физиком А.Комптоном в 1922 г. было экспериментально доказано, что свет наряду с волновыми обладает и корпускулярными свойствами.
Вторая линия развития начинается с работы Эйнштейна 1907 г., посвященной теории теплоемкости твердых тел. Электромагнитное излучение представляющее собой набор электромагнитных волн различных частот, эквивалентно набору осцилляторов - колебательных систем. Излучение или поглощение волн эквивалентно возбуждению или затуханию соответствующих осцилляторов. Но осциллятор может иметь только определенный квантованный набор уровней энергий. Разность соседних уровней энергий должна равняться hv. Твердое тело эквивалентно набору конкретных осцилляторов.
Эти две линии послужили Н.Бору основой для приложения идеи квантования энергии к теории строения атома.
16.4.2. Атомистика и квантовая механика
Попытки решения проблемы структуры мира и структуры вещества были предприняты в глубокой древности, но до нас сведения о них почти не дошли. И хотя традиционно первые попытки создания атомизма мы относим к Древней Греции, на самом деле они были осуществлены за многие тысячелетия до этого.
Атомистические представления в древнем мире коррелировались с представлениями об эфире, но если эфиру приписывались лишь общие абстрактные свойства, то атомам приписывались уже некоторые конкретные характеристики, свойственные телам.
Эмпедокл из Агригента на Сицилии (490-430 гг. до н.э.) попытался объяснить окружающий мир на основе обобщенной теоретической системы. Очень важным было представление Эмпедокла о том, что из четырех тогда известных элементов -«земли» (твердь), «воды» (жидкость), «воздуха» (газ) и «огня» (энергия) образуются мельчайшие «осколки». Эти «осколки» можно соединять и таким образом получать различные вещества. Эмпедоклом выдвинуты идеи о «порах», «симметрии», «избирательном сродстве» - теоретические модели предполагаемого строения различных «осколков», отражающие их способность к соединению. Фактически Эмпедокл впервые ввел представления об энергии, растворенной повсеместно. Это представление было впоследствии использовано авторами идеи «теплорода» -особой жидкости, присутствие которой обеспечивает наличие температуры у тел. Древнегреческий философ Анаксогор (500-428 до н.э.) развил положения Эмпедокла и выдвинул учение о гомеомериях - «семенах вещей», которые он мыслил бесконечными по качеству и количеству. Каждый из элементов также состоит из бесконечного количества более мелких частиц.
Для развития естественнонаучных знаний была особенно важна конкретизация представлений о существовании необычайно малых частицах веществ. Это сделали Левкипп и Демокрит, сформулировав понятие об атомах. Их учение подняло представление о строении материи на новую ступень развития.
Левкипп (ок. 500-440 до н.э.) и Демокрит (ок. 460-370 до н.э.) создали атомистическое учение, опираясь на взгляды своих предшественников. По их мнению,
атомы могут иметь различную форму и величину. Это определяет возможности их разнообразных соединений. Порядок и расположение атомов в веществах, т.е. структуры веществ, могут существенно различаться. Блогодаря различным комбинациям разнообразных атомов образуется бесконечное множество веществ. В отличие от Анаксогора Левкипп и Демокрит считали, что движение атомов присуще им изначально как способ их существования.
Атомы Демокрита - не разрезаемые (а не неделимые природно!), существующие вечно материальные образования. Атомы различаются формой, порядком следования и положением в пустом пространстве, а также величиной, зависящей от их тяжести. Они имеют впадины и выпуклости. Из их «вихрей» путем естественного сближения образуется весь мир. Но сами атомы состоят из а’меров, истинно неделимых частиц. В.И.Ленин высоко ценил материализм Демокрита, обозначив его именем материалистическую традицию в истории философии («линия Демокрита»).
Атомистические представления античных натурфилософов развивались в сочинениях некоторых арабских мыслителей в средние века. Однако лишь в XVI-
XVII вв. был достигнут существенный прогресс атомистических воззрений.
Существенный вклад в атомистику был сделан А.Лавуазье, опубликовавшим в 1789 г. «Начальный учебник химии», в котором он ряд элементов назвал «простыми», т.е. не разлагавшимися. И наконец, в начале XIX в. атомистика стала теорией, важнейшей для познания химических явлений блогодаря исследованиям Дальтона и Берцеллиуса. Именно Дальтон в 1824 г. дал название «атом» наимельчайшей частице «простого» вещества. С этого момента химия встала на научную основу, хотя многое в ней не было осознано до тех пор, пока Д.И.Менде-леев в 1869 г. не разработал свой знаменитую Периодическую таблицу элементов.
В 1834 г. англичанин М.Фарадей провел серию исследований с целью выяснить природу того, что называли электричеством. Он твердо пришел к выводу, что «атомы материи каким-то образом одарены электрическими силами или связаны с ними, и им они обязаны своими наиболее замечательными качествами». Он установил, что атомы тел, эквивалентные друг другу в отношении их обычного химического действия, содержат равные количества электричества. Немецкий физик Вебер высказал мысль о том, что каждая весомая молекула содержит равное количество положительного и отрицательного электричества, и противоположные заряды подходят настолько близко, что начинают вращаться вокруг друг друга, оставаясь разделенными.
Результаты исследования свойств электрона и радиоактивности позволили строить конкретные модели атома. В модели, предложенной английским физиком Дж.Дж.Томсоном в 1903 г., атом представлялся в виде положительно заряженной сферы, в которую вкраплены незначительные по размеру по сравнению с атомом отрицательно заряженные электроны. Они удерживаются в атоме блогодаря тому, что силы притяжения их распределенным положительным зарядом уравновешиваются силами их взаимного отталкивания. Томсоновская модель давала известное объяснение возможности испускания, рассеяния и поглощения света атомом. При смещении электронов из положения равновесия возникает «упругая» сила, стремящаяся восстановить равновесие. Под действием электрических сил падающей электромагнитной волны электроны в атоме колеблются с той же час-
