Философия оптимизма

В современной физике существует представление об иерархии все более сильных взаимодействий. Мы можем здесь ограничиться двумя звеньями этой иерархии, которая начинается ультраслабым, гравитационным взаимодействием, после которого идет слабое, затем электромагнитное и, наконец, сильное взаимодействие. Электромагнитное взаимодействие — это взаимодействие всех электрически заряженных частиц с электромагнитным полем, т. е. с фотонами. Его интенсивность характеризуется неким числом V137, о природе которого было высказано немало противоречивых суждений, не приведших пока к отчетливому представлению. Мы можем приблизиться к некоторому первоначальному и совсем не строгому представлению, если будем считать это число мерой «некартезианских» эффектов взаимодействия, т. е. эффектов, несводимых к изменению поведения тождественных себе частиц. Чем больше константа, измеряющая интенсивность взаимодействия, тем меньшее время охватывает это взаимодействие и тем больше вероятность того, что оно вызовет не изменение поведения частицы, а ее превращение в частицу другого типа. Константа, характеризующая электромагнитное взаимодействие, мала. Поэтому электромагнитное взаимодействие сравнительно редко (по сравнению с сильным взаимодействием и при не очень больших энергиях взаимодействующих частиц) приводит к трансмутациям. Сильное взаимодействие характеризуется во много раз большей константой, оно происходит в течение интервала времени порядка 10^-23 сек (т. е. в миллионы раз быстрее, чем электромагнитное взаимодействие, занимающее время порядка 10^-15—10^-17 сек) и приводит к трансмутационным актам.

Эти акты происходят, вообще говоря, когда частицы обладают очень высокими энергиями, т. е. движутся с высокими скоростями. Поэтому изучение трансмутаций частиц требует, чтобы взаимодействующим частицам придавали большие скорости. Трансмутационные акты могут происходить и в случае электромагнитного взаимодействия: если фотоны обладают высокой энергией (превышающей энергию массы покоя электрона и позитрона вместе взятых), то, несмотря на небольшое значение постоянной V137, фотоны будут превращаться в электроннопозитронные пары. Здесь соотношения теории относительности приводят не только к необходимости учитывать некоторое изменение массы, зависящее от скорости частицы. Здесь масса, соответствующая кинетической энергии, становится одного порядка и даже больше массы покоя новых частиц и переходит в массу покоя., Для возникновения новых частиц требуется, чтобы энергия имеющихся частиц превысила энергию покоя генерируемых частиц, пропорциональную их массе покоя.

Подобные процессы выходят за рамки теории относительности как учения о мировых линиях тождественных себе тел. Эти процессы следует назвать уже не релятивистскими, а ультрарелятивистскими. Переход из релятивистского мира в ультрарелятивистский — это переход от поведения тождественных себе частиц того или иного типа к существованию частицы данного типа, ее возникновению или уничтожению, т. е. к трансмутации частицы иного типа в частицу данного типа или частицы данного типа в частицу иного типа.

Это весьма радикальный переход. Если бы существование элементарной частицы данного типа объяснялось группировкой каких-то субчастиц, то перед нами оказалось бы еще одно звено классической атомистики. Существование молекулы объясняется группировкой атомов, существование атома — группировкой элементарных частиц, а теперь существование частицы — группировкой субчастиц. Все это — структурные объяснения, сводящие существование галактики, планетной системы, звезды, молекулы, атома к внутренней структуре. Структура может быть классически статической (совокупность пространственных расстояний между точно определенными в каждый момент положениями тел, составляющих данную систему); она может быть релятивистской (совокупность четырехмерных интервалов); динамической (совокупность сил, действующих между элементами); квантовой (расстояния между элементами нельзя точно определить, они определены тем менее точно, чем точнее определены взаимодействия и импульс частиц). Но, когда речь идет об элементарной частице, ее существование не сводится к внутренней структуре.