Виктор Вайскопф - Наука и удивительное [Как человек понимает природу]

Согласно формуле Планка, эта энергия равна разности частот, умноженной на постоянную Планка.

Частота света есть число колебаний электрического поля в секунду. Большие длины волн отвечают низким частотам, короткие волны — высоким частотам. Частота обычных радиоволн — порядка 10 8в 1 сек , частота видимого света — порядка 10 16в 1 сек .

Невозможность измерения некоторых величин, относящихся к атомным частицам, служит основой знаменитого принципа неопределенности Гейзенберга. Согласно этому принципу, невозможно вполне точно определить одновременно и положение и скорость электрона. Конечно, если бы это было возможно, то электрон следовало бы считать частицей, а не волной. Принцип Гейзенберга утверждает, что невозможно с достаточной степенью точности произвести опыт, позволяющий решить, обладает ли электрон волновой или корпускулярной природой. Этот принцип выражает отрицательное утверждение, что некоторые измерения невозможны. Однако здесь следует ясно понять весьма важное положение, а именно то, что невозможность некоторых измерений есть нечто большее, чем просто техническое ограничение, которое когда-нибудь удастся преодолеть, воспользовавшись более хитроумными средствами и способами измерения. Если бы такие измерения можно было выполнить, то не пришлось бы говорить о существовании волновых и корпускулярных свойств, так как измерения исключили бы одну из этих возможностей, как ошибочную. Результаты множества измерений и наблюдений показывают, что наши объекты обладают как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Поэтому ограничения Гейзенберга должны иметь более глубокий смысл: они с необходимостью вытекают из двойственной природы атомных объектов. Если бы эти ограничения оказались несправедливыми, то все наше истолкование огромной области атомных явлений превратилось бы только в длинную цепь ошибок и в основе всего поразительного успеха квантовой теории лежали бы случайные совпадения.

В научной литературе приняты термины «гомеополярная» и «донорно-акцепторная» связь. ( Прим. перев .).

До сих пор мы слыхали только об отрицательных электронах. Все электроны в атомах несут отрицательный заряд. Однако положительные электроны тоже существуют, и они имеют интереснейшее свойство: встречая где-либо отрицательный электрон, положительный аннигилирует с ним, а их общая масса превращается в энергию света (электромагнитного поля). Их исчезновение сопровождается взрывом. Положительный электрон — это так называемая «античастица» отрицательного.

Другая частица с нулевой массой — световой квант. С нейтрино он больше ничего общего не имеет. Возможность существования частиц с нулевой массой была предсказана теорией относительности. Электрон уносит не всю энергию распада, часть ее достается нейтрино. ( Прим. перев .).

Точнее, уран, из которого непрерывно образуется в земной коре радий. ( Прим. перев .).

Термин «радиоактивность» включает в себя еще одно явление, которое не имеет ничего общего с только что описанным. Некоторые тяжелые ядра, например ядра урана и тория, не вполне устойчивы и после весьма долгого времени распадаются, испуская альфа-частицу большой энергии. Эта частица тождественна ядру гелия. Резерфорд применил в своих опытах пучки таких частиц. До изобретения ускорителей это был единственный способ получения частиц большой энергии.

Детальное изучение показало, что два дейтрона не дают непосредственно ядра гелия, как описано в тексте. Они сначала сталкиваются с другим протоном, давая изотоп гелия Не 8, а затем два ядра этого изотопа соединяются в ядро обычного гелия Не 4и освобождают два дополнительных протона.

В водородной бомбе реагируют не два дейтрона, а дейтрон с ядром сверхтяжелого ядра водорода Н 3. Оно в свою очередь получается в результате попадания нейтрона, освобождаемого делением урана, в ядро легкого изотопа лития по схеме Li 6+ n → Н 3+ Не 4. Реакция Н 3(трития) с дейтроном дает гелий и нейтрон с энергией 14 Мэв , который в свою очередь попадает в уран и вызывает в нем новое деление; нейтроны последнего опять реагируют с литием и т. д. ( Прим. перев .).

И, разумеется, световых квантов, которые тоже «материя», хотя они не имеют массы и могут испускаться и поглощаться. Кроме того, при условиях, о которых говорит автор, в веществе будет находиться очень много положительных электронов — позитронов. ( Прим. перев .).

Автор говорил уже, что ядерные силы имеют очень малый радиус действия. Юкава учел, что, согласно принципам квантовой механики, радиус действия сил обратно пропорционален массе кванта, переносящего энергию поля этих сил. Электромагнитные силы имеют бесконечный радиус действия, и им отвечают световые кванты с нулевой массой. Радиус действия ядерных сил отвечает массе кванта, которая в 280 раз больше массы электрона. Согласно соотношению Эйнштейна между массой и энергией, для рождения такого кванта в свободном состоянии, т. е. для его испускания в результате удара, требуется энергия 140 миллионов электроновольт. ( Прим. перев .).

В настоящее время получены указания на то, что один из двух нейтрино при μ-мезонном распаде отличен от нейтрино при π-мезонном. Имеются два сорта нейтрино: μ-мезонный испускаемый при π → μ-распаде, и электронный, испускаемый при обычном радиоактивном распаде ядер. При распаде μ-мезона испускаются два нейтрино обоих различных видов. ( Прим. перев .).

О теории слабых взаимодействий в настоящее время известно почти столько же, сколько об электромагнитных взаимодействиях. Весьма далек от ясности вопрос о связи тех и других, но это с теми же основаниями можно считать признаком недостаточности наших знаний о теории электромагнитного поля. Главные трудности пока что встречаются в теории ядерных, сильных, взаимодействий. Например, идея Юкавы так и не получила количественного выражения. ( Прим. перев .).

Мы описываем бактерию Escherichia coli. Существует много видов бактерий, и их свойства неодинаковы.

В действительности состоянию с меньшей энергией соответствует аденозиндифосфат (АДФ). Запасание энергией сопровождается приобретением еще одного атома фосфора, так что состоянию с большей энергией соответствует аденозинтрифосфат.

Так как существует четыре различных типа нуклеотидов, сочетания из двух пар дают только 16 комбинаций и не могут однозначно отвечать 20 аминокислотам. Как минимум, необходимы сочетания из трех пар нуклеотидов. В настоящее время доказано, что это действительно так, и найдено, каким тройкам соответствуют какие аминокислоты. Подробнее см. сборник «Живая клетка» под редакцией Г. М. Франка, ИЛ, 1962. ( Прим. перев .).