5. КАК ОТКРЫТИЯ ФИЗИКОВ НА РУБЕЖЕ XIX—XX ВЕКОВ ПОДТВЕРДИЛИ ПРАВИЛЬНОСТЬ ДИАЛЕКТИКО - МАТЕРИАЛИСТИЧЕСКОГО ПОНИМАНИЯ МАТЕРИИ

В 1896 году французский ученый Анри Беккерель обнаружил удивительное явление. Когда на фотопластинку, завернутую в черную бумагу, он положил кусок урановой руды, фотопластинка почернела. Известно, что фотопластинка чернеет в том случае, когда на нее попадают лучи света. Но через черную бумагу свет не проникает. По-видимому, решил Беккерель, урановая руда испускает какие-то невидимые лучи, которые проходят сквозь черную бумагу. Эти лучи стали называть лучами Беккереля.

Было установлено, что урановая руда испускает лучей тем больше, чем больше в ней урана, и больше всего лучей испускает чистый металл уран. Следовательно, лучи Беккереля исходили из урана.

Но вскоре, в 1898 году, молодой польский физик Мария Складовская-Кюри, жившая во Франции, обнаружила, что из одной разновидности урановой руды, привезенной из Чехии, испускается лучей Беккереля гораздо больше, чем из чистого урана. Обсудив это странное явление со своим мужем — известным физиком Пьером Кюри, она пришла к выводу, что в этом сорте урановой руды содержится какое-то неизвестное вещество, испускающее в очень большом количестве лучи Беккереля. В течение нескольких лет Пьер и Мария Кюри занимались выделением этого нового вещества из руды. Через четыре года напряженного труда, в течение которых супруги Кюри переработали около двух вагонов руды, они получили несколько десятых грамма соединения нового вещества с хлором. Еще через несколько лет это вещество было добыто в чистом виде. Оно было названо радием, от латинского слова «радиус» — луч (слово «радий» в буквальном переводе означает «лучистый»). Самое же явление испускания лучей Беккереля было названо радиоактивностью. Радий оказался в миллион раз более радиоактивным, чем уран.

Исследуя свойства радия, ученые обнаружили, что он выделяет теплоту: вода, в которую был помещен радий, нагревалась. И тут-то обнаружилось самое странное.

Всем известно, что дрова, выделяя тепло, сгорают и по мере сгорания выделяют тепла все меньше и меньше. То же самое происходит и с другими источниками энергии: они более или менее скоро иссякают. Согласно одному из основных законов физики — закону сохранения энергии, о котором мы уже говорили, энергия не может создаваться из ничего, а может только превращаться из одного вида в другой или переходить от одного тела к другому. Если энергия передается от одного тела другому, то в первом теле ее становится все меньше и меньше.

Каково же было удивление физиков, когда они убедились, что энергия, испускаемая куском радия, не уменьшается с течением времени: сегодня он выделяет за 1 час энергии столько же, сколько вчера; то же самое через неделю, через месяц, через год. Многие годы физики внимательно следили за радием, но интенсивность его излучения не уменьшалась. Радий походил на волшебный горшок из сказки: сколько кашу не ешь, ее все столько же.

Физики подвергали радий всевозможным внешним воздействиям: высокому давлению, нагреву, охлаждению, но ничто не изменило количества излучаемой радием энергии, никакими способами не удавалось ее ни уменьшить, ни увеличить.

Разделение радиоактивных лучей в магнитном поле

Исследование самих испускаемых лучей показало, что если пропускать эти лучи между полюсами сильного магнита, то они расщепляются на три части. Одна часть отклоняется в одну сторону, другая — в противоположную, а третья сохраняет прежнее направление. По этим отклонениям ученые определили, что в составе лучей, испускаемых радием, находятся мельчайшие частицы, заряженные электричеством.

С электричеством сейчас знакомы все — все с ним имеют дело. Напомним, что электричество бывает двух родов, из которых один условно назван положительным зарядом, другой—отрицательным. Однородные электрические заряды отталкиваются друг от друга, а разнородные притягиваются друг к другу. Вблизи электрически заряженных тел положительные и отрицательные заряды движутся в противоположные стороны. Так происходит и при движении электрических зарядов около магнита: противоположные заряды отклоняются в противоположные стороны.

В конце прошлого века было установлено, что электричество состоит из мельчайших частиц, которые были названы электронами. Тогда говорили об отрицательных и положительных электронах. В дальнейшем слово «электрон» стали применять лишь для обозначения отрицательно заряженных частиц.

Таким образом, наблюдения над лучами радия, проходящими вблизи магнита, показали, что в их состав входят частицы, заряженные положительным и отрицательным электричеством. Первые стали называть альфа-частицами (?—альфа, первая буква греческого алфавита), вторые — бета-частицами (? — бета, вторая буква греческого алфавита), третья же, не отклоняющаяся часть лучей, не заряженная электричеством, получила название гамма-лучей (? — гамма, третья буква греческого алфавита).

Исследование радиоактивности привело к открытию того, что атом сложен, ибо альфа-, бета-частицы и гамма-лучи, входящие в состав лучей Беккереля, выделяются из атома. Этого не могло бы быть, если бы атомы были неделимы, как их представляли до сих пор. На глазах у изумленных физиков, которые незадолго перед тем считали чуть ли не сумасшедшим всякого, кто высказывал предположение о сложности атома, этот кирпичик мироздания разваливался!

Так были обмануты надежды метафизиков на безусловную неизменяемость атома. Можно было бы сделать попытку найти другую неизменную, вечную частицу, хотя бы тот же электрон. Но оказалось, что и электроны вели себя очень странно, совсем не так, как подобало бы вести себя самой простой, неизменной частице.

Еще со времен Ньютона основным признаком материальности тела считалась масса, которая определялась как количество материи, содержащейся в теле. Поскольку количество материи в теле не может зависеть от того, покоится тело или движется, то, следовательно, и масса как мера этого количества не может, как полагали раньше, зависеть от скорости. И долгое время ничто не противоречило этому положению, не возникало никаких сомнений относительно его безусловной правильности.

Теперь же все изменилось. Электроны не хотели подчиняться этому, казалось бы непреложному, закону. Они двигались с колоссальными скоростями, и с увеличением скорости росла их масса. Прямыми измерениями было установлено, что при движении электрона со скоростью 260 тысяч километров в секунду масса его возрастает в 2 раза по сравнению с массой покоящегося электрона.

Построенное на фундаменте метафизического материализма и, как недавно казалось, столь совершенное, прочное здание старой физики зашаталось под ударами новых открытий. Физики перестали понимать свою науку. «Ах! Если бы я умер раньше,— воскликнул один из крупных старых физиков,— я умер бы спокойно». Раньше физик действительно мог быть спокоен, так как был уверен в том, что его наука нашла абсолютно истинную, простую и ясную картину мира, в которой будущие поколения должны лишь уточнять детали.

Что же предприняли физики? Часть из них при помощи всякого рода искусственных подпорок пыталась укрепить разваливающееся здание старых теорий. Таких вначале было много, затем становилось все меньше и меньше. Другая часть заявила, что вообще невозможно познать сущность окружающего нас мира, что материи вовсе не существует, что есть только наши ощущения и переживания и наука должна ограничиться лишь описанием этих переживаний. Эти физики перешли, таким образом, с позиций материализма на позиции идеализма. По сути дела они стали признавать, что основой мира является не материя, существующая независимо от нас, а дух, сознание.

Неизбежным следствием идеалистического представления о мире является отказ от изучения закономерностей материального мира, поскольку он, по мнению идеалистов, есть только видимость.

Ясно, что идеализм в еще большей мере, чем метафизический материализм, противоречит подлинной науке. Материалисты прошлого хотя и ошибались во многом, однако они искренне хотели познать действительный мир, пытались проникнуть в его сущность, в мир мельчайших частиц материи, которых мы не видим и не слышим. Осуществляя это свое стремление, они сделали немало ценных открытий.

Идеалисты же считают, что наука должна заниматься только описанием и разложением по полочкам наших зрительных, слуховых и другого рода ощущений, но не пытаться проникнуть в суть вещей. Долгое время идеалисты решительно выступали против учения об атомах, так как существование атомов противоречит их утверждению о том, что мир — это совокупность наших ощущений.

До последних открытий в науке представления физиков об атомах вполне согласовались с теми явлениями, которые они наблюдали вокруг себя. Материалистическая картина мира представлялась простой и понятной. Поэтому почти все физики были материалистами. Но, когда были обнаружены явления, противоречившие старым представлениям о материи, когда увидели, что масса растет со скоростью, что из ничтожного количества вещества выделяется огромное количество энергии, тогда многие ученые усомнились в том, существуют ли в мире какие-нибудь материальные закономерности, существует ли вообще материя.

«Материя исчезла» — так охарактеризовал В. И. Ленин в своем замечательном труде «Материализм и эмпириокритицизм» настроение физиков того времени, перешедших на точку зрения идеализма. Создавшееся положение нельзя было назвать иначе, как кризисом в физике.

Кризис в физике совпал по времени с усилением борьбы рабочего класса против капитализма, который перерос в свою последнюю стадию — империализм. Назревала и вскоре разразилась первая русская революция.

Буржуазия всеми способами боролась против роста революционного сознания пролетариата.

Классовая борьба шла и в области философии. Правящие классы поддерживали наиболее реакционные философские учения, всюду насаждали идеализм. Идеализм пропагандировался в учебных заведениях, в многочисленных журналах и книгах. С материализмом же велась ожесточенная борьба. Например, жестоким преследованиям был подвергнут немецкий ученый Геккель, который выступил в это время с пропагандой материалистических взглядов. Идеалисты вели борьбу не только против современных материалистов. Как с живыми, реакционные философы воевали с материалистами прошлого. Особенную их ненависть навлек на себя основатель атомистического учения Демокрит.

Понятно, что вся эта обстановка толкала буржуазных физиков к идеализму, и поэтому кризис в физике приобрел глубокий и затяжной характер.

Однако идеалисты напрасно торжествовали победу. Новые открытия подрывали не всякий материализм, а лишь материализм старый, метафизический. Исчезла не материя, а потерпело крушение прежнее, метафизическое понимание материи как неизменного первоначала всех вещей. Ведь только тот не мог понять факта распада атома на электроны, масса которых меняется со скоростью, кто считал, что вечны и неделимы частицы, составляющие материю, что вечны и неизменны свойства материи.

Но признание неизменной сущности вещей характерно для материализма метафизического. Нового же, диалектического материализма большинство буржуазных физиков того времени просто не знало, поэтому они и не могли подойти к новым открытиям с действительно научной, диалектико-материалистической точки зрения. Как показал В. И. Ленин в книге «Материализм и эмпириокритицизм», новая физика, опровергнув взгляды метафизического материализма, явилась вместе с тем блестящим доказательством истинности и плодотворности диалектического материализма и прежде всего диалектико-материалистического понимания материи.

Диалектический материализм отрицает существование абсолютно неделимых частиц материи и вечных, неизменных свойств их. Поэтому открытие сложного строения атома и изменчивости свойств электронов явилось подлинным триумфом диалектики. Как ни странны, ни диковинны с метафизической точки зрения вновь открытые свойства электронов, они вполне понятны с точки зрения диалектического материализма. Нет ничего удивительного в том, что частицы, по размерам в миллионы раз меньшие, чем видимые нами тела, обладают свойствами, отличающимися от свойств этих тел. С углублением познания материи, говорит диалектический материализм, нам могут встретиться еще более диковинные, еще более необычайные свойства. Никогда в процессе познания мы не дойдем до абсолютного предела, до чего-то совершенно простого. Предугадывая результаты дальнейших исследований, В. И. Ленин высказал замечательную мысль, что электрон, с которым только что познакомилась тогда физика, так же неисчерпаем, как и атом.

Материальны или нематериальны электроны, входящие в состав атома? Для решения этого вопроса нужно выяснить: 1) существуют ли они объективно? 2) действуют ли они на наши органы чувств? На оба вопроса физика отвечает утвердительно. Действительно, электроны существуют независимо от сознания физиков и других людей, и, несомненно, совместное действие многих электронов (а в некоторых особых случаях и действие отдельных электронов) мы наблюдаем в опытах. Нет сомнения также и в том, что электроны движутся в пространстве и времени. Следовательно, электрон так же материален в диалектико-материалистическом понимании этого слова, как стол, дом и вообще любой из окружающих нас предметов. Материальны электроны, материальны атомы, состоящие из электронов, материальны все вещи, состоящие из атомов. Это значит, что никакого исчезновения материи в ее диалектическом понимании не произошло.

Таким образом, В. И. Ленин опроверг попытки идеалистов использовать новейшие открытия физики для обоснования своих реакционных теорий. Он убедительно показал, что данные физической науки свидетельствуют об ошибочности не только взглядов метафизического материализма, но и прежде всего о несостоятельности идеализма, утверждающего, будто не существует независимого от нас материального мира, будто нам только кажется, что существует материя.

Напрасно идеалисты пророчествовали о том, что лет через пятьдесят (то есть примерно в то время, в которое мы живем) об атомах будут говорить лишь седые ученые, читающие в тиши библиотек старые книги. Сейчас об атомах знают не только физики, но и не специалисты и даже дети. Это слово давно перешло со страниц учебных трудов и учебников на страницы газет и журналов.

На этом примере мы еще раз видим, насколько враждебен науке идеализм, какой колоссальный ущерб был бы нанесен нашим знаниям, если бы все физики пошли за идеалистами и отбросили учение об атомах. А ведь без учения об атомах не была бы создана современная атомная физика, которая, как мы увидим дальше, сделала открытия, имеющие огромное практическое значение.

Единственной философией, полностью согласующейся с новейшими открытиями физики, единственной подлинно научной философией является диалектический материализм. Поэтому, писал В. И. Ленин, несмотря на все старания идеалистов, физика стихийно, бессознательно идет к диалектическому материализму. Она сама из себя порождает диалектический материализм, так как все ее открытия являются новым подтверждением правильности диалектико-материалистического взгляда на природу.

В связи с критикой идеалистических извращений физики В. И. Ленин определил место философии и физики в изучении свойств материи.

Раньше считалось, что изучение свойств материи как таковой и ее строения — дело прежде всего философов. Не случайно поэтому к выводу об атомном строении материи, так же как об ее основных свойствах —твердости, непроницаемости и так далее, ученые пришли главным образом на основе философских соображений, а не опытных исследований (вспомним Демокрита, Лукреция, философов-материалистов XVIII века). Физике и химии отводилась по сути дела вспомогательная роль: они должны были лишь проверять и уточнять выводы философии.

Такое понимание роли философии характерно для метафизиков. Ведь философию они считали такой наукой, которая должна изучать все вечное и неизменное. Естественно, что изучение свойств и строения материи, которая рассматривалась метафизиками как вечная и неизменная основа всех вещей, должно было с их точки зрения являться задачей философов.

В. И. Ленин в соответствии с новым, диалектическим взглядом на материю по-новому решил вопрос о роли физики и философии в изучении материи. Он выделил две стороны в этом вопросе, два возможных подхода к изучению материи.

С одной стороны, можно изучать материю во всем многообразии ее конкретных свойств. Все эти свойства изменчивы: они могут превращаться одно в другое; у одних видов материн могут быть одни свойства, у других— совсем другие. Сюда же относится вопрос о строении материи, о частицах, из которых она состоит — атомах, электронах и так далее. Философия своими силами не в состоянии решить этих вопросов. Какую бы правильную позицию ни занимал философ, как бы безукоризненно он ни рассуждал, он не может с помощью одних лишь рассуждений исследовать, например, строение атома. Для этого нужны тонкие опыты, осуществляемые при посредстве сложнейшей техники. Производят же такие опыты физики и химики. Поэтому все эти вопросы и относятся прежде всего к области физических наук.

С другой стороны, можно ставить вопрос не о конкретных свойствах различных видов материи, а о взаимоотношении материи и сознания. Это является предметом не физической, а философской науки. Именно по этому вопросу и идет борьба между материализмом и идеализмом. Идеализм считает, что материя существует только в нашем сознании и нам только кажется, что она существует реально. Материализм же утверждает, что материя существует объективно, независимо от нашего сознания, и в этом с философской точки зрения состоит ее главное свойство. Материя может иметь различное строение, обладать различными свойствами. Но во всех случаях она остается объективной реальностью, действующей на наши органы чувств.

Диалектический материализм отнюдь не утверждает, что современные наши представления об устройстве мира являются окончательной истиной. Нет никакого сомнения, что с дальнейшим движением науки картина мира, созданная физиками, будет многократно меняться, все более уточняясь и приближаясь к истине. Диалектический материализм утверждает лишь то, что в этом бесконечном процессе изучения материи, познания ее строения и конкретных свойств физика никогда не дойдет до какого-нибудь неизменного предела, дальше которого уже нечего исследовать. Весь мир находится в состоянии постоянного изменения и развития. Поэтому, если исследование будет длиться бесконечно, без конца будут открываться все новые и новые свойства материи.

Идеалистические выводы из открытий физики XX века в значительной мере были обусловлены смешением двух вопросов: философского (о существовании материи как объективной реальности) и физического (о строении материи).

Однако необходимо подчеркнуть, что разграничение этих двух вопросов вовсе не означает, что между ними нет никакой связи. Мы уже видели, как философия диалектического материализма использует данные науки для обоснования своего понимания материи. С другой стороны, физики могут понять суть своих открытий, лишь руководствуясь философией диалектического материализма. Диалектический материализм открывает перед физикой перспективу бесконечного проникновения в глубь материи, перспективу познания все новых и новых ее свойств.

Со времени начала великих открытий в естествознании и написания Лениным книги «Материализм и эмпириокритицизм» прошло около половины века. За эти годы физика сделала новый, очень большой шаг вперед в изучении материи, еще более подтвердив диалектический материализм. Ныне мы знаем о строении материи неизмеримо больше, чем знали 50 лет тому назад. И не только знаем, но и с большим успехом применяем эти знания на практике.

Что же было открыто физиками за это время? Что мы знаем из современной физики о строении материи?