Никто, кроме нас

Массой обладают все (любые) объекты, предметы, вещи, в том числе и элементарные частицы. В конце 19 – начале 20 века, после открытия электрона, в среде физиков было много спекуляций по поводу него. Считалось, что он «отменил материю», так как «не имел массы». С той поры частица многократно «взвешивалась». Долгое время масса электрона в состоянии покоя считалась равной 9,109•10-31 кг. Но технический прогресс не стоит на месте. В 2014 году команда исследователей во главе с С. Штурмом из Института ядерной физики общества Макса Планка в Гейдельберге уточнила этот параметр – 0,000548579909067(14)(9)(2) атомных единиц массы. Работы в этом направлении продолжаются.

Ещё больше околонаучной сенсационности было вокруг нейтрино. Эта частица тоже в течение продолжительного периода считалась безмассовой (с нулевой массой покоя). Мало того, она спровоцировала ряд учёных на то, что они всерьёз замахнулись на «отмену» одного из теоретических столпов вечности материи – на закон сохранения и превращения энергии.

Занятная история возникла по той причине, что при проведении опытов, связанных с расщеплением атома, у экспериментаторов никак не совпадали массы атома и сумма масс частиц (энергий), на которые распадался атом. Дело дошло до того, что в 1931 году гениальный физик (но, увы, не слишком продвинутый философ) Нильс Бор на Римской конференции выступил с идеей о несохранении энергии! Однако В. Паули и Э. Ферми выдвинули другую гипотезу – «потерянную» энергию уносит какая-то, пока неизвестная, частица. И предвидение Паули и Ферми, не противоречащее фундаментальным началам устройства материи, впоследствии в полной мере было всесторонне подтверждено – нейтрино было открыто.

В связи с этим занимательным казусом вспоминается забавный детский мультфильм «38 попугаев», герои которого измеряли удава «в слонёнке», «в мартышке», «в попугае», и в итоге пришли к выводу, что в попугаях-то удав «гора-а-здо длиннее». Посему и уважаемый Нильс Хенрик Давидович Бор в ангстремах гораздо длиннее, нежели в философских категориях.

В настоящее время многочисленные осцилляционные эксперименты с солнечными, атмосферными, реакторными и ускорительными нейтрино надёжно продемонстрировали наличие у нейтрино малой, но ненулевой массы покоя (меньше 0,28 эВ). В 2015 году Т. Кадзита и А. Макдональд получили Нобелевскую премию по физике 2015 года именно за открытие нейтринных осцилляций.

Так что пример с нейтрино подводит к однозначному резюме: будущее, несомненно, подарит нам не только открытия новых элементарных частиц, но и доказательства того, что они также имеют не просто массу, но и массу покоя, а равно и пространственные параметры как всякая элементарная частица. И если на тот момент будет отсутствовать нужная экспериментальная база (что закономерно, ведь измерительная техника не поспевает за открытиями), позволяющая зафиксировать крайне малые величины такого тела в пространстве, и ничтожные параметры существования во времени (в фазе покоя), то это никоим образом не следует расценивать как симптом, согласно которому материю в очередной раз «надо похоронить». Резюме: элементарная частица (образно выражаясь) – микромикровещество. Как злословят в Египте: «Крокодил тоже летает, но только очень-очень низко».

Ныне последним прибежищем ниспровергателей фундаментальных свойств объективного мира остаётся фотон. Не оспаривая общего положения о том, что элементарные частицы имеют массу, сторонники таких воззрений делают исключение (с дополнением) для так называемых безмассовых люксонов. К ним они относят фотоны, глюоны, а также гипотетические гравитоны. Поскольку глюоны в свободном состоянии не существуют, гравитоны в действительности не обнаружены, то остаются только фотоны.

«Вот уж фотон, абсолютно точно, не имеет массы!» – с горящими глазами заверяют представители мистического направления в физике. И тут же они опровергают себя, оговариваясь, что данная элементарная частица так называемую релятивистскую массу (на бытовом языке – массу в движении) всё же имеет 1,1•10*52 кг (6•10*17 эВ/c2 или 1•10*22 me), но не имеет массы покоя. Иначе говоря, в статике фотон тотчас аннигилирует. Расчёты так называемой релятивистской массы фотона на основе формулы m = h•v/c2 (масса движущегося фотона) изложены во многих пособиях по физике и научных публикациях.

Отсюда следует, что данная частица имеет массу покоя как минимум в двух случаях: при её зарождении (когда она и получает энергию) и при её гибели (когда она аннигилирует, передавая энергию иному материальному образованию). Только момент существования таких состояний настолько короток, что пока экспериментальная техника не в состоянии его зафиксировать. Сами физики указывают, что фотоны излучаются (зарождаются) во многих природных процессах, например, при движении электрического заряда с ускорением, когда атом или ядро переходят из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией, или при аннигиляции пары электрон – позитрон. При обратных процессах (возбуждение атома, рождение электрон-позитронных пар) происходит поглощение фотонов.

Самый распространенный путь рождения и смерти фотонов – это излучение и поглощение их атомами. Эти процессы сопровождаются также интенсивным разменом энергии одного фотона на множество (поглотив один фотон, атом может излучить неограниченное число фотонов с меньшей энергией). В разделе, посвященном «элементарным» частицам и, в частности, фотону, мы выяснили, что фотон способен полностью передать свою энергию, исчезая при этом, а также распадаться на составляющие его нейтрино и антинейтрино, покидающие место события8.

На чём ещё не базируется (именно так, поскольку фактических данных, экспериментальных подтверждений безмассовости люксонов нет) «эфемерная теория фотона». Исключительно на некритическом восприятии расчётов А.Эйнштейна. Давайте, для начала вспомним его знаменитую формулу E= mc2, которая выражает прямую зависимость между энергией и массой тела. Между прочим, это математическое выражение, верно отражающее реальные отношения предметного мира, потому и нашло многочисленные подтверждения в практике (в том числе ядерного строительства), что оперировало с действительными, а не мнимыми массами вещества.

Теперь надлежит в уравнение E= mc2, которое носит универсальный характер, вместо m подставить 0 (ноль), поскольку фотон, если следовать логике эйнштейнианцев (последователей направления, называемого энергетическим), лишён массы. Тогда что у нас будет фигурировать в левой части уравнения? Верно, ноль, поскольку при умножении скорости света в квадрате на ноль, получается ноль по всем математическим канонам. Значит, фотон не имеет энергии, абсолютно. Впрочем, вероятно, в этом случае он движется исключительно на иррациональном вдохновении А. Эйнштейна.

Автор данных строк когда-то был весьма горд тем, что «подловил Эйнштейна», пока не обнаружил, что на противоречие нулевой массы фотона знаменитой формуле Е = mc2, многократно апробированной на практике, указывают многие математики и физики. Строго следуя данной формуле, масса фотона определяется следующим образом (исходя из соотношения m= E : c в квадрате): m = hv : c в квадрате.

Кстати говоря, все апологеты безмассовости фотона, всё же вынуждены констатировать, что энергия системы, излучающей фотон с частотой v, уменьшается на величину E=hv, равную энергии этого фотона. В результате масса системы уменьшается (если пренебречь переданным импульсом) на E/c в квадрате. Аналогично, масса системы, поглощающей фотоны, увеличивается на соответствующую величину9.

Конечно, можно, подобно М. Штирнеру, безосновательно и безапелляционно заявить, что в микромире или при световых скоростях азбучные математические закономерности неверны, так же как не действуют фундаментальные физические явления в форме инерции и гравитации (такие постулаты также выдвинуты), только всё это нарушает материальное единство мира. В том числе заставляет разорвать (благо, что только «в уме») взаимосвязь и взаимопроисхождение микро- и макромиров, имеющих общий источник происхождения.

Бесспорно, инерция и тяготение проявляют себя в микро- либо мегаобъектах и в порождаемых ими процессах в модифицированном виде, однако вообще «отменить» их действие в одном из миров мыслимо только в субъективной реальности. Да и то в таком мышлении, которое отражает объективную реальность химерическим образом.

Ну, в такой ситуации про Лямбда-член недюжинного математика А. Эйнштейна (как и недюжинного путаника в мировоззренческих проблемах) забывать не стоит. Равно как и про приписываемое ему высказывание: «Эксперимент не может доказать правильность теории: он может ее только опровергнуть». И возразить: «Ну, как же так, Альберт Германович? Да ваше участие в Манхеттенском проекте служит одним из потрясающих (во многих смыслах этого слова) и практических подтверждений корректности вашего же концептуального детища E= mc в квадрате!» А вышеупомянутая работа Т. Кадзиты и А. Макдональда по нейтринным осцилляциям разве не является блестящим подтверждением незыблемости аксиомы о массе, как неотъемлемом свойстве объективной реальности?

Впрочем, от критики эйнштейнианцев, а также от общетеоретических посылов о «вездесущности» массы, пора перейти к позитивному обоснованию фундаментальности этого признака объекта фактическими данными.

«Первый звонок» в этом смысле прозвучал уже в 1899 году, когда замечательный русский физик-экспериментатор Лебедев П.Н. опытным путём подтвердил теоретическое предсказание Максвелла о давлении света на твёрдые тела (эксперимент с весами в вакууме). Кстати, вывод Максвелла был обоснован исключительно расчётным методом (не один Эйнштейн горазд на это).

В 1908 году Лебедев посредством опыта доказал давление света на газы. Известный физик У. Томсон (лорд Кельвин), покорённый виртуозным мастерством русского экспериментатора, сказал: «Я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавал его светового давления, и вот… Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами».

Постулаты приверженцев фотонного энергетизма опровергнуты эмпирическим способом и в той части, что свет, якобы, не подвержен тяготению. Напротив, в 1919 году английский астрофизик А. Эддингтон установил, что фотон ведёт себя как банальная элементарная частица с определённой массой при движении в гравитационном поле. При наблюдении полного солнечного затмения он зафиксировал отклонение излучения звёзд (в поперечной оси относительно движения фотонов) в поле гравитации Солнца.

О наличии у фотона массы свидетельствуют и другие исследования. Так, наиболее точное измерение скорости света на основе эталонного метра и в вакууме (то есть, в искусственно созданных условиях) было проведено в 1975 году. Эта величина равняется 299 792 458 метров в секунду или 1 079 252 848,8 километров в час. Однако замеры темпа передвижения фотона в естественных условиях всегда дают меньшие параметры. Это связано как с тем, что в космосе фотон никогда не движется по прямой, отклоняясь от траектории под воздействием мегател, так и тем, что он испытывает пусть для него и ничтожное, но всё же, сопротивление среды (об этом подробнее будет сказано ниже, когда разговор пойдёт о физическом поле). Ну, а уж фотонам на пути от солнечного ядра, излучающего энергию, до поверхности светила может потребоваться около миллиона лет. Зато при движении в «открытом» космосе, они долетают до Земли всего за 8,3 минуты.

«Массовость самой массовой» (в смысле распространённости по численности) частицы подтверждают и современные фотографии квазара QSO2237+0305, который располагается (примерно в 8 миллиардах световых лет от Земли) по оси зрения за галактикой ZW2237+030 (около 400 миллионов световых лет от нашей планеты). На снимках видно пять светящихся пятен: одно тусклое в центре (ближняя к нам галактика) и четыре ярких в виде креста по периметру первого пятна (квазар). Пятен пять, хотя сфотографировано два объекта. Это один из лучших примеров гравитационного линзирования – искривления света под действием силы гравитации. В данном случае мощное поле тяготения галактики выступает в роли линзы, изгибая свет от квазара, находящегося позади неё, и формируя тем самым четыре раздельных изображения более далёкого космического образования. Описываемое явление можно наблюдать в созвездии Пегаса по координатам 22h40m30s +3d21m30s. Для визуального наблюдения необходим телескоп с диаметром объектива не менее полуметра.

Кстати, некоторые сторонники энергетизма настаивали на том, что отличие массы фотона от нуля привело бы к дисперсии электромагнитных волн, что «размазало бы по небу наблюдаемые изображения галактик». Между тем, на фотографиях квазара QSO2237+0305 как раз и наблюдается явно выраженная дисперсия (рассеяние) изображения.

Поскольку под гравитацией (от лат. gravitas – тяжесть; притяжение, тяготение) понимается универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами (определение общепринятое, носит характер парадигмы), то факт с квазаром QSO2237+0305 указывает на то, что фотон обладает массой. Это также свидетельствует о том, что в случае с микрочастицами даже при световых скоростях также действует основополагающий порядок, присущий материальному миру, но с определёнными особенностями.

Данный тезис, сами того не ведая, подтверждают и апологеты энергетизма, когда описывают (пусть и гипотетически) чёрную дыру: «…область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света». Тут нелишним будет пояснить, что квант света это и есть фотон. Ибо никакой иной частицы, кроме него, движущейся «со скоростью света», в Нашей вселенной на сегодня не установлено. А «скорость света» – это стремительность передвижения собственно фотона.

Как следствие того, что позиция «фотонного энергетизма» противоречит материальному единству мира, её последователи не могут объяснить безмассовость этой частицы с точки зрения системного подхода. Так, энергия системы, излучающей фотон с частотой v, уменьшается на величину E=hv, равной энергии этого фотона. В результате масса системы уменьшается (если пренебречь переданным импульсом) на E/с2. Аналогично, масса системы, поглощающей фотоны, увеличивается на соответствующую величину.

Резюмируя вышеприведённый фактический материал, нельзя не признать, что масса – свойство всякого объекта.

Телесность (тело) как свойство объекта.

Под телесностью понимается специфичность, качественная составляющая объекта. Масса, помимо количественной характеристики, всегда специфична. Не существует «обезличенной» массы, «массы вообще». Это всегда масса «чего-то». Так, объекты с единой специфичностью могут отличаться друг от друга количественно: щепотка соли, горсть соли, куча соли.

Объекты с разной специфичностью отличаются друг от друга качественно: планета Венера и планета Земля; звезда и чёрная дыра; атом водорода (атомная масса 1,00784) и атом гелия (атомная масса 4,002602); электронное нейтрино (масса менее 0,28 эВ, но не нулевая, фундаментальная частица, стабильна), мюонное нейтрино (масса менее 0,28 эВ, но не нулевая, фундаментальная частица, может «превращаться» в электронные нейтрино, стабильна) и мюон (масса 105,6583745(24) МэВ, античастица, время жизни 2,19703(4)•10-6 c). Алмаз, рубин и изумруд массой в один карат разительно отличаются друг от друга качественно. Специфичность килограмма пшеничного теста и пшеничного хлеба видна "на глаз".

О взаимосвязи специфики объекта с массой свидетельствует то обстоятельство, что увеличение атомной массы влечёт за собой образование новых химических элементов с другими качествами. Особенность свойств элементарных физических частиц, в частности, также связана с их массой (примеры приведены выше).

Специфичность свойственна и фотону. Так, рентгеновское излучение представляет собой электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит в диапазоне от ~10 эВ до ~1 МэВ, что соответствует длинам волн от ~10 в третьей степени до ~10 в минус второй степени A (от ~10 в мину второй степени до ~10 в минус третьей нм). А вот длины волн ультрафиолетового излучения (их носитель – фотон) лежат в интервале от 10 до 400 нм (7,5•1014—3•1016 Гц). Длины волн гамма-излучения (их носитель – тоже фотон) – менее 2•10 в минус 10 степени метра.

Телесность и масса в своём единстве образуют субстрат объекта (об этом более подробно – в разделе главы, посвящённом субстанции).

Форма как свойство объекта.

Под формой понимается упорядоченность содержания предмета, порядок организации его «наполнения», структура составных элементов (внутренняя сторона), когда он функционирует сам по себе, а также инобытие предмета (вторая, внешняя сторона), когда он функционирует во взаимодействии с окружающей его средой.

Отсюда следует, что масса и телесность, составляющие объект, преимущественно выражаются в образовании его внутренней стороны. И если внутренняя форма преимущественно проявляется в структуре субстрата, то внешняя – в компоновке, в самовыражении объекта вовне. Пространственная форма вещи выражается в её протяжённости, в том числе в объёмности (на эту тему обстоятельнее – в следующей главе). То, что протяжённость является относительно самостоятельной и способна на некоторое обратное воздействие, иллюстрирует пример с молекулой дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

ДНК организована в виде двойной спирали со связями между основаниями, при помощи которых цепи образования удерживаются вместе. Эта внешняя форма оказалась столь удачной, что, несмотря на 3 – 4- миллиардную историю и миллионы частных изменений (мутаций), модель её (способ компоновки в виде спирали) сохранилась.

Соотношение параметров протяжённости также не является чем-то раз и навсегда данным. Допустим, литр жидкости может принимать и форму шара, и конфигурацию тетраэдра, и вид конуса.

Бесформенных объектов не бывает (не путать со сложными, нетипичными конфигурациями). Земля имеет форму так называемого геоида (эллипсоид вращения). Новые высокоточные измерения геометрической формы Солнца, сделанные с борта космической обсерватории SDO в 2012 году, показали, что наше светило является практически идеальным шаром. Причём его форма сохраняется вне зависимости от цикла этой звезды. Человек имеет фигуру (телосложение), подразделяющуюся на типы: астенический, атлетический, диспластический, пикнический, лептосомный.

В 2013 году группа исследователей из Йеля и Гарварда, проведя максимально точное измерение электронов, обнаружила, что у них идеально круглая форма (разумеется, с точки зрения нынешних исследовательских возможностей). Кстати, по их мнению, новые данные (гладкие контуры электрона) говорят о том, что квантовый «суп» субэлементарных частиц окажется гораздо более причудливым, нежели считается. А это поставит под вопрос всю Стандартную модель элементарных частиц.

Протяжённость как внешняя сторона формы. Протяжённость – это величина объекта; его пространственные характеристики, выраженные в размерах, габаритах, объёмных свойствах (длина, ширина, высота). Любой объект имеет протяжённость.

Так, Солнечная система является частью Млечного Пути – спиральной галактики, имеющей диаметр около 100 000 тысяч световых лет и состоящей приблизительно из 200 миллиардов звёзд. Экваториальный радиус Земли – 6 378, 1 километра. Средний рост земных мужчин – 175 см, женщин – 163 см (данные 1994 года). Диаметр атома водорода (определяемый размерами его электронной оболочки) равняется 10 в минус 8 степени см. Диаметр нейтрино ориентировочно равен 10^(-24) метра (частица в миллиард раз меньше протона).

Теперь о размерах фотона. Если о массе фотона, извините за тавтологию, масса споров, то некая протяжённость частицы подразумевается всеми. Ведь фотону свойствен корпускулярно-волновой дуализм (в трактовке физиков). Выше были приведены длины его волн, связанные со спецификой объекта, излучающего фотон. И эти параметры существенно превышают так называемую планковскую длину – минимальное расстояние из возможных в материальном мире (так пока принято считать в современной науке), которая составляет 10^(-35) метра.

Что касается этой частицы как корпускулы, то ни в одном научном источнике вы не отыщете этих характеристик, что обусловлено конкретно-исторической слабостью экспериментальной базы человечества. Сегодня никто достоверно не сообщит, что представляет собой фотон по форме (точка, тороид и т.д.). При всём при том, парадигмой является то положение, что фотон представляет собой единство корпускулы (иначе говоря, частицы, для которой априори свойственна форма) и волны. Более подробно о слабости и ошибочности такого рода представлений современных физиков на фотон – в приложениях 1 – 3 книги.

Обособленность как свойство объекта.

Совокупность таких свойств конкретного объекта как телесность, масса, форма делает его особенным в сравнении с окружающей его средой. Особенным, то есть, отличным и уникальным по отношению к другим предметам, вещам, явлениям. Выделяющимся из иной (по отношении к нему неспецифичной) массы объектов. Вследствие этого объект становится относительно отделённым, отграниченным от остального окружающего мира (дискретным).

Дефиниция материи (онтологическая).

Материя – философская категория для обозначения объективной реальности, то есть бесчисленной совокупности объектов со всеми присущими им и порождаемыми ими свойствами (явлениями, процессами).

Ранее уже отмечалось, что материя (денотат её – объективная реальность) есть не что иное, как совокупность всех неисчислимых объектов. И это действительно так. Ф. Энгельс в "Диалектике природы" констатировал: «Вещество, материя есть не что иное, как совокупность веществ, из которой абстрагировано это понятие».

Внятная формулировка, что такое объект, нами дана. Вместе с тем в онтологической дефиниции материи появилось важное дополнение по поводу свойств объектов («присущих и порождаемых объектами»). В этом соединении объектов со всеми их свойствами (материальными и нематериальными) и заключается снятие проблемы. И данный подход правомерен, поскольку в отрыве от специфического тела, самостоятельно оригинальные свойства не могут не только существовать, но и возникнуть (об этом – чуть ниже).

В результате указанного метода возникает полный охват сознанием предметов и явлений, существующих как в объективной реальности (которая одна), так и представлений о ней – в субъективных реальностях всех мыслящих существ (которых множество). Теперь судите сами, могут ли существовать явления или предметы любой природы (материальной, идеальной или же какой-либо ещё!), которые функционировали бы в отрыве от объекта (объектов).

Начнём с явлений идеального порядка (продуктов мыслительной деятельности человека). Что они есть по своей сути? Верно, свойство высокоорганизованной материи – человеческого мозга. Подпадают ли человек или его мыслительный орган (мозг) под определение объекта? Бесспорно! И первое, и второе располагают массой, специфической телесностью, формой (в том числе упорядоченностью и протяжённостью), а также они относительно обособлены от иных объектов.

Так, масса головного мозга здорового человека колеблется от 1000 до 2500 граммов (до 1600 кубических сантиметров), что составляет около 2 % общей массы индивида. Мозговое образование содержит до 100 миллиардов нейронов и приблизительно столько же ненейронных клеток. Оно состоит из пяти отделов: продолговатый мозг; задний, включающий в себя мост, мозжечок и эпифиз; средний; промежуточный; и передний мозг, представленный большими полушариями. С точки зрения кибернетика, головной мозг человека представляет собой обучающуюся аналоговую машину, состоящую из живых ионных элементов, которые не имеют жёсткой структуры связи между элементами. Приблизительный объём памяти «вычислительного устройства», по оценкам различных учёных, колеблется от 10 в 6 степени до 10 в 16 степени бит.

Ф. Энгельс и В. Ленин неоднократно подчёркивали, что противопоставление человека природе (сознания – материи) весьма условно и допустимо исключительно в рамках основного вопроса философии, то бишь, в сугубо теоретическом плане, в гносеологическом аспекте. Потому что в онтологическом, бытийном плане человек – такое же материальное, природное существо, как и всё прочее, а сознание – лишь особое свойство, присущее ему и обуславливающее специфику его существования и самовыражения. При этом уникальные формы его самовыражения (обусловленные внутренним, субъективным миром) вовне возможны исключительно в качестве материально действующего существа (субстрата).

Идея, как самостоятельная сущность, в отрыве от материального носителя, не способна на бытие. Она либо существует в мозгу породившего её индивида, либо обретает бытие, будучи выраженной внешне, исключительно через объективные (материальные) средства: словесно-звуковые, словесно-начертательные, образно-изобразительные, механически-преобразовательные и т.д. Один мыслитель способен «заразить» своей идеей другого, но лишь опосредованно – выразив свои соображения в устной речи, написав послание, нарисовав карикатуру, угрожая конклюдентными действиями, соблазняя взором, одарив созданным артобъектом…Непосредственное «дарение» идеи, или обмен ими, минуя не только орган мышления, но и материальные средства выражения, невозможен.