В квантовой физике в конце концов нашли способ, как избавиться от частиц, движущихся навстречу силе, и объяснили, как следует понимать соответствующие решения уравнений. Однако, если бы на этот вопрос обратили внимание еще в классической механике, предсказание уравнения Дирака об электронах с отрицательной массой не выглядело бы столь неожиданным.
По своей красоте и строгости механика подобна геометрии. Только ее теоремы формулируются не в трехмерном, а в многомерном пространстве, да еще и время И1рает роль дополнительной координаты.
Физические системы иной природы — например, распределенные в пространстве электрическое и магнитное поля, гравитационные волны, реакции с участием элементарных частиц и ядерных сил и тому подобное — тоже описываются величинами, играющими роль координат, скоростей и сил. В любой системе есть основные величины, а также величины, характеризующие их изменение («скорости»), и силовые функции, понуждающие систему изменяться. Так устроен наш мир.
По аналогии с механикой для всех этих величин можно сформулировать вариационный принцип и найти уравнения движения. Такая процедура оказывается совершенно однозначной и теперь широко используется в физике. Образно говоря, все современные теории являются обобщенной механикой и строятся по ее образу и подобию. С этой точки зрения механика — самая фундаментальная. коренная наука, хотя и относится лишь к не слишком быстрым движениям и достаточно большим расстояниям.
Есть еще порох в пороховницах!
Механику изучают уже триста лет. Казалось бы, за это время физики «выжали» из нее все, что можно, исследовали все частные случаи и возможности. И тем не менее она до сих пор служит лабораторией для изучения различных нетривиальных обобщений наших представлений о движении и взаимодействии материальных тел.
О теории с отрицательными массами уже упоминалось. Другое интересное обобщение связано с попыткой объяснить необычное поведение суперэлементарных частичек — кварков. Дело в том, что их никак не удается вылущить из протонов и нейтронов, частями которых они являются. Складывается впечатление, что, в отличие от всех других материальных объектов, больших и малых, кварки не могут существовать поодиночке — сами по себе, без других братьев-кварков. Капельку слипшихся кварков нельзя разорвать.
Если, например, по одному из кварков сильно стукнуть разошанным в ускорителе электроном, то, вопреки ожиданиям, этот кварк не отделяется от других, а мгновенно «выплевывает» быстрый мезон и сам, избавившись от излишней энергии, остается внутри капельки. И так всякий раз. Физики творят о «резиновой тюрьме»: удирающий кварк с силой ударяется о ее стену, в этом месте от нее отлетает кусок в виде мезона, а кварк отбрасывается ею назад.
