Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Реклама

Суперсила - Девис П.

Девис П. Суперсила — М.: Мир, 1989. — 272 c.
ISBN 5-03-000546
Скачать (прямая ссылка): supersila1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 136 >> Следующая

циферблате 12 ч, сродство с протоном у частиц убывает, а сродство с
нейтроном растет. Возможно, не так-то просто представить себе, что такое
сродство с протоном и с нейтроном или гибрид протона и нейтрона. Можно
предложить другую интерпретацию промежуточного положения указателя: при
наблюдении данная частица оказывается то протоном, то нейтроном. Частица
утрачивает свою индивидуальность и хаотически переходит из одного
состояния (например, "протон") в другое ("нейтрон"). Когда указатель
стоит в положении, близком к "12 ч", частица в основном находится в
состоянии "протон", и вероятность обнаружить при ее наблюдении протон
близка к единице. По мере того как указатель приближается к "6 ч",
вероятность обнаружить при наблюдении частицы нейтрон все возрастает.
Когда указатель направлен строго вниз, вероятность обнаружить протон
падает до нуля, и все 100 % приходятся на нейтрон.
Если волшебная ручка снабжена двумя указателями, один из которых
смотрит вверх, а другой - бниз (рис. 9), то вращая ручку, мы будем
одновременно наблюдать превращение протонов в нейтроны, а нейтронов в
протоны. Положение ручки, изображенное на рис. 9, а, соответствует
нынешнему состоянию Вселенной. При повороте ручки (рис. 9, б) протоны
начинают превращаться в нейтроны, а нейтроны - в протоны, и степень
сродства с нейтронами у протонов равна степени сродства с протонами
нейтронов. Когда же ручка совершит пол-оборота, все протоны превратятся в
нейтроны, а нейтроны - в протоны.
Ручка с указателями - это не более чем удобный прием, позволяющий
наглядно проиллюстрировать свойство симметрии ядер" ных сил.
Применительно к рассматриваемой модели можно сказать, что в сущности
ядерные силы не зависят от положения указателя. Направлен ли он вверх,
вниз, вбок или под любым про" межуточным углом, ядерные силы останутся
неизменными. Это свойство получило довольно громоздкое название -
симметрия изотопического спина, или изотопическая симметрия. Слово
"изотопический" здесь связано с тем, что ядра, отличающиеся только
а б в
Рис. 9. Волшебная ручка с двумя указателями позволяет описать взаимное
превращение протонов и нейтронов. Черный указатель действует, как и на
рис. 8, а светлый - описывает превращение всех нейтронов в протоны.
Случай а соответствует реально наблюдаемому соотношению числа протонов и
нейтронов. В случае б протоны частично переходят в нейтроны, а нейтроны -
в равной степени в протоны. Когда ручка перейдет в положение в, все
исходные протоны превратятся в нейтроны, а все нейтроны - в протоны.
Вследствие фундаментальной симметрии ядерные силы не зависят от положения
волшебной ручки.
числом нейтронов, называются изотопами, а свойства симметрии, о которой
идет речь, аналогичны свойствам собственного спина, упоминавшегося в гл.
2.
Физика и фантазия
Понятие изотопического спина - великолепный пример роли абстрактного
мышления в физике. Как мы увидим, введение этого понятия имело глубокие
последствия. В реальном мире нет "волшебных ручек с указателями", нет и
устройств для измерения сродства с протонами у нейтронов и с нейтронами у
протонов. Идея смешения индивидуальности протонов и нейтронов - плод
чисто теоретической мысли, своего рода фантазия. Но логически она вполне
допустима. Мы можем мысленно представить себе подобное, даже если в
реальном мире это исключено. То, что воображаемый процесс может иметь
самое непосредственное отношение к физике реального мира, возможно,
покажется удивительным, но таким приемом очень эффективно пользуется
современный физик. Свою науку он рассматривает как модель, описывающую
реальный мир наблюдений. Эта модель может включать множество
Дополнительных особенностей, которые, хотя сами по себе и не отражают
реального опыта, играют важную роль в теории.
Почему физикам приходится придумывать чисто умозрительные, абстрактные
понятия для моделирования реального мира?
76
Суперсила
Разве нельзя ограничиться исключительно наблюдаемыми величинами? Ведь в
конце концов теорию можно проверить только при конкретном наблюдении, и
умозрительные особенности модели никогда не входят явно в предсказания
теории, относящиеся к реальным наблюдениям. Так стоит ли вообще прибегать
к чистому вымыслу?
Включение умозрительных понятий в физические теории - обычная
практика, которую труднее всего объяснить неспециалисту. Разумеется,
когда какой-нибудь конкретный "вымысел", например изотопическая
симметрия, приносит теории блестящий успех, физик может ответить: "Я
воспользовался этой идеей потому, что она работает!".
Поразительно, каким* же образом физик догадывается, какую именно
абстракцию в духе кэрролловской "Алисы в Стране Чудес" следует ввести в
теорию? Поскольку речь идет о чисто воображаемых понятиях, скептику может
показаться, что годится любой вымысел: "Зачем выбирать то, что
действительно встречается во внешнем мире, если можно придумать что
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 136 >> Следующая