Материал: Аблеев С.Р. Философия науки. Вводный курс

206

ность материи, второй предполагал ее континуальность на уровне квантового микромира. И тот, и другой подходы были основаны скорее на предельно общих интуитивных философских убеждениях, чем на строгих эмпирических фактах.

Парадигма дискретности (атомизма) материи1 опирается на философское убеждение в том, что в основе материального многообразия природы находятся некие неделимые материальные элементы. Они могут восприниматься физическими приборами и человеческим разумом как материальные микрочастицы, обладающие теми или иными физическими свойствами, от которых зависят различные взаимодействия, явления и процессы природы. Например, натурфилософская теория Левкиппа и Демокрита в основе всех вещей предполагала существование атомов и пустоты. Греческое слово а-том (ставшее позже одним из важнейших научных понятий) буквально означало – «неделимый». Этим понятием античные мыслители обозначали исходные неделимые материальные элементы, составляющие основу всех материальных вещей или глубинный уровень бытия природы.

Следует признать, что античный натурфилософский атомизм Демокрита позже оказал огромное влияние на развитие химической и физической науки. Многие сотни лет исследователи опирались на концептуальную идею атомизма, предполагающую существование и поиск неких обособленных корпускул (частиц), образующих в своем взаимодействии более сложные состояния вещества. Установив разновидности атомов различных веществ, химики смогли объяснить молекулы как комбина-

1 Парадигму дискретности материи часто обозначают как концепцию атомизма, понимаемую уже не в узком античном смысле (Демокрит), а в более широком современном значении атомизма как представления о структуре материи, состоящей и образованной из неделимых первоэлементов.

207

ции этих атомов. Даже открытие сложной структуры атома в конце XIX столетия (т. е. его делимости) не смогло подорвать общее убеждение ученых в истинности атомизма как фундаментального теоретического подхода к пониманию сущности материи.

Почти весь ХХ в. в исследованиях структуры материи физики опирались на господствовавшую в научном мире парадигму дискретности. Они пытались найти некоторые исходные первоэлементы материи, которые трактовались как определенные квантовые микрочастицы. Предполагалось, что таких элементов должно быть немного, они не должны подвергаться дальнейшему разложению и не должны обнаруживать какой-либо внутренней структуры. Иными словами, они должны быть во всех смыслах элементарными. Так возникает базовое понятие современной ядерной физики – элементарные частицы.

Экспериментальный поиск элементарных частиц превратился в изнурительную и весьма дорогую научную гонку за квантовыми объектами с непонятным результатом. Отметим основные этапы этой гонки:

1.Сначала на роль элементарных частиц претендовали атомы химических элементов.

2.После открытия сложной структуры атома (на рубеже XIX и ХХ вв.) основными элементарными частицами стали восприниматься электроны и составные части атомного ядра – нейтроны и протоны (первая половина ХХ в.).

3.Позже оказалось, что нейтроны и протоны так же имеют довольно сложную структуру и состоят из более фундаментальных квантовых микрочастиц с дробным зарядом, которые стали называть кварками (вторая половина XX в.). Выяснилось, что существует шесть основных разновидностей кварков, которые образуют различные комбинации. На этом коллекция фундамен-

208

тальных частиц вовсе не заканчивалась. Оказалось, что на статус элементарных могут претендовать кванты физических полей или частицы-переносчики четырех главных взаимодействий (фотон, тяжелый бозон, глюон, гравитон)1, а также частицы, относящиеся к группе лептонов: нейтрино, электрон, мюон и др.

В конечном счете, согласно общепризнанной Стандартной модели, на исходе ХХ в. в группу так называемых элементарных частиц стали включать около пятидесяти квантовых микрообъектов2. Многие физики вполне отчетливо понимали, что обнаруженные в таком немалом количестве микрочастицы не могут восприниматься и, вероятно, не являются истинно элементарными материальными «кирпичиками» мироздания. Однако значительная часть представителей физической науки все же сохраняла верность философской парадигме дискретного строения материи и пыталась обнаружить неизвестные наиболее фундаментальные частицы или низвести открытые частицы к ограниченному числу квантовых микрообъектов.

Другой подход был основан на философском убеждении в том, что в основе всех известных разновидностей материи находится некая единая неделимая сущность. Поэтому его стали обозначать в качестве концепции (парадигмы) континуальности материи. Философские контуры этого подхода начали оформляться, например, в древнем китайском даосизме (дао как единая основа всех вещей) и некоторых школах буддийской метафизики (шунья – всеобщая онтологическая пустота как источник бытия материальной Вселенной). Позже подобные идеи получили развитие в рамках индоевропейской теософии XIX в.,

1В современной физике частицы-переносчики основных взаимодействий называют калибровочными бозонами.

2В конце второго десятилетия XXI в. Стандартная модель включала

иописывала 61 квантовую (элементарную) микрочастицу.

209

сторонники которой в качестве единой основы материального бытия природы предполагали Абсолютное Пространство1.

В научном мире некоторое движение мысли в сторону континуальной концепции материи стало намечаться в ХХ в., однако движение это было сначала спонтанным, непоследовательным и неосознанным. В некоторых концепциях теоретики начали допускать фундаментальную роль определенных континуальных физических формаций: космического пространства, физического вакуума, квантовых струн или бран. Например, в общей теории относительности Эйнштейна сила гравитации рассматривается как искажение (искривление) пространственно-временной структуры Вселенной, порождаемое веществом и энергией. В такой интерпретации физических взаимодействий гравитация, а может быть, и каждая из трех других основных сил природы, предстает как геометрический эффект пространственного континуума.

Позже, во второй половине ХХ в., в физике наметился новый подход к пониманию микрочастиц. В теории струн было выдвинуто предположение2, что фундаментальными объектами природы являются вовсе не микрочастицы (как предполагала Стандартная модель), а квантовые струноподобные объекты

крайне малого (планковского) размера3. В этом подходе наблюдаемые в экспериментах частицы интерпретировались как различные вибрации или колебания элементарных струн физического пространства. Именно способ колебания струны, полагали

1Аблеев С. Р. Универсальный монизм в контексте онтологии сознания // Универсум сознания. С. 140–159.

2Теория струн возникает в 1968 г. как теоретическая попытка описания адронов – частиц, участвующих в сильном взаимодействии.

3Грин Б. Элегантная Вселенная: Суперструны, скрытые размерности

ипоиски окончательной теории / Науч. ред. В. О. Малышенко. М., 2011.

210

сторонники этой теории, и определяет основные характеристики микрочастицы: массу, заряд и спин.

Квантовые струны (а позже квантовые браны – более сложные многомерные объекты пространства) в теории струн и М-теории считаются микроили мегаструктурами простран- ственно-временного континуума Вселенной, который может иметь дополнительные, неизвестные классической физике измерения1. Вполне очевидно, что попытка представить объекты квантового микромира как феномены вибрирующего пространства укрепляла позиции континуальной концепции сущности материи.

В контексте рассматриваемой проблемы примечательно выглядит еще одно обстоятельство: современная физика пока неявно, но уже определенно начинает воспринимать физический вакуум как более фундаментальное состояние материи, нежели квантовые микрочастицы. Сейчас уже не вызывает сомнений, что даже при отсутствии каких-либо частиц (атомов, нуклонов, кварков и др.) космос может обладать определенной энергией, называемой энергией вакуума как исходного квантового поля. В теории относительности не какие-либо частицы, но именно квантовая энергия физического вакуума порождает видимые космологические следствия – расширение или сжатие пространства Вселенной.

Континуальной концепции материи соответствует и голодинамическая гипотеза устройства Вселенной американского физика-теоретика Дэвида Бома2. В этой гипотезе он рассматри-

1Например, в теоретической модели Дж. Шварца и М. Грина квантовые струны существуют в пространстве-времени 10 измерений (девять пространственных и одно временное измерение).

2Бом рассматривает материальную Вселенную как подвижную голографию, воспроизводимую скрытой (импликативной) реальностью природы.