Современное естествознание

Атом перестал быть первичной единицей материи, ибо установлено, что его строение весьма сложно. Мельчайшими известными в настоящее время частицами материи являются электроны и позитроны. И те, и другие имеют совершенно одинаковую массу, но различаются электрическими зарядами: электрон заряжен отрицательно, а позитрон – положительно.

Кроме этих частиц, существуют более тяжелые частицы - протоны и нейтроны, входящие в состав ядер. Их масса также примерно одинакова (в 1840 раз больше массы электрона), но, в то время как протон заряжен положительным электричеством, нейтрон не несет в себе никакого заряда.

В последнее время в составе космических лучей, попадающих в нашу атмосферу из межзвездного пространства, была обнаружена целая серия новых частиц, масса которых меняется в очень больших пределах (от 100 до 30000 электронных масс). Эти частицы носят различные наименования: мезоны (или мезотроны), варитроны и т.д. Установлено также, что все эти частицы не являются абсолютно неизменными. Протоны могут переходить в нейтроны и обратно; электроны, соединяясь с позитронами, могут прекращать свое существование в виде частиц, превращаясь в электромагнитное излучение.

С другой стороны, при известных условиях электромагнитное поле может "породить" пару электрон-позитрон. Обнаруженные в космических лучах частицы в процессе взаимодействия с атомами атмосферы могут сильно изменять свою массу.

В современной физической литературе превращение пары электрон-позитрон в излучение часто называют "аннигиляцией" (уничтожением) материи; обратный процесс называют "материализацией".

Последовательные материалисты считают такую терминологию лишь условно допустимой, но идеалистически искажающей действительное положение вещей. Они говорят, что нет никакого превращения энергии в массу и обратно, так как масса и энергия принадлежат некоторой реальности – материи, и появляющиеся частицы обладают энергией, а энергия – массой.

Это последнее утверждение для нас, воспитанных на прежних физических понятиях, совершенно ново. Однако мы очень далеки от того, чтобы торжествовать победу над материализмом. Мы не имеем ни права, ни побуждения возражать против весьма важных достижений современной физики. Из того, что частицы могут менять свою массу, как это установлено в последнее время относительно новых для науки частиц, обнаруженных в космических лучах, или просто прекращать свое существование в виде частиц, превращаясь в электромагнитное излучение ("аннигиляция" электронов и протонов), нельзя делать выводы об исчезновении материи; другой формой материи надо считать электромагнитное поле.

Обе эти формы могут переходить одна в другую, подобно тому, как жидкое тело может переходить в твердое или газообразное! Такие превращения могут, однако, происходить лишь при условии соблюдения законов сохранения энергии. Энергия не может исчезать или создаваться из ничего. Она только может менять свою материальную оболочку, количественно оставаясь той же самой.

В настоящее время физики отказались от гипотезы о существовании некоего невесомого и в то же время абсолютно упругого вещества – эфира, заменив его понятием электромагнитного поля. Электромагнитное поле не есть вещество в обычном механическом понимании этого слова. Оно не обладает весом, твердостью, упругостью, оно не состоит из частиц и т.д. Но оно обладает энергией и в этом смысле его следует рассматривать как одну из форм существования материи! Оно порождается движением и взаимодействием элементарных частиц - электронов и других. С другой стороны, оно само воздействует на эти частицы и при известных условиях может даже порождать их.

Вместо веса, твердости и упругости и т. д. электромагнитное поле обладает другими характеристиками, определяющими его свойства. Этими характеристиками являются величина и направление электрических и магнитных сил в разных точках пространства. Законами, управляющими электромагнитным полем и его взаимодействием с электрическими зарядами, занимается особая область физики - электродинамика; законы же движения и взаимодействия материальных частиц составляют область механики.