Глава 17. Модели перемен

На сегодняшний день для описания адронов наилучшим образом подходит так называемая "теория S-матрицы". S-матрица представляет собой набор вероятностей для всех возможных реакций с участием адронов.

Согласно принципу неопределенности, при более четкой пространственной локализации взаимодействия частиц возрастает неопределенность их скоростей, а следовательно, и неопределенность их кинетической энергии. Теория S-матрицы решает эту проблему, указывая точные значения только для импульсов частиц и умалчивая о том участке пространства, в котором происходит соответствующая реакция.

Таким образом, частица оказывается звеном в огромной сети взаимодействий. Взаимодействия внутри такой сети не могут быть определены со стопроцентной точностью. Для каждой реакции характерна та или иная вероятность, зависящая от запаса энергии и других параметров реакции.

В новом контексте нейтрон из нашей сети может рассматриваться в качестве "связанного состояния" протона и п-, из которых он образовался, а также в качестве связанного состояния S- и К-, которые образуются в результате его распада. Каждое из этих двух сочетаний адронов, как, впрочем, и многие другие, может преобразоваться в нейтрон, а следовательно, они могут быть названы компонентами его "структуры". Тем не менее, структура адрона понимается в данном случае не в качестве некоего соединения составных частей, а в качестве соотношения вероятностей участия различных частиц в образовании адрона.

Каждая сеть взаимодействий обладает вполне предсказуемой структурой, ограниченной законами сохранения. Прежде всего, константой должно быть суммарное количество энергии. Это означает, что в ходе реакции могут возникать только те частицы, для образования массы которых окажется достаточным имеющийся запас энергии. Далее, возникшие частицы должны обладать тем же квантовыми числами, что и первоначальные частицы. Возьмем, к примеру, взаимодействие протона и пи-. Суммарный электрический заряд этих частиц равен нулю. В результате их столкновения могут образоваться нейтрон и пи-0, но не нейтрон и пи+, так как суммарный электрический заряд второго сочетания равен +1.

Три принципа, которые ограничивают математические вероятности построения элементов S-матрицы:

Первый является следствием из теории относительности. Он гласит, что вероятности реакций (а следовательно, и элементы S-матрицы) не зависят от расположения экспериментального оборудования в пространстве и времени, его пространственной ориентации и состояния движения наблюдателя. Из этого факта следует вывод о сохранении суммарного количества вращения, импульса и энергии, принимающих участие в реакции. Если бы результаты эксперимента менялись в зависимости от времени и места его проведения, наука в ее современном понимании попросту прекратила бы свое существование.

Второй основополагающий принцип вытекает из квантовой теории. Исход реакции можно предсказать только в терминах вероятностей, то есть сумма вероятностей всех возможных исходов, включая случай когда реакция не состоится, должна равняться единице. Другими словами, можно считать доказанным, что частицы либо взаимодействуют друг с другом, либо нет. Это казалось бы, тривиальное положение представляет собой очень важный принцип, получивший название "принципа унитарности".

Третий принцип имеет отношение к нашим представлениям о причине и следствии и называется принципом причинности. Согласно нему, энергия и импульсы могут совершать пространственные перемещения только при помощи частиц, и при подобных перемещениях частица может возникнуть во время одной реакции и исчезнуть во время другой при том условии, что последующая реакция происходит позже, чем предыдущая. Значения энергии и импульса, при которых могут возникать новые частицы, варьируются в зависимости от масс и других характеристик образующихся частиц.

Каждый из трех принципов связан с нашими методами организации наблюдений и измерений, то есть с научным подходом. Если структура адронов определяется только этими принципами, значит основные структуры физического мира, в конечном счете, определяются только нашим взглядом на мир. Любое существенное изменение в наших методах наблюдения приведет к изменению основополагающих принципов, что повлечет за собой изменение структуры S-матрицы, а значит, и структуры адронов.

Такая теория субатомных частиц отражает принципиальную невозможность отделения наблюдателя от наблюдаемого им мира. Все структуры и явления, наблюдаемые нами в окружающем мире, представляют собой не что иное, как порождения нашего измеряющего и классифицирующего сознания.

К аналогичному утверждению сводится одно из важнейших положений восточной философии. Воспринимаемые нами вещи и события по сути порождения сознания, берущие начало в одном из его состояний и исчезающие при преодолении этого состояния. Индуизм утверждает, что все формы и структуры вокруг нас порождаются сознанием, скованным чарами майи, и рассматривает нашу склонность придавать им большое значение в качестве проявления одной из основных иллюзий, присущих человеку.

"Если не признавать единство всеобщности вещей, возникает склонность обращать внимание на частности, и вследствие этого развиваются все стадии загрязненного сознания... Все явления в этом мире представляют собой не что иное, как иллюзорные отражения сознания, и не имеют собственной реальности"

"В нашем сознании берут начало бесчисленные вещи, обусловленные разграничением... Эти вещи люди воспринимают как внешний мир... То, что кажется внешним, не существует в действительности: то, в чем мы видим множественность, на самом деле — не что иное, как сознание"

Теория S-матрицы описывает мир субатомных частиц как сеть взаимосвязанных событий и уделяет основное внимание не фундаментальным единицам, а изменениям и преобразованиям.

"Мы закрываем глаза на последовательные, перетекающие друг в друга события. Благодаря искусственности подхода мы расчленяем поток изменений на отдельные фрагменты и называем последние вещами... Если мы хотим познать истинную сущность вещей, мы должны осознать всю абсурдность нашего подхода, при котором отдельным продуктам непрерывного процесса уделяется такое внимание, как если бы они были чем-то вечным и действительно существующим. Жизнь — это не вещь и не состояние вещи, а непрерывное движение, или изменение"

И современная физика, и древняя китайская философия сходятся в том, что перемены и преобразования представляют собой ПЕРВИЧНЫЙ аспект природы, а структуры, порожденные переменами, рассматривают как нечто вторичное.