авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

УСПЕХИ

ФИЗИЧЕСКИХ

НАУК

ПОД РЕДАКЦИЕЙ

Э. В. ШПОЛЬСКОГО

ТОМ

XXVI

ВЫПУСК 2

ГОСУДАРСТВЕННОЕ

ИЗДАТЕЛЬСТВО

ТЕХНИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

МОСКВА 1944 ЛЕНИНГРАД

Адрес редакции: Москва, Орликов пер., д. 3.

1944 г. Т. XXVI, вып. 2

УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК

В. И. ЛЕНИН И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА1)

С. И. Вавилов В. И. Ленин был русским интеллигентом в широком и лучшем смысле· Великому революционеру, гениальному теоретику и практику социализма всегда, в годы эмиграции и в эпоху создания советского государства, интересы культуры, науки, техники и искусства были близкими и своими.

Поэтому давно стали привычными сопоставления: Ленин и экономика, Ленин и историческая наука, Ленин и искусство. Среди наук о природе внимание В. И. Ленина особенно было привлечено физикой. В наше время каждому советскому интеллигенту, старому и молодому, известно, что книга В. И. Ленина: «Материализм и эмпириокритицизма почти на всех её страницах касается физики, а предпоследняя её часть: «Новейшая революция в естествознании и философский идеализм» содержит анализ состояния физики начала XX в. и прогноз дальнейшего развития этой науки.

Несмотря на необычайные изменения и рост физики за последние десятилетия, мысли В. И. Ленина о философских предпосылках и выводах нашей науки, о её главных путях, записанные почти 35 лаг назад, удер жали значение и силу и в отношении новейшего этапа развития физики.

Тема: «Ленин и физика», повидимому, надолго останется актуальной, преобразуясь только в отношении конкретного физического содержания.

I. ОСОБЕННОСТЬ ПОЛОЖЕНИЯ ФИЗИКИ [В [СИСТЕМЕ НАУК Почему во всей необъятной области наук о природе внимание В. И. Ленина сосредоточилось именно на физике? Это произошло вслед ствие особого её положения и затем по причине необычайно напряжён ного состояния физики в начале нашего века.

На долю физики среди естественных наук выпал жребий исключи тельный. Её задача — это учение о простейших и вместе с тем наиболее общих свойствах материи, материи в широчайшем ленинском смысле «объективной реальности». Вследствие сказанной общности нет и не может быть явлений природы, не имеющих физических свойств или сто рон. Поэтому неизбежно участие физики в основе любого раздела есте !

) Доклад на Общем собрании Академии] наук СССР Н^февраля 1944 года в Москве.

1 Успехи физич. наук, т. XXVI, вып. 2.

114 С И. ВАВИЛОВ ствознания, если даже он ограничен простым олиса.тельным каталогом предметов и явлений. Для составления такого каталога нельзя обойтись без физических представлений о размерах, длительности, весе, цвете и пр.





•Хорошо известно, что физика глубочайшими корнями вросла в астро номию, химию, геологию, физиологию и другие.естественные науки, многое в них объясняя, определяя характер законов, предоставляя ме- тоды исследования. Но, разумеется, связь физики с остальным естество знанием не односторонняя. Она сама изменяется и растёт, помимо почвы специального физического опыта, на конкретном материале других наук о природе. Каассическая механика возникла, главным образом, на основе знаний о движениях небесных тел, астрономические явления составили также экспериментальный фундамент теории относительности, реляти вистской механики и электродинамики. Химические факты и законы и, прежде всего, менделеевская периодическая система определи™ развитие учения с строении атомов и квантовой механики. Есть основания думать, что такие явления, как знаменитое «красное смещение» в спектрах спи ральных туманностей, законы распределения количеств химических эле ментов на Земле и во вселенной и основные биологические явления су щественно видоизменят в будущем современную физику.

Крайняя широта, общность и «элементарность» содержания приводят физику в её наибоаее принципиааьных положениях в непосредственное соприкосновение с философией, точнее с теорией познания. «Элементар ность» физических утверждений даёт возможность ставить проблемы познания в наиболее отчётливой и общей форме, не затемняемой слож ностью обыденных предметов и явлений.

По этой причине в античной науке функции философа и физика почти всегда сливались в одном лице. В дальнейшем развитии они разделились, однако, все наиболее важные узловые пункты в истории физики отмечены тесным переплетением с философскими вопросами теории познания. Так было в конце XVII в. — в эпоху создания классической механики, так было во вто рой половине XIX в. •—в годы выяснения и формулировки закона сохране ния энергии принципа рассеяния энергии в естественных процессах, то же произошло, когда закладывались основы современного уиения о строении вещества, теории относительности и теории квантов. Фи зика и теории познания связаны исторически и по существу. Эта связь и определяла особое внимание В. И. Ленина к вопросам физики. «Само собой разумеется,—писал он,·—что, разбирая вопрос о связи одной школы новейших физиков с возрождением философского идеализма, мы далеки от мысли касаться специальных учений физиков. Нас интересуют исключительно гносеологические выводы из некоторых определённых по ложений и общеизвестных открытий».

Значением для всех наук о природе и для философии роль физики в развитии культуры не ограничивается. В наше время яснее, чем когда-либо, видно, что физика составляет фундамент ряда основных и главнейших разделов техники. Любое механическое приспособление, приём и машина, ох топора до сложнейшего станка, есть результат сознатель ного применения физических законов. Строительная техника, гидротехника, теплотехника, электротехника, вся совокупность знаний, именуемых теперь В. И. ЛЕНИН И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА энергетикой, светотехника в самом широком смысле, огромная часть военной техники выросли на почве физики и до сих пор сохраняют её в качестве основы. Причина в том, что элементарность, расчленённость, рациональность и количественный характер физики делают её исключительно приспособленной для технической, изобретательской мысли, комбиниру ющей с практической целью известные элементы. Физика переводит технику из области случайных находок на рациональную, сознательную и количественную дорогу.

В самом деле, вероятность случайной, эмпирической «находки», на пример, динамомашины или радио, практически равна нулю. Электротех ника и радиотехника могли возникнуть только через физику. В связи с этим можно сопоставить очень интересное замечание В. И. Ленина о технике в конспекте на гегелевскую «Науку логики» 2. «Цели чело века сначала кажутся чуждыми («иными») по отношению к природе. Со знание человека, наука («Понятие») отражает сущность, субстанцию при роды, но в то же время это сознание есть внешнее по отношению к природе (не сразу, не просто совпадающее с ней). Техника механиче ская и химическая потому и служит целям человека, что её характер (состав) состоит в определении её внешними условиями (законами при роды) ».

2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И МЕТОД ПРИНЦИПОВ В истории науки трудно привести другой пример такого же корен ного изменения в основах, какое пришлось и до сих пор приходится переживать физике, начиная с первых годов XX в. Именно в эти годы и поэтому В. И. Ленин и обратился к физике.

Для понимания характера такого резкого поворота необходимо про следить главные методологические линии развития физической мысли, наметившиеся в течение многих веков.

Почти с незапамятных времен, от Демокрита и Эпикура через Архи меда, Галилея, Декарта, Ньютона} Фарадея, Максвелла, Гельмгольца до Герца, Кельвина и Рэлея, ясно господствующее стремление к созданию механической картины мира. Явления природы, с этой точки зрения, в наиболее последовательных концепциях Гассенди, Декарта, Лесажа и др. рассматриваются как результат движения элементарных неизмен ных масс, движущихся в эвклидовом пространстве. Мир складывается из двух расчленённых элементов: пространства и движущихся масс. Однако, такую последовательную механическую программу никогда никому не удалось осуществить до конца, приемлемого для физики. Для объяснения явлений потребовалось массы наделить силами, это предугадывали ещё Эпикур и Лукреций, а в полной мере и с совершенной ясностью пре вращение ч и с т о м е х а н и ч е с к о й картины в д и н а м и ч е с к у ю было осуществлено Ньютоном. В механике Герца силы заменены «связями»

между массами, но, конечно, последовательное механическое мировоззре ние требует дополнительного механического толкования и «сил», и «свя зей». Так возникли концепции эфира с разнообразными заданиями, све тоносного, гравитационного, электромагнитного. Все эти эфиры всегда 1* 116 С. И. ВАВИЛОВ были гадательными, гипотетическими и вырастали только из априорной уверенности в чисто механической природе явлений.

Как сказано, выход из затруднений последовательного механизма был найден Ньютоном, наделившим массы гравитационными и другими силами.

Неизвестные, гипотетические эфиры и «спиритусы», предназначавшиеся для спасения механической стройности, были заменены непосредственно измеряемыми «силами». Динамизм Ньютона не противоречил механическому воззрению, он только с ясностью и отчётливостью отделял известное от неизвестного. Гениальный приём Ньютона определил потрясающий успех его системы мира и теории тяготения и на несколько веков наметил необычайно плодотворный метод решения физических задач.

Вместе с тем своим приёмом введения наблюдаемых сил, вместо ги потетических механических конструкций, Ньютон положил основу нового могучего теоретического метода исследования, который можно назвать м е т о д о м п р и н ц и п о в ;

наряду с динамизмом Ньютона, именно он определил дальнейшее развитие физики. Вместо произвольных механиче ских предположений в методе принципов в основу теории положены обоб щённые факты, доступные в частных сяучаях непосредственной проверке и наблюдению. Таковы аксиомы движения Ньютона, уравнения Максвелла, два начала термодинамики и т. д.

Едва ли цадо доказывать, что оба метода исследования правомерны, вполне совместимы, не исключают друг друга и даже могут превращаться один в другой, однако, несомненно, что метод принципов более широк и гибок и, вместе с тем, менее уязвим и более прочен, если, конечно, принципы верны хотя бы до некоторой степени.

Механицизм стал воплощением примитивного, метафизического материа лизма, как называет его Ленин вслед за Энгельсом. Для большинства физиков динамизм в философском отношении не отличался от чисто меха нического воззрения, так как предполагалось, что рано или поздно силы должны найти полное механическое объяснение посредством того или иного варианта эфира. С этой уверенностью физика прожила до конца XIX в. Впрочем, для некоторых физиков, философов и особенно фило софствующих богословов, заигрывавших с наукой, вроде Кларка и Бэмт лея, динамизм был выражением вмешательства бога в явления природы.

Это течение, однако, быстро сошло на-нег в самом начале XVIII в., перейдя в прямолинейный примитив типового французского материа лизма.

Рядом с таким материализмом существовали и имели немало адептов идеалистические философские системы разных оттенков, примером кото рых может служить философия Беркли, на котором подробно останавли вается В. И. Ленин как на прямом предшественнике Маха. Однако, для Беркли и других идеалистов этой эпохи механическая физика их временя не играла заметной роли, они не знали её или закрывали на неё глаза, так как не могли почерпнуть в ней нужных аргументов.

Ньютоновский метод принципов долгое время, почти до конца прош* лого столетия, не давал повода к особым философским выводам. Он применялся в физике;

достаточно вспомнить, например, теорию Ампера, но implicite полагался только эвристическим приёмом( позволяющим обой.

В. И. ЛЕНИН И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА тись при анализе явлений без специальных и произвольных механических гипотез. Никто, однако, не сомневался в справедливости механической сущности явлений, пока ещё скрытой и недоступной.

3. КРУШЕНИЕ ОСНОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ВОЗЗРЕНИЯ Положение круто изменяется со времени развития термодинамики с её двумя принципами и ньютоновской формальной структурой. Если первый принцип — начало сохранения энергии,,— был вполне понятен именно с механической точки зрения и давал даже новое основание для укрепления механического воззрения, то второй—начало рассеяния энергии— как-будто в корне противоречил основной особенности чи^сто механи ческих явлений— их обратимости. Известно, что затруднение было прео долено Больцманом путём привлечения статистики и соображений о наи более вероятных состояниях. Однако, временной неуверенности и колебаний в справедливости механических основ было достаточно, чтобы в глазах многих физиков и химиков ньютоновский метод принципов превратился из дополнения к методу механических гипотез в антагониста, в противополож ное воззрение, делающее механические гипотезы неверными и излишними.

Возникает так называемый «энергетизм», стремящийся всю физику свести к формальному, термодинамическому (в широком смысле слова) рассмо трению изменений и превращений энергии.

Вот, например, слова лидера энергетизма Пьера Дюгема s : «Идеал теоретиков заключался в изображении явлений небольшим числом про стых механических гипотез, которые рассматривались как простые объяс нения. Мы должны отказаться от этого идеала: лучшей теорией будет та, которая введёт в свои рассуждения величины, имеющие физический смысл и непосредственно измеряемые». Наиболее увлекающиеся, напри мер Оствальд, доходят при этом до мечтаний о времени, когда «атомы будут встречаться только в пыли библиотек».

Вполне синхронно с этим охлаждением, к механицизму и торжеством термодинамического формализма в физике начинают развиваться новые вариации идеалистической философии, на этот раз пытающиеся опереться на новую физику и потому приобретающие кажущуюся многим большую обоснованность. Эмпириокритицизм Маха и Авенариуса вырастает именно на этой почве, на ней же строится весьма наивная энергетическая натур философия Оствальда.

Если кризис механической физики по причине несоответствия её вто рому 'началу термодинамики оказался фиктивным, или во всяком случае был временно предотвращён, то позднее, в последние годы прошлого столетия, механицизм встретился уже с настоящим и непреодолимым врагом.

Для полного механического истолкования явлений необходим свето носный, гравитационный, электромагнитный эфир. Без эфира, протяги вающего механические нити между дискретными массами в пустом про странстве, нет возможности механического понимания явлений. Развитие идеи эфира-—поучительнейшая часть истории механического воззрения на природу.

118 с. и. ВАВИЛОВ Однако, опыты с распространением света в движущихся средах, в особенности по праву прославленный опыт Майкельсона, нанесли непо правимый удар представлению об эфире. Эти опыты показали, что если эфир и существует, то во всяком случае он не обладает необходимым свойством любой механической среды: нельзя обнаружить движения тел относительно этой среды. Так рухнула традиционная опора всех меха нических гипотез. Динамизм Ньютона потерял свою потенциальную механичность.

Но за этим ударом последовала и вторая катастрофа. · Необходимой чертой не только чисто механического представления, но также и более широкой и гибкой ньютоновской динамической системы всегда полагалась непрерывность движений и действий. В любых про цессах изменение движения и действий может быть при постулате о не прерывности сделано при известных условиях бесконечно малым. Например, передача энергии одним атомом другому или поглощение света с точки зрения такого представления могут происходить любыми порциями от нуля и до любых больших значений.

К общему изумлению физиков, ещё более нежданно, чем в катаст рофе с эфиром, постулат о непрерывности движений и действий оказался неверным. Самый общий анализ равновесного теплового излучения, про изведённый на основе начат термодинамики и законов электродинамики, привёл Планка к неизбежному выводу о прерывном, квантовом обмене энергии и импульса.

Предположение о механической сущности микроявлений безвозвратно рушилось, и на грани нового века на собрании британской ассоциации признанный вождь механизма, его патриарх, лорд Кельвин с -печалью должен был констатировать, что «Красота и ясность динамической теории, полагающей тепло и свет видами движения, в настоящее время омрачены двумя облаками» 4. Эти облака были катастрофы с эфиром и кванты.

В своей речи Кельвин пытался ещё вселить надежду на рассеяние этих облаков, но безуспешно. Для всех, не гипнотизированных механическим пуританизмом, его крушение представлялось безысходным.

Двумя облаками Кельвина сокрушающая буря, разразившаяся над механицизмом, не ограничилась. Головокружительные экспериментальные открытия электронов, сложного строения атомов, их радиоактивного распада привели к опытному доказательству непостоянства элементарных масс, их зависимости- от скорости движения. Вместе с тем стало ясным, что скорость движения масс не может превзойти скорости света. Масса, основное свойство материи, конкретное воплощение материи в механи ческом мировоззрении, потеряла свою субстанциональность. Для харак теристики этого состояния физики на рубеже двух столетий В. И. Ленин приводит слова А. Пуанкаре: «Перед нами руины старых принципов физики, всеобщий разгром принципов»5.

4. ПЕРЕВОРОТ В ФИЗИКЕ И ФИЛОСОФИЯ По причине особого, центрального положения физики, о котором уже говорилось, неслыханные по Рлубцие изменения в основных её положе ниях не могли не отозваться на всех смежных культурных областях и,.. ЛЕНИН И СОРРЕМЕННАЯ ФИЗЧКА 11?

прежде всего, на философской мысли, (Нельзя взять в руки титературы махизма или о махизме, — замечает В. И. Ленин, — чтобы не встретить претенциозных ссылок на новую физику, которая-де опровергла материа лизм и т. д. и т. п. Основательны ли эти ссылки, вопрос другой, но связь новой физики или, вернее, определённой школы в новой физике с махизмом и другими разновидностями современной идеалистической философии не подлежат ни малейшему сомнению». В. И. Ленин подробно разбирает книги Абеля Рея, Пуанкаре, Риги, Когена и многих других физиков, математиков и философов и доказывает идеалистическую интер-· йретацию следствий новой физики у этих авторов. Абель Рей, пытаю щейся примирить непримиримое, материализм с идеализмом, в предисло вии к своей книге «Теория физики у современных физиков», очень внимательно изученной Лениным, говорит, что на «общий дух современ ной физики стремится опереться фидеистское и антиинтеллектуалистское движение последних лет XIX века» 7. «Если бы Рей,—комментирует Ленин,—держался правильной философской терминологии, то он должен был бы сказать: материалистическая теория познания, стихийно прини мавшаяся прежней физикой, сменилась идеалистической и агностической, чем воспользовался фидеизм, вопреки желанию идеалистов и Агности ков» 8. О том, как отозвались присяжные философы, можно судить по высказываниям неокантианца Когена, приводимым Лениным9: «Идеализм пропитывает новую физику». «Теории электричества суждено было про извести величайший переворот в понимании материи и посредством пре врашения материи в силу привести к победе идеализма».

Подведя итоги своему анализу гносеологических выводов из резуль татов новой физики, В. И. Ленин с полным основанием заключает J»:

«Не может подлежать никакому сомнению, что перед нами некоторое международное идейное течение, не зависящее от какой-нибудь одной философской системы, а вытекающее из некоторых общих причин, лежа щих вне философии... Основная идея рассматриваемой школы новой физики — отрицание объективной реальности, данной" нам в ощущении отражённой нашими теориями, или сомнение в существовании такой реальности. Здесь отходит эта школа от господствующего, по о б щ е м у п р и з н а н и ю, среди физиков м а т е р и а л и з м а — отходит как школа „физического идеализма".»

Выводы В. И. Ленина бесспорны и к его аргументации можно было бы добавить только ещё новые доказательства по литературе того вре мени. Изображая идеалистическое поветрие, которым в те годы были охвачены среди прочих и многие марксисты, безжалостно разоблачаемые в «Материализме и эмпириокритицизме», В. И. Ленин отмечает, однако, высказывания некоторых физиков, твёрдо сохранивших свои материали стические позиции, несмотря на крушение механического фунда мента и идеалистическую философскую пыль, поднимавшуюся над обломками.

В. И. Ленин упоминает о непримиримых картезианских позициях оптика А. Корню, ещё в 1900 г. заявлявшего на международном кон грессе физиков в Париже, что: «Чем больше мы познаём явления при роды, тем больше развивается и точнее становится смелое картезианское 120 С. II. ВАВИЛОВ воззрение на механизм мира;

в физическом мире нет ничего, кроме мате рии и движения». Ленин довольно подробно останавливается на борьбе с энергетикой и махизмом двух последних гениальных защитников по следовательного механицизма в физике Г. Герца и- Л. Больцмана!.

С другой стороны, в «Материализме и эмпириокритицизме» приводятся выдержки из президентской речи А. Риккера на съезде британской ас социации в Глазго в 1901 г. 1 3, в которой указывается, что альтернатива:

либо механические атомы и эфиры — единственная реальность, либо это простые, научные фикции,—не обязательна.

В. И. Ленин замечает в своей книге, что «В силу некоторых.печаль ных условий моей работы я почти совсем не мог ознакомиться с русской литературой по разбираемому вопросу» 1 4, и приводит тольшх высказы вания механиста-идеалиста Н. И. Шишкина по изложению московского философа Л. М. Лопатина. Между тем, в годы физического кризиса, рассматриваемого в «Материализме и эмпириокритицизме», в России были весьма замечательные представители физико-математических и химических наук Д. И. Менделеев, 11. Н. Лебедев, А. Г. Столетов, Н. А. Умов, Б. Б. Голицын,.. Жуковский и др. Своё отношение к событиям, происходившим в области физики, с неизменной ясностью несколько раз в течение двадцати лет высказывал Н. А. Умов, всегда глубоко интересовавшийся принципиальными вопросами нашей науки. На этих высказываниях поучительно остановиться.

В 1894 г. в своей речи: «Вопросы познания в области физических наук» 1 5 Умов даёт характеристику механистического и энергетического направлений в физике, с грустью отмечает попытки перейти от «объ яснения» явлений и их «описанию», но в конце концов надеется на по беду картезианства. «История развития • физических знаний, — говорит Н. А. Умов,—даёт и надежду и успокоение. В сомнениях и колебаниях современности мы усматриваем соперничество двух направлений научной мысли (тех самых, о которых мы говорили. — С. В.), обнаружившихся и в XV111 в., когда слышался отбой по всей линии картезианских уче ний». Через шесть лет, в 1900 г., в статье «Современное состояние физических теорий», снова разбирая борьбу механицизма и описатель ного метода в физике, Н. А. Умов ищет 'выход в механике Герца 1 5.

В несостоявшейся по причине событий 9 января актовой речи Н. А. Умова в Татьянин день 1905 г. содержатся следующие строки, которые вероятно по достоинству оценил бы В. И. Ленин, если бы они дошли до него:

«Жизнь внутреннего мира атома откроет нам свойства и законы, быть может отличные от тех, которые составляют содержание старой, уже древней физики.

Не звучит ли над нами яота разочарования. Мы были уже у самой истины, мы её захватили, и неожиданно она отодвинулась о г нас на не оценимое по своей дальности расстояние!

Да, но мы обнаружили, что задачи физики заключаются не только в описании явлений и изыскании соединяющих связей, т. е. законов.

Силою своих экспериментальных и теоретических методов она нрибли жает нас к единой реальности, лежащей далеко за пределами ощущае мого. Мы сознали ещё раз величие и недосягаемую высоту истины, и это В. И. ЛЕНИН II СОВРЬМЕННАЯ ЗИЗНКА I-.

сознание является залогом негрерыгакчисгося развития и незач)х;

.кщей жизни научной.мысли».

Дальнейшее разрастание революции в области физических представле ний, теория относительности, факт зависимое^! массы от скорости и.р..

казалось, поколебали спокойною уверенность Умова. В речи «Харак терные черты и задачи современной еетестьепно-научной мыслив 1 0, про изнесённой на втором менделеевском съе;

де в 1У11 г., новая стадий физики характернзетсй такими словами: «Послед}ющее развитие физики есть процесс против материи, ОКОНЧИВШИЙСЯ ее изгнанием. Но рядом с такой отрицательной деятельностью текла работа реформирования электромагнитной символики: она [Должна была оказаться способной к изображению свойств материального мира, его атомистического строя, инерции, измерения и поглощения энергию.-. В речи московского фпз! ка попадаются фразы, звучащие по внешности совсем идеалистически: «Не.

нора ли изгнать материю... Материя исчезла». Однако, такие непривыч ные в устах Умова слова имели только по внешности и терминологи чески идеалистический характер. В действительности он говорил о замене в новой физике постоянной массы электромагнитной: «Материя исчезла, • замечает он, ·— её разновидности заменены системами родст — венных друг другу электрических индивидов, и перед нами рисуется вместо привычного материального глубоко отличный от него мир элект ромагнитный». Ясно, что для Умова электромагнитный мир бь-л вполне объективным миром и «исчезновение материи» было только эффектной., хотя и неосторожной фразой для обозначения неременного характера ньютоновских масс. Но совсем иначе воспринимались лозунги об «изгна нии и исчезновении материи» философами и философствующими интел лигентами. «Исчезновение материи», при отсутствии философской ясности, при непонимании диалектическего характера материализма, считалось многими экспериментальным доказательством крушения материализма и торжества идеалистической философии.

Вопреки своему громадному значению для развития науки и техники новая физика становилась очагом, вокруг которого идеализм в разных формах поднимал опущенную голову. Были физики, пытавшиеся противо поставить неудержимому потоку новой физики свою упрямую, но не обоснованную веру в несокрушимость механического материализма, были другие, как Риккер и Умов,- которые неопределённо верили, что выход из кризиса будет найден, и только Ленин впервые, и повидимому, один с полной ясностью указал, что выход из кризиса вовсе не в идеализме любых форм и степеней, не в сохранении упрямого механицизма, не в бла гонамеренной вере в тот или иной выход из положения, а только в ди алектическом материализме.

5. НОВАЯ ФИЗИКА И МЕХАНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛИЗМ Возникновение механической физики понятно. Для человека в привьд»

ных условиях единственная, вполне оСщая абстракция — отвлечение о свойствах окружающего мира-—не могла состоять ни в чём ином, как в представлении о движении отдельных тел в пространстве. Универсаль 22 с, и. ВАВИЛОВ •ные свойства тел: объём и вес, приводили к понятию, соответствующему массе. Первичность механических представлений подтверждается как историей науки, так и наблюдением над развитием отдельного челове ческого сознания. Гипотеза или уверенность в подобном же устройстве микромира составляет сущность механицизма. В механическом философ ском материализме к этому добавляется утверждение об объективности механического мира, об его единственности и о правильном и точном отображении этого мира в сознании. «Материализм — пишет Ленин, по поводу учения Беркли,—признание «объектов в себе» или вне ума;

тидеи и ощущения — копии или отражения этих объектов. Противополож ное учение (идеализм): объекты не существуют «вне ума», объекты суть «комбинации ощущений» 1 7. Из этого следует известное необычайно широкое ленинское определение материи: «Единственное «свойство* -материи, с признанием которого связан философский материализм, есть свойство б ы т ь о б ъ е к т и в н о й р е а л ь н о с т ь ю, существовать вне нашего сознания».

Цитированные строки, которые1 могут казаться на первый взгляд само собой разумеющимися, в действительности содержат в себе огромные следствия и заключают в себе, в сущности, разрешение как физического, так и философского кризиса.

Движущиеся неизменные массы совсем не единственный возможный вид'материи, а механический материализм — не единственная форма ма териализма. «Ошибка махизма...,— по словам Ленина 18, — состоит в том, что игнорируется... различие материализма метафизического от материализма диалектического. Признание каких-либо неизменных элементов, «неизменной сущности вещей» и т. п. не ecTi/материализм, а есть м е т а ф и з и ч е с к и й, т. е.. антидиалектический материализм... Чтобы поставить вопрос с единственно правильной, т. е. диалектически-материалистической точки зрэния, надо спросить: существуют ли электроны, эфир и т. д. вне человеческого сознания как объективная реальность или нет? На этот вопрос естествоиспытатели также без колебания должны будут ответить и отвечают постоянно д а... Но диалектический материализм настаивает ча приблизительном, относительном характере всякого научного положения о строении материи и свойствах её, на отсутствии абсолютных граней в природе, на превращении движущейся материи из одного состояния в другое, повидимому, с нашей точки зрения, непримиримое с ним и т.д.». Таков вывод Ленина из его определения материи и диалектико матеоиалистического воззрения.

Далее Ленин ещё раз настрйчиво указывает, что всякие «неизмен ные субстанции» только плод незнания диалектики, и формулирует из вестное утверждение о н е и с ч е р п а е м о с т и электрона и атома. В свете диалектического материализма философские кризисы и сомнения, порож дённые неожиданными результатами новой физики, исчезают, как призраки больного воображения.

Среци физиков эпохи написания книги В. И. Ленина, повидимому, не было лиц, имевших понятие о диалектическом материализме. Книга Ленина, будь она прочтеча во-время и с пониманием физиками, вероят мо, сдетала бы излишними многие последующие воображаемые кризисы.

В. И. ЛЕНИН И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА Как это ни удивительно теаерь для нас, но мысль о возможности иног· материализма кроме механического, повидимому, ни у кого не появля лась. Волею исторических судеб «Материализм и эмпириокритицизм»

стали по настоящему внимательно и много читать только после Октябрь* ской революции. Теперь его у нас знают настолько, что нет надобности подробно излагать книгу, ко которой вся Советская страна учится диа лектическому материализму.

Необходимо, впрочем, заметить, что механическая физика вовсе не была исторической ошибкой.

Она выросла из обыденного опыта и наблюдений, отвечающих: при вычным человеческим масштабам размеров, времени и скоростей.

На е2 фундаменте основывалась и продолжает основываться и п»

сей день техника. «Механика,—-говорит Ленин, имея в виду, главным образом, зависимость массы от скорости,—была снимком медленных реальных движений, новая физика есть снимок с гигантски быстрых реальных движений».

Но, если механическая физика имела и имеет право на существование по практическим мотивам, то механический, метафизический материализм явно вредан и является тормозом развития науки и философской мысли так же, как и идеализм.

Предусматривая дальнейшее развитие физики, В. И. Ленин пишет строки, как увидим, оправданные новыми этапами физики: «Сегоднешннй «физический» идеализм,—пишртон 1 9,—точно так же, как вчерашний «физиологический» идеализм, означает только то, что одна школа естест воиспытателей в одной отрасли естествознания скатилась к реакционной философии, не сумев прямо и сразу подняться от метафизического мате риализма к диалектическому материализму. Этот шаг делает и сделает современная физика». В другом месте книги 2 0 говорится: «Материа листический основной дух физики, как и всего современного есте ствознания, победит все и всяческие кризисы, но только с непременной заменой материализма метафизического материализмом диалектиче ским».

Механический материализм метафизичен вследствие своей неподвиж ности и окаменелости. Его вера в механическую природу явлений "произвольна, как всякая вера, потому что она основана только на обыден ной привычке человека, выросшего в определённых природных и со циальных условиях. При переходе к микромиру или же миру громадных масштабов и скоростей вполне возможно ожидать постепенного рас плывания механических понятий и законов.

Для понимания этого неузнаваемого превращения нужна бесконечная гибкость диалектики. Много позднее «Материализма и эмпириокритицизма», 2I в 1915—1916 гг., Ленин написал замечательный отрывок о диалектике, в котором содержатся такие строки, предназначаемые как будто прямо для новой и новейшей физики: «Диалектика как ж и в о е многостороннее (при вечно увеличивающемся числе сторон) познание с бездной оттенков всякого подхода, приближения к действительности (с философской сис темой, растущей в целое из каждого оттенка)—вот неизмеримо богатое содержание цэ сравнению с «метафизическим» материализмом, основная 124 с. и. ВАВИЛОВ б е д а коего есть неумение применить диалектику к Bilderiheorie, к про цессу и раз;

итью познания».

6. НОВАЯ ФИЗИКА И ДИАЛЕКТИКА Творцам и активным работникам новой физики, подобно герою мслье ровской комедии, с удивлением узнавшему, что оц, говорит прозой, пришлось убедиться, ·, они стали говорит^ на языке диалектики, о которой они в большинстве случаев не имели никакого представ ления.

В самом деле произошло совершенно невероятнее, постижимее и до пустимое только в диалектике. Пустое ничто, абсолютное пространство Ньютона с населяющими его движущимися массами вдруг превратилось в единый мир Эйнштейна, в котором прежние антитезы масс и простран ства объединены в нераздельное пелсе, где геометрические свойства оп ределяются массами.

Жёсткая антитеза старой физики: прерывное и непрерывное, атомы и эфир, корпускулы и волны вдруг предстали пред физиками в неоспори мом единстве. Энергия и импульс световых волн сконцентрировались в дискретных световых атомах-фотонах, в то время как движение атомов и электронов определилось законами волн, со всеми их сложностями, диффракцией и интерференцией. Всякая волна, световая, звуковая, упру гая, получила своё отображение в частице, и обратно.

Вековечное противоположение вещества й света рухнуло с неменьшей несомненностью. Свет в известных условиях оказался превращающимся в вещество, раскрывая свою диалектическую, противоречивую сущность в вещественной паре отрицательного электрона и положительного по зитрона. • ' Интерпретация явлений в атомном ядре и около пего потребовала диалектического партнёра к таким казалось бы твердыням унитаризма, как ньютонова масса и майерова энергия. Рядом с обычнЬй положитель ной массой Дирак вв'ёл отрицательную массу и отрицательную энергию.

Своеобразие и непривычность внутриядерных явлений заставили недавно того же Дирака говорить об антитезе обычной вероятности, об «отрица тельной вероятности» 2 2.

Слово «диалектика» под подавляющим впечатлением перечисленных явлений, законов, понятий срывается теперь с языка у физиков, даже незнакомых или чуждых и даже враждебных диалектическому материа лизму. Слишком очевиден противоречивый, взаимоисключающий, противо положный характер явлений.

В записи «К вопросу о диалектике» В. И. Ленир отмечает, что «в любом предложении можно (и должно) как в «ячейке» («клеточке»), вскрыть зачатки всех элементов диалектики, показав таким образом, что всему познанию человека вообще свойственна диалектика». В начале за писи приводятся примеры диалектического единства противоположностей:

«В математике плюс и минус. Дифференциал и интеграл. В механике действие и противодействие. В физике положихёльное и отрицательное В. И.."KiiiHII И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗНКЛ улекгричество. В химии соединение и диссоциация атомоз В обществен ной науке классовая борьба».

Если с этими примерами сопоставить диалектические единства, в;

кры тые новой физикой: пространство и вещество, корлускулы и волны, свет и вещество, положительная и отрицательная энергия и пр., то нельзя не заметить следующей особенности. Разумеется, пары: плюс и минус, дей ствие и противодействие, положительное и отрицательное электричеетво и другие примера, приводимые Лениным, объективно диалектичны, но они не вызывают или перестали вызывать у нас в области физики непосредственное представление противорешвости и несовместимости. Мэжно сказать так:

для нас очевиден противоположный характер приведённых пар, но мы перестали сразу заметать их несомненную в з а и м о и с к л ю ч а ю щ у ю природу. Нужно сугубое внимание и умение, чтобы вскрыть диалектическую противоречивость и движущую, развивающую «борьбу» в предложения:

«Иван есть человек», которое приводит Ленин. Сочетание противополож ностей отдельного и общего в этом предложении, а главное их борьба, улавливается сразу только достаточно изощрённым диалектическим умом.

Положительный и отрицатечьныи заряды в атоме несомненно противо положны, но мы уже столетиями привыкли к их сосуществованию, и о диалектике в этом случае приводится напоминать, сразу её не всегда замечают.

Совсем отличен характер некоторых указанных диалектических единств, обнаруженных в новой физике. Несмотря на 20 лет, прошедших со дня открытия единства кор."цгску_лььвалны, физик, а тем более не физик, Hi в состояний совместить в сознании в едином образе потока электронов или светового пучка оба свойства. Между тем, они несомненно едины, клх показывает опыт с диффракцией электронов или с визуальным ощу щением света при ничтожных интенсивностях. Противоречивость и взаимо исключение здесь вопиют о себз. То жз в значительной мере относится к единству: пространство — вещество, свет—вещество.

Сделанное замечание касается, впрочем, только самых вершлн новой физики. В более детальных и специальных явлениях также всюду про слеживается их диалектический характер и встречаются замечательные нримеры диалектического единства. Изучение жидкого состояния вещества обнаружило, например, в нём сосуществование несомненных основных свойств кристалла с решёткой и газа с его полной беспорядочностью.

В свою очередь физика кристаллов оказалась определяемой борьбой ин дивидуума-атома и коллектива-кристалла в целом.

Такие случаи диалектического единства, однако, в отличие от ране;

указанных, легко понимаются современным физиком·, и в них лишь вни мательным анализом обнаруживается взаимоисключение, характерное для диалектики.

7. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СЭЗРЕМЕННОЛ ФИЗИКИ В чём же причина особенности новой физики, её трудной понимаемости и непривычной противоречивости? На этот вопрос более компетентна н детально, чем физик, должен бы ответить биолог и социолог. С нашей стороны возможны только соображения очень общего характера.

126 С. И. ВАВИЛОВ Не приходится доказывать, что познание — важный фактор борьбы за существование. Наши знания — это отражения свойств и явлений окру жающего внешнего объективного мира, отражения несовершенные и верные только для определённых масштабов, для человека наиболее существенных. Эти знания в части, касающейся физики, имеют естественно, как уже много раз отмечалось, механический характер.

При переходе к совсем необычным областям микро- и макромира наш познавательный аппарат с его механически*! языком оказывается по степенно всё более и более непригодным и неприспособленным к объек тивному миру.

Подобно тому как объектив микроскопа перестаёт давать правильные изображения при переходе к предметам, меньшим длины световой волны, и в конце концов вообще изображать что-либо, так и познавательный человеческий аппарат, выросшей в определённой обстановке, оказывается не подходящим для совсем других условий до тех пор, пока он не пре образуется и к ним не приспособится.

Каким способом при этом познание вообще осуществляется? С экспериментальной точки зрения ответ очевиден и тривиален. Чело веку помогают приборы, микроскопы, телескопы, электрометры, ка мера Вильсона и т. д., позволяющие преодолеть ограничения органов чувств.

Разумеется, всякий прибор вносит некоторое усложнение, вклиниваясь между наблюдателем и явлением. Приходится на основании прочих физи ческих знаний вносить коррективы и толкования. Это не мешало с по мощью приборов изучать устройство атома, атомного ядра, понять при роду света и т. д. Правда, в конце концов анализ влияния наблюдающего прибора на явление на основе' известных законов физики привёл к так на зываемому « с о о т н о ш е н и ю н е о п р е д е л ё н н о с т и ». Если совер шенно точны наши сведения об элементарных частицах и о квантовых законах, то нельзя установить одновременно точное положение электрона и точное значение его скорости. Если положение частицы из вестно абсолютно точно, то скорость или импульс совершенно неопре делённы, и наоборот. Размеры областей неопределённости измеряются квантовой постоянной действия.

Хорошо известны попытки построить на основе «соотношения неопре делённости» универсальный, навсегда непогрешимый и непререкаемый принцип, будто бы обосновывающий принципиальный индетерминизм. Эти попытки канонизации «соотношения неопределённости» очень напоминают преждевременное причисление к лику непогрешимых классической меха ники и механицизма в широком смысле. На сегодняшний день «соотношение неопределённости» правильно передаёт экспериментальные сведения и обязательно для физики до тех пор, пока тот же опыт не потребует его иеменения. Можно и необходимо извлекать из «соотношения неопределён ности» все физические следствия, но для философских выводов о прин ципиальном индетерминизме до сих пор имеется столько же оснований, сколько их можно · получить, например, из нерегулярности погоды ил»

другого беспорядочного явления статистического характера. По поводу этих попыток уместно напомнить слова Ленина о том, что «диалектический ма В. И. ЛЕНИН И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА териализм настаивает на временном относительном, приблизительном ха рактере всех этих в е х познания природы прогрессирующей наукой чело века» 2 4. Философу и физику правильнее и осторожнее думать, что «со отношение неопределённости» одна из таких преходящих, приблизитель ных вех познания.

Если в пределах «соотношения неопределённости» во всяком случае приборы позволяют человеку экспериментально исследовать явления совершенно непривычных масштабов, то каким образом создаётся теория явлений, нам «непонятных» в обычном житейском смысле? Как, например, строится теория вещества или света, соединяющая корпускулярные и волновые свойства, хотя эмпирическое сосуществование этих свойств кажется нам непостижимым?

Рецептура построения теории в таких областях сложна, не стандартна, но в то же время несомненно приводит к хорошим результатам. Основ ным в этой рецептуре служит метод, который можно назвать м е т о д о м м а т е м а т и ч е с к о й г и п о т е з ы или математический экстраполяции.

Положим, что из опыта известно, что изученное явление зависит от ряда переменных и постоянных величин1), связанных между собой приближённа некоторым уравнением. Довольно произвольно видоизменяя, обобщая это уравнение, можно получить другие соотношения между переменными.

В этом и состоит математическая гипотеза или экстраполяция. Она при водит к выражениям, совпадающим или расходящимся с опытом, и соот ветственно этому применяется дальше или отбрасывается.

В действительной работе математическая гипотеза регулируется при ближёнными модельными представлениями и рудиментами классических представлений2). Большое значение имеют также, по существу совсем необязательные, соображения простоты и стройности получающихся вы ражений. Вот, например, что пишет Дирак в своей последней статье об основных работах, положивших начало волновой механике—«О ф и з и ч е с к о й и н т е р п р е т а ц и и к в а н т о в о й м е х а н и к и » : «При раз витии теории Гейзенберга и Шредингера скоро оказалось, что обе они основаны на одном и том же математическом формализме, отличаясь только в способе физического толкования. Этот формализм есть обобще ние гамильтоновой формы классической динамики с подстановкой линейных операторов вместо обычных алгебраических переменных, обобщение на столько естественное и изящное, что создаётся чувство уверенности в правильности основ теории (курсив наш. — С. В.).

Не приходится спорить о целесообразности или правомерности изло женных приёмов, ничего иного в новой, неизведанной и непонятной нам (в обычном смысле) области не предложено, и только успех, т. е. сов падение теории с опытом, решает дело. Для пояснения можно привести слова Дирака, с которыми во многом можно согласиться: «Не следует удивляться,-—пишет Дирак в той же статье, — что формализм устанав ) Взятых из привычных «классических» представлений. Это обстоятельство чрезвычайно важно и характерно. Возможно, что именно с ним связаны затруд нения «принципа неопределённости».

) Например, «принципом соответствия» квантовых и классических соотно шений.

124 С. И ВАВИЛОВ.ывается до того, как становится ясным тоткование. Такое положение есть естественное следствие резких изменений, которых потребовало раз витие в некоторых оснозных физических представлениях. Легче открыть математическую фэрму, необходимую длл какой-нибудь основной физи ческой теории, чем её толкование Эго поточу, что число вещей, среди которых приходится выбирать, открывая формализм, очень ограничено, так как число основных идей в чистой математике не очень велико, в то время как при физи4ескойинтерпретации могут обнаружиться чрезвычайно неожиданные вещи» 26.

Таким образом, математика в новой физике приобрела громад ное э в р и с т и ч е с к о е, т. е. направляющее значение, которого она не имела раньше, поскольку прежде она, главным образом, Имела дело с наглядным представдением и отражала порядок и стройность объектив ного мира в понятных и выяснившихся' качественных и количественных экспериментальных фактах Что значит эта первенствующая и особая роль математики в совре менной физической теории? Изощрённый опыт, опирающийся на новые сложные прибора, доводит до сознания отражение областей мира, кото рые совершенно непривычны и чу^жды нормальному человеку. Для нагляд ной, модельной интерпретации картины нехватает привычных образов м понятий, но логика с её необъятной широтой, воплощённая в матема тические формы, остаётся в силе, устанавливая порядок и связи в новом непонятном мире и открывая возможности физических предсказаний.

«•Категория мышления,— отмечает Ленин в конспекте на «Науку логики»

Гегеля 2 7, — не пособие человека, а выражение закономерности и природы и человека».

И опыт, и мышление приводят таким путём иногда к необходи мости образования тек удивительных диалектических антитез, о^кото рых пришлось говорить выше. Законы диалектики остаются в силе и имеют направляющее объективное значение и в новой области с^очень своеобраз ным методом познания. Разве не стихийная диалектика руководила теоретиком при предсказании существования положительного электрона, отрицательной энергии и отрицательной вероятности?

8. СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА И ИДЕАЛИЗМ Вокруг ньютоновского 'учения о тяготении в своё"1 время вырос мистический материализм;

геометрия Лобачевского и Римана в прошлом веке была идеалистически истолкована как база для спиритизма и на почве термодинамики с её формализмом возникли энергетика Оствальда и эмпи риокритицизм. Не удивитечьно поэтому, что и около новой физики пыта ются развиваться, и даже t большим напором, разные философские идеа листические формы. При этом исходят они довольно часто не от философов, а от физиков, и аргументы в полоу идеалистических или прямо религиозных выводов черпаются непосредственно из результатов новой физики' Ранее уже пришлось упомянуть об индетерминистских следствиях, извлекаемых иногда из «Соотношения неопределённости». Общими соображениями об В. И. ЛЕНИН И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА индетерминизме дело не ограничивается;

Иордан пытался на этом обосно вать свободу воли, а известный американский экспериментатор А. Комптон пошёл и дальше, делая отсюда в своей книге «Свобода человека» выводы о существовании божества.

В 1940 г. в Америке известный астрофизик Штромгрен 28 опублико вал книгу под заглавием «Душа вселенной» со сдержанным, но всё же поощрительным предисловием другого ещё более йзвестТЮго астрофизика Адамса. Основываясь на принципах волновой механики и космологии общей -Йории относительности, Штромгрен применяет их к области био логии, пытаясь на этой основе качественно объяснить замечательные биологические структуры и целесообразность организации живого мира.

Те же принципы Штромгрен применяет к объяснению отношений духа и материи. По мнению автора, наиболее удивительный результат его ис следЬвания состоит в том, что индивидуальная память неразрушима, что сущность всех живых элементов, повидимому, бессмертна и что, в конце концов, неизбежно существование мировой души. Следует, впрочем, заметить, что даже симпатизирующий и религиозно настроенный читатель не может не заметить крайней слабости биолого-философских рассужде* ний астрофизика Штромгрена.

Не всегда, однако, фидеизм и идеализм, будто бы на основе новой физики, прокламируются в таком примитивном и неубедительном виде.

Перед нами по внешности с блеском написанная и увлекательная новая KHhra А.


Эддингтона: «Философия физииеской науки» 2 9, появившаяся в 1939 г. Идеалистические склонности автора хорошо известны по мно гим другим его сочинениям, но здесь А. Эддингтон высказывается осо бенно ясно. Идеалистическая философия Эддингтона, которую он называет «селективным субъективизмом», по крайней мере, по внешности ориги нальна: «Селективный субъективизм,—пишет Эддингтон,—который является современной научной философией (!?), имеет мало общего с берклианским субъективизмом, отрицающим, если я правильно понимаю, всякую объек тивность у внешнего мира. По нашему взгляду физические явления не вполне субъективны, но и не вполне объективны и не простая смесь s субъективных и объективных сущностей и аттрибутов». Физическая основа этой философии — пбпрежнему «соотношение неопределённости»

и теория относительности. Оперируя понятиями субъективного и объектив ного, автор, повидимому, иногда забывает, что субъектом может быть в физическом опыте не человек, а прибор, фотографическая камера, галь ванометр и пр., и поэтому применение философских терминов субъек тивного н объективного во многих местах книги — явное злоупотреб ление.

Из ошибочной предпосылки далее следуют некоторые удивитель ные выводы: «Мы доходим, — говорит совершенно откровенно Эддинг т о н, — до позиций идеалиста, противопоставляемых материалистической • философии.

Часто объективный мир—это мир духовный, материальный же мир субъективен в смысле «селективного субъективизма» 81.

Пояснением к этой идеалистической исповеди служит сугубо натур философская (в смысле начала XIX в.) установка Эддингтона, защищаемая 2 Успехи физич. наук, т. XXVI, вып. 2.

130 С. И. ВАВИЛОВ им около четверти века: «Я принимаю, —утверждает он, — что все основные законы и константы в физике Могут быть однозначно выведены из а п р и о р н ы х соображений и поэтому вполне субъектив ны». «Все законы природы, которые обычно классифицируются как основные, могут быть предсказаны полностью по эпистемологическим соображениям»33.

Можно сказать так: Эддингтон надеется, что достаточно умный человек, один в тёмной комнате, не знающий внешнего мира, гшннципи ально может предсказать все основные физические законы, со всеми вхо дящими в них универсальными постоянными.

Здесь не место для детальной дискуссии с Эддингтоном. Вывести ми ровые постоянные из гносеологических соображений ему во всяком слу чае не удалось. Удача обозначала бы, с нашей точки зрения, что чело веческий мозг содержит совершенное отображение мира, переданное ему по наследству. Мы убеждены, однако, что знания приобретаются дли тельным и трудным индивидуальным опытом и очень далеки о/г совер шенства. Трудность понимания фактов новой физики тому очевидный свидетель.

Оставляя в стороне разбор физической философии Эддингтона, кото рую он без достаточных оснований считает философией современной науки, мы в целом из немногих приведённых примеров с несомненностью видим идеалистический и мистический туман над современной фи зикой так же, как и в годы составления «Материализма и эмпириокри тицизма».

Причины этого те же, что и на рубеже XIX и XX вв. Идеалистические и мистические настроения, определяемые в первую очередь социальными и классовыми факторами, ищут опоры прежде всего в самом прочном '— в науке и иногда как будто бы находят её. Неудачи революции, 1905 г.

привели в России к упадочным, идеалистическим и мистическим течениям даже среди социалистов. Именно они составляли по преимуществу круг адептов эмпириокритицизма в России и на них в основном направлены сокрушающие стрелы книги Ленина. Социальная обстановка на Западе перед второй мировЬй войной служила не менее благоприятной почвой для идеализма.

К этим факторам, лежащим вне'· физики, присоединяются причины, в которой повинны физики. Вина попрежнему в незнании или непонимании диалектического материализма. В наши дни в физике механическое воззрение стало музейной древностью (хотя и не перевелись охотники рядиться иногда в этот древний костюм), но на Западе тольке начинают догадываться, что материализм может быть и не механическим, чго при рода во всём диалектична. До известной степени, повидимому, частично об этом говорит книга антагониста Эддингтона Джемса Джинса: «Физика и философия», появившаяся в 1942 г. 34 К сожалению, она мне известна только по многочисленным рецензиям, но во всяком случае, несмотря на многочисленные идеалистические изгибы Джинса, нельзя не отметить следующего заключения книги: «Мы не можем получить никакого поло жительного вывода в отношении того, например, что материализм умер, или что детерминизм ошибочен, мы можем только сказать, что детерми В. И, ЛЕНИН И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА низм и свобода, материям материализм должны получить новое определе ние в свете наших новых научных знаний». К этому выводу, звучащему по существу явно материалистически, мы можем только добавить, что нспое определение материи и материализма, о котором говорит Джине, дано Лениным в его книге.

С опозданием, но западным физикам придётся научиться диалектиче скому материализму.

9. В. И. ЛЕНИН И СОВЕТСКАЯ ФИЗИКА В. И. Ле'нин встретился с физикой не только на философском поприще· Создатель социалистического государства неизбежно не мог пройти мимо физики как основы техники.

Хорошо известна инициатива В. И. Ленина и его особый интерес к таким вопросам, как обследование курской магнитной аномалии и план электрификации Советского Союза, в своём осуществлении опиравшихся на физику. Техническая реконструкция всей страны сверху донизу была невозможна без хорошего физического фундамента и совсем не случайно в самом начале революции, в разгар гражданской войны, в момент исклю чительно тяжёлого состояния промышленности, раньше всех прочих советской властью были учреждены большие физические научно-исследо вательские институты в Москве и Петрограде. Эти физические центры воспитали многие тысячи научных работников, образовавших через два десятилетия добротный непрерывный физико-технический фронт нашей страны в Красной Армии, на заводах, в высшей школе, в специальных институтах.

Великая Отечественная война, невиданная по размаху и напряжению борьбы с обезумевшим врагом, послужила самым жёстким испытанием для всего, созданного за советские годы, в том числе для нашей физики и физической техники.

Советская техническая физика, посеянная Лениным, выдержала суровые испытания. Следы этой физики всюду,—-на самолёте, в танке, на подвод ной лодке и лннкоре, в артиллерии, в руках нашего радиста, дальномер щика, в ухищрениях маскировки. Дальновидное объединение теоретических высот с конкретными техническими задачами, неуклонно проводившееся в советских физических институтах, в полной мере оправдало себя в пережитые грозные годы. Подобно Ленину, объединявшему в себе абстрактные высоты диалектической философии с каждодневной практи кой революционной борьбы, советский учёный научился не отделять своих теоретических стремлений от задач жизни и советского государства. Это был один из важяых факторов, определивших нашу стойкость и наши победы.

Неизмеримы, неисчерпаемы глубины явлений, раскрывающихся посте пенно перед физиком в большом и малом мире. Безграничны соответ ственно возможности техники, опирающейся на старую и новую физику и направленной на бчаго и развитие человека нового общества.

1?2 С, И. ВАВИЛОВ В sfoM просторе советская физика прочно стала на ленинско-сталин ский путь неразрывной {связи теории и практики и диалектического материализма.

Впереди перед нашей наукой огромные, благородные и благодарные задачи и, надеемся, славное будущее.

ЛИТЕРАТУРА 1. В. И. Л е н и н, Материализм и эмпириокритицизм, стр. 169, 1939, 2. В. И, Л е н и н, Философские тетради, стр. 182, 1934.

3. P. D u b em. Introduction a la mecaniqne chimique, p. 88, 1898.

4. L o r d K e l v i n, Nineteenth Century Clouds over the Dynamical Theory of Heat and Light, Phil. Mag., 2, 1,(1901).

5. В. И. Л е н и н, Материализм и эмпириокритицизм, стр. 170,1939.

6. В. И. Л е н и н, Ib.. стр., 169.

7. В. И. Л е н и н, Ib., стр. 172.

8. В. И. Л е н и н, Ib., стр. 173.

9. В. И. Л е н и н, Ib., стр.190.

10. В. И. Л е н и н. Ib., стр. 21)4, 205.

11. В. И. Л е н и н, Ib. стр. 201.

12. В. И. Л е н и н, Ib. стр. 192, 193.

13. В. И. Л е н и н, Ib. стр 186.

14. В. И. Л е н и н, Ib. стр. 202.

15. Н. А. У м о в, Собрание сочинений, т. III, стр. 70, 1916.

КЗ. Н. А. У м о в, Ib., стр. 408 и пр.

17. В. И: Л е н и н, Материализм и эмпириокритицизм, стр. 175.

18. В. И. Л е н и н, Ib., стр. 175.

19. В. И. Л е н и н, Ib., стр. 211.

20. В. И. Л е н и н, Ib., стр. 207.

21. В. И. Л е н и н, Философские тетради, стр. 329, 1934.

22. P. D i r a c, The Physical Interpretation of Quantum SJechanics, Proc. Roy.

Soc, A180, 1942.

23. В. И. Л е н и н, Философские тетради, стр. 325—328, 1934.

24. В. И. Л е н и н, Материализм и эмпириокритицизм, стр. 177.

25. P. D i r а с, The Physical Interpretation of Quantum Mechanics, Proc. Roy.

• Soc, A180, p. 1, 1942.

26. P. D i r a c, Ib., p. 3.

27. В. И. Л е н и н, Философские тетради, стр. 92.

28. С. S t r o m g r e n, The Soul of the Universe, Philadelphia, 1940.

29. A. E d d i n g t o n, The Philosophy of Physical Science, 1939.

30 A. E d d i n g t o n, Ib., p. 27.

31. A. E d d i n g t o n, Ib., p. 69.

32. A. E d d i n g t o n, Ib., p. 64.

33. A. E d d i n g t o n, Ib., p. 57.

34. Sir J a m e s. l e a n s, Physics and Philosophy, 1942.

1944 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК Т. XXVI, вып. О СВЕРХТЕКУЧЕСТИ ЖИДКОГО ГЕЛИЯ-П *) П. Л. Капица О сверхтекучести жидкого гелия я докладывал Академии Наук СССР два с половиной года назад'. С тех пор, продолжая работать в этой области, мы получили новыэ результаты, с нашей точки зрения, пред ставляющие научный интерес и дающие возможность более полно осветить эти интересные явления. H J прежде чем говорить о5 этих новых явлениях, разрешите мне напомнить Вам хотя бы в оэщих чертак содержание моего предшествующего доклада, которого некоторые из Вас могли не-еяыи^ать.


Иначе, я боюсь, наши новые работы, являющиеся продолжением прошлых, не будут достаточно понятны.

Изучение жидкого гелия и его свойств относится к области физики наиболее низких температур. Это одна из тех областей физики, где стремятся изучать явления природы в крайних условиях. Вице-президент Академии Наук СССР академик А. А. Байков ^^своём вступительном докладе на этой сессии, я думаю, совершено правильно -указал, что самых больших успехов, действительно крупных изменений в технике мы можем ждать, когда переходим к крайним условиям. Это ещё в большей степени относится к науке. Открытия новых интересных явлений мы можем скорее всего ожидать'тогда, когда изучаем природу в крайних, допустимых для неё, условиях, как, например, при исключительно сильных магнитных полях, высоких давлениях, высоких электрических напряжениях и т. д., а также в области глубокого холода, приближающегося к аб солютному нулю. Здесь мы тоже можем надеяться обнаружить новые явления, такие свойства природы, которые в обычных условиях либо ускользают от наблюдения, либо просто даже не происходят. В этом отношении область температур вблизи абсолютного нуля особенно инте ресна. Работы последнего десятилетия это подтвердили со всей очевид ностью.

Позвольте вам напомнить, что такое абсолютный нуль температурной шкалы. Последнее определение абсолютного нуля— : 273,13 О С. Известно, что самого абсолютного нуля мы никогда не сможем достигнуть.\ Обычное, школьное, определение абсолютного нуля говорит, что э т о — т а темпера тура, при которой прекращается тепловое движение материи. Но это определённо неточно. С современной точки зрения, основывающейся на теории квантов, допускается существование движений при абсолютном нуле.

Энергия этого движения вполне определённая и является тем минималь г ) Доклад на общем собрании Академии Наук СССР в Москве 27 сентября 1943 г.

134 и. л. КЛПЛЦЛ ным молекулярным движением, которое в ДЕННОМ веществе может существовать. Приведу простой пример. Если Вы будете сильно нагревать вещество, то электроны атомов, которые движутся вокруг атомного ядра по определённым орбитам, будут под воздействием температурных движений отрываться, отлетать, наступит так называемая диссоциация.

При охлаждении вещества движение атомов замедляется, электроны начинают опять обращаться по своим орбитам и до самого абсолютного нуля сохраняют своё движение. Но, кроме движения электронов по орбитам каждого атома в отдельности, ещё есть целый ряд комбинированных движений в твёрдом теле, которые с современной точки -зрения должны сохраняться до самых низких температур. Благодаря этому так назы ваемому вырождению движения, в этой области температур и могут появиться совершенно новые явления, которые мы не можем наблюдать при обычных температурах. Одно из таких интересных явлений, которое уже приобрело широкую известность, открыто более 30 лет назад Камерлинг-Оннесом — это явление сверхпроводимости. Оно заключается в том, что при очень низких температурах электрический ток получает возможность течь по некоторым проводникам без сопротивления, без образования тепла. Опыт показывает, что, если в замкнутом сверх проводнике индуктивным путём возбуждается ток, он течёт, не выделяя тепла и не убывая, столько времени, сколько экспериментатору удавалось его наблюдать. Другим из таких явлений, которые можно обнаружить только при очень низких температурах, является найденная нами 5 лет назад в жидком гелии " с в е р х т е к у ч е с т ь.

Исследования этого и других явлений вблизи абсолютного нуля производятся посредством самого жидкого гелия, как холодильного агента. Жидкий гелий — это единственное известное вещество, которое даже при самых низких температурах, вплоть до тысячных долей градуса от абсолютного нуля, при нормальном давлении остаётся жидким и не переходит в твёрдое состояние. Его можно превратить в твёрдое тело только при давлении, начиная с 25 атм.

Сам по себе жидкий гелий представляет чрезвычайно интересный объект для изучения. / Гелий ожижается при температуре 4,8°абс. и образует лёгкую, весящую раз в 7—8 меньше воды, и прозрачную жидк^зсть. Из-за не большой теплоёмкости жидкий гелий во время опыта приходится держать за хорошей теплоизоляцией в вакуумном дьюаровском сосуде, ещё окружённом другим таким же сосудом с жидким воздухом. Эксперимен тирование с жидким гелием представляет значительные технические трудности. Это объясняет то, что до сих пор только в нескольких лабораториях холода во всех странах жидкий гелий получается в доста точных количествах.

Если понижать температуру жидкого гелия от точки его сжижения (4,8°абс), то, когда мы достигнем температуры 2,19° абс, он претерпевает изменения, и принято говорить, что гелий-1 переходит в гелий-П. Эту температуру называют -точкой. Находясь в своём первоначальном со стоянии, кидкий гелий обычно непрерывно кипит благодаря малей шему доступу тепла, которого *грудно избежать даже при наилучшей О СВЕРХТЕКУЧЕСТИ ЖИДКОЮ 1 ЕЛ1Ь.-П теплоизоляции. Ниже -точки гелий вдруг перестаёт кипеть, поверхность его становится гладкой;

это сьязано с Изменением ряда физических свойств жидкого гелия. Новое состояние жидкого гелия было впервые обнаружено Камерлинг-Оннесом, начало изучаться Кеезомом и оказалось чрезвычайно любопытным.

Кеезом 2 нашёл, что гелий-П приобретает в этом состоянии большую теплопроводность. Теплопроводность его, изучаема» в капиллярах, оказалась во много раз больше, например, чем у меди'или серебра,— наиболее теплопроводных металлов. Поэтому Кеезом и назвал жидкий гелий-П сверхтеплопров'одным веществом. Я повторил опыт Кеезома в несколько изменённых условиях и в результате получил ешё большую теплопроводность*.

Попытка осветить экспериментальные данное на основании современных взглядов на теплопроводность вскрыла глубокое противоречие между теорией и опытом. Я не буду вдаваться в подробное описание довольно сложных теоретических воззрений на теплопроводность, как они даны в основном Дебаем. Физическую картину теплопроводности мы можем представить себе так: повышение температуры какого-либо· тела в какой-либо точке увеличивает среднюю скорость колебательного движения молекул вещества;

при этом тотчас начинается процесс выравнивания:

более (горячие», т. е. более возбуждённые,- молекулы воздействуют на соседние и их приводят в движение. Этот процесс последовательного выравнивания скоростей будет распространяться всё далльше и дальше от нагретого места, т. е. будет иметь место процесс распространения тепла, который мы и называем теплопроводностью. Более подробный анализ, произведённый на основании этих воззрений на тепло проводность, показывает, что для каждого тела в природе есть предельное количество тепла в единицу-времени, которое можно через него^провести. Оказалось^ что такую большую теплопроводность, которая экспериментально была обнаружена в наших последних опытах в жидком гелии-П, с помощью этих воззрений объяснить нельзя. Выход из этого противоречия мы можем искать, либо отказавшись от основных взглядов на механизм теплопроводности, которые прочно установились в науке, л!.бо надо признать, что явление теплопроводности в гелии-П обязано своим происхождением какому-либо иному механизму.

' Как известно, тепло может ' передаваться не только посредством описанного механизма, как оно распространяется в твёрдых телах и как, предполагалось, оно распространяется в жидком гелии в узких капиллярах.

ТепУю может ещё передаваться в жидких и газообразных телах посредством так называемых конвекционных потоков. Например, конвекционные потоки в воздухе хорошо известны каждому из Вас, Вы их неоднократно ощущали, когда держали руку над теплым радиатором. Та же рука совсем не чувствует тепла, если её держать на этом же расстоянии от радиатора, но внизу, так как здесь нет восходящих потоков нагретого воздуха, которые конвекционным путём уносят тепло вверх. Если интен сивную передачу тепла в жидком гелии нельзя объяснить с точки зрений обычного механизма теплопроводности, то мне думалось, что, может быть, здесь имеет место как раз именно конвекционная передача тепла.

136 П. Л. КАПИЦА этого нужно предположить, что в жидком гелии-II чрезвычайно легко возникают потоки жидкости, которым и обязана черезвычайно большая способность гелия-П переносить тепло. Подсчёты показали, что такая интенсивность, с которой в жидкой гелии передавалось тепло, могла быть осуществлена только такими конвекционными потоками, которые должны течь в этой жидкости с необычайной лёгкостью. Поэтому, по аналогии со сверхпроводимостью, я предположил, что гелий-П 'ари сверх низких температурах представляет собой жидкость чрезвычайно текучую, т. е. такую жидкость, которая не имеет вязкости. Оставалось проверить это опытом., Наблюдать небольшую вязкость, да ещё при низкой температура оказалось нелёгкой экспериментальной задачей. Надо было найти специальный метод для её измерения. Когда был найден и разработан необходимый метод, то само наблюдение не заняло много времени и показало, что вязкость жидкого гелия действительно исчезающе мала 3.

По нашим последним измерениям она не больше чем 10—u пуаза. Ее in вязкость обычной воды при комнатной· температуре 0,01 пуаза, то жидкий гелий оказался более чем в миллиард раз более текучей жид костью, чем вода. Такую текучую среду очень трудно себе представить, а между тем, приведённое число означает предел не вязкости, а только чувствительности наших измерений. Более чувствительного метода мы пока не Имеем. Поэтому я предположил, что есть все основания считать, что жидкий гелий не имеет вязкости;

я назвал его с в е р х т е к у ч и м.

Сначала это встретило большие возражения. Искали в моих опытах экспериментальные ошибки в методике, в измерениях и прочее. Открытие сверхтекучести в жидком гелии, таким образом, всесторонне обсуждалось, и теперь можно, я думаю, считать признанным существование сверх текучего состояния в гелии-Н.

Когда это явление было впервые сформулировано, нам ч, каза лось, что сверхтекучесть гелия-Н вполне достаточна, чтобы объяснить большую теплопроводность, наблюдавшуюся в жидком гелии в соответ ствии с той картиной существования конвекционных потоков, которую я вам только что набросал. Но йело оказалось гораздо интереснее и слож нее, чем мы думали вначале.

Рассказ о том, как развивались наши взгляды на этот вопрос дальше, представляет некоторые трудности. Аудитория большая и разнообразная, а в этих вопросах мы ещё сами не решили ряд противоречий. Всё-таки я попытаюсь рассказать, с какими противоречиями мы сталкивались, как менялись наши взгляды и как постепенно складывались у нас представ ления, которые выглядели бы ни с чем несообразной фантастикой, если бы их изложить вне связи с реальными опытами.

Если стоять на точке зрения наших обычных механических представ лений, вполне исчерпывающе описывающих поведение обычных веществ при обычных условиях, то оказывается, что сверхтекучий гелий, как показы вает опыт, не может переносить тепло столь интенсивно, как требует измерение конвекционных потоков. Мы упираемся в, трудность найти механизм, который мог бы вызвать необходимое быстрое течение гелия при конвекции. В обычном механизме переноса тепла конвекцией мы О СВЕРХТЕКУЧЕСТИ ЖИДКОГО ГЕЛНИ-П обязаны движением среды тому, чго оолее нагретая жидкость или газ становятся несколько менее плотными, почему стремятся кверху, как бы всплывая, в более плотной среде, а более холодные, более плотные, стре мятся вниз, «тонут». Происходит перемешинаши, причём очевидно, что причина, вызывающая движение, это т— сила тяжести. Но подсчёт показы вает, что этой силы в гелии-Н недстаточно, чтобы вызвать такую боль шую теплопроводность, которая наблюдалась на опыте. Это делало явление опять непонятным. Надо было искать для его объяснения какие-то другие, новые механизмы. Рядом опытов, наконец, удалось натолкнуться на совсем новый механизм движения жидкого гелия-П.

Оказалось, что под влиянием разности температур в жидком гелии-П возникают очень сильные потоки, несколько напоминающие конвекционные.

Под действием разности температур жидкость приходит в движение, но это движение совершенно особого рода, специфичное для жидкого гелия-П, неизвестное ни в какой другой жидкости и ни в каких других условиях.

Прежде чем пытаться объяснить сущность этогЬ движения, познакомимся с его особенностями. Посмотрим, как оно выглядит на эксперименте. Я не буду описывать технических подробностей этого эсперимента, что было сделано мною в моём предыдущем сообщении. Основные его особенности вы можете себе представить из схемы, изображённой на рис. 1.

В сверхтекучий гелий-П погружена колбочка /. В широкой части этой колбочки помещена нагревательная спираль 2, а колбич'ка открыта Рис. 1 Рис. 2;

с одной стороны 3. Когда к нагревателю 2 подаётся ток, около гор лышка 3 колбочки обнаруживается непрерывный поток вытекающего из неё гелия. Поток этот может быть обнаружен и даже измерен с помощью лёгкого крылышка, если его подвесить у горлышка. Поток на него давит и отклоняет его.

Некоторое, более эффектное и поучительное, видоизменение этого опыта для целей-демонстрации было снято на киноплёнку (один из кад ров которой приводится на рис. 2). Схема заснятого в действии при ns II. Л. КАПИЦА бора изображена на рис. 3. Стеклянный «паучок» состоит из «бульбочки»

2, снабжённой несколькими выводными трубочками, отогнутыми в одну сторону. Таким образом, вся эта конструкция повторяет изрестное «сегнерово колесо» (только по внешности, конечно;

рассмотрев его, легко убедиться, что у «паучка» нет сквозного протока для жидкости).

Бульбочка поставлена на ось из острия иголки /. Весь «паучок» погру жён в жидкий гелий. Гелий, находящийся в бульбочке'* мо -Z 'j жет быть нагрет с помощью.пучка света через линзу 3.

Этот пучок света, падающий на зачернённую часть внутрь бульбочки, играет роль нагре вателя, которым в предыдущем опыте была спираль. Из трубо чек — «ножек» • паучка, так — же как из шейки колбочки в предшествующем опыте, при нагревании среднего сосуда происходит непрерывное выте Рис. кание струи. Под давлением вытекающих струй происходит вращение всего «паучка», которое видно на экране.

Съёмка этого опыта трудна. Жидкий гелий совершенно прозрачен и коэффициент преломления в нём луча света таков, что его очень трудно рассмотреть через стекло. Не легко также проводить эксперимент в условиях общей яркой освещённости, которая необходима для съёмки.

Поэтому понадобилось значительное искусство кинооператоров Московской кинохроники, чтобы эту съёмку произвести.

Обратимся снова к рис. 1. Теперь я обращу ваше внимание на самый большой парадокс этого опыта. Если мы обнаруживаем всё время вытекающую из колбочки жидкость и при этом в колбочке не обра зуется пустоты, это значит, что жидкость должна также всё время натекать внутрь колбочки. Как же жидкость попадает в колбочку? Не может же она вытекать, не попадая туда. Стенки у колбочки двойные, простенки между ними эвакуированы и очевидно, что жидкость не мо жет проходить через них. Посредством крылышка, располагавшегося в самых разнообразных положениях у горлышка, никак не удалось обна ружить существования обратного потока. Поэтому первоначально мы решили, что должен существовать поток вдоль очень тонкого слоя у самых стенок.(тогда он не мог бы быть обнаружен крылышком). Но при дальнейших опытах эта гипотеза оказалась недостаточной. Я стал ме-^ нять условия опыта: вместо колбочки с широким горлом я применял очень узкие щели. Идея этих опытов состояла в том, чтобы по возмож ности занять всё сечение щели обратным пристенным потоком и таким образом попытаться изменить характер наблюдаемых явлений. Щель в этих опытах изготовлялась очень точно из тщательно (оптически) отполи рованных поверхностей и имела ширину до 0,14,. е. порядка де О СВЕРХТЕКУЧЕСТИ ЖИДКОГО П-'ЛПЯ-П сятитысячных миллиметра. Но изменений в характере явлений не было обнаружено.

Таким образом, явление становилось всё загадочнее.

Перед тем как рассказать, как оно теперь объясняется, я' хочу упомянуть ещё о некоторых опытах.

Прежде всего позвольте остановиться на понятии обратимости тепло вых явлений. Это понятие впервые установлено ещё более ста лет на зад Карно;

оно даёт чрезвычайно важную связь между возможностями перехода работы в тепло и обратно. Обратимыми явлениями в термоди намике считаются такие теоретические процессы, когда тепло превра щается в работу и, обратно, работа в тепло, причём при этом не проис ходит рассеяния тепла. Полностью обратимых процессов вообще в при роде не существует, но к ним можно подходить очень близко. Переход тепла в движение гелия, которое мы наблюдаем, например, в нашем «паучке» на рис. 2 и рис. 3, надо было в первую очередь изучить и с этой точки зрения. Если разность температур между гелием в колбочке и наружным гелием вызывает движение гелия и если это явление обра тимо, то теоретически должно существовать и обратное явление: при вынужденном движении гелия должна появиться и разность температур.

Если эти явления обратимы, то они должны быть связаны между Собой определёнными количественными соотношениями.

В опыте со щелями удалось показать, что при перепаде давления, заставляющем перетекать через щель жидкий гелий, действительно воз никает разность температур. Удалось количественно измерить все необ ходимые величины и показать, что все эти явления в жидком гелии-П действительно протекают термодинамически обратимо, Если при этом помнить, что гелий-П сверхтекуч и что поэтому при его течении нет потерь на трение, то нетрудно видеть, что механизм температурного течения гелия работает с хорошим коэффициентом полезного действия. Таким образом, например, наш вертящийся «паучок» на рис. 2 и 3 представляет собой машину с хорошим коэффици- г ентом полезного действия. Конечно, никакого практи ческого применения такой механизм иметь не может, трудно ждать, чтобы когда-нибудь его получил.

Но тут следует отмстить, что это удивительное,\ т.йТ термодинамическое свойство гелия-Н, открывающее совсем новый путь к переводу тепла обратным путём непосредственно,в механическую работу, не имеет ничего похожего в известных нам до сих пор явле ниях природы.

Обратимость термомеханических, точнее термо динамических явлений в жидком гелии представля- Рис. ется нам чрезвычайно важным обстоятельством и для дальнейшего изучения явлений при низких температурах. Предполо жим, что у нас есть капилляр / (рис. 4) с двумя сосудами на разных уровнях. Между концами его мы создаём разность давления. Это мы можем сделать и поместив сосудик 2 на конце капилляра выше сосудика з 140 П. Л. КАПИЦА на другом его конце. Тогда в результате особых свойств гелил и обра тимости процесса у нас на концах капилляра в сосудах 2 и 3 возникает разность температур 7\ В низком резервуаре 3 гелий-П станет более холодным.

Таким образом, у нас есть метод понижения температуры гелия-11, который состоит в том, чтобы заставить гелий-П течь под давлени ем. Конечно, рис. 4 является только схематической иллюстрацией этого принципа, на самом деле о.тыт, разумеется, сложнее.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.