Курс истории физики
Шрифт:
В. И. Ленин дал точную характеристику современной ему физики. Он писал: «Но как бы ни зарекались от материализма и Рей, и физики, про которых он говорит, а все же остается несомненным, что механика была снимком с медленных реальных движений, а новая физика есть снимок с гигантски быстрых реальных движений. Признание теории снимком, приблизительной копией с объективной реальности,— в этом и состоит материализм».( Ленин В. И Материализм и эмпириокритицизм. — Поли. собр. соч., т. 18, с. 280-281. )
Из этих слов видно, что В. И. Ленин, не упоминая об Эйнштейне и, вероятно, еще не зная о теории относительности, очень точно отметил переход от классической механики, верной для малых скоростей, к релятивистской механике «гигантски быстрых движений».
Замечательно также высказывание В. И. Ленина о диалектическом характере новой
В. И. Ленин увидел в проникновении физики в микромир, в мир разрушаемого атома торжество материалистической диалектики.
Он пророчески указывал, что это проникновение приведет к увеличению власти человека над природой, и открытие атомной энергии подтвердило его предвидение.
В. И. Ленин ставит вопрос: почему новая физика оказалась связанной с махизмом? Он утверждает, что эта связь заключается в том, что махисты в физике «рабски плетутся за модой», не умея оценить новые тенденции, определить их место. В. И. Ленин разоблачает фальшь разглагольствований на тему, что «философия Маха есть «философия естествознания XX века», «новейшая философия естественных наук», «новейший естественнонаучный позитивизм» и т. п.».( Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм. — Полн. собр. соч., т. 18, с. 321. )
Он указывает, что махизм связан только с одной школой — школой Пуанкаре, Дюгема, Пирсона — и что общим у всех представителей этой школы является философский идеализм. Он указывает, что этот уклон в сторону идеализма у одной школы естествознания «есть временный зигзаг, преходящий болезненный период в истории науки, болезнь роста, вызванная больше всего крутой ломкой старых установившихся понятий».( Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм. — Полн. собр. соч., т. 18, с. 321. )
В. И. Ленин обращает внимание на высказывание Рея о математизации физики" «Кризис физики состоит в завоевании физики духом математики Прогресс физики, с одной стороны, и прогресс математики, с другой, привели в XIX веке к тесному сближению этих обеих наук...».( Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм. — Полн. собр. соч., т. 18, с. 321. )
Отмечая это обстоятельство (В. И. Ленин приводит длинную выдержку из Рея о математизации физики), В. И Ленин пишет: «Реакционные поползновения порождаются самим прогрессом науки. Крупный успех естествознания, приближение к таким однородным и простым элементам материи, законы движения которых допускают математическую обработку, порождает забвение материи математиками. «Материя исчезает», остаются одни уравнения».( Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм. — Полн. собр. соч., т. 18, с. 321. )
Другой причиной «физического» идеализма В. И. Ленин считает «принцип релятивизма, относительности нашего знания, принцип, который с особенной силой навязывается физикам в период крутой ломки старых теорий и который — при незнании диалектики — неминуемо ведет к идеализму».( Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм. — Полн. собр. соч., т. 18, с. 327. )
Подводя итоги своего анализа «новейшей революции в естествознании», В. И. Ленин писал: «Одним словом, сегодняшний «физический» идеализм точно так же, как вчерашний «физиологический» идеализм, означает только то,
В сложной противоречивой обстановке физики начала XX в. В. И. Ленин увидел главное: современная физика «рожает диалектический материализм». Теперь диалектический характер физической науки ясен даже противникам материалистической диалектики. В. И. Ленин, не будучи специалистом-физиком, сумел глубоко схватить философскую сущность новых открытий в физике, увидел рождение диалектики физикой тогда, когда одна школа естествоиспытателей увидела в них идеализм.
В.И.Ленин отмечает именно одну школу, подчеркивая тем самым, что основная масса физиков не сознательно, стихийно укрепляла фундамент материалистической диалектики. Гениальный труд В. И.Ленина помогает физикам и сегодня правильно ориентироваться в сложном мире, открываемом современной наукой.
Глава пятая. Атом Резерфорда-Бора
Модели атома до Бора
Развитие исследований радиоактивного излучения, с одной стороны, и квантовой теории — с другой, привели к созданию квантовой модели атома Резерфорда — Бора. Но созданию этой модели предшествовали попытки построить модель атома на основе представлений классической электродинамики и механики. В 1904 г. появились публикации о строении атома, принадлежащие одна японскому физику Хантаро Нагаока (1865—1950), другая — английскому физику Д. Д. Томсону.
Нагаока исходил из исследований Максвелла об устойчивости колец Сатурна и представил строение атома аналогичным строению солнечной системы: роль Солнца играет положительно заряженная центральная часть атома, вокруг которой по установленным кольцеобразным орбитам движутся «планеты»—электроны. При незначительных смещениях электроны возбуждают электромагнитные волны, периоды которых, по расчетам Нагаоки, того же порядка, что и частоты спектральных линий некоторых элементов.
В атоме Томсона положительное электричество «размазано» по сфере, в которую вкраплены, как изюм в пудинг, электроны. В простейшем атоме водорода электрон находится в центре положительно заряженной сферы. При смещении из центра на электрон действует квазиупругая сила электростатического притяжения, под действием которой электрон совершает колебания. Частота этих колебаний определяется радиусом сферы, зарядом и массой электрона, и если радиус сферы имеет порядок радиуса атома, частота этих колебаний совпадает с частотой колебания спектральной линии атома В многоэлектронных атомах электроны располагаются по устойчивым конфигурациям, рассчитанным Томсоном. Томсон считал каждую такую конфигурацию определяющей химические свойства атомов. Он предпринял попытку теоретически объяснить периодическую систему элементов Д. И. Менделеева. Эту попытку Бор позднее назвал «знаменитой» и указал, что со времени этой попытки «идея о разделении электронов в атоме на группы сделалась исходным пунктом и более новых воззрений». Отметив, что теория Томсона оказалась несовместимой с опытными фактами, Бор тем не менее считал, что эта теория «содержит много оригинальных мыслей и оказала большое влияние на развитие атомной теории».
В 1905 г. В. Вин выступал с докладом об электронах на съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Мюнхене. Здесь он, в частности, указывал на трудность объяснения линейчатых спектров атомов с точки зрения электронной теории. Он говорил: «Проще всего было бы понимать каждый атом как планетную систему, которая состоит из положительно заряженного центра, вокруг которого обращаются электроны как планеты. Но такая система не может быть устойчивой вследствие излучаемой электронами энергии. Поэтому мы вынуждены обратиться к системе, в котором электроны находятся в относительном покое или обладают ничтожными скоростями, хотя такое представление содержит много сомнительного».