Журнал «Знание-сила» - Знание-сила 1998 № 06(852)

Если, например, по одному из кварков сильно стукнуть разошанным в ускорителе электроном, то, вопреки ожиданиям, этот кварк не отделяется от других, а мгновенно «выплевывает» быстрый мезон и сам, избавившись от излишней энергии, остается внутри капельки. И так всякий раз. Физики творят о «резиновой тюрьме»: удирающий кварк с силой ударяется о ее стену, в этом месте от нее отлетает кусок в виде мезона, а кварк отбрасывается ею назад.

Почему вокруг капельки кваркового вещества образуются такие резиновые стенки — это остается загадкой. Предложено немало объяснений, но ни одно из них не описывает полностью удивительного поведения плененных кварков.

Может, нужно как-то по-новому характеризовать систему частиц? Обычно считают, что положен не каждой из ее частиц-составляющих полностью определяется силами, действующими на нее со стороны всех ее соседей. Эти силы входят в уравнения движения, и решения, то есть эволюция системы, однозначно зависят от их величины. Однако в системе могут быть и несиловые связи. Например. известно, что если в группе совершенно одинаковых (тождественных, как говорят физики) электронов с равными скоростями и ускорениями поменять местами две частицы, то это может породить наблюдаемые эффекты, хотя, казалось бы, какая разница — ведь частицы-то совершенно одинаковы по всем параметрам!

Почему происходит такое, довольно трудно объяснить в популярной, не использующей формул статье, но нам сейчас важен сам факт: в природе существуют и проявляются во многих экспериментах несиловые связи, действующие даже тогда, когда между частицами нет никаких сил!

Можно сформулировать вариационный принцип, учитывающий возможность несиловых связей, и получить соответствующие обобщенные уравнения движения. Оказывается, частицы в таких системах не могут разойтись на большие расстояния. Бестелесные несиловые связи удерживают их внутри некоторой ограниченной области. Возникает ситуация, похожая на ту. что имеет место в случае кварков. Может, и там действуют какие-то еще не изученные физикой типы несиловых связей? Это весьма интересный предмет для дальнейшего исследования.

Есть еще одна очень любопытная область, где механика служит сегодня полигоном для проверки новых илей. Это теория векторного времени. Мы привыкли к тому, что пространство трехмерно, а время одномерно — всегда течет в одном направлении. А почему? Может, время тоже — вектор с тремя компонентами, и мы не видим двух дополнительных просто потому, что временные векторы всех тел в окружающей нас части Вселенной параллельны друг другу и нас, как щепки в потоке воды, несет всех в одном направлении? Известный нам мир образовался путем «распухания» небольшого «кусочка» первичной Вселенной. Возможно, в других, удаленных от нас районах Вселенной направление временной оси совсем иное?

Когда-то Н.И.Лобачевский «на кончике пера» изучал свойства мира, в котором привычная нам школьная геометрия заменена искривленной неевклидовой. Таким же образом уравнения «многовременной механики» позволяют нам представить себе свойства воображаемого мира, в котором время имеет «стороны света».

В общем, еще рано утверждать, что «старушка»-механика исчерпала все свои силы и ей место в витрине музея!

Как уже говорилось в начале статьи, механика — это только пример того, что может дать науке внимательный анализ созданных ранее теорий. Некоторые из них значительно моложе механики и потому в них наверняка скрыто еще много интересных открытий. Нужно только суметь их рассмотреть... •

Р S.

Редакция выражает свою благодарность доктору физико-математических наук В.Барашенкову за помощь в подготовке к публикации этой статьи.

У каждого автора статей, составивших тему этого номера, был свой резон обращения к читателю. Эдварда Капусцика, профессионального физика, работавшего в Дубненском Объединенном институте ядерных исследований и университете штата Джорджия, ныне —- профессора Краковского педагогического университета, волновало получение ответов на конкретные вопросы, возникшие у него еще в студенческие годы, в том числе и об устройстве окружающего нас пространства. Обсуждая их с такими корифеями науки, как Поль Дирак, Юджин Вигнер, Николай Боголюбов, Абдус Салам, Леон Купер, он пришел к неожиданному на первый взгляд, выводу. Оказалось, что вроде бы основательно обжитое «пространство» классической механики таит в себе еще немало «закоулков», заглянув в которые, можно открыть много чего удивительного...

• Рене Магнит. Этот прекрасный мир (фрагмент)

Вновь задуматься о числе измерений пространства нашего мира аспиранта-математика Андрея Соболевского побудила одна интеллигентная дама, задавшаяся вопросом: «А правда, что в скульптурах Эриста Неизвестного можно увидеть четвертое и даже пятое измерения?» Пытаясь уйти от односложного ответа, он попробовал разобраться, о чем же здесь, на самом деле, может идти речь...

Оба автора этих, в каком-то смысле непреднамеренно пересекшихся в редакции статей и не подозревали, какую бурю эмоций вызовут они своими размышлениями, в общем- то ограниченными рамками представленных ими наук. Комментирующий их Сергей Смирнов перевел «стрелки» на путях обсуждения из физико-математического пространства в социально-историческое. Но этим тему отнюдь не исчерпал...

Новые, на наш взгляд, краски добавил в ее развитие четвертый автор — философ Владимир Порус, расширивший пространство разговора до общезначимых, общечеловеческих категорий. Главное же, что ему удалось сделать, — так это не поставить итоговой точки в обсуждении, оставить возможность (и необходимость!) продолжения полемики. Этим мы, безусловно, не преминем вскоре воспользоваться...

Андрей Соболевский

Что за вопрос! Конечно, три — скажет обычный человек и будет прав. Но есть еще особая порода людей, имеющих благоприобретенное свойство сомневаться в очевидных вещах. Эти люди называются «учеными», поскольку их специально этому учат. Для них наш вопрос не так прост: измерение пространства—вещь трудноуловимая, их нельзя просто пересчитать, показывая пальцем: один, два, три. Нельзя измерить их число и каким-нибудь прибором вроде линейки или амперметра: пространство имеет 2,97 плюс-минус 0,04 измерения. Приходится продумывать этот вопрос глубже и искать косвенные способы. Такие поиски оказались плодотворным занятием: современная физика считает, что число измерений реального мира тесно связано с самыми глубокими свойствами вещества. Но путь к этим идеям начался с пересмотра нашего обыденного опыта.