Единая картина мира. Системно структурным методом
Шрифт:
Конечно, спорных вопросов много, один из них: фундаментальная наука не даёт сиюминутной выгоды, но прежде, чем обвинять ее в бессмысленных тратах, следует, оглянуться вокруг, и задумайтесь – кто, благодаря и вопреки чему создал мир вокруг нас, и всё же необходимо оценивать траты и достижения прошлого и в перспективе. Не хотел бы обижать физиков, но правдивость необходима. Численность их велика, работа не пыльная, «кормушка» приличная, звания, премии (нобелевские премии и премии по математике – может, лучше бы их не было). Неоднократно встречаются физики, серьезно пытавшие понять физику микромира, утверждают, что понять квантовую физику и ее математическое обоснование невозможно, а те, кто ее пропагандируют, просто делают вид, что понимают, или внушают себе это, чтобы представляли себя умными, и пока это у них получается, т. к. они возглавляют официальную науку.
Особо следует выделить понятие «кванта», появившееся в 20-е годы XX века, позаимствовано у Макса
В 1913 году Нильс Бор представил доработанную модель атома, используя вероятностную идею квантования, и началось развитие квантовой механики. Эта модель предложила разрыв с классической физикой по трем фундаментальным аспектам. Во-первых, орбиты электронов были квантованы на дискретные уровни энергии; во-вторых, Электроны на стационарных орбитах не излучали электромагнитную энергию; в-третьих, излучение света было дискретным, в виде квантов.
Несмотря на то, что Планк был против этого, новое поколение физиков все больше стали называть его основателем новой физики, отличной от классической. Так Планк стал самым известным ученым Европы, а 1900 год – началом квантовой физики. В 1918 году Планка наградили нобелевской премией. Он долго пытался доказать свою правоту, но постепенно смирился со своим возвышенным положением.
Главной проблемой в исследовании микромира является отсутствие наглядности. Если, например, электрон рассматривать как шарик, то как объяснить его стабильность, если как безразмерную точку, тоже не решение, т. к. в уравнении об электромагнетизме появляется деление на ноль, что ведет к бесконечности, а значит к ошибке. Все это неизбежно порождало фантазии.
Сомнительная конечно доработка модели атома Бором, но другим, не менее важным недостатком квантовой физики является использование теории вероятности в ее математическом обосновании. Вероятностные методы годятся для исследования тепловых процессов в газовой среде, в броуновском движении частиц, где трудно учесть все факторы их движения, как монеты, упавшей на орел или решку, где точность не нужна. В целостном же разделе физики должны использоваться преимущественно точные методы. Альберт Эйнштейн, выражая свое не согласие с вероятностной интерпретацией квантовой механики, говорил, что «бог не играет в кости» (на это Нильс Бор ответил, что не Эйнштейну решать, чем заниматься богу). Эрвин Шрёдингер, отчаявшись доказать абсурдность этой теории, предложил мысленный эксперимент в 1935 году в журнале «Естественные науки» под названием «Текущая ситуация в квантовой механике» изложена, так называемая ситуация, «Кот Шрёдингера».
Математика тоже много чего натворила лишнего, считая себя языком науки, или королевой наук. Мне пришлось изучать все разделы математики, и я считал их вполне правомерными научными дисциплинами, но недавно, написав «Историю математики», чтобы потом привести математическое обоснование системно структурного метода, понял, что чистая математика, оторванная от реальности, может доказать все, даже чего нет в действительности. Например, Георг Кантор доказал существование актуальной бесконечности, создавая теорию множеств.
Неслучайно даже между молодыми физиками, сторонниками квантовой механики, было долгое время много споров, которые продолжались не одно десятилетие, и они не могли прийти к единому мнению. Впечатление было таковым, будто умнейшие физики бились головой о стену, не получая результатов. Нужны были новые сумасшедшие идеи, новые экспериментальные данные, способные вывести квантовую теорию из тупика.
В 30-е годы большая часть физиков обратило внимание на явление радиоактивности, случайно открытое еще в 1896 году французским физиком А. Баккрелем (1852–1908). Было замечено самопроизвольное испускание сильно действующих лучей
В Советском Союзе проблемами атомной физикой интенсивно занимались в Радиевом институте и в первом Физтехе (оба в Ленинграде), а также в Харьковском физико-техническом институте и Институте химической физики в Москве. АН СССР проводила конференции по ядерной физике, в которых принимали участие отечественные и иностранные исследователи, работавшие в этой области, а также в других смежных дисциплинах. Авторитетом в этой области считался академик В. Г. Хлопин. Серьёзный вклад внесли также Г. А. Гамов, И. В. Курчатов и Л. В. Мысовский, создатели первого в Европе циклотрона, а также основатель Института химической физики Н. Н. Семенов. Ф. Ф. Лаеге создал первый советский проект атомной бомбы в 1940 году. Данные проекты курировал Председатель СНК В. М. Молотов. С начала войны внимание и финансирования на эти проблемы уменьшилось.
Широкий интерес физиков к явлению радиоактивности оказался кстати. Учитывая, что процесс радиоактивности сопровождается выделением большего количества энергии, родилась идея создания ядерного оружия. Анализируя процессы, происходящие при распаде ядра, замечено три типа радиоактивности: альфа, бета и гамма. При бомбардировке тяжелого атома нейтронами происходит расщепление его на два или более мелких ядер и других частиц (нейтронов и фотонов), далее может возникнуть цепная реакция. Атом урана 235 наиболее вероятно может быть разделен на ксенон и стронций с двумя нейтронами и высвобождением энергии, или криптон и барий и тремя нейтронами, также с высвобождением энергии. Нейтроны, возникшие в результате расщепления, могут провоцировать цепную реакцию.
Главным объектом исследования физиков и химиков стало расщепления ядер тяжелых элементов, в первую очередь урана, с помощью нейтронов, безо всякой квантовой физики, методом проб и ошибок, как можно быстрее добиться результата. Первыми за это взялись немецкие химики Отто Ган и Фриц Штрассман, которые в декабре 1938 года впервые в мире осуществили искусственное расщепление ядра атома урана. В след за ними от ученых Гамбургского университета поступило письмо в высшее военное руководство Германии, за подписью профессора Пауля Хартека и доктора В. Грота. В письме указывалось на принципиальную возможность создания нового вида высокоэффективного взрывчатого вещества, а также отмечалось: «Та страна, которая первой сумеет практически овладеть достижениями ядерной физики, приобретет абсолютное превосходство над другими». Сразу же имперское министерство науки и образования проводит совещание на тему «О самостоятельно распространяющейся (то есть цепной) ядерной реакции». Среди участников профессор Винфрид Отто Шуман, руководитель исследовательского отдела Управления вооружений Третьего рейха. Уже в июне 1939 года началось сооружение первой в Германии реакторной установки, а также принят закон о запрете вывоза урана за пределы Германии, и в Бельгийском Конго срочно закупили большое количество урановой руды. В 1939 году французский физик Фредерик Жолио-Кюри запатентовал первую в мире ядерную бомбу, которую он разработал вместе со своей супругой, исповедуя сугубо научный интерес.
С 1 сентября 1939 года началась Вторая мировая война, в которой приняли участие 62 государства из 73 существовавших на тот момент (80% населения Земного шара). Она продлилась до 2 сентября 1945 года.
26 сентября 1939 года принято решение засекретить все работы, имеющие отношение к урановой проблеме. К участию в проекте были привлечены 22 организации, в том числе такие известные научные центры, как Физический институт Общества Кайзера Вильгельма, Институт физической химии Гамбургского университета, Физический институт Высшей технической школы в Берлине, Физико-химический институт Лейпцигского университета и многие другие. В работах непосредственно участвовали такие маститые ученые, как Вернер Гейзенберг, Карл Фридрих фон Вайцзеккер, Манфред фон Арденне, Николас Риль, Рудольф Хайнц Позе, нобелевский лауреат Густав Герц и другие. Проект курировал лично имперский министр вооружений Альберт Шпеер. Ученые, задействованные в нацистской программе «Урановый проект», считали возможным создание ядерного оружия в течение года, но они ошиблись.