Игорь Адабашев - Мировые загадки сегодня

Ну, а раз так, то Оливер Лодж приходит к выводу, что три основные трансцендентные загадки целиком находятся в зависимости от воли божественных сил и, значит, непознаваемы. Стоит еще раз подчеркнуть, что реальное познание мира уже в те годы позволяло ученым, стоящим хотя бы на шатких позициях стихийного материализма (не говоря уже о последовательных материалистах-диалектиках), дать в принципе правильный ответ на сложнейшие «трансцендентные» загадки природы.

Так, Геккель в своих «Мировых загадках», подробно анализируя развитие современных ему представлений о материи и энергии, приходит к выводу: «Как известно, оптические и электрические процессы эфира тесно связаны с механическими и химическими изменениями в массе… Превращение одной формы энергии в другую, о котором свидетельствует закон сохранения силы, подтверждает постоянное взаимодействие между обеими главными частями субстанции, эфиром и массой».

Теперь, когда прошло более 80 лет с момента написания «Мировых загадок», наука дала людям, не верящим в силу человеческого разума, в познаваемость мира, свое авторитетное разъяснение.

Сегодня не сыщешь ученого, который бы не расписался под утверждением, что материя едина, ибо это бесконечное множество всех существующих явлений, объектов и систем, субстрат всех многообразных свойств, отношений, взаимодействий и форм движения. Нельзя искать «материю как таковую», ибо она в великом разнообразии множества конкретных форм структурной организации, каждая из которых обладает многообразием свойств и взаимодействий. Только условно можно говорить о существовании двух видов материи — вещества и поля.

Впрочем, сегодня такое деление, даже условное, является довольно грубым и слишком приближенным, ибо само противопоставление поля и вещества относительно. Ученые установили, что кванты электромагнитного поля могут превращаться в мезоны, в другие элементарные частицы. Нет непроходимых граней между полем и веществом. Все превращения частиц (это тысячи раз проверено в лабораториях точными опытами) происходят при строгом соблюдении законов сохранения энергии, массы, спина (собственного вращательного момента) и других свойств, неопровержимо подтверждая единство различных элементарных частиц и полей, наличие у них общих черт.

О материальности поля теперь спорить не приходится. Какие тут споры, когда над головой каждого из нас проносятся сотни спутников, поддерживающих активную радиосвязь с Землей. Космические станции удаляются порой на миллионы километров, и в этих случаях становится заметным увеличение времени на прохождение сигнала. Распространение взаимодействия с конечной скоростью — это главная идея, лежащая сейчас в основе представления о поле. Оно дало возможность специалистам говорить о запаздывающем взаимодействии.

О том, что луч света движется с огромной (напомним — 300 тысяч километров в секунду), но всегда конечной скоростью, было известно двести лет назад, но в то время (да, впрочем, и сравнительно недавно) свет не связывался с электромагнитным полем. Теперь это доказано. Известно и то, что силы тяжести — гравитация — также распространяются со скоростью света. Правда, это лишь расчеты, и скорость передачи гравитационного воздействия пока никто не измерил, хотя свет уже давно взвешен и тщательнейшим образом измерены конечные скорости распространения. Теперь единство света с электромагнетизмом и гравитацией бесспорны, как и установлено, что в электромагнитном поле есть волны.

Отметим, что классическая физика приводила к выводу, что между дискретными атомами и непрерывными электромагнитными волнами не может существовать теплового равновесия: энергия, накопленная атомами, должна немедленно быть передана электромагнитному полю. Но как?

Пришлось отказаться от понятия непрерывного электромагнитного поля. Планк и его последователи сперва предположили, а затем и экспериментально показали, что электромагнитное поле вовсе не сплошная среда, как бы газовая волна из непрерывно поглощаемых (или излучаемых) частичек-квантов.

Энергия каждого кванта определяется частотой самих электромагнитных колебаний. При этом квант несет с собой не только энергию, но и импульс. Кванты света получили название фотонов. Таким образом, свет оказался пучком частиц-фотонов. Масса фотона, летящего со скоростью света, равна нулю, и наоборот, полная масса покоя может обнаружиться только при нулевой скорости.

Итак, выяснилось, что у квантов-фотонов нет массы покоя, но зато они обладают свойством интерферировать: взаимно усиливать или ослаблять волны полей.

Ширились разработки, создавалась все более мощная исследовательская аппаратура. Ученые, в частности, углубились в «пучины» микромира. В области, где материальная частица может быть обнаружена в пределах 10 -15— 10 -16сантиметра, граница действия уже новых законов.

Для памяти напомним, что не наблюдаемая в любой самый мощный оптический микроскоп сложная система, называемая нами атомом, имеет размер в пределах 10 -8 сантиметра, а размер атомного ядра — порядка 10 -12 сантиметра.

Открытие в 1983 году так называемых промежуточных бозонов, как считают ученые, блестяще подтвердило предсказание теории. Это свидетельствует, что физики правильно понимают строение микромира, или, по крайней мере, определенной его части.

Одной из основных проблем физики сегодняшнего дня является изучение «пустоты» — вакуума. Принято считать, что одновременное равенство всех полей нулю невозможно. То, что мы в обиходе называем пустотой, это фактически какой-то объем, с минимальной энергией. А раз так, то из этого объема, в принципе, невозможно извлечь энергию.

Вы можете сказать: «Да, тут полная „пустота“, но ведь все-таки в ней имеется какой-то минимум энергии — почему ее нельзя извлечь? Сколько ее и везде ли она равномерно распределена?»

Пока что научные данные свидетельствуют, что эти крохи энергии очень малы, а возможно, где-то и равны нулю, хоть есть и другие мнения. В общем, тут еще предостаточно загадок.

Важнейшей проблемой остается изучение вопроса распада протона, этой важнейшей «фундаментальной» ядерной частицы. Последние эксперименты по обнаружению распада протона говорят, что эта частица гораздо устойчивей, чем указали первые опыты. У протона очень длинный срок жизни. Период естественного его распада больше 10 30лет! Но свободных протонов очень много. Используя это множество, пяти группам исследователей удалось в четырех случаях обнаружить распад протона.

Любые материальные объекты обладают внутренней упорядоченностью и системой организации. Эта упорядоченность проявляется в закономерном движении и взаимодействии всех элементов материи, благодаря которому они объединяются в системы и соответствующие им структурные уровни (от полей и элементарных частиц до Метагалактики).