Большая часть эмпирического знания, обретенного в связи с природой и свойствами субатомных частиц и космических атомов, выведена из наблюдений за их движением в электрическом и магнитном полях. К сожалению, объем информации, который можно получить таким способом, очень ограничен. Особенно значимое положение: Эксперименты, которые можно проделать над электронами с помощью электрических и магнитных сил, не помогают физикам в подтверждении одного из самых лелеемых допущений - допущения, что электрон является одним из базовых составляющих материи. Наоборот, как указывалось в главе 18, экспериментальное свидетельство из этого источника показывает, что допускаемая ядерная структура атома материи, включающая электрон, физически невозможна. Теория, постулирующая орбитальное движение отрицательно* заряженных электронов вокруг гипотетического положительно* заряженного ядра, созданная Резерфордом и его коллегами после прославленных экспериментов с альфа частицами, сразу же вступает в противоречие с одним из свойств заряженных электронов. Если заряженный объект ускоряется, он излучает. Поскольку заряд сам по себе является ускоренным движением (по геометрическим причинам), сила, требующаяся для создания данного ускорения заряда меньше, чем сила, требующаяся для создания такого же ускорения вращающейся единицы. Но заряд физически связан с комбинацией вращения и должен поддерживать одинаковую с ней скорость. Следовательно, избыток энергии излучается. Потеря энергии из гипотетически вращающихся электронов вынуждала бы их спиралевидно двигаться к гипотетическому ядру и делала бы стабильную атомную структуру невозможной. Такое препятствие на пути ядерной гипотезы никогда не преодолевалось. Чтобы построить физически возможную гипотетическую структуру, потребовалось бы (1) определить, почему ускоряющаяся частица излучает, и (2) объяснить, почему этот процесс не работает при условиях, предписываемых гипотезой. Ни одно из этих требований еще не выполнено. Бор просто допустил, что движение электронов квантованное, и может принимать лишь определенные конкретные величины. Тем самым он соорудил сцену для всех последующих полетов фантазии, обсужденных в главе 18. Вопрос, можно ли примирить допущение квантованности с причинами испускания излучения ускоряющимися зарядами, просто игнорировался, поскольку существовала более серьезная проблема рассмотрения допускаемого сосуществования положительных* и отрицательных* зарядов на расстояниях, намного меньших, чем расстояния, на которых, как известно, такие заряды уничтожают друг друга. Не удивительно, что в конце концов Гейзенберг пришел к выводу, что ядерный атом, который он помогал построить, и вовсе не является физической частицей, а просто “символом”, то есть, математическим удобством. — 260 —
|