И вот великие научные открытия в самом конце прошлого и в начале нынешнего столетия неожиданно расшатали самые устои этого здания и заставили пересмотреть основные идеи физики и механики. Принципы, которые казались имеющими самую достоверную математическую базу, оспариваются теперь учеными. Книги, подобные глубокому сочинению Анри Пуанкаре «Наука и гипотеза», дают доказательства этому на каждой странице. Этот знаменитый математик показал, что даже математика живет множеством гипотез и условностей. Один из наиболее выдающихся его коллег по институту математики Эмиль Пикер в одной из своих работ показывает, насколько бессвязны принципы классической механики – этой основной науки, претендующей формулировать общие законы Вселенной.
Эрнст Мах в своей «Истории механики» высказывает аналогичное мнение: Основы механики, по-видимому, наиболее простые, на самом деле чрезвычайно сложны; они базируются на опытах неосуществимых, и ни в коем случае не могут быть рассматриваемы как математические истины. Физик Люсьен Пуанкаре пишет: Не осталось больше великих теорий, всеми признанных, относительно которых существовало бы еще единодушное согласие исследователей; известная анархия царит в области естественных наук, ни один закон не представляется подлинно необходимым. Мы присутствуем при ломке старых понятий, а не при завершении научного труда. Идеи, казавшиеся предшественникам наиболее солидно обоснованными, подвергаются пересмотру. Теперь отказываются от мысли, что все явления могут быть объяснены механически. Самые основы механики оспариваются; новые факты расшатывают веру в абсолютное значение законов, которые считались основными.
Но если 30-40 лет тому назад можно было говорить, что физика (и механика) поверглись в состояние анархии, то сейчас это уже не соответствует действительности. Революционная ломка основных физических принципов и представлений привела к созданию новых концепций, более глубоких и более точных, чем прежние. Причем, эти концепции не просто отвергают старую классическую механику, но рассматривают ее как приближенную теорию, имеющую свои вполне определенные границы применимости. Так, например, оказалось, что в мире мельчайших известных нам объектов – молекул, атомов, электронов и т. д.– классическая механика перестает быть справедливой и должна уступить место более точной, хотя в то же время более сложной и более отвлеченной теории – квантовой механике. При этом квантовая механика не есть нечто совершенно противоречащее классической механике: она включает в себя последнюю как некоторое приближение, пригодное при рассмотрении объектов с достаточно большой массой. С другой стороны, для процессов, характеризующихся большими скоростями движения, приближающихся к скорости света, классическая механика тоже перестает быть справедливой и должна быть заменена более строгой теорией – релятивистской механикой, базирующейся на теории относительности Эйнштейна.
Законы неизменяемости элементов более не существуют, ибо непреложно доказано превращение одних элементов в другие.
Установлено, что существуют элементы с одинаковыми атомными весами, но неодинаковыми химическими свойствами. Подобное явление немного лет тому назад вызвало бы среди химиков насмешки (Т. Сведберг).
Имеются надежды доказательства сложной природы атомов; поэтому не приходится более сомневаться в том, что тяжелые атомы построены из более легких. Вероятно даже, что все элементы в конечном счете построены из водорода. Атом гелия по этой гипотезе состоит из четырех очень близко расположенных атомов водорода. В свою очередь, атом водорода состоит из двух частиц – электрона и протона.
Атом перестал быть первичной единицей материи, ибо установлено, что его строение весьма сложно. Мельчайшими известными в настоящее время частицами материи являются электроны и позитроны. И те, и другие имеют совершенно одинаковую массу, но различаются электрическими зарядами: электрон заряжен отрицательно, а позитрон – положительно.
Кроме этих частиц, существуют более тяжелые частицы – протоны и нейтроны, входящие в состав ядер. Их масса также примерно одинакова (в 1840 раз больше массы электрона), но в то время, как протон заряжен положительным электричеством, нейтрон не несет в себе никакого заряда.
В последнее время в составе космических лучей, попадающих в нашу атмосферу из межзвездного пространства, была обнаружена целая серия новых частиц, масса которых меняется в очень больших пределах (от 100 до 30000 электронных масс). Эти частицы носят различные наименования: мезоны (или мезатроны), варитроны и т. д. Установлено также, что все эти частицы не являются абсолютно неизменными. Протоны могут переходить в нейтроны, и обратно; электроны, соединяясь с позитронами, могут прекращать свое существование в виде частиц, превращаясь в электромагнитное излучение. С другой стороны, при известных условиях электромагнитное поле может «породить» пару электрон-позитрон. Обнаруженные в космических лучах частицы в процессе взаимодействия с атомами атмосферы могут сильно изменять свою массу.
В современной физической литературе превращение пары электрон-позитрон в излучение часто называют «аннигиляцией» (уничтожением) материи; обратный процесс называют «материализацией».
Последовательные материалисты считают такую терминологию лишь условно допустимой, но идеалистически искажающей действительное положение вещей. Они говорят, что нет никакого превращения энергии в массу и обратно, так как масса и энергия принадлежат некоторой реальности – материи, и появляющиеся частицы обладают энергией, а энергия – массой.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37