Квантовые поля реальны или же являются лишь вычислительным инструментом? Три уникальных эксперимента показывают, что они переносят энергию. Если энергия реальна, то и квантовые поля реальны.
Ключевые тезисы:
Квантовая теория поля, разрабатываемая с конца 1920-х по 1940-е годы и далее, постулировала, что не только частицы, но и лежащие в их основе квантовые поля являются фундаментальными.
На протяжении десятилетий учёные спорили о том, являются ли квантовые поля подлинно реальными или же представляют собой всего лишь удобный для описания поведения наблюдаемых частиц вычислительный инструмент?
Но в последние годы ряд независимых экспериментов, по всей видимости, разрешил этот вопрос: квантовые поля переносят энергию, и это можно наблюдать. Если энергия реальна (а мы, безусловно, считаем, что это так), то реальны и квантовые поля.
Один из самых фундаментальных вопросов, возникающий на стыке физики и философии, столь же прост, сколь и загадочен: что такое реальность? Описывается ли реальность просто частицами, которые существуют, из которых состоим мы, с которыми мы взаимодействуем, которые мы можем наблюдать и измерять на фоне пространства‑времени, описываемого общей теорией относительности? Может ли оказаться, что описывать эти сущности как частицы в корне неверно, и следует ли их рассматривать как некий гибрид волны, частицы и вероятностной функции, как более полного описания каждого «кванта», существующего в нашей реальности? Мы можем пойти ещё глубже, отметив, что в основе всего сущего лежат поля, а «кванты», с которыми мы обычно взаимодействуем, — это лишь примеры (по крайней мере временно) устойчивых возбуждений этих полей?
Когда появилась квантовая механика, она принесла с собой осознание того, что величины, которые ранее считались вполне определёнными, такие как:
положение и импульс частицы,
её энергия и точка на шкале времени,
-
её момент импульса в каждом из трёх пространственных измерений, которые мы можем измерить,
больше не могут быть наделены объективно определёнными значениями.
Вместо этого квантовая физика привносит свойства вроде неотъемлемой неопределённости в то, что мы считали измеримым, и в результате мы можем описывать это лишь распределением вероятностей возможных значений в каждый момент времени. Сама по себе эта странность породила в начале ХХ века множество споров о природе реальности, и немалое количество этих споров продолжаются и по сей день.
Однако вскоре, с введением концепции квантовых полей, всё стало ещё более странным! На протяжении нескольких поколений физики спорили, являются ли эти квантовые поля подлинно реальными или же они представляют собой лишь вычислительный инструмент, полезный для математического моделирования той реальности, которую мы можем измерить, но не отражающий саму реальность. Почти столетие спустя мы практически уверены, что квантовые поля действительно реальны, и есть однозначная тому причина: они переносят энергию. Энергия — это то, что мы считаем в высшей степени реальным, и если энергия реальна, то реальны и квантовые поля. Вот три эксперимента, доказавшие, что квантовые поля действительно переносят энергию и, следовательно, реальны.
У квантовой теории поля весьма интересная история. Она возникла не потому, что кто‑то подумал: «Ну, у нас были классические частицы и классические поля, гравитация и электромагнетизм, и если частицы квантовые, то пусть и поля тоже будут квантовыми». Эта идея, возможно, витала в воздухе, но не она привела к созданию теории квантовых полей. Идея квантовых полей возникла из‑за того, что квантовая механика в том виде, в каком она первоначально понималась и предлагалась, содержала внутреннее противоречие.
Подумайте вот над каким аспектом нашей квантовой реальности. Классически то, что мы называем физическими свойствами, — «положение» и «импульс», представляют собой величины, являющиеся неотъемлемыми свойствами любой обладающей ими частицы. Квантовомеханически здесь возникает новое явление: мы понимаем, что измерение одного из этих свойств неизбежно вносит неопределённость в другое. Более того, чем точнее мы измеряем одну из этих сопряжённых переменных, тем больше неопределённости в другой сопряжённой переменной. Мы больше не можем рассматривать их как «свойства», а вынуждены обращаться с ними как с квантовомеханическими операторами, где мы можем знать лишь вероятность набора возможных исходов, а не единственное значение.
Для чего‑то вроде положения и импульса эти распределения вероятностей зависят от времени: положения, которые мы, вероятно, измерим, или импульсы, которые мы припишем частице, будут меняться и эволюционировать со временем. Но это указывало на ещё одну проблему, которую невозможно было обойти, поняв теорию относительности Эйнштейна: понятие времени различно для наблюдателей в разных системах отсчёта. Законы физики должны быть релятивистски инвариантны, давая одни и те же ответы вне зависимости от того, где вы находитесь и как быстро (и в каком направлении) вы движетесь.
Если квантовая физика зависит от времени, но теория относительности говорит, что время относительно, то как согласовать эти два положения? Необходимо, чтобы квантовая физика также включала эйнштейновскую теорию относительности. Исходная проблема состояла в том, что квантовая механика старой школы, описываемая уравнением Шрёдингера, даёт различные предсказания для наблюдателей в разных системах отсчёта: она, по сути, не является релятивистски инвариантной! Потребовались годы разработки, прежде чем были записаны первые уравнения, описывающие квантовое поведение материи релятивистски инвариантным образом, в том числе:
уравнение Клейна‑Гордона, применимое к частицам со спином 0;
уравнение Дирака, применимое к частицам со спином ½ (таким как электроны);
уравнение Прока, применимое к частицам со спином 1 (таким как фотоны).
Это привело к картине, в которой мы описываем поля (такие как электрическое и магнитное), которые каждая частица порождает, а затем каждая квантовая частица может взаимодействовать с этими полями.
Однако это не решает проблему полностью. Что делать, например, если каждая порождающая поле частица обладает принципиально неопределёнными свойствами, такими как положение и импульс? Как можно порождать поле из распределения вероятностей, а не из точечной частицы? Что происходит, если рассмотреть совершенно неклассическую ситуацию, например электрон, проходящий через две щели? В этом случае определённо нельзя рассматривать электрическое поле, порождённое этим волнообразным, «размазанным» электроном, как исходящее из единственной точки и подчиняющееся классическим уравнениям Максвелла.
Подобные соображения вынудили нас перейти от простой квантовой механики к квантовой теории поля, которая не просто возвела определённые физические свойства в ранг квантовых операторов, но и возвела сами поля в ранг квантовых операторов.
Благодаря квантовой теории поля огромное число уже наблюдавшихся явлений наконец обрело смысл: введение операторов поля (в дополнение к «операторам частиц», таким как координата и импульс) позволило объяснить ряд явлений, которые были уже зафиксированы, но не имели физического объяснения. К ним относятся:
рождение и аннигиляция пар частица‑античастица;
радиоактивный распад атомных ядер и массивных нестабильных квантовых частиц (таких как мюон);
квантовые поправки к магнитным моментам электрона (и мюона), включая вклады тонкой и сверхтонкой структуры;
а также многие другие.
Но это не доказывало, что квантовые поля обязательно реальны. Всё ещё оставался вопрос, являются ли эти квантовые поля просто успешным математическим описанием частиц, подлинно составляющих нашу реальность, или же они реальны сами по себе.
Один из способов ответить на вопрос о том, «реально» ли что‑то, — спросить, что с этим можно сделать. Мы часто говорим, что «лучше один раз увидеть», но не всё реальное можно «увидеть» так, как видят обычную материю. Квантовые поля мы не можем измерить напрямую, но если мы можем совершать с ними действия вроде:
извлечения из них энергии;
использования их для совершения «работы» (то есть перемещения масс на определённое расстояние путём приложения силы);
приведения их в такую конфигурацию, которая приводит к однозначному, наблюдаемому признаку, уникальному для квантовой теории поля,
то это может доказать их «реальность» в той мере, в какой о чём‑то, что нельзя измерить напрямую, вообще можно сказать, что оно физически реально. На сегодняшний день у нас есть уже три независимых эмпирических, экспериментальных доказательств того, что квантовые поля вполне реальны. Вот их описание.
1. Эффект Казимира
В теории квантовые поля всех типов — от электромагнитного, до слабого и сильного ядерных взаимодействий, пронизывают всё пространство. Один из способов визуализировать такое поле — представить серию квантовых флуктуаций, или волн со всевозможными длинами. В обычном пустом пространстве эти длины волн могут принимать любые значения и принимают их: то, что мы называем «энергией нулевых колебаний» пространства, или «основным состоянием» пустого пространства, возникает из суммы всех возможных вкладов таких волн.
Но представим себе установку барьеров, ограничивающих допустимые типы волн и их длин в данной области пространства. В физике мы обычно называем такие ограничения «граничными условиями», и они позволяют нам управлять всевозможными электромагнитными явлениями, включая радио‑ и телевизионные сигналы.
В 1948 году физик Хендрик Казимир понял, что если создать конфигурацию, в которой две параллельные проводящие пластины расположены очень близко друг к другу, то «допустимые» моды волн снаружи пластин будут бесконечны, тогда как между пластинами будет разрешено лишь некоторое их подмножество.
В результате, исключительно вследствие квантовых полей между ними, возникает разница между силами, действующими на пластины внутрь и наружу, причём конкретная сила зависит от точной конфигурации. Хотя в целом принималось, что эффект Казимира должен существовать, его измерение оказалось невероятно сложным.
К счастью, спустя 49 лет после того, как Казимир предсказал этот эффект, эксперименты наконец догнали теорию. В 1997 году Стив Ламоро (Steve Lamoreaux) разработал эксперимент, в котором использовались одна плоская пластина и участок сферы очень большого радиуса, чтобы рассчитать и измерить эффект Казимира между ними. И вот, экспериментальные результаты совпали с теоретическими предсказаниями с точностью более 95%, то есть лишь с небольшой погрешностью и неопределённостью.
С начала 2000-х годов эффект Казимира был измерен непосредственно между параллельными пластинами, а также был продемонстрирован интегрированный кремниевый чип для измерения силы Казимира даже между сложными геометриями. Если бы квантовые поля не были «реальны», этот вполне реальный эффект не имел бы физического объяснения.
2. Вакуумное двулучепреломление
В областях с очень сильными магнитными полями само пустое пространство, несмотря на то что оно не «состоит» ни из чего физического, должно намагничиваться, поскольку квантовые поля в этой области пространства испытывают влияние внешнего поля. В реальной Вселенной такую естественную лабораторию предоставляют пульсары: они порождают магнитные поля, в миллиарды раз превышающие даже поля сильнейших электромагнитов, созданных в земных лабораториях. Когда свет проходит через это сильно намагниченное пространство, он должен поляризоваться, даже если изначально он был полностью неполяризованный.
Предсказание этого эффекта, известного как вакуумное двулучепреломление, восходит к Вернеру Гейзенбергу. Однако впервые наблюдался он лишь в 2016 году, когда группа исследователей изучила удивительно «спокойную» нейтронную звезду, расположенную в 400 световых годах от нас: RX J1856.5–3754. Это был самый тусклый объект, для которого когда‑либо измерялась поляризация, и тем не менее степень линейной поляризации оказалась большой и значимой: 16%. Без усиливающего эффекта вакуумного двулучепреломления в пустом пространстве, окружающем этот пульсар, такую поляризацию объяснить невозможно. И вновь эффекты квантовых полей проявляются однозначно и измеримо.
3. Эффект Швингера
Вместо магнитных полей представим, что у нас есть чрезвычайно сильное электрическое поле — гораздо более сильное, чем можно создать на Земле. Вместо магнитной поляризации квантовый вакуум станет электрически поляризованным: подобно тому, как заряды мигрируют к противоположным концам батареи или иного источника напряжения.
В глубинах пустого пространства происходят квантовые флуктуации всех типов, включая редкое, но важное рождение пар частица‑античастица. Самые лёгкие заряженные частицы — это электрон и его античастица, позитрон, и именно эти частицы ускоряются сильнее всего (благодаря своей малой массе) в присутствии электрического поля.
В обычных условиях эти пары частица‑античастица аннигилируют обратно в «ничто» прежде, чем их можно обнаружить. Но если достаточно сильно увеличить напряжённость электрического поля, возможно, электрон и позитрон уже не смогут найти друг друга, поскольку они будут разведены в стороны эффектами электрически поляризованного пустого пространства, в котором они существуют.
В теории, такие поля должны обеспечивать условия внутри нейтронной звезды, и можно было бы создавать новые пары частица‑античастица из энергии электрического поля по самой знаменитой формуле Эйнштейна: E = mc2. Однако мы не можем ставить эксперименты в таких условиях и не можем воссоздать их на Земле, и в результате большинство исследователей оставили надежду когда‑либо проверить эффект Швингера.
Но в начале 2022 года группа исследователей всё же сделала это. Используя графеновую структуру, известную как сверхрешётка, где несколько слоёв материалов создают периодические структуры, авторы этой работы приложили электрическое поле и индуцировали спонтанное рождение электронов и «дырок», которые являются аналогом позитронов в физике конденсированного состояния, за счёт отбора энергии из приложенного электрического поля.
Единственным способом объяснить наблюдаемые токи был этот дополнительный процесс спонтанного рождения электронов и «дырок», и детали процесса совпали с предсказаниями Швингера, сделанными ещё в 1951 году.
Разумеется, можно утверждать, что квантовые поля должны были стать реальностью с самого начала — с момента первого наблюдения лэмбовского сдвига в 1947 году. Электроны в 2 s‑орбитальном состоянии водорода занимают несколько иной энергетический уровень, чем электроны в 2 p‑орбитальном состоянии, и это различие не возникает ни в нерелятивистской квантовой механике, ни даже в релятивистской квантовой механике; для его объяснения нужна квантовая теория поля. Знаменитый эксперимент ранних дней квантовой физики — эксперимент Лэмба‑Резерфорда обнаружил это ещё до того, как первая современная квантовая теория поля, квантовая электродинамика, была разработана Швингером, Фейнманом, Томонагой и другими.
Тем не менее предсказать эффект до его наблюдения — это нечто особенное, в отличие от объяснения уже наблюдавшегося эффекта постфактум. Именно поэтому три выделенных здесь явления: эффект Казимира, вакуумное двулучепреломление и эффект Швингера выделяются среди любых первоначальных стимулов для формулирования квантовой теории поля. Они были предсказаны теорией в первую очередь и были предсказаны вообще только потому, что у нас уже была картина квантовой теории поля. Обнаружение всех трёх явлений произошло позже.
Существует возможная связь между квантовой теорией поля и Вселенной на самых больших масштабах. Наблюдаемый эффект тёмной энергии, вызывающий ускоренное расширение Вселенной, ведёт себя идентично тому, чего следовало бы ожидать при малом, но положительном, ненулевом значении энергии нулевых колебаний пустого пространства. По состоянию на 2026 год эта возможная связь остаётся спекулятивной, из области предположений, поскольку расчёт энергии нулевых колебаний пространства выходит за пределы возможностей современной физики. Тем не менее, тот факт, что квантовые поля переносят энергию и оказывают как вычислимые, так и измеримые воздействия на свет и материю во Вселенной, убедительно свидетельствует о том, что (в той мере, в какой вообще можно утверждать, что что‑то «реально»), эти квантовые поля являются реальными. Возможно, если природа будет благосклонна, мы когда‑нибудь обнаружим ещё более глубокую связь между квантовой теорией поля и космической Вселенной, которую мы все населяем.
Эта статья была впервые опубликована в феврале 2023 года. Обновлена в октябре 2026 года.
Комментарии (24)
LinkToOS
31.10.2026 08:05Не дано определение “поля”. Без определения “поля” тему не раскрыть. И надо показать, чем элементарная частица, занимающая ненулевой объем пространства, отличается от поля.
Что такое “поле”, как некий “единый объект”, имеющий глубокую связность в объеме пространства? Например сферическое поле, напряженность которого изменяется в пространстве - это один неделимый объект во всем объеме пространства где это поле действует?На протяжении нескольких поколений физики спорили, являются ли эти квантовые поля подлинно реальными или же они представляют собой лишь вычислительный инструмент, полезный для математического моделирования той реальности, которую мы можем измерить, но не отражающий саму реальность.
Это вопрос о структуре поля, о применимости выбранного математического аппарата для описания поля, и о соответствии математического аппарата физической структуре поля.
Мы можем пойти ещё глубже, отметив, что в основе всего сущего лежат поля, а «кванты», с которыми мы обычно взаимодействуем, — это лишь примеры (по крайней мере временно) устойчивых возбуждений этих полей?
Это уже вопрос о структуре частиц, и о том можно ли рассматривать частицы как состояние некоего “глобального поля”.
В принципе есть три с половиной варианта:
Частиц нет. Частица это возбужденное состояние поля.
Полей нет. Поля это комплексы взаимодействующих частиц.
Нет ни полей ни частиц. И то и другое является “деформацией пространства-времени”.Запасной вариант: Вообще ничего физического нет. Все это галлюцинации нефизической духовной сущности.
phenik
31.10.2026 08:05Нет ни полей ни частиц. И то и другое является “деформацией пространства-времени”.
В КМ имеется теоретический конструкт корпускулярно-волнового дуализма, по аналогии в КТП конструкт корпускулярно-полевого представления или дуализма. В прямую не наблюдаемые сущности, которые в опыте проявляют себя по разному. В классике это все отдельные физические эмпирически подтвержденные концепции. Так сказать базис познания, из которого конструируются новые понятия для не наблюдаемых сущностей. В СТО и ОТО это пространственно-временные континуумы с собственной спецификой. Удобно тем что эти производные конструкты подчиняются принципу соответствия и в предельных случая переходят к классическим концепциям. Отражает активный, конструктивный дух познания, как в свое время в своей теории познания утверждал Кант.
avshkol Автор
31.10.2026 08:05В принципе есть три с половиной варианта:
Частиц нет. Частица это возбужденное состояние поля.
Полей нет. Поля это комплексы взаимодействующих частиц.
Нет ни полей ни частиц. И то и другое является “деформацией пространства-времени”.
Да, и поля, и частицы имеют одну природу - скорее это не деформации пространства-времени (как гравитация, сама являющаяся следствием наличия массы и энергии), а некие энергетические состояния. При этом частицы отличаются тем, что такие энергетические состояния более-менее концентрированы в пространстве-времени и устойчивы, а поля - что они более распределены и часто привязаны к этим вот концентрированным состояниям.
phenik
31.10.2026 08:05а поля - что они более распределены и часто привязаны к этим вот концентрированным состояниям
Может это обмен виртуальными частицами. Еще не известно, что считать математическим приемом описания поля или виртуальные частицы. Кстати, все упомянутые эффекты по переносу энергии полем описываются через них. Хотя есть работы в которых такой перенос описывается без обращения к виртуальным частицам.
ksbes
31.10.2026 08:05а некие энергетические состояния
Энергетические ссостояния чего? Пространства-времени? Тогда что такое энергетическое состояние простантсва времени, если не его искажение? Тем более что любая энергия пространство-время искажает (даже фотон с нулевой массой).
avshkol Автор
31.10.2026 08:05Искажение пространства-времени - это уже следствие наличия в нем массы/энергии. (У меня есть на этот счет теория, как это могло бы работать, но не буду занимать здесь пространство и время...)
kauri_39
31.10.2026 08:05На мой дилетантский взгляд, у пространства есть два взаимно исключающих определения: это пустота или среда. Пустота не влияет на материю, а материя - на пустоту. Среда влияет на материю, а материя виляет на среду. Из ОТО и КТП мы видим, что пространство ведёт себя аналогично среде. Значит, пространство - это среда, согласно её определению. То есть, среда - это особый вид материи, и как материя, она должна быть дискретной - состоять из квантов среды. У этой среды есть своё историческое название - эфир.
Получается, что пространство-время и физический вакуум - это разные, приблизительные описания эфира. Ближе к нему физический вакуум с его огромной плотностью энергии. Он объясняет эффект Казимира, а тёмная энергия - нет. И он острее ставит вопрос об источнике этой плотной среды для расширяющегося объёма Вселенной. Ответ даёт 4-мерная космология Римана, исправленная на расширение Вселенной. Новые кванты эфира поступают в 3-мерную Вселенную из 4-мерного пространства. И поступают они в гораздо большем количестве, чем выводятся через материю обратно. Разрежение эфира материей служит причиной её гравитации - ускоренного движения внешнего плотного эфира к материи.
Такая космология подтверждается тем, что для неё не нужна тёмная материя. Но кванты эфира должны взаимодействовать с частицами материи ещё каким-то сложным образом, чтобы они могли заменить собой абстрактные нулевые колебания квантовых полей. И объяснить Лэмбовский сдвиг электронов, эффект Казимира. Имея представление о квантованной среде, общей для описания процессов макро и микромира, можно будет создать рабочую теорию квантовой гравитации.
phenik
31.10.2026 08:05Получается, что пространство-время и физический вакуум - это разные, приблизительные описания эфира.
В классической парадигме были концепции пространства, времени, частиц (корпускул), волн, полей, и др., как отдельных физических сущностей. Они имеют двойное происхождение, исходно, как интуиции позже подтвержденные эмпирически. В пришедшей ей на смену релятивистско-квантовой парадигме эти концепции были объединены в теоретические конструкты (в философии), в пространственно-временные континуумы в СТО и ОТО со своей спецификой, и корпускулярно-волновой дуализм в КМ. Позже в КТП появилось корпускулярно-полевое представление (дуализм). Точнее корпускулярно-волново-полевой тринитаризм. Хотите сказать, что все закончится пространственно-временным-корпускулярно-волново-полевым конструктом в следующей фундаментальной теории? Подтвержденной эмпирически, и это должно задавать направление поиска. Как его назовут дело второе. Может эфиром, но лучше по другим, более адекватным названием. Эфир имеет подмоченную репутацию в физике. Весь этот процесс отражает конструктивный дух физического познания.
kauri_39
31.10.2026 08:05К сожалению, это физика подмочила свою репутацию с эфиром. Не разумно было отказывать этой среде в существовании только потому, что она не проявилась как "эфирный ветер" в опытах Майкельсона и Морли. У Римана эфир проявляется как его ускоренный поток в материю - как её гравитационное поле. Что потом, но в рамках ОТО, подтвердилось гравитационным покраснением фотонов - в опытах Паунда и Ребки. ОТО применима как релятивистский вариант ньютоновской гравитации, но в космологии не работает без поправок в виде тёмной материи и тёмной энергии. Это нужно признать, чтобы двигаться дальше.
В какой конструкт вписать эфир для КТП я не знаю. Имею лишь общее представление о причине движения фотонов в эфире, об их электро-магнитном поле как вихре эфира. На большее меня не хватает. Мне этого достаточно для построения эволюционной модели мира - философской теории, предсказывающей будущее Вселенной и человечества.
phenik
31.10.2026 08:05К сожалению, это физика подмочила свою репутацию с эфиром. Не разумно было отказывать этой среде в существовании только потому, что она не проявилась как "эфирный ветер" в опытах Майкельсона и Морли.
Видели эту тему про эфир с теориями его реинкарнации? Как не странно набрала положительный рейтинг, хотя такого на Хабре никогда не было, всегда люто минусовали. Мой комент почему это не проходная идея, дело не только в экспериментах М-М, причины намного глубже в корнях процесса познания.
kauri_39
31.10.2026 08:05Перечитал эту тему и ваш комментарий, спасибо. Там есть и мой комментарий, где объясняется движение тел по инерции в плотном эфире и результаты гравлинзирования в скоплении Пуля. Для меня термин эфир - просто краткое, историческое название пространства как среды, от которой наука поспешно отказалась, и теперь должна к ней вернуться. Возврат не только к понятию среды, но и к её прежнему названию был бы неким актом покаяния, публичным извинением за зря потраченные средства на поиски тёмной материи, ненужной для основанной на эфире космологии.
За эфиром в моём мироздании стоят не религиозные ассоциации, а сложное устройство вечного и бесконечного мира. В нём из вселенных одного масштаба пространства и времени постоянно образуются вселенные следующего масштаба - кванты их пространства (эфира) и кванты их материи (фотоны). Бесчисленные масштабы образующихся 3-мерных вселенных составляют 4-е, масштабное измерение мира. Из 4-го измерения в каждую вселенные постоянно и повсеместно поступают новые кванты пространства - вселенные предыдущего масштаба или кванты эфира. Это вызывает не только наблюдаемое ускоренное расширение нашей Вселенной, но и его торможение (по результатам DESI) из-за встречного расширения соседних соразмерных вселенных.
При этом эволюционная модель мира, кроме прочего, раскрывает с научных позиций сущность Бога. Но это никак не относится к использованию термина "эфир" в обозначении им пространства как среды.
rvanavr
31.10.2026 08:05В абсолютно любой научной теории существуют фундаментальные понятия, о сущности которых на данном этапе познания ничего не известно (можно сказать, что они "божественного происхождения" или относятся к метафизике), и остаётся только подобрать их внешние характеристики, чтобы получить модель, не противоречащую логике и экспериментам. Это аналог аксиом в математике.
Сейчас к таким фундаментальным понятиям относятся пространство-время, расширение Вселенной и Большой Взрыв, квантовые поля и фундаментальные взаимодействия. Когда-то к ним относились понятия теплота, свет, молекула, атом, химический элемент, атомное ядро, протон... При следующем шаге познания "в глубь" такие фундаментальные понятия могут перестать быть таковыми, и получить своё объяснение, но при этом неизбежно появятся иные фундаментальные понятия. Причём, получение объяснения может и вообще закрыть исходное фундаментальное понятие, как это произошло с теплородом. А вот пример с эфиром принципиально иной. В этом случае, шага "в глубь" не произошло, одно фундаментальное понятие - "эфир", заменили на другое - "пространство-время", но они оба находятся на одном уровне!
Эта замена на определенном этапе была полезна, так как вместо бесплодных на тот момент гаданий о природе эфира способствовала развитию "в ширь" (в частности, развитию КТП), но сейчас она намертво блокирует развитие фундаментальной науки, так как благодаря деятельности разных "подмачивателей репутации", которыми движут мотивы далеко за рамками науки, создаёт для мысли исследователей ограниченную красными флажками дорожку в никуда.
avshkol Автор
31.10.2026 08:05Значит, пространство - это среда, согласно её определению. То есть, среда - это особый вид материи, и как материя, она должна быть дискретной - состоять из квантов среды. У этой среды есть своё историческое название - эфир.
Да, это пикантный вопрос всех концепций квантования пространства-времени: совокупность этих квантов есть эфир?
rvanavr
31.10.2026 08:05С точки зрения мейнстримной физике нет, не эфир, так как эта совокупность квантов не может выступать в роли абсолютной системы отсчёта, и для наблюдателей в разных ИСО проявляет себя совершенно одинаково. Все уравнения КТП изначально построены так, чтобы не противоречить принципу относительности. Но вот реальность этого положения у меня вызывает сомнения. Во-первых, выделенная система отсчёта - реликтовое излучение - существует, и скорость относительно него можно измерить астрономическими наблюдениями. Выделенный момент времени - Большой Взрыв - тоже есть. Во-вторых, есть замалчиваемые эксперименты, которые указывают на анизотропию пространства и возможность локального измерения абсолютной скорости - макрофлутуации С.Э.Шноля (особенно, опыты с регистрацией альфа-распада с коллиматорами), эксперимент Стефана Маринова по измерению односторонней скорости света и эксперименты Демьянова с модифицированным интерферометром Майкельсона.
kauri_39
31.10.2026 08:05В моём понимании - нет. Пространство-время - это не среда, а математическая 4-мерная модель реакции среды на находящуюся в ней материю (+ энергию, импульс). Её квантованием занимается петлевая теория гравитации. Сама среда 3-х мерная, квантованная, плотная. Совокупность её квантов и есть эфир. Эти кванты представляют собой взаимно сжатые вселенные предыдущего масштаба пространства и времени. Они безжизненные, с высокой плотностью их собственного эфира. Если потратить достаточно энергии, то можно локально снизить плотность эфира - разредить его кванты. В пустотах между ними из пространства большей размерности тут же образуются новые кванты эфира - новые вселенные предыдущего масштаба, возникшие из менее масштабных вселенных. Если пустоты будут достаточно большими (пропорционально энергии, потраченной на их образование), то новые вселенные предыдущего масштаба получат больше времени на своё свободное расширение, и в части из них успеет пройти полная эволюция их материи. Тогда такие вселенные станут уже не квантами эфира для нашей Вселенной, а образуют её новый энергичный фотон. Из него может образоваться электрон и позитрон, которые рождаются "из энергии" сильного электромагнитного поля.
LinkToOS
31.10.2026 08:05Разрежение эфира материей служит причиной её гравитации - ускоренного движения внешнего плотного эфира к материи.
Что такое "разрежение эфира" ? Чем "разреженный эфир" отличается от "плотного эфира"? В привычном понимании, "плотность" связана с количеством частиц в объеме пространства. Между частицами пустое пространство. Между квантами "разреженного эфира" находиться что - пустое пространство?
У этой среды есть своё историческое название - эфир.
Исторически "эфир" это нечто со свойствами газа. Наблюдаемые свойства газовой среды умозрительно перенесли на фундаментальный уровень. Затем по понятным причинам от этой концепции отказались.
ksbes
31.10.2026 08:05Не газа - твёрдого тела (т.к. ЭМ волны - поперечны, в газах так не бывает). Хотя газ тоже рассматривали и пытались вывести “продольные ЭМ волны” (и-таки в КМ они есть!).
И потом оказалось что этот твёрдотельный эфир - не может быть абсолютным, вывели формулы для “относительного эфира”. Потом формулы оставили, эфир выкинули и получили то что имеем. Потом из формул вывели ещё формулы - но там что-то искривлялось. Но эфир уже выбросили, а доставать обратно с мусорки как-то некомильфо.
kauri_39
31.10.2026 08:05Кванты эфира - это взаимно сжатые элементы. Двумерная наглядная аналогия 3-мерного эфира - плёнка растений ряски на пруду. Аналогия гравитации - ускоренное движение этой плёнки к пробитой в ней дырке. Есть умозрительная линейная аналогия - взаимно сжатые пружины в длинном жёлобе с прорезью по центру. Размер прорези равен двум пружинам, крайние пружины упираются в торцы жёлоба. Сжатие таких пружин везде одинаково - это аналог эфира с равномерной плотностью. Начните быстро выбивать по две пружины через прорезь в жёлобе. Им на смену будут разжиматься и смещаться к центру ближайшие к дырке пружины. Это линейный аналог гравитации, работающий по закону Гука. Частично разжатые пружины, граничащие с дыркой по обе стороны от неё, это аналог разреженного эфира в гравитационном поле. То есть пустоты между квантами разреженного эфира нет.
Как мне выше напомнили, учёные по-разному представляли эфир. Эфир - это название пространства как среды. Среда одна, название одно, а представления разные. Для 4-мерной космологии может быть достаточно представлений Гюйгенса, Римана и моего. Но для описания процессов микромира нужны представления эфира Максвелла и современных физиков, определяющих свойства этой среды.
rudnyi
Что он говорит по поводу волновой функции? Реальна она или нет?
avshkol Автор
Исходя из его логики, ведь не было опытов, в которых собственно сама волновая функция переносит энергию? )))
rudnyi
Разве в двухщелевом эксперименте энергия не переносится от источника электронов до детектора посредством волновой функции?
avshkol Автор
Всё-таки она переносится посредством самих электронов, которые проходят через 2 щели одновременно. А волновая функция - лишь способ математически описать этот процесс...
rudnyi
Вряд ли так пройдет, поскольку в первую очередь без записи волной функции непонятно, что же такое электрон, про который идет речь в двухщелевом эксперименте.
avshkol Автор
Пожалуй, электрон - это более фундаментальная и существующая штуковина, а волновая функция лишь позволяет выразить на понятном (некоторым - математикам и физикам) его состояние в пространстве и времени...