Элементарные частицы и атом
Количество разнообразных элементарных частиц (бозоны, фермионы, лептоны, кварки, нейтрино и т. д. и т. п.) предсказанных теоретиками и обнаруженных (или пока не обнаруженных) экспериментаторами исчисляется нынче великим множеством. При этом ученые относятся к ним как к реальным объектам, исходно существующим в природе.
Но тут уместно вспомнить поучительное мнение выдающегося немецкого физика Вернера Гейзенберга, одного из основателей квантовой механики. Когда студенты стали спрашивать его про внутреннее устройство элементарных частиц, Гейзенберг попросил их взглянуть в окно, смотрящее на здание бассейна, и ответить на вопрос: люди, выходящие из здания одетыми в пальто, в самом бассейне плавают тоже в пальто? Гейзенберг правильно понимал, что элементарные частицы как таковые не существуют. Они возникают лишь в результате взаимодействия. Если перенести его точку зрения с элементарных частиц на атом, то можно сказать, что никаких электронов, протонов и нейтронов в атоме нет. Он из них не состоит. Они возникают лишь в момент взаимодействия атомов с электромагнитным полем или иным излучением, которое исследователь направляет на них. Такой взгляд позволяет обойтись без гипотезы Бора о фиксированных внутриатомных орбитах, по которым вращаются электроны. Бору пришлось постулировать, что отрицательно заряженный электрон может вращаться вокруг положительно заряженного ядра. Этот парадокс, противоречащий закону Кулона о притягивании разноименных зарядов, невозможно преодолеть ни моделью электрона в виде частицы, крутящейся по орбите вокруг ядра, ни моделью о размытой траектории в виде электронного облака. Но, если стать на позицию Гейзенберга, парадокс исчезает. Хотя Гейзенберг по сути прав, но модель Бора более наглядна и удобна для применения.
Глядя на формулу E = mc>2, почти любой скажет, что это – великая формула Эйнштейна о связи между энергией и массой. Но на самом-то деле кое-что тут не совсем так.
Во-первых, эту формулу придумал вовсе не Эйнштейн, а Пуанкаре. На это указал В. И. Арнольд в статье «Недооцененный Пуанкаре» (Успехи математических наук, 2006, т.61, № 1, с. 3–24). Причем, Эйнштейн, тщательно изучивший (по совету Минковского) теорию Пуанкаре, никогда не ссылался на первоисточник и только в 1945 году признался в этом. Кстати, знаменитые «преобразования Лоренца» в эйнштейновской специальной теории относительности тоже принадлежат не Эйнштейну и даже не Лоренцу, а всё тому же самому Пуанкаре.