтоные доли секунды.

Кварки наделяются исследователями «цветом» и «ароматом» – свойствами, заимствованными из мира воспринимаемых явлений, но характеризующими степень и характер участия в сильных взаимодействиях. «Цветовой» заряд кварков определяет их участие в сильных взаимодействиях, подобно тому, как электрический заряд определяется участием во взаимодействиях электромагнитных. При этом заряд у кварков не целостный, а дробный. Для объяснения монолитной слипаемости кварков были введены в научный оборот специальные частицы – глюоны (от англ. «клей»). Их гипотетическая природа состоит именно в том, чтобы «приклеивать», прижимать кварки друг к другу, не давать им обрести индивидуальное, отделённое существование.

8.6. Движение в квантовом мире как предпосылка космического порядка

Весьма интересную, хотя и далеко не безупречную интерпретацию движения в квантовом мире предложил российский физик В. Янчилин. Важна не только интерпетация, но и размышления автора о понимании элементарного порядка квантового мира. Вот как автор описывает исходное состояние на пути к предлагаемому им объяснению квантовых процессов:

«Когда в университете я изучал квантовую механику и пытался выяснить, что же в действительности описывают её процессы, то ничего не мог понять. То же самое можно было сказать и о других моих сокурсниках. По крайней мере, мы её понимали меньше, чем Фейнман, который, по его словам, сам квантовую механику не понимал. Преподаватели же, в свою очередь, утешали нас и говорили примерно так: «Не пытайтесь что-либо понять в квантовой механике, вместо этого учитесь работать с математическим аппаратом, а понимание придёт потом». Но, несмотря на такие обещания, понимание так и не пришло. Пришло не понимание, а всего лишь привыкание к формулам» (Янчилин В.Л. Логика квантового мира и возникновение жизни на Земле – М.: Новый центр, 2004 – 151 с., с. 89).

Непонимаине побудило автора к постоянным размышлениям, к которым его вдобавок побуждала его жена Фирюза, просившая объяснить, как же всё-таки на самом деле движется электрон. В результате автор попытался обосновать в какой-то мере наглядную модель принципиально ненаглядных процессов микромира, что привело его к понятию дискретного движения. Такое движение, по мнению автора, обусловлено свойством электрона (и других элементарных частиц) исчезать из одной точки пространства и появляться в другой. Исчезновение и появление подобного рода он интерпретирует как квантовые скачки.

Электрон движется внутри виртуального облака, объём которого ограничен той областью пространства, в котором волновая функция отлична от нуля (Там же с. 92). Как полагает В. Янчилин, эта функция определяется именно способностью электрона исчезать и появляться только в пределах этого облака, причём исчезать и появляться во всех точках виртуального облака, имея каждый раз разный импульс. За самое короткое время, за которое свет проходит расстояние, равное ядру атома, электрон успевает исчезнуть и появиться бесконечное число раз, вследствие чего он находится сразу во всех точках одного пространства. Это время составляет приблизительно 10-23 секунды, поскольку при движении за меньшее время будет превышена световая скорость и возникнет противоречие с общей теорией относительности.

Следует отметить, что попытка сделать наглядным принципиально ненаглядный процесс движения электрона при помощи представления о его исчезновении из одного места и появлении в другом и с другим импульсом к движению, здесь не очень удалось. Пока мы не ответим на вопрос, каким образом он исчезает и как появляется, никакой наглядности не получится. Со времён Лукреция нам известно «золотое правило» материалистической философии, положенное в основу научного познания: «из ничего ничто», т. е. ничто в ничто не исчезает и не появляется из ничего. На этом основан закон сохранения энергии и любое эволюционное учение. Поэтому оставаясь на научной почве, никак нельзя избавиться от вопросов, куда электрон исчезает и откуда появляется, из чего возникает и во что превращается и т. д. Ранее мы доказали, что ответы на эти вопросы находятся за пределами естественного человеческого способа восприятия, и могут быть получены на основе искусственного квантовомеханического способа восприятия.

Здесь же перед нами стоит совсем другая задача: показать, как из хаоса бестраекторного, принципиально наглядно непредставимого движения образуются элементы порядка и «летучие», мгновенно рассыпающиеся мобилизационные структуры, которые являются предпосылкой космической упорядоченности на элементарном уровне и в чрезвычайно больших массах образуют макроскопическую упорядоченность вещества.

Янчилин называет главу своей брошюры «Наглядное объяснение квантовых парадоксов». Мы не стремимся к наглядному объяснению квантовых явлений и парадоксов. Наша задача – вскрыть механизмы эволюции и показать, каким образом на самом деле уже на микроуровне упорядочивается хаос.

В. Янчилин признаёт, что электрон существует в виде электронного облака, но само это облако, по его мнению, образуется исчезновениями и появлениями электрона как частицы в разных точках облака, причём распределение скоростей электрона определяет форму облака и его перемещение. Вследствие постоянных появлений и исчезновений электрона за пределами облака, совершаемых с низкой, но всё же отличной от нуля вероятностью, электронное облако, образуемое прыжками электрона, достаточно быстро расплывается, расширяется и занимает объём, ограниченный определёнными препятствиями, например, стенкой, непроницаемым экраном и т. д. Таким образом, движение электрона в облаке совершенно хаотично, но он за короткое время, имея собственный радиус не более 10-16см, успевает побывать во всех точках охватываемого его дискретным движением облака. Если пренебречь последовательностью появлений и исчезновений электрона в разных частях облака, то вследствие чрезвычайно короткого времени его «облёта» облака можно с известной степенью условности заключить, что электрон как бы находится во всех точках облака одновременно.