Рефераты по Физике

Физика и другие науки

Страница 3

Взаимодействие же между про­тонами и нейтронами в ядре осу­ществляют в основном π-мезоны, которые представляют собой кванты ядерного поля. При распаде нейтро­нов появляются нейтрино. Кроме того, открыто много других эле­ментарных частиц. Но только при взаимодействии частиц очень боль­ших энергий они начинают играть заметную роль.

В первой половине XX века был открыт фундаментальный факт: все элементарные частицы способны превращаться друг в друга.

В 70-е гг. было установлено, что все сильно взаимодействующие час­тицы состоят из субэлементарных частиц — кварков шести видов. Ис­тинно элементарными частицами яв­ляются лептоны и кварки.

После открытия элементарных частиц и их превращений на пер­вый план единой картины мира выступило единство в строении ма­терии. В основе этого единства ле­жит материальность всех элементар­ных частиц. Различные элементар­ные частицы — это различные конк­ретные формы существования ма­терии.

Современная физическая картина мира и роль физики. Единство мира не исчерпы­вается единством строения материи. Оно проявляется и в законах дви­жения частиц, и в законах их взаимодействия.

Несмотря на удивительное раз­нообразие взаимодействий тел друг с другом, в природе по современ­ным данным имеются лишь четыре типа сил. Это гравитационные силы, электромагнитные, ядерные и сла­бые взаимодействия. Последние про­являются главным образом при превращениях элементарных частиц друг в друга. С проявлением всех четырех типов сил мы встречаемся в безграничных просторах Вселен­ной, в любых телах на Земле (в том числе и в живых организмах), в атомах и атомных ядрах, при всех превращениях элементарных частиц.

Революционное изменение клас­сических представлений о физи­ческой картине мира произошло после открытия квантовых свойств материи. С появлением квантовой физики, описывающей движение мик­рочастиц, начали вырисовываться новые элементы единой физической картины мира.

Разделение материи на вещество, имеющее прерывное строение, и не­прерывное поле потеряло абсолют­ный смысл. Каждому полю соот­ветствуют кванты этого поля: электромагнитному полю — фотоны, ядерному — π-мезоны, а на более глубоком уровне — глюоны, осуще­ствляющие взаимодействие кварков.

В свою очередь все частицы об­ладают волновыми свойствами. Корпускулярно-волновой дуализм при­сущ всем формам материи.

Описание, казалось бы, взаимо­исключающих корпускулярных и вол­новых свойств в рамках одной теории оказалось возможным благодаря тому, что законы движения всех без исключения микрочастиц носят ста­тистический (вероятностный) харак­тер. Этот факт делает невозможным однозначное предсказание того или иного поведения микрообъектов.

Принципы квантовой теории яв­ляются совершенно общими, приме­нимыми для описания движения всех частиц, взаимодействий меж­ду ними и их взаимных превра­щений.

Итак, современная физика с не­сомненностью демонстрирует нам черты единства природы. Но все же многого, быть может даже саму физическую суть единства мира, уловить пока еще не удалось. Не­известно, почему существует столь много различных элементарных частиц, почему они имеют те или иные значения массы, заряда и других характеристик. До сих пор все эти величины определяются экспери­ментально.

Однако все отчетливее вырисо­вывается связь между различными типами взаимодействий Электро­магнитные и слабые взаимодействия уже объединены в рамках одной теории. Выяснена структура боль­шинства элементарных частиц.

«Здесь скрыты столь глубокие тайны и столь возвышенные мысли, что, несмотря на старания сотен остроумнейших мыслителей, трудив­шихся в течение тысяч лет, еще не удалось проникнуть в них, и ра­дость творческих исканий и откры­тий все еще продолжает существо­вать». Эти слова, сказанные Галилеем три с половиной столетия назад, нисколько не устарели.

Научное мировоззрение. Фунда­ментальные законы, устанавлива­емые в физике, по своей слож­ности и общности намного превос­ходят те факты, с которых начи­нается исследование любых явле­ний. Но они столь же достоверны и столь же объективны, как и знания о простых явлениях, наблюдаемых не­посредственно. Эти законы не нару­шаются никогда, ни при каких ус­ловиях.

Все большее и большее число людей осознают, что объективные законы, которым следует природа, исключают чудеса, а познание этих законов позволит человечеству вы­жить.

[1] В интегральных схемах вместо обыч­ных радиодеталей и соединяющих их прово­дов используются тонкие слои молекул опре­деленного сорта, вводимых внутрь кристал­лика полупроводника или напыляемых на его поверхность. Благодаря этому можно на по­верхности полупроводникового кристалла площадью 1 квадратный сантиметр разместить сотни тысяч тран­зисторов и других элементов схемы.

Перейти на страницу:  1  2  3