По мере приближения в своих
экспериментах к областям пространства и времени, малым по сравнению с
радиусами атомных ядер, мы должны быть готовы к тому, что будут наблюдаться
процессы качественно нового характера. Явление обращения времени, о котором
говорилось выше и пока что только как о возможности, выводимой из
теоретических соображений, могло бы поэтому принадлежать этим мельчайшим
пространственно-временным областям. Если это так, то, вероятно, его было бы
нельзя наблюдать таким образом, что соответствующий процесс мог бы быть
описан в классических понятиях. И все же в той мере, в какой такие процессы
могут быть описаны классическими понятиями, они должны обнаруживать также и
классический порядок следования во времени. Но пока о процессах в самых
малых пространственно-временных областях -- или (что согласно соотношению
неопределенностей приблизительно соответствует этому высказыванию) при самых
больших передаваемых энергиях и импульсах -- известно слишком мало.
В попытках достичь на основе экспериментов над элементарными частицами
большего знания о законах природы, определяющих строение материи и тем самым
структуру элементарных частиц, особенно важную роль играют определенные
свойства симметрии. Мы напомним о том, что в философии Платона самые
маленькие частицы материи были абсолютно симметричными образованиями, а
именно правильными телами -- кубом, октаэдром, икосаэдром, тетраэдром. В
современной физике, правда, эти специальные группы симметрии, получающиеся
из группы вращений в трехмерном пространстве, не стоят больше в центре
внимания. То, что имеет место в естествознании нового времени, ни в коем
случае не является пространственной формой, а представляет собой закон,
стало быть, в определенной степени пространственно-временную форму, и
поэтому применяемые в нашей физике симметрии должны всегда относиться к
пространству и времени совместно. Но определенные типы симметрии, кажется, в
действительности играют в теории элементарных частиц наиболее важную роль.
Мы познаем их эмпирически благодаря так называемым законам сохранения и
благодаря системе квантовых чисел, с помощью которых можно упорядочить
соответственно опыту события в мире эле-
ментарных частиц. Математически мы можем их выразить с помощью
требования, чтобы основной закон природы для материи был инвариантным
относительно определенных групп преобразований. Эти группы преобразований
являются наиболее простым математическим выражением свойств симметрии. Они
выступают в современной физике вместо тел Платона. Наиболее важные здесь
кратко перечислены.
Группа так называемых преобразований Лоренца характеризует вскрытую
специальной теорией относительности структуру пространства и времени.
Группа, исследованная Паули и Гюрши, соответствует по своей структуре
группе трехмерных пространственных вращений -- она ей изоморфна, как говорят
математики, -- и проявляет себя в появлении квантового числа, которое
эмпирически было открыто у элементарных частиц уже двадцать пять лет назад и
получило название "изоспин".
Две следующие группы, ведущие себя формально как группы вращений вокруг
жесткой оси, приводят к законам сохранения для заряда, для числа барионов и
для числа лептонов.
Наконец, законы природы должны быть инвариантны еще относительно
определенных операций отражения, которые здесь нет нужды перечислять
подробно. По этому вопросу особенно важными и плодотворными оказались
исследования Ли и Янга, согласно идее которых величина, называемая четностью
и для которой ранее предполагался справедливым закон сохранения, в
действительности не сохраняется.
Все известные до сих пор свойства симметрии удается выразить с помощью
простого уравнения. Причем под этим понимается, что это уравнение
инвариантно относительно всех названных групп преобразований, и поэтому
можно думать, что это уравнение уже правильно отображает законы природы для
материи. Но решения этого вопроса еще нет, оно будет получено только со
временем с помощью более точного математического анализа этого уравнения и с
помощью сравнения с экспериментальным материалом, собираемым во все больших
размерах.
Но и отвлекаясь от этой возможности, можно надеяться, что благодаря
согласованию экспериментов в области элементарных частиц наивысших энергий с
математическим анализом их результатов когда-нибудь удастся прийти к полному
пониманию единства материи. Выражение "полное понимание" означало бы, что
формы материи -- приблизительно в том смысле, в каком употреблял этот термин
в своей философии Аристотель, -- оказались бы выводами, то есть решениями
замкнутой математической схемы, отображающей законы природы для материи.

X. ЯЗЫК И РЕАЛЬНОСТЬ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ
В истории науки поразительные открытия и новые идеи всегда приводили к
научным дискуссиям; эти дискуссии вызывают появление полемических
публикаций, и такая критика часто совершенно необходима для развития
последних. Но эти споры почти никогда ранее не достигали той степени
резкости, которую они приобрели после создания теории относительности, а
также -- в меньшей степени -- квантовой теории. В обоих случаях научные
проблемы в конечном счете были связаны даже со спорными вопросами политики,
и некоторые физики пытались содействовать победе своих взглядов, прибегая к
помощи политических методов.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67