Текст книги "Мировые загадки сегодня"

Автор книги: Игорь Адабашев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 22 страниц)

Вкратце учение Демокрита сводилось к тому, что весь мир реален и состоит из неизменных и неделимых движущихся частиц, качественно однородных, но различных по форме и величине. Отсюда и термин «атом», что по-гречески означает «неделимый». Демокрит писал: «Вещи отличаются друг от друга атомами, из которых они состоят, их порядком и положением».

Учение Демокрита хорошо согласовывалось с двумя основополагающими особенностями природы, уже понятыми к тому времени человечеством. Во-первых, что в мире все изменчиво, нигде нет абсолютного постоянства. (Гераклиту из Эфеса приписывались вещие слова: «Все течет, все изменяется…») Вторая особенность, казалось бы, противоречащая первой, – это вечность, возобновляемость природы. Мир одновременно изменчив и вечен.

– Да, это так, – говорил Демокрит. – Атомы являются непреобразуемыми частицами, они вечны – и в этом суть вечности и возобновляемости природы. Атомы находятся в постоянном движении, от их различного сочетания получаются то вода, то растение, то земля. Но атомы продолжают свое непрерывное движение, и поэтому все изменчиво и не постоянно.

Напротив славного Милета, по крутому скалистому берегу небольшого острова, расположился город Самос. Там родился Пифагор. Этот великий ученый древности впервые установил неразрывное единство математики с другими науками, и в первую очередь с философией.

Пифагор видел в числах ключ к пониманию Вселенной. Им впервые была вскрыта строжайшая гармония природы, в которой, оказалось, заложены соотношения чисел. Простой пример: определенное математическое соотношение длины струны дает возможность получать звуки с правильными музыкальными интервалами – октавами, терциями и т. д.

Поняв, что гармония и целесообразность окружающего мира может быть сведена к соотношениям определенных цифр, а через них – к геометрическим формам, пифагорейцы выдвинули как вершину гармонии пять правильных геометрических тел, стороны которых состоят из треугольников, квадратов и пятиугольников. При этом пятиугольник был признан основой основ гармонии и наделен сверхъестественными магическими свойствами.

Старая история, извечно порождающая тайны: следствие принимается за причину. Здесь мы подходим к «мировой загадке» кажущейся преднамеренной целесообразности в природе (говорить об этом мы будем в другом месте). Ограничимся лишь указанием на то, что пифагорейцы безоговорочно признали числа ключом понимания природы и выделили определенные соотношения чисел и некоторые симметрические фигуры как якобы таинственные носители божественных сил.

Тем беспощаднее был удар по верованиям последователей Пифагора, когда ими же были открыты иррациональные числа, то есть числа, несоизмеримые с единицей и какими бы то ни было ее частями, а поэтому не могущие быть выраженными ни целыми, ни дробными числами. Это был типичный случай, когда дальнейшее развитие науки ставит с ног на голову многие общепринятые истины, а некоторые ученые «теряют голову» и порой в такие острые моменты способны увидеть выход в самых невероятных, сверхъестественных объяснениях. Мы уже видели, как в подобный критический момент на рубеже XIX и XX веков, при получении новых данных о строении атома, некоторыми учеными было даже высказано мнение об «уничтожении материи», а тогда, на рубеже VI и V веков до нашей эры, пифагорейцы увидели, что их открытие наносит удар по их же собственному учению о гармонии чисел в окружающем мире. Они объявили вновь открытые числа недействительными. Отсюда еще шаг до признания нереальности мира.

Этот шаг сделали Парменид и его ученик, по славе превзошедший учителя, Зенон, жившие на территории современной Южной Италии. Ими было впервые заявлено, что окружающий нас материальный мир – лишь иллюзия воображения. Вселенная состоит из идеальных чисел, воспринимаемых чистым разумом, но не познаваемых. Ясно видимые каждым человеком ежесекундные изменения якобы лишь подтверждают иллюзорность, нематериальность окружающей природы, существующей только через наши чувства в воображении. Чувства же наши ошибочны и неточны.

Зенон был одним из величайших древнегреческих философов. Широко известны его парадоксы о диалектической природе движения.

Считая, что допущение движения всегда приводит к неустранимым противоречиям, Зенон утверждал, что быстроногий Ахилл никогда не догонит черепахи, так как за то время, пока бегун достигнет того места, где находилась черепаха в момент «старта», черепаха успеет продвинуться на какое-то расстояние вперед, и так далее.

Таким образом, Зенон, верно установив противоречивость движения, не смог понять единства противоположных моментов, а отсюда и его неверный вывод о невозможности движения вообще.

В. И. Ленин, рассуждая над этой проблемой, подчеркнул, что двигаться – значит быть в этом месте и в то же время не быть в нем: это – единство прерывности и непрерывности пространства и времени, что и делает возможным движение.

Надо хотя бы немного остановиться на Гераклите, величайшем древнегреческом философе-материалисте и диалектике. Прозвище Гераклита «темный» утвердилось в связи с глубокомыслием и загадочностью изложения.

По Гераклиту, первоосновой природы является огонь. Из него произошел мир в целом, а также человеческие души. И душа у него огненная – реальная, материальная. «Этот космос, – писал Гераклит, – один и тот же для всего существующего, не создал никакой бог и никакой человек, но всегда он был, есть и будет вечно живой огонь, мерно загорающийся и мерно потухающий». Эти слова гениального грека В. И. Ленин считал хорошим, даже очень хорошим изложением диалектического материализма.

По Гераклиту, мировой процесс цикличен; жизнь природы – непрерывный процесс движения. В этом процессе всякая вещь и всякое свойство переходят в свою противоположность. В основе познания лежат ощущения. Однако только мышление приводит к мудрости.

Уже в момент своего зарождения идеализм стоял на страже богатого меньшинства. Зенон уверял, что потребность в достоверности и возможностях изменения всегда возникает «у людей, потерпевших в жизни, бедных и обездоленных…» Извечный, застывший, неизменный мир, к тому же нереальный и управляемый божественными силами, крайне удобен для привилегированного меньшинства, правящего по «священному» праву. Эти тенденции были позднее подхвачены Платоном и с различными добавлениями фактически составляют основу всей идеалистической философии и религиозного мировоззрения.

Возвратимся теперь в ослепительно солнечные Абдеры, к Демокриту.

Отважный эллин отказался воспринимать Вселенную как таинственное построение умозрительных идеальных чисел. Как мы уже говорили, он нарисовал картину материального мира, вечного и постоянно изменяющегося. По его учению, мельчайшие, неделимые далее частички материи – атомы постоянно движутся и создают все разнообразие материального мира. Все природные явления подчинены определенным законам, которые познаваемы и не связаны с божественными силами.

Демокрит писал свои труды костяным стилом на дощечках из сырой глины почти две с половиной тысячи лет тому назад… Несмотря на огромность прошедшего времени, вас не могло не поразить почти полное сходство рассуждений древнегреческого мудреца с недавними основными атомистическими представлениями.

Конечно, это сходство внешнего порядка. Атомистическое учение, по крайней мере с середины XIX века, опирается на точные экспериментальные доказательства и сложные математические расчеты. Демокрит, как и все философы его времени, шел от отвлеченных умозрительных заключений, в лучшем случае подтвержденных косвенными доказательствами, заимствованными из наблюдений над практической деятельностью людей. Тем более должны преклоняться мы перед величием ума и смелостью духа Демокрита.

Жизнь вся соткана из противоречий. Надо же было такому случиться, что именно от Демокрита одновременно потянулись два противоположных представления о материн.

Первое представление – это учение о том, что мир материален, а поэтому реален, он познаваем, развивается по присущим ему законам, не зависящим от каких-либо сверхъестественных сил.

Второе представление – это атомистическая теория единства мира с его «первоматерией» – неделимыми, неуничтожаемыми и не изменяющимися атомами. То есть понятие материи приравнивается к атому, а отсюда ошибочное понимание материи как какого-то неизменного однообразного и единого вещественного субстрата всех вещей. Позднее подобный поиск несуществующего субстрата тонко высмеял Фридрих Энгельс: «Когда естествознание ставит себе целью отыскать единообразную материю как таковую и свести качественные различия к чисто количественным различиям, образуемым сочетаниями тождественных мельчайших частиц, то оно поступает таким же образом, как если бы оно вместо вишен, груш, яблок желало видеть плод как таковой…»[9]9
  Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. – Т. 20.– С. 570.


[Закрыть].

Положа руку на сердце, многие из читателей, в особенности люди старшего поколения, должны признаться, что еще со школьных занятий они вынесли представление об окружающем мире, как о мире более простом, чем он есть на самом деле. Вспоминаются точные слова писателя Д. Данина: «Успев на школьной скамье стать современниками Ньютона, мы не успеваем стать современниками Эйнштейна… А между тем каждый жаждет хотя бы почувствовать неизбежность и осознать необходимость той неклассической, по слухам совершенно непонятной, картины движущейся материи, которую рисует физика XX века».

Все разнообразие Вселенной многим из нас представляется как простое сочетание нескольких десятков элементарных «деталей» атомов: протонов, нейтронов и электронов. В основе всего – водород. В ядре этого «простейшего» атома один протон и один нейтрон, а вокруг вращается один электрон. Под вторым номером в периодической таблице Менделеева значится газ гелий. У него в ядре уже два протона и два нейтрона, а вокруг ядра вращается два электрона. В результате получится совершенно не похожий на водород атом гелия.

Таким же образом, путем добавления протонов и нейтронов в ядра атомов и, соответственно, электронов на орбиты ядер получается полный «набор» всех атомов-элементов. Атомы могут химически соединяться друг с другом в молекулы, которые и образуют все разнообразие веществ, встречающихся в природе.

Такое представление об устройстве мира соответствует истине. Соответствует, но не исчерпывает действительность. Все во сто крат сложнее и запутанней. Мы уже видели в предыдущей главе, что более подробное проникновение в устройство атома привело к открытию явлений, грубо сломавших только что нарисованную нами строго логичную картину. В частности, оказалось, что электрон не находится ни в каком определенном месте и вообще не подпадает под старые представления о материи.

В 1911 году Резерфорд уподобил строение атома строению солнечной системы (Солнце – ядро, планеты – электроны). И хотя от этой модели пришлось отказаться, понятие атомного ядра – нуклона – прочно вошло в физику. Нуклон – общее наименование для протонов и нейтронов – частиц, из которых построены все атомные ядра. При распаде или синтезе атомных ядер освобождается огромная энергия.

Все это так. Но электрон в то же время оказался не столь понятным крошечным шариком, механически вращающимся вокруг ядра, подобно Земле, движущейся вокруг Солнца. Люди знали и могли логически представить себе состояние электрона в качестве мельчайшей твердой частички – шарика, но не могли представить его в форме пульсирующего поля – облака – или переходящим в другие элементарные частицы. В этом и заключается секрет «пропавшей материи». Ничего, конечно, не пропадает, но вновь познанная форма существования материи качественно другая, она совсем не похожа на старую.

И вот мы опять возвращаемся к Демокриту. Его гениальная догадка об атомах привела к атомистике, но она же, внушив правильную мысль о единстве мира, породила ошибочное представление о какой-то общей «первоматерии». Сперва под материей понимался атом. Потом «неделимый» разделился на элементарные частицы. Одни думали, что «материя» – это атом водорода; другие видели первооснову в электроне; третьи – в квантах света; четвертые надеются найти «первоматерию» в еще неизвестных, более простых элементарных частицах.

Мы только что мысленно признавались в том-, что еще крепко сидит в нас предельно простая картина атома, состоящего из «шариков на орбитах», протонов и электронов, частиц, неуничтожаемых и вечных. Но в последние полвека новые открытия физиков, возмужание теории относительности и квантовой механики помогли проникнуть в какой-то степени не в макетно-школьный, а в истинный атом.

Все оказалось чрезвычайно сложней. Подтвердилось гениальное предвидение В. И. Ленина о неисчерпаемости электрона. Сейчас известны элементарные частицы двухсот с лишним видов. Большинство из них нестабильны, то есть вскоре после возникновения самопроизвольно распадаются, превращаясь в другие частицы. Многие существуют всего лишь… триллионные доли секунды!

Теперь стало ясным, что элементарные частицы далеко не элементарны. Уже получены многочисленные экспериментальные данные, подтверждающие гипотезу о составном строении большого числа частиц.

Вполне логично, что ученые пытаются разобраться в этом потоке элементарных частиц, классифицировать обитателей микромира, привести их пестрое разнообразие к определенному порядку и единству.

Заманчиво найти новые «кирпичики» материи, если старые – атомы, а затем электроны, протоны и нейтроны – «раскрошились», перестав считаться «неделимыми», превратились в сотни различных элементарных частиц.

Сперва было подмечено, что подавляющее большинство элементарных частиц «живут» как бы семьями-мультиплетами, в основном по 8, иногда по 10 видов частиц. Все они вроде бы «близкие родственники», схожи по многим признакам, хотя и носят различные «фамилии», имея определенные различия.

Это уже была победа. Ибо, зная, в каком мультиплете находится малоизученная или предполагаемая, но неизвестная частица, можно по свойствам остальных, более известных «родственников» рассчитать ее данные.

Теоретическое обоснование мультиплетным объединениям дали советский ученый М. А. Марков и затем американец М. Гелл-Манн. Подобно тому как любое вещество, скажем железо, может принимать при определенных условиях твердое, жидкое, газообразное, плазменное состояние, также и ядерное поле в различных условиях принимает свое устойчивое состояние, которое и проявляется в форме определенных элементарных частиц.

В 1964 году произошло чрезвычайно важное событие. Был открыт омега-минус-гиперон. Ученые-физики ликовали. Впервые была найдена реальная элементарная частица, существование которой заранее предсказывалось определенной «пустой клеточкой» в одной из групп мультиплетных семей элементарных частиц.

В то время как в мультиплетах обычно обитает не менее 8 схожих частиц, образовывалась предполагаемая семья всего с тремя родственниками. Это было очень странно. Но вместе с тем если отбросить три непонятные, к тому же практически не найденные частицы, то нарушается стройность всей таблицы.

М. Гелл-Манн решился признать три непокорных частицы (и такие же три античастицы, наделенные противоположными зарядами). Поскольку они невидимки и их не изучали в реальной жизни, он попробовал теоретически рассчитать свойства этих частиц. Получилось что-то невероятное!

Начать хотя бы с того, что у них оказался… дробный электрический заряд. Еще школьный учитель объяснил нам, что элементарная частица – носительница электрического заряда – сохраняет его при любых, самых чудовищных воздействиях. При этом учитель говорил, что существует наименьшая из возможных «порция» электричества – заряд электрона.

Непонятное с дробностью заряда… Но и это еще цветочки по сравнению с загадкой массы тройки странных частиц. Она у них огромна – раз в десять тяжелее протона, общепризнанного чемпиона тяжелого веса микромира. Дальше… Тяжелое порождает легкое. Странные сверхтяжелые частицы преобразуются в частицы несравненно более легкие. При этом не менее 97 процентов первоначальной массы (а значит, и энергии) должно переходить в другое состояние материи. При термоядерных процессах на Солнце подобный переход не превышает 0,7 процента.

Три странные гипотетические частицы были названы кварками. «Кошмары» и «безумства» трех странных частиц напомнили М. Гелл-Манну безумного трактирщика-короля, героя романа Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану». В этом произведении, преследуя трактирщика-короля, чайки-судьи кричат пронзительно, загадочно и страшно: «Три кварка мистеру Марку… Три кварка, три кварка…»

Оказалось, что гипотетические кварки не только «цементируют» таблицу элементарных частиц, но (пока теоретически) являются теми материальными частицами, которые как бы придают устойчивость, стабильность окружающему нас миру. Например, именно из кварка и антикварка можно получить элементарные частицы мезоны, обеспечивающие стабильность атомного ядра. И не только мезоны, но и все известные долгоживущие тяжелые элементарные частицы. Если к этому вы еще узнаете, что кварки позволяют объяснить происхождение магнитного поля элементарных частиц, то вы согласитесь с мнением ученых, считающих кварки элементарными «кирпичиками» мироздания. Видимо, именно они призваны наводить определенную гармонию и устойчивость в хаосе микромира.

Правда, еще никто не видел своими глазами (точнее, глазами своих приборов) кварки. И это как раз неудивительно. Сверхтяжелые кварки не могут быть получены даже на самых сильных ускорителях, из тех, которыми располагают люди. Даже космические лучи в своем подавляющем большинстве не обладают достаточной энергией, чтобы при столкновении с атомами в верхних слоях атмосферы порождать кварки.

Ученые не сидят сложа руки. Предложен целый ряд способов, позволяющих (как думают их авторы) поймать неуловимые кварки. В помощь физикам включаются океанологи, геологи, геохимики, химики, биологи. Есть даже сообщения о регистрациях сверхмощных «всплесков», которые не могли бы получиться от элементарных частиц, не имеющих такой большой массы и энергии, как у кварков. Эти сообщения еще требуют проверки.

Как же так, с одной стороны, многие серьезные данные подтверждают наличие в природе кварков, а с другой стороны – их никак не могут найти? Видимо, кварки, в отличие от частиц типа барионов, мезонов или лептонов, не могут находиться в свободном состоянии.

И все же на сегодняшний день, по мнению некоторых ученых, «уверенно доказано» существование кварков уже четырех типов, или, как выражаются физики-теоретики, четырех ароматов.

Причем каждый кварк не только располагает своим ароматом, но и своим антикварком. Но и это не все, ибо все кварки могут иметь три разновидности по некоторому квантовому числу, условно названному цветом (красным, желтым или синим).

Так, три кварка, образующие барион, обязательно имеют три разных цвета, в результате чего барион является «бесцветным». Общее количество кварков и антикварков уже достигло 36, и многое говорит о том, что число частиц в кварковой модели вещества будет возрастать.

В последние полтора десятка лет выяснилось (сперва теоретически, затем в экспериментах на все более мощных ускорителях), что в микромире существует свой внутренний четкий порядок. Он, в частности, выражен в строгой симметрии, частичное познание которой фактически привело к современной кварковой модели строения элементарных частиц. В современной науке пока нет какой-либо другой убедительной концепции, противостоящей гипотезе об образовании вещества из кварков.

Предполагается участие кварков в солнечных процессах. Вспомним, что является источником энергии Солнца? Если на этот вопрос ответить кратко, то термоядерные реакции в недрах Солнца, в ходе которых происходит синтез гелия из водорода с выделением энергии.

Подробное изучение этого вопроса позволяет выделить несколько типов солнечных термоядерных реакций. Основная часть энергии – порядка 98 процентов – получается от водородного цикла, а 2 процента дает углеродно-азотный цикл.

Р. Дэвис-младший, сотрудник Брукхейвенской национальной лаборатории (США), работая в специальном помещении, расположенном в глубокой золотоносной шахте, производил длительные измерения потока солнечных нейтрино, которые, кстати, испускаются на промежуточных стадиях солнечных термоядерных реакций и легко проходят через верхние слои Солнца.

Полученные Р. Дэвисом результаты озадачили физиков-теоретиков: поток солнечных нейтрино оказался в 4 раза меньшим, чем предсказывалось. В чем дело?

В 1983 году ученые из университета штата Огайо предложили новую схему реакции синтеза гелия, которая позволяла разрешить возникшую проблему. Они предположили, что в центральной части Солнца существуют экзотические атомные ядра с дробным электрическим зарядом.

Согласно созданной в последние десятилетия вполне утвердившейся теории квантовой хромодинамики отвергается возможность существования кварков в свободном виде: они могут находиться только в связанном состоянии.

Итак, сильно взаимодействующие частицы состоят из наиболее элементарных – кварков. Они, в свою очередь, объединяются в тройки (протон, нейтрон и другие барионы) или в пары (мезоны). Здесь силы между кварками действуют так, что другие комбинации не возникают. Не существует и одиночных кварков.

Американские физики из Огайо считают, что на Солнце ядра с дробным зарядом служат катализатором в ранее неизвестном цикле нуклеосинтеза гелия. Таким образом, получаемая «недохватка» нейтрино от теоретически предполагаемого уровня, возможно, происходит оттого, что солнечные температуры в зонах излучения нейтрино также несколько меньше предполагаемых. Наблюдения показали, что и температура и потоки нейтрино меньше в 4 раза. Поскольку снижение температур не ведет к уменьшению потока солнечной радиации (а снижение должно бы было достигать 22 процентов), то вполне вероятно существование реакции нуклеосинтеза гелия. При этом ядра с дробными зарядами как раз и являются катализаторами для захвата свободных протонов. При этом необходимым исходным материалом для цикла синтеза служат «кварковые» ядра гелия, то есть ядра, состоящие из двух протонов, двух нейтронов и кварка. Заряд такого ядра равен 2²/₃. В результате хода синтеза образуются обычное ядро гелия и «кварковое» ядро гелия, затем цикл повторяется.

Как много захватывающе интересного, поистине таинственного, порою даже антилогичного открывается перед человеческим разумом по мере проникновения его в самые глубинные, самые тонкие процессы существования материи!

Установлено, что в элементарных частицах, состоящих из кварков, последние, в свою очередь, связаны определенными обменными процессами. И вот новое чудо! Силы, действующие между кварками, удивительны – они не ослабевают с расстоянием. Кстати, именно поэтому нельзя наблюдать изолированные кварки.

Есть и другие сообщения, уже нашлись сторонники признания в кварках… первоначальной, богом созданной «первоматерии».

Кое-кто схватился за «кошмарные» частицы, по привычке считая: где есть еще тайна, где имеются неясности, их нужно объяснять сверхъестественной силой. Возможно, современные данные о кварках претерпят существенные изменения. Ну что же, человек все равно со временем разберется во всех закономерностях микромира и сведет их в таблицу, не уступающую гениальной менделеевской. Возможно, будут найдены пути воздействия на кварки. Тогда подтвердится многое из того, о чем мы сейчас говорили. Конечно, это не будет означать, что кварки – «конечные», неделимые элементы материи. Просто, как мы видели, это частицы, обладающие определенными свойствами. Возможно, именно они в какой-то части Вселенной обеспечивают стабильность набора элементарных частиц, позволяющего материи проявляться в виде вещества и поля. Только в этом смысле кварки можно называть «кирпичиками» мироздания, обеспечивающими единство мира.

Но вспомним, еще «отважный эллин», кроме атомистической теории единства мира, нашел смелость не убояться грозного «рокота неба» и заявить, что мир материален, а поэтому реален. И через бурные тысячелетия человеческого развития, совершенства, отступлений и ошибок именно это простое, разумное зерно реальности проросло в современное марксистско-диалектическое понимание материи.

Материя – объективная реальность, вот основа основ правильного понимания этой важнейшей категории научного мышления. Она вбирает в себя все известное и неизвестное нам многообразие Вселенной, существующей вне и независимо от человеческого сознания, всю совокупность предметов и явлений, их свойств и отношений. И недопустимо отождествлять философское понятие материи с какими-либо конкретными ее видами, например, веществом или полем, и тем более с ее свойствами – энергией, массой, инертностью и так далее. «Ибо, – писал В. И. Ленин, – единственное „свойство“ материи, с признанием которого связан философский материализм, есть свойство быть объективной реальностью, существовать вне нашего сознания»[10]10
  Ленин В. И. Полн. собр. соч. – Т. 18.– С. 275.


[Закрыть].

Теперь попробуем хотя бы в общих чертах набросать картину взаимопревращений видов материи. Без этого нам не удастся разобраться в первых трех «мировых загадках».

Еще в середине XVIII века замечательный американский физик, изобретатель, дипломат и литератор Бенджамин Франклин поразил людское воображение, «поймав» в стеклянную банку во время грозы электрический заряд. Грозный и таинственный священный огонь оказался родным двойником уже известного людям электричества. Как тут не согласиться с Д’Аламбером, сказавшим о Франклине: «Он отнял у неба молнию»…

Наглядно установив единство везде встречающегося электричества, Франклин высказал предположение, что электричество представляет собой реально существующее материальное истечение – флюиды, наполняющие все пространство.

Развенчанная и отобранная у Ильи-пророка молния и твердо установленные к началу XIX века закономерности связей электричества и магнетизма позволили Майклу Фарадею создать учение об электромагнитном поле.

Фарадей родился в семье лондонского кузнеца, долгие годы работал в переплетной мастерской. Он вел исключительно скромную трудовую жизнь. Через все сознательные годы он пронес целостное материалистическое мировоззрение: непоколебимую уверенность в реальности материального мира и в единстве, неразрушимости и взаимной превращаемости любых видов энергии. Кстати, термина «энергия» он не знал и употреблял слово «сила».

В начале своей научной деятельности Фарадей работал под руководством знаменитого Деви (изобретатель взрывобезопасной шахтерской лампы). Добившись сжижения газообразного хлора и получения его в жидком состоянии, Фарадей наглядно убедился и убедил других, что граница между твердым, жидким и газообразным состоянием вещества относительна, она зависит от тех условий, в которых находится вещество.

Вторым шагом было признание Фарадеем связей и единства между атомами и электричеством. В то время под атомами подразумевали предельно мельчайшие, неделимые частички вещества (из которых и складывается все разнообразие мира), способные только к механическому перемещению.

Фарадея не удовлетворяли такие толкования атомистики. Он писал: «Однако громадное количество фактов убеждает нас в том, что между атомами материи и электрическими силами существует какая-то связь и что именно этим силам атомы обязаны своим поразительным свойством и, между прочим, взаимным химическим сродством».

Третьим гигантским шагом (мы говорим лишь об основных, этапных работах) была разработка Фарадеем теории близкодействия. (Этот термин появился как противопоставление термину дальнодействия.)

В начале XIX века господствовало учение последователей Ньютона о том, что механические силы могут действовать на расстоянии через абсолютно пустое пространство. Так, в частности, объясняла небесная механика взаимовлияние между звездами и планетами. Иными словами, по Ньютону, силы притяжения, например, Земли по отношению к Луне, действуют непосредственно от планеты на спутник через пустоту, ибо, как тогда все думали, космическое пространство представляет собою абсолютный вакуум.

Фарадей возразил против этого, ибо он не мог допустить, что какая-либо сила может действовать «из ничего» или «через ничто». В разработанной им теории близкодействия выдвигается принципиально новое положение, утверждающее, что в природе вообще не существует пустого пространства. Пространство всегда материально, ибо там, где оно между видимыми телами кажется пустым, в действительности все пронизано материальными силовыми линиями электрической и магнитной напряженности. Фарадей совершает великий научный подвиг, пытаясь показать единство сил природы, раскрыть связь между электричеством и магнетизмом, электричеством и химическими процессами, магнетизмом и светом.

Твердая убежденность ученого-материалиста в своей правоте хорошо видна на следующем примере. Когда копенгагенский физик Христиан Эрстед, исследовав связь между электричеством и магнетизмом, открыл магнитное действие электрического тока, Фарадей, получив в трудах датчанина очередное подтверждение единства и взаимопревращаемости энергии, не колеблясь, записал в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество». Для него не было сомнений в том, что электричество, способное превращаться в магнетизм, должно и превращаться обратно в электричество из энергии магнита. Но как?

Для того чтобы открыть тайну этого превращения, Фарадей на протяжении девяти лет носил в кармане довольно тяжелый магнит и в каждую свободную минуту, придавая ему различные положения, сосредоточенно думал над решением задачи.

Вы знаете, к чему это привело? Фарадей открыл закон электромагнитной индукции, заложив тем основы электротехники.

Следующими шагами были опытное и теоретическое обнаружение взаимопревращаемости электрической и химической энергий, а также перехода электрической энергии в свет и обратно. Первое решилось в результате открытия закономерностей электролиза (откуда пошла современная электрохимическая промышленность), второе – в результате открытия эффекта магнитного вращения плоскости поляризации света.

Смело, но закономерно и логично Фарадей пытается сделать еще один шаг – связать взаимопревращающиеся виды энергии с силами тяготения. Здесь ученого постигла неудача. Но он был на правильном пути. Много позже А. Эйнштейн разработает теорию, позволяющую доказать отклонение луча света в поле гравитации и тем самым взаимодействие между светом и тяготением.

Известный русский физик А. Г. Столетов писал о Фарадее: «…свет не видал стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы…» Но голов было много, если и не столь гениальных, то очень талантливых и настойчивых. Джемс Максвелл математически обосновал открытия Фарадея, и на этой основе выкристаллизировалась электромагнитная теория света. Генрих Герц наглядно продемонстрировал беспроволочное распространение электромагнитных волн и доказал принципиальную тождественность их световым волнам. Через девять лет Конрад Рентген подтвердил это положение, открыв родственные световым невидимые лучи, названные рентгеновскими.