4.2.2. Электромагнитная картина мира

На протяжении XVIII и XIX веков накопилось много вопросов по электрическим и магнитным явлениям. На эти вопросы невозможно было ответить с позиции механической картины мира. В 1865 году английский физик Максвелл разработал теорию электромагнитного поля. После этого стало возможным создать новую картину мира под названием электромагнитной картины мира.

В основе теории Максвелла лежит закон электромагнитной индукции Фарадея. Максвелл показал, что изменяющееся магнитное поле создает вихревое электрическое поле и наоборот.

Согласно электромагнитной теории, мир представляется в виде электромагнитных волн. Электромагнитные волны создают переменные электрические токи. Посредством этого поля заряженные частицы взаимодействуют между собой. Электрические поля создают не движущие заряды, а магнитные поля – движущие заряды.

Законы взаимодействия электрических и магнитных полей описываются четырьмя уравнениями Максвелла. Эти уравнения показывают, что магнитные силовые линии непрерывны и не имеют ни начала, ни конца. В природе не существует магнитных зарядов. Электрическое поле создается не только покоящимися зарядами, а также переменным магнитным полем. Магнитное поле создается не только движущимися зарядами, а также как электрическим током, так и переменным электрическим полем. Система уравнений Максвелла показывает пространственные и временные изменения магнитных и электрических полей. Ускоренно движущие электрические заряды создают электромагнитные волны.

Установлено, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света. Таким образом, была построена электромагнитная картина мира, согласно которой материя – это поле (электрическое, магнитное и электромагнитное). На основе созданной картины мира корпускулярный тип описания природы заменили континуальным (полевым) типом описания природы.

Электромагнитная картина мира существенно изменила представления о мире. Эта картина основывалась на идеях непрерывности материи, материальности электрического, магнитного и электромагнитного полей, неразрывности материи и движения, материи и пространства, материи и времени. Согласно новой картине мира, пространство и время - абсолютные субстанции, а пустое пространство заполнено электромагнитным полем.

В начале ХХ века выяснилась ограниченность электромагнитной картины мира, т.к. континуальное понимание материи не согласовывалось с опытными фактами, которые подтверждают дискретность заряда, излучения и воздействия, не удавалось объяснить устойчивость атомов и спектры их излучения. Все эти факты показали необходимость замены электромагнитной картины мира. На смену ей пришла квантово – полевая картина мира.

4.2.3. Квантово-полевая картина мира

Квантовая механика установила, что дискретность и непрерывность мира это два противоположных свойства материи. Они нашли свое объяснение в концепции корпускулярно-волнового дуализма. Дискретность мира означает его делимость до конечного отдельного объекта, а непрерывность выражает единство, целостность и неделимость объекта. Корпускулярно-волновые свойства объектов природы, хотя независимыми и противоположными свойствами, но они в то же время дополняют друг друга.

В основе квантово-полевой КМ лежат законы квантовой механики, описывающие законы движения и состояния микрообъектов. В 1924 г. французский физик - теоретик Луи де Бройль выдвинул гипотезу о том, что все частицы обладают дуализмом, т.е. обладают корпускулярно-волновыми свойствами. В 1927 г., обнаружив дифракцию электронов, ученые подтвердили гипотезу Луи де Бройля. В этом же году Уленбек и Гаутсмит обнаружили вращательный момент электрона, т.е. спин электрона и тем самым показали, что электрон обладает состоянием. В дальнейшем установили, что не только элементарные частицы, а также и все объекты природы обладают состоянием.

В 1913 г. Нильс Бор выдвинул принцип дополнительности, согласно которому два противоположных свойства объектов природы не исключают, а наоборот дополняют друг друга. И объект проявляет свою целостность. В соответствии с квантово - полевой КМ, микрообъект обладает и волновыми, и корпускулярными свойствами. Микрочастицы не имеют определенной траектории движения, не имеют одновременно точного значения координата и импульса, квадрат модуля волновой функции дает вероятность нахождения частиц в данной точке пространства. Почти все характеристики микрообъектов квантованы.