О великих переворотах в науке

Создание квантовой механики.Эта теория появилась в 1923-1928 гг. Мне довелось в 1965 г. участвовать в международном симпозиуме ЮНЕСКО (Париж), посвященном 10-летию со дня смерти А. Эйнштейна. Со своими воспоминаниями выступил зачинатель идей квантовой механики Луи де Бройль, который рассказал, как под влиянием Эйнштейна родились у него в 1923-1924 гг. принципиально новые идеи о природе физических микроявлений. Если в свое время Планк перенес признак дискретности (прерывистости) с вещества на свет путем создания квантовой теории, то у Луи де Бройля возникла идея распространить на микрочастицы вещества (электроны и др.) признак волны (волнообразности), присущий свету. В итоге все физические микропроцессы (микрообъекты) как вещества (электроны и др.), так и света (фотоны) выступили в равной степени как единство волны и корпускулы. При этом корпускуле в каждом случае соответствовала волна определенной длины, а волне - определенная корпускула. Так раскрылось диалектическое единство прерывности и непрерывности в микромире, которое не могло быть раскрыто в условиях остаточной "классики". Идеи де Бройля были углублены и развиты дальше австрийским ученым Э. Шредингером, который вывел основное волновое уравнение для микропроцессов (1926 г.), немецким физиком В. Гейзенбергом, сформулировавшим соотношение неопределенностей, английским физиком-теоретиком П. Дираком (1928 г.) и др. Теперь движение электрона вокруг атомного ядра перестало мыслиться в духе обыденных представлений. Сам электрон выступил уже не как миниатюрный шарик, но как корпускулярно-волновое образование, лишенное резких границ и движущееся вокруг ядра не по точно определенным орбитам, а по размытым, подобно движению электронного облака. Вместе с тем был ликвидирован и разрыв оптики на две не связанные между собой части. Таким образом, единство вещества и света было раскрыто с новой глубиной, и новейшая революция в естествознании сделала новый бросок вперед. Можно сказать, что стоявший на ее пути барьер обыденности был верой в механическую наглядность микроявлений. Ибо в основе боровской модели атома лежала идея, что атом можно представить себе наглядно как миниатюрную Солнечную систему. Крушение веры в механическую наглядность атомной модели повлекло за собой признание, что на место такой наглядности должна встать математическая абстрактность наших представлений о микропроцессах. Отсюда еще большее возрастание роли математики с ее абстрактно-математическими моделями в современной физике. И это имело громадное революционизирующее значение для науки.

Ломка электромагнитной картины мира.Начиная с 30-х гг. XX в. в атомной физике были сделаны открытия, которые доказывали ограниченность, а в ряде пунктов - несостоятельность сложившейся электромагнитной картины мира. Все известные ранее микрообъекты либо носили электрический заряд - отрицательный (электрон) или положительный (протон) - либо электромагнитный (фотон). Казалось бы, свойство массы не играет у них существенной роли. Атомное же ядро представлялось как образованное протонами и внутриядерными электронами.

В 1930 г. В. Паули, чтобы спасти принцип сохранения энергии, выдвинул гипотезу нейтрино - микрочастиц, не имеющих массы и заряда и уносящих с собой половину энергии, испускаемой ядром или при бета-распаде (другую ее половину уносят электроны). Так начался подрыв устаревших уже представлений, которые абсолютизировали электромагнитную картину мира. Следующим ударом по этой теории было открытие нейтрона английским ученым Дж. Чедвиком (учеником Э. Резерфорда) в 1932 г. Здесь до известной степени повторилась история с открытием кислорода: супруги Ирэн и Фредерик Жолио-Кюри эмпирически наблюдали образование нейтронов, но, находясь еще во власти электромагнитной картины мира, пытались объяснить наблюдавшееся ими явление с ее позиций, по типу -лучей. Напротив, Дж. Чедвик сразу же понял физический смысл того, что наблюдали супруги Жолио-Кюри. Открытый им нейтрон (n°) обладал массой, равной 1 атомной единице, но не имел электрического заряда. Исследования Д. Д. Иваненко и других произвели переворот во взглядах на состав атомного ядра. Отныне оно стало рассматриваться как образованное тяжелыми частицами - протонами и нейтронами.