Кто ввел понятие поля в физике

Физические поля

Понятие «Физическое поле» приводит к основоположникам электромагнетизма Майклу Фарадею и Джеймсу Максвеллу, когда под термином «Физическое поле» понимают некоторую область пространства-времени с действующей силой от материального объекта, благодаря которой действие от одного тела передается к другому на расстоянии. В классической физике «Физическое поле» описывается математически скалярным, векторным, тензорным и операторным уравнениями.

Майкл Фарадей своим опытом с магнитным компасом возле электрического проводника открыл электромагнитное поле, правда, оно присутствовало ещё до опытов с электричеством в виде магнетизма земного ядра, но это открытие стало началом решения электромагнитного поля, и в последующем выражено уравнениями Джеймса Максвелла.

Понимание того, что какое-нибудь «Физическое поле», это особая форма материи, обладающая бесконечно большим числом степеней свободы – отступление от здравого смысла в физике полей и классической физике. У фундаментальных физических полей есть свои переносчики взаимодействия, но, само поле представлено только областью действия и ничем более. Область действия физического поля можно выразить определяющими физическими переменными, но, никак формой материи. Поэтому, и бытуют заблуждения относительно области физических полей, когда наделяют их формой материального.

Содержание

История полевой физики [ править ]

Понятие физическое поле своим истоком относится к Рене Декарту и Исааку Ньютону, а, с открытием Майкла Фарадея электромагнитных полей, само понятие поля утвердилось со временем. Основоположники электромагнетизма понимали под полем некую среду, которая подвержена динамике, может перетекать и вращаться, откуда и появились такие понятия теории поля как дивергенция и ротор. Во многом такие представления о поле привели к появлению понятия эфира. Важно, что именно построение наглядных моделей невидимого поля поспособствовали успешному созданию классической электродинамики. Опираясь на математику, любое физическое поле можно рассматривать, как заданную в пространстве и времени математическую функцию, которую выразил уравнениями Джеймс Максвелл. Этот подход не требовал построения умозрительных моделей эфира, а оказался более строгим с математической точки зрения. Однако выражение физических полей способствовало созданию двух лагерей, в одном всё опиралось на эфир, а в другом всё сводилось к математической функции и стало классическим.

В XX веке к классическому понятию поля пришло еще две концепции:

1) Добавление к физическому понятию поля математического решения пространства, что так называемый путь геометризации физики, наиболее известным примером которого является общая теория относительности.

2) Модель обменного взаимодействия, воплощенная в квантовой теории, что предоставляет полю получить дискретные характеристики через необходимые частицы и непрерывные процессы, для чего используются виртуальные частицы – переносчики полевого взаимодействия.

В полевой физике во многом происходит возвращение к представлениям физического поля в духе Фарадея-Максвелла, только на современном уровне. Для этого используется понятие «Полевая среда», что созвучно понятию физического поля реальной сущности, как область подверженная собственной динамике, посредством которой и происходит взаимодействие удаленных объектов. Так и взаимодействие частиц в полевой среде описывается полевым уравнением движения, а построенная на основе этой концепции полевая механика в качестве своих следствий содержит классическую механику, электродинамику, частично теорию относительности, квантовую и ядерную физику и ещё немало других дисциплин, и в трактовке физических полей пытаются принимать участие сторонники эфиродинамики.

Понятие поля эфира применимо в эфиродинамике при описании свойств всякой сплошной среды. Если сопоставить с каждой точкой среды определяющие её состояние физические величины (температуру, давление, натяжения и т. п.), то получится эфирное поле этих величин, в чём роль упругой среды для передачи взаимодействия вроде бы очевидна. Но, первоначально трудность представить себе не механическую среду, способную переносить энергию и импульс, породила различные механические модели эфира как среды, переносящей электромагнитные взаимодействия. Однако все механические модели эфира противоречат принципу относительности Эйнштейна, и от эфира 100 лет назад пришлось отказаться. В настоящее время многие учёные снова обращаются к эфиру, чтобы создать ускользающий от всех Единый Универсальный Закон в концепции Великого Объединения. [1]

Но, по-настоящему революционные подходы ученые делают не в поиске пресловутого вселенского (эфирного) поля, а в познании взаимодействия фундаментальных полей, для этого в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) и в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ) проводят исследования и опыты. Так же ученые уже готовы опубликовать революционные труды по применению взаимодействия фундаментальных полей и использовать в области ядерных исследований и энергетики. И, на сегодняшний день существует возможность создания химических элементов, только решения в этом вопросе ждут от энергетики, так, как новые химические элементы или необходимые элементы создавать энергетически дорого в промышленном масштабе. Естественно, учеными ведутся исследования и разработки энергетики этого тысячелетия.

Основные физические поля [ править ]

Чтобы решить все заблуждения в физике полей, сразу отметим, что любое физическое поле обладает частотой, величиной, вектором и тензором, что определяет физическую сущность любого поля в физике. Физическое поле не есть вид материи или вещества, а, это взаимодействие материи или вещества в пространстве, что определяется; энергией, силой, вектором и функцией. Существуют основные физические поля:

• Гравитационное.
• Глюонное.
• Фермионное.
• Электромагнитное.

И, все физические поля могут иметь математическое или физическое представление:

• Линейное.
• Волновое.

И, это зависит от математического представления физического процесса. Такие представления создают выражения физических полей, и заявлять, что существуют дополнительные поля, как на силовые и прочие поля – ересь не имеющая ничего общего с физикой полей, потому, что каждое физическое поле имеет свои частоту, функцию, вектор и тензор, и, что является производными фундаментальных полей и их выражением. И, такое выражение новоявленных полей, как:

• Векторное поле.
• Вихревое поле.
• Силовое поле.
• Торсионное поле.

Это нечто иное, как просто выражение свойств взаимодействия сил или проявление других производных характеристик фундаментальных полей. Ведь выходящие за рамки атомов электромагнетизм и гравитация создают фундаментальные физические поля: электромагнитное поле (электромагнетизм) и гравитационное поле (гравитация), но, при выражении электромагнетизма и гравитации иными определяющими полей, производных полей от фундаментальных взаимодействий насчитывается больше чем одно. Если задаться вопросом; сколько формируют производных полей гравитация и электромагнетизм, можно получить точный ответ; восемь производных полей. Таким образом, разнообразие производных полей от гравитации и электромагнетизма радужно представлено во Вселенной, и каждое поле играет значимую роль в материальном мире. И, это вводит в заблуждение не только обывателя, а и ученых, что есть ещё какие-то потусторонние силы в материальном мире.

Физические поля невидимы в пространстве-времени, но, физические поля можно выявить своеобразными маркерами, что является частицами для выявления взаимодействия или переноса энергии или силы полей. Выявить магнитное поле своеобразным маркером учили в школе каждого, чтобы на листок бумаги высыпать металлических опилок и с обратной стороны приложить магнит, тогда проявятся магнитные линии от намагниченных металлических опилок. Сегодня можно посмотреть на Солнце, через специальные приборы в рентгеновском диапазоне, чтобы увидеть магнитные поля в солнечной атмосфере, где магнитные линии электромагнитных полей маркированы различными элементарными частицами. Но, если в вакууме, где нет всяких частиц – магнитное поле не увидать без частиц-маркеров, только, это не скажет, что магнитные линии отсутствуют, как выражение взаимодействия магнитного поля в пространстве-времени.

Гравитационное поле [ править ]

Гравитационное поле самое значимое из физических полей во Вселенной, и потому, что гравитация действует в атомных и вселенских пределах.

Глюонное поле [ править ]

Глюонное поле третье по значимости во Вселенной, и действует только в пределах атомов, являясь структурной «сферой» атомов для составных элементарных частиц. Сила глюонного поля, связывает кварки в протоне, не ослабевает при удалении одного кварка от другого, и возвращает удаляющиеся кварки. При попытке «вырвать» кварк из протона, глюонное поле порождает дополнительную кварк-антикварковую пару, и от протона уже отделяется не кварк, а π-мезон. От протона π-мезон уже может улететь сколь угодно далеко, потому, что силы между адронами ослабевают с расстоянием.

Фермионное поле [ править ]

Фермионное поле, это последнее по значимости во Вселенной, и действует только в пределах ядер всевозможных атомов, являясь формирующей «сферой» атомного ядра.

Электромагнитное поле [ править ]

Электромагнитное поле второе из значимых физических полей во Вселенной, и действие электромагнитного поля распространяется в пределах атомного ядра и галактических скоплений.

Часть созидающего физических полей [ править ]

Частью созидающей физическое поле является заряд, но сам по себе заряд не существует, чтобы в точке пространства-времени существовал заряд необходима заряженная частица, и этими частицами могут являться электроны, позитроны или протоны, и так же другие заряженные элементарные частицы. Поэтому, чтобы рассмотреть какое-нибудь фундаментальное физическое поле, необходимо узнать свойства заряженных частиц и свойства полевых линий зарядов этих заряженных частиц.

Заряженные частицы [ править ]

Электроны имеют отрицательный знак заряда, позитроны или протоны имеют положительный знак заряда, нейтроны и фотоны нейтральны. Следовательно, стоит рассматривать только электроны и позитроны или протоны, как заряженные частицы, которые могут создавать физические поля. Так же в создании полей могут участвовать кварки и антикварки, и даже антипротон, что являются не вымышленными и гипотетическими заряженными частицами, а являются реально отдельно существующими только очень малый срок времени. Линии поля распространяются от положительно заряженной частицы к отрицательно заряженной, чем и объясняется поток электронов, а именно электрический ток. И, это правило электродинамики в потоке электронов заключается в том, что на положительно заряженном электроде находятся электроны, а на отрицательно заряженном – протоны.

И, когда даётся зеленый свет, в смысле создаётся возможность протекать электричеству, отрицательно заряженные электроны от положительного электрода стремятся к положительно заряженным протонам на отрицательно заряженном электроде. Точно таким образом происходит поток электронов от одного магнитного солнечного пятна к другому магнитному пятну, что являются составными полюсами магнита гигантского размера. Стоит из интереса заметить, что сквозь петлю образованную электронами петлю между магнитными солнечными пятнами может пройти планета Земля, и планета даже не заденет протекающий поток электронов, потому, что до петли из потока электронов будет расстояние в несколько сотен тысяч километров.

Монополь [ править ]

Любой отдельно взятый заряд в физике полей называется – монополь, так, как этот заряд рассматривается отдельно и в частности, и не в какой-нибудь системе, как и линии полей заряда рассматриваются отдельно, а не в системе разноименных зарядов, где линий полей исходят от положительного заряда, а линии полей сходятся к отрицательному заряду. Поэтому, рассматривая монополи в физике полей, знают, что одноименные заряды – отталкиваются, а разноименные заряды – притягиваются.

См. дополнительно [ править ]

Созидающий физических полей [ править ]

Покуда всем морочат голову всевозможными переносчиками физических полей, определим, что созидает фундаментальные физические поля. У самого малюсенького и самого огромного физического поля есть непременно полюса, потому, что поле не может быть монопольным, позволить монопольность может только лишь частица. В физике полей, есть знакомый всем – диполь. Диполь в буквальном переводе с греческого языка означает объект из двух разноименных полюсов, в физике полей, диполь, это система состоящая из двух разно заряженных полюсов. И, всем известны магнитные или электрические диполи, а посредством научно-технического прогресса не представляется наш быт и жизнь без таковых диполей. Естественно, что разные диполи созидатели всех фундаментальных физических полей, без чего не может существовать элементарная материя, планеты, звёзды, галактики и даже человек.

Электромагнитный диполь [ править ]

Электрические заряды q разного знака (+q, –q) по своей сущности являются электрическими монополями, а монополями разного знака в электродинамике являются электрон (– q) и позитрон или протон (+ q). А, в системном объединении электрон и позитрон или протон представляют электрический диполь, и заметим, что атомная система из позитрона и электрона – первичный водород (Позитроний, Ps), а атомная система из протона и электрона – обычный водород (Протий, H). Дипольное расстояние может обозначаться d, потому, что при повороте электрического диполя вокруг своего центра дипольное расстояние является диаметром окружности, по которой движутся монополи. Электрический момент диполя обозначается p_e, и выражается формулой:

А, магнитный момент диполя p_m выражается формулой:

» /> на расстоянии, где гравитационное ускорение разного направления (+ a, – a), и эти точки по своей сущности является гравитационными монополями. Потенциал гравитационных монополей выражается через уравнение:

^<->=-<\frac )>>» />

Заметим, что масса отрицательной не может быть, как и не может быть отрицательным расстояние, чтобы создалась антигравитация, а вектор гравитационного ускорения отрицательным бывает, что и создаёт гравитационное поле с иным вектором ускорения. Из основ физики каждый знает, что равноускоренным движением называют движение, при котором вектор ускорения >» /> может быть выражен произведением объемной плотности энергии :

И, самым важным для научно-технического прогресса, детально изученным физикой и освоенным техникой информационных систем, имеющим вектор поля, является электромагнитное поле. Образным примером применения вектора электромагнитного поля является магнитофон, как образец научно-технического прогресса в передаче и воспроизведении информации, и превосходящий граммофон во многом практическом. Сегодня, даже мало кто задумывается, что благодаря созданию магнитофона был заложен фундамент для создания информатики и компьютерных систем. Правда, в своё время магнитные носители уступили носителям на основе немагнитной записи и передаче информации, но, на сегодняшний день электромагнитное сохранение и передача информации превосходят оптоволоконное и любое другое.

Тензор поля [ править ]

Тензор энергии-массы или массы-величины физического поля создаёт силу способную искривлять пространство-время, и с этой линейной силой взаимодействуют между физическими объектами одинаковые физические поля, такие поля называются торсионными. Торсионное свойство физического поля, это порождающее кручение пространства или порождённое кручением пространства. Данный термин, как торсионное свойство физического поля, в физику был введён математиком Эли Картаном в начале XX века.

Примером линейной силы гравитационного поля является функция тензора Эйнштейна, как выражение классической силы гравитации или гравитационного взаимодействия, что важно для расчётов взаимодействия гравитационных полей на расстоянии, и влияющих на искривление пространства-времени. Полевая сила делает схожими гравитационное и электромагнитное поля, из-за чего эти поля схожи, но разнятся эти поля тем, что гравитационное поле дополняется функцией поля, а электромагнитное поле – энергией поля, и из-за этого эти поля имеют разное значение в пространстве-времени и влияние на пространство-время. И, торсионные свойства гравитационного и электромагнитного полей способствуют не только существованию атомов водорода, а, и зарождению звёзд, чтобы в недрах звёзд происходил термоядерный синтез более сложных атомов до железа, и, чтобы заканчивалось существование звёзд – звёздным коллапсом, в следствии чего образуются более тяжелые элементы. Как и, торсионные свойства гравитационного и электромагнитного полей планеты Земля способствуют сдерживанию упругого солнечного излучения (Солнечного ветра), чтобы сохранять целостность земной атмосферы и не допускать смертельную волну к поверхности планеты.

Квантовая механика физических полей [ править ]

Квантовая механика ставит в соответствие каждой частице поле её волновой функции, дающее распределение различных относящихся к частице физических величин. Концепция поля является основной для описания свойств элементарных частиц и их взаимодействий. Конечная цель в этом случае – нахождение свойств частиц из уравнений поля и перестановочных соотношений, определяющих квантовые свойства материн. Возможный вид уравнений поля ограничен принципами симметрии и инвариантности, являющимися обобщением экспериментальных данных.

Лоренц-ковариантность, например требует, чтобы волновые функции частиц преобразовались по неприводимым представлениям группы Лоренца. Таких представлений бесконечно много, однако только часть из них реализована в природе и соответствует тем или иным элементарным частицам. Поэтому, попытки построения теорий, не удовлетворяющих этим требованиям нелинейной, нелокальной и т. п. теорий поля, влекут за собой пересмотр ряда важнейших принципов.

Поле (физика)

По́ле в физике — физический объект, классически описываемый математическим скалярным, векторным, тензорным, спинорным полем (или некоторой совокупностью таких математических полей), подчиняющимся динамическим уравнениям (уравнениям движения, называемым в этом случае уравнениями поля или полевыми уравнениями — обычно это дифференциальные уравнения в частных производных). Другими словами, физическое поле представляется некоторой динамической физической величиной [1] (называемой полевой переменной [2] ), определенной во всех [3] точках пространства (и принимающей вообще говоря разные значения в разных точках пространства, к тому же меняющейся со временем [4] ).

В квантовой теории поля — полевая переменная может рассматриваться формально подобно тому, как в обычной квантовой механике рассматривается пространственная координата, и полевой переменной сопоставляется квантовый оператор [5] соответствующего названия.

Полевая парадигма, представляющая всю физическую реальность на фундаментальном уровне сводящейся к небольшому количеству взаимодействующих (квантованных) полей, является не только одной из важнейших в современной физике, но, пожалуй, безусловно главенствующей [6] .

• Проще всего наглядно представить себе поле (когда речь идет, например, о фундаментальных полях, не имеющих очевидной непосредственной механической природы [7] ) как возмущение (отклонение от равновесия, движение) некоторой (гипотетической или просто воображаемой) сплошной среды, заполняющей всё пространство. Например, как деформацию упругой среды, уравнения движения которой совпадают с или близки к полевым уравнениям того более абстрактного поля, которое мы хотим наглядно себе представить. Исторически такая среда называлась эфиром, однако впоследствии термин практически полностью вышел из употребления [8] , а его подразумеваемая физически содержательная часть слилась с самим понятием поля. Тем не менее, для принципиального наглядного понимания концепции физического поля в общих чертах такое представление полезно, с учетом того, что в рамках современной физики такой подход обычно принимается по большому счету лишь на правах иллюстрации [9] .

Физическое поле, таким образом, можно характеризовать как распределенную динамическую систему, обладающую бесконечным числом степеней свободы.

Роль полевой переменной для фундаментальных полей часто играет потенциал (скалярный, векторный, тензорный), иногда — величина, называемая напряжённостью поля. (Для квантованных полей в некотором смысле обобщением классического понятия полевой переменной также является соответствующий оператор).

Также полем в физике называют физическую величину, рассматриваемую как зависящую от места, как полный набор вообще говоря разных значений для всех точек некоторого протяженного непрерывного тела — сплошной среды, описывающий в своей совокупности состояние или движение этого протяженного тела [10] . Примером такого поля может быть

• температура (вообще говоря разная в разных точках, а также и в разные моменты времени) в некоторой среде (например, в кристалле, жидкости или газе) — (скалярное) поле температуры,
• скорость всех элементов некоторого объема жидкости — векторное поле скоростей,
• векторное поле смещений и тензорное поле напряжений при деформации упругого тела.

Современная концепция физического поля выросла из идеи электромагнитного поля, впервые осознанной в физически конкретном и сравнительно близком к современному виде Фарадеем, математически же последовательно реализованной Максвеллом — изначально с использованием механической модели гипотетической сплошной среды — эфира, но затем вышедшей за рамки использования механической модели.

Содержание

Фундаментальные поля

Среди полей в физике выделяют так называемые фундаментальные. Это поля, которые, согласно с полевой парадигмой современной физики, составляют основу физической картины мира, все остальные поля и взаимодействия из них выводятся. Включают два основных класса взаимодействующих друг с другом полей:

• фундаментальные фермионные поля, прежде всего представляющие физическую основу описания вещества,
• фундаментальные бозонные поля (включая гравитационное, представляющее собой тензорное калибровочное поле), являющиеся расширением и развитием концепции максвелловского электромагнитного и ньютоновского гравитационного полей; на них строится теория фундаментальных взаимодействий.

Существуют теории (например, теория струн, различные другие теории объединения), в которых роль фундаментальных полей занимают несколько другие, еще более фундаментальные с точки зрения этих теорий, поля или объекты (а нынешние фундаментальные поля появляются или должны появляться в этих теориях в некотором приближении, как «феноменологическое» следствие). Однако пока такие теории не являются достаточно подтвержденными или общепринятыми.

История

Исторически среди фундаментальных полей сначала были открыты (именно в качестве физических полей [11] ) поля, ответственные за электромагнитное (электрическое и магнитное поля, затем объединенные в электромагнитное поле), и гравитационное взаимодействие. Эти поля были открыты и достаточно детально изучены уже в классической физике. Вначале эти поля (в рамках ньютоновской теории тяготения, электростатики и магнитостатики) выглядели для большинства физиков скорее как формальные математические объекты, вводимые для формального же удобства, а не как полноценная физическая реальность, несмотря на попытки более глубокого физического осмысления, остававшиеся однако довольно туманными или не приносящими слишком существенных плодов [12] . Но начиная с Фарадея и Максвелла подход к полю (в данном случае — к электромагнитному полю) как к вполне содержательной физической реальности стал применяться систематически и очень плодотворно, включая и существенный прорыв в математическом оформлении этих идей.

Поля, соответствующие слабому взаимодействию и сильному взаимодействию, (играющие важную роль в ядерной физике ядерных и физике частиц; последнее — в числе прочего в объяснении ядерных сил) открыты гораздо позднее, поскольку практически проявляются лишь в физике атомного ядра и частиц, при таких энергиях и расстояниях, которые в принципе относятся к области квантовых теорий.

Тем не менее, в принципе (несмотря на то, что не для всех из них это легко непосредственно обнаружить), все четыре упомянутые поля проявляют себя как посредники при взаимодействии заряженных (различными видами зарядов) тел (частиц), перенося это взаимодействие с конечной скоростью (скоростью света), при этом интенсивность (сила) взаимодействия определяется, кроме положения и движения тел, их зарядами: массой (гравитационным зарядом) для гравитационного поля, электрическим зарядом для электромагнитного и т. д.

Еще одним решительным моментом в завоевании полевой концепцией признания физиков стало экспериментальное подтверждение теории Максвелла в 1887 году Генрихом Герцем, получившим прямое экспериментальное доказательство существования предсказанных Максвеллом электромагнитных волн (что, кроме прочего, позволило в итоге присоединить оптику, бывшую до этого независимой областью физики, к электромагнитной теории, а это было очень существенным продвижением в направлении увеличения внутренней связности физики).

Постепенно оказывалось, что поле обладает практически всеми атрибутами полноценной физической реальности, включая способность переносить энергию и импульс, и даже в определенных условиях обладать эффективной массой [13] .

С другой стороны, по мере развития квантовой механики, становилось всё более ясно, что вещество (частицы) обладает свойствами, которые теоретически присущи именно полям.

Современное состояние

После создания квантовой механики и достаточно глубокого развития квантовых представлений, стало очевидно, что вся материя, в том числе и вещество, описывается квантованными полями: отдельными фундаментальными полями (как электрон) или их коллективными возбуждениями (как протон, составленный из трех кварков и глюонного поля). Одиночными квантовыми возбуждениями фундаментальных полей и являются элементарные частицы. Фотоны, векторные бозоны, глюоны, гравитоны (пока не зафиксированные в качестве отдельных частиц), лептоны и кварки относятся к таким квантовым возбуждениям фундаментальных полей разного типа [14] . Были открыты и подробно исследованы полевые уравнения для свободных полей, их квантование, взаимодействие различных полей [15] .

Таким образом, оказалось, что физическая картина мира может быть сведена в своем фундаменте к квантованным полям и их взаимодействию.

В какой-то мере, главным образом в рамках формализма интегрирования по траекториям и диаграмм Фейнмана, произошло и противоположное движение: поля стало можно в заметное мере представить как почти классические частицы (точнее — как суперпозицию бесконечного количества движущихся по всем мыслимым траекториям почти классических частиц), а взаимодействие полей друг с другом — как рождение и поглощение частицами друг друга (тоже с суперпозицией всех мыслимых вариантов такового). И хотя этот подход очень красив, удобен и позволяет во многом психологически вернуться представлению о частице как о старой доброй классической частице, имеющей вполне определенную траекторию, он, тем не менее, не может отменить полевой взгляд на вещи и даже не является полностью симметричной альтернативой ему (а поэтому всё же ближе к красивому, психологически и практически удобному, но всё же всего лишь формальному приему, чем к полностью самоcтоятельной концепции). Дело тут в двух ключевых моментах:

1. процедура суперпозиции никак «физически» не объяснима в рамках по-настоящему классических частиц, она просто добавляется к почти классической «корпускулярной» картине, не являясь ее органическим элементом; в то же время с полевой точки зрения эта суперпозиция имеет ясную и естественную интерпретацию;
2. сама частица, движущаяся по одной отдельной траектории в формализме интеграла по траекториям, хотя и очень похожа на классическую, но всё-таки классическая не до конца: к обычному классическому движению по определенной траектории с определенным импульсом и координатой в каждый конкретный момент даже для одной-единственной траектории — приходится добавлять совершенно чуждое для этого подхода в его чистом виде понятие фазы (то есть некоторого волнового свойства), и этот момент (хотя он действительно сведен к минимуму и о нем довольно легко просто не думать) также не имеет какой-то органичной внутренней интерпретации; а в рамках обычного полевого подхода такая интерпретация опять есть, и она опять органична.

Таким образом, можно заключить, что подход интегрирования по траекториям есть хотя и очень психологически удобная (ведь, скажем, точечная частица с тремя степенями свободы гораздо проще, чем бесконечномерное поле, которое ее описывает) и доказавшая практическую продуктивность, но всё же лишь некая переформулировка, пусть и довольно радикальная, полевой концепции, а не ее альтернатива.

И хотя на словах на этом языке всё выглядит очень «корпускулярно» (например: «взаимодействие заряженных частиц объясняются обменом другой частицей — переносчиком взаимодействия» или «взаимное отталкивание двух электронов обусловлено обменом между ними виртуальным фотоном»), однако за этим стоят такие типично полевые реальности, как распространение волн, пусть и достаточно хорошо спрятанные ради создания эффективной схемы вычислений, да во многом и давая дополнительные возможностеи качественного понимания.

В настоящее время (2012 год) фундаментальными бозонными (калибровочными) полями считаются несколько полей, связанных с электрослабым, сильным и гравитационным взаимодействиями. К фундаментальным фермионным полям относятся спинорные поля нескольких «поколений» лептонов и кварков.

Список фундаментальных полей

В рамках Стандартной модели в качестве фундаментальных выступают следующие поля

Фундаментальные фермионные поля

Каждому фундаментальному фермиону (каждому типу кварков и каждому типу лептонов) в рамках Стандартной модели соответствует свое поле, математически представляемое спинорным полем.

Фундаментальные бозонные поля (поля — переносчики фундаментальных взаимодействий)

Эти поля в рамках стандартной модели являются калибровочными полями. Известны такие их типы:

Гипотетические поля

Гипотетическими в широком смысле можно считать любые теоретические объекты (например, поля), которые описываются теориями, не содержащими внутренних противоречий, явно не противоречащими наблюдениям и способными в то же время дать наблюдаемые следствия, позволяющие сделать выбор в пользу этих теорий по сравнению с теми, которые приняты сейчас. На практике (чтобы отсечь необозримое количество потенциально возможных, но бесполезных теорий) применяют еще принцип фальсифицируемости. Ниже мы будем говорить (и это в целом соответствует обычному пониманию термина) в основном о гипотетичности в этом более узком и строгом смысле, подразумевающем обоснованность и фальсифицируемость предположения, которое мы называем гипотезой.

В теоретической физике рассматривается множество различных гипотетических полей, каждое из которых является принадлежностью вполне конкретной определенной теории (по своему типу и математическим свойствам эти поля могут быть совсем или почти такими же, как известные негипотетические поля, а могут более или менее сильно отличаться; в том и другом случае под их гипотетичностью имеется в виду то, что они пока не наблюдались в реальности, не были обнаружены экспериментально; в отношении части гипотетических полей может стоять вопрос о том, могут ли они наблюдаться в принципе, и даже могут ли они вообще существовать — например, если теория, в которой они присутствует, вдруг окажется внутренне противоречивой).

Вопрос о том, что следует считать критерием, позволяющим перенести некое конкретное поле из разряда гипотетических в разряд реальных, довольно тонок, поскольку подтверждения той или иной теории и реальности тех или иных объектов, в ней содержащихся, бывают зачастую более или менее косвенными. В этом случае дело сводится обычно к какому-то разумному соглашению научного сообщества (члены которого на более или менее детально сознают, о какой степени подтвержденности на самом деле идет речь).

Даже в теориях, считающихся достаточно хорошо подтвержденными, находится место гипотетическим полям (тут речь идет о том, что разные части теории проверены с разной степенью тщательности, и некоторые поля, играющие в них в принципе важную роль, пока не проявились в эксперименте достаточно определенно, то есть пока выглядят именно как гипотеза, придуманная для тех или иных теоретических целей, в то время как другие поля, фигурирующие в той же теории, изучены уже достаточно хорошо, чтобы говорить о них как о реальности).

Примером такого гипотетического поля является поле Хиггса, являющееся важным в Стандартной модели, остальные поля которой отнюдь не являются гипотетическими, а сама модель, пусть и с неизбежными оговорками, считается описывающей реальность (по крайней мере, до той степени, как реальность известна).

Существует множество теорий, содержащих поля, которые (пока) никогда не наблюдались, а иногда сами же эти теории дают такие оценки, что их гипотетические поля по-видимому (из-за слабости их проявления, следующей из самой теории) и не могут в принципе быть обнаружены в обозримом будущем (например, торсионное поле). Такие теории (если не содержат, кроме практически непроверяемых, еще и достаточного количества легче проверяемых следствий) не рассматриваются как представляющие практический интерес, если только не всплывет какой-то нетривиальный новый способ их проверки, позволяющий обойти очевидные ограничения. Иногда же (как, например, во многих альтернативных теориях гравитации — например, поле Дикке) вводятся такие гипотетические поля, о силе проявления которых сама теория вообще не может ничего сказать (например, константа связи этого поля с другими неизвестна и может быть как довольно большой, так и сколь угодно малой); с проверкой таких теорий обычно также не торопятся (поскольку таких теорий много, а своей полезности каждая из них ничем не доказала, и даже формально нефальсифицируема), за исключением случаев, когда какая-то из них не начинает по каким-то причинам казаться перспективной для разрешения каких-то текущих затруднений (впрочем, от отсеивания теорий на основании нефальсифицируемости — особенно из-за неопределенных констант — тут иногда отказываются, т.к. серьезная добротная теория иногда может быть проверена в надежде, что ее эффект обнаружится, хотя гарантий этого и нет; особенно это верно, когда теорий-кандидатов вообще немного или некоторые из них выглядят особенно фундаментально интересными; также — в случаях, когда можно проверять теории широкого класса все сразу по известным параметрам, не тратя специальных усилий на проверку каждой в отдельности).

Следует также заметить, что принято называть гипотетическими лишь такие поля, которые совсем не имеют наблюдаемых проявлений (или имеют их недостаточно, как в случае с полем Хиггса). Если же существование физического поля твердо установлено по его наблюдаемым проявлениям, и речь идет лишь об улучшении его теоретического описания (например, о замене ньютоновского гравитационного поля на поле метрического тензора в ОТО), то говорить о том или другом как о гипотетических обычно не принято (хотя для ранней ситуации в ОТО можно было говорить о гипотетическом характере тензорной природы гравитационного поля).

В заключение упомянем о таких полях, сам тип которых достаточно необычен, т.е. теоретически вполне мыслим, но никакие поля подобных типов никогда не наблюдался на практике (а в некоторых случаях на ранних этапах развития их теории могли возникали и сомнения в ее непротиворечивости). К таким, прежде всего, следует отнести тахионные поля. Собственно, тахионные поля можно назвать скорее лишь потенциально гипотетическими (то есть не достигающими статуса обоснованного предположения), т.к. известные конкретные теории, в которых они играют более или менее существенную роль, например, теория струн,

Еще более экзотические (например, лоренц-неинвариантные — нарушающие принцип относительности) поля (при том, что абстрактно-теоретически вполне мыслимы) в современной физике можно отнести к стоящим уже достаточно далеко за рамками аргументированного предположения, то есть, строго говоря, их не рассматривают даже в качестве гипотетических [16] .

Поле (физика)

• По́ле в физике — физический объект, классически описываемый математическим скалярным, векторным, тензорным, спинорным полем (или некоторой совокупностью таких математических полей), подчиняющимся динамическим уравнениям (уравнениям движения, называемым в этом случае уравнениями поля или полевыми уравнениями — обычно это дифференциальные уравнения в частных производных). Другими словами, физическое поле представляется некоторой динамической физической величиной (называемой полевой переменной), определённой во всех точках пространства (и принимающей, вообще говоря, разные значения в разных точках пространства, к тому же меняющейся со временем).В квантовой теории поля — полевая переменная может рассматриваться формально подобно тому, как в обычной квантовой механике рассматривается пространственная координата, и полевой переменной сопоставляется квантовый оператор соответствующего названия.

Полевая парадигма, представляющая всю физическую реальность на фундаментальном уровне сводящейся к небольшому количеству взаимодействующих (квантованных) полей, является не только одной из важнейших в современной физике, но, пожалуй, безусловно главенствующей.

Проще всего наглядно представить себе поле (когда речь идет, например, о фундаментальных полях, не имеющих очевидной непосредственной механической природы) как возмущение (отклонение от равновесия, движение) некоторой (гипотетической или просто воображаемой) сплошной среды, заполняющей всё пространство. Например, как деформацию упругой среды, уравнения движения которой совпадают с или близки к полевым уравнениям того более абстрактного поля, которое мы хотим наглядно себе представить. Исторически такая среда называлась эфиром, однако впоследствии термин практически полностью вышел из употребления, а его подразумеваемая физически содержательная часть слилась с самим понятием поля. Тем не менее, для принципиального наглядного понимания концепции физического поля в общих чертах такое представление полезно, с учетом того, что в рамках современной физики такой подход обычно принимается по большому счету лишь на правах иллюстрации.

Физическое поле, таким образом, можно характеризовать как распределенную динамическую систему, обладающую бесконечным числом степеней свободы.

Роль полевой переменной для фундаментальных полей часто играет потенциал (скалярный, векторный, тензорный), иногда — величина, называемая напряжённостью поля. (Для квантованных полей в некотором смысле обобщением классического понятия полевой переменной также является соответствующий оператор).

Также полем в физике называют физическую величину, рассматриваемую как зависящую от места: как полный набор, вообще говоря, разных значений этой величины для всех точек некоторого протяженного непрерывного тела — сплошной среды, описывающий в своей совокупности состояние или движение этого протяженного тела. Примерами таких полей может быть:

* температура (вообще говоря разная в разных точках, а также и в разные моменты времени) в некоторой среде (например, в кристалле, жидкости или газе) — (скалярное) поле температуры,

* скорость всех элементов некоторого объёма жидкости — векторное поле скоростей,

векторное поле смещений и тензорное поле напряжений при деформации упругого тела.Динамика таких полей также описывается дифференциальными уравнениями в частных производных, и исторически первыми, начиная с XVIII века, в физике рассматривались именно такие поля.

Представление о поле

Во второй половине XIX столетия в физику были введены новые и революционные идеи; они открыли путь к новому философскому взгляду, отличающемуся от механистического. Результаты работ Фарадея, Максвелла и Герца привели к развитию современной физики, к созданию новых понятий, образующих новую картину мира.

Наша задача сейчас — описать переворот, произведенный в науке этими новыми понятиями, и показать, как они постепенно приобрели ясность и силу. Мы постараемся построить линию развития логически, не очень заботясь о хронологическом порядке.

Новые понятия возникли в связи с изучением электрических явлений, но проще ввести их впервые через механику. Мы знаем, что две частицы притягивают друг друга и что сила их притяжения уменьшается с квадратом расстояния. Мы можем изобразить этот факт иным образом, что мы и сделаем, хотя и трудно понять преимущества нового метода. Маленький круг на рис. 49 представляет притягивающее тело, скажем Солнце. В действительности нашу картину следовало бы представить как модель в пространстве, а не как рисунок на плоскости. Тогда небольшой круг стал бы в пространстве сферою, представляющей Солнце. Тело, которое мы будем называть пробным телом, помещенное куда-либо по соседству с Солнцем, будет притягиваться к Солнцу, причем сила притяжения будет направлена по линии, соединяющей центры обоих тел. Таким образом, линии на нашем рисунке указывают направление силы притяжения Солнца для различных положений пробного тела. Стрелки на каждой линии показывают, что сила направлена к Солнцу; это означает, что данная сила есть сила притяжения. Это силовые линии поля тяготения. Пока это только название, и нет основания останавливаться на нем подробнее. Наш рисунок имеет одну характерную черту, которую мы рассмотрим позднее. Силовые линии построены в пространстве, где нет никакого вещества. Пока все силовые линии, короче говоря, поле, показывают только, как будет вести себя пробное тело, помещенное вблизи сферического тела, для которого построено поле.

Линии в нашей пространственной модели всегда перпендикулярны к поверхности сферы. Поскольку они расходятся из одной точки, они более плотно расположены вблизи сферы и всё более и более расходятся друг от друга по мере удаления от нее. Если мы увеличиваем расстояние от сферы в два или три раза, то плотность линий в пространственной модели (но не на нашем рисунке!) будет в четыре или в девять раз меньше. Таким образом, линии служат двум целям. С одной стороны, они показывают направление сил, действующих на тело, помещенное по соседству со сферой — Солнцем; с другой стороны, плотность расположения силовых линий показывает, как сила изменяется с расстоянием. Изображение поля на рисунке, правильно истолкованное, характеризует направление силы тяготения и ее зависимость от расстояния. Из такого рисунка закон тяготения можно прочитать так же хорошо, как и из описания его действия словами или же точным и скупым языком математики. Это представление о поле, как мы назовем его, может казаться ясным и интересным, но нет основания думать, что введение его означает какой-либо реальный прогресс. Было бы трудно доказать его полезность в случае тяготения. Может быть, кто-либо найдет полезным считать эти линии не просто рисунком, а чем-то бо?льшим, и представит себе реальные действия сил проходящими вдоль линий. Это можно сделать, но тогда скорость действия вдоль силовых линий нужно считать бесконечно большой. Сила, действующая между двумя телами, согласно закону Ньютона, зависит только от расстояния; время не входит в рассмотрение. На передачу силы от одного тела к другому не требуется времени. Но поскольку движение с бесконечной скоростью ничего не говорит всякому разумному человеку, постольку попытка сделать наш рисунок чем-либо бо?льшим, чем модель, ни к чему не приводит. Но мы не намерены обсуждать сейчас проблему тяготения. Она послужила нам лишь введением, упрощающим объяснение аналогичных методов рассуждения в теории электричества.

Мы начнем с обсуждения эксперимента, который привел к серьезным трудностям в механистическом воззрении. Пусть мы имеем ток, текущий по проводнику, имеющему форму окружности. В центре этого витка находится магнитная стрелка. В момент возникновения тока появляется новая сила, действующая на магнитный полюс и перпендикулярная к линии, соединяющей проволоку и полюс. Эта сила, вызванная движущимся по окружности зарядом, зависит, как показал опыт Роуланда, от скорости заряда. Эти экспериментальные факты противоречат привычному взгляду, согласно которому все силы должны действовать по линии, соединяющей частицы, и могут зависеть только от расстояния.

Точное выражение для силы, с которой ток действует на магнитный полюс, очень сложно; в самом деле, оно гораздо сложнее выражения сил тяготения. Но мы можем постараться представить ее действия так же отчетливо, как это мы делали в случае силы тяготения. Наш вопрос таков: с какой силой действует ток на магнитный полюс, помещенный где-либо поблизости от проводника, по которому идет ток? Было бы довольно трудно описать эту силу словами. Даже математическая формула была бы сложной и неудобной. Гораздо лучше представить все, что мы знаем о действии сил, с помощью рисунка или, вернее, с помощью пространственной модели с силовыми линиями. Некоторые трудности вызваны тем, что магнитный полюс существует только в связи с другим магнитным полюсом, образуя диполь. Однако мы всегда можем вообразить себе магнитный диполь такой длины, что можно будет учитывать силу, действующую только на тот полюс, который помещен вблизи тока. Другой же полюс можно считать настолько удаленным, что силу, действующую на него, можно не принимать во внимание. Для определенности будем считать, что магнитный полюс, помещенный вблизи проволоки, по которой течет ток, является положительным.

Характер силы, действующей на положительный магнитный полюс, можно увидеть из рис. 50. Стрелки около проволоки показывают направление тока от высшего потенциала к низшему.

Все другие линии — силовые линии поля этого тока, лежащие в определенной плоскости. Если рисунок сделан должным образом, то эти линии могут дать нам представление как о направлении вектора, характеризующего действие тока на положительный магнитный полюс, так и о длине этого вектора. Сила, как мы знаем, является вектором, и, чтобы определить ее, мы должны знать направление вектора и его длину. Нас интересует главным образом вопрос о направленности силы, действующей на полюс. Наш вопрос таков: как мы можем найти, исходя из рисунка, направление силы в любой точке пространства?

Правило определения направления силы для такой модели не так просто, как в предыдущем примере, где линии сил были прямыми. Чтобы облегчить рассуждения, на следующем рисунке (рис. 51) нарисована только одна силовая линия. Силовой вектор лежит на касательной к силовой линии, как указано на рисунке. Стрелка силового вектора совпадает по направлению со стрелками на силовых линиях. Следовательно, это направление, в котором сила действует на магнитный полюс в данной точке. Хороший рисунок или, вернее, хорошая модель говорит нам кое-что также и о длине силового вектора в любой точке. Этот вектор должен быть длиннее там, где линии расположены более плотно, т. е. вблизи проводника, и короче там, где линии расположены менее плотно, т. е. вдали от проводника.

Таким способом силовые линии или, другими словами, поле позволяет нам определить силы, действующие на магнитный полюс в любой точке пространства. Пока это единственное оправдание для тщательного построения поля. Зная, что? выражает поле, мы рассмотрим с более глубоким интересом силовые линии, связанные с током. Эти линии суть окружности; они окружают проводник и лежат в плоскости, перпендикулярной к плоскости, в которой расположена петля с током. Рассматривая характер силы по рисунку, мы еще раз приходим к заключению, что сила действует в направлении, перпендикулярном к любой линии, соединяющей проводник и полюс, ибо касательная к окружности всегда перпендикулярна к ее радиусу. Все наше знание о действии сил мы можем суммарно выразить в построении поля. Мы вводим понятие поля наряду с понятиями тока и магнитного полюса для того, чтобы более просто представить действующие силы.

Всякий ток связан с магнитным полем; иначе говоря, на магнитный полюс, помещенный вблизи проводника, по которому течет ток, всегда действует некоторая сила. Заметим мимоходом, что это свойство тока позволяет нам построить чувствительный прибор для обнаружения тока. Научившись однажды распознавать характер магнитных сил из модели поля, связанного с током, мы всегда будем рисовать поле, окружающее проводник, по которому течет ток, чтобы представить действие магнитных сил в любой точке пространства. В качестве первого примера мы рассмотрим так называемый соленоид. Он представляет собой спираль из проволоки, как это показано на рис. 52. Наша задача — изучить с помощью опыта все, что можно знать о магнитном поле, связанном с током, текущим по соленоиду, и объединить эти знания в построении поля. Рисунок представляет нам результат. Искривленные силовые линии замкнуты; они окружают соленоид, характеризуя магнитное поле тока.

Поле, образуемое магнитным стержнем, может быть представлено таким же путем, как и поле тока. Рис. 53 показывает это. Силовые линии направлены от положительного полюса к отрицательному. Вектор силы всегда лежит на касательной к силовой линии и является наибольшим вблизи полюса, потому что силовые линии расположены наиболее густо именно в этих местах. Вектор силы выражает действие магнита на положительный магнитный полюс. В этом случае магнит, а не ток является «источником» поля.

Следует внимательно сравнить два последних рисунка. В первом случае мы имеем магнитное поле тока, текущего по соленоиду, во втором — поле магнитного стержня. Не будем обращать внимания на соленоид и стержень, а рассмотрим только внешние поля, ими создаваемые. Мы сразу же замечаем, что они имеют совершенно одинаковый характер; в обоих случаях силовые линии идут от одного конца — соленоида или стержня — к другому.

Представление о поле приносит свой первый плод! Весьма трудно было бы усмотреть какое-либо ярко выраженное сходство между током, текущим по соленоиду, и магнитным стержнем, если бы это не обнаруживалось в строении поля.

Понятие поля теперь может быть подвергнуто гораздо более серьезному испытанию. Скоро мы увидим, есть ли оно нечто большее, чем новое представление действующих сил. Мы могли бы сказать: допустим на минуту, что поле, и только оно, характеризует одинаковым образом все действия, определяемые его источником. Это только предположение. Оно означало бы, что если соленоид и магнит имеют одинаковое поле, то и все их действия должны быть также одинаковыми. Оно означало бы, что два соленоида, по которым течет электрический ток, ведут себя подобно двум магнитным стержням; что они притягивают или отталкивают друг друга в зависимости от их взаимного положения совершенно так же, как это имеет место и в случае магнитных стержней. Оно означало бы также, что соленоид и стержень притягивают и отталкивают друг друга таким же образом, как и два стержня. Короче говоря, оно означало бы, что все действия соленоида, по которому течет ток, и действия соответствующего магнитного стержня являются одинаковыми, так как существенно одно лишь поле, а поле в обоих случаях имеет одинаковый характер. Эксперимент полностью подтверждает наше предположение!

Как трудно было бы предвидеть эти факты без понятия поля! Выражение для силы, действующей между проводником, по которому течет ток, и магнитным полюсом, очень сложно. В случае двух соленоидов мы должны были бы исследовать силы, с которыми оба тока действуют друг на друга. Но если мы делаем это с помощью поля, мы сразу же определяем характер всех этих действий, как только обнаруживается сходство между полем соленоида и полем магнитного стержня.

Мы имеем право считать, что поле есть нечто гораздо большее, чем мы думали сначала. Свойства самого поля оказываются существенными для описания явления. Различие же источников поля несущественно. Значение понятия поля обнаруживается в том, что оно ведет к новым экспериментальным фактам.

Поле оказывается очень полезным понятием. Оно возникло как нечто помещенное между источником и магнитной стрелкой, для того чтобы описать действующую силу. О нем думали как об «агенте» тока, через который осуществлялись все действия тока. Но теперь агент действует и как переводчик, переводящий законы на простой, ясный, легко понимаемый язык.

Первый успех описания с помощью поля показал, что оно может быть удобным для рассмотрения всех действий токов, магнитов и зарядов, т. е. рассмотрения не непосредственного, а с помощью поля как переводчика. Поле можно рассматривать как нечто всегда связанное с током. Оно существует, даже если отсутствует магнитный полюс, с помощью которого можно обнаружить его наличие. Постараемся последовательно идти за этой новой путеводной нитью.

Поле заряженного проводника может быть введено почти таким же образом, как и поле тяготения или поле тока или магнита. Возьмем снова наипростейший пример. Чтобы нарисовать поле положительно заряженной сферы, мы должны задать вопрос: какого рода силы действуют на маленькое положительно заряженное пробное тело, помещенное вблизи источника поля, т. е. вблизи заряженной сферы? Тот факт, что мы берем положительно, а не отрицательно заряженное пробное тело, является простым соглашением, которое определяет, в каком направлении должны быть нарисованы стрелки силовых линий. Эта модель (рис. 54) аналогична модели поля тяготения в силу сходства законов Кулона и Ньютона. Единственное различие между обеими моделями состоит в том, что стрелки расположены в противоположных направлениях. В самом деле, два положительных заряда отталкиваются, а две массы притягиваются. Однако поле сферы с отрицательным зарядом (рис. 55) будет идентично полю тяготения, так как маленький положительный пробный заряд будет притягиваться источником поля.

Если и электрический заряд, и магнитный полюс находятся в покое, то между ними нет никакого взаимодействия — ни притяжения, ни отталкивания. Выражая подобный факт на языке поля, мы можем сказать: электростатическое поле не влияет на магнитостатическое, и наоборот. Слова «статическое поле» означают, что речь идет о поле, не изменяющемся со временем. Магниты и заряды могли бы вечно оставаться друг подле друга, если бы никакая внешняя сила не нарушала их состояния. Электростатические, магнитостатические и гравитационные поля различны по своему характеру. Они не смешиваются: каждое сохраняет свою индивидуальность независимо от других.

Вернемся к электрической сфере, которая до сих пор была в покое, и предположим, что она пришла в движение благодаря действию некоторой внешней силы. Заряженная сфера движется. На языке поля это выражение означает: поле электрического заряда изменяется со временем. Но движение этой заряженной сферы эквивалентно току, как мы уже знаем это из опыта Роуланда. Далее, каждый ток сопровождается магнитным полем. Таким образом, цепь наших выводов такова:

Движение заряда ? Изменение электрического поля

Ток ? Магнитное поле, связанное с током.

Поэтому мы заключаем: изменение электрического поля, произведенное движением заряда, всегда сопровождается магнитным полем.

Наше заключение основано на опыте Эрстеда, но оно содержит в себе нечто большее. Оно содержит признание того, что связь электрического поля, изменяющегося со временем, с магнитным полем весьма существенна для наших дальнейших выводов.

Поскольку заряд остается в покое, существует только электростатическое поле. Но как только заряд приходит в движение, возникает магнитное поле. Мы можем сказать больше. Магнитное поле, вызванное движением заряда, будет тем сильнее, чем больше заряд и чем быстрее он движется. Это тоже вывод из опыта Роуланда. Используя вновь язык поля, мы можем сказать: чем быстрее изменяется электрическое поле, тем сильнее сопровождающее его магнитное поле.

Мы постараемся здесь перевести известные уже нам факты с языка жидкостной теории, развитого соответственно старым механистическим взглядам, на новый язык поля. Позднее мы увидим, как ясен, поучителен и всеобъемлющ наш новый язык.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Поле и эфир

Поле и эфир Электромагнитная волна поперечна и распространяется со скоростью света в пустом пространстве. Тот факт, что эти скорости равны, внушает мысль о тесной связи оптических и электромагнитных явлений.Когда мы должны были выбирать между корпускулярной и волновой

Поле и вещество

Поле и вещество Мы видели, как и почему механистическая точка зрения потерпела крах. Невозможно было объяснить все явления, предполагая, что между неизменными частицами действуют простые силы. Первые попытки отойти от механистического взгляда и ввести понятия поля

Поле Янга-Миллса. Преемники Максвелла

Поле Янга-Миллса. Преемники Максвелла После первого громкого успеха в 1930–1940-х гг., не имеющего прецедентов в истории науки, к 1960-м гг. квантовая физика начала выдыхаться. Мощные ускорители частиц, построенные для разрушения ядра атома, позволили обнаружить среди остатков

ВОЛНЫ НА ХЛЕБНОМ ПОЛЕ И НА ВОДЕ

ВОЛНЫ НА ХЛЕБНОМ ПОЛЕ И НА ВОДЕ Бег волн по хлебному полю помогает понять, что происходит с водою в реке или озере, когда по их поверхности разбегаются волны от брошенного камня. Кажется, что вода бежит вместе с волнами. На самом деле частицы воды только качаются на месте,

Глава 10. Ядерное поле

Глава 10. Ядерное поле Отталкивание внутри ядра К 1932 году стало ясно, что ядра состоят исключительно из протонов и нейтронов. От более ранних теорий, которые утверждали, что в ядре находятся электроны, отказались. Хотя это решило сразу много проблем, возник вопрос, которого

37. Магнитное поле

37. Магнитное поле Магнитным полем называют всю материю, посредством которой осуществляется силовое воздействия на движущиеся электрические заряды, помещенные в поле, и другие тела, обладающие магнитным моментом. Для магнитного поля, как и для электростатического,

6.2. Отклонение луча света в поле тяготения Солнца

6.2. Отклонение луча света в поле тяготения Солнца «Первая проверка эйнштейновских предсказаний была осуществлена главным образом благодаря инициативе английского астронома Эддингтона 29 мая 1919 г. Две английские экспедиции были направлены для наблюдения полного

Хиггсовское поле

Хиггсовское поле «Еще один источник массы: Всю Вселенную заполняет невидимое хиггсовское поле. Частицы «цепляются» за него и становятся массивными. На коллайдере LHC изучат, как именно возникает это поле». Тот источник массы, про который я говорил, — масса протона — на

117. Каким было представление древних греков о Вселенной?

117. Каким было представление древних греков о Вселенной? Греки знали гораздо больше. Фалес из Милета предсказал солнечное затмение 28 мая 585 г. до н. э., которое прекратило войну между мидянами и лидийцами.Парменид в