Синергетическая картина мира в процессе обучения физике

Природа оказалась сложнее, чем предполагал человек: нет возможности открыть единый закон движения или найти единую силу, которая бы объяснила всем многообразие мира. Но как бы ни был разнообразен мир, атомы, из которых состоят и живые организмы, и неживые совершенно одинаковы. Все атомы имеют одинаковую структуру, построены из одних и тех же элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов.

В первой половине 20 в. был открыт фундаментальный факт: все элементарные частицы способны превращаться друг в друга. В 70-ых гг. было установлено, что истинно элементарными частицами являются лептоны и кварки. Различные элементарные частицы — это всего лишь формы существования материи.

Но единство мира не исчерпывается единством строения материи. Оно также проявляется в законах движения частиц и их взаимодействиях.

Несмотря на удивительное многообразие взаимодействий тел друг с другом, в природе по современным данным имеются лишь четыре типа сил: гравитационные, электромагнитные, ядерные и слабые взаимодействия.

Согласно новейшим теориям, взаимодействие происходит благодаря переносу частицы-носителя взаимодействия между взаимодействующими частицами. Например, электромагнитное взаимодействие между двумя электронами происходит в результате переноса фотона между ними. Природа гравитационного взаимодействия пока точно неизвестна, предположительно оно происходит в результате переноса гипотетических частиц гравитонов.

Многие физики-теоретики полагают, что в действительности в природе имеется лишь одно взаимодействие, которое может проявляться в четырёх формах. Поэтому задача фундаментальной физики — разработка теории «великого объединения» взаимодействий. К настоящему времени разработана лишь теория электрослабого взаимодействия, объединившего слабое и электромагнитное взаимодействия.

Итак, современная физика, несомненно демонстрирует черты единства природы. Но все же многого, быть может даже саму физическую суть единства мира, выяснить пока не удалось. Неизвестно, почему существует столь много различных элементарных частиц, почему они имеют те или иные значения массы, заряда и других характеристик. До сих пор все эти величины определяются экспериментально. «Здесь скрыты столь глубокие тайны и столь возвышенные мысли, что, несмотря на старания сотен остроумнейших мыслителей, трудившихся в течении тысяч лет, еще не удалось проникнуть в них, и радость творческих исканий и открытий все еще продолжает существовать», — эти слова Галилея, произнесенных четыреста лет назад, до сих пор не устарели.