Критика бесструктурности объектов микромира

Современная физическая теория оперирует бесструктурными и даже безразмерными объектами. Правда, для некоторых «элементарных частиц» вещества определены отдельные размеры. Например, протон и нейтрон имеют диаметры порядка 3·10^–15 м. Для фотона определена длина волны, других размерных параметров у фотона нет. Размер электрона не удается сформулировать непротиворечиво, хотя величину в 10^–15 м и называют классическим радиусом электрона. Про размеры всех остальных частиц ничего определенного сказать нельзя, а в теории они считаются безразмерными.

Никаких сведений о структуре микрочастиц и о материале, из которого эти частицы состоят, теоретическая физика не дает, ограничиваясь общим замечанием, что элементарные частицы – это сингулярные точки соответствующих полей, но структура этих самых полей тоже никак не раскрывается. Правда, благодаря гипотезе де Бройля о том, что каждая частица должна обладать волновыми свойствами, сделан вывод о том, что частицы – это не просто частицы, а они же и волны, длина которых определяется известным соотношением λ = h / p, но какова природа этих волн, как далеко они распространяются в поперечном направлении, что вообще заставляет эти волны образовываться – ничего не известно, а сама постановка подобных вопросов считается нетактичной.

Элементарные частицы вещества обладают широким набором свойств – массой, зарядом (электрическим, а также барионным или лептонным), спином, магнитным моментом и др. Но ничего о природе этих физических величин неизвестно. Они как бы изначально присущи микрообъектам, безо всяких к тому причин. Обладают, и все.

Электрон, находящийся в атоме, вообще не имеет размеров, он точечный. Двигаясь по свои орбитам в атоме, подчиняясь правилам Бора стационарности орбит, электрон чисто вероятностно попадает в ту или иную область внутриатомного пространства, не имея к тому никаких физических причин. И, следовательно, электронная оболочка простого атома структуры не имеет, правда, почему-то вероятность попадания электрона в конкретную точку внутриатомного пространства одна и та же. Почему – неизвестно.

Постулирование отсутствия размеров у микрочастиц и их бесструктурность в принципе не позволяет даже ставить вопрос о природе и происхождении всех остальных физических параметров, которыми наделены микрообъекты. Одновременно это приводит к ряду парадоксов. Парадокс плотности заключается в том, что частица, имеющая массу покоя, но не имеющая размеров, должна иметь бесконечно большую плотность. Энергетический парадокс заключается в том, что микрообъект, не имеющий размеров, должен иметь бесконечно большую энергию своего поля. Но ко всему этому как-то притерпелись, и разными математическими приемами все эти парадоксы в случае необходимости обходятся.

Физики-теоретики все же чувствуют некоторое неудобство от того, что микрочастицы не имеют никаких структур. Интересно, что предлагает по этому поводу физическая теория.

Во «Введении в единую полевую теорию элементарных частиц» Гейзенберг пишет [5]:

«…принимая форму элементарных частиц, энергия может превратиться в вещество. Поэтому различные элементарные частицы можно рассматривать как разные формы существования фундаментальной субстанции – материи или энергии».

Ни Гейзенберг, ни последующие исследователи не сообщают, что же это за различные формы материи или энергии, а, кроме того, что за форма самой материи и что за форма энергии, из которой образованы микрочастицы.

В своих лекциях, изданных в Кембридже, Гейзенберг пишет, что называть эти частицы «мельчайшими элементами» можно лишь в том смысле, если части, на которые они расщепляются, не являются более мелкими, а обладают теми же размерами. Такое решение проблемы мельчайших элементов материи является удивительным и приводит к другому вопросу, который нужно внимательно исследовать. Раньше атомы и атомные ядра рассматривались как составные системы, которые построены из множества элементарных частиц, в то же время электрон и протон считались неделимыми, а значит, элементарными. По мнению физиков-теоретиков в описываемой ситуации такое различие представляется довольно искусственным. В самом деле, считают они, вряд ли существует какое-нибудь хорошее определение, с помощью которого можно отделить частицу от системы. Так, например, пион можно рассматривать как систему, состоящую из одной или нескольких нуклон-антинуклонных пар, нуклон можно построить из λ -гиперона и К -мезона. Фотон – из мюона и антимюона и т. д. Та парадоксальная ситуация, с которой мы столкнулись, очень хорошо описывается формулой: каждая элементарная частица состоит из всех других элементарных частиц. Если для расщепления системы необходима энергия, малая по сравнению с массой покоя образующих ее частей, то практически еще можно говорить, что эта система является составной. Но такое определение весьма туманно и носит не качественный, а количественный характер. Поэтому разумно вообще не делать никакого различия между элементарными частицами и составными системами.

Подобной точки зрения на сегодняшний день придерживаются фактически все физики-теоретики.

Неудобство приведенной точки зрения для развития науки очевидно: если элементарные частицы вещества далее не делятся, а только преобразуются друг в друга, то тем самым найден предел делимости и, следовательно, познание их внутренней сущности – они бесструктурны, ибо структура подразумевает наличие мелких частей, а здесь их нет. Нет структуры – нет возможности объяснить происхождение всех тех свойств, которыми эти частицы обладают. Собственно, теоретическая физика со всем этим практически согласна.

Однако следует заметить, что в подобных рассуждениях допущена некоторая принципиальная ошибка: в основе всей путаницы лежит отождествление массы частиц с энергией и представление о том, что элементарные частицы вещества – это сгустки энергии. При таком подходе становится совершенно непонятно, как могут вообще образовываться какие-либо частицы, если не путем взаимных превращений. Физики, таким образом, не заметили, как из-за неверного подхода, отождествле-ния массы с энергией у них исчезла сама возможность постановки вопроса о поиске структур микрочастицы.

А ведь из самого заключения о том, что «каждая элементарная частица состоит из всех других элементарных частиц» с очевидностью вытекает, что все так называемые «элементарные» частицы вещества вовсе не элементарны, а состоят из каких-то существенно более мелких частиц аналогично тому, как дома самой разной конструкции могут строиться из одинаковых кирпичей, размер которых существенно меньше размеров блоков, из которых строят дома. И, следовате-льно, задачами физики на самом деле являются нахождение свойств этого нового кирпичика, а также нахождение принципов организации структур всех этих многочисленных «элементарных частиц вещества», которые вовсе не так уж и элементарны.

Отвергая даже возможность перехода к глубинному изуче-нию явлений, Гейзенберг, а за ним и вся современная теоретичес-кая физика отрицают бесконечную сложность материи вглубь, объявляют современную квантовую механику с ее комбинатор-ными методами, заимствованными у Специальной теории относительности, полным описанием изучаемых ею явлений.

Но вся наука говорит против утверждений Гейзенберга, а также Бора, Иордана и практически все современной физической школы. Неоднократно в науке возникали метафизические учения, которые ставили предел познанию. Так, например, совсем недавно полагали, что последней познаваемой частью природы является атом. Но пришло время, когда знания человечества о строении вещества настолько возросли, что атом предстал как сложное образование, составленное из многочисленных частей, находящихся в весьма сложно движении. В 19 в. одно время среди физиков был распространен взгляд, что в физике никаких новых областей явлений уже не может быть открыто, Это говорилось как раз накануне открытия радиоактивности.

Диалектический материализм, опираясь на всю историю развития науки и философии, учит, что материя бесконечна вглубь, что электрон так же неисчерпаем, как и атом.

Таким образом, приписывание «принципиального статистического» характера квантовой механике и приписывание ей полноты, которой она не обладает, есть попытка установления границ познания, а «принцип неопределенности» Гейзенберга есть своеобразный пограничный столб, за которым прекращается всякое движение человеческого познания.

В этом отношении в области квантовой механики мы имеем ярко выраженные ошибочные положения, проистекающие из ло-жных установок эмпириокритической философии. Тень эмпирио-критицизма бежит за развитием квантовой механики с самой ее колыбели. Эта теория, по выражению все того же Гейзенберга, «оперирует только соотношениями между принципиально наблюдаемыми величинами», а поскольку внутренние движения материи сегодня не наблюдаемы, то они принципиально исключены из квантовой механики. Отсюда и результат.

Квантовая механика дала великолепные методы вычислений «принципиально наблюдаемых» величин – уровней энергии электронов, частот спектральных линий атомов и т.п. Однако теория ничего не может сказать о траекториях электрона в пределах атома, это было умышленно исключено с самого начала как нечто «принципиально не наблюдаемое». То, что умышленно исключено из теории, считается «качественно новыми закономер-ностями микромира». Однако приходится лишь с сожалением констатировать, что собственную ограниченность уважаемые ученые выдали за принципиальное устройство природы.