Знание-сила, 2000 № 05-06 (875,876) | страница 35



Гипотеза о том, что вакуум представляет собой нечто вроде квантовой жидкости — сверхтекучей, несжимаемой, как все известные нам ее типы, и потому не мешающей движению погруженных в нее тел, — имеет немало сторонников. Не исключено, что вызывающие наше удивление дробнозаряженные кварки — всего лишь кванты вакуумных волн, и весь наш мир — всего только сложное, многоэтажное возбуждение его вакуумной первоосновы? Вспомним описанный в знаменитом романе С. Лема океан Солярис. Он вскипал и лепил из своей пены сложные объекты. Вполне возможно, что наш мир — тоже что-то вроде заполняющего все пространство кипящего и застывающего в различных формах океана вакуумной пены и жилкисти.

Несмотря на фантастичность подобной картины, в ней много разумного. В свойствах конденсированных сред — жидкостей и твердых тел — действительно прослеживается много общего со свойствами вакуумной среды. Например, под действием электромагнитны]; сил вакуум поляризуется — изменяется вдоль направления поля. Это сказывается на свойствах атомов и проявляется в опытах. Гипотеза о существовании вакуумных частиц хигссонов, нужных для того, чтобы свести концы с концами в физике элементарных частиц, пришла из теории сверхпроводимости… И, наверное, совсем не случайно, что математический аппарат, используемый для описания связанных с вакуумом процессов, удивительно похож на тот, что применяется для расчетов свойств диэлектриков и металлов. А ведь, как это доказывает история физической науки, уравнения часто «видят» то, что еше долго остается скрытым от глаз их создателей.

Нужно сказать, что идея построить мир из невидимого «вакуумного вещества» не нова. Первым ее высказал английский физик Поль Дирак. Он предложил считать пространство целиком заполненным электронами, а дырки в этой отрицательно заряженной среде рассматривать как положительно заряженные частицы. Такая картина, дополненная отрицательно заряженными антипротонами, положительными протонами и другими обнаруженными в опытах частицами, была нужна ему для интерпретации выведенного им уравнения и долгое время использовалась физиками. Однако она слишком упрощена и не учитывает взаимодействий вакуумных частиц. Образно говоря, это — картина «мертвой» среды, состоящей из отдельных несвязанных между собой «бусинок».

Интересную гипотезу о свойствах вакуумной среды высказал недавно американский физик Винтерберг. Обычно считается, что нерелятивистская физика — механика Ньютона, закон Кулона и так далее — является частным случаем более «глубокой», релятивистской, когда скорости тел много меньше скорости света. Винтерберг заметил, что в некоторых случаях, наоборот, более глубокими могут быть нерелятивисгские законы, приобретающие релятивистский вид, когда взаимодействующих частиц становится так много, что их уже можно рассматривать как непрерывную среду. Например, атомы и молекулы, из которых состоят окружающие нас твердые тела и жидкости, движутся медленно, а вот возникающая в результате их коллективных взаимодействий звуковая волна описывается уравнением, имеющим в точности такую же релятивистскую форму, как для световых волн. Согласно гипотезе Винтерберга, таким же образом и в вакуумной среде, состоящей из каких-то еще неизвестных нам медленно движущихся частиц, возникают волны «вакуумного звука» — света.