Nisbiylik nazariyasidagi takyonlar

O'n to'qqizinchi va yigirmanchi asrlar
Priestli davridan beri moddiy dunyoning tarkibiy qismlari (ya'ni, molekulalar, atomlar, subatomik zarralar) haqidagi bilimlarda keng miqyosli kengayish kuzatildi, ammo moddaning ta'rifida keyingi rivojlanish bo'lmagan. Aksincha savol chetga surilgan. Noam Xomskiy (1928 yilda tug'ilgan) o'sha paytdan beri hukm surib kelayotgan vaziyatni sarhisob qiladi:


Nihoyat paydo bo'lgan tana tushunchasi nima? [...] Bunga javoban tananing aniq va aniq kontseptsiyasi mavjud emas. [...] Aksincha, moddiy dunyo biz uni qanday kashf etsak, u qanday xususiyatlarga ega bo'lsa, shuncha narsadir. tushuntirish nazariyasi uchun bo'lishi kerak deb taxmin qilish kerak. Haqiqiy tushuntirishlarni taklif qiladigan va fizikaning asosiy tushunchalariga singib ketadigan har qanday tushunarli nazariya moddiy dunyo nazariyasining bir qismi bo'lib, tanani hisobga olishning bir qismiga aylanadi. Agar bizda shunday nazariya mavjud bo'lsa, biz uni fizikaning asosiy tushunchalariga singdirishga intilamiz, ehtimol ushbu korxonani amalga oshirishda ushbu tushunchalarni o'zgartiramiz.


- Noam Xomskiy, Til va bilim muammolari: Managua ma'ruzalari, p. 144 [80]
Shunday qilib materiya fizikani o'rganadigan har qanday narsadir va fizikani o'rganish ob'ekti materiya: materiyaning o'lchov va boshqariladigan eksperiment metodologiyasidan tashqari mustaqil umumiy ta'rifi yo'q. Xulosa qilib aytganda, materiyani tashkil etadigan narsa va boshqa narsalar o'rtasidagi chegaralar fanni boshqa hamma narsadan ajratish demarkatsiya muammosi kabi noaniq bo'lib qolmoqda. [82]
19-asrda, davriy sistema va atom nazariyasining rivojlanishidan so'ng, atomlar materiyaning asosiy tarkibiy qismlari sifatida qaraldi; atomlari molekulalar va birikmalar hosil qilgan. [83]


Joyni egallash va massaga ega bo'lish nuqtai nazaridan umumiy ta'rif materiyaning aksariyat fizikaviy va kimyoviy ta'riflaridan farq qiladi, uning o'rniga uning tuzilishi va hajmi va massasi bilan bog'liq bo'lmagan atributlarga tayanadi. XIX asrning boshlarida materiya haqidagi bilimlar jadal rivojlanib bora boshladi.


Nyuton nuqtai nazarining jihatlari hanuzgacha saqlanib qolgan. Jeyms Klerk Maksvell materiya va harakat nomli asarida materiyani muhokama qilgan. [84] U "materiyani" makon va vaqtdan ehtiyotkorlik bilan ajratib turadi va uni Nyutonning birinchi harakat qonunida aytilgan ob'ekt nuqtai nazaridan belgilaydi.


Biroq, Nyuton rasmlari butun voqea emas edi. 19-asrda "materiya" atamasi ko'plab olimlar va faylasuflar tomonidan faol muhokama qilingan va qisqacha bayonini Levere-da topish mumkin. [85] [qo'shimcha tushuntirish kerak] 1870 yildagi darslikdagi munozarada materiya nima qilinganligi haqida gap boradi. atomlardan iborat: [86]


Ilm-fanda materiyaning uchta bo'linishi tan olingan: massalar, molekulalar va atomlar.
Materiya massasi - bu hislar tomonidan seziladigan materiyaning har qanday qismidir.
Molekula - bu jismni o'ziga xosligini yo'qotmasdan bo'linadigan moddalarning eng kichik zarrasi.
Atom - bu molekulaning bo'linishi natijasida hosil bo'lgan hali ham kichikroq zarracha.
Oddiy massa va egallab turgan fazilatlarga ega bo'lish o'rniga, materiya kimyoviy va elektr xususiyatlariga ega edi. 1909 yilda taniqli fizik J. J. Tomson (1856-1940) "materiya konstitutsiyasi" haqida yozgan va materiya bilan elektr zaryadi o'rtasidagi bog'liqlik bilan shug'ullangan. [87]


20-asrning boshlaridagi "elektr tuzilishi" dan [88] tortib to bugungi kunda "materiyaning kvark tuzilishi" ga qadar bo'lgan "materiyaning tuzilishi" ga oid butun bir adabiyot mavjud: Quyidagi fikr bilan keltirilgan: Kvark tuzilishini tushunish materiya zamonaviy fizikaning eng muhim yutuqlaridan biri bo'lgan. [89] [qo'shimcha tushuntirish kerak] Shu munosabat bilan fiziklar materiya maydonlari haqida gapirishadi va zarralar haqida «materiya maydoni rejimining kvant qo'zg'alishi» haqida gapirishadi. [ 10] [11] Va mana de Sabbata va Gasperinining so'zlari: "Biz" materiya "so'zi bilan o'zaro ta'sir manbalarini, ya'ni asosiy komponentlar deb hisoblanadigan spinor maydonlarni (kvarklar va leptonlar kabi) belgilaymiz. massani o'lchash nazariyasiga kiritish uchun ishlatiladigan Xiggs zarralari singari skalar maydonlari yoki (va shu bilan birga, ular ko'proq fermion maydonlaridan iborat bo'lishi mumkin). "[90] [qo'shimcha tushuntirish kerak]

19. 
    asrning oxirida elektron kashf etilishi bilan, 20-asrning boshlarida atom yadrosi kashf etilishi va zarralar fizikasining paydo bo'lishi bilan materiya elektronlar, protonlar va neytronlardan iborat bo'lib, atomlar hosil bo'lishiga ta'sir qildi. . Bugungi kunda biz bilamizki, hatto protonlar va neytronlar ham bo'linmas, ularni kvarklarga bo'lish mumkin, elektronlar esa leptonlar deb ataladigan zarralar oilasiga kiradi. Ikkala kvark ham, leptonlar ham elementar zarralar bo'lib, hozirgi vaqtda materiyaning asosiy tarkibiy qismlari sifatida qaralmoqda. [91]
    
20. 
    Ushbu kvarklar va leptonlar to'rtta asosiy kuchlar orqali o'zaro ta'sir qiladi: tortishish kuchi, elektromagnetizm, kuchsiz o'zaro ta'sir va kuchli ta'sir o'tkazish. Hozirgi vaqtda zarralar fizikasining standart modeli barcha fizika uchun eng yaxshi tushuntirishdir, ammo o'nlab yillar davomida olib borilgan sa'y-harakatlarga qaramay, tortishish kuchi hali kvant darajasida hisobga olinmaydi; u faqat klassik fizika tomonidan tavsiflanadi (qarang: kvant tortishish va graviton). [92] Karklar va leptonlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlar o'tkazuvchi zarralar (masalan, fotonlar) kvarklar va leptonlar o'rtasidagi almashinuv natijasidir. [93] Kuchni ko'taruvchi zarralar o'zlari qurilish materiallari emas. Natijada, massa va energiya (uni yaratish yoki yo'q qilish mumkin emas) har doim ham materiya bilan bog'liq bo'lishi mumkin emas (u fotonlar kabi materiyasiz zarrachalardan, hatto kinetik energiya kabi toza energiyadan ham yaratilishi mumkin). Kuch tashuvchilar odatda materiya deb hisoblanmaydi: elektr kuchini (fotonlar) tashuvchilar energiyaga ega (qarang Plank munosabati) va kuchsiz kuch tashuvchilar (W va Z bosonlari) massivdir, ammo ikkalasi ham materiya hisoblanmaydi. [94] Biroq, bu zarralar materiya deb hisoblanmasa ham, ular atomlarning, subatomik zarralarning va ularni o'z ichiga olgan barcha tizimlarning umumiy massasiga hissa qo'shadi. [95] [96]
    

Xulosa
Moddaning zamonaviy kontseptsiyasi, asosiy qurilish bloklari nima ekanligini va ularning o'zaro ta'sirini yaxshilashga oid bilimlarni takomillashtirish nuqtai nazaridan tarixda ko'p marta takomillashtirilgan. "Materiya" atamasi butun fizika bo'yicha turli xil kontekstlarda qo'llaniladi: masalan, "quyultirilgan moddalar fizikasi", [97] "elementar moddalar", [98] "partonik" moddalar, "qorong'u" moddalar, " anti "-matter", "g'alati" va "yadroviy" materiya. Materiya va antimaddi munozaralarida normal moddalarni Alfven koinomatter (Gk. Oddiy materiya) deb atagan. [99] Aytish kerakki, fizikada materiyaning umumiy ta'rifi bo'yicha keng kelishuv mavjud emas va "materiya" atamasi odatda aniqlovchi modifikator bilan birgalikda ishlatiladi.


Materiya tushunchasining tarixi bu materiyani aniqlash uchun foydalaniladigan asosiy uzunlik o'lchovlari tarixidir. Atom yoki elementar zarralar darajasida moddani belgilashiga qarab, turli xil qurilish bloklari qo'llaniladi. Kimdir materiya atomlar, yoki moddalar hadronlar, yoki materiya leptonlar va kvarklar bo'lganligi sababli, moddani aniqlashni istagan o'lchoviga qarab ta'rif berish mumkin. [100]


Ushbu kvarklar va leptonlar to'rtta asosiy kuchlar orqali o'zaro ta'sir qiladi: tortishish kuchi, elektromagnetizm, kuchsiz o'zaro ta'sir va kuchli ta'sir o'tkazish. Hozirgi vaqtda zarralar fizikasining standart modeli barcha fizika uchun eng yaxshi tushuntirishdir, ammo o'nlab yillar davomida olib borilgan sa'y-harakatlarga qaramay, tortishish kuchi hali kvant darajasida hisobga olinmaydi; u faqat klassik fizika tomonidan tavsiflanadi (qarang: kvant tortishish va graviton). [92]