§ 3.1. Теоретические предпосылки

... объяснение явлений на основе картины мира отличается от объяснения на основе теории своей большей умозрительностью, качественным характером. Но такие объяснения бывают очень полезны и даже необходимы, так как они прокладывают путь для построения новых теорий, которые уже способны дать более строгое объяснение явлений [Мос- тепаненко, 1969. С. 71].

Таким образом, один из возможных способов развития наших знаний о природе - это поиск границ применимости принятых в настоящее время научных теорий. Найденные ограничения укажут нам путь к построению более фундаментального описания природы.

В рамках современной картины мира можно указать по крайней мере один из возможных источников этих поисков: в нашем мире присутствуют ФФП, которые в силу своей природы могут играть ограничивающую роль. Проведенный анализ, направленный на выяснение сущностных аспектов природы фундаментальных постоянных, а также анализ литературных данных позволил В. В. Корухову сформулировать следующее, прежде всего онтологически ориентированное определение:

.фундаментальные физические постоянные являются эмпирически зафиксированными проявлениями тех свойств структуры материальных объектов, которые в рамках сегодняшних физических знаний являются неизменными (абсолютными) по отношению ко всем процессам и явлениям, описываемым в рамках вещественно-полевой картины мира и инвариантными по отношению ко всем физическим преобразованиям [Корухов, 2002.

В достигнутых на сегодняшний день энергетических пределах измерений в изучаемых процессах и явлениях возможные изменения ФФП остаются нефиксируемыми. Рассмотрение ФФП в качестве структурного элемента физической теории с необходимостью привносит в нее момент неизменности, выражающийся в наличии определенных законов сохранения и соответствующих закономерностей, указывает разрешенную область причинно-следственных отношений.

По мере развития основных физических теорий современной картины мира - квантовой физики и теории относительности - постепенно складывается убеждение в том, что планковские величины служат границей применимости эйнштейновской общей теории относительности:

Аргументы, с помощью которых обычно обосновывается такая роль планковских величин, весьма различны - от рассуждений в рамках эскизных вариантов будущей теории квантовой гравитации до простых размерностных соображений [Горелик, 1983. С. 334].

Рассмотрим некоторые моменты, связанные с областью применимости основных физических теорий - ОТО и РКМ. Известно, что в рамках конкретно-научной теории установить точные границы ее применимости не представляется возможным вплоть до создания новой, более общей теории, включающей предыдущую в качестве предельного случая согласно принципу соответствия. Тем не менее существуют методы, позволяющие производить определенные оценки пределов применимости теорий, опираясь на соображения философского метатеоретического характера (реализуя методологическую функцию философии в развитии физической теории). Как показывает история возникновения фундаментальных физических теорий, общефизические принципы не выводятся из какой-либо конкретно-научной теории (например, принцип неопределенности Гей- зенберга - из квантовой теории), а являются по отношению к ней внешней конструкцией, лежащей в основании их аксиоматического базиса. По этой причине все вновь создаваемые теоретические построения, от современной теории элементарных частиц, состоящей из теории электрослабого взаимодействия и квантовой хромодинамики (стандартная модель), до гипотетических моделей супергравитации, обязаны подчиняться общефизическим принципам, таким как принцип причинности, принципы запрета и инвариантности и т.

Характерный пример ограничения на возможную область совместной применимости релятивистской квантовой теории и теории относительности следует из их известных принципов запрета, связанных с наличием в них ФФП. В квантовой механике минимальная область локализации элементарной частицы подчиняется принципу неопределенности Гейзенбер- га:

Dx Ф Й /(mc).

Далее, согласно представлениям ОТО минимальная область пространственной локализации объекта массой M для удаленного неподвижного наблюдателя в наиболее простом случае определяется решением Шварц- шильда. Получение информации для этого наблюдателя имеет пространственное ограничение, связанное с гравитационным радиусом:

(2)

L > r ! GM / с2.

g

При этом точность измерения пространственной характеристики частицы ограничена ее комптоновской длиной волны:

Разрешенная для наблюдения область параметров реальных объектов, подчиняющихся неравенствам (1) и (2), представляет собой область допустимых значений параметров вещественно-полевых объектов, описываемых (пока по отдельности) РКМ и ОТО.

Точка пересечения граничных условий неравенств находится в области планковских значений. При l = L и m = M имеем

l ~ (hG/с3)1'2, m ~ (he/G)1/2,

где l, m - планковские значения длины и массы. В контексте анализа модели структуры пространства будущей РСТО было показано, что план- ковская длина обладает всеми необходимыми свойствами, которыми должна обладать величина, претендующая на роль фундаментальной минимальной длины [Шарыпов, 1998]. Нетрудно убедиться, что планковские значения длины и массы обладают одним уникальным свойством: они инвариантны относительно преобразований Лоренца (преобразования Лоренца и их роль в СТО обсуждаются в дополнении А). Как следствие планковские значения длины и массы независимы от выбора системы отсчета (так же как, например, скорость света с в СТО). Уже одно это свойство свидетельствует об их уникальности.

Зададимся вопросом, в чем, собственно, состоит ограничивающая роль фундаментальной длины? Р.

Минимальная длина l0 (l0 = lpl) - это пространственная граница в

микромире, отделяющая друг от друга качественно различные пространственно-временные области. А экстраполяция классических

представлений о пространстве и времени на расстояния меньше l0 неправомерна не потому, что там нет расстояний и промежутков времени, а потому, что за пределами этой границы пространство и время обладают качественно иными свойствами [Аронов, 1963. С. 172].

Таким образом, можно заключить, что и планковское значение длины и планковское значение массы должны выполнять роль не только минимальной структурной единицы со стороны макрообъектов, но и, например, максимального значения для спектра масс элементарных частиц, иначе говоря, представлять собой последний предел локализации вещественно-полевых объектов, описываемых в рамках РКМ и ОТО.

Многие годы в физике существует проблема, связанная с наличием в решениях уравнений онтологически бессмысленных нулевых и бесконечных значений физических величин. Решение этих проблем в настоящий момент связывается с необходимостью более четкого понимания ограничивающей роли ФФП. Отмеченный выше анализ роли ФФП и некоторых их комбинаций в современных теоретико-методологических исследованиях позволил В. В. Корухову сделать предположение, вынесенное нами в эпиграф к данной главе, которое было названо hcG-принципом. Существование ФФП обусловлено существованием материальной среды, представление о которой присутствует в теориях в виде соответствующих инвариантных фундаментальных постоянных или их комбинаций [Корухов, 1988. С. 73-74; 2002. С. 68]. Ограничивающая роль ФФП в данном случае указывает на предельное значение какой-либо физической величины. Понятие предельного значения интерпретируется либо как невозможность существования этой величины за ее предельным значением, либо как предел работы соответствующей теории. Данное предположение можно рассматривать как введение нового методологического принципа с онтологическим основанием, призванного, по нашему мнению, сыграть важную роль в устранении трудностей, связанных с решением проблем рас- ходимостей и сингулярностей. Этот принцип имеет характер ограничивающего принципа, так как ограничивает значения физических величин как сверху, так и снизу. За счет наличия в hcG-принципе всех основных ФФП он охватывает по степени общности максимально возможную на сегодняшний день пространственно-временную область явлений. Это позволяет предположить, что hcG-принцип может оказывать существенное влияние на формирование основ новой постнеклассической физической картины мира.

Ниже мы остановимся на некоторых методологических проблемах, связанных с раскрытием роли ФФП в формировании основ некоторых физических теорий, а также обсудим возможность использования hcG- принципа для получения новых конкретно-научных результатов.