Объединение полей
Итак, мы рассмотрели, в общих чертах, шесть известных (доказанных) видов полей. Но почему существует именно шесть видов, а не одно, единое поле? Какова причина такого разнообразия, и всегда ли оно существовало? Поиск ответов на эти вопросы — ведётся уже давно. Попытки свести различные виды полей к разным сторонам (проявлениям) единого поля — уже имеют определённый успех.
Так, считается, что единое поле могло существовать как единое целое — на заре нашего Мироздания, т. е. во времена Большого Взрыва. По мере физического расширения окружающего Мира, последовавшего за ним, и падения плотности энергии в пространстве, единое поле постепенно разделилось на шесть полей, известных в современности. В качестве частичной аналогии этому, обычно приводится, например, раствор, в котором происходит кристаллизация растворённых веществ, т. е. их отделение и выпадение в осадок, при остывании раствора. По этой и т. п. аналогиям, можно (условно) представить и разделение единого поля. Из этого также следует, что его можно вновь получить, повысив концентрацию энергии, что осуществимо, например, при столкновениях частиц в ускорителе.
Возможность объединения полей т. о. — впервые подтвердилась при открытии, при помощи ускорителя заряженных частиц, новых элементарных частиц — W- и Z-бозонов (в 1983 году), существование которых ранее было предсказано в рамках теории, объединившей электромагнитное и слабое взаимодействия в единое электрослабое поле (теория Вайнберга-Глэшоу-Салама), с привлечением, дополнительно, поля Хиггса. Подробнее мы на этом остановимся позже.
Также, ещё ранее (в 19-м веке) были объединены магнитные и электрические поля — в электромагнитное поле (согласно наблюдениям, и в теории Фарадея-Максвелла). При этом, магнитное поле — было представлено как вторичное, производное по отношению к электрическому: например, магнитное поле, окружающее проводник с током — было объяснено как результат направленного движения электрических зарядов (электронов); также и магнитные моменты частиц — удалось представить (условно) как результат вращения элементарной частицы, и следовательно, тоже выводимыми из электрического поля.
(Ещё до этого (и до теории поля), = более ранним примером объединения сил — явилась сила всемирного тяготения (впоследствии — гравитационное поле): Ньютон обнаружил связь между разными, на первый взгляд, силами (ускорением свободного падения, и силой, связывающей планеты), которые оказались разными проявлениями единой силы, названной силой всемирного тяготения (гравитацией)).
Также, впоследствии, были объединены ядерное (сильное) и глюонное поля: в рамках квантовой хромодинамики (теории, описывающей глюонное поле при помощи квантовой механики), ядерное поле оказалось остаточным взаимодействием, выводимым из глюонного поля (в некоторой аналогии с тем, как силы притяжения, действующие между молекулами (силы Ван-дер-Ваальса) — остаточны по отношению к электромагнитным взаимодействиям внутри молекул). Глюонное поле, оказавшись т. о. первичным, фундаментальным, по отношению к ядерному, переняло у последнего название сильного поля (глюонное и ядерное поля — стали т. о. разными его проявлениями).
В современности, в целом, т. о. имеются следующие объединённые взаимодействия (поля): гравитационное (объединённое Ньютоном), электрослабое поле (магнитное, электрическое и слабое) и сильное поле (ядерное и глюонное).
Ныне, теоретики работают над дальнейшим объединением электрослабого поля с сильным полем, и далее — с полем гравитационным, что пока остаётся в рамках теории (или гипотез, т. е. пока не доказано экспериментально), и будет рассматриваться — несколько позже.
Далее: В целом, теория поля — преимущественно описывает (констатирует) свойства полей, но не объясняет их. Более продвинутые и глубокие представления о полях (и о физическом вакууме) — были созданы уже в рамках других неклассических дисциплин: в квантовой механике и теории относительности. Там возникли более сложные (квантовые и пространственно-временные) представления о полях.