- 36 -
сутствовать на уровне деления материи на предметы и вещества, на молекулы, атомы, элементарные частицы, а также на уровне планет, звезд, галактик и Вселенной в целом. Это требование необходимо, так как основой каждого макропроцесса является соответствующий микропроцесс, обуславливающий собой закономерности макропроцесса. Единство природы заставляет и для микромира, и для макромира искать общие инварианты, относительно которых и можно оценивать другие величины, присутствующие в процессах, явлениях и экспериментах.
Этот подход заставляет искать, таким образам, общие физические инварианты только среди величин, существующих на любом уровне материи и существенных для любых явлений.
С этих позиций такая величина, например, как электрический заряд, не может выступать в качестве общего физического инварианта, поскольку эта категория, реально существующая в микромире, не проявляется существенным образом на уровне деления материи на молекулы, вещества, звезды, галактики. Во всяком случае, наличие зарядов на более высокой ступени организации материи, нежели элементарные частицы, несущественны для многих форм материи, физических явлений и взаимодействий. Мало того, даже на уровне элементарных частиц категория электрического заряда не всегда играет существенную роль, поскольку имеются частицы, у которых заряд отсутствует.
По тем же причинам в качестве общих физических инвариантов не могут выступать характеристики отдельных физических явлений или отдельных форм материи, например, характеристики фотонов света /постоянство формы фотона, постоянство скорости его движения, прямолинейность распространения и т.п./.
Рассматривая наиболее общие характеристики материи на любых уровнях ее деления, можно утверждать, что для всех этих уровней имеется только четыре действительно общих физических категории. Этими категориями являются:
- собственно материя;
- пространство;
- время;
- движение материи в пространстве и во времени.
В самом деле, о любом происходящем явлении можно говорить только в связи с тем, что это явление происходит с материей, а не независимо от нее, в пространстве и во времени, что само по себе уже
означает движение материи.
Поскольку категории материи, пространства, времени и движения справедливы на всех уровнях деления материи, начиная от Вселенной
- 37 -
в целом и кончая элементарными частицами, нет никакого основания считать, что на уровне деления материи,-более глубоком, чем "элементарные" частицч вещества, эти категории окажутся несправедливыми.
Являясь категориями общими для всех уровней материи, собственно материя, пространство, время и движение могут выступать в качестве главных физических инвариантов, но для их использования в реальных зависимостях нужны соответствующие меры - единицы измерения. В качестве единиц измерения могут бчть взяты единицы соответствующих физических величин. Например, в качестве меры времени выступает единица измерения времени - секунда. В качестве меры пространства выступает единица длины и ее производные - меры площади и объема. Справедливость выбора этих величин в качестве мер времени и пространства подтверждена всем опытом естествознания.
Что касается мер количества материи и движения, то здесь необходима дополнительные оговорки.
Прямой меры количества материи до настоящего времени не найдено. Косвенной, но строго пропорциональной мерой количества материи в классической физике считалась масса. Теория относительности, внеся понятие "изменчивости" массы со скоростью, тем самым поставила под сомнение возможность использования массы как меры количества материи.
Нужно отметить, что несмотря на то, что масса может явиться только косвенной мерой количества материи и, в принципе, может быть связана с количеством материи не прямой, а функциональной зависимостью, в которую войдут и другие величины, вероятность того, что масса является инвариантной мерой количества материи, т.е. строго пропорциональна количеству материи гораздо выше, чем вероятность того, что в рассмотренном в начале раздела примере измерения массы движущейся частицы инвариантны взаимодействия заряда с электрическим и магнитными полями, используемыми в эксперименте.
В самом деле, скорость света есть скорость распространения электромагнитного поля. Заряд имеет электрическую природу. Приближение скорости заряженной частицы к скорости распространения сил, воздействующих на нее, а магнитная и электрическая напряженности являются силами, воздействующими на заряд, неминуемо приведет к изменению величины взаимодействия. Если бы частица имела скорость, равную скорости света, электрическое поле, по крайней мере, направленное вдоль траектории частицы, вообще не могло бы влиять на нее. Одадгунртельно, взаимодействие заряда и напряженностей при движении