Перейти к содержимому

Из чего состоят электроны

Электроны: на задворках атомов

Электроны, крохотные объекты, населяющие задворки атомов, играют ведущую роль в химии, переносят электрический ток по нашим электрическим сетям и внутри ударов молний, и составляют «катодные лучи», использовавшиеся для создания изображений в телевидении XX века и на экранах компьютеров. Это наиболее типичный пример (вроде бы) элементарных частиц.

Под «элементарными» я подразумеваю, что электроны неделимы и не состоят из частиц меньшего размера. При помощи «вроде бы» я напоминаю, что они элементарны, насколько нам позволяют судить об этом современные знания – то, что мы знаем об электронах, получено в экспериментах, а наши эксперименты не обладают бесконечной властью. Если электроны не элементарны, но настолько малы, что наши текущие эксперименты не могут их разломать – они будут выглядеть элементарными во всех экспериментах, проведённых нами в прошлом и настоящем, но не во всех будущих экспериментах. Так что, когда-нибудь – ведь 80 лет назад люди считали, что протоны могут быть элементарными, но им не хватало знаний, а 150 лет назад люди считали, что атомы могут быть элементарными, но им не хватало знаний – мы можем обнаружить, что электроны не элементарны. Но пока, поскольку все доступные нам эксперименты демонстрируют, что они элементарны, мы будем условно предполагать, что так и есть – помня, что это частично экспериментальный факт, и частично – предположение!

Электрон стал первой из обнаруженных субатомных частиц (первым найденным объектом, чей размер был меньше атома). Во времена его открытия, в 1890-х (обычно пишут 1897 год, но это открытие было в некотором роде постепенным), научные дебаты по поводу того, состоит ли материя из атомов, или же атомы были просто выдумкой, удобной для описания поведения материи, подходили к концу. Но даже те, кто верил в существование атомов, не обязательно считали, что атомы были неделимы (как предполагало их имя, произошедшее от греческого «неразрезаемый»). Поколение спустя, к середине 1930-х, физики подтвердили существование атомов, поняли их базовую структуру и узнали, как подсчитывать их свойства с высокой точностью. Эти подсчёты они провели с помощью уравнений из теории поведения материи 1920-х годов, называемой «квантовая механика», ставшей необходимой потому, что знаменитые уравнения Ньютона не справлялись с описанием работы атомов. Многие ключевые проверки точности квантовой механики были связаны с точными измерениями поведения электронов внутри и снаружи атомов.

Все электроны идентичны и неразличимы; если я поменяю два из них местами, вы не сможете этого обнаружить. Так что я могу писать о «свойстве электрона», а вы можете быть уверены в том, что эти свойства таковы для всех электронов. Какие же свойства присущи им?

Масса!

У электрона есть масса – она мала по сравнению с массой любого атома, поэтому про неё обычно можно забыть в начальных классах химии, но она не настолько мала, чтобы забыть о ней в физике частиц и даже в понимании структуры атомов. Хотя электроны не вносят значительного вклада в массу атома, масса электрона необходима для определения размера атома. В этом, в частности, заключается важность поля и частицы Хиггса. Эту массу можно записать по-разному, и каждый из способов даёт вам свою перспективу:

  • Она равна примерно 9 × 10 -31 кг = 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 9 кг.
  • Она равна примерно 0,05% (точнее, 1/1838) массы атома водорода – легчайшего атома в природе. Большая часть его массы содержится в его ядре.
  • Энергия, хранящаяся в массе электрона, E = mc 2 , равна 0,000 511 ГэВ. Это в 200 000 раз больше энергии, переносимой одним фотоном зелёного цвета. В физике частиц масса частицы часто записывается через обратное взаимоотношение энергии и массы: для стационарной частицы m = E / c 2 . В этих терминах масса электрона равна 0,000511 ГэВ / c 2 .

Электрический заряд!

У электрона есть электрический заряд – а значит, на него действуют электрическое и магнитное поля. На электрически заряженную частицу в присутствии электрического поля будет действовать электрическая сила. Именно такие силы удерживают электроны внутри их атомов.

Насколько велик электрический заряд электрона? Представьте себе статическое электричество – вы прошли в ботинках по ковру, а затем, прикоснувшись к дверной ручке, другому человеку или компьютеру (. ), вы почувствуете искру. Эта искра переносит заряд из одного места в другое – и обычно она в 10 миллионов миллионов раз больше заряда, переносимого электроном. Физики измеряют заряд с использованием произвольно выбранной единицы под названием кулон (так же, как время измеряется в секундах и длина в метрах). В типичном заряде статического электричества содержится одна миллионная доля кулона. Величину заряда электрона обычно обозначают e, и e примерно равно 1,6 × 10 -19 Кл.

Размер?

Размер электрона неизвестен; он может оказаться точечным объектом без размера, или у него может быть чрезвычайно малый размер, радиус которого не превышает 10 -18 м. Это, по меньшей мере, в 100 000 000 раз меньше радиуса атома. В ином случае мы бы видели признаки размера электрона в экспериментах.

Как на самом деле выглядит электрон? Как я писал в статье про атомы, определить понятие размера элементарной частицы сложно, поскольку электрон, хотя его и называют частицей, не является какой-нибудь пылинкой или крупинкой соли или песка. У него также есть и волновые свойства. В атоме электроны в каком-то смысле распределены по всему атому, как распространяется звуковая волна от барабана. В этом смысле, находясь внутри атома, они имеют размер всего атома.

Но это контекстуальный, а не присущий самому электрону размер. Я так и буду называть это «контекстуальным размером». Измените контекст – выньте электрон из атома, поместите его в маленькую металлическую коробку – и распределение электрона может вырасти или ужаться. У протона, наоборот, есть присущий ему размер, примерно в 100 000 раз меньше атома. Ни в каком смысле нельзя сделать протон меньше присущего ему размера, не разломав его. Короче, контекстуальный размер не может быть меньше внутреннего размера. Уменьшив контекстуальный размер электрона до минимума, в основном через рассеяние электронов высокой энергии с других частиц, мы искали их внутренний размер. Пока что ничего не нашли.

Так что, можно сказать, что эксперименты показывают, что присущий электрону размер меньше, чем 10 -18 м. А как далеко электрон распространяется в виде волны, зависит от контекста.

Про это свойство вы могли и не слышать. Оно может покорёжить вам мозг (как покорёжило мне!)

Среди странных свойств квантового мира есть очень странный факт (впервые открытый в 1920-х Гаудсмитом и Уленбеком, пытавшимися осмыслить данные, полученные с измерений электронов в атоме) — элементарные частицы могут крутиться, даже не имея размера! Представить это невозможно: мне, по крайней мере, это недоступно. Скажем это в практическом смысле: электроны и многие другие частицы природы ведут себя так, будто это маленькие вращающиеся волчки – если их поглощает другой объект, это заставляет этот объект немного крутиться. Представьте себе, как вращающийся кусок мягкой глины падает на способный крутиться стол. Глина прилипнет к столу, и стол начнёт вращаться.

Что ещё более странно, каждый из типов частиц всегда вращается с одной и той же скоростью! Мы говорим, что у электронов спин равен 1/2; это самая малая ненулевая скорость вращения, которой способна обладать частица. Нам также известны другие типы элементарных частиц со спином 1/2, 1, и (как мы думаем) 0, и не-элементарных частиц со спинами 0, 1/2, 1, 3/2, 2, 5/2, и далее, до очень больших значений.

Магнетизм↑

Электрически заряженный вращающийся шар вёл бы себя, как магнит, и вы можете догадаться, что поскольку у электронов есть заряд и спин, они ведут себя, как магниты. И вы правы! То, что электроны ведут себя, как маленькие магниты, помогает подтвердить тот факт, что они на самом деле вращаются. Обычные, повседневные магниты, сделанные из, допустим, железа, приобретают свой магнетизм от электронов; множества и множества электронов, чьи спины аккуратно выровнены, могут создать большой магнит из множеств и множеств маленьких!

А вы уверены в том, что электроны реально существуют?

Не пора ли в этой статье продемонстрировать изображение электрона?


Электрически заряженная частица проходит через специально подготовленную пузырьковую камеру, оставит за собой след из пузырьков. Пузырьки быстро раздуваются до видимого размера, а затем этот след можно сфотографировать. Магнитное поле изгибает путь частиц; направление изгиба сообщает вам, был ли заряд частицы положительным или отрицательным. Это знаменитое фото 1933 года демонстрирует тонкий искривлённый путь пузырьков, отмеченный красными стрелками, ведущий себя точно так же, как след электрона – за исключением того, что след электрона выгнулся бы вправо. Изгиб не в ту сторону доказывает, что у частицы, оставившей след, заряд положительный, и поэтому след оставлен позитроном, античастицей электрона. Горизонтальная черта и диагональные линии – это артефакты фотографии и экспериментальной установки.

В отличие от молекул и атомов, достаточно крупных для того, чтобы сделать их фотографии при помощи особых микроскопов, изображение электрона сделать невозможно. Он просто слишком мал и неуловим. Мы можем делать изображения следов электронов, проходящих сквозь материю, как на рисунке (там показан антиэлектрон, позитрон, но электрон выглядел бы практически точно так же), но мы не можем получать изображения электронов напрямую.

Но наша уверенность в существовании электронов очень сильна, а наши знания их свойств весьма точны. Откуда берётся это уверенность?

Это важный вопрос, поскольку один из самых частых вопросов, который задают специалистам по физике частиц – это знаем ли мы на самом деле, что эти частицы существуют, или же мы обманываем себя (и всех остальных), и тратим кучу денег на ерунду, которая оказывается всего лишь горячим воздухом, выходящим из наших голов.

Да, мы знаем, что мы делаем. И мы знаем об этом уже более ста лет. Часть нашей уверенности получена благодаря таким изображениям, которое приведено выше. Но есть и множество других источников уверенности, о которых я, возможно, напишу позже.

Из чего состоит электрон, если учесть, что он — нечто «размазанное» в пространстве? Может быть, он неделим?

Мы привыкли, что:
-из множества солнечных систем складываетя галактика;
-из множества молекул складывается кусок вещества;
-из нескольких/множества атомов складывается молекула;
-атом складывается из ядра, и окружающих его электронов.
А из чего складывается этот самый электрон? Ведь если он «размазан» в пространстве, значит непрерывен? Значит неделим?
И почему это материя в перечисленных 4-х пунктах структурируется вполне дискретно, а к электрону — особенное отношение — он размазан, он непрерывен?

Хотелось бы услышать ответы, связанные с сущностью природы электрона, а не только с формулами типа кварк+кварк.

Предположения — тоже приветствуются. Я — не эти заскорузлые «ученые мужи», которые ругают всё, что выходит за рамки ИХ представлений.

Я жду ваших новых идей! Давайте творить здесь и сейчас! :))

Физики откорректировали устоявшиеся представления об электрической структуре нейтрона.
Профессор Вашингтонского университета Джеральд А. Миллер, обобщив данные двух американских и одной немецкой исследовательских установок, пришел к выводу, что гипотеза Ферми нуждается в совершенствовании. В 1947 году Ферми предположил, что в центре нейтрона концентрируется положительный заряд, который компенсируется отрицательно заряженной периферией. С того времени эта теория почти не подвергалась сомнению.
Из вычислений Миллера же следует, что сердцевина и края нейтрона заряжены отрицательно, а пространство между ними – положительно. Теперь оказывается, что отрицательное электричество накапливается как вблизи поверхности нейтрона, так и в его центре.
Нейтрон состоит из трех элементарных частиц – кварков. Два его кварка отрицательны и несут по одной третьей части заряда электрона. Заряд последнего кварка положителен и равен двум третям электронного заряда, взятого с обратным знаком. Поэтому полный заряд нейтрона равен нулю.

Ученый также предполагает, что в действительности нейтрон устроен еще сложнее. Широкого признания гипотеза Миллера пока не получила, сообщает «Великая эпоха».

1. Предположения — тоже приветствуются. Я — не эти заскорузлые «ученые мужи», которые ругают всё, что выходит за рамки ИХ представлений.
— то есть Вам не нужно ПРОВЕРЯЕМЫХ идей (гипотез) вы ждёте пустой трёп?

2. Хотелось бы услышать ответы, связанные с сущностью природы электрона, а не только с формулами типа кварк+кварк.
— это не про электрон

3. если учесть, что он — нечто «размазанное» в пространстве — это абсолютно НЕВЕРНОЕ утверждение. Распространённое в популярной литературе, но неверное. Скорее уж надо сказать — НЕТ одельных электронов вообще. Есть в пространтве «электронная плотность» или, если хотите «электронное поле» 🙂

4 Мы привыкли, что:
-из множества солнечных систем складываетя галактика;
-из множества молекул складывается кусок вещества;
-из нескольких/множества атомов складывается молекула;
-атом складывается из ядра, и окружающих его электронов.
=== А вот дальше — стоп. Дальше эта логика НЕ работает. Уже про ядро нельзя так уж сказать, сто оно состоит из протонов и нейтронв. Оно состоит их нуклонов, а который из них — протон, а который — нейтрон — сказать уже нельзя.. .

И почему это материя в перечисленных 4-х пунктах структурируется вполне дискретно, а к электрону — особенное отношение — он размазан, он непрерывен?
= Почему особое? Людбые квантовые частицы «размазаны и непрерывны». В некотором, однако, особом смысле, не совсем совдающем с логикой «дискретности» вообще.

— Значит неделим? НЕ ЗНАЧИТ. Однако по современным представлениям (и других гипотез просто нет (напоиминаю что ГИПОТЕЗА — это то, что ф) согласуется со всеми известными фактами и б) можно проверить хотя бы в принципе, остальное — досужий трёп) , так вот, по современным представления и вправду неделим. Но не потому что «размазан и непрерывен», а просто — неделим 🙂
Вон Протон — тоже размазан, и тоже неделим, а внутреннюю структуру (три кварка) таки имеет. Причём эти кварки похоже прямо нащупываются.. .

>Почему особое? Людбые квантовые частицы «размазаны и непрерывны». В некотором, однако, особом смысле, не совсем совдающем с логикой «дискретности» вообще.

Разумеется, в вопросе подразумевается природа и других известных частиц, но если бы я включил в вопрос и их, то, боюсь, вопрос был бы неоправданно раздут (это, каюсь, ограничение моего языка и моих познаний о других частицах).
И всё же, я не понимаю, почему для масштаба элементарных частиц сделано исключение, почему их нельзя поделить и дальше, на более мелкие частицы, в соответствии с естественной логикой «дискретности». Как мы дальше будем изучать материю, если её нельзя будет поделить дискретно на части? Глупый вопрос, как думаете?

> так вот, по современным представления и вправду неделим. Но не потому что «размазан и непрерывен», а просто — неделим 🙂

То есть, по-вашему, сущность его такой представляется, неделимой, или же вы считаете, что он неделим лишь для современных представлений?

>- то есть Вам не нужно ПРОВЕРЯЕМЫХ идей (гипотез) вы ждёте пустой трёп?

Одна из стадий процесса познания состоит в том, чтобы попытаться подобрать подходящую модель под существующие факты. Когда люди должны именно придумать, сотворить. Вы слышали когда-нибудь такое словосочетание — «мозговой штурм»? Считаете, он здесь неприменим?

Так ты женщина? Тебя кто пустил в мужские разговоры, девочка?

>Но не потому что «размазан и непрерывен», а просто — неделим

Типичная телка — сказал ей глупый мужик, что не делим — она и повторяет )

В современных представлениях, электрон неделим и не имеет внутренней структуры. Во всяком случае, нет экспериментов, которые бы заставили думать иначе и во всех теориях другого тоже не встречается.
О будущих же теориях сказать мне решительно нечего. Хотя, разумеется, можно попытаться выяснить. Например, на кофейной гуще. Также, говорят, хорошие результаты даёт изучение внутренностей кур :)))

Отношение к электрону не «особое», оно такое же, как и к другим частицам, включая частицы скал размером в сотни метров. Просто те эффекты, которые доминируют на размерах, сравнимых с размерами атома, становятся незначительными, при анализе поведения макроскопических объектов. Ну а у молекул, зачастую, заметны и те и другие свойства, так что никакого «резкого перехода» нет. Кстати и электроны во многих экспериментах и явлениях можно рассматривать как «твёрдые шарики» и ничего 🙂

П. С. Кварки — это не про электроны, а про нуклоны (протоны-нейтроны) и некоторые другие частицы, например, мезоны.

Напоминает все один фантастический рассказ. В котором сделано предположение что наша Вселенная явялется только одной из составных частей Мультивселенной. По аналогии с атомом у него есть ядро, у вселенной это Супер Черная дыра. В се что вокруг вращается это электроны.
Современное представление о электроне из Википедии.
Электро́н — стабильная элементарная частица, одна из основных структурных единиц вещества. Из электронов состоят электронные оболочки атомов, где их число и положение определяет все химические свойства веществ. Движение свободных электронов обуславливает такие явления, как электрический ток в проводниках и вакууме.
Согласно современным представлениям физики элементарных частиц, электрон неделим и бесструктурен (как минимум до расстояний 10−17 см) . Электрон участвует в слабых, электромагнитных и гравитационных взаимодействиях. Он принадлежит к группе лептонов и является (вместе со своей античастицей, позитроном) легчайшим из заряженных лептонов.

Особое место электрона выходит из того что на основе его свойств формируются электронные оболочки атомов, а далее элементы, см. Периодическая система химических элементов.

>Когда мы имеем два электрона, то нельзя сказать, какой из них А а какой Б,

Устройство электрона

Электрон наиболее упоминаемая частица материи. Ее наличие проверено множество раз различными способами. Измерены и перепроверены ее параметры. Казалось бы, мы знаем о нем все.

Но к нашему удивлению мы ничего или почти ничего не знаем об устройстве электрона. До сих пор даже идут споры: делим или не делим электрон. Когда наберете в поисковике запрос: устройство электрона, то получите множество статей, но конкретно об устройстве электрона очень мало. Все без исключения корифеи науки в основном говорят о массе, заряде, спине, поведении электрона (например Фейнман рассказывает о поведении электрона у щелей Как проследить за электроном?) и все в том же духе.

По существу вопроса я обнаружил две статьи. Одна из них математическая. При решении определенной волновой функции получилась такая картинка:

Как не странно, но картинка несколько напоминает истинную (у каждого своя истина, у меня тоже) картинку устройства электрона. Кольца вращаются вокруг центра в противоположных направлениях. Но из чего состоят эти кольца, почему они вращаются, как используются эти кольца природой и тому подобное математика этого не объясняет. Ее дело сказать – вот форма электрона, а как он встраивается в причинно-следственную цепочку природы, ее не интересует.

Вторая статья более содержательная, хотя и полученная из не совсем научной книги “Урантия”. Я привожу цитату из сайта prompatent.ru Устройство электрона. Является ли его заряд элементарным? :

Рассмотрим устройство электрона. Определение его как неделимой элементарной частицы, меньше которой в природе не существует, по-видимому, неправомерно. Возвращаясь к фразе о том, что «электрон также неисчерпаем, как и атом», находим подтверждение этому в книге «Урантия», переведенной на русский язык в 1997 году. Электрон не является элементарной частицей, а состоит из более мелких образований ультиматонов. По определению ультиматоны – изначальные физические единицы материального бытия, частицы энергии, из которых образуются электроны. Другими словами ультиматоны – это мельчайшие частицы, которые условно можно назвать, «микро кванты» энергии. Что известно об ультиматонах? Ультиматоны удерживаются в составе электрона за счет взаимного притяжения. В обычном (известном науке) электроне всегда присутствуют не больше и не меньше, чем сто ультиматонов.

Из того, что изложено выше попробуем определить для себя ультиматон, как микро энергетический замкнутый вихрь с магнитными свойствами, который при определенных условиях может нести в себе микро элементарный электрический заряд. Говоря другими словами, элементарное количество микро энергии, заключенное в ультиматоне, это и есть в действительности наименьший элементарный электрический заряд, меньше которого в природе не существует.

Если в этой цитате заменить слово ультиматон на слово фотон, то это почти нормальное описание устройства электрона.

В первой статье есть описание формы, но нет внутреннего содержания. Во второй статье есть наполнение, но нет формы. Правда я может быть здесь не прав и в книге есть описание. Я книгу не читал, а только ее часть из Интернета.

Я попытаюсь представить модель электрона в более полном виде: с формой, содержанием и вытекающими последствиями из данных формы и содержания, то есть встроить электрон в жизнь природы.

Вы вошли в темную комнату, где ничего не видно, и на ощупь включили электрическую лампочку. В комнате стало светло, появился свет. Откуда он появился? Из лампочки, точнее из тоненькой вольфрамовой ниточки в лампочке. А почему он появился? Потому что по нити прошел электрический ток. Так говорят ученые и это всем очевидно.

Но дальше проблемы. А что такое свет? Мы видим свет или благодаря ему мы видим? То, что мы видим благодаря свету, сомнений не вызывает. Действительно, пока в комнате не было света, мы ничего не видели, появился свет, и все стало видимым. Но сам свет, точнее носитель света, прямо мы не видим. Это можно представить только косвенно через признаки. Раз в освещенной комнате я вижу стол, то очевидно, что что-то протянулось или прилетело от стола ко мне в глаза, и я увидел его. Ученые это трактуют так. Свет от лампочки попал на стол, отразился от стола и попал мне в глаза. Что-то есть, но в каком оно (свет) виде существует по форме и содержанию? Ученые спорят. Одни говорят это волна, другие говорят, что это корпускула (частица), а третьи говорят, что это волна и частица одновременно.

А вы посмотрите на освещенную трещинку в стекле, какую-нибудь скругленную поверхность автомобиля под солнышком, что-нибудь другое отражающее или ночью на слабенький светодиод и вы увидите, что от этих предметов свет расходится в виде рваных лучиков, как будь то, от этих предметов летят тоненькие иголочки различной длины.

Вот эти лучики и есть пути следования света. Это косвенные признаки наличия света. Это не сами частички света, называемые фотонами, а освещаемые ими молекулы воздуха, попадающиеся на пути фотона. Воздух в данных случаях это своеобразная камера Вильсона. Из того что данные лучики игольчатые, прерывистые и различной длины можно заключить, что фотоны представляют собой корпускулы. Вот если бы иголочки были одинаковой длины и образовывали круг, то получилась бы волна. То есть свет можно организовать в волну в виде излучения, но сам фотон не есть волна, хотя сам порождается волновыми, точнее вихревыми, движениями электрических и магнитных полей. Все это описано в статьях Квант энергии, из чего он состоит и Квант энергии, как устроен и как движется на этом сайте.

И так фотон и есть тот самый ультиматон, который несет в данном случае световую энергию. Мы знаем, что этот фотон появился из нити накаливания в лампочке. А откуда он появился в нити? Может он и был в нити? Наука на эти вопросы отвечает так. Ускоряемый электрон излучает фотон. Напряжение на концах нити заставляет электроны двигаться и излучать фотоны. А поскольку на движение электронов от напряжения накладываются еще и тепловые движения, то излучаются фотоны различной энергии: красные, синие, желтые и т.д.

Значит, фотон нам поставил электрон. А где электрон добыл этот фотон? Здесь только два пути: либо ретранслировать чужой фотон, то есть поглотить этот фотон, потом излучить его, либо выдать его из себя, а потом пополнить себя. В первом случае фотоны берутся из генератора, а в генераторе они рождаются из электронов ускоряемых, например, механическим вращением. Там нечего ретранслировать. Пока лампочка выключена, на ее концах создан потенциал, все находится в равновесии. Как только лампочку включили, потенциал сразу привел в движение электроны, и они начали излучать фотоны. Как же фотоны хранятся в электроне?

Поскольку, согласно предлагаемой мной модели фотона, его энергия зависит не от частоты, а от количества квантов, намельчайших частиц, переносящих энергию, то фотон представляется в виде нити определенной длины, составленной из квантов . На сегодняшний день можно сказать в виде струны.

Я пока не буду гадать, как образовалось первое кольцо, точнее керн электрона. Я возьму кольцо N и покажу, как формируется следующее кольцо N1.

Слой N может быть первым слоем или каким-нибудь промежуточным. Он показан внутри рисунков. Этот слой (фотон) состоит из 16 квантов. Каждый квант состоит из отрицательного электрического вихря (зеленый кружечек), отрицательного магнитного вихря (синий), положительного электрического вихря (желтый) и положительного магнитного вихря (красный).

Свернутый фотон состоит как бы из трех подслоев. Наружный подслой образуется отрицательными электрическими вихрями, что создает вокруг электрона отрицательное электрическое поле. В среднем подслое движутся магнитные вихри обоих полярностей. Они своим притяжением сжимают (конденсируют) фотон. И третий подслой образуют положительные электрические вихри.

Весь фотон движется по указанной стрелке.

Рассмотрим, что происходит, если на электрон падает фотон.

Возьмем пример с маститого ученого Р. Фейнмана. Он писал в своей знаменитой книге КЭД — странная теория света и вещества.:

Основная задача моих лекций – как можно точнее описать странную теорию взаимодействия света и вещества или, точнее, взаимодействия света и электронов.

Чтобы объяснить все, что я хочу, потребуется много времени.

А затем взял и написал толстую книгу, в которой объяснил, что взаимодействие света и электрона вероятностный процесс, то ли про взаимодействуют, то ли нет. Прямо по анекдоту. Женщину спрашивают, – какая вероятность того, что, выйдя из дома, она встретит динозавра? Ответ – пятьдесят на пятьдесят. Удивление – как так? И снова ответ – либо встречу, либо не встречу.

Вот эти фотоны различной длины сворачиваются в кольца (слои), образуя структуру, представленную на рисунках в состояниях 1-15.

И так, по линии 1 к электрону движется фотон, состоящий из 3 квантов. Кванты в фотоне такие же, как и содержащиеся в электроне. Первый вихрь фотона отрицательный электрический. Состояние 1. Вокруг электрона отрицательный электрический потенциал, который разворачивает отрицательный электрический вихрь обратно. Но так как верхний потенциал электрона вращается совместно с фотоном по часовой стрелке, то вихрь падающего фотона отразится под каким-то углом, то есть его вихрь будет двигаться в том же направлении, что и вращающийся потенциал, удаляясь по радиусу.

Кроме отталкивающей силы на зеленый вихрь, на магнитный положительный (красный), индуцируемый зеленым вихрем, элемент воздействует сила Кауфмана, отклоняющая его по касательной к электрону и удаляющая красный элемент от электрона. В результате зеленый вихрь перейдет из позиции 1 в позицию 2.

Развернувшийся вихрь будет тащить за собой остальные вихри и на позиции 1 окажется вихрь магнитный отрицательный. Состояние 2.

Силы Кауфмана будут прижимать синий вихрь к электрону, но они не могут превозмочь силы уводящие зеленый и синий вихри от электрона. В следующий момент они окажутся на позициях 3 и 2 соответственно. А на позиции 1 окажется положительный электрический вихрь (желтый). Состояние 3.

Желтый положительный вихрь притягивается к отрицательному полю электрона, но этой силы оказывается недостаточно, чтобы удержать три вихря возле электрона, по той причине, что ослабли силы Кауфмана, прижимающие синий вихрь к электрону, и они удаляются в позиции 4, 3 и 2. Состояние 4.

Так как в этих процессах участвуют силы создаваемые не только основными вихрями, но и силы создаваемые индуцируемыми элементами, то равновесное состояние наступит, когда зеленый, синий и желтый вихри окажутся в позициях 5, 4 и 3 соответственно. Эта конструкция, как поплавок в воде, будет двигаться в поле электрона. Состояние 5.

Дальше второй квант начнет поглощаться так же, как и первый, в первом кванте магнитный положительный (красный) под воздействием сил Кауфмана перейдет на позицию 4, остальные вихри первого кванта сдвинуться по орбите электрона не меняя позиций. Первый квант завершил процедуру поглощения. Зеленый вихрь второго кванта перейдет на позицию 1. Состояние 6.

Затем второй и третий кванты будут поглощены так же и под воздействием тех же сил, как и первый квант. Состояния 7-14. Когда будет поглощен третий квант система окажется в состоянии 15. И тут возможны варианты поведения системы.

1. Самый очевидный. Если в слое N1 фотон сможет замкнуться на себя, то есть определенное количество квантов уложиться так, что 1-ый отразившийся квант ровно достанет до последнего отразившегося кванта, то фотон замкнется в слой и будет вращаться, также, как и предыдущий слой. Этот фотон оказался резонансным для электрона, и он его поглотил. И такой поглощенный фотон прочно удерживается на электроне в основном из-за двух таких явлений. В среднем подслое магнитные силы стягивают фотон в обруч без разрывов. А отрицательное поле электрона тянет фотон за положительные электрические вихрь на себя.

2. Фотон оказался короче резонансного. В данном случае не замкнутый фотон не удержится на электроне и будет излучен. Произойдет так называемая ретрансляция. Как это происходит? Получается так, что в процессе поглощения фотона последующие кванты помогают удерживать предыдущие. Возможно хвост предыдущего кванта (красный вихрь) зажат между двумя синими вихрями, чего лишен последний квант в первом случае.

Фотон, какой бы он не был, обязательно будет всегда поглощен полностью, иначе в природе ничего бы не происходило, и не было бы нас. Дело в том, что электрон не знает, какой фотон в данном случае с ним взаимодействует. Он не может решить резонансный это фотон, который он должен поглотить, перейти на следующий уровень и образовать химическую связь, или этот фотон следует просто ретранслировать. Поэтому все фотоны поглощаются до конца, электрон ставится перед фактом и происходит то, что возможно. А что возможно, если фотон короче резонансного? Только излучение. Как это происходит?

Начальный квант не может оторваться от электрона, ибо он не знает, весь ли фотон поглотился или нет. Первым отрывается последний квант, за ним нет последующего кванта, и он не может удержаться электроном. Свернутый фотон, также по тактам, начнет разворачиваться в прямую цепочку. И оторвавшийся фотон начнет двигаться со скоростью света и прямолинейно. Все это мы наблюдаем на призме при дисперсии. Это и ломает луч. Причем чем длиннее фотон, тем больше он держится на электроне. Электрон за это время повернется на больший угол и затем отпустит этот фотон. В красном свете фотоны более короткие, чем в зеленом и поэтому они ломаются меньше, нежели зеленые.

И третий случай

3. Падающий фотон длиннее резонансного. В этом случае фотон будет наматываться весь до конца, увеличивая количество слоев, пока не поглотится последний квант фотона. А так как последний поглощенный квант не сцепился с первым, давящий остаток фотона не дал ему это свершить с промежуточным квантом, то дальше начнется процедура излучения, как и в случае короткого фотона. Фотоны боками друг друга не давят, да и вообще никак не взаимодействуют. Они складываются и вычитаются только на электроне или другой частице. Там, где вы сейчас сидите и читаете это, в каждом объеме пространства находится множество фотонов: световые, тепловые, радиоволновые, телевизионные, реликтовые, гравитационные, инерционные и т.д. И они проходят друг через друга, или рядом не взаимодействуя.

Так как длинные фотоны различной длины, то и время поглощения их плюс время излучения будет различным. И каждый фотон излучится с различной точки электрона. Один фотон полетит прямо, другой в сторону, третий обратно и т.п. Это подтверждается диаграммой томпсоновского рассеяния.

В динамике данные процессы представляются примерно так, как показано в ролике ”Электрон, его устройство”

Мы знаем, что фотоны существуют в виде двух поляризаций. В моей модели фотона тоже две поляризации: в одной вихри вращаются по часовой стрелке, а в другой против часовой стрелки. Каждый электрон может резонансно поглощать и излучать только фотоны одной поляризации соответствующей его спину.

Если на электрон, показанный на рисунках, придет фотон другой поляризации, то он отразится в другую сторону, и будет двигаться противоположно предыдущему слою. При вращении отрицательного электрического вихря (зеленый) в противоположную сторону впереди его будет генерироваться (индуцироваться) не положительный магнитный элемент (красный), а будет генерироваться синий элемент, а за зеленым вихрем будет следовать красный магнитный вихрь. В этом случае квант имеет такую структуру. Рисунок 2

Фотон с такими квантами не будет поглощаться вовсе. Силы Кауфмана будут работать не на удержание кванта в составе электрона, а на его отторжение. Природа не будет делать даже попытки пробовать резонансный ли это фотон или нет? Все равно никакой фотон другой поляризации не будет поглощен электроном противоположной поляризации. Это всем известная хиральность.

Сколько же возможно быть слоев в электроне? Чем слой N1 отличается от слоя N? В слоях могут быть кванты несколько различной формы или в слоях может быть разное количество квантов? Ясно, что в каждом последующем слое квантов не может быть больше, или даже равно, чем в предыдущем слое. Если бы это было не так, то электрон бы увеличивался до бесконечности. Электрон конечен и значит, количество квантов в каждом слое должно уменьшатся. Как это происходит?

Отраженный квант пытается двигаться под углом φ к падающему фотону, как показано на рисунке 4.

Понятно, что чем длиннее окружность слоя, тем большее количество квантов на ней расположится. С другой стороны, чем больше угол наклона, тем меньшее количество квантов упакуется на данной длине окружности. К сожалению, никто не знает настоящие размеры кванта. Я только верю, что в кванте содержится строго определенное количество субстрата энергии и что именно это количество обладает свойством самостоятельного движения. И могу предположить, что электрический и магнитный вихри способны деформироваться, как воздушные, водяные, пыльные и любые другие вихри. Они, сохраняя свою массу, могут увеличиваться и уменьшатся в диаметре и по длине, сохраняя свою плотность или производить такие же изменения, увеличивая и уменьшая свою плотность. Эти деформации зависят от величины напряженности полей в слоях и между слоями. Сочетание всех этих факторов приводит к тому, что в слое N1 фотонов будет меньше чем в слое N. И так с каждым слоем.

В пределе в последнем слое может оказаться всего 1 квант, который замкнется сам на себя. Это может произойти только в случае полной остановки движения электрона относительно вакуума. Данное состояние электрона очень неустойчивое. Достаточно приложить минимальную силу к электрону, и он излучит этот квант. Правда и следующую пару квантов излучить не трудно. Поскольку мы, так или иначе, движемся, то мы и живем на горбе кривой излучения абсолютно черного тела, в основном излучая и поглощая фотоны зеленого, желтого и других близких к этому фотонов.

Помимо электронов в природе существуют и такие частицы как позитроны. Их существование доказано теоретически и подтверждено экспериментально. Предложенная модель строения электрона, подходит для строения позитрона. Сверху позитрона окажутся положительные электрические вихри (желтые) и позитрон будет обладать положительным электрическим полем, которое можно зафиксировать в эксперименте.

На этом возможности природы не исчерпаны. Возможны и другие комбинации вихрей в кванте. Их еще четыре. Впереди может двигаться магнитный вихрь той или другой поляризации, и они могут быть двух полярностей. В данных случаях эти кванты проявляются в торсионных полях. Генераторов таких полей множество. А вот зафиксировать наличие монополей удается довольно редко и то, как обычно, это проявляется в некоторых необъяснимых явлениях. Ну, я думаю это просто дело времени. Рано или поздно, но монополи найдут. Они также упакованы как электрон, только сверху будет магнитное поле той или иной полярности.

Неизвестно есть ли из чего-нибудь керн внутри электрона и если есть, то каких он размеров, ведь он определяет длину первого фотона, или там пустота? В общем, происхождение электрона такая же загадка, как и происхождение жизни.

А какая толщина слоев? Если вихри обладают пластичностью, то возможно, что внутренние слои толще внешних, и электрон приобретает вид летающей тарелки.

Данной моделью можно объяснить много других явлений.

Например, спин электрона. Движение слоев фотонов – это не что иное, как электрический ток. А, как известно, течение тока порождает магнитные поля. В результате на одной стороне диска мы имеем один магнитный полюс, а на другой стороне противоположный магнитный полюс. Если бы частицы была упакована из магнитоэлектрических фотонов, то на полюсах были бы заряды. В таком мире сложно будет найти однополярный заряд. Они будут парными, как у нас магниты.

Такая модель может предложить вариант гравитационного взаимодействия. Для этого не надо деформировать пространство-время. Работают только понятные силы. Рисунок 5.

Отразившийся квант оказался, справа от линии движения (а) фотона не в результате самостоятельного движения, а благодаря силам Кауфмана Fk и движению электрического поля электрона, то есть взаимодействия электрических и магнитных полей электрона и вихрей кванта. Они практически растолкали электрон и квант, придав им противоположные импульсы.

Отразившийся квант устремляется в новый путь со своей родной световой скоростью. И он улетел бы по новому маршруту, но коварное отрицательное электрическое поле схватило за его положительный электрический вихрь и остановило его. Весь свой импульс силы Fc квант передал электрону. Мы разложим этот импульс на две составляющие Fг и Fе.

Сила Fе направлена вправо, так как квант не отталкивал электрон своим импульсом, а тянул за собой. Получилось так. Импульс силы Кауфмана разворачивал электрон против часовой стрелки, а импульс силы кванта – за часовой стрелкой. Скомпенсировали ли они действия друг друга, я не знаю, но это пока и неважно.

А вот вторая составляющая Fг для нас представляет интерес. Ее можно рассматривать как гравитационную силу. Конечно, продвинутый читатель может сказать, что эта сила компенсирует тот импульс Fд, который фотон создает как давление. Он приводит в движение электрон вниз. Так вот, импульс силы Fг нивелирует действие импульса силы Fд. Это верно, только надо учесть, что импульс давления создается кинетической энергией фотона, а импульс гравитации создается внутренней энергией кванта. Скорость всего фотона ограничена скорость света, а скорость индуцируемых элементов значительно больше скорости света. И есть подозрение, что внутренняя энергия значительно больше, нежели кинетическая энергия даже очень длинного фотона. Снаряд в виде простой болванки может сдвинуть лист брони в направлении своего движения, а кумулятивный снаряд может продвинуть лист брони не только вперед, но и заставить лист лететь против движения снаряда. И этот обратный импульс может быть значительно больше, чем импульс от кинетического движения.

Электрон, получив такой импульс, будет по инерции двигаться в направлении источника излучения данного фотона. Если электрон связан в атоме, то он будет за собой тащить атом, а с ним и всю молекулу. И пусть вас не смущает то, что какой-то маленький фотон тянет за собой большую молекулу. Эти фотоны вращают большущие моторы, движут поезда, плавят большие объемы металла и т.д.

Наиболее простыми словами объяснить гравитацию так. Каждый знает, как летит ракета. В камере сгорания топливо сгорает, превращаясь в газ. Молекулы газа расталкиваются в разные стороны. Если молекулы расталкиваются, то они летят в разные стороны. Например, расталкивающиеся, в плоскости перпендикулярной движению ракеты, молекулы разлетаются к боковым стенкам камеры сгорания, создавая на них давление. При расталкивании в плоскости направления движения ракеты одна молекулы летит к передней стенке камеры, давит на нее, создавая требуемую тягу. А вторая молекула вылетает через сопло. Если бы сопло было закрыто, то эта вторая молекула отдала бы свой импульс перекрытию, чем бы компенсировала импульс первой молекулы. Ракета никуда бы не двинулась. Но если бы при закрытом сопле второй молекулы не было, то ракета летела бы, как и со второй молекулой при открытом сопле.

А мы знаем, что квант движется самостоятельно и ему не нужно ни от чего отталкиваться. Поэтому, как только он развернулся, он устремляется со световой скоростью от электрона. Но поскольку он связан с электроном электрическими и магнитными силами, то он тащит за собой весь электрон. Это и есть гравитационная сила. Другого в природе нет.

Очень важную роль гравитация играет в строении живой материи. В клетке молекулы движутся друг к другу именно благодаря этой силе. Аденин излучает фотоны, которые резонансные для тимина. И как бы не были расположены эти молекулы в клетке они, в конце концов, соединятся, невзирая на разные препятствия в виде столкновений. Тимин, поглотивший резонансный фотон от аденина, двинется к нему. Если на пути тимина встретится препятствие, он изменит свою скорость, условно станет неподвижным, как и в начале, в результате чего излучит полученный резонансный фотон. Движение по инерции прекратится, но снова электрон тимина будет готов к приему следующего резонансного фотона и продолжения пути. Так тимин, расталкивая и обходя все на своем пути, будет пробиваться к аденину. А тимин под воздействием митохондрии и различных катализаторов (праймаз, полимераз и тому подобное) будет генерировать и генерировать данные фотоны (это его индивидуальный свет), пока тимин не придвинется к нему и не вступит с ним в химическую связь. Этот процесс ученые называют “узнаванием” одной молекулы другой молекулой.

К сожалению, о процессах, происходящих при этом, никто из них и не догадывается. Самое большое, что они могут сказать, это то, что молекулы придвигаются одна к другой из-за тепловых толчков. Как только яйцеклетка оплодотворилась, из нее в определенный срок получится живое. А если вы будете надеяться на тепловые толчки, то ничего не получите, особенно в срок. Одну молекулу могут тепловые движения притолкать к другой, другую с такой же вероятностью могут оттолкнуть от нашей молекулы, а третью молекулу затолкать так, что обнаружится дефицит таких молекул.

И еще одно. Только поняв, как устроен электрон и как в нем хранятся фотоны можно действительно строить квантовый компьютер. Фотон это и есть кубит. И он носит не вероятностную единицу информации, как в суперпозиции, а физическую в виде электромагнитного поля, которую мы сможем считывать, записывать, получать и обрабатывать. А что прикажете делать с вероятностным кубитом?

Вывод из рассказанного можно сделать такой.

Если вы не верите, что устройство электрона, представленное в данной статье, более-менее близко к истине, то и не верьте. А если верите, что устройство электрона точнее и понятнее описано уравнением

Из чего состоят электроны

О структуре электрона

О структуре электрона

Введение

Максимальная ско­рость пере­ме­ще­ния, абсо­лют­ный нуль тем­пе­ра­туры, квант дей­ствия, гра­ви­та­ци­он­ная син­гу­ляр­ность… — физика прочно ассо­ци­и­ру­ется в обще­ствен­ном созна­нии с пре­дель­ными явле­ни­ями. Эти явле­ния трудны для изу­че­ния, их едва ли можно постичь вооб­ра­же­нием, но они оста­ются очень при­тя­га­тель­ными для фило­соф­ского размышления.

Элементарные частицы — одно из таких пре­дель­ных явле­ний. Развитие суб­атом­ной физики в XX веке вновь поро­дило широ­кий инте­рес к фило­соф­ской теме дис­крет­но­сти мате­рии. Над осмыс­ле­нием эле­мен­тар­но­сти частиц тру­ди­лись мно­гие физики по всему миру, а сами частицы то полу­чали ста­тус эле­мен­тар­ных, то теряли его вслед за новыми откры­ти­ями в физике. И если сам атом, его ядро, про­тон и ней­трон, когда-​то счи­тав­ши­еся эле­мен­тар­ными, уже давно тако­выми не счи­та­ются, то элек­трон сохра­нил этот ста­тус по сей день.

Принято счи­тать, что элек­трон явля­ется эле­мен­тар­ной части­цей, то есть таким объ­ек­том, кото­рый явля­ется частью, эле­мен­том дру­гих объ­ек­тов, но сам суще­ствует только как целый и соб­ствен­ных частей, эле­мен­тов не имеет 1 2 . Также часто пред­по­ла­га­ется, что он не имеет и раз­мера, пред­став­ляя собой «точеч­ный заряд».

Идея бес­струк­тур­ного и точеч­ного элек­трона не может удо­вле­тво­рить инте­реса и пока­зы­вает лишь недо­ста­ток совре­мен­ных зна­ний о струк­туре эле­мен­тар­ных частиц. Выражаясь язы­ком эмпи­ризма, струк­тура элек­трона ещё не обна­ру­жена. Действительно, даже совре­мен­ная экс­пе­ри­мен­таль­ная тех­ника, несмотря на гром­кие успехи, вынуж­дена лишь ука­зы­вать пре­дел своих воз­мож­но­стей в обна­ру­же­нии внут­рен­него устрой­ства элек­трона 3 .

В то же время вынуж­ден­ная необ­хо­ди­мость воз­дви­гать эпи­сте­мо­ло­ги­че­ские пере­го­родки про­тивна живому мате­ри­а­ли­сти­че­скому позна­нию. Исследуем ли мы мате­рию «вглубь», пере­ходя от мень­шего к мень­шему, или «вширь», пере­ходя от боль­шего к боль­шему, — мы не хотим и не можем оста­но­виться. Даже если мы наконец-​то най­дём самую мель­чай­шую частицу мате­рии, мы устре­мимся искать частицу поменьше.

Наблюдая исто­рию «неде­ли­мо­сти» тех или иных объ­ек­тов, мы при­хо­дим к выводу, что любая неде­ли­мость или эле­мен­тар­ность должна быть услов­ной. Распространению идеи о пол­ной, окон­ча­тель­ной, фун­да­мен­таль­ной эле­мен­тар­но­сти неко­то­рых частиц слу­жит не столько недо­ста­ток эмпи­ри­че­ских дан­ных, сколько недо­ста­ток попу­ляр­ной философии.

Рассмотрим про­блему струк­туры элек­трона в раз­ви­тии, при­ни­мая во вни­ма­ние исто­ри­че­скую огра­ни­чен­ность в пони­ма­нии про­блемы на раз­ных эта­пах раз­ви­тия науки.

По тра­ди­ции ато­мизма, кото­рая полу­чила новое дыха­ние в физике вто­рой поло­вины XIX века, элек­трон мыс­лился как неде­ли­мый объ­ект, кото­рый несёт в себе эле­мен­тар­ный, то есть тоже неде­ли­мый, элек­три­че­ский заряд.

Сомнение в эле­мен­тар­но­сти учё­ные выска­зы­вали и в то время. Австрийский физик Эрнст Эренгафт на осно­ва­нии своих опы­тов при­шёл к выводу, что суще­ствует суб­элек­трон, частица с заря­дом, мень­шим, чем заряд элек­трона. Эту идею оспа­ри­вал аме­ри­ка­нец Милликен, кото­рый сво­ими глу­боко про­ду­ман­ными экс­пе­ри­мен­тами уста­но­вил зна­че­ние эле­мен­тар­ного заряда e − , близ­кое к совре­мен­ному. Дискуссия о суб­элек­троне про­дол­жа­лась до конца 1920-​х годов и затем заглохла. Электрон как атом элек­три­че­ства был утвер­ждён эмпи­ри­че­ски, и науч­ная обще­ствен­ность это при­няла 4 .

Как искать структуру?

Для начала рас­смот­рим два опре­де­ле­ния поня­тия «струк­тура»:

«Структура — это вза­и­мо­обу­слов­лен­ная сово­куп­ность свя­зей эле­мен­тов в составе системы, опре­де­ля­ю­щая собой её каче­ствен­ную спе­ци­фику» 5 .

«Структура (от лат. structura — стро­е­ние, рас­по­ло­же­ние, поря­док) — сово­куп­ность устой­чи­вых свя­зей объ­екта, обес­пе­чи­ва­ю­щих его целост­ность и тож­де­ствен­ность самому себе, то есть сохра­не­ние основ­ных свойств при раз­лич­ных внеш­них и внут­рен­них изме­не­ниях 6 .

Выделим из этих поня­тий свя­зан­ные кате­го­рии. Структура как каче­ство есть спо­соб связи частей в целом. Обладать струк­ту­рой, или, что то же самое, свой­ством струк­ту­ри­ро­ван­но­сти — зна­чит, в первую оче­редь, состо­ять из эле­мен­тов. В пер­вом плане эле­менты отно­сятся к струк­туре как части к целому, но этим их вза­и­мо­опре­де­ле­ние не исчер­пы­ва­ется. Сущность струк­туры заклю­ча­ется в общей связи эле­мен­тов. Связь эле­мен­тов струк­туры — это устой­чи­вые вза­им­ные отно­ше­ния эле­мен­тов друг к другу и к струк­туре в целом.

Из этого сде­лаем заклю­че­ние, что те усло­вия, при кото­рых связи между эле­мен­тами суще­ствуют, явля­ются и усло­ви­ями, при кото­рых суще­ствует структура.

Исследуя элек­трон, сперва най­дём связи, в кото­рых заклю­ча­ется про­стран­ствен­ная опре­де­лён­ность целого объ­екта. Будем под­хо­дить к вопросу о струк­туре с этой «внеш­ней» сто­роны про­стран­ствен­ной опре­де­лён­но­сти, и, в первую оче­редь, со сто­роны про­блемы про­тя­жён­но­сти элек­трона. Проще говоря, най­дём его размер.

Шарик

Итак, встаёт вопрос о раз­мере элек­трона, кото­рый в клас­си­че­ской физике пред­став­лялся атомом-​шариком. Характерным раз­ме­ром шара явля­ется радиус — его у элек­трона и при­ня­лись искать физики в начале XX века. В конце пер­вого деся­ти­ле­тия был полу­чен «клас­си­че­ский радиус элек­трона». Классический радиус элек­трона пони­ма­ется как радиус полой сферы, по пло­щади кото­рой рав­но­мерно рас­пре­де­лён заряд, рав­ный заряду элек­трона. Радиус прямо про­пор­ци­о­на­лен квад­рату заряда и обратно про­пор­ци­о­на­лен массе покоя электрона:

Однако спе­ци­аль­ная тео­рия отно­си­тель­но­сти поста­вила под сомне­ния физи­че­ский смысл най­ден­ной вели­чины. Понятие раз­мера эле­мен­тар­ной частицы про­ти­во­ре­чит реля­ти­вист­ской тео­рии. В извест­ном курсе тео­ре­ти­че­ской физики Ландау и Лифшица это обсто­я­тель­ство опи­сано так:

«Очевидно, что если бы эле­мен­тар­ная частица обла­дала конеч­ными раз­ме­рами, т. е. была бы про­тя­жён­ной, то она не могла бы дефор­ми­ро­ваться, так как поня­тие дефор­ма­ции свя­зано с воз­мож­но­стью неза­ви­си­мого дви­же­ния отдель­ных частей тела.
Но, как мы только что видели, тео­рия отно­си­тель­но­сти пока­зы­вает невоз­мож­ность суще­ство­ва­ния абсо­лютно твёр­дых тел. Таким обра­зом, в клас­си­че­ской (некван­то­вой) реля­ти­вист­ской меха­нике части­цам, кото­рые мы рас­смат­ри­ваем как эле­мен­тар­ные, нельзя при­пи­сы­вать конеч­ных раз­ме­ров. Другими сло­вами, в пре­де­лах клас­си­че­ской тео­рии эле­мен­тар­ные частицы должны рас­смат­ри­ваться как точеч­ные» 7 .

Советский физик Блохинцев пишет:

«Однако ока­за­лось, что все попытки раз­вить тео­рию этого электрона-​шарика при­во­дили к фун­да­мен­таль­ному про­ти­во­ре­чию с тео­рией отно­си­тель­но­сти. Теория отно­си­тель­но­сти тре­бо­вала, чтобы элек­трон был точеч­ным. Требование же „точеч­но­сти“ элек­трона в свою оче­редь при­во­дит к про­ти­во­ре­чию, потому что энер­гия элек­трона, а вме­сте с тем его масса в этом слу­чае ока­зы­ва­лись бес­ко­неч­ными, что про­ти­во­ре­чило, конечно, и самой отно­си­тель­но­сти. Электронная тео­рия имела в то время очень боль­шие успехи, но все успехи были свя­заны с явле­ни­ями, в кото­рых элек­трон высту­пал как точка. К тому же нужно ска­зать, что ника­ких экс­пе­ри­мен­таль­ных средств для иссле­до­ва­ния струк­туры элек­тро­нов, т. е. для иссле­до­ва­ния мас­шта­бов порядка a = 2,8 · (10 −13 ) см, в то время не было. Их и сей­час почти нет [Речь о 1959 г. — А. Б.] » 8 .

С воз­ник­но­ве­нием кван­то­вой меха­ники силь­нее пошат­ну­лась идея элек­трона как шарика с опре­де­лён­ным ради­у­сом. Так, в 20-​х годах про­шлого века кван­то­вая меха­ника дала новую вели­чину для оценки раз­мера элек­трона — комп­то­нов­скую длину. Это изме­не­ние длины волны фотона, кванта света, при рас­се­я­нии на электроне:

Комптоновская длина ока­за­лась в 137 раз больше клас­си­че­ского ради­уса элек­трона, что может пока­заться стран­ным: новая и более точ­ная тео­рия, каза­лось бы, должна была дать более точ­ные резуль­таты. Обе вели­чины были под­твер­ждены мно­же­ством экс­пе­ри­мен­тов. Но обе же вели­чины харак­те­ри­зуют два совер­шенно несо­по­ста­ви­мых по раз­меру шарика. Возникает вопрос о физи­че­ском смысле рас­смот­рен­ных вели­чин: какой именно объ­ект они характеризуют?

Это затруд­не­ние при­вело к выводу, что под­хо­дить к струк­туре и раз­меру элек­трона с «клас­си­че­ских» пози­ций нельзя. Комптоновская длина волны задала тот мас­штаб, начи­ная с кото­рого ста­но­вятся непри­год­ными обыч­ные кон­цеп­ции раз­мера для частицы.

Теперь мы шаг­нём из 1923 года, явив­шего нам комп­то­нов­ский эффект, в 1924 год, когда физик Луи де Бройль выска­зал свою гипо­тезу об уни­вер­саль­ном корпускулярно-​волновом дуализме.

Волна

С раз­ви­тием кван­то­вой меха­ники воз­никло пред­став­ле­ние о вол­но­вом пове­де­нии веще­ства. Эксперименты по дифрак­ции элек­тро­нов обна­ру­жили вол­но­вое пове­де­ние, под­твер­див тео­рию. Было уста­нов­лено, что элек­трон как волна имеет вол­но­вую про­стран­ствен­ную харак­те­ри­стику: длину волны. Длина волны элек­трона в атоме водо­рода полу­ча­ется порядка 10 −8 см, что в 1000 раз больше комп­то­нов­ской длины и в 100 000 раз больше клас­си­че­ского ради­уса. Это зна­чит, что игно­ри­ро­вать вол­но­вые свой­ства элек­трона нельзя: волна имеет не меньше прав на форму элек­трона, чем шарик.

Подход к элек­трону как к волне поме­нял пред­став­ле­ния об иско­мой струк­туре. Можно раз­де­лить волну на эле­менты (гребни, впа­дины, вол­но­вая поверх­ность) и пара­мет­ри­зо­вать их (ампли­туда воз­му­ще­ний, длина волны, частота). Но оста­ется ещё глав­ный вопрос, к кото­рому тяго­теют все осталь­ные. Если волна — это рас­про­стра­не­ние воз­му­ще­ния в про­стран­стве, тогда воз­му­ще­нием какой среды явля­ется электрон?

Об этом пишет совет­ский физик Блохинцев:

«Вначале были попытки рас­смат­ри­вать сами частицы как обра­зо­ва­ния из волн, рас­пре­де­лён­ные в неко­то­рой обла­сти про­стран­ства. Интенсивность волны де Бройля рас­смат­ри­ва­лась в этой кон­цеп­ции как вели­чина, харак­те­ри­зу­ю­щая плот­ность среды, из кото­рой обра­зо­вана частица. Это пони­ма­ние волн де Бройля имело совер­шенно клас­си­че­ский харак­тер. Основанием для него слу­жило то обсто­я­тель­ство, что в неко­то­рых, весьма част­ных слу­чаях, ока­за­лось воз­мож­ным (тео­ре­ти­че­ски) постро­ить вол­но­вые обра­зо­ва­ния, дви­же­ние кото­рых сов­па­дает с дви­же­нием частицы, дви­жу­щейся по зако­нам клас­си­че­ской меха­ники» 9 .

Основоположник кван­то­вой меха­ники, Эрвин Шрёдингер, дал одну из пер­вых интер­пре­та­ций вол­но­вой при­роды, согласно кото­рой элек­трон пред­став­ляет собой вол­но­вой пакет. Собранные вме­сте волны лишь кажутся нам части­цей, так как частоты этих волн довольно близки и рас­про­стра­ня­ются они с близ­кой ско­ро­стью, что поз­во­ляет их обна­ру­жить как нечто, плотно запол­ня­ю­щее неболь­шой объём про­стран­ства и сохра­ня­ю­щее свою обособленность.

Если сво­бод­ный элек­трон летит вдаль в виде сгустка волн, то в атоме электрон-​волна замы­ка­ется на орби­тали и обра­зует сто­я­чую волну. Таким обра­зом, вме­сто шарика, вра­ща­ю­ще­гося вокруг атома, как пла­нета вокруг звезды, элек­трон пред­став­ляет собой нечто, раз­ма­зан­ное по орбите и при этом колеблющееся.

«…Э. Шрёдингер рас­смат­ри­вал элек­трон в атоме как отри­ца­тельно заря­жен­ное облако, плот­ность кото­рого про­пор­ци­о­нальна квад­рату зна­че­ния вол­но­вой функ­ции в соот­вет­ству­ю­щей точке атома» 10 .

Компьютерное моде­ли­ро­ва­ние интер­фе­рен­ции двух про­ти­во­по­ложно цир­ку­ли­ру­ю­щих элек­тро­нов в атоме водо­рода в элек­тро­маг­нит­ном поле 11 .

Понятие вол­но­вого пакета пред­по­ла­гает, что волны, из кото­рых он состоит, имеют близ­кие, но не оди­на­ко­вые ско­ро­сти рас­про­стра­не­ния. Разумеется, эта раз­ница со вре­ме­нем при­во­дит к уда­ле­нию волн друг от друга — вол­но­вой пакет «рас­плы­ва­ется» за довольно малое время, что про­ти­во­ре­чит наблю­да­е­мой ста­биль­но­сти электрона.

Свободно летя­щая частица в виде вол­но­вого пакета. Со вре­ме­нем пакет «рас­плы­ва­ется».

Собственно, электрон-​волна-​облако про­ти­во­ре­чит идеи об эле­мен­тар­но­сти. Казалось бы, вот реше­ние про­блемы — отдель­ные волны из вол­но­вого пакета и обра­зуют элек­трон, их соот­но­ше­ние опре­де­ляет его струк­туру. Но модель вол­но­вого пакета не согла­су­ется ни с теми опыт­ными дан­ными, где элек­трон про­яв­ляет себя как частица, ни с теми, где элек­трон про­яв­ляет себя как волна. Волновой пакет про­ти­во­ре­чит реаль­ной ста­биль­но­сти и целост­но­сти электрона.

Надо при­знать, что Шрёдингер в своём тол­ко­ва­нии под­ме­няет двой­ствен­ность при­роды элек­трона пер­вич­но­стью вол­но­вой при­роды по отно­ше­нию к кор­пус­ку­ляр­ной, тем самым отри­цая двой­ствен­ность. Обратная точка зре­ния состоит в том, что электрон-​волна-​облако состоит из коле­ба­ний более мел­ких частиц, как это имеет место в воз­душ­ных и водя­ных. И это тол­ко­ва­ние также нужно отвергнуть:

«Равным обра­зом нельзя допу­стить, что сами волны явля­ются обра­зо­ва­нием частиц или, точ­нее говоря, воз­ни­кают в среде, обра­зо­ван­ной части­цами. Опыт пока­зы­вает, что дифрак­ци­он­ная кар­тина, воз­ни­ка­ю­щая на фото­пла­стинке, не зави­сит от интен­сив­но­сти пада­ю­щего пучка частиц, а сле­до­ва­тельно, и от плот­но­сти частиц в еди­нице объ­ёма. Чтобы полу­чить одну и ту же дифрак­ци­он­ную кар­тину, можно умень­шить интен­сив­ность, но уве­ли­чи­вать экс­по­зи­цию: важно лишь общее число про­шед­ших частиц. Этот факт опре­де­лённо пока­зы­вает, что каж­дый из элек­тро­нов дифра­ги­рует неза­ви­симо от дру­гих » 12 .

Квантовая меха­ника не дала меха­ни­сти­че­ского ответа на вопрос о струк­туре элек­трона, в том смысле, что не загля­нула внутрь шарика. Но она дала много новой инфор­ма­ции о про­стран­ствен­ных харак­те­ри­сти­ках элек­трона. Были опре­де­лены и новые вели­чины, харак­те­ри­зу­ю­щие элек­трон. Например, элек­трон теперь имеет не только массу и заряд, но ещё и спин и маг­нит­ный момент.

Если кван­то­вая меха­ника так настой­чиво дока­зы­вает, что к малому объ­екту в целом непри­ме­нимы «клас­си­че­ские», по сути — меха­ни­сти­че­ские, пред­став­ле­ния, то эти пред­став­ле­ния непри­ме­нимы и к струк­туре этого объ­екта. Следует отойти и от меха­ни­сти­че­ского пред­став­ле­ния о волне, ана­ло­гич­ной вол­нам на поверх­но­сти воды, потому что рас­про­стра­не­ние кван­то­вой волны про­ис­хо­дит не в при­выч­ном нам про­стран­стве, а в фазо­вом «про­стран­стве» состо­я­ний, кото­рое пред­став­ляет собой опре­де­лён­ный род мате­ма­ти­че­ского мно­же­ства. Волновая функ­ция харак­те­ри­зует неко­то­рое состо­я­ние кван­то­вого объ­екта, но не внут­рен­нюю струк­туру. Квантовые вели­чины явля­ются харак­те­ри­сти­ками состо­я­ний и пред­став­ляют собой пока­за­тели, внеш­нюю опре­де­лён­ность, кото­рая должна выра­жать внут­рен­нюю.

Вращение и направленность

Можно сде­лать вывод, что кван­то­вая меха­ника не дала ответа на вопрос о струк­туре, но, что не менее важно, уточ­нила поста­новку этого вопроса. Кроме того, кван­то­вая меха­ника не смогла решить про­блему бес­ко­неч­ной массы элек­трона. Макс Борн и Леопольд Инфельд в 1934 г. пред­ло­жили ори­ги­наль­ное реше­ние про­блемы бес­ко­неч­ной массы в обход кван­то­вой меха­ники. Они пре­об­ра­зо­вали клас­си­че­скую элек­тро­маг­нит­ную тео­рию в нели­ней­ную тео­рию. Но с кван­то­вой меха­ни­кой эта тео­рия ока­за­лась несов­ме­стима, и от неё отказались.

Распространившаяся среди физи­ков и при­ня­тая впо­след­ствии Шрёдингером ста­ти­сти­че­ская интер­пре­та­ция при­знаёт объ­ек­тив­ный харак­тер как вол­но­вых свойств, так и кор­пус­ку­ляр­ных. Но в раз­лич­ных интер­пре­та­циях, раз­ра­бо­тан­ных на основе ста­ти­сти­че­ской, про­сле­жи­ва­ется неко­то­рое «тяго­те­ние смыс­лов» в сто­рону частиц, в сто­рону пер­вич­но­сти кор­пус­ку­ляр­ной природы.

Несмотря на то, что основу пол­но­цен­ной кван­то­вой меха­ники зало­жили вол­но­вая тео­рия Шрёдингера и поня­тие корпускулярно-​волнового дуа­лизма, все мик­ро­объ­екты и в наше время больше пони­ма­ются как частицы. Но спе­ци­фи­че­ские харак­те­ри­стики мик­ро­объ­ек­тов, напри­мер, спин частицы, трудно под­да­ются клас­си­че­ским меха­ни­че­ским представлениям.

Как может спин харак­те­ри­зо­вать струк­туру элек­трона? Перед тем, как пытаться отве­тить на этот вопрос, про­сле­дим кратко исто­рию откры­тия этого поня­тия. Для этого вер­нёмся в эпоху ста­рой кван­то­вой тео­рии Бора и Зоммерфельда.

Гипотезу об элек­троне, вра­ща­ю­щемся вокруг своей оси, впер­вые пред­ло­жил А. Комптон в 1921 г. Но Комптон не вос­поль­зо­вался своей идеей для объ­яс­не­ния ано­маль­ного эффекта Зеемана, и его работа не ока­зала вли­я­ния на даль­ней­ший ход событий.

В 1922 году в опыте Штерна — Герлаха была под­твер­ждена гипо­теза Зоммерфельда о про­стран­ствен­ном кван­то­ва­нии в маг­нит­ном поле. Под этим под­ра­зу­ме­ва­ется дис­крет­ность воз­мож­ных про­стран­ствен­ных ори­ен­та­ций момента импульса. Схема опыта была сле­ду­ю­щей. Небольшая печь выпус­кала через отвер­стие сереб­ря­ный пар. Из пара выде­лялся пучок ато­мов серебра, кото­рый про­пус­кался через неод­но­род­ное маг­нит­ное поле и оса­ждался на пла­стинке. В резуль­тате полу­ча­лось, что в поле пучок все­гда рас­щеп­лялся на два, вме­сто того чтобы рав­но­мерно рас­пре­де­литься по пла­стинке. Результат этого опыта пока­зал, что атомы серебра обла­дают общим момен­том импульса и маг­нит­ным момен­том, кото­рый может при­ни­мать только две ори­ен­та­ции отно­си­тельно направ­ле­ния маг­нит­ного поля.

В 1925 г. немец­кий физик Вольфганг Паули, иссле­дуя дуб­лет­ный харак­тер спек­тров щелоч­ных метал­лов, а также ано­маль­ный эффект Зеемана, выска­зал пред­по­ло­же­ние для объ­яс­не­ния этих явле­ний, согласно кото­рому элек­трону можно при­пи­сать неко­то­рую «дву­знач­ность». Смысл дву­знач­но­сти Паули не объяснил.

В том же 1925 г. Ральф Крониг, узнав об идеях Паули, выска­зал пред­по­ло­же­ние, что эта дву­знач­ность явля­ется резуль­та­том того, что самому элек­трону нужно при­пи­сать момент импульса, рав­ный ½ ħ, и соот­вет­ствен­ный маг­нит­ный момент. Если пол­ный момент j отли­ча­ется от орби­таль­ного момента l на ±½, то это озна­чает, что каж­дый элек­трон в допол­не­ние к моменту, свя­зан­ному с орби­таль­ным дви­же­нием, имеет ещё соб­ствен­ный момент с про­ек­цией, рав­ной ±½ ħ, на любое выбран­ное направ­ле­ние. Чтобы интер­пре­ти­ро­вать этот момент дина­ми­че­ски, Крониг пред­по­ло­жил, что элек­трон вра­ща­ется вокруг соб­ствен­ной оси 13 . Соображения Кронига не встре­тили под­держки ни у Паули, ни у ряда дру­гих тео­ре­ти­ков. Против гипо­тезы о вра­ще­нии элек­трона выска­зы­ва­лось много воз­ра­же­ний 14 .

В том же 1925 г. появи­лась заметка Уленбека и Гаудсмита, в кото­рой эти авторы неза­ви­симо выдви­нули идею о внут­рен­нем моменте импульса и свя­зан­ном с ним маг­нит­ном моменте.

«На языке моде­лей, кото­рый до созда­ния кван­то­вой меха­ники был един­ствен­ной осно­вой для обсуж­де­ния, этот соб­ствен­ный момент элек­трона можно наглядно изоб­ра­зить только как вра­ще­ние элек­трона вокруг своей оси. Правда, такое пред­став­ле­ние сопря­жено с рядом серьёз­ных труд­но­стей» 15 .

В речи, про­из­не­сён­ной в Лейдене в 1955 г. по слу­чаю заня­тия про­фес­сор­ской кафедры Лоренца, Уленбек рас­ска­зал об откры­тии и пуб­ли­ка­ции гипо­тезы о вра­ща­ю­щемся электроне:

«Гаудсмит и я при­шли к этой идее, изу­чая ста­тью Паули, в кото­рой был сфор­му­ли­ро­ван зна­ме­ни­тый прин­цип запрета и элек­трону впер­вые при­пи­сы­ва­лись четыре кван­то­вых числа. Вывод Паули был довольно фор­маль­ным; он не свя­зы­вал ника­кой кон­крет­ной кар­тины со своим пред­ло­же­нием. Для нас оно каза­лось загад­кой. Мы свык­лись с пред­став­ле­нием, что каж­дому кван­то­вому числу соот­вет­ствует сте­пень сво­боды, и, с дру­гой сто­роны, с точеч­но­стью элек­трона, кото­рый, оче­видно имел лишь три сте­пени сво­боды, и не могли найти место для чет­вёр­того кван­то­вого числа. Мы могли при­нять его только в том слу­чае, если элек­трон явля­ется малень­кой сфе­рой, спо­соб­ной вра­щаться…
Несколько позже мы обна­ру­жили из работы Абрагама, что мно­жи­тель 2 в маг­нит­ном моменте вра­ща­ю­щейся сферы с поверх­ност­ным заря­дом можно понять клас­си­че­ски. Это обод­рило нас, но наш энту­зи­азм в зна­чи­тель­ной мере остыл, когда мы обна­ру­жили, что ско­рость вра­ще­ния на поверх­но­сти элек­трона должна во много раз пре­вы­шать ско­рость света! …
Лоренц … очень заин­те­ре­со­вался нашей идеей, хотя, я думаю, в душе отно­сился к ней несколько скеп­ти­че­ски. … через неделю он пере­дал нам … руко­пись, содер­жав­шую длин­ные рас­чёты элек­тро­маг­нит­ных свойств вра­ща­ю­ще­гося элек­трона. Мы не вполне поняли их, но было оче­видно, что пред­став­ле­ние о вра­ща­ю­щемся элек­троне, если его при­ни­мать все­рьёз, свя­зано с боль­шими труд­но­стями. Например, маг­нит­ная энер­гия элек­трона должна быть столь велика, что его масса по прин­ципу экви­ва­лент­но­сти должна пре­вос­хо­дить массу про­тона, или, если при­нять извест­ное зна­че­ние массы, его раз­меры должны пре­вос­хо­дить раз­меры атома! И то, и дру­гое каза­лось бес­смыс­ли­цей» 16 .

Паули неохотно при­ни­мал гипо­тезу вра­ща­ю­ще­гося элек­трона из-​за её клас­си­че­ского меха­ни­че­ского содер­жа­ния. Действительно, трудно гово­рить о моменте импульса, не думая о вра­ще­нии. Здесь снова обна­ру­жи­ва­ется огра­ни­чен­ность поня­тий меха­ники и свя­зан­ных с ними представлений.

Спин — харак­те­ри­стика, кото­рая не имеет пря­мого ана­лога в клас­си­че­ской меха­нике. Она имма­нентна для частицы, выра­жает внут­ренне при­су­щую подвиж­ность. Это един­ствен­ная кван­то­вая харак­те­ри­стика, кото­рая ука­зы­вает на соб­ствен­ную про­стран­ствен­ную ори­ен­ти­ро­ван­ность элек­трона без­от­но­си­тельно окру­же­ния. В этом смысле можно ска­зать, что спин выра­жает струк­туру частицы.

На дан­ном этапе такое объ­яс­не­ние было бы чрез­вы­чайно туман­ным. Мы также не выявили, какое свой­ство волны выра­жает спин, а упо­мя­нули только интер­пре­та­цию спина для клас­си­че­ского пред­став­ле­ния о частице. Позже, когда мы выяс­ним роль ста­ти­стики в кван­то­вых явле­ниях, зна­че­ние спина откро­ется нам с дру­гой стороны.

Неопределённость

В 1927 году Вернер Гейзенберг ввёл в свою тео­рию соот­но­ше­ние неопре­де­лён­но­стей, кото­рое стало прин­ци­пом кван­то­вой меха­ники. Согласно этому соот­но­ше­нию, опре­де­лён­ность (в субъ­ек­ти­вист­ской тер­ми­но­ло­гии — точ­ность изме­ре­ния или точ­ность зна­ния) импульса и коор­ди­наты вза­имно огра­ни­чи­вают друг друга: уве­ли­че­ние одной опре­де­лён­но­сти умень­шает дру­гую. Это же соот­но­ше­ние спра­вед­ливо для энер­гии и отрезка вре­мени, в тече­ние кото­рого кван­то­вый объ­ект обла­дает этой энер­гией. Соотношение неопре­де­лён­но­стей сле­до­вало из при­зна­ния вол­но­вой при­роды частиц.

«Как сле­дует из кван­то­вой меха­ники, одна из про­ти­во­ре­чи­вых тен­ден­ций, свой­ствен­ных меха­ни­че­скому дви­же­нию, заклю­ча­ется в том, что вся­кая тен­ден­ция к про­стран­ствен­ному огра­ни­че­нию дви­же­ния нераз­рывно соеди­нена с тен­ден­цией к уве­ли­че­нию коли­че­ства дви­же­ния. Взаимосвязь между этими двумя про­ти­во­ре­чи­выми тен­ден­ци­ями коли­че­ственно выра­жа­ется соот­но­ше­нием неопре­де­лён­но­сти…» 17

В неко­то­рых учеб­ни­ках и научно-​популярных мате­ри­а­лах объ­яс­не­ние этого прин­ципа стро­ится на тол­ко­ва­нии опре­де­лён­но­сти как точ­но­сти изме­ре­ния, наблю­де­ния или зна­ния. Такое объ­яс­не­ние неверно и пре­вра­щает тео­ре­ти­че­скую физику из науки в игру субъ­ек­тив­ных эффек­тов. Соотношения неопре­де­лён­но­стей выра­жают объ­ек­тивно реаль­ную зако­но­мер­ность , а зна­чит, рас­ши­ряют, а не огра­ни­чи­вают наши позна­ва­тель­ные спо­соб­но­сти, как бы ни про­ти­ви­лись этому само­на­зван­ные «мате­ри­а­ли­сты», по неве­же­ству отри­ца­ю­щие кван­то­вую меха­нику за агностицизм.

«Квантовая меха­ника в своей основе отри­цает пред­став­ле­ние о дви­же­нии как сумме состо­я­ний покоя. Квантовая меха­ника глубже рас­кры­вает сущ­ность дви­же­ния, так как пока­зы­вает, что вся­кое явле­ние, огра­ни­чи­ва­ю­щее поло­же­ние частицы в про­стран­стве в то же время изме­няет её коли­че­ство дви­же­ния» 18 .

Данная мысль фило­софа Владимира Готта про­яс­няет важ­ное фило­соф­ское отли­чие новой меха­ники от ста­рой. Если в клас­си­че­ской меха­нике апо­рия Зенона о летя­щей стреле устра­ня­лась вве­де­нием в тео­рию мате­ма­ти­че­ских поня­тий пре­дель­ного пере­хода и отно­ше­ния бес­ко­нечно малых вели­чин, то в кван­то­вой меха­нике абстракт­ные пред­став­ле­ния о покое и жёст­кой лока­ли­за­ции исче­зают по чисто физи­че­ским сооб­ра­же­ниям, потому что сами объ­екты иссле­до­ва­ния про­яв­ляют себя как не-​покоящиеся и не-​локализованные. Диалектический прин­цип, согласно кото­рому мате­рия все­гда нахо­дится в дви­же­нии, здесь обна­ру­жи­ва­ется в кван­то­вой меха­нике с необы­чай­ной ясно­стью. Попирая обы­ва­тель­скую мета­фи­зику, диа­лек­тика про­би­вает себе дорогу.

Имея в виду прин­цип неопре­де­лён­но­стей, мы можем по-​новому рас­смот­реть вопрос о струк­туре. В первую оче­редь ста­но­вится понят­ным, что не полу­чится даже умо­зри­тельно схва­тить элек­трон в какой-​то точке, обез­дви­жить, изо­ли­ро­вать от внеш­них воз­дей­ствий и затем пре­па­ри­ро­вать. Сама «раз­мы­тость» по про­стран­ству или энер­гии пере­хо­дит в раз­ряд струк­тур­ных свойств, так как посред­ством этой «раз­мы­то­сти» элек­трон может вза­и­мо­дей­ство­вать с окру­же­нием. Структура не может быть только внут­рен­ней опре­де­лён­но­стью — это было бы абсо­лю­ти­за­цией кате­го­рии внут­рен­нее . Следовательно, не нужно рас­смат­ри­вать строго лока­ли­зо­ван­ный объ­ект, то есть замкну­тый в огра­ни­чен­ной обла­сти про­стран­ства, пре­делы кото­рого мы по меха­ни­сти­че­ской тра­ди­ции назвали бы гра­ни­цами самого объ­екта. Всеобщее вза­и­мо­дей­ствие частиц мате­рии ока­зы­ва­ется суще­ствен­нее и опре­де­лён­нее, чем их соб­ствен­ное бытие (бытие-​в-​себе), изо­ли­ро­ван­ность кото­рого все­гда отно­си­тельна. В кван­то­вой меха­нике эта диа­лек­тика вошла в саму физи­че­скую основу тео­рии. Мы про­дол­жим эти рас­суж­де­ния далее при рас­смот­ре­нии выво­дов кван­то­вой тео­рии поля.

Окружение

После опуб­ли­ко­ва­ния урав­не­ния Шрёдингера в 1926 году Оскар Клейн и Владимир Фок неза­ви­симо друг от друга обоб­щили это урав­не­ние на слу­чай реля­ти­вист­ских частиц. Полноценную квантово-​релятивистскую тео­рию вза­и­мо­дей­ствия элек­тро­нов с элек­тро­маг­нит­ным полем раз­ра­бо­тал Поль Дирак в 1928 г. Все резуль­таты тео­рии Дирака ока­зы­ва­ются в согла­сии с экс­пе­ри­мен­тами и с резуль­та­тами суще­ство­вав­ших ранее тео­рий, осно­ван­ных на гипо­тезе о вра­ща­ю­щемся электроне.

«… в наме­ре­ния Дирака не вхо­дило про­стое постро­е­ние тео­рии вра­ща­ю­ще­гося элек­трона. Он подо­шёл к реше­нию задачи по-​другому, сфор­му­ли­ро­вав вопрос, кото­рый сей­час кажется очень стран­ным. В начале своей ста­тьи, напи­сан­ной в 1928 г., Дирак спрашивает:

„Почему Природа непре­менно должна пред­по­честь эту кон­крет­ную модель элек­трона, а не про­сто удо­вле­тво­риться суще­ство­ва­нием точеч­ного заряда?“

С совре­мен­ной точки зре­ния, такой вопрос ана­ло­ги­чен вопросу „Почему бак­те­рия имеет только одну обо­лочку?“ Наличие спина ħ/​2 — это про­сто одно из свойств, опре­де­ля­ю­щих элек­трон, а не какую-​то иную частицу из мно­же­ства частиц с раз­лич­ными спи­нами, извест­ных на сего­дняш­ний день. Тем не менее, в 1928 г. можно было верить, что всё веще­ство состоит из элек­тро­нов и чего-​то похо­жего, но обла­да­ю­щего поло­жи­тель­ным заря­дом и явля­ю­ще­гося состав­ной частью атом­ных ядер» 19 .

Из тео­рии Дирака сле­до­вало суще­ство­ва­ние состо­я­ний элек­трона с отри­ца­тель­ной энер­гией. Дирак интер­пре­ти­ро­вал эти состо­я­ния как бес­ко­неч­ный фон, запол­нен­ный элек­тро­нами — элек­трон­ный вакуум, кото­рый в силу своей одно­род­но­сти во Вселенной недо­сту­пен для наблю­де­ния. Этот фон про­яв­ля­ется только тогда, когда элек­трон из фона перей­дёт в «реаль­ное» состо­я­ние с поло­жи­тель­ной энер­гией, а на месте элек­трона обра­зу­ется «дырка» в фоне с поло­жи­тель­ным заря­дом e + . В 1932 г. такие дырки были обна­ру­жены экс­пе­ри­мен­тально как реаль­ные частицы с помо­щью камеры Вильсона в маг­нит­ном поле. Их назвали позитронами.

Для более глу­бо­кого иссле­до­ва­ния струк­туры элек­трона мы обра­тимся теперь к выво­дам кван­то­вой тео­рии поля, кото­рая яви­лась раз­ви­тием и обоб­ще­нием кван­то­вой меха­ники, квантово-​релятивистской тео­рии Дирака и клас­си­че­ской тео­рии поля.

Понятие вир­ту­аль­ных частиц вве­дено в кван­то­вой тео­рии поля для интер­пре­та­ции мате­ма­ти­че­ской модели вза­и­мо­дей­ствия частиц. Виртуальные частицы являют собой про­ме­жу­точ­ные состо­я­ния системы вза­и­мо­дей­ству­ю­щих частиц. Виртуальность в физи­че­ском смысле озна­чает, что частица не суще­ствует дольше того вре­мени, кото­рое тре­бу­ется для обла­да­ния опре­де­лён­ной энергией.

Несмотря на попу­ляр­ность вопроса о харак­тере реаль­но­сти вир­ту­аль­ных частиц, кото­рый ино­гда под­ни­ма­ется в фило­соф­ской лите­ра­туре, науч­попе и интер­нете, неко­то­рые физи­че­ские явле­ния поз­во­ляют нам с уве­рен­но­стью рас­смат­ри­вать вир­ту­аль­ные частицы как объ­ек­тивно реаль­ные вещи.

Электромагнитное поле, созда­ва­е­мое элек­тро­ном, рас­про­стра­ня­ется вир­ту­аль­ными фото­нами. Для любого, в том числе вир­ту­аль­ного, фотона может быть реа­ли­зо­вана поро­го­вая реак­ция пре­вра­ще­ния в пару элек­трон — пози­трон под дей­ствием внеш­него для вир­ту­аль­ного фотона поля. Виртуальные элек­трон и пози­трон, родив­ши­еся из вир­ту­аль­ного фотона вблизи «реаль­ного» элек­трона, испы­ты­вают на себе дей­ствие его поля. Вследствие элек­тро­ста­ти­че­ского оттал­ки­ва­ния (по закону Кулона) вир­ту­аль­ные элек­троны несколько уда­ля­ются от «реаль­ного» элек­трона, а пози­троны при­бли­жа­ются к нему, так что вокруг него воз­ник­нет область со скоп­ле­нием поло­жи­тель­ных заря­дов. Это явле­ние, пред­ска­зан­ное тео­ре­ти­че­ски, полу­чило назва­ние поля­ри­за­ции ваку­ума. Экспериментально оно про­яв­ля­ется в виде откло­не­ния в энер­гии между энер­ге­ти­че­скими уров­нями атома водо­рода.

Помимо того, что в поис­ках струк­туры элек­трона вновь и вновь шата­ются наши обы­ден­ные пред­став­ле­ния о частице, также пошат­нуться должны и при­выч­ные пред­став­ле­ния о физи­че­ском поле. Выводы кван­то­вой тео­рии поля пока­зали огра­ни­чен­ность мета­фи­зи­че­ских пред­став­ле­ний о ваку­уме как о пустоте, о поле как о «месте, где дей­ствует сила», о вза­и­мо­дей­ствии объ­ек­тов в умо­зри­тель­ных усло­виях изо­ля­ции от внеш­него мира.

Развитие кван­то­вой тео­рии поля утвер­дило среди физи­ков одну из основ­ных диалектико-​материалистических идей: объ­ект или про­цесс дол­жен рас­смат­ри­ваться во вза­им­ной связи и вза­им­ном дей­ствии с окру­же­нием. По сути, объ­екты и про­цессы — одно и то же. Каждая «вещь» — это про­цесс вза­и­мо­дей­ствия чего-​то с чем-​то, а каж­дый про­цесс вза­и­мо­дей­ствия объ­ек­тов может про­яв­лять себя как «отдель­ный» объект.

«Диалектический мате­ри­а­лизм ука­зы­вает, что все пред­меты и явле­ния в при­роде нахо­дятся во вза­им­ной связи и обу­слов­лен­но­сти. Любое явле­ние можно понять пра­вильно только в связи с окру­жа­ю­щим миром. Поэтому в изу­че­нии свойств мик­ро­объ­ек­тов важ­ней­шую роль играет изу­че­ние внеш­них свя­зей, т. е. вза­и­мо­дей­ствий дан­ного мик­ро­объ­екта с дру­гими телами и полями. … Таким обра­зом, если внут­рен­ние связи опре­де­ляют струк­туру объ­екта, то во внеш­них свя­зях его струк­тура про­яв­ля­ется. … Во вся­ком вза­и­мо­дей­ствии с внеш­ними телами ока­зы­ва­ются как внут­рен­ние, так и внеш­ние связи. Но в одних слу­чаях опре­де­ля­ю­щую роль играют внут­рен­ние связи, в дру­гих — внеш­ние. Безусловно, про­стран­ствен­ная кон­фи­гу­ра­ция играет в этом опре­де­лён­ную роль. Но нельзя при­да­вать ей такой кате­го­ри­че­ский харак­тер. Например, в слу­чае атома мы довольно точно можем про­из­ве­сти такое отно­си­тель­ное под­раз­де­ле­ние свя­зей на внут­рен­ние и на внеш­ние. В слу­чае же „эле­мен­тар­ных“ частиц это в насто­я­щее время сде­лать дей­стви­тельно затруд­ни­тельно, так как они ещё очень слабо изу­чены» 20 .

Понимание струк­туры как внут­рен­ней опре­де­лён­но­сти, про­яв­ля­ю­щейся во внеш­них свя­зях, нужно при­ме­нить к струк­туре кван­то­вых объ­ек­тов. Для таких объ­ек­тов раз­мы­ва­ется грань между пространственно- внут­рен­ним и пространственно- внеш­ним . Ещё вер­нее будет ска­зать, что в мик­ро­мире явно обна­ру­жи­ва­ется услов­ность этой грани и непра­во­мер­ность её абсо­лю­ти­за­ции, к кото­рой при­вык мета­фи­зи­че­ский обы­ден­ный ум. Связи и вза­и­мо­дей­ствие объ­екта с его окру­же­нием нельзя рас­смат­ри­вать как только внеш­нее . Эти связи столько же опре­де­ляют струк­туру мик­ро­объ­ек­тов, сколько и про­яв­ляют её.

Следовательно, элек­тро­маг­нит­ное поле элек­трона явля­ется его струк­ту­рой, оно — явле­ние струк­туры. Это поле вза­и­мо­дей­ствует само с собой: кванты поля, вир­ту­аль­ные фотоны, пре­вра­ща­ются в электрон-​позитронные пары; дей­ствие поля на эти пары при­во­дит к пере­рас­пре­де­ле­нию этих частиц, кото­рое обрат­ным обра­зом вли­яет на поле. Производное от поля окру­же­ние из пози­тро­нов тоже состав­ляет струк­туру элек­трона. Кроме того, вир­ту­аль­ные пози­троны сами имеют вокруг себя «ещё более» вир­ту­аль­ное поле, кото­рое также поля­ри­зу­ется. Чем выше сте­пень этой вир­ту­а­ли­за­ции, тем более ничтожно явле­ние, но для общей кар­тины об этом нужно упомянуть.

Стоит отме­тить неко­то­рые суще­ствен­ные затруд­не­ния, с кото­рыми столк­ну­лась кван­то­вая тео­рия поля и кото­рые до сих пор не пре­одо­лены окон­ча­тельно, хотя раз­ра­бо­таны раз­лич­ные мате­ма­ти­че­ские при­ёмы устра­не­ния этих затруд­не­ний в рас­чё­тах. Это не ума­ляет смысл пред­ше­ству­ю­щих рас­суж­де­ний о струк­туре элек­трона, но даёт идеи для даль­ней­шего поиска.

По пред­ска­за­ниям тео­рии поля­ри­за­ция ваку­ума должна при­во­дить либо к бес­ко­неч­ной массе элек­трона, либо к нуле­вому заряду, так как число экра­ни­ру­ю­щих пози­тро­нов вокруг элек­трона должно быть бес­ко­нечно большим.

Когда Виктор Вайскопф под­счи­тал соб­ствен­ную массу элек­трона с учё­том поля­ри­за­ции ваку­ума, то он полу­чил пора­зи­тельно малый радиус элек­трона 21 :

Эта вели­чина ока­за­лась слиш­ком малой, и её физи­че­ский смысл сомни­те­лен. Даже гра­ви­та­ци­он­ный радиус элек­трона (

10 −55 см) больше этой вели­чины. Для срав­не­ния, гра­ви­та­ци­он­ный радиус Земли состав­ляет всего 0,844 см. Это гово­рит о том, что в струк­туре элек­трона может суще­ствен­ную роль играть гра­ви­та­ция, кото­рая, как известно, не учи­ты­ва­ется в кван­то­вой физике. Таким обра­зом, можно ска­зать, что кван­то­вая тео­рия ото­дви­нула про­блему струк­туры элек­тро­нов в область исклю­чи­тельно малых масштабов.

Мы при­няли, что резуль­тат вза­и­мо­дей­ствия элек­трона с соб­ствен­ным полем, кото­рое нахо­дится как бы «вне» элек­трона, в ваку­уме, явля­ется струк­тур­ным эле­мен­том самого элек­трона. Есть ещё один инте­рес­ный эффект вза­и­мо­дей­ствия элек­трона с ваку­у­мом. Оказалось, что элек­троны в ато­мах дви­жутся не ровно по тем «орби­та­лям», кото­рые рас­счи­ты­ва­ются в кван­то­вой меха­нике. Из-​за вза­и­мо­дей­ствия элек­трона с «флук­ту­а­ци­ями ваку­ума» про­ис­хо­дит что-​то вроде неустра­ни­мого бро­унов­ского дви­же­ния возле орби­тали, «дро­жа­ние» электрона.

Эти явле­ния, несмотря на их тон­кость, ука­зы­вают на совер­шен­ную неадек­ват­ность пред­став­ле­ний о ваку­уме как о пустоте. Сейчас мало кто из учё­ных пред­став­ляет себе вакуум бук­вально, если речь не идёт об упро­щён­ных моде­лях. Кроме того, снова ока­зы­ва­ется невер­ным и пред­став­ле­ние о про­стран­ствен­ных гра­ни­цах, жёстко и устой­чиво лока­ли­зу­ю­щих микрочастицу.

Так что же внутри?

К теку­щей строчке мы подо­шли с неко­то­рым раз­ви­тием нашего исход­ного пред­став­ле­ния. До этого мы обра­ща­лись с элек­тро­ном как с всё той же клас­си­че­ской частицей-​шариком, кото­рому мы про­сто добав­ляли вся­кие необыч­ные кван­то­вые свой­ства. Вначале мы взяли элек­трон в общем клас­си­че­ском пони­ма­нии частицы и в спе­ци­аль­ном пони­ма­нии элек­трона как такой частицы, кото­рая явля­ется ато­мом элек­три­че­ства, и попы­та­лись оце­нить его раз­мер. Далее, мы посмот­рели на элек­трон как на волну в интер­пре­та­ции Шрёдингера (вол­но­вой пакет), затем учли спин и те осо­бен­но­сти, кото­рые вно­сит в пони­ма­ние струк­туры соот­но­ше­ние неопределённостей.

Наконец, когда мы подо­бра­лись к квантово-​полевым явле­ниям, мы подо­шли к струк­туре элек­трона с дру­гой сто­роны: если до этого мы ука­зы­вали на про­яв­ле­ние струк­туры «извне» элек­трона, то теперь мы можем пока­зать струк­туру «внутри», раз­де­ляя его «по слоям». Общий прин­цип опре­де­ле­ния струк­туры объ­екта дол­жен оста­ваться одним и тем же для любых при­бли­же­ний и уточ­не­ний. Заключаться он дол­жен в опре­де­ле­нии струк­туры его вза­и­мо­дей­ствий как «внеш­них», так и «внут­рен­них».

При пере­ходе к кван­то­вой тео­рии поля перед нами пред­стаёт совсем дру­гая физи­че­ская кар­тина суще­ство­ва­ния и вза­и­мо­дей­ствия объ­ек­тов, где раз­ли­чие между соб­ственно части­цей (дис­крет­ным) и полем (непре­рыв­ным) ста­но­вится услов­ной и относительной.

Имея в виду эти сооб­ра­же­ния, перей­дём теперь к «послой­ному» опи­са­нию струк­туры, кото­рое при­вёл в своих ста­тьях Дмитрий Блохинцев 22 23 . Размер раз­лич­ных слоёв соот­вет­ствует харак­тер­ным вели­чи­нам раз­лич­ных видов вза­и­мо­дей­ствия, в кото­рых участ­вует элек­трон. Блохинцев особо уде­ляет вни­ма­ние «сла­бым» явле­ниям, таким, как опи­сан­ные выше поля­ри­за­ция ваку­ума и бро­унов­ское дви­же­ние. Кроме этого, он оце­ни­вает область сла­бого вза­и­мо­дей­ствия, в кото­ром участ­вует элек­трон, через вир­ту­аль­ный про­цесс рас­пада элек­трона на мюон, элек­трон­ное анти­ней­трино и мюон­ное ней­трино. Радиус этого вза­и­мо­дей­ствия имеет поря­док 10 −16 см.

Блохинцев пред­став­ляет схе­ма­тич­ное изоб­ра­же­ние струк­туры элек­трона, раз­де­лён­ной на слои вир­ту­аль­ных частиц, соот­вет­ству­ю­щих раз­лич­ным взаимодействиям.

Данная схема осно­вана на псев­до­клас­си­че­ском пред­став­ле­нии об элек­троне, непо­движно закреп­лён­ном в какой-​то точке про­стран­ства 24 .

Итак, элек­трон испус­кает и погло­щает вир­ту­аль­ные фотоны, кванты сво­его элек­тро­маг­нит­ного поля. Эти фотоны поля­ри­зуют вакуум, так что пер­вый внеш­ний слой «атмо­сферы» элек­трона состоит из вир­ту­аль­ных пар элек­трон — пози­трон. Эта атмо­сфера имеет раз­меры комп­то­нов­ской длины элек­трона, то есть порядка 10 −11 см. Плотность этой атмо­сферы ничтожна из-​за мало­сти посто­ян­ной тон­кой струк­туры, опре­де­ля­ю­щей силу элек­тро­маг­нит­ных взаимодействий.

Процессы, про­ду­ци­ру­ю­щие сле­ду­ю­щие слои вглубь атмо­сферы, также про­те­кают вир­ту­ально, чтобы не нару­шался закон сохра­не­ния энер­гии. Кроме того, эти про­цессы могут быть про­из­вод­ными от дру­гих вир­ту­аль­ных про­цес­сов, напри­мер, от поля­ри­за­ции ваку­ума. Ближе к цен­тру элек­трона должна воз­ни­кать атмо­сфера из пар дру­гих частиц — π-​мезонов. Характерный раз­мер состав­ляет 1,4 ⋅ 10 −13 см. Атмосфера π-​мезонов, в свою оче­редь, про­ду­ци­рует атмо­сферу вир­ту­аль­ных нук­ло­нов и анти­нук­ло­нов. Масштаб этого слоя состав­ляет 2 ⋅ 10 −14 . Таким обра­зом, вокруг цен­тра элек­трона име­ется система обо­ло­чек, обра­зо­ван­ных парами частиц и анти­ча­стиц раз­ного сорта. Все эти обо­лочки имеют очень малую плотность.

Ещё на мень­ших рас­сто­я­ниях (10 −16 см) будут суще­ствен­ными сла­бые вза­и­мо­дей­ствия, кото­рые только в этом мас­штабе будут замет­ными. И где-​то совсем в глу­бине элек­трона будет суще­ственна вели­чина гра­ви­та­ци­он­ного вза­и­мо­дей­ствия

10 −55 см и «кван­то­вый» радиус элек­трона

10 −70 см (см. выше оценку Вайскопфа для учёта поля­ри­за­ции вакуума).

Блохинцев при­во­дит сле­ду­ю­щее пояс­не­ние к пред­став­лен­ной схеме:

«…нужно отме­тить, что элек­трон — частица очень лёг­кая, и поэтому при всех про­цес­сах [С рож­де­нием более тяжё­лых вир­ту­аль­ных частиц. — А. Б.] , кото­рые мы рас­смот­рели, элек­трон полу­чает силь­ную отдачу. В силу этого, в дей­стви­тель­но­сти струк­тура элек­трона не такая нагляд­ная, как мы изоб­ра­зили выше.
Портрет элек­трона, кото­рый мы могли бы полу­чить на опыте, дол­жен похо­дить на порт­рет лица, пры­га­ю­щего со стула на стул перед своим фото­гра­фом» 25 .

Заключение

Мы рас­смот­рели, как обо­га­ща­лось физи­че­ское пони­ма­ние струк­туры элек­трона в ходе раз­ви­тия физи­че­ской тео­рии. Кроме того, мы уви­дели, что это раз­ви­тие при­вело к раз­ви­тию фило­соф­ского пони­ма­ния струк­туры: от меха­ни­сти­че­ского поня­тия к диа­лек­ти­че­скому. Философ Владимир Свидерский пока­зал в своей работе, что поня­тие струк­туры и струк­тур­ных эле­мен­тов в диа­лек­ти­че­ском мате­ри­а­лизме раз­ви­ва­лось в связи с раз­ви­тием физики эле­мен­тар­ных частиц:

if«Прежде всего, если рас­смат­ри­вать „эле­мен­тар­ные частицы“ в каче­стве эле­мен­тов, обра­зу­ю­щих физи­че­ские объ­екты, то бро­са­ются в глаза сле­ду­ю­щие их осо­бен­но­сти. … эле­менты есте­ственно пред­став­лять в виде каких-​либо пре­бы­ва­ю­щих или изме­ня­ю­щихся про­цес­сов или устой­чи­вых отно­ше­ний, нахо­дя­щихся в неко­то­рой струк­тур­ной связи с дру­гими про­цес­сами и отно­ше­ни­ями. Подобные эле­менты, испы­ты­вая на себе вли­я­ние дру­гих эле­мен­тов и всей системы как целого, в то же время сохра­няли своё отли­чие, само­сто­я­тель­ность и опре­де­лён­ную неза­ви­си­мость от дру­гих эле­мен­тов в рам­ках дан­ного целого.
В слу­чае же „эле­мен­тар­ных“ частиц любой из эле­мен­тов пред­по­ла­гает пря­мую или кос­вен­ную связь его с дру­гими эле­мен­тами, спо­соб­ность пере­хода его во все дру­гие эле­менты и, нако­нец, воз­мож­ность порож­де­ния при опре­де­лён­ных усло­виях дан­ным эле­мен­том всех дру­гих эле­мен­тов. Таким обра­зом, здесь каж­дый эле­мент несёт на себе печать дру­гих эле­мен­тов в смысле потен­ций и воз­мож­но­стей пере­хода в них и черт того общего физи­че­ского целого, кото­рое реа­ли­зу­ется сово­куп­но­стью „эле­мен­тар­ных“ частиц и полей в нашей части Вселенной» 26 .

«…струк­тур­ные связи и соот­но­ше­ния [частицы] с дру­гими части­цами опре­де­ля­ются её внут­рен­ней струк­ту­рой. Таким обра­зом, обна­ру­жи­ва­ется орга­ни­че­ская связь внут­рен­ней струк­туры эле­мен­тов со струк­ту­рой воз­мож­ной связи между эле­мен­тами» 27 .

Заявления о бес­струк­тур­ных части­цах имеют под собой лож­ные осно­ва­ния и явля­ются резуль­та­том путан­ных фило­соф­ских взгля­дов. К сча­стью, на прак­тике наука не оста­нав­ли­ва­ется на подоб­ных заявлениях.

Развитие физики снова и снова опро­вер­гает уста­рев­шие иде­а­ли­сти­че­ские пред­став­ле­ния об эле­мен­тар­ных части­цах. Но совре­мен­ные учёные-​физики часто ока­зы­ва­ются иде­а­ли­стами и под­дер­жи­вают про­тив­ные науке кон­цеп­ции. Причина этого лежит не в физике, а в усло­виях жизни учё­ных в совре­мен­ном обще­стве. Сформировавшись в эпоху глу­бо­кой реак­ции как узкие спе­ци­а­ли­сты, под­вер­жен­ные всем заблуж­де­ниям бур­жу­аз­ной про­па­ганды в той же мере, что и так­си­сты, и достав­щики еды и продавцы-​консультанты, физики про­сто не могут про­ти­во­сто­ять потоку иде­а­ли­сти­че­ских помоев, лью­ще­муся со всех сто­рон. Противостоять и бороться с неве­же­ством может тот, кто в ходе само­сто­я­тель­ных поис­ков дохо­дит до диа­лек­ти­че­ского материализма.

Талантливый физик, пони­ма­ю­щий диа­лек­ти­че­ский мате­ри­а­лизм, спо­со­бен на основе суще­ству­ю­щего мас­сива экс­пе­ри­мен­таль­ных дан­ных и физи­че­ских тео­рий нахо­дить ответы на осно­во­по­ла­га­ю­щие вопросы о при­роде. Пример — Дмитрий Иванович Блохинцев, на основе работ кото­рого напи­сана эта ста­тья. Конечно, нельзя пола­гать, что он поста­вил точку в про­блеме струк­туры элек­трона. Он про­чер­тил линию к мно­же­ству новых вопро­сов, отве­тить на кото­рые пред­стоит уже совре­мен­ным физи­кам. Так и раз­ви­ва­ется чело­ве­че­ское познание.

If you have found a spelling error, please, notify us by selecting that text and tap on selected text.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *