Аронов Р.А., Шемякинский В.М. Геометр ба физикийн харилцааны асуудалд хоёр хандлага // Шинжлэх ухааны философи. Боть. 7: Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны парадигмыг бүрдүүлэх - М.: , 2001

Орчин үеийн физикт давамгайлж буй үзэл бодлыг В.Гейзенберг “ХХ зууны физикийн үзэл баримтлалын хөгжил” өгүүлэлдээ хамгийн тод илэрхийлсэн байдаг: Эйнштейний геометр ба физикийн хоорондын харилцааны асуудалд хандах хандлага нь “геометрийн чадварыг хэтрүүлэн үнэлсэн. үзэл бодол. Материйн мөхлөгт бүтэц нь геометр биш харин квант онолын үр дагавар юм; Квантын онол нь Эйнштейний хүчний талбайн геометржуулалтад агуулаагүй байгалийг дүрслэх үндсэн шинж чанартай холбоотой юм."

Мэдээжийн хэрэг, Эйнштейний хандлага нь геометрийн үзэл бодлын боломжийг хэт үнэлсэн эсвэл хэт үнэлээгүй гэж маргаж болно. Гэвч Гейзенбергийн "Материйн мөхлөгт бүтэц нь геометр биш, квант онолын үр дагавар юм" гэсэн нь үнэн зөв биш юм шиг санагдаж байна. Матери нь аливаа онолын өмнө, гадна, бие даасан бүтэцтэй байдаг. Геометрийн хувьд, Хэйзенбергийн нийтлэлийн контекстээс харахад асуудлын танин мэдэхүйн тал (геометрийг математикийн хэсэг эсвэл онтологийн тухай (бодит орон зайн геометрийн тухай)) яг юуны тухай ярьж байгаа нь тодорхойгүй байна. Энэ хоёр тохиолдолд материйн бүтэц нь геометрийн үр дагавар биш юм.Нэгдүгээрт, квант онолын үр дагавар биштэй ижил шалтгаанаар.Хоёрдугаарт, бодит орон зайн геометр нь өөрөө геометрийн нэг тал юм. бодисын бүтэц.

Мэдээжийн хэрэг квант онол нь Эйнштейний хүчний талбайн геометржуулалтад агуулаагүй байгалийн ийм шинж чанарыг тусгасан нь үнэн юм. Гэхдээ Эйнштейний хүчний талбарыг геометржүүлэх оролдлого дахь геометрийн үзэл бодол болон түүний тодорхой хэлбэр нь ижил зүйл биш юм. Эцсийн эцэст, харьцангуйн ерөнхий онолд (GTR) геометрийн үзэл бодлыг амжилттай хэрэгжүүлсэн нь бодит орон зай, цаг хугацааны хэмжүүр, топологийн шинж чанарт суурилсан физикийн онолыг эрэлхийлэхэд түлхэц болсон нь эцсийн эцэст тодорхой болсон. , энгийн бөөмсийн зан байдал, шинж чанарыг дахин үүсгэж (түүгээр тайлбарлаж) чадна.

квант үзэгдлүүд. Ихэнх физикчид квант асуудлыг үндсээр нь өөр аргаар шийдэх ёстой гэж үздэг тул "үгүй" гэж хариулах нь дамжиггүй. Юутай ч бид Лессингийн "Үнэний төлөөх хүсэл нь түүнийг итгэлтэйгээр эзэмшихээс илүү үнэ цэнэтэй, илүү үнэ цэнэтэй юм" гэсэн тайвшралын хувьд үлддэг.

Үнэн хэрэгтээ математикийн бэрхшээлүүд нь Эйнштейний баримталж байсан физикийн хөгжлийн чиглэлийн эсрэг аргумент болж чадахгүй. (Эйнштейний тэмдэглэснээр) физик нь шугаман онолоос үндсэндээ шугаман бус онол руу шилждэг тул бусад газрууд ижил төстэй бэрхшээлтэй тулгардаг. Гол асуудал бол физик ертөнцийн геометржүүлсэн хээрийн зураг нь материйн атомын бүтэц, цацраг, түүнчлэн квант үзэгдлүүдийг тайлбарлаж чадах эсэх, энэ нь зарчмын хувьд квант үзэгдлийн хангалттай тусгалын хангалттай үндэслэл болж чадах эсэх явдал юм. Пуанкаре, Эйнштейний хандлагад агуулагдаж буй боломжуудын түүхэн, шинжлэх ухаан, гүн ухааны дүн шинжилгээ нь энэ асуудлын зарим талыг гэрэлтүүлж чадна гэж бид үзэж байна.

П.С.Лапласын гайхамшигт хэллэг нь хүний ​​оюун ухаан урагшлах үедээ өөрт нь гүнзгий орохоосоо бага бэрхшээлтэй тулгардаг гэдгийг бүгд мэддэг. Гэхдээ урагшлах нь ямар нэгэн байдлаар оюун ухааныг өөртөө гүнзгийрүүлэх, үндэс суурь, хэв маяг, арга барилыг өөрчлөх, шинжлэх ухааны мэдлэгийн үнэ цэнэ, зорилгыг өөрчлөх, ердийн парадигмаас шинэ, илүү их зүйл рүү шилжихтэй холбоотой юм. нарийн төвөгтэй бөгөөд яг үүний ачаар алдагдсан захидал харилцааны шалтгаан, бодит байдлыг сэргээх чадвартай.

Энэ зам дахь эхний алхамуудын нэг бол бидний мэдэж байгаагаар Евклидийн бус геометрийн эмпирик бус үндэслэлийг Ф.Клейний “Эрланген хөтөлбөр”-т өгсөн нь физик сэтгэлгээг орон зайн хүлээсээс ангижруулах урьдчилсан нөхцөлүүдийн нэг байсан юм. дэлхийн дүр төрх, геометрийн дүрслэлийг физик үйл явцын талбарын тайлбар биш, харин физик ертөнцийн динамикийн зохих тайлбар гэж ойлгох. Физик танин мэдэхүйд геометрийн гүйцэтгэх үүргийг дахин эргэцүүлэн бодох нь эцэстээ физикийг геометржүүлэх хөтөлбөрийг бий болгоход хүргэсэн. Гэсэн хэдий ч энэ хөтөлбөрт хүрэх зам нь Клейний инвариант бүлгийн аргыг физикт өргөжүүлсэн Пуанкарегийн уламжлалт үзэл баримтлалаар дамждаг.

Геометр ба физикийн хоорондын харилцааны асуудлыг шийдэхдээ Пуанкаре геометрийг хийсвэр шинжлэх ухаан гэсэн санаан дээр үндэслэсэн "Эрланген хөтөлбөр"-ийн үзэл баримтлалд тулгуурласан.

гадаад ертөнцийн хуулийг өөртөө тусгадаггүй: “Математикийн онолууд бидэнд юмсын жинхэнэ мөн чанарыг илчлэхийг зорьдоггүй; Ийм нэхэмжлэл нь бодлогогүй хэрэг болно. Тэдний цорын ганц зорилго бол бидний туршлагаас сурсан боловч математикийн тусламжгүйгээр илэрхийлэх боломжгүй физик хуулиудыг системчлэх явдал юм."

Энэ аргын тусламжтайгаар геометр нь туршилтын баталгаажуулалтаас зайлсхийдэг: "Хэрэв Лобачевскийн геометр хүчинтэй бол маш алслагдсан одны параллакс төгсгөлтэй байх болно; Хэрэв Риманы геометр хүчинтэй бол сөрөг байх болно. Эдгээр үр дүн нь туршилтын баталгаажуулалтад хамрагдах ёстой; Гурван геометрийн аль нэгийг сонгоход одон орны ажиглалт шийдэгдэнэ гэж найдаж байсан. Харин одон орон судлалд шулуун шугам гэж нэрлэгддэг зүйл бол ердөө л гэрлийн цацрагийн замнал юм. Хэрэв таамаглаж байснаас давсан сөрөг паралаксуудыг олж илрүүлэх эсвэл бүх паралаксууд нь мэдэгдэж буй хязгаараас их гэдгийг батлах боломжтой байсан бол бид Евклидийн геометрийг орхих эсвэл оптикийн хуулиудыг өөрчлөх гэсэн хоёр дүгнэлтийн хооронд сонголт хийх болно. Гэрэл яг шулуун шугамаар тархдаггүй гэдгийг хүлээн зөвшөөр."

Пуанкаре физикийн мэдлэгийн анхны үндэслэлийг физик нь орон зай, цаг хугацааны материаллаг үйл явцыг судалдаг - хөрөнгө оруулалтын хамаарал (Ньютоны хэлснээр орон зай ба цаг хугацаа нь материаллаг үйл явцын сав юм) биш харин геометрийн хоёр ангиллын ойлголтуудын хоорондын хамаарал гэж тайлбарладаг. Туршлагад шууд батлагдаагүй, бодит байдал дээр физик, логикийн хувьд геометрээс хамааралтай боловч туршилтын үр дүнтэй харьцуулж болно. Пуанкарегийн хувьд физикийн мэдлэгийн цорын ганц объект нь материаллаг үйл явц бөгөөд орон зайг хийсвэр төрөл зүйл гэж тайлбарлаж, математикийн судалгааны сэдэв болдог. Геометр өөрөө гадаад ертөнцийг судалдаггүйтэй адил физик хийсвэр орон зайг судалдаггүй. Гэхдээ геометртэй холбоогүй бол физик үйл явцыг ойлгох боломжгүй юм. Геометр бол дүрсэлж буй объектын шинж чанараас үл хамааран физик онолын урьдчилсан нөхцөл юм.

Туршилтанд зөвхөн геометр (G) ба физикийн хуулиудыг (F) хамт шалгадаг тул (G) ба (F) -д дур зоргоороо хуваагдах боломжтой. Тиймээс Пуанкарегийн конвенциализм: геометрийн туршлагатай хязгааргүй хамаарал нь геометрийн болон физикийн хуулийн аль алиных нь онтологийн статусыг үгүйсгэж, тэдгээрийг уламжлалт конвенц гэж тайлбарлахад хүргэдэг.

Харьцангуйн тусгай онолыг (STR) байгуулахдаа Эйнштейн материйн бодис болох сонгодог ойлголтод шүүмжлэлтэй хандсан. Энэхүү хандлага нь гэрлийн хурдны тогтмол байдлын тайлбарыг талбайн шинж чанар болгон тодорхойлсон. Эйнштейний үүднээс авч үзвэл тогтмол байх зарчим нь тийм биш юм

Гэрлийн хурд нь механик үндэслэлийг шаарддаг бөгөөд энэ нь сонгодог механикийн үзэл баримтлалыг шүүмжлэлтэй хянан үзэхийг шаарддаг. Асуудлын энэхүү эпистемологийн томъёолол нь сонгодог механикийн кинематик дээр үндэслэсэн үнэмлэхүй орон зай, цаг хугацааны талаархи таамаглалын дур зоргуудыг хэрэгжүүлэхэд хүргэсэн. Гэхдээ Пуанкарегийн хувьд эдгээр таамаглалуудын дур зоргоороо байх нь илэрхий бол Эйнштейний хувьд энэ нь эдгээр таамаглалд үндэслэсэн өдөр тутмын туршлагын хязгаарлалтын үр дагавар юм. Эйнштейний хувьд орон зай, цаг хугацааны тухай зөвхөн тодорхой агуулгыг өгдөг физик үйл явцын талаар ярихгүйгээр ярих нь утгагүй юм. Тиймээс нэмэлт зохиомол таамаглалгүйгээр орон зай, цаг хугацааны ердийн сонгодог ойлголтын үндсэн дээр тайлбарлах боломжгүй физик процессууд нь эдгээр ойлголтыг дахин хянан үзэхэд хүргэх ёстой.

Тиймээс Пуанкарегийн асуудлыг шийдвэрлэхэд туршлага оролцдог: "Яг эдгээр нөхцөл байдал нь биднийг дур зоргоороо таамаглалаасаа татгалзаж, үйл ажиллагааны эрх чөлөөг олж авсны дараа биднийг зөв зам руу хөтөлж байсан. Харьцангуй онолын зарчим ба гэрлийн хурдны тогтмол байдлын зарчим нь анх харахад яг тэр хоёр нийцэхгүй постулатууд нь координатыг хувиргах асуудлыг маш тодорхой шийдэлд хүргэдэг нь харагдаж байна. ба цаг хугацаа." Тиймээс, танил болсон зүйл рүүгээ бууруулах биш, харин туршлагаас урам зориг авсан түүнд шүүмжлэлтэй хандах нь бие махбодийн асуудлыг зөв шийдвэрлэх нөхцөл юм. Чухам ийм хандлага нь Эйнштейнд Лоренцын хувиргалтанд зохих физик утгыг өгөх боломжийг олгосон бөгөөд үүнийг Лоренц ч, Пуанкаре ч анзаарсангүй: эхнийх нь физик бодит байдалд шүүмжлэлтэй ханддаг метафизик материализмын эпистемологийн хандлагаас үүдэлтэй, хоёрдугаарт - сонгодог механикийн орон зай-цаг хугацааны дүрслэлд шүүмжлэлтэй хандлагыг түүний материйн үзэл баримтлалд шүүмжлэлтэй хандах хандлагыг хослуулсан конвенционализм.

Эйнштейн 1952 онд "Талбайн тухай ойлголтыг механик зөөгчтэй холбосон гэсэн таамаглалаас чөлөөлөх нь бие махбодийн сэтгэлгээний хөгжлийн сэтгэлзүйн хамгийн сонирхолтой үйл явцад тусгагдсан" гэж 1952 онд SRT үүсэх үйл явцыг дурсан бичжээ. М.Фарадей, Ж.К.Максвелл нарын бүтээлээс эхлээд Лоренц, Пуанкаре нарын бүтээлийг дуустал физикчдийн ухамсартай зорилго нь физикийн механик үндсийг бэхжүүлэх хүсэл эрмэлзэл байсан хэдий ч энэ үйл явц нь бие даасан үзэл баримтлалыг бий болгоход хүргэсэн. талбар.

Хувьсах хэмжигдэхүүн бүхий геометрийн Риманы үзэл баримтлал. Риманы хэмжүүр ба физик шалтгаануудын хоорондын уялдаа холбоотой санаа нь өгөгдсөн хэмжигдэхүүнтэй хоосон орон зай гэсэн санааг үгүйсгэсэн физик онолыг бий болгох бодит боломжийг агуулж байсан бөгөөд энэ нь эсрэг нөлөө үзүүлэхгүйгээр материаллаг үйл явцад нөлөөлөх чадвартай байв.

Риманы энэхүү санааг физик онолд шууд тусгаж, координатын физик утгыг хассан Риманы геометрийг ашиглан GTR нь Риманы хэмжүүрийн физик тайлбарыг яг таг өгдөг: "Харьцангуйн ерөнхий онолын дагуу орон зайн хэмжүүрийн шинж чанарууд - цаг хугацаа нь энэ орон зай-цаг хугацааг дүүргэж байгаа зүйлээс шалтгаална, гэхдээ үүгээр тодорхойлогддог." Энэхүү хандлагын тусламжтайгаар орон зайг урьдчилан тодорхойлсон геометрийн шинж чанартай физик зүйл болгон бодит байдлын физик дүрслэлээс бүрэн хасдаг. Матери ба орон зай, цаг хугацааны учир шалтгааны хамаарлыг арилгаснаар "орон зай, цаг хугацаа физикийн объектив байдлын сүүлчийн үлдэгдлийг" устгасан. Гэхдээ энэ нь тэдний объектив байдлыг үгүйсгэсэн гэсэн үг биш: "Орон зай, цаг хугацаа ... бодит байдлаасаа бус, харин учир шалтгааны үнэмлэхүй чанараас (нөлөөтэй, гэхдээ нөлөөлөлд өртөөгүй) хасагдсан." Харьцангуйн ерөнхий онол нь орон зай, цаг хугацааны объектив байдлыг нотолж, орон зай, цаг хугацааны геометрийн шинж чанар ба таталцлын харилцан үйлчлэлийн физик шинж чанаруудын хооронд хоёрдмол утгагүй холболтыг тогтоожээ.

Харьцангуйн ерөнхий онолын бүтээн байгуулалт нь үндсэндээ материйн орон зай, цаг хугацаатай холбоотой үндсэн байдлын тухай философийн байр суурь дээр суурилдаг: "Сонгодог механик ба харьцангуйн тусгай онолын дагуу орон зай (орон зай-цаг) нь материас үл хамааран оршдог. өөрөөр хэлбэл бодис - Р.А., В.Ш.) буюу талбарууд... Нөгөөтэйгүүр харьцангуйн ерөнхий онолоор бол орон зай нь тус тусад нь оршдоггүй, “орон зайг дүүргэдэг зүйл”-ийн эсрэг зүйл мэт... Хоосон орон зай, өөрөөр хэлбэл талбаргүй орон зай байхгүй. Орон зай-цаг хугацаа нь дангаараа оршдоггүй, зөвхөн тухайн талбайн бүтцийн шинж чанар юм." Тиймээс Эйнштейний хоосон орон зайг үгүйсгэсэн нь бүтээлч үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь энэ нь дэлхийн физик дүр төрхт талбайн дүрслэлийг нэвтрүүлэхтэй холбоотой юм. Тиймээс Эйнштейн харьцангуйн ерөнхий онолыг бий болгоход хүргэсэн бодлын галт тэрэг нь "үндсэндээ талбарыг бие даасан үзэл баримтлал болох үзэл баримтлалд үндэслэсэн" гэж онцолжээ. GR-ийн зохиогчийн энэ хандлага нь зөвхөн ялгаатай биш юм

Конвенциализмын хүрээнд геометр ба физикийн харилцааны асуудлыг шийдвэрлэхдээ хоёр талыг ялгах хэрэгтэй. Нэг талаас физикийн хуулиудыг боловсруулахад геометрийн хэл зайлшгүй шаардлагатай. Нөгөөтэйгүүр, геометрийн бүтэц нь физик бодит байдлын шинж чанараас хамаардаггүй. Пуанкарегийн хувьд физикт ашигласан геометр ямар байх нь хамаагүй; цорын ганц чухал зүйл бол үүнгүйгээр физик хуулиудыг илэрхийлэх боломжгүй юм. Физик дэх геометрийн үүргийн талаарх энэхүү ойлголт нь түүний танин мэдэхүйн үйл ажиллагааг үгүйсгэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь Эйнштейний хувьд хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй юм. Түүний хувьд физикийн онолыг бүтээхдээ геометрийн сонголт нь физикийн хамгийн дээд зорилго болох материаллаг ертөнцийн талаарх мэдлэгт захирагддаг. Сонгодог механикаас SRT, дараа нь GTR руу шилжих явцад Евклидийн геометрээс Минковскийн геометр, сүүлчийнхээс Риманы геометрт шилжсэн нь зөвхөн ашигласан геометрийн нягт уялдаа холбоог мэддэг байсантай холбоотой юм. физик бодит байдлын асуудалтай физик. Эйнштейний үүднээс авч үзвэл физикийн геометр нь физикийн онолын бүтцийг тодорхойлдог төдийгүй физик бодит байдлын бүтцээр тодорхойлогддог. Зөвхөн эдгээр хоёр функцийг физик геометрээр хослуулан гүйцэтгэх нь конвенциализмаас зайлсхийх боломжийг бидэнд олгодог.

Пуанкаре “Байгалийн шалгарлын улмаас бидний оюун ухаан гадаад ертөнцийн нөхцөлд дасан зохицож, тухайн зүйлийн хувьд хамгийн ашигтай, өөрөөр хэлбэл хамгийн тохиромжтой геометрийг сонгосон... Геометр бол үнэн биш юм. , гэхдээ зөвхөн ашиг тустай." Хүний оюун ухаан үнэхээр гадаад ертөнцийн нөхцөлд, түүний дотор гадаад ертөнцийн харгалзах бүс нутаг дахь бодит орон зай, цаг хугацааны хэмжүүрийн шинж чанаруудад дасан зохицож, улмаар бодит байдалд тохирсон, зөвхөн геометрийг олж авсан. Үүний үр дүнд илүү тохиромжтой. Онолын элемент болох геометр бол өөр асуудал юм. Энэ нь бодит орон зай, цаг хугацааны хэмжүүрийн шинж чанарыг тусгаж болно, эсвэл тэдгээрийг тусгаагүй ч зарим хийсвэр орон зайн геометр байж болох бөгөөд үүний тусламжтайгаар материалын харилцан үйлчлэлийн шинж чанарыг онолын хувьд дахин бүтээдэг. Эхний тохиолдолд түүний үнэн эсвэл худал байдлын тухай, хоёрдугаарт - ашигт ажиллагааны талаар шийддэг. Хоёрдахь шийдлийг үнэмлэхүй болгох, геометр ба бодит байдлын хоорондын харилцааны асуудлыг багасгах нь хийсвэр орон зай, бодит орон зай, цаг хугацааг хууль бусаар тодорхойлсны үр дагавар юм (хожим нь Пифагорын синдром гэж нэрлэгдэх болсон зүйлийн нэг илрэл бол таних.

аливаа онолоос өмнө, гадна болон үл хамаарах бодит байдлын холбогдох элементүүдтэй онолын математик аппаратын тодорхой элементүүд).

Чухамдаа энэ тухай Эйнштейн "Геометр ба туршлага" нийтлэлдээ бичсэн бөгөөд Пуанкарегийн геометр ба физикийн хоорондын харилцааны асуудалд хандах хандлага нь "геометр (G) нь бодит зүйлийн зан байдлын талаар юу ч хэлдэггүйгээс үүдэлтэй" гэж тэмдэглэжээ. ,"-д "геометр ба физик бодит байдлын хоорондын холбоог шууд устгасан." Бусад бүх дүгнэлтүүд нь "энэ зан үйлийг зөвхөн геометрээр физикийн хуулиудын (F) багцын хамт дүрсэлсэн ... зөвхөн (G) + (F) нийлбэрийг туршилтаар баталгаажуулах ёстой", "хүн дур зоргоороо сонгож болно" гэсэн дүгнэлтүүд юм. (G ), болон тусдаа хэсгүүд (F)” гэж ойлгоход хялбар байдаг тул эдгээр эхний байрнаас дагаж мөрдөөрэй. Гэсэн хэдий ч хоёулаа худлаа. Бодит орон зайн геометр нь бодит зүйлсийн зан байдлын талаар "ярьдаг" бөгөөд орон зай, цаг хугацааны хэмжүүрийн шинж чанарууд ба материаллаг харилцан үйлчлэлийн шинж чанарууд нь объектив бодит байдалд бие биентэйгээ холбоотой байдаг. Физик онолын хувьд объектив бодит байдлын тодорхой орон зай, цаг хугацааны хэмжүүрийн шинж чанараар энэ хэсэгт давамгайлж буй материаллаг харилцан үйлчлэлийн харгалзах шинж чанарыг, геометрээр физикийг, (G) нэг шүүгч (G) гэж дүгнэдэг. F).

Гэсэн хэдий ч орон зай, цаг хугацааны харгалзах хэмжигдэхүүнийг ашиглан материалын харилцан үйлчлэлийн шинж чанарыг сэргээх үйл явц нь туршилт биш, харин цэвэр онолын процедур юм. Цэвэр онолын процедурын хувьд энэ нь бодит орон зай, цаг хугацааны хэмжүүрийн шинж чанарыг ашиглан материаллаг харилцан үйлчлэлийн ижил шинж чанарыг онолын хувьд дахин бий болгох үйл явцаас зарчмын хувьд ялгаатай биш, харин зохих зохион байгуулалттай хийсвэр орон зайн шинж чанарууд юм. Эндээс, нэг талаас, а) зөвхөн (G) ба (F)-ийн нийлбэр нь туршилтын баталгаажуулалтын объект болно гэсэн хуурмаг, онолч материаллаг харилцан үйлчлэлийг судлах суурь болгон геометрийг дур зоргоороо сонгож болно гэсэн хуурмаг байдал; нөгөө талаас, б) геометр ба Пуанкаре физикийн хоорондын хамаарлын үзэл баримтлалын оновчтой үр тариа: геометрийг онолын бүрэлдэхүүн хэсэг болгон онолч нь материалын харилцан үйлчлэлийн шинж чанарыг сэргээдэг нь үнэхээр өөр байж болно. Энэ утгаараа онол нь уламжлалт байдлын элементийг агуулдаг.

Онолын хувьд геометрийг дур зоргоороо сонгох юм бол бид үүнийг үргэлж харгалзах геометрийн (G) тусламжтайгаар бодит харилцан үйлчлэлийн шинж чанарыг (F) онолд дахин бий болгох байдлаар сонгодог. Хоёрдугаарт, материаллаг харилцан үйлчлэлийн шинж чанарыг онолоор сэргээдэг геометрийн аль нь бодит орон зай, цаг хугацааны хэмжүүрийн шинж чанарыг зохих ёсоор төлөөлдөг вэ гэсэн асуултыг онолын хүрээнд шийдэж чадахгүй байна; Энэ нь онолоос хальж туршилтын талбарт ордог. Энэ бол бүх зүйл юм.

"Гайхалтай энгийн байдал" гэсэн санааг сайтар судалж үзэхэд маш төвөгтэй аргумент болж хувирдаг. Эйнштейн Физик онолыг бүтээхдээ Евклидийн геометрийн сонголтыг зөвтгөхөд ашигласан Пуанкарегийн энгийн байх зарчмыг шүүмжилж, "Геометр дангаараа хамгийн энгийн байдлаар бүтэцлэгдсэн байх нь чухал биш, харин бүх физикийн бүтэц нь "хамгийн чухал" гэж тэмдэглэсэн байдаг. хамгийн энгийн арга (геометрийг оруулаад)".

Я.Б.Зелдович, Л.П.Грищук нарын “Таталцал, харьцангуйн ерөнхий онол ба альтернатив онолууд” өгүүлэлд Логуновыг геометр ба физикийн хоорондын харилцааны асуудалд Эйнштейний хандлагыг үгүйсгэхэд хүргэсэн гол сэдэл нь геометрийн физикийн субъектив санааг үл харгалзан онцлон тэмдэглэжээ. RTG зохиогч, - бие махбодийн хувьд тийм ч их биш, харин сэтгэл зүйн шинж чанартай. Үнэн хэрэгтээ RTG-ийн зохиогчийн харьцангуйн ерөнхий онолын талаархи шүүмжлэлтэй хандлагын үндэс нь танил (мөн ингэснээр энгийн) хүрээнд үлдэх хүсэл эрмэлзэл юм.

сэтгэлгээний хэв маяг. Гэхдээ танил ба энгийн хоёрын хатуу холбоо, танил зүйлээр энгийн байдлыг зөвтгөх нь сэтгэлзүйн сэтгэлгээний хэв маягийн хамгийн тохиромжтой зүйл юм.

Физикийн нэг үеийнхэнд танил, энгийн зүйл нь нөгөө үеийнхэнд ойлгомжгүй, төвөгтэй байж болохыг физикийн хувьсал баттай нотолж байна. Механик эфирийн таамаглал бол үүний тод жишээ юм. Танил, энгийн зүйлээс татгалзах нь туршлагаа өргөжүүлэх, байгаль, мэдлэгийн шинэ чиглэлийг эзэмших зайлшгүй нөхцөл юм. Шинжлэх ухаанд гарсан томоохон дэвшил бүр танил, энгийн зүйлээ алдаж, дараа нь тэдний тухай ойлголтыг өөрчлөх замаар дагалддаг. Товчхондоо, танил, энгийн нь түүхэн ангилал юм. Иймд танил болсон зүйл рүү бууруулах биш, харин бодит байдлыг ойлгох хүсэл эрмэлзэл нь шинжлэх ухааны хамгийн дээд зорилго юм: “Бидний байнгын зорилго бол бодит байдлыг илүү сайн, илүү сайн ойлгох явдал юм... Бидний таамаглал хэдий чинээ энгийн бөгөөд суурь болох тусам математикийн бидний сэтгэн бодох хэрэгсэл; онолоос ажиглалт хүртэлх зам урт, нимгэн, илүү төвөгтэй болдог. Хэдийгээр энэ нь хачирхалтай сонсогдож байгаа ч бид: орчин үеийн физик нь хуучин физикээс илүү энгийн тул илүү төвөгтэй, ойлгомжгүй мэт санагдаж байна."

Сэтгэлзүйн сэтгэлгээний хэв маягийн гол дутагдал нь шинжлэх ухааны асуудлын эпистемологийн талыг үл тоомсорлож байгаатай холбоотой бөгөөд үүний хүрээнд зөвхөн оюуны зуршилд шүүмжлэлтэй хандах боломжтой бөгөөд энэ нь шинжлэх ухааны санааны гарал үүсэл, мөн чанарыг тодорхой салгах боломжийг үгүйсгэдэг. Үнэн хэрэгтээ сонгодог механик нь квант механик болон STR-ийн өмнө байдаг ба сүүлийнх нь GTR үүсэхээс өмнө байдаг. Гэхдээ энэ нь сэтгэлзүйн сэтгэлгээний хэв маягийн хүрээнд таамаглаж байгаа шиг өмнөх онолууд нь дараагийн онолуудаас илүү тод, тод томруун гэсэн үг биш юм. Гносеологийн үүднээс авч үзвэл STR болон квант механик нь сонгодог механикаас илүү энгийн бөгөөд ойлгомжтой, GR нь SRT-ээс илүү энгийн бөгөөд ойлгомжтой байдаг. Тийм ч учраас “шинжлэх ухааны семинар дээр... зарим нэг сонгодог асуултын тодорхой бус газрыг хэн нэгэн сайн мэдэх квант жишээ ашиглан гэнэт дүрслэн харуулахад тэр асуулт бүрэн “ил тод” болдог.

Тийм ч учраас "Риманы геометрийн зэрлэгүүд" биднийг физик бодит байдлын талаар хангалттай ойлголттой болоход ойртуулдаг бол "гайхалтай энгийн Минковскийн орон зай" нь биднийг түүнээс холдуулдаг. Эйнштейн, Гильберт нар эдгээр "зэрлэгүүд"-д "орж", "дараагийн үеийн физикчдийг" "чирсэн" учир нь тэд зөвхөн ямар энгийн, нарийн төвөгтэй болохыг сонирхдог байсан.

хийсвэр орон зайн хэмжүүрийн шинж чанарууд, тэдгээрийн тусламжтайгаар бодит орон зай, цаг хугацааг онолын хувьд тайлбарлаж болох бөгөөд эдгээрийн сүүлийнх нь хэмжүүрийн шинж чанарууд юу вэ. Эцсийн дүндээ Логунов RTG-д ашигласан Минковскийн орон зайгаас гадна таталцлын эффектийг тодорхойлохын тулд Риманы геометрийн "үр дүнтэй" орон зайд хандахаас өөр аргагүй болсон нь чухам ийм л учиртай, учир нь эдгээр хоёр орон зайн эхнийх нь л RTG-д бодит орон зайг хангалттай төлөөлдөг. түүнчлэн харьцангуйн ерөнхий онолд).орон зай ба цаг хугацаа .

Философийн хандлагаар RTG-ийн эпистемологийн алдааг амархан илрүүлдэг. Логунов "Риманы геометрийг туршилтаар нээсэн ч онолын үндэс болгон ашиглах ёстой геометрийн бүтцийн талаар дүгнэлт хийх гэж яарах хэрэггүй" гэж бичжээ. Энэхүү үндэслэл нь Пуанкарегийн үндэслэлтэй төстэй: конвенционализмыг үндэслэгч туршилтын үр дүнгээс үл хамааран Евклидийн геометрийг хадгалахыг шаардсантай адил RTG-ийн зохиогч өгөгдсөн Минковский геометрийг аливаа физик онолын үндэс болгон хадгалахыг шаарддаг. Энэхүү аргын үндэс нь эцсийн эцэст Пифагорын хам шинж буюу Минковскигийн хийсвэр орон зайн онтологи юм.

Эсрэг нөлөөнд авалгүйгээр матерт инерцийн нөлөөлөл үүсгэх хачирхалтай чадвартай орон зай-цаг хугацаа үйл явдлын сав болон орших нь зайлшгүй постулат болох тухай бид одоо ярихаа больсон. Хиймэл байдлаараа ийм ойлголт нь сонгодог механик ба STR-ийг харьцуулан дээр дурдсан механик эфирийн таамаглалаас ч давж гардаг. Энэ нь зарчмын хувьд GTR-тэй зөрчилдөж байна, учир нь "бидний мэдэж байгаагаар физикчдийн анхаарлын төвд ороогүй харьцангуйн ерөнхий онолын ололтуудын нэг" нь "сансар огторгуйн тухай тусдаа ойлголт ... илүүц болдог" явдал юм. . Энэ онолын хувьд орон зай бол дөрвөн хэмжээст талбараас өөр юу ч биш бөгөөд өөрөө оршдог зүйл биш юм." Минковскийн геометрийн таталцлыг дүрсэлж, үүнтэй зэрэгцэн Эйнштейний хувьд Риманы геометрийг ашиглах нь зөрчилдөөнийг харуулах гэсэн үг юм: "Нарийхан бүлэгт үлдэж, талбарын илүү төвөгтэй бүтцийг авах (харьцангуйн ерөнхий онолын нэгэн адил) ) гэнэн үл нийцэх гэсэн үг. Нүгэл нь өөр хүндтэй хүмүүс үйлдсэн ч гэм нүгэл хэвээр үлддэг."

Таталцлын харилцан үйлчлэлийн шинж чанаруудыг Риманы муруй орон-цаг хугацааны хэмжүүрийн шинж чанарыг ашиглан дахин бүтээдэг харьцангуйн ерөнхий онол нь эдгээр танин мэдэхүйн үл нийцэх байдлаас ангид: "Үзэсгэлэнтэй

харьцангуйн ерөнхий онолын дэгжин байдал... геометрийн тайлбараас шууд гардаг. Геометрийн үндэслэлийн ачаар онол нь тодорхой бөгөөд үл эвдэшгүй хэлбэрийг олж авсан ... Туршлага үүнийг баталж эсвэл үгүйсгэдэг ... Таталцлыг материйн хүчний талбаруудын үйл ажиллагаа гэж тайлбарлавал тэд зөвхөн маш ерөнхий хэмжүүрийг тодорхойлдог болохоос ганц ч биш. онол. Олон тооны ерөнхий ковариант вариацын тэгшитгэлүүдийг байгуулах боломжтой ба... зөвхөн ажиглалтаар л вектор ба скаляр талбар эсвэл хоёр тензор талбар дээр суурилсан таталцлын онол гэх мэт утгагүй зүйлийг арилгаж чадна. Үүний эсрэгээр Эйнштейний геометрийн тайлбарын хүрээнд ийм онолууд эхнээсээ утгагүй болж хувирдаг. Энэ тайлбарт үндэслэсэн философийн аргументууд тэдгээрийг арилгадаг." GTR-ийн үнэнд сэтгэлзүйн итгэл үнэмшил нь ердийн сэтгэлгээний хэв маягийг дурсах сэтгэл дээр биш, харин түүний монизм, бүрэн бүтэн байдал, тусгаарлалт, логик тууштай байдал, RTG-ийн онцлог шинж чанаруудын танин мэдэхүйн алдаа дутагдал дээр суурилдаг.

RTG-ийн гол танин мэдэхүйн алдаануудын нэг бол бидний гүн гүнзгий итгэл үнэмшилд түүний танин мэдэхүйн анхны байр суурь бөгөөд онолын хийсвэр орон зайн аль нь бодит орон зай, цаг хугацааг хангалттай төлөөлдөг вэ гэсэн асуултыг шийдвэрлэхэд онолын дотоод шалгуур хангалттай байдаг. . Heisenberg-ийн хөнгөн гартай GTR-ийн үндэс суурьтай нийцэхгүй байгаа энэхүү танин мэдэхүйн хандлагыг ... Эйнштейнтэй холбон тайлбарлаж, 1926 оны хавар Берлинд түүнтэй ярилцахдаа үүнийг илүү ерөнхий хэлбэрээр томъёолжээ. Энэ нь туршилт биш, харин ажиглаж болох зүйлийг тодорхойлдог онол гэсэн мэдэгдэл юм.

Үүний зэрэгцээ, шинжлэх ухааны нийгэмлэгт давамгайлж буй үзэл бодлын эсрэг (Гейзенбергийн өөрийнх нь санаа бодлыг оруулаад) анх харахад парадокс мэт санагдаж болох ч Эйнштейн түүнд энэ тухай биш, харин огт өөр зүйлийн талаар хэлсэн. "Альберт Эйнштейнтэй хийсэн уулзалт ба яриа" (Гейзенберг 1974 оны 7-р сарын 27-нд Ульм хотод хийсэн) илтгэлийн холбогдох хэсгийг Хейзенберг Эйнштейнтэй хийсэн яриагаа эргэн дурсаж, ажиглах боломжтой байх зарчмыг эсэргvvцсэн хэсгийг дахин хvргэе. Хайзенберг: "Ажиглалт бүр нь бидний авч үзэж буй үзэгдэл болон бидний ухамсарт үүсдэг мэдрэхүйн мэдрэмжийн хооронд хоёрдмол утгагүй тогтмол холболтыг таамаглаж байна гэж тэр үзэж байна. Гэсэн хэдий ч бид энэ холболтыг тодорхойлсон байгалийн хуулиудыг мэдэж байж л энэ холболтын талаар итгэлтэйгээр ярьж чадна. Хэрэв - орчин үеийн атомын хувьд энэ нь тодорхой юм

физик - хуулиуд нь өөрөө эргэлзээтэй тулгарвал "ажиглалт" гэсэн ойлголт мөн тодорхой утгыг алддаг. Ийм нөхцөлд онол эхлээд юу ажиглагдаж болохыг тодорхойлох ёстой."

RTG Логуновын анхдагч танин мэдэхүйн нөхцөл байдал нь харьцангуй энгийн паралогизмын үр дагавар юм - объектив бодит байдлын онолын бүтцийг түүний хангалттай нөхцөл байдалд нийцүүлэхэд шаардлагатай нөхцлийг тодорхойлох. Ойлгоход хялбар байдаг тул энэ нь RTG ба түүний GTR-ийг эсэргүүцэж буй логик болон танин мэдэхүйн алдаануудыг тайлбарладаг - онолын хийсвэр орон зайн аль нь бодит орон зай, цагийг хангалттай төлөөлж байгааг шийдэхдээ зөвхөн онолын дотоод шалгуурыг ашиглах, түүний Тэдгээрийг хууль бусаар таних нь үндсэндээ геометр ба физикийн хоорондын харилцааны асуудалд Пуанкарегийн хандлагын үндэс болсон логик, танин мэдэхүйн алдаа юм.

Геометр ба физикийн харилцааны асуудалд Эйнштейний хандлагын талаар юу ч хэлж болохоос үл хамааран орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны парадигмыг бий болгоход энэ хандлагын боломжийн талаархи асуулт нээлттэй хэвээр байгааг бидний дүн шинжилгээ харуулж байна. Энэ нь нотлогдох хүртэл нээлттэй хэвээр байна

орон зай, цаг хугацааны шинж чанаруудтай ямар ч холбоогүй материаллаг үзэгдлийн шинж чанаруудын оршин тогтнох. Эсрэгээрээ, Эйнштейний хандлагын таатай хэтийн төлөв нь орон зай, цаг хугацааны хэмжүүр ба топологийн шинж чанаруудын янз бүрийн орон зайн цаг хугацааны бус шинж чанаруудтай материаллаг үзэгдлийн хоорондын уялдаа холбоо улам бүр нэмэгдэж байгаатай холбоотой юм. Үүний зэрэгцээ геометр ба физикийн хоорондын харилцааны асуудалд Пуанкарегийн хандлагыг түүх, шинжлэх ухаан, гүн ухааны үүднээс шинжлэх нь Эйнштейний хандлагын өөр хувилбар болох утгагүй гэсэн дүгнэлтэд хүргэдэг. Үүнийг Логунов болон түүний хамтран ажиллагсдын бүтээлд хийсэн түүнийг сэргээх оролдлогын дүн шинжилгээгээр нотолж байна.

Тэмдэглэл

Аронов Р.А.Анхан шатны бөөмийн физик дэх орон зай, цаг хугацааны асуудлын талаар // Элемент бөөмийн физикийн философийн асуудлууд. М., 1963. P. 167; Тэр ч мөн адил. Бичил ертөнцийн орон зай-цаг хугацааны бүтцийн асуудал // Квантын физикийн философийн асуудлууд. М., 1970. P. 226; Тэр ч мөн адил. Бичил ертөнцийн логикийн талаархи асуултын талаар // Вопр. философи. 1970. No 2. P. 123; Тэр ч мөн адил. Бичил ертөнцийн ерөнхий харьцангуйн онол ба физик // Таталцлын сонгодог ба квант онол. Mn., 1976. P. 55; Аронов Р.А. Хэт нэгдлийн хөтөлбөрийн философийн үндэс рүү // Шинжлэх ухааны логик, арга зүй, философи. Москва, 1983. P. 91.

см.: Аронов Р.А.Орон зай, цаг хугацаа, материйн харилцааны асуудлын талаар // Вопр. философи. 1978. No 9. P. 175; Тэр байна. Физик дэх геометрийн аргын талаар. Боломж ба хил хязгаар // Шинжлэх ухааны мэдлэг ба физикийн арга. М., 1985. P. 341; Аронов Р.А., Князев В.Н.. Геометр ба физикийн харилцааны асуудлын тухай // Диалектик материализм ба байгалийн шинжлэх ухааны философийн асуудлууд. М., 1988. P. 3.

см.: Аронов Р.А.Физикийн талаархи эргэцүүлэл // Байгалийн шинжлэх ухаан, технологийн түүхийн асуултууд. 1983. No 2. P. 176; Тэр байна. А.Пуанкарегийн философийн үзэл бодлыг үнэлэх хоёр хандлага // Диалектик материализм ба байгалийн шинжлэх ухааны философийн асуудлууд. М., 1985. P. 3; Аронов Р.А., Шемякинский В.М. Физикийн геометржуулалтын хөтөлбөрийн философийн үндэслэл // Диалектик материализм ба байгалийн шинжлэх ухааны философийн асуудлууд. М., 1983. S. 3; Тэд байна. Физикийн геометржуулалтын үндэс дээр // Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны философийн асуудлууд. Киев, 1986. V. 61. P. 25.

Хайзенберг В. ХХ зууны физикийн үзэл баримтлалын хөгжил // Вопр. философи. 1975. No 1. P. 87.

Доорх жагсаалт байна орчин үеийн физикийн шийдэгдээгүй асуудлууд. Эдгээр асуудлын зарим нь онолын шинж чанартай байдаг. Энэ нь одоо байгаа онолууд нь тодорхой ажиглагдсан үзэгдэл эсвэл туршилтын үр дүнг тайлбарлах боломжгүй гэсэн үг юм. Бусад асуудлууд нь туршилтын шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь санал болгож буй онолыг шалгах эсвэл үзэгдлийг илүү нарийвчлан судлах туршилтыг бий болгоход бэрхшээлтэй байдаг. Дараах асуудлууд нь үндсэн онолын асуудлууд эсвэл туршилтын нотолгоо байхгүй онолын санаанууд юм. Эдгээр асуудлуудын зарим нь хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Жишээлбэл, нэмэлт хэмжээсүүд эсвэл хэт тэгш хэм нь шатлалын асуудлыг шийдэж чадна. Квантын таталцлын бүрэн онол нь жагсаасан асуултуудын ихэнхийг (тогтвортой байдлын арлын асуудлаас бусад) хариулах чадвартай гэж үздэг.

• 1. Квантын таталцал.Квантын механик ба харьцангуйн ерөнхий онолыг бие даасан нэг онол (магадгүй квант талбайн онол) болгон нэгтгэж чадах уу? Орон зайн цаг үргэлжилсэн үү эсвэл салангид байна уу? Өөртөө нийцсэн онол нь таамагласан гравитоныг ашиглах уу эсвэл энэ нь бүхэлдээ орон зайн цаг хугацааны салангид бүтцийн бүтээгдэхүүн байх уу (хүрээний квант таталцлын адил)? Квантын таталцлын онолоос үүссэн маш жижиг эсвэл маш том масштаб эсвэл бусад онцгой нөхцөл байдлын ерөнхий харьцангуйн онолын таамаглалаас хазайлт байна уу?
• 2. Хар нүх, хар нүхэнд мэдээлэл алга болох, Хокингийн цацраг.Хар нүхнүүд онолын таамаглаж байгаачлан дулааны цацраг үүсгэдэг үү? Энэ цацраг нь таталцлын хэмжигч хоёрдмол байдлын санал болгосноор тэдгээрийн дотоод бүтцийн талаарх мэдээллийг агуулдаг уу, эсвэл Хокингийн анхны тооцооллоор илэрхийлсэн шиг тийм биш үү? Үгүй бол хар нүхнүүд тасралтгүй ууршиж байвал тэдгээрт хадгалагдсан мэдээлэлд юу тохиолдох вэ (квант механик нь мэдээллийг устгах боломжийг олгодоггүй)? Эсвэл хар нүхний үлдэгдэл бага байх үед цацраг идэвхжил зогсох уу? Хэрэв ийм бүтэц байгаа бол тэдний дотоод бүтцийг судлах өөр арга бий юу? Хар нүхний доторх барион цэнэг хадгалагдах хууль үнэн үү? Сансар огторгуйн цензурын зарчмын нотолгоо, түүнчлэн түүнийг хэрэгжүүлэх нөхцөлийг яг таг тодорхойлсон нь тодорхойгүй байна. Хар нүхний соронзон бөмбөрцгийн бүрэн бүтэн онол байдаггүй. Нуралт нь өгөгдсөн масс, өнцгийн импульс, цэнэг бүхий хар нүх үүсэхэд хүргэдэг системийн янз бүрийн төлөвүүдийн тоог тооцоолох нарийн томъёо тодорхойгүй байна. Хар нүхний хувьд "үсгүй теорем" гэсэн ерөнхий тохиолдолд мэдэгдэж буй нотолгоо байхгүй.
• 3. Орон зай-цаг хугацааны хэмжээс.Байгальд бидний мэдэх дөрвөөс гадна орон зай цаг хугацааны нэмэлт хэмжээсүүд байдаг уу? Хэрэв тийм бол тэдний тоо хэд вэ? "3+1" (эсвэл түүнээс дээш) хэмжигдэхүүн нь орчлон ертөнцийн априори шинж чанар мөн үү, эсвэл учир шалтгааны динамик гурвалжингийн онолын санал болгосноор бусад физик үйл явцын үр дүн мөн үү? Бид илүү өндөр орон зайн хэмжээсүүдийг туршилтаар "ажиглаж" чадах уу? Бидний “3+1” хэмжээст орон зай-цаг хугацааны физик нь “2+1” хэмжигдэхүүнтэй хэт гадаргуу дээрх физиктэй дүйцэх голографийн зарчим үнэн үү?
• 4. Орчлон ертөнцийн инфляцийн загвар.Сансар огторгуйн инфляцийн онол үнэн үү, хэрэв тийм бол энэ үе шатны нарийн ширийн зүйл юу вэ? Инфляцийн өсөлтийг хариуцдаг таамагласан инфляцийн талбар юу вэ? Хэрэв нэг цэгт инфляци үүссэн бол энэ цэгээс алслагдсан, огт өөр газар үргэлжлэх квант механик хэлбэлзлийн инфляцийн улмаас өөрийгөө тэтгэх үйл явцын эхлэл мөн үү?
• 5. Олон талт.Бусад орчлон ертөнцийн оршин тогтноход үндсэндээ ажиглагдахгүй физик шалтгаан бий юу? Жишээ нь: квант механик "ээлжит түүх" эсвэл "олон ертөнц" байдаг уу? Сансар огторгуйн хөөрөгдлөөс шалтгаалж маш хол зайд орших өндөр энерги дэх физик хүчний илэрхий тэгш хэмийг эвдэх өөр аргуудын үр дүнд бий болсон физик хуультай "бусад" орчлон ертөнц бий юу? Бусад орчлон ертөнцүүд бидний орчлонд нөлөөлж, жишээлбэл, сансрын бичил долгионы арын цацрагийн температурын тархалтын гажиг үүсгэж болох уу? Дэлхийн сансар судлалын тулгамдсан асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд антропийн зарчмыг ашиглах нь үндэслэлтэй юу?
• 6. Сансар огторгуйн цензурын зарчим ба цаг хугацааны хамгаалалтын таамаглал."Нүцгэн өвөрмөц байдал" гэж нэрлэгддэг үйл явдлын давхрагын ард нуугдаагүй онцгой шинж чанарууд нь бодит анхны нөхцлөөс үүдэн гарч болох уу, эсвэл Рожер Пенроузын "сансар огторгуйн цензурын таамаглал"-ын зарим хувилбар нь үүнийг боломжгүй гэж баталж чадах уу? Саяхан сансар огторгуйн цензурын таамаглал нийцэхгүй байгааг нотлох баримтууд гарч ирсэн бөгөөд энэ нь Керр-Ньюманы тэгшитгэлийн эрс тэс шийдлээс илүүтэйгээр нүцгэн өвөрмөц байдал үүсэх ёстой гэсэн үг боловч үүний баттай нотолгоо хараахан гараагүй байна. Үүний нэгэн адил харьцангуйн ерөнхий онолыг квант механиктай нэгтгэдэг квант таталцлын онолоор хасагдсан харьцангуй ерөнхий онолын тэгшитгэлийн зарим шийдэлд (цаг хугацааны ухрах боломжийг илэрхийлдэг) үүссэн хаалттай цаг хугацааны муруйнууд байх болно. "Хронологийн хамгаалалтын таамаг" Хокинг?
• 7. Цагийн тэнхлэг.Цаг хугацааны хувьд урагшлах, ухрах зэргээр бие биенээсээ ялгаатай үзэгдлүүд цаг хугацааны мөн чанарын талаар юу хэлж чадах вэ? Цаг хугацаа огторгуйгаас юугаараа ялгаатай вэ? Яагаад CP-ийн зөрчил нь зөвхөн зарим сул харилцан үйлчлэлд ажиглагдаж, өөр хаана ч байхгүй вэ? CP-ийн инвариантын зөрчил нь термодинамикийн хоёр дахь хуулийн үр дагавар уу, эсвэл цаг хугацааны тусдаа тэнхлэг үү? Шалтгаантай холбоотой зарчмаас үл хамаарах зүйл бий юу? Өнгөрсөн цорын ганц боломжтой зүйл мөн үү? Одоогийн цаг үе нь өнгөрсөн болон ирээдүйгээс бие махбодийн хувьд ялгаатай байна уу, эсвэл зүгээр л ухамсрын шинж чанаруудын үр дагавар уу? Хүмүүс одоо байгаа цаг мөчийг хэрхэн зөвшилцөж сурсан бэ? (Энтропи (цаг хугацааны тэнхлэг) доороос үзнэ үү).
• 8. Орон нутаг.Квантын физикт орон нутгийн бус үзэгдэл байдаг уу? Хэрэв тэдгээр нь байгаа бол мэдээлэл дамжуулахад хязгаарлалт байдаг уу, эсвэл: эрчим хүч, бодис нь орон нутгийн бус замаар хөдөлж чадах уу? Ямар нөхцөлд орон нутгийн бус үзэгдлүүд ажиглагддаг вэ? Орон нутгийн бус үзэгдлүүд байгаа эсвэл байхгүй байгаа нь орон зай-цаг хугацааны үндсэн бүтцэд юу нөлөөлдөг вэ? Энэ нь квант орооцолдолтой ямар холбоотой вэ? Үүнийг квант физикийн үндсэн мөн чанарыг зөв тайлбарлах үүднээс хэрхэн тайлбарлах вэ?
• 9. Орчлон ертөнцийн ирээдүй.Орчлон ертөнц том хөлдөлт, том хагарал, том хямрал эсвэл том үсрэлт рүү чиглэж байна уу? Манай орчлон ертөнц эцэс төгсгөлгүй давтагдах мөчлөгийн нэг хэсэг мөн үү?
• 10. Шатлалын асуудал.Таталцал яагаад ийм сул хүч вэ? Энэ нь зөвхөн Планкийн масштабаар том болдог, 10 19 ГэВ-ийн энергитэй бөөмсийн хувьд энэ нь цахилгаан сул хуваариас хамаагүй өндөр байдаг (бага энергийн физикт давамгайлах энерги нь 100 ГэВ). Эдгээр жин яагаад бие биенээсээ тийм өөр байдаг вэ? Хиггс бозоны масс гэх мэт цахилгаан сул хуваарьтай хэмжигдэхүүнүүд Планкийн дарааллаар хуваарь дээр квантын залруулга авахад юу саад болдог вэ? Хэт тэгш хэм, нэмэлт хэмжээс эсвэл зүгээр л антропийн нарийн тохируулга нь энэ асуудлыг шийдэх шийдэл мөн үү?
• 11. Соронзон монополь."Соронзон цэнэг"-ийн тээвэрлэгч бөөмс нь илүү өндөр энергитэй аль ч эрин үед байсан уу? Хэрэв тийм бол өнөөдөр бэлэн байгаа юу? (Пол Дирак тодорхой төрлийн соронзон монополууд байгаа нь цэнэгийн квантчлалыг тайлбарлаж болохыг харуулсан.)
• 12. Протоны задрал ба агуу нэгдэл.Бид квант талбайн онолын гурван өөр квант механик үндсэн харилцан үйлчлэлийг хэрхэн нэгтгэх вэ? Протон болох хамгийн хөнгөн барион яагаад туйлын тогтвортой байдаг вэ? Хэрэв протон тогтворгүй бол түүний хагас задралын хугацаа хэд вэ?
• 13. Супер тэгш хэм.Орон зайн хэт тэгш хэм нь байгальд биелдэг үү? Хэрэв тийм бол хэт тэгш хэмийн эвдрэлийн механизм юу вэ? Супер тэгш хэм нь өндөр квант залруулга хийхээс сэргийлж, цахилгаан сул хуваарийг тогтворжуулдаг уу? Харанхуй бодис нь хэт тэгш хэмтэй гэрлийн хэсгүүдээс тогтдог уу?
• 14. Материйн үеийнхэн.Гураваас дээш үеийн кварк, лептон байдаг уу? Үеийн тоо нь орон зайн хэмжээстэй холбоотой юу? Ер нь яагаад үеийнхэн байдаг вэ? Нэгдүгээр зарчимд (Юкавагийн харилцан үйлчлэлийн онол) тулгуурлан зарим кварк, лептонд масс байгаа эсэхийг тайлбарлах онол бий юу?
• 15. Үндсэн тэгш хэм ба нейтрино.Нейтриногийн мөн чанар юу вэ, тэдгээрийн масс гэж юу вэ, тэд орчлон ертөнцийн хувьслыг хэрхэн бүрдүүлсэн бэ? Яагаад орчлон ертөнцөд эсрэг бодисоос илүү матери нээгдэж байна вэ? Орчлон ертөнц үүсэх үед ямар үл үзэгдэх хүчнүүд байсан боловч орчлон ертөнц хөгжихийн хэрээр харагдахгүй болсон бэ?
• 16. Квант талбайн онол.Харьцангуй орон нутгийн квант талбайн онолын зарчмууд нь энгийн бус тархалтын матрицтай нийцэж байна уу?
• 17. Массгүй хэсгүүд.Спингүй массгүй бөөмс яагаад байгальд байдаггүй вэ?
• 18. Квант хромодинамик.Хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бодисын фазын төлөвүүд юу вэ, тэдгээр нь сансар огторгуйд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ? Нуклонуудын дотоод бүтэц ямар байдаг вэ? QCD хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бодисын ямар шинж чанарыг урьдчилан таамаглаж байна вэ? Кварк ба глюонууд пи-мезон ба нуклон руу шилжихэд юу хяналт тавьдаг вэ? Нуклон, цөм дэх глюон ба глюоны харилцан үйлчлэл ямар үүрэгтэй вэ? QCD-ийн гол шинж чанаруудыг юу тодорхойлдог вэ, тэдгээрийн таталцлын мөн чанар, орон зайн цаг хугацааны хамаарал нь юу вэ?
• 19. Атомын цөм ба цөмийн астрофизик.Протон ба нейтроныг тогтвортой цөм, ховор изотоп болгон холбодог цөмийн хүчний мөн чанар юу вэ? Энгийн тоосонцор нэгдэн нийлмэл цөм болж хувирдаг шалтгаан юу вэ? Нейтрон од ба нягт цөмийн материалын мөн чанар юу вэ? Орон зай дахь элементүүдийн гарал үүсэл юу вэ? Оддыг хөдөлгөж, дэлбэрэхэд хүргэдэг цөмийн урвалууд юу вэ?
• 20. Тогтвортой байдлын арал.Оршиж болох хамгийн хүнд тогтвортой эсвэл метаставтай цөм юу вэ?
• 21. Квантын механик ба захидал харилцааны зарчим (заримдаа квант эмх замбараагүй байдал гэж нэрлэдэг).Квант механикийн илүүд үздэг тайлбарууд байдаг уу? Төлөв байдлын квантын суперпозиция, долгионы функцийн уналт эсвэл квант декогерент зэрэг элементүүдийг багтаасан бодит байдлын квант тайлбар нь бидний харж буй бодит байдалд хэрхэн хүргэдэг вэ? Хэмжилтийн асуудлыг ашиглан ижил зүйлийг томъёолж болно: долгионы функцийг тодорхой төлөвт буулгахад хүргэдэг "хэмжилт" гэж юу вэ?
• 22. Физик мэдээлэл.Хар нүхнүүд эсвэл долгионы функцын уналт зэрэг өмнөх төлөв байдлын талаарх мэдээллийг бүрмөсөн устгадаг физик үзэгдлүүд байдаг уу?
• 23. Бүх зүйлийн онол ("Гранд нэгдсэн онолууд").Бүх үндсэн физик тогтмолуудын утгыг тайлбарладаг онол байдаг уу? Стандарт загварын царигийн инвариант яагаад ийм байгаа, ажиглагдаж болох орон зай яагаад 3+1 хэмжээстэй байдаг, физикийн хуулиуд яагаад ийм байдгийг тайлбарласан онол бий юу? "Үндсэн физик тогтмолууд" цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг үү? Бөөмийн физикийн стандарт загварт ямар нэг бөөмс нь одоогийн туршилтын энергид ажиглагдахгүй тийм нягт холбогдсон бусад хэсгүүдээс бүрддэг үү? Ажиглагдаагүй үндсэн бөөмс байдаг уу, хэрэв тийм бол тэдгээр нь юу вэ, тэдгээрийн шинж чанарууд юу вэ? Физикийн бусад шийдэгдээгүй асуудлуудыг тайлбарлах онолын санал болгож буй ажиглагдахгүй суурь хүч байдаг уу?
• 24. Хэмжүүрийн өөрчлөгдөөгүй байдал.Масс спектрийн цоорхойтой Абелийн бус хэмжүүрийн онол үнэхээр байдаг уу?
• 25. CP тэгш хэм. CP-ийн тэгш хэм яагаад хадгалагдаагүй вэ? Ихэнх ажиглагдсан процессуудад яагаад хадгалагддаг вэ?
• 26. Хагас дамжуулагчийн физик.Хагас дамжуулагчийн квант онол нь хагас дамжуулагчийн нэг тогтмолыг нарийн тооцоолж чадахгүй.
• 27. Квантын физик.Олон электрон атомын Шредингерийн тэгшитгэлийн нарийн шийдэл тодорхойгүй байна.
• 28. Нэг саад дээр хоёр цацрагийг тараах асуудлыг шийдэхэд тархалтын хөндлөн огтлол нь хязгааргүй том болж хувирдаг.
• 29. Фейнманиум: Атомын дугаар нь 137-оос их химийн элементэд юу тохиолдох вэ, үүний үр дүнд 1s 1 электрон гэрлийн хурдаас давсан хурдтай хөдөлж (атомын Бор загварын дагуу) ? Фейнманиум нь физикийн хувьд оршин тогтнох чадвартай сүүлчийн химийн элемент мөн үү? Асуудал 137-р элементийн эргэн тойронд гарч ирж магадгүй бөгөөд цөмийн цэнэгийн тархалтын тэлэлт эцсийн цэгтээ хүрдэг. Элементүүдийн өргөтгөсөн үечилсэн систем ба харьцангуй нөлөөний хэсгийг үзнэ үү.
• 30. Статистикийн физик.Аливаа физик процессын тоон тооцоог хийх боломжтой эргэлт буцалтгүй үйл явцын системчилсэн онол байдаггүй.
• 31. Квант электродинамик.Цахилгаан соронзон орны тэг цэгийн хэлбэлзлээс үүдэлтэй таталцлын нөлөө бий юу? Өндөр давтамжийн муж дахь квант электродинамикийг тооцоолохдоо үр дүнгийн хязгаарлагдмал байдал, харьцангуй инвариант байдал, нэгдэлтэй тэнцүү бүх боломжит магадлалын нийлбэрийг хэрхэн нэгэн зэрэг хангах нь тодорхойгүй байна.
• 32. Биофизик.Уургийн макромолекул ба тэдгээрийн цогцолборын конформацийн сулралын кинетикийн тоон онол байдаггүй. Биологийн бүтцэд электрон дамжуулах бүрэн онол байдаггүй.
• 33. Хэт дамжуулалт.Бодисын бүтэц, найрлагыг мэдэхийн тулд температур буурах үед хэт дамжуулагч төлөвт шилжих эсэхийг онолын хувьд таамаглах боломжгүй юм.

ОХУ-ын Боловсрол, шинжлэх ухааны яам Холбооны боловсролын агентлаг Ярославскиймуж их сургуультэд.<...>С.П. Зимин © Ярославскиймуж их сургууль, 2007 2 ЧАНАРЫН ҮНЭЛГЭЭНИЙ АСУУЛТЫН Агуулга Сэргээгдсэн ЗУРАГ 7 <...>Т.К. Артёмова, А.С. Гвоздарев, Е.А. Кузнецов................................. 14 ЦАХИЛГААН ЦЭНГЭРИЙН ХӨГЖЛИЙН НӨХЦӨЛД НӨЛӨӨЛӨНИЙ ТУХАЙ. ДУЛААНЫ КОНВЕКЦ ШИНГЭН LAYERҮНЭГҮЙ ГАЗАРТАЙ<...>А.А. Абдуллоев, Е.Ю. Саутов∗ Хураангуй Чанарын үнэлгээний асуудлыг авч үзсэн сэргээгдсэн зургууд. <...>Одоогийн байдлаар хамгийн алдартай объектив арга хэмжээ юм оргил хандлагадуу чимээний дохио (SNR).<...>П.Г. Дэмидова ОЙРЫН ОБЪЕКТИЙГ ЗАГВАРЛАХ Рентген зурагТҮҮНИЙ БИСТАТИК САРАХ ДИАГРАМЫН ДАГУУ<...>Т.К. Артёмова, А.С. Гвоздарев, Е.А. Кузнецовын хураангуй Объектыг тархсан талбараар нь тодорхойлох боломжийг судалсан. даалгаваройролцоо радио голограф. <...>Энд (ψ~hs ) шинэ тэлэлтийн коэффициентууд, ahs байна тензор тараах, ба үндсэн функцуудыг (H hs ) сонгосон талбар нь Соммерфельд цацрагийн нөхцлийг хангана: 16 lim<...>Цилиндр нь төгс дамжуулагч гэж тооцогддогийг харгалзан үзвэл, тензор тараахдиагональ матрицаар дүрсэлж болно:  a ρ Ar 0 0   hs<...>П.Г. Демидова ДУЛААНЫ ХӨГЖЛИЙН НӨХЦӨЛД ЦАХИЛГААН ЦЭНГЭРИЙН НӨЛӨӨЛӨЛИЙН ТУХАЙ. ШИНГЭН LAYERҮНЭГҮЙ ГАЗАРТАЙ<...>Оршил А-д дулааны конвекцийг хөгжүүлэх нөхцөлийг тодорхойлох асуудал шингэн давхаргашингэний чөлөөт гадаргуугийн хэлбэрийн хэв гажилт үүсэх боломжийг харгалзан янз бүрийн найрлагад олон удаа судалж үзсэн.<...>U (x, t) хурдны талбартай шингэн дэх хөдөлгөөн ба шингэний чөлөөт гадаргуугийн рельефийн долгионы гажуудал ξ (x, t) ба ижил байна захиалга бага зэрэг, гэж ξ , тухайлбал: T ~ ρ ~ ​​​​p ~ U ~ ξ ~ kT γ .<...>E = − grad (Φ 0 (z) + Φ(x, z, t)), энд чөлөөт гадаргуугийн долгионы хэв гажилттай холбоотой жижиг засвар Φ(x, z, t) байна.<...>

Физикийн_одоогийн_асуудал._Дугаар_6_Залуу_эрдэмтэд, төгсөх_оюутан, оюутны_шинжлэх ухааны_бүтээлийн_түүвэр.pdf

ОХУ-ын Боловсрол, шинжлэх ухааны яам Боловсролын холбооны агентлаг Ярославлийн улсын их сургуулийн нэрэмжит. П.Г. Демидова Физикийн өнөөгийн асуудлууд Залуу эрдэмтэд, аспирантууд, оюутнуудын шинжлэх ухааны бүтээлүүдийн цуглуулга Ярославль 2007 он 6 дугаар дугаар.

Хуудас 1

UDC 53 BBK V3ya43 A 44 Их сургуулийн редакц, хэвлэлийн зөвлөлөөс шинжлэх ухааны нийтлэл болгон санал болгосон. 2005 оны төлөвлөгөө Физикийн тулгамдсан асуудлууд: Бямба. шинжлэх ухааны tr. залуу эрдэмтэд, аспирантууд, оюутнууд. Дугаар 6 / Төлөөлөгч. асуудал бүрт Физик, математикийн ухааны доктор Шинжлэх ухаан S.P. Зимин; Яросл. муж их сургууль. – Ярославль: ЯрСУ, 2007. –262 х. Энэхүү цуглуулгад Ярославлийн Улсын Их Сургуулийн Физикийн факультетийн залуу эрдэмтэд, аспирантууд, оюутнуудын бичсэн физикийн янз бүрийн чиглэлээр бичсэн нийтлэлүүдийг толилуулж байна. П.Г. Демидова. UDC 53 BBK V3ya43 Асуудлыг хариуцах хүн нь физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор С.П. Зимин © Ярославлийн улсын их сургууль, 2007 2

Хуудас 2

СЭРГЭЭСЭН ЗУРГИЙН ЧАНАРЫГ ҮНЭЛЭХ АСУУЛТЫН Агуулга 7 А.А. Абдуллоев, Е.Ю. Саутов................................................. ....... ............... 7 ОЙРЫН РАДИОЛОГРАФИЙН ОБЪЕКТИЙГ БИСТАТИК ТАРХАЛТЫН ДИАГРАМЫН ДАГУУ ЗАГВАРЛАХ НЬ Т.К. Артёмова, А.С. Гвоздарев, Е.А. Кузнецов.................................. 14 ЦАХИЛГААН ЦЭНГЭРИЙН ХӨГЖҮҮЛЭХ НӨХЦӨЛД НӨЛӨӨЛӨНИЙ ТУХАЙ. ЧӨЛӨӨТ ГАЗАРТАЙ ШИНГЭН ДАВХРАГТ ДУЛААНЫ КОНВЕКЦ Д.Ф. Белоножко, А.В. Козин................................................ . ............... 22 РЕНТГЭЛ ГАЗРЫН ИДЭВХЭГ УДИРДЛАГАТАЙ РЕФЛЕКТОРЫН ТАРХАЛТЫН ШИНЖИЙН СУДАЛГАА М.А. Боков, А.С. Леонтьев................................................. ........ ................... 31 Диэлектрик шингэний цэнэглэгдсэн тийрэлтэт тэнхлэгт бус шугаман бус хэлбэлзэл N.V. Воронина................................................. ......... ............................ 39 OFDM SYSTEMS ДАХЬ ЦИКЛИЙН СИНХРОНЧИЛГЫН СИСТЕМИЙГ СУДАЛАХАД МАРКОВЫН ГИНЖИЙН АППАРАТЫН ХЭРЭГЛЭЭ И.А.Денежкин, В.А.Чвало................................................. .... ................................. 48 ЭДИ ГҮЙЦЭТ ХӨРВӨГЧИЙН ГАРАЛТЫН ХҮЧДЛИЙН ХОДОГРАФИЙГ АВАХ МИКРО ХЯНАЛТЫН СУУРИЛУУЛАЛТ. А.Э. Гладун................................................. ....... ................................................. .... 59 КОМПЬЮТЕРИЙН УДИРДЛАГАТАЙ ЛАБОРАТОРИЙН СОРОНЗНЫ ТООЦОО С.А. Голызина................................................. ................................................................ 65 АРГОН ПЛАЗМЫН ЭМЧИЛГЭЭНИЙ ДАРААГИЙН ЭПИТАКСАЛ PbSe КИНОГИЙН БИЧГИЙН ОНЦЛОГ. Горлачев, С.В. Кутровская................................................. ......... ......... 72 3

Хуудас 3

ӨНДӨР НАЙДВАРТАЙ ОПТИК ЛАЗЕР ГУРВАЛЖЛАГЫН СИСТЕМ............................................... .................... ......... 78 E.V. Давыденко................................................. ....... ................................................. ........ 78 ХҮНИЙ МӨРӨН ЦАХИЛГААН СОРОНГОН ЦАЦАРЛАГЫГ ҮҮРИЙН БОЛОН РАДИО РЕЛЕ ХОЛБООНЫ ДАВТАМЖИЙН ХҮРЭЭНД ШИНЭГЭХ В.В. Дерябина, Т.К. Артёмова................................................. ............ ............ 86 ШИНГҮҮЛЭГЧ ДЭЛГҮҮРИЙН АЖИЛЛАГААНЫ ДИФРАКЦИЙН ҮЕД ХЭЛБЭРИЙН СУЛАГДАХ ФАЗЫН урд муруйлтад үзүүлэх нөлөө A.V. Дымов................................................. ........ ................................................ ..... 94 ШИНГЭНД ДАХЬ ХӨӨСӨН ХЭЛБЭРГЭД ТЭМЭЭРИЙН НӨХЦӨЛ НӨЛӨӨЛӨХ I.G. Жарова................................................. ....... ......................................... 102 ОНОВЧЛОЛТ СТАТИК ЗУРГИЙГ ШАХАХ ФРАКТАЛ АЛГОРИТМЫН ТУХАЙ Д.А .Зараменский......................................... .................................. 110 ОДНЫ ТАНИЛЦУУЛАХ ТЭЭВЧИЙН ДАВТАЛ БА АНХНЫ ҮЕ ШАТЫГ ТООЦОХ ҮР ДҮНД ШИНЖИЛГЭЭ. OF FACE MANIPULATION O. IN. Караван................................................. .................................... 118 ЗАЛУУН ШИНГЭНИЙН НИМЭГ ДАВХРАГТ ШУГААН БИШ ҮЕИЙН ДОЛГОО A. IN. Климов, А.В. Присяжнюк................................................. ............ ......... 124 МЭДЭЭЛЭЛ ДАМЖУУЛАХ СИСТЕМИЙН ИДЭВХИЙЛЭЛТИЙГ ЭСЭРГҮҮЦЭХ КОДЫН АНГИЛАЛ О.О. Козлова................................................. ....... ....................................... 133 СУДАЛГАА ОПТИК АРГААР АШИГЛАСАН ШИНГЭДИЙН МЕХАНИК ШИНЖ БАЙДАЛ Е.Н. Кокомова................................................. ....... ................................... 138 Хязгаарлагдмал командыг таних АЛГОРИТМ. ТОЛЬ БИЧИГ A.V. Коновалов................................................. ....... ................................... 144 4

Хуудас 4

Тасралтгүй долгионы хувиргалтыг АШИГЛАН ХООСОЛСОН PLL СИСТЕМИЙН ФАЗЫН ХАОТИК синхрончлолын ШИНЖИЛГЭЭ Ю.Н. Коновалова, А.А. Коточигов, А.В. Ходунин....................... 151 МАГНЕТРОНЫ ЭРГЭЛТИЙН НӨЛӨӨЛӨЛИЙГ БОДОХ БҮРТГЭЛ Ю.В. Кострикина................................................. ........ ...................................... 159 А-ИЙН ШУГААН БУС ХЭЛБЭР ХЭЛБЭЛЦЭХ ХҮЧНИЙ ХҮЧНИЙ ХҮЧНИЙ ХҮЧНИЙ БӨМБӨГӨӨН БӨМБӨГӨНГИЙН БӨМБӨГӨГИЙН БӨМБӨГӨГИЙН БӨМБӨГӨГИЙН БӨХГӨНГИЙН ГАЗАР ДЭЭР БАЙХ ТОГТМОЛ ШИНГНИЙ ЦЭНЭГЛЭГДСЭН ДАВХРАГ ............................ ................................ ................................ .......................... 164 CrOx/Si БҮТЭЦИЙН ОПТИК ШИНЖИЙН СУДАЛГАА М.Ю.Курашов ........ ................................................ .. ................................ 172 ФОКУСЛАХ ЭЛЕМЕНТҮҮДИЙН ЗОХИОН БАЙГУУЛЛАГЫН АЛДАА БА РАДИО ЗУРГИЙН ЧАНАРТ НӨЛӨӨЛӨХ A.S. Леонтьев................................................. ........ ................................................ 176 СТРАМИНГИЙН ВИДЕО ДАМЖУУЛАХ Сэргээх АЛГОРИТМ QoS V.G АШИГЛАСАН СУВГИЙН ИХ АЧААЛАЛТАЙ IP ДЭЭР СҮЛЖЭЭ. Медведев, В.В. Тупицын, Е.В. Давыденко................................ 181 ДОЛГОГЧИЛГОГ ХӨВЧЛҮҮЛСЭН ЗУРГИЙН ДУУ ЧИГЛЭЛИЙГ АРИЛГАХ А.А. Моисеев, В.А. Волохов................................................. ....... ............... 189 ӨНДӨР ТОГТВОРТОЙ ДАВТАМЖИЙН ΔΣ-СИНТЕЗЕРИЙН ДОХИО СПЕКТРҮҮДИЙН ФРАКЦИОН АЖИЛЛАГАА ТОГТООХ АЛГОРИТМЫН НИЙСЛЭЛ М.В. Назаров, В.Г. Шушков................................................ . ............. 198 СТРОБОСКОПИЙН ФАЗ ИЛРЭГЧТЭЙ ПУЛЬС ПЛЛ РИНГИЙН СТАТИСТИКИЙН ДИНАМИК В.Ю. Новиков, А.С. Теперев, В.Г. Шушков...................................... 209 НЭГ ХЭМЖЭЭТ ДОЛГОГДОЛТОЙ ШҮҮГҮҮРИЙН ХЭРЭГЛЭЭ. ЯРИА ДОХИО ТАНИХ АСУУДАЛ С.А. Новоселов................................................. ....... ................................... 217 5

Хуудас 5

ШИНГЭНД БАЙГУУЛЛАГЫН ЭМЭГТЭЙ БАЙДЛЫН СУДАЛГАА A.V. Перминов................................................. ....... ...................................... 224 ҮНДСЭН ДИЖИТАЛ ДУЛААНЫ ЗУРАГЧ ЗУРАГ ХҮЛЭЭХ ТӨХӨӨРӨМЖ FUR-129L A.I. Топников, А.Н. Попов, А.А. Селифонтов................................ 231 ГАЗРЫН ТУРБУЛЕНТ шингээгч агаар мандал дахь миллиметр долгионы хэлбэлзэл Е.Н. Туркина................................................. ....... ....................................... 239 ЯРИА ТАНИЛЦАХЫГ АШИГЛАХ ҮР ДҮНТЭЙ ЯРИАНЫ КОДЕКИЙГ ҮҮСГЭХ СИНТЕЗИЙН АЛГОРИТМЫГ С.В. Улдинович................................................. ....... ................................. 246 ХОЁРЫН ИНТЕРФЕЙСИЙН ПАРАМЕТРИЙН ЭЛЕКТРОСТАТИК ТОГТВОРГҮЙ БАЙДАЛ ОРЧИН С.В. Черникова, А.С. Голованов................................................. ....... ....... 253 6

Хуудас 6

СЭРГЭЭСЭН ЗУРГИЙН ЧАНАРЫГ ҮНЭЛЭХ АСУУЛТЫН ТАЛААР А.А. Абдуллоев, Е.Ю. Саутов∗ Хураангуй Сэргээгдсэн зургийн чанарыг үнэлэх асуудлыг авч үзнэ. Харааны гажуудлыг үнэлэхийн тулд бүх нийтийн чанарын индексийг ашиглахыг санал болгож байна. Дундаж квадратын алдааны шалгуурт суурилсан ижил төстэй алгоритмуудаас ялгаатай нь санал болгож буй арга нь тод байдал, тодосгогч гажилт, түүнчлэн лавлагаа болон сэргээн босгосон зургийн хоорондын хамаарлын зэргийг харгалзан үздэг. Симуляцийн үр дүн нь энэ шалгуур нь зургийн чанарт сайн хамааралтай болохыг харуулж байна. Оршил Өнөөг хүртэл зургийн чанарын хамгийн найдвартай үнэлгээ бол шинжээчдийн дундаж үнэлгээ гэж тооцогддог. Гэхдээ энэ нь хэд хэдэн хүний ​​тасралтгүй ажил шаарддаг тул практикт ашиглахад үнэтэй бөгөөд хэтэрхий удаан байдаг. Энэ утгаараа, автомат үнэлгээ хийх боломжийг олгодог объектив (алгоритмын) зургийн чанарын шалгуурыг илүүд үздэг. Одоогоор чанарын объектив арга хэмжээнд дараах шаардлагыг тавьж байна. Нэгдүгээрт, эдгээр хэмжүүрүүд нь харааны хувьд аль болох найдвартай байх ёстой, өөрөөр хэлбэл субъектив үнэлгээний үр дүнтэй сайн тохирч байх ёстой. Хоёрдугаарт, тэдгээр нь тооцооллын нарийн төвөгтэй байдал багатай байх ёстой бөгөөд энэ нь практик ач холбогдлыг нэмэгдүүлдэг. Гуравдугаарт, эдгээр хэмжүүрүүд нь энгийн аналитик хэлбэртэй байх нь зүйтэй бөгөөд тэдгээрийг зураг боловсруулах системийн параметрүүдийг сонгохдоо оновчтой байдлын шалгуур болгон ашиглаж болно. Одоогийн байдлаар хамгийн алдартай объектив хэмжүүр бол оргил дохио ба дуу чимээний харьцаа (PSNR) юм. Энэ нь янз бүрийн боловсруулалтын алгоритмуудыг харьцуулахад ашиглагддаг. ∗ Уг ажлыг В.В.-ын удирдлаган дор гүйцэтгэсэн. Хрящев. 7

• Орчуулга

Манай энгийн тоосонцор ба харилцан үйлчлэлийн стандарт загвар саяхан хүссэнээрээ бүрэн дүүрэн болсон. Энгийн бөөмс бүрийг бүх боломжит хэлбэрээр нь лабораторид бүтээж, хэмжиж, шинж чанарыг нь тодорхойлсон. Хамгийн удаан эдэлгээтэй нь дээд кварк, антикварк, тау нейтрино ба антинейтрино, эцэст нь Хиггс бозонууд бидний чадварын золиос болсон.

Сүүлийнх нь - Хиггс бозон нь мөн физикийн хуучин асуудлыг шийдсэн: эцэст нь бид энгийн бөөмсүүд массаа хаанаас авдаг болохыг харуулж чадна!

Энэ бүхэн гайхалтай, гэхдээ та энэ оньсого тааварлаж дуусахад шинжлэх ухаан дуусдаггүй. Үүний эсрэгээр, энэ нь чухал асуултуудыг төрүүлдэг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь "дараа нь яах вэ?" Стандарт загварын тухайд бид бүгдийг хараахан мэдэхгүй гэж хэлж болно. Ихэнх физикчдийн хувьд нэг асуулт онцгой чухал байдаг - үүнийг тайлбарлахын тулд эхлээд Стандарт загварын дараах шинж чанарыг авч үзье.

Нэг талаас сул, цахилгаан соронзон, хүчтэй хүчнүүд нь тэдгээрийн энерги, харилцан үйлчлэлийн зайнаас хамааран маш чухал байж болно. Гэхдээ таталцлын хувьд энэ нь тийм биш юм.

Бид ямар ч масстай, ямар ч харилцан үйлчлэлд өртдөг аль ч хоёр энгийн бөөмсийг авч, таталцал нь Орчлон ертөнцийн бусад хүчнээс 40 дахин сул болохыг олж мэднэ. Энэ нь таталцлын хүч үлдсэн гурван хүчнээс 10 40 дахин сул байна гэсэн үг юм. Жишээлбэл, тэдгээр нь суурь биш ч гэсэн хоёр протоныг аваад нэг метрээр салгавал тэдгээрийн хоорондох цахилгаан соронзон түлхэлт нь таталцлын таталцлаас 10 40 дахин хүчтэй байх болно. Эсвэл өөрөөр хэлбэл таталцлын хүчийг 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 дахин нэмэгдүүлэх шаардлагатай бөгөөд өөр ямар ч хүчинтэй тэнцэх хэрэгтэй.

Энэ тохиолдолд та протоны массыг 10 20 дахин нэмэгдүүлэх боломжгүй бөгөөд ингэснээр таталцал нь цахилгаан соронзон хүчийг даван туулах болно.

Үүний оронд протонууд цахилгаан соронзон түлхэлтээ давах үед дээр дурдсантай адил урвал аяндаа явагдахын тулд та 10 56 протоныг нэгтгэх хэрэгтэй. Тэд нийлж, таталцлын хүчинд автсанаар л цахилгаан соронзонг даван туулж чадна. 10 56 протон нь одны хамгийн бага массыг бүрдүүлдэг.

Энэ бол Орчлон ертөнц хэрхэн ажилладагийг тайлбарласан боловч яагаад ийм байдлаар ажилладагийг бид мэдэхгүй. Таталцал яагаад бусад харилцан үйлчлэлээс хамаагүй сул байдаг вэ? Яагаад "таталцлын цэнэг" (өөрөөр хэлбэл масс) нь цахилгаан эсвэл өнгөнөөс хамаагүй сул, эсвэл бүр сул байдаг вэ?

Энэ бол шатлалын асуудал бөгөөд олон шалтгааны улмаас физикийн хамгийн том шийдэгдээгүй асуудал юм. Бид хариултыг мэдэхгүй ч бид бүрэн мэдлэггүй гэж хэлж чадахгүй. Онолын хувьд бидэнд шийдлийг олох зарим сайн санаанууд, тэдгээрийн зөв байдлын нотолгоог олох хэрэгсэл бий.

Одоогийн байдлаар Том Адрон Коллайдер буюу хамгийн өндөр энергитэй мөргөлдөөн лабораторид урьд өмнө байгаагүй эрчим хүчний түвшинд хүрч, олон тооны мэдээлэл цуглуулж, мөргөлдөх цэгүүдэд юу болсныг сэргээжээ. Үүнд шинэ, өнөөг хүртэл үл үзэгдэх бөөмс (Хиггс бозон гэх мэт) бий болох, Стандарт загварын хуучин, сайн мэдэх бөөмс (кварк, лептон, хэмжигч бозон) гарч ирэх зэрэг орно. Энэ нь хэрэв байгаа бол Стандарт загварт ороогүй бусад тоосонцорыг үүсгэх чадвартай.

Шатлалын асуудлыг шийдэх дөрвөн боломжит арга, өөрөөр хэлбэл дөрвөн сайн санаа байна. Сайн мэдээ гэвэл байгаль эдгээрийн аль нэгийг нь сонгосон бол LHC үүнийг олох болно! (Хэрэв үгүй ​​бол хайлт үргэлжлэх болно).

Хэдэн жилийн өмнө олдсон Хиггс бозоноос өөр шинэ суурь бөөмс LHC-д олдоогүй байна. (Түүгээр ч барахгүй бөөмийн шинэ сонирхолтой нэр дэвшигчид огт ажиглагдаагүй). Гэсэн хэдий ч олсон бөөмс нь Стандарт загварын тайлбартай бүрэн нийцэж байв; шинэ физикийн талаар статистикийн ач холбогдол бүхий зөвлөмжүүд ажиглагдаагүй. Хиггсийн бозонуудыг нэгтгэхгүй, олон тооны Хиггсийн бөөмс, стандарт бус задрал гэх мэт.

Харин одоо бид өөр зүйл олохын тулд өмнөхөөсөө хоёр дахин их буюу 13-14 TeV хүртэлх өндөр энергиэс өгөгдөл авч эхэлсэн. Энэ утгаараа шатлалын асуудлыг шийдэх боломжит, үндэслэлтэй шийдлүүд юу вэ?

1) Supersymmetry буюу SUSY. Супер тэгш хэм гэдэг нь таталцлын хүчийг бусад нөлөөлөлтэй харьцуулахуйц хангалттай том бөөмсийн хэвийн массыг өндөр нарийвчлалтайгаар бие биенээ арилгахад хүргэдэг тусгай тэгш хэм юм. Энэхүү тэгш хэм нь стандарт загварт байгаа бөөм бүр супер бөөмийн хамтрагчтай бөгөөд Хиггсийн таван бөөмс, тэдгээрийн таван супер түнштэй болохыг харуулж байна. Хэрэв ийм тэгш хэм байгаа бол энэ нь эвдэрсэн байх ёстой, эс тэгвээс супер түншүүд нь энгийн бөөмстэй ижил масстай байх бөгөөд аль хэдийн олдсон байх байсан.

Хэрэв SUSY нь шатлалын асуудлыг шийдвэрлэхэд тохиромжтой хэмжээнд байгаа бол 14 TeV энергитэй LHC нь дор хаяж нэг супер түнш, мөн хоёр дахь Хиггс бөөмийг олох ёстой. Эс тэгвэл маш хүнд супер түншүүд байгаа нь сайн шийдэлгүй өөр шатлалын асуудалд хүргэх болно. (Сонирхолтой нь, бүх энергид SUSY бөөмс байхгүй байх нь хэлхээний онолыг үгүйсгэх болно, учир нь супер тэгш хэм нь энгийн бөөмсийн стандарт загварыг агуулсан утаснуудын онолд зайлшгүй шаардлагатай нөхцөл юм).

Одоогоор ямар ч нотлох баримтгүй байгаа шатлалын асуудлыг шийдэх анхны боломжит хувилбар энд байна.

Пьезоэлектрик талстуудаар дүүргэсэн (гажигтай үед цахилгаан үүсгэдэг) жижиг супер хөргөлттэй хаалтуудыг тэдгээрийн хоорондох зайтай үүсгэх боломжтой. Энэхүү технологи нь "том" хэмжилтэд 5-10 микрон хязгаар тогтоох боломжийг олгодог. Өөрөөр хэлбэл, таталцлын хүч нь харьцангуйн ерөнхий онолын таамаглалын дагуу миллиметрээс хамаагүй бага масштабаар ажилладаг. Тиймээс хэрэв том хэмжээний нэмэлт хэмжээсүүд байгаа бол тэдгээр нь LHC-д хүрэх боломжгүй эрчим хүчний түвшинд байдаг бөгөөд хамгийн чухал нь шатлалын асуудлыг шийдэж чадахгүй.

Мэдээжийн хэрэг, шатлалын асуудлын хувьд орчин үеийн коллайдерууд дээр олдохгүй тэс өөр шийдэл байж болно, эсвэл шийдэл огт байхгүй; Энэ нь ямар ч тайлбаргүйгээр байгалийн өмч байж болно. Гэхдээ шинжлэх ухаан оролдлогогүйгээр урагшлахгүй бөгөөд эдгээр санаанууд, эрэл хайгуулууд үүнийг хийхийг оролдож байна: орчлон ертөнцийн талаарх бидний мэдлэгийг урагшлуул. Өмнөх шигээ, LHC-ийн хоёр дахь гүйлт эхлэхэд би Хиггс бозоноос гадна тэнд юу гарч болохыг харахыг тэсэн ядан хүлээж байна!

Шошго:

• хүндийн хүч
• үндсэн харилцан үйлчлэл
• сав

Эссэ

физикт

сэдвээр:

« Орчин үеийн физикийн асуудлууд»

Одоо физикчдийн анхаарлыг хамгийн ихээр татаж байгаа, магадгүй дэлхий даяар хамгийн олон тооны судлаачид, судалгааны лабораториуд ажиллаж байгаа асуудлаас эхэлье - энэ бол атомын цөмийн асуудал, ялангуяа түүний хамгийн чухал асуудал юм. хамааралтай бөгөөд чухал хэсэг - ураны асуудал гэж нэрлэгддэг.

Атомууд нь тодорхой тооны электроноор хүрээлэгдсэн харьцангуй хүнд эерэг цэнэгтэй цөмөөс бүрддэг болохыг тогтоох боломжтой байв. Цөмийн эерэг цэнэг ба түүнийг тойрсон электронуудын сөрөг цэнэгүүд бие биенээ үгүй ​​болгодог. Ерөнхийдөө атом нь төвийг сахисан мэт харагдаж байна.

1913 оноос бараг 1930 он хүртэл физикчид атомын цөмийг хүрээлж буй электронуудын уур амьсгалын шинж чанар, гадаад илрэлийг сайтар судалжээ. Эдгээр судалгаанууд нь атом дахь электронуудын хөдөлгөөний шинэ хуулиудыг нээсэн, бидэнд урьд өмнө нь мэдэгдээгүй цорын ганц бүрэн онолыг бий болгосон. Энэ онолыг материйн квант буюу долгионы онол гэж нэрлэдэг. Бид дараа нь түүн рүү буцах болно.

1930-аад оноос атомын цөмд анхаарлаа хандуулсан. Цөм нь бидний хувьд онцгой сонирхолтой байдаг, учир нь атомын бараг бүх масс үүнд төвлөрдөг. Мөн масс нь тухайн системийн энергийн нөөцийн хэмжүүр юм.

Аливаа бодисын грамм бүр нь тодорхой мэдэгдэж буй энерги, үүнээс гадна маш чухал энерги агуулдаг. Жишээлбэл, ойролцоогоор 200 гр жинтэй нэг аяга цайнд нэг сая тонн нүүрс шатаах шаардлагатай эрчим хүч агуулагддаг.

Энэ энерги нь яг атомын цөмд байрладаг, учир нь нийт энергийн 0.999 нь буюу биеийн бүх масс нь цөмд агуулагддаг бөгөөд нийт массын зөвхөн 0.001-ээс бага хувийг электронуудын энергитэй холбож болно. Цөмд агуулагдах эрчим хүчний асар их нөөц нь юутай ч зүйрлэшгүй юм Өнөөг хүртэл бидний мэддэг энергийн хэлбэр.

Мэдээжийн хэрэг, энэ энергийг эзэмших найдвар нь сэтгэл татам юм. Гэхдээ үүнийг хийхийн тулд эхлээд судалж, дараа нь ашиглах арга замыг хайж олох хэрэгтэй.

Гэхдээ үүнээс гадна цөм нь бусад шалтгааны улмаас биднийг сонирхдог. Атомын цөм нь түүний мөн чанарыг бүхэлд нь тодорхойлж, химийн шинж чанар, бие даасан байдлыг тодорхойлдог.

Хэрэв төмөр нь зэс, нүүрстөрөгч, хар тугалга зэргээс ялгаатай бол энэ ялгаа нь электронд биш харин атомын цөмд байдаг. Бүх биет ижил электронтой бөгөөд ямар ч атом электроныхоо нэг хэсгийг алдаж, атомын бүх электроныг салгаж болно. Эерэг цэнэгтэй атомын цөм нь бүрэн бүтэн, өөрчлөгдөөгүй л бол цэнэгээ нөхөхийн тулд шаардлагатай тооны электроныг татах болно. Хэрэв мөнгөн цөм нь 47 цэнэгтэй бол үргэлж 47 электроныг өөртөө хавсаргана. Тиймээс би цөм рүү чиглэж байхад бид нэг элементтэй, нэг бодистой харьцаж байна. Цөм солигдсон даруйд нэг химийн элемент нөгөө нь болж хувирдаг. Зөвхөн тэр үед л алхимийн тухай олон жилийн, удаан орхигдсон мөрөөдөл биелэх болно - зарим элементийг бусад болгон хувиргах болно. Түүхийн өнөөгийн шатанд энэ мөрөөдөл биелсэн бөгөөд энэ нь алхимичдын хүлээж байсан хэлбэр, үр дүнгээр биш юм.

Бид атомын цөмийн талаар юу мэддэг вэ? Цөм нь эргээд бүр жижиг бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрддэг. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь байгальд бидний мэддэг хамгийн энгийн цөмүүдийг төлөөлдөг.

Хамгийн хөнгөн, тиймээс хамгийн энгийн цөм бол устөрөгчийн атомын цөм юм. Устөрөгч нь 1 орчим атомын жинтэй үелэх системийн эхний элемент юм. Устөрөгчийн цөм нь бусад бүх цөмийн нэг хэсэг юм. Гэхдээ нөгөө талаас, 100 гаруй жилийн өмнө Проутын таамаглаж байсанчлан бүх цөм нь зөвхөн устөрөгчийн цөмөөс бүрдэх боломжгүй гэдгийг ойлгоход хялбар байдаг.

Атомын цөм нь атомын жингээр тодорхойлогддог тодорхой масстай, тодорхой цэнэгтэй байдаг. Цөмийн цэнэг нь тухайн элементийн эзлэх тоог тодорхойлдог ВМенделеевийн үечилсэн систем.

Энэ систем дэх устөрөгч нь эхний элемент бөгөөд нэг эерэг цэнэгтэй, нэг электронтой. Хоёр дахь элемент нь давхар цэнэгтэй цөмтэй, гурав дахь нь гурав дахин цэнэгтэй гэх мэт. бүх элементүүдийн хамгийн сүүлчийн бөгөөд хамгийн хүнд нь болох уран, цөм нь 92 эерэг цэнэгтэй.

Менделеев химийн салбарт асар их туршилтын материалыг системчилж, үелэх системийг бүтээжээ. Мэдээжийн хэрэг тэрээр тухайн үед цөм байдаг гэж сэжиглэж байгаагүй ч түүний бүтээсэн систем дэх элементүүдийн дарааллыг зөвхөн цөмийн цэнэгээр тодорхойлдог бөгөөд өөр юу ч биш гэж тэр бодсонгүй. Атомын цөмийн эдгээр хоёр шинж чанар болох атомын жин ба цэнэг нь Проутын таамаглал дээр үндэслэн бидний хүлээж байсан зүйлтэй тохирохгүй байна.

Тиймээс, хоёр дахь элемент - гелий нь атомын жинтэй 4. Хэрэв энэ нь 4 устөрөгчийн цөмөөс бүрддэг бол түүний цэнэг 4 байх ёстой, гэхдээ энэ нь хоёр дахь элемент учраас түүний цэнэг 2 байна. Тиймээс та гелийд зөвхөн 2 устөрөгчийн цөм байдаг гэж бодох хэрэгтэй. Бид устөрөгчийн цөмийг протон гэж нэрлэдэг. Гэхдээ цагт Үүнээс гадна гелийн цөмд цэнэггүй 2 нэгж масс байдаг. Цөмийн хоёр дахь бүрэлдэхүүнийг цэнэггүй устөрөгчийн цөм гэж үзэх ёстой. Цэнэгтэй устөрөгчийн цөм буюу протон ба цахилгаан цэнэггүй, төвийг сахисан цөмийг бид ялгах ёстой, бид тэдгээрийг нейтрон гэж нэрлэдэг.

Бүх цөм нь протон ба нейтроноос тогтдог. Гели нь 2 протон, 2 нейтронтой. Азот нь 7 протон, 7 нейтронтой. Хүчилтөрөгч нь 8 протон, 8 нейтрон, нүүрстөрөгч С нь протон, 6 нейтронтой.

Гэвч цаашид энэ энгийн байдал зарим талаараа зөрчигдөж, нейтроны тоо протоны тоотой харьцуулахад улам бүр нэмэгдэж, хамгийн сүүлчийн элемент болох уранд 92 цэнэг, 92 протон, атомын жин нь 238 байна. 92 протон дээр 146 нейтрон нэмэгддэг.

Мэдээжийн хэрэг, 1940 онд бидний мэдэж байсан зүйл бол бодит ертөнцийн бүрэн тусгал бөгөөд олон янз байдал нь үгийн шууд утгаараа анхан шатны эдгээр бөөмсөөр төгсдөг гэж бодож болохгүй. Энгийн үзэл гэдэг нь бидний байгалийн гүнд нэвтрэх тодорхой үе шатыг л хэлнэ. Гэхдээ энэ үе шатанд бид атомын найрлагыг зөвхөн эдгээр элементүүд хүртэл мэддэг.

Энэ энгийн зураг үнэндээ тийм ч амархан ойлгогдохгүй байсан. Бид бүхэл бүтэн цуврал бэрхшээл, бүхэл бүтэн зөрчилдөөнийг даван туулах шаардлагатай болсон бөгөөд тэдгээр нь тэдгээрийг тодорхойлох мөчид ч найдваргүй мэт санагдаж байсан ч шинжлэх ухааны түүхэнд урьдын адил илүү ерөнхий дүр төрхийн өөр талууд болж хувирсан. , энэ нь зөрчилтэй мэт санагдсан зүйлийн нийлэг байсан бөгөөд бид асуудлын талаар илүү гүнзгий ойлголттой болох дараагийн нэг рүү шилжсэн.

Эдгээр бэрхшээлүүдийн хамгийн чухал нь дараахь зүйл байв: манай зууны эхэн үед б-бөөмүүд (тэдгээр нь гелий цөм болж хувирсан) ба б-бөөмүүд (электронууд) гүнээс нисдэг нь аль хэдийн мэдэгдэж байсан. цацраг идэвхт атомууд (тэр үед цөмийг хараахан сэжиглэж байгаагүй). Атомоос нисдэг зүйл нь юунаас бүрддэг юм шиг санагдсан. Үүний үр дүнд атомын цөм нь гелий цөм ба электронуудаас бүрддэг мэт санагдаж байв.

Энэ мэдэгдлийн эхний хэсгийн төөрөгдөл нь тодорхой байна: дөрөв дахин хүнд гелий цөмөөс устөрөгчийн цөм үүсгэх боломжгүй нь ойлгомжтой: хэсэг нь бүхэлдээ том байж болохгүй.

Энэ мэдэгдлийн хоёр дахь хэсэг нь бас буруу болсон. Цөмийн процессын явцад электронууд үнэхээр гадагшилдаг ч цөмд ямар ч электрон байдаггүй. Энд логик зөрчилдөөн байгаа юм шиг санагдаж байна. Тийм юм уу?

Атомууд гэрэл, гэрлийн квант (фотон) ялгаруулдаг гэдгийг бид мэднэ.

Эдгээр фотонууд яагаад атомд гэрлийн хэлбэрээр хадгалагдаж, гарах мөчийг хүлээж байдаг вэ? Мэдээж үгүй. Бид гэрлийн ялгаруулалтыг атомын цахилгаан цэнэгүүд нэг төлөвөөс нөгөөд шилжихдээ тодорхой хэмжээний энерги ялгаруулж, цацрагийн энерги болон хувирч, орон зайд тархдаг байдлаар ойлгодог.

Электронтой холбоотой ижил төстэй санааг авч үзэж болно. Хэд хэдэн шалтгааны улмаас электрон атомын цөмд байрлаж чадахгүй. Гэхдээ энэ нь сөрөг цахилгаан цэнэгтэй тул фотон шиг цөмд үүсэх боломжгүй юм. Цахилгаан цэнэг нь энерги, ерөнхийдөө материйн нэгэн адил өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгаа нь баттай нотлогдсон; цахилгаан эрчим хүчний нийт хэмжээ хаана ч үүсдэггүй, хаана ч алга болдоггүй. Үүний үр дүнд, сөрөг цэнэгийг зөөвөрлөж байвал цөм ижил эерэг цэнэгийг хүлээн авдаг. Электрон ялгаруулах үйл явц нь цөмийн цэнэгийн өөрчлөлт дагалддаг. Гэхдээ цөм нь протопоп ба нейтроноос бүрддэг бөгөөд энэ нь цэнэггүй нейтронуудын нэг нь эерэг цэнэгтэй протон болж хувирдаг гэсэн үг юм.

Хувь хүний ​​сөрөг электрон нь гарч ирэх эсвэл алга болж чадахгүй. Харин эсрэг тэсрэг хоёр цэнэг нь бие биендээ хангалттай ойртож байвал бие биенээ цуцлах эсвэл бүрмөсөн алга болж, эрчим хүчний хангамжаа цацрагийн энерги (фотон) хэлбэрээр гаргаж болно.

Эдгээр эерэг цэнэгүүд юу вэ? Сөрөг электронуудаас гадна эерэг цэнэгүүд байгальд ажиглагдаж, бүх шинж чанараараа: масс, цэнэгийн хэмжээгээр электронтой нэлээд төстэй боловч лаборатори, технологийн тусламжтайгаар үүсгэж болохыг тогтоох боломжтой байсан. зөвхөн эерэг цэнэгтэй байна. Ийм цэнэгийг бид позитрон гэж нэрлэдэг.

Тиймээс бид электрон (сөрөг) ба позитрон (эерэг) хоёрыг ялгаж, зөвхөн цэнэгийн эсрэг тэмдгээр ялгаатай. Цөмийн ойролцоо позитроныг электронтой нэгтгэж, электрон ба позитрон болж хуваагдах процесс хоёулаа тохиолдож болох бөгөөд электрон нь атомыг орхиж, позитрон цөмд орж, нейтроныг протон болгон хувиргадаг. Электронтой зэрэгцэн цэнэггүй бөөмс, нейтрино бас гарч ирдэг.

Цөм дэх электрон цэнэгээ цөмд шилжүүлж, протоныг нейтрон болгон хувиргах, позитрон атомаас нисч гарах процессууд бас ажиглагддаг. Атомоос электрон ялгарах үед цөмийн цэнэг нэгээр нэмэгддэг; Позитрон эсвэл протон ялгарах үед үелэх систем дэх цэнэг ба тоо нэг нэгжээр буурдаг.

Бүх цөм нь цэнэгтэй протон ба цэнэггүй нейтроноос бүрддэг. Асуулт нь атомын цөмд тэдгээр нь ямар хүчээр бэхлэгддэг, тэдгээрийг өөр хоорондоо юу холбодог вэ, эдгээр элементүүдээс янз бүрийн атомын цөмүүдийг бүтээх нь юунаас хамаардаг вэ?

Атом дахь цөм ба электронуудын хоорондын холболтын талаархи ижил төстэй асуулт энгийн хариултыг авсан. Нар дэлхийн болон бусад гаригуудыг таталцлын хүчээр өөртөө татдаг шиг цөмийн эерэг цэнэг нь цахилгааны үндсэн хуулийн дагуу сөрөг электронуудыг өөртөө татдаг. Гэхдээ атомын цөмд бүрдүүлэгч хэсгүүдийн нэг нь төвийг сахисан байдаг. Энэ нь эерэг цэнэгтэй протон болон бусад нейтронуудтай хэрхэн холбогддог вэ? Туршилтаар хоёр нейтроныг хооронд нь холбодог хүч нь нейтроныг протонтой, бүр 2 протонтой холбосон хүчнүүдтэй ойролцоогоор ижил хэмжээтэй байдгийг харуулсан. Эдгээр нь таталцлын хүч биш, цахилгаан эсвэл соронзон харилцан үйлчлэл биш, харин квант буюу долгионы механикаас үүсдэг онцгой шинж чанартай хүч юм.

Зөвлөлтийн эрдэмтдийн нэг И.Е. "Гамм нейтрон ба протоны хоорондох холболтыг цахилгаан цэнэг - электрон ба позитроноор хангадаг гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн. Тэдний ялгаралт ба шингээлт нь протон ба нейтрон хоёрын хоорондох холболтын зарим хүчийг үнэхээр өгөх ёстой. Гэхдээ тооцооллоос харахад эдгээр хүчнүүд Гол цөмд оршдог, хүч чадлыг нь хангадаг хүмүүсээс хэд дахин сул байдаг.

Дараа нь Японы физикч Юкава асуудлыг ингэж тавихыг оролдсон: электрон ба позитроноор дамжих харилцан үйлчлэл нь цөмийн хүчийг тайлбарлахад хангалтгүй тул хангалттай хүчийг өгөх ямар бөөмсүүд вэ? Мөн тэрээр хэрэв цөмд позитрон ба электроноос 200 дахин их масстай сөрөг ба эерэг бөөмс олдвол эдгээр бөөмс нь харилцан үйлчлэлийн хүчний зөв хамаарлыг хангах болно гэж тооцоолжээ.

Хэсэг хугацааны дараа эдгээр бөөмсийг сансар огторгуйн туяанаас олж илрүүлсэн бөгөөд тэдгээр нь сансар огторгуйгаас агаар мандалд нэвтэрч, дэлхийн гадарга, Эльбрусын өндөрт, тэр ч байтугай газар доор нэлээд том гүнд ажиглагддаг. Агаар мандалд орж буй сансрын цацрагууд нь электроны массаас 200 дахин их масстай сөрөг ба эерэг цэнэгтэй бөөмсийг үүсгэдэг. Эдгээр бөөмс нь нэгэн зэрэг протон ба нейтроноос 10 дахин хөнгөн (энэ нь электроноос 2000 дахин хүнд) юм. Тиймээс эдгээр нь "дундаж" жинтэй зарим тоосонцор юм. Тиймээс тэдгээрийг мезотронууд буюу товчоор мезон гэж нэрлэдэг. Тэдний дэлхийн агаар мандалд сансрын цацрагуудын нэг хэсэг болох нь одоо эргэлзээгүй болжээ.

Үүнтэй ижил I.E. Тамм сүүлийн үед мезон хөдөлгөөний хуулиудыг судалж байна. Тэд электрон ба позитроны шинж чанаруудтай олон талаараа төстэй бус өвөрмөц шинж чанартай байдаг. Мезонуудын онол дээр үндэслэн тэрээр Л.Д. Ландау нейтрон ба протон үүсэх тухай туйлын сонирхолтой онолыг бүтээжээ.

Тамм, Ландау нар нейтроныг сөрөг мезонтой холбогдсон протон гэж төсөөлдөг. Сөрөг электронтой эерэг цэнэгтэй протон нь устөрөгчийн атомыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь бидний сайн мэдэх юм. Гэхдээ сөрөг электроны оронд сөрөг мезон, 200 дахин хүнд, онцгой шинж чанартай бөөм байдаг бол ийм хослол нь хамаагүй бага зай эзэлдэг бөгөөд бүх шинж чанараараа нейтроны тухай бидний мэддэг зүйлтэй яг таарч байна.

Энэ таамаглалын дагуу нейтрон нь сөрөг мезонтой холбогдсон протон, харин эсрэгээрээ протон нь эерэг мезонтой холбогдсон нейтрон гэж үздэг.

Тиймээс бидний нүдний өмнө "элемент" бөөмс - протон ба нейтронууд дахин салж, нарийн төвөгтэй бүтцийг нь илрүүлж эхэлдэг.

Гэхдээ үүнээс ч илүү сонирхолтой зүйл бол ийм онол нь нейтроны үзэмжээр тасалдсан материйн цахилгаан онол руу дахин буцаж ирдэг явдал юм. Өнөөг хүртэл бидэнд мэдэгдэж байсан атомын бүх элементүүд болон түүний цөм нь үндсэндээ цахилгаан гаралтай гэдгийг дахин баталж болно.

Гэсэн хэдий ч цөмд бид зүгээр л нэг атомын шинж чанарыг давтдаг гэж бодож болохгүй.

Одон орон, механикт хуримтлуулсан туршлагаасаа атомын масштаб буюу сантиметрийн 100 сая хуваарь руу шилжиж, атомын физикийн урьд өмнө мэдэгдээгүй шинэ физик шинж чанарууд гарч ирэх шинэ ертөнцөд бид өөрсдийгөө олж байна. Эдгээр шинж чанаруудыг квант механикаар тайлбарладаг.

Бид дараагийн шат руу, атомын цөм рүү шилжих үед атомын цөм нь атомаас 100 мянга дахин жижиг хэвээр байгаа бол бид эндээс олж мэдэхийг хүлээх нь туйлын зүй ёсны хэрэг бөгөөд туршлага бидэнд аль хэдийн харуулж байгаа бололтой. цөмийн процессуудын шинэ, тодорхой хуулиуд нь атом эсвэл том биетүүдэд мэдэгдэхүйцээр илэрдэггүй.

Атомын системийн бүх шинж чанарыг бидэнд төгс дүрсэлсэн тэр квант механик нь хангалтгүй болж, атомын цөмд байдаг үзэгдлийн дагуу нэмэлт, залруулга хийх ёстой.

Ийм тоон үе шат бүр нь чанарын хувьд шинэ шинж чанаруудын илрэл дагалддаг. Протон ба нейтроныг мезонтой холбосон хүч нь цахилгаан статик таталцлын хүч биш харин устөрөгчийн цөмийг электронтой нь холбодог Кулоны хуулиуд нь Таммын онолоор тодорхойлсон илүү төвөгтэй шинж чанартай хүч юм.

Атомын цөмийн бүтэц одоо бидэнд ингэж харагдаж байна. Пьер, Мари Кюри нар 1899 онд. радийг нээж, шинж чанарыг нь судалсан. Гэхдээ бидэнд өөр зүйл байгаагүй тул эхний шатанд зайлшгүй ажиглах зам нь шинжлэх ухааны хөгжилд туйлын үр дүнгүй зам юм.

Шуурхай хөгжлийг судалж буй объектод идэвхтэй нөлөөлөх боломжоор хангадаг. Бид атомын цөмийг идэвхтэй өөрчилж сурснаараа түүнийг таньж эхэлсэн. Энэ бол зоригтой. 20 орчим жилийн өмнө Английн алдарт физикч Рутерфордод.

Хоёр атомын цөм уулзах үед цөмүүд бие биендээ нөлөөлнө гэж найдаж болох нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Гэхдээ ийм уулзалтыг яаж хийх вэ? Эцсийн эцэст, цөм эерэг цэнэгтэй байдаг. Бие биедээ ойртох үед тэд бие биенээ түлхэж, хэмжээ нь маш бага тул түлхэлтийн хүч нь асар их хэмжээгээр хүрдэг. Эдгээр хүчийг даван туулж, нэг цөмийг нөгөөд нь тулгахад атомын энерги хэрэгтэй. Ийм энергийг хуримтлуулахын тулд цөмүүдийг 1 сая В-ийн дарааллын потенциалын зөрүүгээр нэвтрүүлэх шаардлагатай болсон. Тиймээс 1930 онд 0.5-аас дээш потенциалын зөрүү үүсгэх боломжтой хөндий хоолой олж авах үед. сая В, тэдгээрийг атомын цөмд нөлөөлөхөд шууд ашигласан.

Ийм хоолойг атомын цөмийн физикээр олж аваагүй, харин эрчим хүчийг хол зайд дамжуулах асуудалтай холбогдуулан цахилгаан инженерийн аргаар олж авсан гэж хэлэх ёстой.

Өндөр хүчдэлийн цахилгааны инженерийн олон жилийн мөрөөдөл бол хувьсах гүйдэлээс тогтмол гүйдэл рүү шилжих явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд та өндөр хүчдэлийн хувьсах гүйдлийг шууд гүйдэл болгон хувиргах чадвартай байх хэрэгтэй.

Энэ зорилгоор устөрөгчийн цөмүүд 0.5 сая В-оос дээш хүчдэлийг дамжуулж, өндөр кинетик энергийг хүлээн авдаг хоолойнуудыг бүтээсэн бөгөөд одоо ч хүрч чадаагүй байна. Энэхүү техникийн ололтыг тэр даруй ашиглаж, Кембрижид эдгээр хурдан бөөмсийг янз бүрийн атомын цөмд чиглүүлэх оролдлого хийсэн.

Мэдээжийн хэрэг, харилцан түлхэлт нь цөмүүдийг уулзуулахгүй байх вий гэж айж, хамгийн бага цэнэгтэй цөмийг авсан. Протон хамгийн бага цэнэгтэй. Иймд хөндий хоолойд устөрөгчийн цөмийн урсгал нь 700 мянган В хүртэлх потенциалын зөрүүгээр дамждаг.Ирээдүйд электрон эсвэл протоны цэнэгийн 1 В-ыг дамжуулсны дараа хүлээн авах энергийг электрон вольт гэж нэрлэхийг зөвшөөрнө үү. 0.7 сая эВ-ийн энергийг хүлээн авсан протонуудыг литий агуулсан бэлдмэл рүү чиглүүлэв.

Лити нь үелэх системд гуравдугаар байр эзэлдэг. Түүний атомын жин 7; Энэ нь 3 протон, 4 нейтронтой. Литийн цөмд өөр нэг протон нэгдэх үед бид 4 протон, 4 нейтроны системийг авах болно, өөрөөр хэлбэл. дөрөв дэх элемент нь атомын жинтэй берилли юм 8. Ийм бериллийн цөм нь хоёр хагаст хуваагддаг бөгөөд тус бүр нь атомын жин 4, цэнэг нь 2, i.e. гелийн цөм юм.

Үнэхээр ийм зүйл ажиглагдсан. Лити протоноор бөмбөгдөхөд гелийн цөмүүд гарч ирэв; Түүгээр ч барахгүй тус бүр нь 8.5 сая эВ энергитэй 2 b бөөмс эсрэг чиглэлд нэгэн зэрэг нисч байгааг олж мэднэ.

Энэ туршлагаас бид хоёр дүгнэлт хийж болно. Нэгдүгээрт, бид устөрөгч болон литийн гелийг авсан. Хоёрдугаарт, 0.5 сая эВ энергитэй нэг протоныг зарцуулсны дараа (дараа нь 70,000 эВ хангалттай болсон) бид тус бүр нь 8.5 сая эВ-тэй 2 ширхэгийг хүлээн авсан. 17 сая эВ.

Энэ үйл явцад бид атомын цөмөөс энерги ялгарах урвалыг явуулсан. Зөвхөн 0.5 сая эВ зарцуулсан бол бид 17 сая буюу 35 дахин ихийг авсан.

Гэхдээ энэ энерги хаанаас гардаг вэ? Мэдээжийн хэрэг, эрчим хүч хэмнэх хууль зөрчигддөггүй. Ердийнх шигээ бид нэг төрлийн энергийг нөгөөд хувиргах асуудалтай тулгардаг. Туршлагаас харахад нууцлаг, хараахан үл мэдэгдэх эх сурвалжийг хайх шаардлагагүй юм.

Масс нь биед хуримтлагдсан энергийн хэмжээг хэмждэгийг бид аль хэдийн харсан. Хэрэв бид 17 сая эВ энерги ялгаруулсан бол атом дахь энергийн нөөц буурч, улмаар жин (масс) буурсан гэж хүлээх хэрэгтэй.

Мөргөлдөхөөс өмнө бид яг атомын жин нь 7.01819 литийн цөм, атомын жин нь 1.00813 устөрөгчтэй байсан; Иймээс хурлын өмнө атомын жингийн нийлбэр 8.02632 байсан бөгөөд мөргөлдсөний дараа гелийн 2 ширхэг бөөмс ялгарч, атомын жин нь 4.00389 байв. Энэ нь хоёр гелийн цөм нь 8.0078 атомын жинтэй гэсэн үг юм. Хэрэв бид эдгээр тоог харьцуулж үзвэл атомын жингийн нийлбэр 8.026 биш харин 8.008 хэвээр байна; масс 0.018 нэгжээр буурсан байна.

Энэ масс нь 17.25 сая эВ-ын энерги гаргах ёстой боловч үнэндээ 17.13 саяыг хэмжсэн. Бид илүү сайн давхцлыг хүлээж чадахгүй.

Бид алхимийн асуудал буюу нэг элементийг нөгөө элемент болгон хувиргах, мөн атомын доторх нөөцөөс энерги авах асуудлыг шийдсэн гэж хэлж болох уу?

Энэ p нь үнэн ба худал юм. Практик утгаараа буруу. Эцсийн эцэст бид элементүүдийг хувиргах боломжийн талаар ярихдаа ямар нэгэн зүйл хийх боломжтой ийм хэмжээний бодисыг олж авна гэж найдаж байна. Эрчим хүчний хувьд ч мөн адил.

Нэг цөмөөс бид зарцуулснаасаа 35 дахин их энерги авдаг. Гэхдээ бид энэ үзэгдлийг цөмийн энергийн нөөцийг техникийн ашиглах үндэс болгож чадах уу?

Харамсалтай нь үгүй. Протоны бүх урсгалаас ойролцоогоор нэг саяд нэг нь литийн цөмтэй тулгарах болно; 999,999 өөр протопопууд цөмд унаж, энергиэ дэмий үрдэг. Манай "их буунууд" протоны урсгалыг атомын цөм рүү "хараагүйгээр" харвадаг нь баримт юм. Тийм ч учраас сая хүнээс зөвхөн нэг нь цөмд унах болно; нийт тэнцэл ашиггүй байна. Цөмийг "бөмбөгдөх"-ийн тулд их хэмжээний цахилгаан зарцуулдаг асар том машиныг ашигладаг бөгөөд үр дүнд нь хэд хэдэн атомууд гарч ирдэг бөгөөд энерги нь жижиг тоглоомонд ч ашиглагдах боломжгүй юм.

9 жилийн өмнө байдал ийм л байсан. Цөмийн физик цаашид хэрхэн хөгжсөн бэ? Нейтроныг нээснээр бид ямар ч цөмд хүрч чадах сумтай болсон, учир нь тэдгээрийн хооронд түлхэх хүч байхгүй. Үүний ачаар одоо нейтрон ашиглан үечилсэн систем даяар урвал явуулах боломжтой болсон. Бид өөр болгон хувиргаж чадахгүй нэг ч элемент байдаггүй. Жишээлбэл, бид мөнгөн усыг алт болгон хувиргаж чадна, гэхдээ бага хэмжээгээр. Протон ба нейтроны олон янзын хослолууд байгааг олж мэдсэн.

Менделеев 92 өөр атом байдаг, эс тус бүр нэг төрлийн атомтай тохирч байна гэж төсөөлсөн.Хлор эзэлсэн 17-р эсийг авч үзье; тиймээс хлор нь цөм нь 17 цэнэгтэй элемент юм; доторх тоо нь 18 эсвэл 20 байж болно; Эдгээр нь бүгд өөр өөр атомын жинтэй өөр өөр бүтэцтэй цөм байх болно, гэхдээ тэдгээрийн цэнэг нь ижил тул эдгээр нь ижил химийн элементийн цөмүүд юм. Бид тэдгээрийг хлорын изотопууд гэж нэрлэдэг. Химийн хувьд изотопууд нь ялгагдахгүй; Тийм ч учраас Менделеев тэдний оршин тогтнохыг сэжиглэж байв. Тиймээс янз бүрийн цөмийн тоо 92-оос хамаагүй их байна. Одоо бид үелэх системийн 92 эсэд байрладаг 350 орчим тогтвортой цөм, мөн түүнчлэн задрах үед цацраг ялгаруулдаг 250 орчим цацраг идэвхт цөмийг мэддэг болсон. протон, нейтрон, позитрон, электрон, g-цацраг (фотон) гэх мэт.

Байгальд байдаг цацраг идэвхт бодисуудаас гадна (эдгээр нь үелэх системийн хамгийн хүнд элементүүд) одоо бид хөнгөн, дунд болон хүнд атомуудаас бүрдэх аливаа цацраг идэвхт бодисыг зохиомлоор гаргаж авах боломжтой болсон. Тэр дундаа цацраг идэвхт натри авч болно.Хэрвээ бид цацраг идэвхт натри агуулсан хоолны давсыг идвэл цацраг идэвхт натрийн атомын хөдөлгөөнийг бүхэлд нь дагаж мөрдөх боломжтой. Цацраг идэвхт атомууд нь тэмдэглэгдсэн байдаг бөгөөд тэдгээр нь бидний илрүүлж чадах туяаг ялгаруулж, тэдгээрийн тусламжтайгаар аливаа амьд организм дахь тухайн бодисын замыг мөшгөдөг.

Үүнтэй адилаар цацраг идэвхт атомыг химийн нэгдлүүдэд оруулснаар бид үйл явцын бүх динамик, химийн урвалын кинетикийг хянах боломжтой. Өмнөх аргууд нь урвалын эцсийн үр дүнг тодорхойлдог байсан бол одоо бид түүний явцыг бүхэлд нь ажиглаж болно.

Энэ нь хими, биологи, геологийн чиглэлээр цаашдын судалгаа хийхэд хүчирхэг хэрэгсэл болж өгдөг; хөдөө аж ахуйд хөрсөн дэх чийгийн хөдөлгөөн, шим тэжээлийн хөдөлгөөн, ургамлын үндэс рүү шилжих гэх мэтийг хянах боломжтой болно. Өнөөг хүртэл бидний шууд харж чадаагүй зүйл нь хүртээмжтэй болсон.

Цөмийн доторх нөөцөөс эрчим хүч гаргаж авах боломжтой юу гэсэн асуултад эргэн оръё?

Хоёр жилийн өмнө энэ нь найдваргүй ажил юм шиг санагдаж байсан. Үнэн, хоёр жилийн өмнө мэдэгдэж байсан хил хязгаараас гадна үл мэдэгдэх асар том газар байсан нь тодорхой байсан, гэхдээ

Бид цөмийн эрчим хүчийг ашиглах тодорхой арга замыг хараагүй.

1938 оны 12-р сарын сүүлчээр асуудлын нөхцөл байдлыг бүрэн өөрчилсөн нэгэн үзэгдэл нээгдэв. Энэ бол ураны задралын үзэгдэл юм.

Ураны задрал нь урьд өмнө мэдэгдэж байсан цацраг идэвхт задралын процессуудаас эрс ялгаатай бөгөөд зарим бөөмс - протон, позитрон, электрон цөмөөс нисдэг. Нейтрон ураны цөмд хүрэхэд цөм нь 2 хэсэгт хуваагдана гэж хэлж болно. Энэ процессын явцад цөмөөс хэд хэдэн нейтрон ялгардаг нь тодорхой болсон. Мөн энэ нь дараах дүгнэлтэд хүргэж байна.

Нейтрон ураны масс руу нисч, түүний зарим цөмтэй уулзаж, түүнийг хувааж, 160 сая эВ хүртэл асар их хэмжээний энерги ялгаруулж, мөн хөрш урантай уулздаг 3 нейтрон нисч байна гэж төсөөлөөд үз дээ. цөмүүд, тэдгээрийг хувааж, тус бүр нь дахин 160 сая эВ ялгаруулж, дахин 3 нейтрон өгнө.

Энэ үйл явц хэрхэн өрнөхийг төсөөлөхөд амархан. Нэг задарсан цөм нь 3 нейтрон үүсгэдэг. Тэд гурван шинэ нэгийг хуваахад хүргэдэг бөгөөд тус бүр нь 3, 9 гарч ирэх, дараа нь 27, дараа нь 81 гэх мэт. нейтрон. Мөн секундын өчүүхэн төдийд энэ үйл явц ураны цөмийн бүх массад тархах болно.

Ураны нуралтын үед ялгардаг энергийг бидний мэддэг энергитэй харьцуулахын тулд энэ харьцуулалтыг хийе. Шатамхай болон тэсрэх бодисын атом бүр ойролцоогоор 10 эВ энерги ялгаруулдаг бол энд нэг цөм 160 сая эВ энерги ялгаруулдаг. Тиймээс энд байгаа энерги нь тэсрэх бодисоос 16 сая дахин их байна. Энэ нь хамгийн хүчтэй тэсрэх бодисын дэлбэрэлтээс 16 сая дахин их хүчтэй дэлбэрэлт болно гэсэн үг юм.

Ихэнхдээ, ялангуяа бидний цаг үед, капитализмын хөгжлийн империалист үе шатын зайлшгүй үр дүнд шинжлэх ухааны ололт амжилтыг дайнд ашиглаж, хүмүүсийг устгахад ашигладаг. Гэхдээ бид тэднийг хүний ​​тусын тулд ашиглах талаар бодох нь зүйн хэрэг.

Ийм төвлөрсөн эрчим хүчний нөөцийг манай бүх технологийн хөдөлгөгч хүч болгон ашиглаж болно. Үүнийг яаж хийх нь мэдээжийн хэрэг бүрэн тодорхойгүй ажил юм. Шинэ эрчим хүчний эх үүсвэрт бэлэн технологи байдаггүй. Бид үүнийг дахин бүтээх хэрэгтэй болно. Гэхдээ юун түрүүнд эрчим хүч гаргаж сурах хэрэгтэй. Үүнд хүрэх замд даван туулах боломжгүй бэрхшээлүүд байсаар байна.

Уран нь үелэх системд 92-т ордог, 92 цэнэгтэй боловч хэд хэдэн изотоптой. Нэг нь атомын жинтэй 238, нөгөө нь - 234, гурав дахь нь - 235. Эдгээр бүх ураны дотроос эрчим хүчний нуранги зөвхөн уран 235-д л үүсч болох боловч үүний ердөө 0.7% нь · Бараг 99% нь уран-238 байдаг. замд нь нейтроныг саатуулах шинж чанартай. Уран-235 цөмөөс өөр уран-235 цөмд хүрэхээс өмнө ялгарсан нейтроныг уран-238 цөм таслан зогсооно. Цасан нуранги өсөхгүй. Гэхдээ ийм ажлыг амархан орхиж болохгүй. Үүнээс гарах нэг гарц бол зөвхөн уран-235 агуулсан ураныг үйлдвэрлэх явдал юм.

Гэсэн хэдий ч өнөөг хүртэл изотопуудыг зөвхөн миллиграммын фракцаар ялгах боломжтой байсан бөгөөд нуранги үүсгэхийн тулд хэдэн тонн уран-235-тай байх шаардлагатай. Миллиграммаас хэдэн тонн хүртэлх зам маш хол бөгөөд энэ нь шинжлэх ухааны уран зөгнөлт мэт харагдах бөгөөд бодит ажил биш юм. Хэдийгээр бид изотопыг ялгах хямд, өргөн хүрээтэй аргуудын талаар одоогоор мэдэхгүй байгаа ч энэ нь түүнд хүрэх бүх зам хаалттай гэсэн үг биш юм. Тиймээс одоо Зөвлөлтийн болон гадаадын эрдэмтэд изотопыг ялгах аргууд дээр шаргуу ажиллаж байна.

Гэхдээ ураныг бага шингээдэг боловч нейтроныг хүчтэй тарааж, удаашруулдаг бодистой холих өөр арга бас боломжтой. Уран-235-ыг задалдаг удаан нейтроныг уран-238 зогсоодоггүй нь баримт юм. Одоогийн нөхцөл байдал нь энгийн арга барил нь зорилгодоо хүргэдэггүй, гэхдээ маш төвөгтэй, хэцүү, гэхдээ найдваргүй янз бүрийн боломжууд байсаар байна. Хэрэв эдгээр замуудын аль нэг нь зорилгодоо хөтөлсөн бол энэ нь бүх технологид хувьсгал хийх байсан бөгөөд энэ нь уурын хөдөлгүүр, цахилгаан эрчим хүч гарч ирэхээс давсан байх байсан.

Тиймээс эрчим хүчээ ашиглаж сурах л үлдлээ, хуучин технологио бүгдийг нь хогийн сав руу хаяж болно гэж бодоход асуудал шийдэгдсэн гэж үзэх үндэслэл байхгүй. Ийм зүйл байхгүй. Нэгдүгээрт, бид уранаас эрчим хүч гаргаж авах аргыг хараахан мэдэхгүй байна, хоёрдугаарт, хэрэв p-г гаргаж чадвал түүнийг ашиглахад маш их цаг хугацаа, хөдөлмөр шаардагдана. Эдгээр асар их энергийн нөөц нь цөмд байдаг тул эрт орой хэзээ нэгэн цагт тэдгээрийг ашиглах арга замууд олдох болно гэж бодож болно.

Ураны асуудлыг судлах замд Холбоонд маш сонирхолтой судалгаа хийсэн. Энэ бол Зөвлөлтийн хоёр залуу эрдэмтэн - комсомол гишүүн Флеров, Зөвлөлтийн залуу физикч Петржак нарын бүтээл юм. Тэд ураны задралын үзэгдлийг судалж байхдаа уран нь гадны нөлөөлөлгүйгээр өөрөө задардаг болохыг анзаарсан. Па 10 сая альфа туяа нь уран ялгаруулдаг, зөвхөн 6 нь түүний задралын хэсгүүдэд нийцдэг. Зөвхөн гайхалтай ажиглалт, ер бусын туршилтын урлагаар л эдгээр 0 ширхэгийг 10 сая хүний ​​дунд анзаарах боломжтой байв.

Хоёр залуу физикч урьд нь мэдэгдэж байсан бүх зүйлээс 40 дахин илүү мэдрэмтгий төхөөрөмж бүтээж, 10 саяас эдгээр 6 цэгт бодит үнэ цэнийг итгэлтэйгээр оноож чадахуйц маш нарийвчлалтай байв. Дараа нь дарааллаар Тэгээд Тэд өөрсдийн дүгнэлтийг системтэйгээр шалгаж, уран аяндаа задрах шинэ үзэгдлийг баттай тогтоожээ.

Энэхүү бүтээл нь зөвхөн үр дүн, тэсвэр тэвчээрээрээ төдийгүй туршилтын нарийн мэдрэмж, харин зохиогчдын ур чадвараараа гайхалтай юм. Нэг нь 27, нөгөө нь 32 настай гээд бодохоор тэднээс их зүйл хүлээж болно. Энэ бүтээлийг Сталины шагналд өргөн мэдүүлсэн.

Флеров, Пиетрзак нарын олж илрүүлсэн үзэгдэл нь 92-р элемент тогтворгүй болохыг харуулж байна. Ураны бүх цөмийн цөмийн тэн хагас нь задрахад 1010 жил шаардагдах нь үнэн. Гэхдээ үечилсэн хүснэгт яагаад энэ элементээр төгсдөг нь тодорхой болно.

Хүнд элементүүд нь бүр тогтворгүй байх болно. Тэд илүү хурдан устгагдсан тул бидэнд амьд үлдсэнгүй. Энэ нь тийм гэдгийг шууд туршлага дахин баталж байна. Бид үйлдвэрлэж чадна 93 - th болон элемент 94, гэхдээ тэд маш богино буюу 1000 жил хүрэхгүй насалдаг.*

Тиймээс та бүхний харж байгаагаар энэ ажил үндсэн ач холбогдолтой юм. Зөвхөн шинэ баримтыг олж мэдээд зогсохгүй үелэх системийн нэг нууцыг тодруулав.

Атомын цөмийг судлах нь атомын дотоод нөөцийг ашиглах хэтийн төлөвийг нээж өгсөн боловч өнөөг хүртэл технологид бодитой зүйл өгөөгүй байна. Тийм юм шиг байна. Гэвч үнэн хэрэгтээ бидний технологид ашигладаг бүх эрчим хүч бол цөмийн эрчим хүч юм. Уг нь бид нүүрс, нефтийн эрчим хүчийг хаанаас, усан цахилгаан станцууд эрчим хүчээ хаанаас авах вэ?

Ургамлын ногоон навчинд шингэсэн нарны цацрагийн энерги нь нүүрс, нарны туяа, уурших ус хэлбэрээр хадгалагдаж, өндөрт, бороо хэлбэрээр асгардгийг та сайн мэднэ. уулын голын хэлбэр нь усан цахилгаан станцуудад эрчим хүч нийлүүлдэг.

Бидний хэрэглэдэг бүх төрлийн эрчим хүчийг нарнаас авдаг. Нар нь зөвхөн дэлхий рүү чиглээд зогсохгүй бүх чиглэлд асар их хэмжээний энерги ялгаруулдаг бөгөөд Нар хэдэн зуун тэрбум жилийн турш оршин тогтнож ирсэн гэж үзэх үндэслэл бидэнд бий. Хэрэв та энэ хугацаанд хэр их энерги ялгарсныг тооцоолвол энэ энерги хаанаас гардаг вэ, түүний эх үүсвэр хаанаас байдаг вэ гэсэн асуулт гарч ирнэ.

Бидний өмнө нь гаргаж ирж байсан бүхэн хангалтгүй болж, одоо л зөв хариултыг авч байх шиг байна. Зөвхөн нарнаас бус бусад оддын энергийн эх үүсвэр нь (манай нар энэ талаараа бусад оддоос ялгарах зүйлгүй) цөмийн урвал юм. Оддын төвд таталцлын хүчний ачаар асар их даралт, маш өндөр температур байдаг - 20 сая градус. Ийм нөхцөлд атомын цөмүүд ихэвчлэн хоорондоо мөргөлддөг бөгөөд эдгээр мөргөлдөөний үед цөмийн урвал явагддаг бөгөөд үүний нэг жишээ нь литийг протоноор бөмбөгдөх явдал юм.

Устөрөгчийн цөм нь 12 атомын жинтэй нүүрстөрөгчийн цөмтэй мөргөлдөж, азот 13 үүсэж, нүүрстөрөгч 13 болж эерэг позитрон ялгаруулдаг. Дараа нь шинэ нүүрстөрөгч 13 өөр нэг устөрөгчийн цөмтэй мөргөлдөх гэх мэт. Эцсийн эцэст та бүх зүйлийг эхлүүлсэн нүүрстөрөгч 12 юм. Энд нүүрстөрөгч зөвхөн өөр өөр үе шатыг дамжсан бөгөөд зөвхөн катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэвч 4 устөрөгчийн цөмийн оронд урвалын төгсгөлд шинэ гелийн цөм, хоёр нэмэлт эерэг цэнэг гарч ирэв.

Бүх оддын дотор байгаа устөрөгчийн нөөц ийм урвалаар гелий болж хувирдаг бөгөөд энд цөмүүд илүү төвөгтэй болдог. Хамгийн энгийн устөрөгчийн цөмөөс дараагийн элемент - гелий үүсдэг. Энэ тохиолдолд ялгарах энергийн хэмжээ нь тооцооллоос харахад одны ялгаруулж буй энергитэй яг таарч байна. Тиймдээ ч одод хөрдөггүй. Мэдээжийн хэрэг устөрөгчийн нөөц байгаа л бол тэд эрчим хүчний хангамжаа байнга дүүргэдэг.

Ураны задралд бид хүнд цөмүүдийн задрал, илүү хөнгөн цөм болж хувирах асуудлыг шийдэж байна.

Байгалийн үзэгдлийн мөчлөгт бид хоёр туйлын холбоосыг олж хардаг - хамгийн хүнд нь задарч, хамгийн хөнгөн нь нэгддэг, мэдээжийн хэрэг тэс өөр нөхцөлд.

Энд бид элементүүдийн хувьслын асуудлыг шийдэх эхний алхамыг хийлээ.

Энгельсийн хэлснээр өнгөрсөн зууны физикийн таамаглаж байсан дулааны үхлийн оронд зөвхөн дулааны үзэгдлийн хуулинд тулгуурлан хангалттай үндэслэлгүйгээр 80 жилийн дараа илүү хүчтэй үйл явц гарч ирснийг та харж байна. байгальд ямар нэгэн энергийн эргэлт, зарим газарт хүндрэл, зарим газарт материйн задрал байдаг.

Одоо атомын цөмөөс түүний бүрхүүл рүү, дараа нь асар олон тооны атомуудаас бүрдэх том биетүүд рүү шилжье.

Тэд атом нь р электроны цөмөөс бүрддэг гэдгийг анх мэдэхэд электронууд нь бүх тогтоц дотроос хамгийн энгийн, хамгийн энгийн нь юм шиг санагдсан.Эдгээр нь сөрөг цахилгаан цэнэгүүд байсан бөгөөд тэдгээрийн масс ба цэнэг нь мэдэгдэж байсан.Масс гэдэг нь р электронуудын цөм гэсэн үг биш гэдгийг анхаарна уу. бодисын хэмжээ, харин тухайн бодист агуулагдах энергийн хэмжээ.

Тиймээс бид электроны цэнэгийг мэддэг, массыг нь мэддэг байсан бөгөөд энэ талаар өөр юу ч мэдэхгүй байсан тул өөр мэдэх зүйл байхгүй мэт санагдсан. Үүнийг куб, сунасан эсвэл хавтгай хэлбэртэй болгохын тулд ямар нэг шалтгаан байх шаардлагатай байсан ч ямар ч шалтгаан байгаагүй. Тиймээс энэ нь 2 x 10"" 2 см хэмжээтэй бөмбөг гэж тооцогддог байсан. Энэ цэнэгийг хэрхэн байрлуулсан нь тодорхойгүй байсан: бөмбөгний гадаргуу дээр эсвэл түүний эзэлхүүнийг дүүргэх үү?

Бид үнэхээр атом дахь электронуудтай ойртож, тэдгээрийн шинж чанарыг судалж эхлэх үед энэ энгийн байдал алга болж эхлэв.

Бид бүгдээрээ Лениний 1908 онд бичсэн "Материализм ба эмпирио-критицизм" хэмээх гайхалтай номыг уншсан. электронууд хамгийн энгийн бөгөөд хуваагдашгүй энгийн цэнэг мэт санагдаж байсан тэр үед. Дараа нь Ленин электрон бол бидний байгалийн тухай мэдлэгийн сүүлчийн элемент байж чадахгүй, электрон дотор цаг хугацааны явцад шинэ төрөл зүйл илэрнэ гэдгийг онцлон тэмдэглэжээ. Энэ таамаглал нь бусад бүх таамаглалын нэгэн адил В.И. Энэ гайхамшигтай номонд Ленин аль хэдийн зөвтгөгдсөн. Электрон нь соронзон моменттэй. Электрон бол зөвхөн цэнэг төдийгүй соронз юм. Мөн эргэлт гэж нэрлэгддэг эргэлтийн моменттэй болох нь тогтоогдсон. Цаашилбал, электрон нь нарны эргэн тойронд байгаа гаригуудын нэгэн адил цөмийг тойрон хөдөлдөг боловч гаригуудаас ялгаатай нь зөвхөн тодорхой квант тойрог замаар хөдөлж чаддаг, сайн тодорхойлогдсон энергитэй, завсрын энергитэй байдаггүй нь тогтоогджээ.

Энэ нь атом дахь электронуудын хөдөлгөөн нь түүний тойрог зам дахь бөмбөгний хөдөлгөөнтэй маш тодорхойгүй төстэй байдгийн үр дүн болсон юм. Электрон хөдөлгөөний хуулиуд нь гэрлийн долгион гэх мэт долгионы тархалтын хуулиудтай илүү ойр байдаг.

Электронуудын хөдөлгөөн нь долгионы механикийн агуулгыг бүрдүүлдэг долгионы хөдөлгөөний хуулиудад захирагддаг. Энэ нь зөвхөн электронуудын хөдөлгөөнийг төдийгүй бүх төрлийн нэлээд жижиг хэсгүүдийг хамардаг.

Бага масстай электрон 200 дахин их масстай мезон болж хувирч, эсрэгээрээ мезон задарч, 200 дахин бага масстай электрон гарч ирдгийг бид аль хэдийн харсан. Та электроны энгийн байдал алга болсныг харж байна.

Хэрэв электрон бага ба өндөр энергитэй гэсэн хоёр төлөвт байж болох юм бол энэ нь тийм ч энгийн бие биш юм. Үүний үр дүнд 1908 онд электроны энгийн байдал нь бидний мэдлэгийн бүрэн бус байдлыг харуулсан энгийн байдал байв. Энэ бол Ленин шиг диалектик аргыг эзэмшсэн гайхамшигт багшийн илэрхийлсэн шинжлэх ухааны зөв философийн гайхалтай алсын харааны жишээнүүдийн нэг гэдгээрээ сонирхолтой юм.

Гэхдээ 100 сая см-ийн хэмжээтэй атомын электрон хөдөлгөөний хуулиуд практик ач холбогдолтой юу?

Сүүлийн жилүүдэд хөгжсөн электрон оптикууд үүнд хариулдаг. Электроны хөдөлгөөн нь гэрлийн долгионы тархалтын хуулиудын дагуу явагддаг тул электрон урсгал нь гэрлийн туяатай ижил төстэй байдлаар тархах ёстой. Үнэхээр ийм шинж чанарыг электродуудаас олж илрүүлсэн.

Энэ зам дээр сүүлийн жилүүдэд маш чухал практик асуудлыг шийдэх боломжтой болсон - электрон микроскоп бүтээх. Оптик микроскоп нь хүнд асар их ач холбогдолтой үр дүнг өгсөн. Микробууд ба тэдгээрийн үүсгэсэн өвчний талаархи бүх сургаал, тэдгээрийг эмчлэх бүх аргууд нь микроскопоор харж болох баримтууд дээр суурилдаг гэдгийг санахад хангалттай. Сүүлийн жилүүдэд органик ертөнц зөвхөн микробоор хязгаарлагдахгүй, хэмжээ нь микробоос хамаагүй жижиг амьд тогтоцууд байдаг гэж үзэх хэд хэдэн шалтгаан бий. Энд л бид давж гаршгүй мэт санагдах саадтай тулгарсан.

Микроскоп нь гэрлийн долгионыг ашигладаг. Гэрлийн долгионы тусламжтайгаар бид ямар ч линзний системийг ашигладаг байсан ч гэрлийн долгионоос хэд дахин бага объектыг судлах боломжгүй юм.

Гэрлийн долгионы урт нь микроны аравны нэгээр хэмжигддэг маш бага утга юм. Микрон нь миллиметрийн мянганы нэг юм. Энэ нь 0.0002 - 0.0003 мм-ийн утгыг сайн микроскопоор харж болно гэсэн үг юм, гэхдээ бүр жижиг нь харагдахгүй. Энд микроскоп ямар ч хэрэггүй, гэхдээ бид яаж сайн микроскоп хийхээ мэдэхгүй байгаа учраас гэрлийн мөн чанар ийм байдаг.

Хамгийн сайн гарц юу вэ? Илүү богино долгионы урттай гэрэл хэрэгтэй. Долгионы урт богино байх тусам бид жижиг биетүүдийг харж чадна. Микроскопоор үзэх боломжгүй жижиг биетүүд байдаг боловч ургамал, амьтны ертөнцөд маш чухал ач холбогдолтой, олон тооны өвчин үүсгэдэг гэсэн хэд хэдэн шалтгаан бидэнд бий болсон. Эдгээр нь вирус гэж нэрлэгддэг, шүүж болдог, шүүлтүүргүй байдаг. Тэд гэрлийн долгионоор илрээгүй.

Электронуудын урсгал нь гэрлийн долгионтой төстэй. Тэд гэрлийн туяа шиг ижил аргаар төвлөрч, оптикийн бүрэн дүр төрхийг бий болгож чадна. Үүнийг электрон оптик гэж нэрлэдэг. Ялангуяа электрон микроскопыг хэрэгжүүлэх боломжтой, i.e. электрон ашиглан жижиг биетийн маш томруулсан дүрсийг бүтээх ижил төхөөрөмж. Нүдний шилний үүргийг гэрлийн цацраг дээрх линз шиг электронуудын хөдөлгөөнд нөлөөлдөг цахилгаан ба соронзон орон гүйцэтгэх болно. Гэхдээ электрон долгионы урт нь гэрлийн долгионоос 100 дахин богино байдаг тул электрон микроскопын тусламжтайгаар 100 дахин жижиг биетүүдийг харж болно, миллиметрийн 10 мянганы нэг биш, харин миллиметрийн саяны нэг, мөн Миллиметрийн саяны нэг нь аль хэдийн том молекулуудын хэмжээ юм.

Хоёр дахь ялгаа нь бид нүдээрээ гэрлийг хардаг боловч электроныг харж чадахгүй. Гэхдээ энэ нь тийм ч том дутагдал биш юм. Хэрэв бид электронуудыг харахгүй бол тэдгээрийн унах газрууд тодорхой харагдаж болно. Эдгээр нь дэлгэцийг гэрэлтүүлэх эсвэл гэрэл зургийн хавтанг харлуулахад хүргэдэг бөгөөд бид тухайн объектын зургийг судлах боломжтой. Электрон микроскоп бүтээж, бид 2000-3000 биш, харин 150-200 мянга дахин томруулдаг микроскоптой болж, оптик микроскопоор үзэх боломжтой объектуудаас 100 дахин жижиг зүйлийг тэмдэглэдэг. Вирусууд таамаглалаас шууд бодит болж хувирав. Та тэдний зан байдлыг судалж болно. Та нарийн төвөгтэй молекулуудын тоймыг ч харж болно. Ийнхүү бид байгалийг судлах шинэ хүчирхэг хэрэгслийг хүлээн авлаа.

Биологи, хими, анагаах ухаанд микроскоп ямар их үүрэг гүйцэтгэсэн нь мэдэгдэж байна. Шинэ зэвсгийн дүр төрх нь урагшлах илүү чухал алхам болж магадгүй бөгөөд бидний хувьд урьд өмнө мэдэгдээгүй шинэ газруудыг нээх болно. Миллиметрийн сая хуваасан энэ ертөнцөд юу нээгдэхийг таамаглахад хэцүү ч энэ бол байгалийн шинжлэх ухаан, цахилгаан инженерчлэл болон бусад олон мэдлэгийн салбарт шинэ үе шат гэж бодож болно.

Таны харж байгаагаар, хачирхалтай, ер бусын заалт бүхий материйн долгионы онолын асуултуудаас бид бодит бөгөөд практик чухал үр дүнд хурдан шилжсэн.

Электрон оптикийг зөвхөн шинэ төрлийн микроскоп бүтээхэд ашигладаггүй. Түүний үнэ цэнэ маш хурдан өсч байна. Гэсэн хэдий ч би зөвхөн түүний хэрэглээний жишээг авч үзэхээр хязгаарлагдах болно.

Би физикийн хамгийн орчин үеийн асуудлуудын талаар ярьж байгаа тул 1930 онд дууссан атомын онолыг тайлбарлахгүй: энэ бол өчигдрийн асуудал юм.

Атомууд хэрхэн нэгдэж жинлүүр дээр жигнэж болох, тэдгээрийн дулаан, хэмжээ, хатуулаг нь мэдрэгдэж, амьдрал, технологи гэх мэт биетүүдийг хэрхэн бүрдүүлж байгааг бид сонирхож байна.

Атомын шинж чанар нь хатуу биетэд хэрхэн илэрдэг вэ? Юуны өмнө, бие даасан атомуудад нээсэн квант хуулиуд нь бүх биед бүрэн хэрэгжих чадвараа хадгалсаар байгаа нь харагдаж байна. Хувь хүний ​​атом болон бүх биед электронууд зөвхөн тодорхой байрлалыг эзэлдэг бөгөөд зөвхөн тодорхой, тодорхой энергитэй байдаг.

Атом дахь электрон зөвхөн тодорхой хөдөлгөөний төлөвт байж болох бөгөөд үүнээс гадна ийм төлөв бүрт зөвхөн нэг электрон байж болно. Атомд ижил төлөвт байгаа хоёр электрон байж болохгүй. Энэ нь бас атомын онолын гол заалтуудын нэг юм.

Тиймээс атомууд асар их хэмжээгээр нэгдэж, хатуу биет - болор үүсгэх үед ийм том биед ижил төлөвийг эзлэх хоёр электрон байж болохгүй.

Хэрэв электронуудад байгаа төлөвүүдийн тоо нь электронуудын тоотой яг тэнцүү бол төлөв бүрийг нэг электрон эзэлдэг бөгөөд чөлөөт төлөв үлдэхгүй. Ийм биед электронууд холбогддог. Тэд тодорхой чиглэлд хөдөлж эхлэхийн тулд цахилгаан гүйдэл буюу цахилгаан гүйдлийн урсгалыг бий болгож, өөрөөр хэлбэл бие нь цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг тул электронууд төлөвөө өөрчлөх шаардлагатай болдог. Өмнө нь тэд баруун тийш нүүж байсан бол одоо тэд жишээлбэл, зүүн тийш шилжих ёстой; Цахилгаан хүчний нөлөөн дор энерги нэмэгдэх ёстой. Үүний үр дүнд электроны хөдөлгөөний төлөв өөрчлөгдөх ёстой бөгөөд үүний тулд өмнөхөөсөө ялгаатай өөр төлөвт шилжих шаардлагатай боловч бүх мужууд аль хэдийн эзлэгдсэн байдаг тул энэ нь боломжгүй юм. Ийм бие нь цахилгаан шинж чанарыг харуулдаггүй. Эдгээр нь асар их хэмжээний электрон байгаа хэдий ч гүйдэл урсахгүй тусгаарлагч юм.

Өөр хэргийг авч үзье. Чөлөөт газруудын тоо тэнд байрлах электронуудын тооноос хамаагүй их байна. Дараа нь электронууд чөлөөтэй болно. Ийм бие дэх электронууд нь тусгаарлагчийнхаас илүүгүй ч төлөвөө өөрчилж, баруун эсвэл зүүн тийш чөлөөтэй хөдөлж, энергийг нэмэгдүүлэх, багасгах гэх мэт боломжтой. Ийм биетүүд нь металл юм.

Тиймээс бид аль бие нь цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг, аль нь тусгаарлагч болох тухай маш энгийн тодорхойлолтыг олж авдаг. Энэ ялгаа нь хатуу биетийн бүх физик, физик-химийн шинж чанарыг хамардаг.

Металлын хувьд чөлөөт электронуудын энерги нь түүний атомуудын дулааны энергиээс давамгайлдаг. Электронууд нь хамгийн бага энергитэй төлөвт шилжих хандлагатай байдаг. Энэ нь металлын бүх шинж чанарыг тодорхойлдог.

Химийн нэгдлүүд, жишээлбэл, устөрөгч ба хүчилтөрөгчөөс усны уур үүсэх нь валентаар тодорхойлогддог хатуу тодорхой харьцаагаар явагддаг - нэг хүчилтөрөгчийн атом нь хоёр устөрөгчийн атомтай нэгдэж, хүчилтөрөгчийн атомын хоёр валент нь хоёр устөрөгчийн атомын хоёр валентаар ханасан байдаг.

Харин металлын хувьд байдал өөр байна. Хоёр металлын хайлш нь тэдгээрийн хэмжигдэхүүн нь валенттай нь холбоотой байх үед биш, жишээлбэл, тухайн металл дахь электронуудын тоог энэ металлын атомын тоонд харьцуулсан харьцаа 21:13 байх үед нэгдэл үүсгэдэг. Эдгээр нэгдлүүдэд валенттай адил зүйл байхгүй; электронууд хамгийн бага энерги авах үед нэгдлүүд үүсдэг тул металл дахь химийн нэгдлүүд нь атомуудын валентын хүчээр илүү электронуудын төлөвөөр тодорхойлогддог. Яг үүнтэй адил электронуудын төлөв байдал нь металлын бүх уян хатан чанар, хүч чадал, оптикийг тодорхойлдог.

Хоёр онцгой тохиолдлуудаас гадна: бүх электронууд нь чөлөөтэй байдаг металлууд ба бүх төлөв нь электроноор дүүрсэн, тэдгээрийн тархалтад өөрчлөлт ороогүй тусгаарлагчид цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй асар олон төрлийн биетүүд байдаг. түүнчлэн металл, гэхдээ тэд үүнийг бүрэн гүйцэд гүйцэтгэдэггүй. Эдгээр нь хагас дамжуулагч юм.

Хагас дамжуулагч нь маш өргөн хүрээтэй, олон төрлийн бодисын салбар юм. Бидний эргэн тойрон дахь байгалийн органик бус хэсэг, бүх ашигт малтмал, эдгээр нь бүгд хагас дамжуулагч юм.

Энэ өргөн уудам мэдлэгийг хэн ч хараахан судлаагүй байгаа нь яаж болсон бэ? Бид хагас дамжуулагч дээр ажиллаж эхэлснээс хойш дөнгөж 10 жил болж байна. Яагаад? Учир нь тэд технологид ямар ч хэрэглээгүй байсан. Гэвч 10 орчим жилийн өмнө хагас дамжуулагч анх удаа цахилгааны инженерчлэлд орж ирсэн бөгөөд тэр цагаас хойш цахилгааны инженерийн олон салбаруудад ер бусын хурдтайгаар ашиглагдаж эхэлсэн.

Хагас дамжуулагчийн тухай ойлголт нь бүхэлдээ атомыг судлахад маш үр дүнтэй болохыг баталсан квант онол дээр суурилдаг.

Эдгээр материалын нэг сонирхолтой тал дээр анхаарлаа хандуулъя. Өмнө нь хатуу биеийг энэ хэлбэрээр дүрсэлсэн байдаг. Атомуудыг нэг системд нэгтгэдэг, тэдгээр нь санамсаргүй байдлаар холбогддоггүй, гэхдээ атом бүр нь хөрш зэргэлдээ атомтай ийм байрлалд, тийм зайд, энерги нь хамгийн бага байх үед нэгддэг.

Хэрэв энэ нь нэг атомын хувьд үнэн бол бусад бүх атомын хувьд энэ нь үнэн юм. Тиймээс бүх бие бүхэлдээ атомуудын ижил зохицуулалтыг бие биенээсээ тодорхой зайд давтан давтаж, ингэснээр тогтмол зохион байгуулалттай атомуудын торыг олж авдаг. Үүний үр дүнд ирмэгийг сайтар тодорхойлсон болор, ирмэгүүдийн хоорондох өнцөг нь тодорхойлогддог. Энэ нь бие даасан атомуудын зохион байгуулалт дахь дотоод дэг журмын илрэл юм.

Гэсэн хэдий ч энэ зураг нь зөвхөн ойролцоо байна. Үнэн хэрэгтээ дулааны хөдөлгөөн, болор өсөлтийн бодит нөхцөл нь бие даасан атомууд байрнаасаа өөр газар урагдаж, зарим атомууд гарч, хүрээлэн буй орчинд арилдаг. Эдгээр нь тусгаарлагдсан газруудад тусгаарлагдсан эмгэгүүд боловч чухал үр дүнд хүргэдэг.

Энэ нь аяганы исэлд агуулагдах хүчилтөрөгчийн хэмжээг нэмэгдүүлэх, эсвэл зэсийн хэмжээг 1% -иар бууруулахад хангалттай бөгөөд ингэснээр цахилгаан дамжуулах чадвар сая дахин нэмэгдэж, бусад бүх шинж чанар эрс өөрчлөгддөг. Тиймээс бодисын бүтцэд гарсан жижиг өөрчлөлтүүд нь түүний шинж чанарт асар их өөрчлөлтийг дагуулдаг.

Мэдээжийн хэрэг, энэ үзэгдлийг судалсны дараа бид хагас дамжуулагчийг хүссэн чиглэлдээ ухамсартайгаар өөрчлөх, өгөгдсөн асуудлыг шийдвэрлэхэд шаардлагатай цахилгаан дамжуулах чанар, дулаан, соронзон болон бусад шинж чанарыг өөрчлөхөд ашиглаж болно.

Квантын онол, лаборатори болон үйлдвэрлэлийн үйлдвэрийн туршлагаас суралцсаны үндсэн дээр бид хагас дамжуулагчтай холбоотой техникийн асуудлыг шийдэхийг хичээж байна.

Технологийн хувьд хагас дамжуулагчийг хувьсах гүйдлийн шулуутгагчд анх ашигласан. Хэрэв зэс хавтанг өндөр температурт исэлдүүлж, дээр нь зэсийн исэл үүсгэдэг бол ийм хавтан нь маш сонирхолтой шинж чанартай байдаг. Нэг чиглэлд гүйдэл дамжих үед түүний эсэргүүцэл бага бөгөөд мэдэгдэхүйц гүйдэл үүсдэг. Эсрэг чиглэлд гүйдэл өнгөрөхөд энэ нь асар их эсэргүүцэл үүсгэдэг бөгөөд эсрэг талын гүйдэл нь үл тоомсорлодог.

Энэ өмчийг Америкийн инженер Грондал хувьсах гүйдлийг "засах" зорилгоор ашигласан. Хувьсах гүйдэл нь секундэд 100 удаа чиглэлээ өөрчилдөг; Хэрэв та ийм хавтанг гүйдлийн замд байрлуулсан бол мэдэгдэхүйц гүйдэл зөвхөн нэг чиглэлд урсдаг. Үүнийг бид одоогийн засвар гэж нэрлэдэг.

Германд энэ зорилгоор селенээр бүрсэн төмөр хавтанг ашиглаж эхэлсэн. Америк, Германд олж авсан үр дүнг энд хуулбарласан; Америк, Германы үйлдвэрүүдэд ашигладаг бүх шулуутгагчийг үйлдвэрт үйлдвэрлэх технологийг боловсруулсан. Гэхдээ энэ нь мэдээжийн хэрэг гол ажил биш байсан. Хагас дамжуулагчийн талаархи мэдлэгээ ашиглан илүү сайн Шулуутгагчийг бий болгохыг хичээх шаардлагатай байв.

Бид тодорхой хэмжээгээр амжилтанд хүрсэн. B.V. Курчатов болон Ю.А. Дунаев шинэ Шулуутгагчийг бүтээж чадсан бөгөөд энэ нь гадаадын технологид мэдэгдэж байснаас хамаагүй илүү юм. Ойролцоогоор 80 мм өргөн, 200 мм урт хавтан бүхий зэсийн ислийн шулуутгагч нь 10-15 А дарааллын гүйдлийг засдаг.

Зэс бол үнэтэй, ховор материал боловч шулуутгагч нь маш олон тонн зэс шаарддаг.

Курчатовын шулуутгагч нь хагас грамм зэсийн сульфид асгаж, гялтгануур тусгаарлагчтай металл залгуураар хаалттай жижиг хөнгөн цагаан аяга юм. Тэгээд л болоо. Ийм шулуутгагчийг зууханд халаах шаардлагагүй бөгөөд 60 А-ийн дарааллын гүйдлийг засдаг. Хөнгөн, тав тухтай байдал, хямд өртөг нь гадаадад байгаа төрлүүдээс давуу талтай.

1932 онд Германы Ланге ижил зэсийн исэл нь гэрэлтэх үед цахилгаан гүйдэл үүсгэх шинж чанартай болохыг анзаарчээ. Энэ бол хатуу фотоселл юм. Бусдаас ялгаатай нь ямар ч батерейгүйгээр гүйдэл үүсгэдэг. Тиймээс бид гэрлээс цахилгаан эрчим хүчийг авдаг - фотоэлектрик машин, гэхдээ хүлээн авсан цахилгааны хэмжээ маш бага байдаг. Эдгээр нарны зайд гэрлийн энергийн ердөө 0.01-0.02% нь цахилгаан гүйдлийн энерги болж хувирдаг ч Ланге наранд ил гарсан үед эргэдэг жижиг мотор бүтээжээ.

Хэдэн жилийн дараа Германд селенийн фотоселийг үйлдвэрлэсэн бөгөөд энэ нь аяганы ислийн эсээс ойролцоогоор 3-4 дахин их гүйдэл үүсгэдэг бөгөөд үр ашиг нь 0.1% хүрдэг.

Бид илүү дэвшилтэт фотоселл бүтээхийг оролдсон бөгөөд үүнийг Б.Т. Коломиец болон Ю.П. Маслаковец. Тэдний фотоэлемент нь аяганы исэлээс 60 дахин, селенээс 15-20 дахин их гүйдэл үүсгэдэг. Энэ нь үл үзэгдэх хэт улаан туяанаас гүйдэл үүсгэдэг гэдэг утгаараа бас сонирхолтой юм. Түүний мэдрэмтгий чанар нь маш өндөр тул өнөөг хүртэл ашиглагдаж байсан фотоэлементүүдийн оронд үүнийг дууны кино театрт ашиглахад тохиромжтой болсон.

Одоо байгаа нарны зайнууд нь гэрэлтүүлэггүй ч гэсэн гүйдэл үүсгэдэг батерейтай; Энэ нь чанга яригчийг байнга хагарах, дуу чимээ гаргахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь дууны чанарыг алдагдуулдаг. Манай фотоселл нь ямар ч батерей шаарддаггүй, цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг гэрэлтүүлгээр бий болгодог; Хэрэв гэрэл байхгүй бол гүйдэл хаанаас ч гарахгүй. Тиймээс эдгээр фотоэллээр ажилладаг дууны суурилуулалт нь тодорхой дуу чимээ гаргадаг. Суурилуулалт нь бусад тохиолдолд тохиромжтой. Батерей байхгүй тул утас холбох шаардлагагүй, хэд хэдэн нэмэлт төхөөрөмж, фото олшруулалтын каскад гэх мэт зүйлс арилдаг.

Эдгээр фотоэлэйлүүд нь кино урлагт зарим давуу талыг өгдөг бололтой. Жил орчим хугацаанд ийм суурилуулалт Ленинградын Кино театрын үзүүлэнгийн театрт ажиллаж байсан бөгөөд одоо үүнийг дагаад Невскийн проспект дэх "Титан", "Октябрь", "Аврора" зэрэг гол кино театрууд эдгээр рүү шилжиж байна. фотоэлүүд.

Эдгээр хоёр жишээн дээр одоохондоо дуусаагүй байгаа гуравны нэгийг нэмье - дулааны элементүүдэд хагас дамжуулагч ашиглах.

Бид удаан хугацааны туршид термопар ашиглаж ирсэн. Гэрэлтдэг эсвэл халсан биетүүдийн температур, цацрагийн энергийг хэмжихийн тулд тэдгээрийг металлаар хийсэн; Гэхдээ ихэвчлэн эдгээр термоэлементүүдийн гүйдэл нь маш сул байдаг тул тэдгээрийг гальванометрээр хэмждэг. Хагас дамжуулагч нь энгийн металаас хамаагүй өндөр EMF үүсгэдэг тул ашиглахаас хол байгаа дулааны элементүүдийн хувьд онцгой давуу талыг илэрхийлдэг.

Одоо бид судалж буй хагас дамжуулагчийг дулааны элементүүдэд ашиглахыг хичээж, тодорхой амжилтанд хүрсэн. Хэрэв та бидний хийсэн жижиг хавтангийн нэг талыг 300-400 градусаар халаавал 50 А орчим гүйдэл, 0.1 В орчим хүчдэл өгдөг.

Дулааны элементүүдээс өндөр гүйдлийг олж авах боломжтой гэдгийг эрт дээр үеэс мэддэг байсан ч энэ чиглэлээр гадаадад, жишээлбэл, Германд хүрсэнтэй харьцуулахад манай хагас дамжуулагч илүү ихийг өгдөг.

Хагас дамжуулагчийн техникийн ач холбогдол нь эдгээр гурван жишээгээр хязгаарлагдахгүй. Хагас дамжуулагч нь автоматжуулалт, дохиоллын систем, теле удирдлага гэх мэт үндсэн материалууд юм. Автоматжуулалт хөгжихийн хэрээр хагас дамжуулагчийн төрөл бүрийн хэрэглээ нэмэгдсээр байна. Гэсэн хэдий ч энэ гурван жишээнээс харахад онолын хөгжил нь практикт туйлын таатай байгааг харж болно.

Гэхдээ бид үйлдвэрүүдтэй хөл нийлүүлэн алхаж, практик асуудлыг шийдвэрлэх үндсэн дээр боловсруулсан учраас л онол ийм чухал хөгжлийг олж авсан. Техникийн үйлдвэрлэлийн асар их цар хүрээ, үйлдвэрлэлээс гаргаж буй яаралтай хэрэгцээ нь онолын ажлыг маш ихээр идэвхжүүлж, биднийг ямар ч үнээр хамаагүй бэрхшээлээс ангижруулж, үүнгүйгээр орхигдсон асуудлуудыг шийдвэрлэхэд хүргэдэг.

Хэрэв бидний өмнө техникийн асуудал гараагүй бол бид сонирхож буй физик үзэгдлийг судалж, үүнийг ойлгохыг хичээж, санаагаа лабораторийн туршилтаар туршиж үздэг; Үүний зэрэгцээ заримдаа зөв шийдлийг олж, зөв ​​эсэхийг шалгах боломжтой байдаг. Дараа нь бид даалгавраа дуусгасан гэж үзээд шинжлэх ухааны ажлыг хэвлэнэ. Хэрэв? Онол үндэслэлгүй эсвэл түүнд тохирохгүй шинэ үзэгдэл илрэх болгонд бид онолыг боловсруулж, өөрчлөхийг хичээдэг. Туршилтын материалыг бүхэлд нь хамрах нь үргэлж боломжгүй байдаг. Дараа нь бид энэ ажлыг бүтэлгүйтсэн гэж үзэж, судалгаагаа нийтлэхгүй байна. Гэхдээ ихэнхдээ бидний ойлгодоггүй эдгээр үзэгдлүүдэд онолд тохирохгүй шинэ зүйл оршдог бөгөөд энэ нь түүнийг орхиж, асуудалд огт өөр хандлага, өөр онолоор солихыг шаарддаг.

Масс үйлдвэрлэл нь согогийг тэсвэрлэдэггүй. Алдаа нь үйлдвэрлэлд бүдүүлэг харагдах байдалд шууд нөлөөлнө. Асуудлын зарим талыг ойлгох хүртэл техникийн бүтээгдэхүүн нь сайн биш бөгөөд гаргах боломжгүй. Ямар ч үнээр хамаагүй бид бүх зүйлийг олж мэдэж, физик онолоор хараахан тайлбарлаагүй байгаа үйл явцыг хамрах ёстой. Бид тайлбарыг олж, дараа нь бүрэн, илүү гүнзгий онолтой болох хүртэл зогсоож чадахгүй.

Онол практикийг хослуулах, шинжлэх ухааныг цэцэглүүлэхийн тулд социализмын анхны улс шиг ийм таатай нөхцөл хаана ч байхгүй.