На самом деле успехи были достигнуты на обоих путях. Прежде всего
физики использовали так называемое космическое излучение. Электромагнитные
поля на поверхности звезд, простирающиеся на гигантские пространства, при
благоприятных условиях могут ускорить заряженные атомные частицы, электроны
и атомные ядра, которые, как оказалось, вследствие своей большей инерции
имеют больше возможностей более долгое время оставаться в ускоряющем поле, и
когда они в конце концов уходят с поверхности звезды в пустое про-
странство, то иногда успевают пройти потенциальные поля во много
миллиардов вольт. Дальнейшее ускорение при благоприятных условиях происходит
еще в переменных магнитных полях между звездами. Во всяком случае,
оказывается, что атомные ядра долгое время удерживаются переменными
магнитными полями в пространстве Галактики, и в конце концов они, таким
образом, заполняют пространство Галактики тем, что называют космическим
излучением. Это излучение достигает Земли извне и, следовательно, состоит из
всех возможных атомных ядер -- водорода, гелия и более тяжелых элементов, --
энергии которых изменяются примерно от сотен или тысяч миллионов
электрон-вольт до величин, в миллион раз больших. Когда частицы этого
высотного излучения вторгаются в верхние слои атмосферы Земли, они
сталкиваются здесь с атомами азота или кислорода атмосферы или атомами
какого-либо экспериментального устройства, которое подвергают воздействию
космического излучения. Результаты воздействия могут быть затем исследованы.
Другая возможность состоит в конструировании очень больших ускорителей
элементарных частиц. В качестве прототипа для них может считаться так
называемый циклотрон, который был сконструирован в Калифорнии в начале
тридцатых годов Лоуренсом. Основная идея конструкции этих установок состоит
в том, что благодаря сильному магнитному полю заряженные атомные частицы
принуждают многократно вращаться по кругу, так что они на этом круговом пути
могут снова и снова ускориться электрическим полем. Установки, в которых
могут быть достигнуты энергии во много сотен миллионов электрон-вольт, в
настоящее время действуют во многих местах земного шара, главным образом в
Великобритании. Благодаря сотрудничеству 12 европейских стран в Женеве
строится очень большой ускоритель такого рода, который, как надеются, будет
давать протоны энергией до 25 миллионов электрон-вольт. Эксперименты,
проведенные с помощью космического излучения или очень больших ускорителей,
выявили новые интересные черты материи. Кроме трех основных строительных
кирпичей материи -- электрона, протона и нейтрона, -- были открыты новые
элементарные частицы, которые порождаются в этих происходящих при высоких
энергиях столкновениях и которые по истечении исключительно малых
промежутков времени исчезают, превращаясь в другие элементарные частицы.
Новые элементарные частицы имеют свойства, подобные свойствам старых, за
исключением своей нестабильности. Даже самые стабильные среди новых
элементарных частиц имеют продолжительность жизни только около миллионной
доли секунды, а время жизни других -- еще в сотни или тысячи раз меньше. В
настоящее время известно приблизительно 25 различных видов элементарных
частиц. Самая "молодая" из них -- отрицательно заряженный протон, который
называют антипротоном.
Эти результаты кажутся на первый взгляд опять уводящими в сторону от
идей о единстве материи, так как число фундаментальных строительных кирпичей
материи, по-видимому, снова увеличи-
лось до количества, сравнимого с количеством различных химических
элементов. Но это было бы неточным толкованием действительного положения
вещей. Ведь эксперименты одновременно показали, что частицы возникают из
других частиц и могут быть превращены в другие частицы, что они образуются
просто из кинетической энергии таких частиц и могут снова исчезнуть, так что
из них возникнут другие частицы. Стало быть, другими словами: эксперименты
показали полную превращаемость материи. Все элементарные частицы в
столкновениях достаточно большой энергии могут превратиться в другие частицы
или могут быть просто созданы из кинетической энергии; и они могут
превратиться в энергию, например в излучение. Следовательно, мы имеем здесь
фактически окончательное доказательство единства материи. Все элементарные
частицы "сделаны" из одной и той же субстанции, из одного и того же
материала, который мы теперь можем назвать энергией или универсальной
материей; они -- только различные формы, в которых может проявляться
материя.
Если сравнить эту ситуацию с понятием материи и формы у Аристотеля, то
можно сказать, что материю Аристотеля, которая в основном была "потенцией",
то есть возможностью, следует сравнивать с нашим понятием энергии; когда
элементарная частица рождается, энергия выявляет себя благодаря форме как
материальная реальность.
Современная физика не может, естественно, удовлетвориться только
качественным описанием фундаментальной структуры материи; она должна
попытаться на основе тщательно проведенных экспериментов углубить анализ до
математической формулировки законов природы, определяющих формы материи, а
именно элементарные частицы и их силы. Четкое разграничение между материей и
силой или силой и веществом в этой части физики больше проведено быть не
может, так как любая элементарная частица не только сама порождает силы и
сама испытывает воздействие сил, но и в то же самое время сама представляет
в данном случае определенное силовое поле.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67