2.2. Полевая среда

Все сказанное выше является необходимым предисловием. Во-первых, для осознания нынешнего состояния физической науки. В современной физике все далеко не так хорошо и красиво, как нам хотелось бы, и как может показаться на первый взгляд. И дело даже не в том, что пока наука смогла открыть далеко не все тайны Мирозданья. Гораздо неприятнее то обстоятельство, что в современной научной парадигме не существует способов и путей для перехода на качественно новый уровень понимания устройства Мира. Проблема состоит не в том, что какие-то вещи еще не открыты. Они уже не открыты. Их невозможно найти и понять в рамках современного физического мировоззрения, философии и методологии.

Во-вторых, все сказанное выше призвано пояснить, почему для построения полевой физики избран именно тот путь, который изложен в этой книге. Зачем мы будем строить модели, каждый раз искать наглядное представление новых идей и результатов, пытаться представить себе механизмы протекания процессов. Почему каждый раз мы будем соотносить тот или иной результат с нашим мировоззрением, а не напишем сразу новое уравнение движения, решим его и останемся довольны тем, что вроде бы все совпадает с экспериментом.

Сейчас мы приближаемся к новому научному континенту и нам крайне важно понять его главные особенности. Рассмотреть в подзорную трубу очертания его берегов и понять, где пологий склон, где скалы, где виднеются горные вершины, а где – девственный лес. Где лучше причалить и высадиться на берег, основать лагерь и начать исследование новых земель. И как новый континент соответствует представлениям наших предшественников, которые, хотя и не посещали его, но уже начали догадываться о его существовании.

Итак, начнем с модели. И постараемся ответить на вопрос, почему мы вообще придумали понятие полевой среды? И какой смысл в него заложили?

Мы сделали это потому, что в нашем Мире происходит движение. Движение самое разнообразное. Но если понаблюдать за ним достаточно долго, то станет понятно, что определенные классы объектов имеют склонность к взаимному притяжению или отталкиванию. Мы знаем одно из таких глобальных свойств – тяготение. Другими являются электрические и магнитные взаимодействия, известные еще древним.

На основании повседневного опыта нам вполне привычны и кажутся понятными действия объектов друг на друга посредством контакта (хотя они и не столь просты, как кажется). Но гораздо сильнее нас завораживает действие на расстоянии. Например, выпущенный из рук камень притягивается Землей без всяких видимых причин. Также как сама Земля притягивается Солнцем. Нечто подобное происходит и с натертым янтарем, который притягивает кусочки бумаги, или с магнитом, притягивающим железные опилки. Все эти давно известные явления поднимают один закономерный вопрос – почему?

Мы не будем сейчас долго обсуждать концепции дальнодействия и близкодействия. На этот счет сломано много копий. Сформулируем лишь то, как эта проблематика выглядит с нашей точки зрения. Дальнодействие означало бы, что все объекты как-то связаны друг с другом попарно, безотносительно к другим объектам. Если два объекта как-то взаимодействуют, то любой третий объект не имел бы никакого влияния на это взаимодействие, никак не искажал бы его. Как и все то, что происходит в пространстве между взаимодействующими объектами. Но весь наш опыт подсказывает нам, что это не так.

Мы обнаруживаем в нашем Мире столь тесные и сложные взаимосвязи между объектами, что выделить только парные связи практически невозможно. Если только приближенно. К описанию нашего Мира больше подходит модель, в которой все объекты встроены в некое единое «полотно», где все взаимодействует со всем посредством этого «полотна». И каждый новый объект попадает под влияние всех остальных объектов, а также искажает все взаимосвязи между ними. Это часть нашего мировоззрения, которое мы приобретаем, постепенно познавая Мир. Оно приводит нас к концепции близкодействия.

Что же это за «полотно», связывающее все объекты? Честно будет сказать, что мы до конца не знаем этого. Видимо, подобное «полотно» – некий базовый строительный материал, из которого «соткан» наш Мир. Некая нематериальная сущность, которая стоит за всеми видимыми объектами. Это – полевая среда. Мы верим, что она существует, потому что находясь на расстоянии, различные объекты «чувствуют» друг друга. Они меняют свое положение и характер своего движения, и это определенным образом сказывается на всех остальных удаленных объектах.

Природа не терпит пустоты. Поэтому мы верим, что, несмотря на удаленность объектов, пространство между ними заполняет некая реально существующая среда. Подобно тому, как вода наполняет моря, а воздух составляет атмосферу. Знакомые из повседневного опыта аналогии часто помогают нам представить то, что невозможно увидеть. Наверное, поэтому они нам и даны!

Посредством этой невидимой среды возмущение от одного тела, вызванное его движением, передается другому телу, и наоборот. От одной области среды к соседней, и так далее, «по цепочке». Подобно звукам или морской волне. Вообще волны – очень важное явление. Их возникновение означает наличие среды и непрерывной передачи возмущений из одной малой области пространства в соседнюю. А эксперименты по излучению и регистрации электромагнитных волн усиливают наше представление о реальности полевой среды.

Дополнительным обстоятельством служит эффект запаздывания. Распространение возмущений имеет конечную скорость. Чем дальше объекты друг от друга, тем позже изменения, связанные с одним объектом, ощущаются другим объектом. Это тоже похоже на распространение волн в материальных средах, только скорость распространения в полевой среде гораздо выше. Такое поведение служит подтверждением идеи близкодействия – постепенного и непрерывного распространения возмущения. Другими словами, факт существования запаздывающих волн можно рассматривать как иную форму выражения принципа близкодействия.

Почему мы считаем полевую среду нематериальной сущностью? Потому что она состоит не из материи – молекул, атомов или элементарных частиц. Напротив, как мы увидим дальше, материя формируется из нее. Полевая среда существует даже там, где нет (или почти нет) материи, например, в межзвездном пространстве, обеспечивая, например, гравитационные связи между удаленными космическими телами. Вот почему важно провести разделительную черту на самом начальном этапе. Вопреки материалистическому мировоззрению, не все, что реально существует – материально.

Но, может быть, тогда полевая среда не более чем абстракция? Плод нашего воображения? У нас есть основания полагать, что это не так. Каждый человек изо дня в день ощущает реальность полевой среды всем своим телом благодаря тому, что нечто притягивает его к земной поверхности. Это нечто, называемое тяготением, является следствием конфигурации полевой среды у земной поверхности, что и выражается в появлении силы тяжести. Это подобно тому, как, нырнув в воду, мы ощущаем выталкивающую силу, которая обусловлена разницей давления слоев воды на разной глубине. Сила Архимеда, действующая на наше тело в воде, является наглядным аналогом земного тяготения и позволяет увидеть его действие, связанное с нематериальной полевой средой, на примере обычной осязаемой материальной жидкости. Проще говоря, всю свою жизнь мы «плаваем» в полевой среде, ощущая реальность ее давления в виде силы тяжести, подобно тому, как, купаясь в бассейне, мы ощущаем реальность воды!

Мы можем даже увидеть полевую среду! В буквальном смысле этого слова. Потому что видимый свет есть ни что иное, как волны в полевой среде, подобно волнам на поверхности воды. Все что мы видим, в том числе результаты наших экспериментов и все окружающие нас объекты, мы видим благодаря реальности полевой среды. Наш глаз воспринимает не сами объекты или процессы, которые мы считаем реальными, а их отражения, попадающие в наши органы зрения посредством возмущений полевой среды.

Так что же может быть реальнее полевой среды в свете этого понимания? Вряд ли пси-функция квантовой механики или многомерные геометрические многообразия современных теорий взаимодействий могут посоперничать с полевой средой в степени реальности! Даже абсолютное ньютоново пространство оказывается в этом смысле более абстрактным.

А может ли полевая среда быть просто-напросто пространством? А все ее свойства – свойствами самого пространства? И здесь мы снова проводим разделительную черту. Пространство, как и время, – не более чем способ описания физических явлений. Это всего лишь язык, своеобразные искусственные ориентиры. Оба эти понятия используются для описания физических процессов, но сами физическими свойствами не обладают. Физические процессы никак не могут влиять на пространство или время и наоборот.

Впрочем, мы можем выбрать для описания физических процессов любой язык. В том числе и неевклидову геометрию. Хотя это представляется более сложным и непривычным, как для русского человека говорить на китайском языке. Хотя это не значит, что китайский язык хуже, также как и неевклидова геометрия. Но она объективно сложнее, поэтому мы ограничимся обычным евклидовым пространством.

Полевая среда составляет основу представлений полевой физики. Она не является абстрактным вспомогательным понятием, а считается реально существующей физической сущностью, лежащей в основе физического Мира. Эта сущность не состоит из атомов, молекул или элементарных частиц, а следовательно, не является материальной. Реальность ее существования следует из наличия взаимосвязей между всеми материальными объектами и их взаимодействий на расстоянии.

Не следует отождествлять полевую среду с пространством или временем, которые не являются физическими сущностями, а представляют собой лишь способ описания явлений.

И на этом пора остановиться. Потому что мы уже сформулировали основы нашей модели полевой среды. Посвятим теперь эту главу обзору того, как ее применять в самых различных физических условиях и какие она дает результаты.