Ответ:

Силы природы.

На Земле непрерывно идут процессы разрушения и созидания. Ветры и дожди, землетрясения и извержения вулканов на протяжении сотен миллионов лет разрушали могучие хребты и одновременно вздымали равнины. Сила воды создала гигантские каньоны, каменные стелы и столовые горы, образовала сложные лабиринты пещер и громадные пропасти, уходящие в глубь земли на сотни метров. Вулканы, извергая лаву и пепел, рождали новые острова или, наоборот, разрушали все до основания.

Природа планеты, на которой мы живем, невероятно разнообразна. «Чудеса» природы рассказывают нам о том, что происходило на планете сотни миллионов лет назад. Они позволяют изучать процессы, которые сформировали Землю и придали планете ее сегодняшний облик.

О возможном способе возникновения сил природы и их связи между собой

В 1687 году Исаак Ньютон объяснил движение небесных тел и многих земных явлений наличием притяжения всех тел друг к другу. С тех пор многие пытаются объяснить, каким образом два тела могут на расстоянии взаимодействовать друг с другом. Примерно через 100 лет эксперименты с электричеством и магнетизмом дали гораздо более ощутимые примеры взаимодействия тел на расстоянии. Это способствовало новой вспышке попыток объяснить дальнодействие. Однако все должны были удовлетвориться идеей Фарадея о взаимодействии тел с силовым полем. Идея Фарадея была очень привлекательна в связи с тем, что поле, по крайней мере, электрическое и магнитное, можно было сделать видимым. Уравнения Джеймса Клерка Максвелла придали идее поля еще больше реальности.

Следующий шаг в попытке объяснения дальнодействия сделал Альберт Эйнштейн. Свою идею о том, что вблизи тяжелых тел пространство может искривляться, он сумел выразить в математических уравнениях. Идея о возможной кривизне пространства нашла многих последователей, и особенно много – в области научно-фантастической литературы. Многие теоретики критикуют отчаянную смелость предположений Эйнштейна и считают их ошибочными. Большую часть своей жизни Эйнштейн посвятил разработке всеобщей теории поля, в которой должна была быть представлена связь между силами природы.

Сколько сил в природе

Мы решили назвать эту книгу «Силы в природе», имея в виду главным образом второе значение этого слова в современной науке. Но в большом числе случаев силы, о которых пойдет речь в дальнейшем, можно понимать и в более узком «механическом смысле».

Наш рассказ в первую очередь будет посвящен природе сил, т. е. вопросу, от рассмотрения которого механика отказывается. Здесь сразу же возникает проблема первостепенной важности: сколько различных типов сил, т. е. типов взаимодействий, существует в мире?

В настоящее время, когда говорят о единстве природы, обычно имеют в виду единство в строении вещества: все тела построены всего лишь из нескольких сортов элементарных частиц. Однако в этом проявляется только одна сторона единства природы. Не менее существенно и другое.

Несмотря на удивительное разнообразие взаимодействий тел друг с другом, взаимодействий, сводящихся в конце концов к взаимодействию элементарных частиц, в природе по современным данным имеется совсем немного типов сил. О четырех из них: о силах тяготения, электромагнитных силах, ядерных силах и слабых взаимодействиях мы можем говорить с уверенностью. Из них только два первых типа сил можно рассматривать в смысле ньютоновой механики. С проявлениями всех четырех типов сил мы встречаемся, изучая то, что происходит в безграничных просторах Вселенной, на нашей планете, исследуя любой кусок вещества, живые организмы, атомы, атомные ядра, взаимные превращения элементарных частиц. Еще вчера казалось, что этими четырьмя типами сил исчерпываются все имеющиеся в природе взаимодействия. Сегодня картина представляется уже более сложной. Изучение «интерьера» элементарных частиц приоткрыло новые глубины. Мы уже не можем с прежней уверенностью утверждать, что все известные нам процессы в природе объясняются действием лишь этих сил, что в недрах элементарных частиц не проявляются какие-то новые взаимодействия. Каковы они, эти взаимодействия? Какова их природа? Об этом мы пока почти ничего не знаем.

Но о гравитационных, электромагнитных, ядерных и слабых взаимодействиях мы знаем многое.

Что же подразумевается под силами данных четырех типов? Почему и как мы можем, опираясь на них, объяснить огромное число явлений? Почему, наконец, появились сомнения в том, что ими исчерпываются все имеющиеся в природе взаимодействия?

Единство сил природы неразрывно связано с единством в строении вещества. Одно не только не мыслимо без другого, но скорее можно сказать, что то и другое выражает разные стороны глубоко заложенного в природе вещей единства мира. Сравнительно малому числу сортов элементарных частиц соответствует еще меньшее число типов взаимодействий между ними.