Существуют ли мельчайшие частицы?

[photon]

photon:

Переехали в Дискуссионный

[Черный Евгений]

Напрямую, опытом нельзя доказать конечность деления материи. А косвенно можно. Например, феномен необратимости реальных явлений и полная обратимость законов, сформулированных посредством дифференциальных уравнений (законы классической механики).

Если бы материя могла делиться до бесконечности, то не было бы различия в решении дифференциальных уравнений и решениями природы.

Столкнувшись с этим феноменом, механики придумали 2-е начало термодинамики, накладывающее запрет на обратимые процессы. Вдумайтесь, две частицы газа термодинамического процесса должны не просто разлететься по законам столкновений а еще и предусмотреть, не приведет ли их разлет после столкновения к обратимому процессу. Хитро, но правильно ли так понимать природу?

[word]

Цитата:

Напрямую, опытом нельзя доказать конечность деления материи. А косвенно можно.

Напрямую, опытом не только нельзя доказать конечность деления материи, но и доказать ее существование, как таковой. А косвенно можно и чертей накончике иглы сосчитать.

[Черный Евгений]

Word, нас интересует поведение материи а не ее причина (существование, которое каждый понимает по своему). У всякой системы, поддающейся наблюдению, удалось отыскать закон, даже у хаоса. Выпадение монеты на наперед заданную сторону непредсказуемо, но в целом процесс описывается нормальным распределением.

Я утверждаю, что если у системы наблюдается феномен случайности, то самый простой способ его объяснения - через конечность дробления элементов системы, или целочисленность, или кванты, как Вам будет угодно. Тогда конечная точность любых физических явлений неизбежно приведет к "накоплению ошибок", подобно тому как мы наблюдаем погрешности при вычислениях с конечной точностью.

Следствием "накопления ошибок" есть необратимость. Даже если мы стартуем в "обратном" направлении, то накопление ошибок не приводит к "раскручиванию", ошибки только "накручиваются". В конце концов решение определяется уже не начальными условиями, а законами накопления погрешностей, например нормальным распределением энергий между частицами термодинамического процесса (задача Максвелла).

Согласен, что утверждение дискуссионно, но зачем нам "черти на кончике иглы"? Неужели нет других аргументов?

[zahary]

Насколько я понимаю, в современной физике нет никакой принципиальной разницы между "локализованной частицей" и "локализованным полем".

Вопрос о том, делится ли материя на частицы - вопрос не физический, а философский; физика не требует на него ответа.

Но, как было замечено выше, "локализованные поля" обладают конкретным дискретным набором параметров: массой, зарядом и т. д.
Даже фотон обладает конкретным спином.

[zahary]

Черный Евгений писал:

"Я утверждаю, что если у системы наблюдается феномен случайности, то самый простой способ его объяснения - через конечность дробления элементов системы, или целочисленность, или кванты, как Вам будет угодно. Тогда конечная точность любых физических явлений неизбежно приведет к "накоплению ошибок", подобно тому как мы наблюдаем погрешности при вычислениях с конечной точностью."


Мне кажется, лучшая иллюстрация вероятностного характера явлений природы
- эксперимент по измерению спина электрона.
Мы точно знаем, каким будет модуль спина, точно знаем, вдоль какой оси он будет лежать, но мы никак не можем предсказать, каким будет его направление (+ или -).

Единственное, что мы знаем - что оба варианта равновероятны.

Вряд ли это возможно объяснить "накоплением ошибок".

Т. е., вероятностный характер явлений природы - фундаментальное свойство природы.

[zbl]

zahary писал(а):

Вопрос о том, делится ли материя на частицы - вопрос не физический, а философский; физика не требует на него ответа.

Это не так.
Лишь нужно подобрать подходящий раздел физики.

Вопрос, однако, что такое элементарность?
Один из разумных ответов такой: фундаментальные частицы (термин "элементарные частицы" уже занят другим смыслом) не способны превращаться друг в друга (в отличие от обычных составных частиц).
Так в химии ядро атома будет мельчайшей частицей, а в КТП уже кварки и лептоны будут мельчайшими частицами.

Вопрос "есть ли самые мельчайшие частицы" сводится тогда к вопросу, есть ли соответствующий раздел физики -- а такой вопрос остаётся в рамках физики как науки.
Например, нелокальные теории поля существуют и они ничем не хуже общепринятых локальных, но экспериментальных подтверждений существования элементарной длины пока нет -- но то не значит, что и никогда не будет.
Поэтому данный вопрос даже не теоретический, а сугубо экспериментальный.

[fundamentalscience.ru]

Dialectic писал(а):

ewert писал(а):

Ну так он был прав.

Не сомневаюсь. Но мне нужны доказательства. Или хотя бы уверения, что они имеются, плюс небольшой набросок основной схемы этого доказательства. (только основные этапы, в двух словах).

Уважаемый диалектик. Вы так въедчиво докапываетесь до уверений... есть большие сомнения, что вам эти доказательства действительно нужны, также как и то, что вы хоть сколько-то серьезно относитесь к научным работам или объяснениям. В доказательство этого, я готов встречно спросить у Вас, а сколько Вы готовы выложить за предоставленные доказательства, которые так сильно вам нужны для достижения каких-то своих целей? Я могу вам предоставить все необходимые доказательства, в том числе и вещественные, в зависимости от вашей платежеспособности. Но когда мне нужно нечто подобное, я беру в руки перо и занимаюсь выводом формул, трачу свое время или изучаю соответствующую литературу, за которую также плачу, и на выбор или изучение которой я также трачу время. В конце-концов приведение убедительной аргументации в красивой и стройной доказательной форме по вашему запросу есть работа, которая должна быть оплачена. Не так ли? Но мне почему-то кажется, что вы от этого вопроса будете уклоняться или толком не сможете ничего ответить... Боюсь вам придется довольствоваться юмористическими отмазками или самому строить свою доказательную базу.

[zbl]

zbl писал(а):

в КТП уже кварки и лептоны будут мельчайшими частицами.

А вру.
В КХД как раз видно, что кварки не могут быть фундаментальными частицами в таком смысле.
По-этому даёшь преоны.

[zbl]

Dialectic писал(а):

мне нужны доказательства. Или хотя бы уверения, что они имеются, плюс небольшой набросок основной схемы этого доказательства. (только основные этапы, в двух словах).

От противного пойдёт?
Если бы существовала элементарная длина, то всяко существовали бы фундаментальные частицы -- обратно, если бы существовали фундаментальные частицы, то размер самой малой из них был бы элементарной длиной (просто никак не измерить тогда длины много меньше этой).
Тогда бы теории, исходящие из отсутствия элементарной длины, не работали бы в некоторой области длин, которые близки к элементарной.
Но нынешние локальные теории сносно работают для всех доступных масштабов.
Значит, по крайней мере, нам ещё пыхтеть и пыхтеть до энергий, соответствующих длинам, порядка элементарной даже, если она и есть.
Вот когда перестанут работать теории, причём, будет видно, что перестанут именно из-за их локальности, вот тогда и будем считать, что есть основания полагать, что существует элементарная длина и мельчайшая частица.

[Утундрий]

Небольшой оффтопик, но интересно... Что просвещенное сообщество думает по поводу получения спина из изоспина?

[Черный Евгений]

Zahary,
я согласен с Вами, когда Вы утверждаете "вероятностный характер явлений природы - фундаментальное свойство природы". Это хорошо, нехорошо то, что Вы не видите, как из падения монеты на две стороны, или другого подобного явления получается накопление ошибок. Мы привыкли считать накопление ошибок чепухой, связанной только с несовершенством наших наблюдений. Глупо было бы сегодня доказывать фундаментальность этого явления для природы. Не время. Лет через 100, когда переберут все возможные варианты и ничего не будет получаться, тогда может быть...

Впрочем, уже сегодня видно, что континуум уже сделал свое, безусловно положительное дело. Дальше будет только 4-х мерная чепуха. Да, чуть не забыл - Квантовая механика уже есть, осталось только добавить к ней кванты энергии, протяженности пространства и времени. Всего ничего - добавить к квантовой механике кванты.

[zahary]

Черный Евгений

Давайте немного переформулируем.

Не "накопление ошибок", а "накопление случайных отклонений".

Если я Вас правильно понял, Вы утверждаете, что вероятностный характер явлений природы вызван накоплением элементарных (единичных, квантовых) случайных отклонений.
Например, случайный процесс подбрасываний монеты состоит из единичных подбрасываний.

Это звучит правдоподобно.

[Черный Евгений]

Zahary, близко, но не совем так.

1) Пусть, кратчайший путь по городу есть диагональ, по отношению к улицам. Но идти через дворы невозможно. Тогда есть совершенно равноценная альтернатива - выбрать 2 квартала налево-направо или направо-налево. Почему природа решает эту задачу случайным образом очень трудно понять. Ведь можно раз и навсегда выбрать одну из альтернатив, впрочем тогда мы потеряем симметричность. Как природа решает, когда надо налево, а когда направо - также не поддается воображению. Эйнштейн безусловно прав, когда говорил, что никто не играет в кости для выбора той или иной альтернативы, но на этом основании отрицать случай в принципе - это перебор. Итак, в природе есть место равноценным альтернативам или случаю.

2) Есть процессы, когда следует поделить неделимое. Например, предположение о существовании кванта энергии неизбежно приведет к тому, что следует будет решить, что делать с последним квантом, который по закону соударений двух частиц должен поделиться пополам. Куда его девать? Если он не делится, то единственный выход - случайным образом отдать его одной из частиц. Будет ли тогда нарушен закон сохранения энергии? Нет, ведь суммарное число квантов энергии осталось неизменным. Я проводил такой опыт - брал 1000 частиц, у которых была одинаковая энергия, а потом случайным образом передавал 1 квант энергии от частицы к частице. Через некоторое время получалось решение Мексвелла, но без тех натяжек которые Максвелл, а потом Больцман вынуждены были вводить. Таким образом, предположив дискретность энергии мы неизбежно получаем решение природы. Когда я говорил о косвенном подтверждении дискретности материи, то имел именно такие подтверждения. Это пример накопления ошибок или отклонений.

3)Утверждать бесконечную делимость, или неисчерпаемость вглубь, может только тот, кто не строит своих систем. Попробуйте из математики убрать дискретную 1 и посмотрите что останется. Попробуйте у разработчиков процессора убрать понятие такта и понятие бита.

[zahary]

Черный Евгений писал:

"Почему природа решает эту задачу случайным образом очень трудно понять. Ведь можно раз и навсегда выбрать одну из альтернатив, впрочем тогда мы потеряем симметричность. Как природа решает, когда надо налево, а когда направо - также не поддается воображению."


Отлично!

Мне кажется, что законы природы ДОЛЖНЫ БЫТЬ вероятностными именно потому, что вероятностное математическое описание мира принципиально ПРОЩЕ детерминистского.
Я писал об этом здесь на форуме в своей теме "Будущее теоретической физики" (которую нехороший человек Парджеттер перенёс в карантин ):

http://www.proza.ru/2009/02/16/862

Бог не играет в кости.
Играем мы, а Он точно знает, как выпадут кости.

И вообще, кости - это слишком сложно.
Всё сводится к подбрасываниям монеты.