Человеческое познание его сферы и границы

Думают, что такое соединение четырех атомов водорода для образования одного атома гелия происходит внутри звезд и могло бы происходить и в земных лабораториях, если бы могли создать температуры, сравнимые с температурами внутренних областей звезд. Как известно, в настоящее время этот процесс осуществлен в земных условиях в форме термоядерных взрывов. Почти всякая потеря энергии, связанная с образованием других элементов (не водорода), происходит при их превращении в гелий, причем на более поздних стадиях потеря энергии небольшая. Если бы гелий или какой-либо другой элемент (но не водород) мог быть искусственно создан из водорода, тогда произошло бы колоссальное освобождение энергии в форме света и теплоты. Это создало бы возможность атомных бомб, более разрушительных, чем теперешние, которые делаются из урана. В этом было бы и другое преимущество: запас урана на нашей планете ограничен, и есть опасность, что он будет израсходован раньше, чем исчезнет человеческая раса, а если бы мог использоваться практически неограниченный запас водорода в морях, то были бы достаточные основания надеяться, что homo sapiens положил бы конец самому себе к большой выгоде других, менее жестоких животных.

Но пора вернуться к менее веселым темам.

Язык теории Бора все еще пригоден для многих целей, но не для установления основополагающих принципов квантовой физики. Чтобы установить эти принципы, мы должны распрощаться со всякими наглядными изображениями того, что происходит в атоме, и должны оставить попытки сказать, что представляет собой энергия. Мы должны сказать просто: имеется нечто количественно измеримое, чему мы даем название «энергия»; это нечто очень неравномерно распределено в пространстве; имеются весьма малые области, в которых сосредоточены очень большие количества этого нечто и которые называются «атомами», и имеются такие области, в которых, по старым понятиям, имеется материя; эти области вечно поглощают или испускают энергию в формах, которые имеют периодическую «частоту». Квантовые уравнения дают правила, определяющие возможные формы энергии, испускаемой данным атомом, и отношение случаев (на основе большого количества), в которых реализуется каждая из этих возможностей. Здесь все абстрактно и выражается математически, за исключением ощущений цвета, тепла и так далее, вызываемых излучающейся энергией в наблюдающем исследователе-физике.

Математическая физика содержит в себе такую колоссальную теоретическую надстройку, что ее чувственное основание почти совершенно затемняется» Тем не менее это эмпирическая наука, и ее эмпирический характер ясно выделяется там, где дело касается физических постоянных. Эддингтон дает следующий перечень основных постоянных физики:

е — заряд электрона,

m — масса электрона,

М — масса протона,

h — постоянная Планка,

с — скорость света,

G — постоянная тяготения,

Ламед, — космическая постоянная.

Эти постоянные участвуют в основных уравнениях физики, и обычно (хотя и не всегда) считается, что ни одна из них не может быть выведена из других. Считается, что другие постоянные теоретически выводятся из этих; иногда их действительно можно вычислить, иногда же математики этого не могут сделать из-за слишком больших трудностей. Основные постоянные представляют собой то, что остается от грубых фактов после всего того, что может быть сведено к уравнениям (я не включаю сюда тех грубых фактов, которые являются чисто географическими).

Следует отметить, что мы гораздо более уверены в значении этих постоянных, чем в той или иной их интерпретации. Постоянная Планка в течение ее короткой истории с 1900 года словесно выражалась различными способами, однако все эти изменения нисколько не повлияли на ее числовое значение. Что бы ни случилось с квантовой теорией в дальнейшем, можно быть уверенным, что постоянная h сохранит свое значение. То же самое можно сказать и о е и m, то есть о заряде и массе электрона. Электроны могут полностью исчезнуть из основных принципов физики, но е и m безусловно выживут. В известном смысле можно сказать, что открытие и измерение этих постоянных является наиболее прочным достижением современной физики.

ГЛАВА 4 БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ