Научный руководитель: Лощилова Марина Андреевна
Балтийский федеральный университет имени И. Канта
кандидат педагогических наук, доцент
Физика изучает общие свойства, присущие материальному миру. Ввиду того, что с помощью физики и её законов описывается всё естествознание, она является отличным источником синтеза гуманитарного и естественно-научного познания, поднимая различные проблемы, в том числе и философские.
Философские проблемы физики, в большинстве случаев, носят онтологический характер. Они включают в себя следующие аспекты: изучение и выявление общих свойств и законов, по которым работает природно-материальная система. Также в зону ответственности данной проблемы входит объяснение отношений, движения и развития материи во всех её проявлениях, а именно то, что связано с самой природой и социальной составляющей.
С путём развития физического познания можно выделить несколько картин мира, а именно: механистическую, электромагнитную и квантово-релятивистскую. Говоря про первую из этого списка, впервые она упоминается в эпоху Возрождения, ближе к эпохе Нового времени. Общеизвестным фактом является то, что в то время большинство вещей, происходящего вокруг объяснялось ничем иным, как волей Божьей. Это касается не только естественно-научных, но и правовых сфер. Самой главной ролью в механистической картине мира сыграл принцип материального единства мира и законосообразности природных процессов. Всё это базировалось на эмпирическом методе познания с описанием законов на математическом языке.
Вторая картина мира – электромагнитная. После того, как общеизвестной физической величиной была масса, к числу основных физических свойств тел стали добавлять новое: электрический заряд. Благодарными следует быть Майклу Фарадею, впервые заметившему связь между электричеством и магнетизмом. Связав эти два понятия, был открыт новый вид материи – электромагнитное поле. Его эксперименты подтвердили перемещение электрической энергии с помощью электромагнитных волн в пространстве от одной точки к другой. Линии заполняли окружающее их пространство во круг заряженных частиц (носителей зарядов) и источников магнетизма и воздействовали на заряженные тела. Учёный обращал внимание на неотделимость материи и вышеупомянутых линий, ввиду чего материю необходимо рассматривать как особую субстанцию. После всех открытий Майкла Фарадея концепция электромагнитного поля стала фундаментальным понятием в физике.
Самой прогрессивной картиной мира, которая имеет место быть и по настоящее время, является релятивистская. На её основе построено понятие пространство-время, в основе которого лежит единство времени и пространства. Альберт Эйнштейн в своей Специальной Теории Относительности (СТО) говорит о конкретных свойствах пространства и времени, зависящих от выбора инерциальной системы отсчёта, а в Общей Теории Относительности (ОТО) свойства времени и пространства зависят от распределения масс вещества – часто используемая при описании гравитационных взаимодействий.
Но релятивистское представление не является финальным. Задаваясь вопросами далее, учёные начали убеждаться в том, что некоторые процессы невозможно описать существующими законами. На атомарном уровне законы макромира, как оказалось, не работают. Поэтому релятивистскую картину мира пришлось дополнить и синтезировать её вместе с квантовой реальностью. Квантовая теория доказала, что говорить о передвижении частиц в пространстве невозможно с точки зрения механического передвижения макрообъекта. Движение частиц на квантовом уровне описывается волновыми функциями и амплитудами волн вероятности.
С появлением квантовой теории, а именно, с появлением такого понятия, как корпускулярно-волнового дуализма, подразумевающего под собой конвергенцию частицы и поля, вопросов, понятное дело становится всё больше и больше. Физика, как и любое естественно-научное направление, с появлением большего количества ответов, открывает перед собой ещё большее количество вопросов. Новые теории и онтологические проблемы не заставляют ждать: проблемы онтологического статуса объектов, рассматриваемых в квантовой теории. Как уже говорилось ранее, синтез релятивистской и квантовой картин мира уже не разделяет такие понятия, как частица и поле. Эти частицы предполагаются существующими в природе, что далеко не очевидно, точнее, ещё не доказано, а лишь предполагается, что они существуют. Такие частицы называются виртуальными. Эти объекты вызывают массу вопросов об их реальности существования, что является проблемой физической реальности. Зачастую они описываются теми же свойствами, что и существующие в реальности частицы, однако имеют и существенные отличия по типу невыполнения закона сохранения энергии в связи с возникновением неопределённости энергии, которая не может существовать в течение относительно большого промежутка времени.
Возникновение таких неопределённостей порождает таким образом необходимость в развитии эмпирических подходов к изучению и открытию виртуальных частиц. Только с помощью проведения ряда экспериментов возможно дальнейшее продвижение. Вся сложность вопроса заключается в том, что для получения ответов по имеющимся теориям и гипотезам, начиная с механистической картины мира, либо же электромагнитной, было достаточно имеющегося на то время оборудования, подручных средств, ибо достоверность теорий можно было объяснить, исходя из наблюдения над макро- и микрообъектами. Переходя на уровень дальше, а именно, релятивистский и квантовый, перед нами становятся трудности в достижении конкретных опровержений или доказательств. Нам просто начинает не хватать ресурсов и точных знаний о чём-либо. Ввиду чего приходится выдвигать гипотезы и теории, которые могут быть доказаны только, в лучшем случае, через несколько десятков лет.
Подводя итог, хотелось сказать, что с развитием естествознание происходит изменение взглядов на отдельные области изучаемых наук, что является следствием дальнейшего пересмотра, другими словами, эволюции научной картины мира. Для физиков новые открытия приводят к тому, что пересматривать научные подходы приходится, практически, сразу после доказательства или опровержения выдвинутой гипотезы или теории. Ярким примером может стать недавнее открытие новой квазичастицы или, как упоминалось немного ранее, виртуальной частицы – Бозон Хиггса. Учёные на протяжении всего времени до того, как данная частица была открыта с помощью Большого Адронного Коллайдера (БАК) посредством ряда принципов выдвигали общую картину исследуемой реальности, выдвигая новые теории о квантовой физике. На практике оказалось всё намного интереснее: ни одна из гипотез, выдвинутая учёными не совпала с реальностью, что поставило перед научным сообществом ряд новых вопросов, ответы на которые им придётся искать, на наш взгляд, даже дольше, чем открытие самой квазичастицы.
Развивая квантово-релятивистскую картину мира, мы верим и надеемся на то, что виртуальные частицы, которых нам не хватает для описания процессов, происходящих на квантовом уровне, вскоре перестанут быть виртуальными и станут более чем реальными, что случилось с Бозоном Хиггса. В него не верило большое количество учёных, но Питер Хиггс до конца был уверен, что его теория – основа, базис, фундамент современной физики. Он сам был свидетелем открытия частицы, названной в его честь. Кто знает, сколько ещё именных частиц нам удастся открыть, а главное, как скоро.
Библиографический список
- Философские проблемы физики в начале ХХ века: сайт. – URL: https://cyberleninka.ru/ (дата обращения 20.11.2022).
- Онтологические проблемы физики: сайт. – URL: https://scicenter.online/ (дата обращения 20.11.2022).
- Философское и физическое понимание материи: сайт. – URL: https://studref.com/ (дата обращения 20.11.2022).
- Философские проблемы современной физики: сайт. – URL: https://www.hse.ru/ (дата обращения 20.11.2022).