Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Минасян Л.А. -> "Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления" -> 17

Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления - Минасян Л.А.

Минасян Л.А. Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления — M.: КомКнига, 2005. — 176 c.
ISBN 5-4S4-G0179-X
Скачать (прямая ссылка): edinayateorpolya2005.pdf
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 83 >> Следующая

Глава 2
На пути построения единой теории поля
Можно выделить четыре основные физические идеи, лежащие в основе построения единой теории поля: калибровочный принцип, новые представления о структуре физического вакуума и о спонтанном нарушении его симметрии, современный взгляд на классификацию элементарных частиц; новая физическая модель, где на смену точечным частицам приходит представление о струнах. Каждая из этих идей последовательно рассмотрены в соответств>тоших параграфах настоящей монографии.
§ 2.1, Калибровочный принцип
Все известные в настоящее время взаимодействия — сильное, слабое, гравитационное и электромагнитное — имеют калибровочную природу, что и послужило основанием для попытки объединения их в единую теорию. Калибровочный подход к описанию всех взаимодействий в качестве основной методологической установки выдвигает проблему описания взаимодействий на языке диалектики симметрии и асимметрии. Остановимся на этом подробнее.
В 1872 году немецким математиком Феликсом Клейном была выдвинута «Эрлангенская программа», в которой выражалась идея систематического применения групп симметрии к изучению конкретных геометрических объектов. Различные геометрии были интерпретированы как теории инвариантов определенных трупп преобразований, соответств>тощих этим геометриям. Таким образом, все разнообразие геометрических систем удалось понять с единой — теоретико-инвариантной точки зрения, С открытием тео-¦ рии относительности теоретико-итгеарианттіьій подход проникает в физику н привлекает более серьезное внимание теоретиков в использовании его,
В классической физике инвариантными, независимыми от выбора системы координат, считали пространственные и временные интервалы. Новая кинематика, предложенная Эйнштейном в специальной теории от-носительности, развитая далее в работах Г. M инков с кого, указывает на то, что по отдельности расстояния между двумя событиями в пространстве г и во времени t не остаются неизменными при переходе от одной инерци-альной системы координат к другой, а ведут себя как компоненты четы-
38
Глава 2
рехмерного вектора в четырехмерном псевдоэвклиловом пространстве-времени. Неизменной, инвариантной остается лишь величина St названная «мировым интервалом», или «лоренн-инвариантом».
dS2=c2dt2-(dx2+dy2+dz2). Или, введя обозначения
X*1 = {х°,х{, X2, X3)~{ct, х, у> z),
-1
-1
-1
dS рассматривается как четырехмерное расстояние между двумя мировыми точками. Таким образом, а физику вводится понятие четырехмерного континуума, при этом подчеркивается несуществование объективного расщепления четырехмерного континуума на трехмерно-пространственный и одномерно-временной континуумы.
Известные преобразования Лоренца с введением мирового интервала приобретают смысл поворотов в четырехмерном про стран ств е-вре м єни. Физические законы, пространственно-временной интервал оказываются инвариантами при четырехмерных вращениях. Таким образом, в специальной теории относительности работает глобальная лоренц-ипвариантность, и создается новый взгляд на характер описания физических законов, а именно, «наисовершенейшим выражением» физических законов считается их инвариантное выражение.
Именно в этом направлении и действовал А. Эйнштейн при создании общей теории относительности. Основным мотивом создания общей теории относительности явилась попытка расширить принцип относительности на неинерциальные системы отсчета. Эйнштейн вскоре после создания специальной теории относительности решил, что сделан «только первый шаг на пути дальнейшего развития», ибо специальная теория относительности не дает полного удовлетворения с теоретической точки зрения, потому что сформулированный принцип относительности отдает предпочтение равномерному движению» [Цит. по: 105. С. 231]. И а 19П году им формулируется принцип эквивалентности, согласно которому в бесконечно малых областях действие тяготения можно заменить ускорением. Попытки включить тяготение в специальную теорию относительности наталкивались на серьезные трудности, связанные в частности, с тем, что в этом случае не
На пути построения единой теории поля
39
работает глобальная лоренц-инвариантность. Будучи убежденным приверженцем принципа эквивалентности, Эйнштейн приходит к выводу о локальной лоренцевой инвариантности. Иными словами, в общей теории относительности ггоинцип эквивалентности справедлив лишь локально. Другая проблема ставшая на пути создания общей теории относительности, связана с законами сохранения энергии-импульса. Решение ее привело Эйнштейна, в конечном итоге, к выводу о нелинейности гравитационного поля. А это требовало пересмотра псевдоэвклидовой геометрии Минковско-го в специальной теории относительности и использования новой геометрии, в которой мировой интервал оставался бы инвариантным при более общих преобразованиях. Этой геометрией оказалась геометрия Римана.
В методологическом плане дальнейшего развития физики чрезвычайно важным шагом является факт переосмысления Эйнштейном акцентов в постановке проблемы в пропессе создания им общей теории относительности, а именно его вывод о том, что главная задача состоит не во включении тяготения в специальную теорию относительности, а в том как воспользоваться тяготением для отказа от требования инвариантности применительно к равномерному движению и заменить его требованием инвариантности к любым типам движении. А отсюда уже один шаг к принципу, провозглашенному Эйнштейном и положенному в основу калибровочных теорий, согласно которому «взаимодействия диктуются симметрией».
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 83 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed