4 Фундаментальные взаимодействия в природе.

В настоящее время известны четыре вида фундаментальных взаимодействий в природе: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

Сильное взаимодействие обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы. Предполагается, что ядерные силы возникают при обмене между нуклонами кварками.

Электромагнитное взаимодействие связано с электрическими и магнитными полями. Носителями электромагнитного взаимодействия являются виртуальные фотоны – кванты электромагнитного поля, которыми обмениваются заряды. Электрическое поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное поле – при их движении.

Слабое взаимодействие несёт ответственность за некоторые виды ядерных процессов. Слабое взаимодействие между частицами осуществляется посредством обмена так называемыми промежуточными бозонами. Оно простирается на расстояние порядка 10 (в степени –22) – 10 (в степени –16) см и связано главным образом с распадом частиц.

Гравитационное взаимодействие характерно для всех материальных объектов вне зависимости от их природы.

Оно заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальным законом всемирного тяготения: между двумя точечными телами действует сила притяжения. Гравитационным взаимодействием определяется падение тел в поле сил тяготения Земли. Предполагается, что гравитационное взаимодействие обусловливается некими элементарнымичастицами – гравитонами, существование которых к настоящему времени экспериментально не подтверждено.

Гравитационное взаимодействие – самое слабое, не учитываемое в теории элементарных частиц. Предполагается, что при энергиях больше 10 (в 19 степени) ГэВ происходит объединение всех четырех взаимодействий.

5. Концепции пространства и времени.

В доньютоновский период развитие представлений о пространстве и времени носило преимущественно стихийный и противоречивый характер. Выдающийся английский учёный И.Ньютон (1643–1727) создал физическую картину мира. По Ньютону пространство и время абсолютны.

Абсолютное пространство существует независимо от времени и независимо от наполняющей его материи.

Это означает, что пространство трёхмерно. Древнегреческий учёный Евклид (ок. 330–275 до н. э.) в работе «Начала» построил геометрию трёхмерного пространства, известную в научном мире как евклидова геометрия. Древнегреческий учёный К.Птолемей (ок. 90 – ок. 160) в своём главном труде «Альмагест» уделил особое внимание трёхмерности пространства, утверждая, что в природе не может быть более трёх пространственных измерений. Для определения положения тел в пространстве французский учёный Р.Декарт (1596–1650) ввёл прямоугольную систему координат («декартовы координаты») – x, y, z. Австрийский физик П.Эренфест (1880–1933) в 1917 году исследовал этот вопрос специально и показал, что «закон обратных квадратов», по которому действуют друг на друга точечные гравитационные массы и электрические заряды, обусловлен трёхмерностью пространства. На связь трёхмерности пространства с законом тяготения указывал ещё и И.Кант (1724–1804).

Принятие абсолютного времени и постулирование абсолютной и универсальной одновременности во всей

Вселенной явилось основой для теории дальнодействия – мгновенной передачи действия от одного тела к другому на расстояние через пустое пространство без помощи материи.

В качестве дальнодействующей силы выступало тяготение, которое с бесконечной скоростью, мгновенно и прямолинейно распространяло силы на бесконечные расстояния. Эти мгновенные, вневременные взаимодействия объектов и послужили обоснованием абсолютности пространства, существующего независимо от времени.