Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зайцева Г.А. -> "Время и современная физика" -> 5

Время и современная физика - Зайцева Г.А.

Зайцева Г.А. Время и современная физика — М.: Мир, 1970. — 152 c.
Скачать (прямая ссылка): vremyaisovrfiz1970.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 55 >> Следующая

15
Необратимость и направленность времени заключены здесь не в уравнениях, а в начальных условиях. Но речь идет о начальных условиях весьма общего характера. В мегамире они означают направление космологической эволюции от плотного к разреженному, в микромире — отсутствие полей или частиц на бесконечности. Если бы наш мир был перенасыщен легкими частицами, такими, как электроны и нейтрино, то место радиоактивного бета-распада занимал бы обратный процесс синтеза радиоактивных ядер. Нет никаких оснований считать, что при этом время текло бы вспять. Достаточно рассмотреть следующий мысленный эксперимент. Образец радиоактивного вещества окружим оболочкой, поглощающей легкие частицы (хотя бы только электроны), и проследим за направлением распада. Оно однозначно укажет направление времени. Поглощающая оболочка нужна только для того, чтобы создать пустоту. Сторонники статистического понимания необратимости скажут, что это макроскопический опыт и что радиоактивный распад приводит к более вероятному состоянию (возрастанию энтропии). Но ведь подобные эксперименты можно проводить и с отдельными атомами или элементарными частицами. Если считать начальным состоянием атомное ядро, нейтрон или мезон, а конечным — электрон и нейтрино, то вопрос о направлении времени будет решен. В нашем реальном мире, состоящем в основном из пустоты, не нужна и поглощающая оболочка.
Многие физики считают, однако, что существенные свойства мира должны быть следствиями основных уравнений теории, а не начальных условий, которые представляются им чем-то второстепенным и несущественным. Отсюда— то значение, которое приписывают вопросу симметрии элементарных физических законов по отношению к обращению знака времени (Г-симметрия). Этот вид симметрии тесно связан с симметрией по отношению к зеркальному отражению (Р-симметрия) и к замене частиц на античастицы (С-симметрия). Согласно очень общей СРГ-теореме, все физические закономерности должны быть симметричны относительно тройной операции: замены частиц на античастицы (С), зеркального отражения (Р) и перемены знака времени (Г). Открытие в 1964 году аномального типа распада К-мезонов, в котором нарушается СР-симметрия, с точки зрения СРГ-теоремы должно
16
интерпретироваться как нарушение симметрии по отношению к перемене знака времени. Некоторые склонны связывать это с необратимостью времени. Так, видный английский физик Г. Месси еще до обнаружения нарушения симметрии по времени писал: «Предположение о наличии такой симметрии — основа термодинамики» К
На первый взгляд это замечание кажется странным: как же в термодинамике, в которой торжествует именно необратимость, можно требовать обратимости от элементарных процессов? На самом деле точка зрения Месси не столь уже беспочвенна. Диалектика природы такова, что обратимость микропроцессов рождает при сочетании громадного их числа свою противоположность — необратимость макропроцессов. Некоторые специальные положения термодинамики — принцип детального равновесия и соотношения Онзагера — действительно выводятся из обратимости элементарных процессов. Можно было думать, как это и полагал Месси, что необратимость в малом изменит как-то существенно характер необратимости в большом. Однако дальнейшее развитие науки не дало пока поддержки подобным взглядам. Уже пять лет известны нарушения СР-симметрии, но никаких макроскопических следствий из них не выявлено. Вопросы симметрии в гораздо большей степени связаны (хотя и не тождественны) с инвариантностью и отделением свойств объекта от свойств системы отсчета 2.
Уравнения классической механики содержат время только во второй степени и, следовательно, заведомо симметричны по отношению к перемене его знака. И тем не менее на основе этих уравнений строится статистическая термодинамика, утверждающая необратимость времени. Выше мы приводили примеры процессов, где направление времени задается начальными условиями независимо от симметрии самих уравнений. Перемена же знака времени сводится просто к обращению всех направлений движения. Но ведь направление времени определяется вовсе не тем, движется частица слева направо или справа налево.
Анализ физических следствий перемены знака Бремени на простых классических примерах читатель может най-
1 Г. Месси, Новая эра в физике, изд. 2-е, Атомиздат, 1965, стр. 223.
2 См. статью автора настоящего предисловия «Инвариантность в современной физике», «Природа», № 10, 1966.
17
ти в блестящей заметке Л. Шиффа К Результаты на первый взгляд неожиданны. Известно, что существуют двухполюсные магниты и отдельные электрические заряды, но никто не наблюдал ни отдельных магнитных полюсов (моноиолей), ни двух электрических полюсов у элементарной частицы. Так вот, оказывается, что симметрия по времени как раз запрещает существование магнитных мо-нополей и элементарных электрических диполей. Открытие нарушений СР-симметрии вдохновило физиков на поиски электрического дипольного момента у элементарных частиц. Если, он существует, то очень мал. Несмотря на чудеса экспериментального искусства и тонкие ухищрения, придуманные теоретиками, положительных результантов пока нет. Вот к каким далеким от первоначальной постановки вопросам привела нас проблема необратимости.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 55 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed