Книга для чтения по марксистской философии

И действительно, такое превращение было вскоре осуществлено. Бомбардируя альфа-частицами атомы азота, Резерфорд при помощи простого и остроумного прибора обнаружил появление летящих с большой скоростью протонов, которых до этого в приборе не было. Этот результат был объяснен так. Ядро азота поглотило альфа-частицу, то есть ядро гелия, но при этом из него был вытеснен протон. Заряд ядра азота равен 7, а ядра гелия — 2. Следовательно, если мы прибавим к 7 зарядам 2 и вычтем 1 заряд вытесненного протона, то получим, что заряд нового ядра должен быть равен 8. При помощи таблицы Менделеева Резерфорд определил, что элементом с зарядом ядра 8 является кислород. Последующие опыты других физиков подтвердили, что при бомбардировке азота альфа-частицами действительно образуется кислород.

Вслед за превращением азота в кислород было осуществлено превращение ряда других химических элементов, например алюминия в кремний.

Эти открытия окончательно опровергли метафизическую идею о неизменности химических элементов и еще раз подтвердили учение диалектического материализма о вечно изменяющейся материи. Новое подтверждение правильности этого учения было получено при исследовании простейших частиц, входящих в состав атомов. Эти частицы называются элементарными.

Долгое время были известны только две элементарные частицы: отрицательно заряженные электроны, имеющие малую массу, и положительно заряженные протоны со сравнительно большой массой. Но в 1932 году были открыты новые частицы. Во-первых, был открыт нейтрон. Масса этой частицы приблизительно равна массе протона, но в отличие от протонов частицы эти не имеют электрического заряда. Они потому и были названы нейтронами (от латинского слова «нейтрум» — ни то, ни другое, то есть в данном случае ни положительный, ни отрицательный).

В том же году была открыта еще одна частица с массой, равной массе электрона, но несущая положительный заряд. Она получила название позитрона (от слова «позитивус» — положительный).

Вслед за этим были открыты заряженные частицы с массой, промежуточной между массой электрона и протона: тяжелее электрона, но легче протона. Они были названы мезонами (от греческого слова «месос» — средний).

Интересно отметить, что существование позитрона было определено сначала теоретически и предсказано до того, как он был открыт опытным путем.

С дальнейшим развитием науки физики открывали все новые и новые частицы. Больше всего было открыто мезонов, то есть частиц с промежуточной массой. При этом обнаружилось множество разновидностей мезонов различной массы. В 1948—1950 годах было установлено существование мезонов, не имеющих заряда,— нейтральных мезонов.

Много косвенных данных свидетельствует о существовании нейтрино — частицы, не имеющей заряда, с массой, меньшей 1/30 массы электрона. С другой стороны, в последнее время открыты частицы, более тяжелые, чем протон. Они были названы гиперонами (от греческого слова «гипер», что означает «сверх», «над»), поскольку их масса превышает массу всех известных до сих пор частиц. Получены сведения о существовании частиц с массой, равной массе протона, но с отрицательным зарядом. Они названы антипротонами.

Вслед за антипротонами были открыты частицы, противоположные по ряду своих свойств нейтронам, которые получили название антинейтронов.

Различных «сортов» элементарных частиц оказывается так много, и они обладают такими разнообразными свойствами, что от метафизических представлений о материи не остается камня на камне. Для всех стало вполне ясно, что попытки метафизиков свести все многообразие окружающего нас мира к различным сочетаниям простых, бескачественных частиц и их механическому перемещению в пространстве совершенно безнадежны.

Движение элементарных частиц оказалось не таким простым, как думали раньше. Наоборот, оно чрезвычайно сложно и совсем непохоже на простое перемещение в пространстве. Вопреки утверждениям метафизиков-механистов было установлено, что не физические процессы обусловлены механическим движением, а, наоборот, само механическое движение, в частности наблюдаемое нами перемещение тел в пространстве, обусловлено более сложными процессами, протекающими в этих телах.

Но самое большое разочарование постигло метафизиков, когда они узнали о некоторых других особенностях современных «кирпичиков мироздания». Они способны превращаться друг в друга. Так, например, нейтрон превращается в электрон и протон; протон — в нейтрон и позитрон и так далее. Электроны и позитроны, соединяясь вместе, исчезают совсем, и вместо них появляется вспышка света. Это явление очень обрадовало идеалистов. Наконец-то, заявили они, исчезла ненавистная материя! Была материя — электрон и позитрон, а после их соединения не стало ни того, ни другого.

Но читатель уже достаточно знаком с диалектическим материализмом, чтобы разобраться в этом вопросе. Появление вспышки света вместо электрона и позитрона его не смутит и не заставит поверить в идеалистический вывод об исчезновении материи. Он, конечно, прежде всего спросит, существует ли этот свет объективно, то есть независимо от нашего сознания, или нам только кажется, что он существует? Можем ли мы воспринять его нашими чувствами? Наука на эти вопросы отвечает положительно. Следовательно, свет — это тоже материя, и при исчезновении электрона и позитрона происходит не исчезновение материи вообще, а лишь превращение одного вида материи в другой.

Превращение разных форм материи друг в друга свидетельствует о единстве материального мира, о том, что, несмотря на различие, во всех этих формах есть общее.

Благодаря таким превращениям многие элементарные частицы очень недолговечны. Так, например, мезоны и позитроны «живут» миллионные доли секунды. Так же неустойчивы и вновь открытые частицы — гипероны.

Как видим, эти частицы очень мало похожи на неизменные «кирпичики мироздания».

Но какие же элементарные частицы входят в состав ядер атомов? Некоторое время предполагали, что в ядре находятся протоны, количество которых равно атомному весу элемента, и электроны, которые уравновешивают часть положительных зарядов ядра. Так что общий заряд ядра считался равным общему количеству содержащихся в ядре протонов, за вычетом тех протонов, которые нейтрализуются электронами, находящимися там.

Позже было доказано, что это предположение противоречит ряду прочно установленных в физике положений, а поэтому пришлось отказаться от него.

Выяснить строение атомного ядра помогло открытие нейтрона. Советским физиком Д. Д. Иваненко была высказана мысль о том, что в состав ядра входят не протоны и электроны, а протоны и нейтроны. Количество протонов определяет заряд ядра, а общее количество прогонов и нейтронов, вместе взятых, равно его атомному весу.

Но как объяснить в таком случае тот факт, что при радиоактивном излучении из ядра атома выделяются бета-лучи, то есть электроны?

Электронов в ядре действительно нет, но они рождаются ядром в результате превращений частиц, входящих в его состав. Так, нейтрон порождает электрон, превращаясь в протон. Этим и объясняется испускание бета-лучей (то есть потока электронов ) радиоактивными веществами. Испускание альфа-лучей (то есть ядер гелия) объясняют так. Ядро атома гелия, в которое входят 2 протона и 2 нейтрона, обладает особой прочностью. Поэтому из радиоактивных веществ часто вырываются вместе 2 протона и 2 нейтрона, то есть альфа-частицы.