Пути Розвития Сучасной Физикы — А. Иоффе

Познание природы всегда приводило скорше ци цізнійше к новым способам выкорыстания єй для человіка. Но николи ище наука не мала такой широкой можливости выкорыстания природы, як в нашых часах; николи ище она не подходила так близко к рішению коренных загадок природы, як теперь. Длятого николи ище человічество не стояло перед такыми радикальными перемінами во всіх видах техникы. Для совітскых ученых єсть діло долга и чести заняти достойне, передове місце в предстоящой техничной революции.

Открытие законов електромагнетизма, електролиза и термодинамикы в первой половині 19-го віка привело к росцвіту тепловой техникы и електротехникы конца того же столітня. Открытие електромагнитных волн, рентгеновых лучей и електронов намітило розвитие радиотехникы, звукового кино и радио лучей (радар). Но не всегда можна предвидіти наперед роль научного исследования. Долгы рокы собирания фактов, односторонных теорий и формальной систематикы предшествуют обычно великым открытиям, а только такы открытия знаменуют новый сдвиг техникы.

Наша епоха єсть епохом великых открытий и овладіния силами природы в небывалых масштабах. Длятого именно в нашых часах суждено осуществитися техничному перевороту в найважнійшых галузях народного господарства. То относится не тилько к атомной енергии, хотя атомна енергия дійствительно центральна проблема нашой великой епохы.

С начала 30-тых роков нашого столітня физика почала роскрывати глубины атомного ядра. Мы знали уж в том часі, што в ядрі сконцентрована майже вся масса и вся енергия каждого атома, што ядра атомов мают додатный (+) електричный заряд, и што величина того заряда отріжнят желізо от міди або вольфрама. Мы знали, што ядро складатся из ріжных частиц, но из найпростійшых частиц, котры могли бы помочи построити модель ядра, были знаны лем дві: ядро водорода — додатно заряженый ПРОТОН, и в 1,800 раз лекший — уємно (-) заряженый ЕЛЕКТРОН. Пробы построити из тых двох частиц ядра всіх атомов оказались неудачными. При експериментах удалось ускорити потокы протонов и настолько усовершенствовати способ обсервации, што можна было слідити за перебудовом атомных ядер под дійствием протонов. С того момента началась успішна атака на атомне ядро. Были открыты новы елементарны частицы: додатно заряженый електрон — ПОЗИТРОН; позбавленный електричного заряда протон — НЕЙТРОН; незаряженны частицы крохотной массы — НЕЙТРИНО; неустойчивы, существующы дві миллионны частей секунды — МЕЗОНЫ, додатный и уємный с массом середньом меже електроном и протоном. Повидимому, существуют и незаряженны частицы с таком середньом массом — НЕЙТРЕТО. К ним треба дати ФОТОН, частицу електромагнитного излучения світла, рентгеновых лучей и гамма-лучей.

Были изучены соткы ядерных реакций, возникающых при столкновении ядер меже собом и с елементарными частицами тых ядер, коли одны елементы переміняются в другы, и выділяєтся при том огромна скилькость енергии. Среди ядерных реакций специальне місце занял штучно причиненный роспад ядра урана — основы ядерной бомбы, выділяющий в 10 миллионов раз больше енергии, чым яка будь инша химична реакция.

Удалось створити и новы, не существуючы в природі ядра и атомы. Из 92 елементов периодичной системы Менделеева большинство представляют мішанину нісколькых изотопов — розличных типов атомов с розличными атомными массами. Обще число розличных атомов в природі выросло до 240. Но, кромі них, мы можеме творити штучно ище до 350 неустойчивых радиоактивных ядер, автоматично роспадающыхся протягом часу от малых долей секунды до дней и місяцов. Тоты штучно створены ядра дали нам новый мощный и тонкий метод исслідования физичных, химичных и биологичных процессов. Напримір, оказалось возможным непосредственно прослідити обмін материи в живом организмі. За 92-ым елементом Менделеева пришол 93-ий и 94-ый, а теперь и 95-ый и 96-ый елементы.

Епоха бурного изучения атомного ядра началась с момента получения протонов, ускоренных електричным полем до 500 тысяч вольт. Сейчас уж маме генераторы, якы дают до 5 миллионов вольт; циклотроны, якы ускоряют протоны до 50 миллионов вольт, бетатроны, якы дают електронам енергию в 100 миллионов електро-вольт. Скоро появятся циклотроны, синхронотроны, якы дают до 300 миллионов електро-вольт и выше. А в космичных лучах мы встрічаме частицы с енергиом в миллиарды, тысячы и миллионы миллиардов електроно-вольт.

Весь тот неисчерпаємый поток новых фактов не привел ище нас к такой же законченной теории атомного ядра, яку мы маме для окружающых ядро електронов. Но не можна сомніватися, што недалекий тот час, коли мы научимеся розбератися в свойствах атомных ядер так же легко, як легко мы владієме сегодня кинетичном енергиом газов или структуром кристаллов.

Познание атомного ядра приводит нас к овладінию скрытыми в них силами. Тут мы стоиме на порогу новой техникы превращения ядерной енергии в розличны техничны формы движения (транспорт, машины), тепла и світла, колебаний и волн (передача енергии и связь), химичных реакций (синтез, аккумуляция енергии), аеро- и гидродинамикы (взрывы, ракетны двигатели). Як видиме, всі области физикы и химии, а по всей видимости, И биологии, входят в проблему атомной енергии. Но як ни великы значение и перспективы ядерной енергии, то далеко не єдинственна область в наукі, открывающа перед нашом епохом громадны возможности техничного прогресса.

В оптикі мы маме нове жерело світла — флюоресцентны лямпы, котры не только в два-три разы снижают росход електро-енергии, но, кромі того, позволяют создавати жерело світла любого свойства: дневного, червеного, зеленого или синього. Человіческе око найбольше чувствительне к зеленому світлу, и мы стремилися дати в лямпі як можна больше зеленого кольору. Но рослинам зеленый кольор не потребный, они його отражают. Но их рост опреділяєся червеным, оранжевым и синим секторами спектра. Флюоресцентны лямпы можут дати каждой рослині и в каждой фазі єй розвития тот кольор, котрый єй потребный. Ясно, што задача культуры світла для сіверных областей получає нову техничну базу.

Аналогия меже роспространением світла и движением електронов, установленна волновом механиком, создала електронну оптику. Електронный микроскоп позволяє изучати предметы в сто раз меньшы от тых, котры може показати звычайный оптичный микроскоп. Так, удалось замітити фильтруючы вирусы, в самом существовании котрых давнійше многы учены сомнівались, а также отдільны крупны молекулы.

Задача предупреждения налетов бомбардировщиков привела к новому орудию техшикы — радару. Радар позвалят слідити за движением якыхбудь предметов в воздухі, на воді и на землі. Радар дає можность автоматично управляти движением в отдалении десятков и сотен километров независимо от погоды, освіщения и направления. Разом с телевидінием и автоматико м радар позволит в близкой будучности обсервовати и управляти любыми процессами издалека.

Не меньше значительны сдвигы внесла аеродинамика в розвитие авиации широкым выкорыстанием ракетных двигателей и концентрациом керуваной взрывной волны. От скоростей 100 метров в секунду, далекых от скорости звука, мы дошли уж до звуковых скоростей (300 метров в секунду) и далеко перекрочили их в керуваном взрыві, где скорости превышают 10,000 метров в секунду.

Разом с новыми техничными процессами приходят и новы техничны материалы: на границі физикы и химии выросло учение о высоко-молекулярных материалах, як пластмасса, гума, лакы и клей, текстильны и целлюлозны продукты.

Основом жизни на землі являєся кислород, змішаный в воздухі с азотом или роствореный в воді рік и морей. Кислород служит также основом многых дуже важных процессов металургии и химичной технологии. Ход тых процессов можна бы значно ускорити, єсли бы мы мали под руками чистый выділеный кислород без азота. Существуючы способы выділения кислорода занадто дорогы и повольны. В Институті физичных проблем был найденый новый простый и дешевый способ получения великой скилькости кислорода. Кислородна машина академика Капицы открыває возможность удвоити скилькость желіза, выпускаємого нашыми домнами, умножити интенсивность химичных производств, горения топлива, а также выкорыстати новы прогрессированны прийомы в другых галузях техникы. Влияние кислорода покажеся уже в найблизшой пятиліткі.

Блестящы успіхы сучасной наукы вооружают нас не тилько новыми техничными орудиями, но и новыми идеями, все больше приближаючи нас к познанию реального зовнішного світа. В том отношении послідны десятилітня создали нову епоху.

Як тилько електрон приблизил нас к скорости світла, стара механика Ньютона заміняєся теориом релятивности Ейнштайна. Масса оказалась мірилом енергии, а свойства пространства — зависящыми от состояния релятивного движения. Изучение електронной оболочкы атома заставило нас отказатися от классичной аеродинамикы, оно привело к волновой механикі, к синтезу частицы и волны, к познанию принципи льных границ точности нашых методов изучения природы. Послідный етап проникновения в атомне ядро требує новой перебудовы нашых теоретичных взглядов, связания волновой механикы с теориом релятивности, нового понимания елементарных частиц и их воздійствий.

Ище Коперник розвінчал нашу землю, помістивши в центрі нашой системы солнце, и показавши, што земля лем одна из вертящыхся коло него планет. Много позже мы узнали, што солнечна система єсть лем часть галактикы молочного пути, и што такых галактик во вселенной много. Но долго сдавалось так, што солнце єсть в центрі нашой галактикы, так як число видимых в ріжны стороны звізд представляєся одинаковым. Недавно выяснилось, што то єсть самообман, причиненный темными тілами, котры творят як бы темну атмосферу, ограничающу поле видимости. Коли мы подчас мглы находимеся в полі, то мы видиме одинаково далеко во всі стороны, и тым дальше, чым рідша мгла. И яку форму бы ни мала поляна, нам буде выглядало, што она округла, и што мы находимеся в єй центрі.

Совсім недавно мы узнали жерело енергии звізд, позволяюще им, и в том числі солнцу, миллиарды літ излучати світло. Жерелом той енергии єсть ядерна енергия, но тилько не енергия роспада ядер урана, як в атомной бомбі, а енергия творения гелия из ядер водорода.

Совітска физика подготовлена к розрішению поставленной перед ней великой ціли. Она охвачує уже сейчас весь громадный фронт от математикы и астрономии до електротехникы и авиации. На многых участках того фронта совітска физика занимає ведущы позиции. Но того ище недостаточно. Потребны громадны усилия и систематична организация, штобы перегнати заграничну науку в головных, рішаючых напрямах.

Нам треба овладіти штуком быстрого переноса научных осягнений в выробництво, а для того потребна дружна, совмістна робота ученых и инженеров. Важно, штобы мы правильно оцінили роль инженеро-техничных роботников в процессі создания новой техникы, откинувшы стары мніния, што научна идея, то всьо, а єй практичне осуществление, то задача другорядна.




[BACK]