Дальше – больше. Неугомонным ученым удалось расколоть ядро. Оказалось, что оно состоит из протонов, нейтронов и множества других элементарных частиц.
Открытия один за другим потрясали научную общественность.
Выяснилось, что на уровне атома, ядра и элементарной частицы материя в одних ситуациях проявляется как частица, а в других – как волна; энергия дробится на порции; масса является одной из форм энергии, действующие силы одновременно являются частицами и т. д.
В одной из статей В. Гейзенберг писал: «Бурная реакция ученых на последние открытия современной физики легкообъяснима: они сотрясают основы этой науки, и она, похоже, начинает терять почву под ногами».
Эйнштейн был потрясен не меньше, столкнувшись впервые с миром атома. Он писал в своей автобиографии: «Все мои попытки объяснить эти новые открытия были абсолютно безуспешны. Это напоминало ситуацию, когда почва уходит из – под ног и не на что опереться»46.
В этих словах великих физиков заключена самая суть: почвы – то под ногами действительно нет! Нет той самой тверди, которая всегда служила нам, людям, опорой.
Академик Ф. Я. Шипунов говорит: «За пределами элементарных частиц – нейтронов, позитронов и других – материального мира уже не существует, остается лишь их волновая составляющая. Получается, что Вселенная состоит из некоей субстанции, которую никак нельзя назвать материальной. Это духовная субстанция, имеющая волновую природу. Именно она и строит весь физический мир»35.
В самом деле, атом практически состоит из пустоты. Если мы возьмем в руки металлический шарик диаметром 1 мм, то диаметр атома окажется в 100 миллионов раз меньше его, а радиус ядра атома – в 10 тысяч раз меньше радиуса самого атома. Какая уж тут твердь, если в атоме только одну миллионную часть составляет вещество.
А что все остальное?
Оказалось, остальное – это ЭФИР! Именно эфир и есть та самая «духовная инстанция, имеющая волновую природу», которая пронизывает вещество и заполняет все Мироздание!
Об эфире (о физическом вакууме)
Понятие эфира возникло в Древней Греции. Древнегреческий философ Демокрит, который без всяких микроскопов пришел к выводу, что все вещества состоят из молекул, считал, что между молекулами находится пустота. По Демокриту, основная по объему часть любого вещества представляет собой пустоту[43].
Однако другой греческий философ, Аристотель, утверждал, что в мире не может быть пустоты. Есть некая невидимая и невесомая среда, находящаяся между частицами, а также пронизывающая безграничное пространство Вселенной. Аристотель назвал эту среду ЭФИРОМ. Его философия победила, и именно эфир доминировал в древности как среда, заполняющая Мироздание и, естественно, пронизывающая любое вещество.
Античность завещала эфир Средним векам, и в европейской науке эфир рассматривали как пятую структуру: земля, вода, воздух, огонь и эфир. Эфир царствовал без всяких подозрений вплоть до XVII века.
В XVII веке наука потребовала все доказывать экспериментально, а что невозможно доказать, то отвергать! И ученые, принявшие учение об эфире, оказались в огромном затруднении. Доказать существование эфира они не могли, но не могли и отвергнуть, ибо заменить эфир оказалось нечем. Ну не пустота же, в самом деле, вокруг!
В тяжелейшем состоянии оказался даже Ньютон со своим известным законом всемирного тяготения, согласно которому определяется сила взаимодействия небесных тел. Взаимодействие небесных тел, которое подтверждалось экспериментом, не могло осуществляться через пустоту.
Однако доказать существование эфира Ньютон не мог, а при отсутствии эфира невозможно было объяснить передачу воздействия одного тела на другое.
В письме другу Ньютон писал: «Мысль о том, чтобы одно тело могло воздействовать на другое через пустоту на расстоянии, без участия чего – то такого, что переносило бы действие и силу от одного тела к другому, представляется мне столь нелепой, что нет, как я полагаю, человека, способного мыслить философски, кому она пришла бы в голову»62.
Эфир был нужен и полезен теории Ньютона. В течение своей долгой и плодотворной жизни великий ученый то отвергал, то признавал существование эфира, надеясь на то, что его существование когда – нибудь будет доказано.
Авторитет Ньютона прибавил авторитет и эфиру. А уж когда были открыты электромагнитные поля, то интерес к эфиру возрос многократно. Ведь электромагнитное поле понималось как деформация эфира.
Эфир использовали практически все ученые, занимающиеся исследованиями. И почти все занимались доказательством его существования. В течение почти трех веков были сломаны тысячи копий в попытках подтвердить существование эфира экспериментально. Эфир был неуловим.
Но и отвергнуть эфир наука долго не решалась, поскольку в этом случае бы было невозможно объяснить ни одно взаимодействие между телами.
И, тем не менее, в начале ХХ века молодой Альберт Эйнштейн вынес эфиру смертельный приговор, заявив: «Все наши попытки сделать эфир реальным, провалились. Все попытки открыть свойства эфира привели к трудностям и противоречиям. После стольких неудач наступает момент, когда следует совершенно забыть об эфире и постараться никогда больше не упоминать о нем»46.
Эфир отвергли, а что вместо него? Не пустота же?
Но Эйнштейн был бы не Эйнштейном, если бы ничего не придумал. В общей теории относительности, обнародованной им в 1915 году, материальной средой, передающей взаимодействия, было объявлено само Мировое пространство. Именно оно взяло на себя некоторые (но не все) функции эфира. Для общей теории относительности этого достаточно, и никакая материальная среда ей больше не нужна.
Эйнштейн утверждал, что «силовое поле является самостоятельной физической реальностью, не нуждающейся в субстрате». А свет, по его мнению, «это электромагнитное излучение, которое представляет собой поток отдельных квантов (фотонов), обладающих противоречивыми свойствами частицы и волны, не требующий носителя»63.
Правда, в 1923 году Эйнштейн предложил снова вернуться к термину «эфир». Он пишет: «Согласно общей теории относительности, пространство немыслимо без эфира. Мы не можем в теоретической физике обойтись без эфира, то есть континуума, наделенного физическими свойствами. В пространстве без эфира не только было бы невозможно распространение света, но не могли бы существовать масштабы и часы, и не было бы никаких пространственно – временных расстояний в физическом смысле»63.
Однако под понятием «эфир» Эйнштейн понимал само пустое пространство.
Но было поздно. К этому времени власть над миром вместе с теорией относительности уже делила новая наука – квантовая физика. И она уже обнаружила в пространстве Эйнштейна (по его мнению, пустом) специфическую материальную среду с необычными свойствами. Не решаясь вернуться к названию «эфир», эту необычную среду назвали «физический вакуум».
Физический вакуум. В современной физике термин «вакуум» используется в двух смыслах. Первый, наиболее распространенный, соответствует сильно разряженным газам. Второй (физический вакуум), используемый в теории полей, соответствует состоянию, в котором полностью отсутствуют реальные частицы.
Создателям квантовой механики поначалу было не до теории относительности. У них хватало своих проблем с непривычным новым миром, где свет испускался квантами, энергия дробилась на порции, волна оказывалась частицей, а частица – волной.
Но теория относительности и квантовая физика должны были встретиться и начать учитывать открытия, сделанные каждой из них.
Такое объединение в 1928 году начал английский физик Поль Дирак (позже – Нобелевский лауреат).
К тому времени были известны три элементарные частицы: фотон, электрон и протон[44]. Самым известным был электрон. С него и начал Дирак. Он составил уравнение, которое описывает движение электронов с учетом законов квантовой физики и теории относительности. И получил неожиданный результат. Формула для энергии электрона давала два решения: одно со знаком «плюс», другое со знаком «минус».
У электрона обнаружился антидвойник – антиэлектрон (элементарная частица с отрицательной энергией). Этот антиэлектрон был назван позитроном.
Дирак обратил внимание на то, что электроны всегда рождаются в паре с антиэлектронами, и аннигилируют, превращаясь в чистую энергию.
К настоящему времени установлено, что абсолютно каждая элементарная частица (а их более 400) имеет свою античастицу. И всегда частица и античастица рождаются и исчезают только в паре.
В результате исследований Дирак пришел к выводу, что «пустое» четырехмерное пространство Эйнштейна представляет собой Океан электронов с отрицательной энергией, и «нет ничего похожего на дно в этом электронном океане»64. Сравнение с океаном оказалось удачным.
