Προβλήματα σύγχρονης φυσικής, τεύχος 3, 1955. Δύο προσεγγίσεις στο πρόβλημα της σχέσης γεωμετρίας και φυσικής

Θέματα:
* Aleksandrov E.B., Khvostenko G.I., Chaika M.P. Παρεμβολή ατομικών καταστάσεων. (1991)
* Alihanov A.I. Αδύναμες αλληλεπιδράσεις. Τελευταία έρευνα για την αποσύνθεση βήτα. (1960)
* Allen L., Jones D. Fundamentals of gas laser physics. (1970)
* Alpert Ya.L. Κύματα και τεχνητά σώματα στο επιφανειακό πλάσμα. (1974)
* (1988)
* Andreev I.V. Χρωμοδυναμική και σκληρές διεργασίες σε υψηλές ενέργειες. (1981)
* Anisimov M.A. Κρίσιμα φαινόμενα σε υγρά και υγρούς κρυστάλλους. (1987)
* Arakelyan S.M., Chilingaryan Yu.S. Μη γραμμική οπτική υγρών κρυστάλλων. (1984)
* (1969)
* Akhmanov S.A., Vysloukh V.A., Chirkin A.S. Οπτική παλμών λέιζερ femotosecond. (1988)
* (1981)
* (1962)
* Bakhvalov N.S., Zhileikin Ya.M., Zabolotskaya E.A. και άλλα.Μη γραμμική θεωρία ηχητικών δεσμών. (1982)
* Belov K.P., Belyanchikova M.A., Levitin R.Z., Nikitin S.A. Σιδηρομαγνήτες και αντισιδηρομαγνήτες σπανίων γαιών. (1965)
* Butykin V.S., Kaplan A.E., Khronopulo Yu.G., Yakubovich E.I. Αντηχητικές αλληλεπιδράσεις φωτός με ύλη. (1977)
* (1970)
* Bresler S.E. Ραδιενεργά στοιχεία. (1949)
* Brodsky A.M., Gurevich Yu.Ya. Θεωρία εκπομπής ηλεκτρονίων από μέταλλα. (1973)
* Bugakov V.V. Διάχυση σε μέταλλα και κράματα. (1949)
* Vavilov V.S., Gippius A.A., Konorova E.A. Ηλεκτρονικές και οπτικές διεργασίες στο διαμάντι. (1985)
* Βάισενμπεργκ Α.Ο. Μου μεσον. (1964)
* (1968)
* Vasiliev V.A., Romanovsky Yu.M., Yakhno V.G. Διαδικασίες Autowave. (1987)
* (1986)
* (1988)
* (1984)
* Vonsovsky S.V. Σύγχρονο δόγμα του μαγνητισμού. (1952)
* (1969)
* Vonsovsky S.V. και άλλα Σιδηρομαγνητικός συντονισμός. Το φαινόμενο της συντονιστικής απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικών πεδίων υψηλής συχνότητας σε σιδηρομαγνητικές ουσίες. (1961)
* (1981)
* Geilikman B.T., Kresin V.Z. Κινητικά και μη ακίνητα φαινόμενα σε υπεραγωγούς. (1972)
* Goetze V. Μεταπτώσεις φάσης υγρό-γυαλί. (1992)
* (1975)
* Ginzburg V.L., Rukhadze A.A. Κύματα σε μαγνητικά ενεργό πλάσμα. (1970)
* Ginzburg S.L. Μη αναστρέψιμα φαινόμενα στα περιστρεφόμενα ποτήρια. (1989)
* Grinberg A.P. Μέθοδοι επιτάχυνσης φορτισμένων σωματιδίων. (1950)
* Gurbatov S.N., Malakhov A.N., Saichev A.I. Μη γραμμικά τυχαία κύματα σε μέσα χωρίς διασπορά. (1990)
* Gurevich Yu.Ya., Kharkats Yu.I. Υπεριονικοί αγωγοί. (1992)
* Dorfman Ya.G. Μαγνητικές ιδιότητες του ατομικού πυρήνα. (1948)
* Dorfman Ya.G. Διαμαγνητισμός και χημικός δεσμός. (1961)
* Ζεβάντροφ Ν.Δ. Οπτική ανισοτροπία και μετανάστευση ενέργειας σε μοριακούς κρυστάλλους. (1987)
* (1970)
* (1984)
* (1972)
* Kerner B.S., Osipov V.V. Autosolitons: Εντοπισμένες περιοχές υψηλής μη ισορροπίας σε ομοιογενή συστήματα διάχυσης. (1991)
* (1985)
* Klyatskin V.I. Μέθοδος εμβάπτισης στη θεωρία διάδοσης κυμάτων. (1986)
* Klyatskin V.I. Στατιστική περιγραφή δυναμικών συστημάτων με κυμαινόμενες παραμέτρους. (1975)
* Korsunsky M.I. Μη φυσιολογική φωτοαγωγιμότητα. (1972)
* Kulik I.O., Yanson I.K. Το φαινόμενο Josephson σε δομές υπεραγώγιμων σήραγγας. (1970)
* Likharev K.K. Εισαγωγή στη δυναμική των κόμβων Josephson. (1985)
* Προσέγγιση δέσμης και ζητήματα διάδοσης ραδιοκυμάτων. (1971) Συλλογή
* (1958)
* (1967)
* Minogin V.G., Letokhov V.S. Πίεση δέσμης λέιζερ στα άτομα. (1986)
* Mikhailov I.G. Διάδοση υπερηχητικών κυμάτων σε υγρά. (1949)
* Νετρίνο. (1970) Συλλογή
* Γενικές αρχές της κβαντικής θεωρίας πεδίου και οι συνέπειές τους. (1977) Συλλογή
* Ostashev V.E. Διάδοση του ήχου σε κινούμενα μέσα. (1992)
* Pavlenko V.N., Sitenko A.G. Φαινόμενα ηχούς στο πλάσμα και μέσα που μοιάζουν με πλάσμα. (1988)
* Patashinsky A.Z., Pokrovsky V.L. Θεωρία διακυμάνσεων μεταπτώσεων φάσης. (1975)
* Pushkarov D.I. Defectons σε κρυστάλλους: Η μέθοδος οιονεί σωματιδίων στην κβαντική θεωρία των ελαττωμάτων. (1993)
* Rick G.R. Φασματοσκοπία μάζας. (1953)
* Υπεραγωγιμότητα: Σάββ. Τέχνη. (1967)
* Sena L.A. Συγκρούσεις ηλεκτρονίων και ιόντων με άτομα αερίου. (1948)
* (1960)
* (1964)
* Smilga V.P., Belousov Yu.M. Μέθοδος Muon για τη μελέτη της ύλης. (1991)
* Smirnov B.M. Σύνθετα ιόντα. (1983)
* (1988)
* (1991)
* Stepanyants Yu.A., Fabrikant A.L. Διάδοση κυμάτων σε διατμητικές ροές. (1996)
* Tverskoy B.A. Δυναμική των ζωνών ακτινοβολίας της Γης. (1968)
* Τουρόφ Ε.Α. - Φυσικές ιδιότητες μαγνητικά διατεταγμένων κρυστάλλων. φαινομενολ. Θεωρία των κυμάτων σπιν σε σιδηρομαγνήτες και αντισιδηρομαγνήτες. (1963)
* (1972)
* (1961)
* Φωτοαγωγιμότητα. (1967) Συλλογή
* Frisch S.E. Φασματοσκοπικός προσδιορισμός πυρηνικών ροπών. (1948)
* (1965)
* Khriplovich I.B. Μη διατήρηση της ισοτιμίας στα ατομικά φαινόμενα. (1981)
* Chester J. Θεωρία μη αναστρέψιμων διεργασιών. (1966)
* Shikin V.B., Monarcha Yu.P. Δισδιάστατα φορτισμένα συστήματα σε ήλιο. (1989)

Εκθεση ΙΔΕΩΝ

στη φυσική

με θέμα:

« Προβλήματα της σύγχρονης φυσικής»

Ας ξεκινήσουμε με το πρόβλημα που προσελκύει τώρα τη μεγαλύτερη προσοχή των φυσικών, πάνω στο οποίο εργάζεται, ίσως, ο μεγαλύτερος αριθμός ερευνητών και ερευνητικών εργαστηρίων σε όλο τον κόσμο - αυτό είναι το πρόβλημα του ατομικού πυρήνα και, ειδικότερα, ως το μεγαλύτερο σχετικό και σημαντικό μέρος - το λεγόμενο πρόβλημα του ουρανίου.

Ήταν δυνατό να διαπιστωθεί ότι τα άτομα αποτελούνται από έναν σχετικά βαρύ θετικά φορτισμένο πυρήνα που περιβάλλεται από έναν ορισμένο αριθμό ηλεκτρονίων. Το θετικό φορτίο του πυρήνα και τα αρνητικά φορτία των ηλεκτρονίων που τον περιβάλλουν αλληλοεξουδετερώνονται. Συνολικά το άτομο φαίνεται ουδέτερο.

Από το 1913 μέχρι σχεδόν το 1930, οι φυσικοί μελέτησαν προσεκτικά τις ιδιότητες και τις εξωτερικές εκδηλώσεις της ατμόσφαιρας των ηλεκτρονίων που περιβάλλουν τον ατομικό πυρήνα. Αυτές οι μελέτες οδήγησαν σε μια ενιαία, πλήρη θεωρία που ανακάλυψε νέους νόμους της κίνησης των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο, άγνωστο προηγουμένως σε εμάς. Αυτή η θεωρία ονομάζεται κβαντική, ή κυματική, θεωρία της ύλης. Θα επανέλθουμε σε αυτό αργότερα.

Από το 1930 περίπου, η εστίαση ήταν στον ατομικό πυρήνα. Ο πυρήνας μας ενδιαφέρει ιδιαίτερα γιατί σχεδόν όλη η μάζα του ατόμου είναι συγκεντρωμένη σε αυτόν. Και η μάζα είναι ένα μέτρο του ενεργειακού αποθέματος που διαθέτει ένα δεδομένο σύστημα.

Κάθε γραμμάριο οποιασδήποτε ουσίας περιέχει μια επακριβώς γνωστή ενέργεια και, επιπλέον, μια πολύ σημαντική. Για παράδειγμα, ένα ποτήρι τσάι που ζυγίζει περίπου 200 g περιέχει μια ποσότητα ενέργειας που θα απαιτούσε την καύση περίπου ενός εκατομμυρίου τόνων άνθρακα για να ληφθεί.

Αυτή η ενέργεια βρίσκεται ακριβώς στον ατομικό πυρήνα, επειδή το 0,999 της συνολικής ενέργειας, ολόκληρη η μάζα του σώματος, περιέχεται στον πυρήνα και μόνο λιγότερο από 0,001 της συνολικής μάζας μπορεί να αποδοθεί στην ενέργεια των ηλεκτρονίων. Τα κολοσσιαία αποθέματα ενέργειας που βρίσκονται στους πυρήνες είναι ασύγκριτα με κανένα μορφή ενέργειας όπως τη γνωρίζαμε μέχρι τώρα.

Φυσικά, η ελπίδα της κατοχής αυτής της ενέργειας είναι δελεαστική. Αλλά για να το κάνετε αυτό, πρέπει πρώτα να το μελετήσετε και μετά να βρείτε τρόπους να το χρησιμοποιήσετε.

Αλλά, επιπλέον, ο πυρήνας μας ενδιαφέρει για άλλους λόγους. Ο πυρήνας ενός ατόμου καθορίζει εξ ολοκλήρου ολόκληρη τη φύση του, καθορίζει τις χημικές του ιδιότητες και την ατομικότητά του.

Εάν ο σίδηρος διαφέρει από τον χαλκό, από τον άνθρακα, από τον μόλυβδο, τότε αυτή η διαφορά έγκειται ακριβώς στους ατομικούς πυρήνες και όχι στα ηλεκτρόνια. Όλα τα σώματα έχουν τα ίδια ηλεκτρόνια και κάθε άτομο μπορεί να χάσει μέρος των ηλεκτρονίων του, σε σημείο που όλα τα ηλεκτρόνια από το άτομο μπορούν να απογυμνωθούν. Όσο ο ατομικός πυρήνας με το θετικό του φορτίο είναι άθικτος και αμετάβλητος, θα προσελκύει πάντα όσα ηλεκτρόνια χρειάζεται για να αντισταθμίσει το φορτίο του. Εάν ο πυρήνας του αργύρου έχει 47 φορτία, τότε θα προσκολλά πάντα 47 ηλεκτρόνια στον εαυτό του. Επομένως, ενώ στοχεύω στον πυρήνα, έχουμε να κάνουμε με το ίδιο στοιχείο, με την ίδια ουσία. Μόλις αλλάξει ο πυρήνας, το ένα χημικό στοιχείο γίνεται άλλο. Μόνο τότε θα γινόταν πραγματικότητα το μακροχρόνιο και εγκαταλειμμένο όνειρο της αλχημείας - η μετατροπή κάποιων στοιχείων σε άλλα. Στο παρόν στάδιο της ιστορίας, αυτό το όνειρο έχει γίνει πραγματικότητα, όχι με τις μορφές και όχι με τα αποτελέσματα που περίμεναν οι αλχημιστές.

Τι γνωρίζουμε για τον ατομικό πυρήνα; Ο πυρήνας, με τη σειρά του, αποτελείται από ακόμη μικρότερα στοιχεία. Αυτά τα συστατικά αντιπροσωπεύουν τους απλούστερους πυρήνες που γνωρίζουμε στη φύση.

Ο ελαφρύτερος και επομένως απλούστερος πυρήνας είναι ο πυρήνας του ατόμου του υδρογόνου. Το υδρογόνο είναι το πρώτο στοιχείο του περιοδικού πίνακα με ατομικό βάρος περίπου 1. Ο πυρήνας του υδρογόνου είναι μέρος όλων των άλλων πυρήνων. Αλλά, από την άλλη πλευρά, είναι εύκολο να δούμε ότι όλοι οι πυρήνες δεν μπορούν να αποτελούνται μόνο από πυρήνες υδρογόνου, όπως υπέθεσε ο Prout πριν από πολύ καιρό, πριν από περισσότερα από 100 χρόνια.

Οι πυρήνες των ατόμων έχουν μια ορισμένη μάζα, η οποία δίνεται από το ατομικό βάρος, και ένα ορισμένο φορτίο. Το πυρηνικό φορτίο καθορίζει τον αριθμό που καταλαμβάνει ένα δεδομένο στοιχείο VΤο περιοδικό σύστημα του Mendeleev.

Το υδρογόνο σε αυτό το σύστημα είναι το πρώτο στοιχείο: έχει ένα θετικό φορτίο και ένα ηλεκτρόνιο. Το δεύτερο στοιχείο κατά σειρά έχει έναν πυρήνα με διπλό φορτίο, το τρίτο - με τριπλό φορτίο κ.λπ. μέχρι το τελευταίο και βαρύτερο από όλα τα στοιχεία, το ουράνιο, του οποίου ο πυρήνας έχει 92 θετικά φορτία.

Ο Mendeleev, συστηματοποιώντας το τεράστιο πειραματικό υλικό στον τομέα της χημείας, δημιούργησε τον περιοδικό πίνακα. Ο ίδιος βέβαια δεν υποψιαζόταν εκείνη την εποχή την ύπαρξη πυρήνων, αλλά δεν πίστευε ότι η σειρά των στοιχείων στο σύστημα που δημιούργησε καθοριζόταν απλώς από το φορτίο του πυρήνα και τίποτα περισσότερο. Αποδεικνύεται ότι αυτά τα δύο χαρακτηριστικά των ατομικών πυρήνων - ατομικό βάρος και φορτίο - δεν ανταποκρίνονται σε αυτό που θα περιμέναμε με βάση την υπόθεση του Prout.

Άρα, το δεύτερο στοιχείο - ήλιο έχει ατομικό βάρος 4. Αν αποτελείται από 4 πυρήνες υδρογόνου, τότε το φορτίο του θα πρέπει να είναι 4, αλλά εν τω μεταξύ το φορτίο του είναι 2, γιατί είναι το δεύτερο στοιχείο. Έτσι, πρέπει να σκεφτείτε ότι υπάρχουν μόνο 2 πυρήνες υδρογόνου στο ήλιο. Πυρήνες υδρογόνου ονομάζουμε πρωτόνια. Αλλά στο Επιπλέον, στον πυρήνα του ηλίου υπάρχουν άλλες 2 μονάδες μάζας που δεν έχουν φορτίο. Το δεύτερο συστατικό του πυρήνα πρέπει να θεωρείται αφόρτιστος πυρήνας υδρογόνου. Πρέπει να διακρίνουμε μεταξύ πυρήνων υδρογόνου που έχουν φορτίο, ή πρωτόνια, και πυρήνων που δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο, ουδέτερους, τους ονομάζουμε νετρόνια.

Όλοι οι πυρήνες αποτελούνται από πρωτόνια και νετρόνια. Το ήλιο έχει 2 πρωτόνια και 2 νετρόνια. Το άζωτο έχει 7 πρωτόνια και 7 νετρόνια. Το οξυγόνο έχει 8 πρωτόνια και 8 νετρόνια, ο άνθρακας C έχει πρωτόνια και 6 νετρόνια.

Αλλά περαιτέρω αυτή η απλότητα παραβιάζεται κάπως, ο αριθμός των νετρονίων γίνεται όλο και περισσότερος σε σύγκριση με τον αριθμό των πρωτονίων, και στο τελευταίο στοιχείο - το ουράνιο υπάρχουν 92 φορτία, 92 πρωτόνια και το ατομικό του βάρος είναι 238. Κατά συνέπεια, ένα άλλο Σε 92 πρωτόνια προστίθενται 146 νετρόνια.

Φυσικά, δεν μπορεί κανείς να σκεφτεί ότι αυτό που γνωρίζουμε το 1940 είναι ήδη μια εξαντλητική αντανάκλαση του πραγματικού κόσμου και η ποικιλομορφία τελειώνει με αυτά τα σωματίδια, που είναι στοιχειώδη με την κυριολεκτική έννοια της λέξης. Η έννοια της στοιχειότητας σημαίνει μόνο ένα ορισμένο στάδιο της διείσδυσής μας στα βάθη της φύσης. Σε αυτό το στάδιο, ωστόσο, γνωρίζουμε τη σύνθεση του ατόμου μόνο μέχρι αυτά τα στοιχεία.

Αυτή η απλή εικόνα στην πραγματικότητα δεν ήταν τόσο εύκολα κατανοητή. Έπρεπε να ξεπεράσουμε μια ολόκληρη σειρά από δυσκολίες, μια ολόκληρη σειρά αντιφάσεων, που ακόμη και τη στιγμή της ταύτισής τους φάνταζαν απελπιστικές, αλλά που, όπως πάντα στην ιστορία της επιστήμης, αποδείχτηκαν μόνο διαφορετικές πλευρές μιας γενικότερης εικόνας , που ήταν μια σύνθεση αυτού που φαινόταν να είναι μια αντίφαση, και προχωρήσαμε στο επόμενο, βαθύτερη κατανόηση του προβλήματος.

Οι πιο σημαντικές από αυτές τις δυσκολίες αποδείχθηκαν οι εξής: στις αρχές του αιώνα μας ήταν ήδη γνωστό ότι τα σωματίδια β (αποδείχθηκαν πυρήνες ηλίου) και τα σωματίδια β (ηλεκτρόνια) ξεπετάγονται από τα βάθη του ραδιενεργά άτομα (ο πυρήνας δεν ήταν ακόμη ύποπτος εκείνη την εποχή). Φαινόταν ότι αυτό που πετά έξω από το άτομο είναι αυτό από το οποίο αποτελείται. Κατά συνέπεια, οι πυρήνες των ατόμων φαινόταν να αποτελούνται από πυρήνες ηλίου και ηλεκτρόνια.

Η πλάνη του πρώτου μέρους αυτής της δήλωσης είναι σαφής: είναι προφανές ότι είναι αδύνατο να συντεθεί ένας πυρήνας υδρογόνου από τέσσερις φορές βαρύτερους πυρήνες ηλίου: το μέρος δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από το σύνολο.

Το δεύτερο μέρος αυτής της δήλωσης αποδείχθηκε επίσης λανθασμένο. Τα ηλεκτρόνια εκτοξεύονται πράγματι κατά τη διάρκεια των πυρηνικών διεργασιών, και όμως δεν υπάρχουν ηλεκτρόνια στους πυρήνες. Φαίνεται ότι εδώ υπάρχει μια λογική αντίφαση. Είναι έτσι?

Γνωρίζουμε ότι τα άτομα εκπέμπουν φως, ελαφρά κβάντα (φωτόνια).

Γιατί αυτά τα φωτόνια αποθηκεύονται στο άτομο με τη μορφή φωτός και περιμένουν τη στιγμή που θα απελευθερωθούν; Προφανώς όχι. Αντιλαμβανόμαστε την εκπομπή φωτός με τέτοιο τρόπο ώστε τα ηλεκτρικά φορτία σε ένα άτομο, μετακινούμενοι από τη μια κατάσταση στην άλλη, απελευθερώνουν μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας, η οποία μετατρέπεται σε μορφή ακτινοβολούμενης ενέργειας, που διαδίδεται στο διάστημα.

Παρόμοιες σκέψεις μπορούν να γίνουν σχετικά με το ηλεκτρόνιο. Για διάφορους λόγους, ένα ηλεκτρόνιο δεν μπορεί να εντοπιστεί στον ατομικό πυρήνα. Δεν μπορεί όμως να δημιουργηθεί στον πυρήνα, όπως ένα φωτόνιο, γιατί έχει αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Είναι σταθερά αποδεδειγμένο ότι το ηλεκτρικό φορτίο, όπως η ενέργεια και η ύλη γενικά, παραμένει αμετάβλητο. η συνολική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας δεν δημιουργείται πουθενά και δεν εξαφανίζεται πουθενά. Κατά συνέπεια, εάν ένα αρνητικό φορτίο παρασυρθεί, τότε ο πυρήνας λαμβάνει ίσο θετικό φορτίο. Η διαδικασία εκπομπής ηλεκτρονίων συνοδεύεται από αλλαγή στο φορτίο του πυρήνα. Αλλά ο πυρήνας αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια, που σημαίνει ότι ένα από τα αφόρτιστα νετρόνια μετατράπηκε σε θετικά φορτισμένο πρωτόνιο.

Ένα μεμονωμένο αρνητικό ηλεκτρόνιο δεν μπορεί ούτε να εμφανιστεί ούτε να εξαφανιστεί. Αλλά δύο αντίθετα φορτία μπορούν, αν πλησιάσουν επαρκώς το ένα το άλλο, να αλληλοεξουδετερωθούν ή ακόμα και να εξαφανιστούν εντελώς, απελευθερώνοντας την ενεργειακή τους παροχή με τη μορφή ακτινοβολούμενης ενέργειας (φωτόνια).

Ποια είναι αυτά τα θετικά φορτία; Ήταν δυνατό να διαπιστωθεί ότι, εκτός από τα αρνητικά ηλεκτρόνια, παρατηρούνται θετικά φορτία στη φύση και μπορούν να δημιουργηθούν μέσω εργαστηρίων και τεχνολογίας, τα οποία σε όλες τους τις ιδιότητες: σε μάζα, σε μέγεθος φορτίου, είναι αρκετά συνεπή με τα ηλεκτρόνια, αλλά έχουν μόνο θετικό φορτίο. Ένα τέτοιο φορτίο ονομάζουμε ποζιτρόνιο.

Έτσι, διακρίνουμε μεταξύ ηλεκτρονίων (αρνητικά) και ποζιτρόνια (θετικά), που διαφέρουν μόνο στο αντίθετο πρόσημο φορτίου. Κοντά στους πυρήνες, μπορούν να συμβούν και οι δύο διαδικασίες συνδυασμού ποζιτρονίων με ηλεκτρόνια και διάσπασης σε ηλεκτρόνιο και ποζιτρόνιο, με ένα ηλεκτρόνιο να φεύγει από το άτομο και ένα ποζιτρόνιο να εισέρχεται στον πυρήνα, μετατρέποντας ένα νετρόνιο σε πρωτόνιο. Ταυτόχρονα με το ηλεκτρόνιο φεύγει και ένα αφόρτιστο σωματίδιο, ένα νετρίνο.

Παρατηρούνται επίσης διεργασίες στον πυρήνα κατά τις οποίες ένα ηλεκτρόνιο μεταφέρει το φορτίο του στον πυρήνα, μετατρέποντας ένα πρωτόνιο σε νετρόνιο και ένα ποζιτρόνιο πετάει έξω από το άτομο. Όταν ένα ηλεκτρόνιο εκπέμπεται από ένα άτομο, το φορτίο στον πυρήνα αυξάνεται κατά ένα. Όταν εκπέμπεται ένα ποζιτρόνιο ή ένα πρωτόνιο, το φορτίο και ο αριθμός στον περιοδικό πίνακα μειώνονται κατά μία μονάδα.

Όλοι οι πυρήνες κατασκευάζονται από φορτισμένα πρωτόνια και αφόρτιστα νετρόνια. Το ερώτημα είναι, με ποιες δυνάμεις συγκρατούνται στον ατομικό πυρήνα, τι τους συνδέει μεταξύ τους, τι καθορίζει την κατασκευή διαφόρων ατομικών πυρήνων από αυτά τα στοιχεία;

Μια παρόμοια ερώτηση σχετικά με τη σύνδεση μεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο έλαβε μια απλή απάντηση. Το θετικό φορτίο του πυρήνα έλκει αρνητικά ηλεκτρόνια προς τον εαυτό του σύμφωνα με τους βασικούς νόμους του ηλεκτρισμού, όπως ο Ήλιος έλκει τη Γη και άλλους πλανήτες προς τον εαυτό του με βαρυτικές δυνάμεις. Αλλά στον ατομικό πυρήνα, ένα από τα συστατικά μέρη είναι ουδέτερο. Πώς συνδέεται με το θετικά φορτισμένο πρωτόνιο και άλλα νετρόνια; Πειράματα έδειξαν ότι οι δυνάμεις που συνδέουν δύο νετρόνια είναι περίπου ίδιες σε μέγεθος με τις δυνάμεις που συνδέουν ένα νετρόνιο με ένα πρωτόνιο και ακόμη και 2 πρωτόνια μεταξύ τους. Δεν πρόκειται για βαρυτικές δυνάμεις, ούτε για ηλεκτρικές ή μαγνητικές αλληλεπιδράσεις, αλλά για δυνάμεις ειδικής φύσης που προκύπτουν από την κβαντική ή κυματική μηχανική.

Ένας από τους Σοβιετικούς επιστήμονες, ο I.E. "Ο Gamm υπέθεσε ότι η σύνδεση μεταξύ ενός νετρονίου και ενός πρωτονίου παρέχεται από ηλεκτρικά φορτία - ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια. Η εκπομπή και η απορρόφησή τους θα πρέπει πράγματι να δώσει κάποιες δυνάμεις σύνδεσης μεταξύ ενός πρωτονίου και ενός νετρονίου. Αλλά, όπως έχουν δείξει οι υπολογισμοί, αυτές οι δυνάμεις είναι πολλές φορές πιο αδύναμα από εκείνα που υπάρχουν πραγματικά στον πυρήνα και παρέχουν τη δύναμή του.

Στη συνέχεια, ο Ιάπωνας φυσικός Yukawa προσπάθησε να θέσει το πρόβλημα με αυτόν τον τρόπο: αφού η αλληλεπίδραση μέσω ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων δεν είναι αρκετή για να εξηγήσει τις πυρηνικές δυνάμεις, τότε ποια είναι τα σωματίδια που θα παρέχουν επαρκείς δυνάμεις; Και υπολόγισε ότι αν βρεθούν στον πυρήνα αρνητικά και θετικά σωματίδια με μάζα 200 φορές μεγαλύτερη από ένα ποζιτρόνιο και ένα ηλεκτρόνιο, τότε αυτά τα σωματίδια θα παρείχαν τη σωστή συνάφεια των δυνάμεων αλληλεπίδρασης.

Μετά από λίγο καιρό, αυτά τα σωματίδια ανακαλύφθηκαν σε κοσμικές ακτίνες, οι οποίες, προερχόμενες από το διάστημα, διεισδύουν στην ατμόσφαιρα και παρατηρούνται στην επιφάνεια της γης, και στα ύψη του Έλμπρους, ακόμη και υπόγεια σε αρκετά μεγάλο βάθος. Αποδεικνύεται ότι οι κοσμικές ακτίνες, εισερχόμενες στην ατμόσφαιρα, δημιουργούν αρνητικά και θετικά φορτισμένα σωματίδια με μάζα περίπου 200 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα ενός ηλεκτρονίου. Αυτά τα σωματίδια είναι ταυτόχρονα 10 φορές ελαφρύτερα από το πρωτόνιο και το νετρόνιο (τα οποία είναι περίπου 2000 φορές βαρύτερα από το ηλεκτρόνιο). Επομένως, αυτά είναι μερικά σωματίδια «μέσου» βάρους. Ως εκ τούτου ονομάστηκαν μεσοτρόνια, ή μεσόνια για συντομία. Η ύπαρξή τους ως μέρος των κοσμικών ακτίνων στην ατμόσφαιρα της γης είναι πλέον αναμφισβήτητη.

Το ίδιο I.E. Ο Tamm πρόσφατα μελετούσε τους νόμους της κίνησης του μεσονίου. Αποδεικνύεται ότι έχουν ιδιαίτερες ιδιότητες, από πολλές απόψεις όχι παρόμοιες με τις ιδιότητες των ηλεκτρονίων και των ποζιτρονίων. Με βάση τη θεωρία των μεσονίων, αυτός μαζί με τον L.D. Ο Landau δημιούργησε μια εξαιρετικά ενδιαφέρουσα θεωρία για το σχηματισμό νετρονίων και πρωτονίων.

Ο Tamm και ο Landau φαντάζονται ότι το νετρόνιο είναι ένα πρωτόνιο συνδεδεμένο με ένα αρνητικό μεσόνιο. Ένα θετικά φορτισμένο πρωτόνιο με ένα αρνητικό ηλεκτρόνιο σχηματίζει ένα άτομο υδρογόνου, το οποίο είναι πολύ γνωστό σε εμάς. Αλλά αν αντί για ένα αρνητικό ηλεκτρόνιο υπάρχει ένα αρνητικό μεσόνιο, ένα σωματίδιο 200 φορές βαρύτερο, με ειδικές ιδιότητες, τότε ένας τέτοιος συνδυασμός καταλαμβάνει πολύ λιγότερο χώρο και σε όλες τις ιδιότητές του ταιριάζει πολύ με αυτό που γνωρίζουμε για το νετρόνιο.

Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, πιστεύεται ότι ένα νετρόνιο είναι ένα πρωτόνιο συζευγμένο με ένα αρνητικό μεσόνιο, και αντίστροφα, ένα πρωτόνιο είναι ένα νετρόνιο συζευγμένο με ένα θετικό μεσόνιο.

Έτσι, τα «στοιχειώδη» σωματίδια - πρωτόνια και νετρόνια - μπροστά στα μάτια μας αρχίζουν να διαχωρίζονται ξανά και να αποκαλύπτουν την πολύπλοκη δομή τους.

Αλλά ίσως ακόμα πιο ενδιαφέρον είναι ότι μια τέτοια θεωρία μας επιστρέφει και πάλι στην ηλεκτρική θεωρία της ύλης, διαταραγμένη από την εμφάνιση νετρονίων. Τώρα και πάλι μπορεί να υποστηριχθεί ότι όλα τα στοιχεία του ατόμου και του πυρήνα του που είναι μέχρι τώρα γνωστά σε εμάς είναι ουσιαστικά ηλεκτρικής προέλευσης.

Ωστόσο, δεν πρέπει να σκεφτεί κανείς ότι στον πυρήνα έχουμε να κάνουμε απλώς με επανάληψη των ιδιοτήτων του ίδιου ατόμου.

Προχωρώντας από την εμπειρία που έχει συσσωρευτεί στην αστρονομία και τη μηχανική στην κλίμακα του ατόμου, στα 100 εκατομμυριοστά του εκατοστού, βρισκόμαστε σε έναν νέο κόσμο όπου εμφανίζονται άγνωστες μέχρι τώρα νέες φυσικές ιδιότητες της ατομικής φυσικής. Αυτές οι ιδιότητες εξηγούνται από την κβαντομηχανική.

Είναι απολύτως φυσικό να περιμένουμε, και, προφανώς, η εμπειρία μας το δείχνει ήδη αυτό, ότι όταν περάσουμε στο επόμενο στάδιο, στον ατομικό πυρήνα, και ο ατομικός πυρήνας είναι ακόμα 100 χιλιάδες φορές μικρότερος από το άτομο, τότε εδώ ανακαλύπτουμε ακόμη και νέοι, συγκεκριμένοι νόμοι πυρηνικές διεργασίες που δεν εκδηλώνονται αισθητά ούτε στο άτομο ούτε σε μεγάλα σώματα.

Αυτή η κβαντομηχανική, που μας περιγράφει τέλεια όλες τις ιδιότητες των ατομικών συστημάτων, αποδεικνύεται ανεπαρκής και πρέπει να συμπληρωθεί και να διορθωθεί σύμφωνα με τα φαινόμενα που βρίσκονται στον ατομικό πυρήνα.

Κάθε τέτοιο ποσοτικό στάδιο συνοδεύεται από την εκδήλωση ποιοτικά νέων ιδιοτήτων. Οι δυνάμεις που συνδέουν το πρωτόνιο και το νετρόνιο με το μεσόνιο δεν είναι οι δυνάμεις της ηλεκτροστατικής έλξης, αλλά οι νόμοι του Coulomb, που συνδέουν τον πυρήνα του υδρογόνου με το ηλεκτρόνιό του, είναι δυνάμεις πιο πολύπλοκης φύσης, που περιγράφονται από τη θεωρία του Tamm.

Έτσι μας φαίνεται τώρα η δομή του ατομικού πυρήνα. Οι σύζυγοι Pierre και Marie Curie το 1899. ανακάλυψε το ράδιο και μελέτησε τις ιδιότητές του. Όμως ο δρόμος της παρατήρησης, αναπόφευκτος στο πρώτο στάδιο, αφού δεν είχαμε άλλο, είναι ένας εξαιρετικά αναποτελεσματικός δρόμος για την ανάπτυξη της επιστήμης.

Η ταχεία ανάπτυξη εξασφαλίζεται από τη δυνατότητα ενεργού επιρροής στο αντικείμενο που μελετάται. Αρχίσαμε να αναγνωρίζουμε τον ατομικό πυρήνα όταν μάθαμε να τον τροποποιούμε ενεργά. Αυτό είναι τόλμη. πριν από περίπου 20 χρόνια στον διάσημο Άγγλο φυσικό Ράδερφορντ.

Είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό ότι όταν δύο ατομικοί πυρήνες συναντώνται, θα περίμενε κανείς ότι οι πυρήνες θα επηρεάσουν ο ένας τον άλλον. Πώς όμως να πραγματοποιηθεί μια τέτοια συνάντηση; Άλλωστε, οι πυρήνες είναι θετικά φορτισμένοι. Όταν πλησιάζουν το ένα το άλλο, απωθούν το ένα το άλλο· τα μεγέθη τους είναι τόσο μικρά που οι απωστικές δυνάμεις φτάνουν σε τεράστια μεγέθη. Η ατομική ενέργεια χρειάζεται για να ξεπεραστούν αυτές οι δυνάμεις και να αναγκαστεί ένας πυρήνας να συναντήσει έναν άλλο. Για να συσσωρευτεί τέτοια ενέργεια, ήταν απαραίτητο να αναγκαστούν οι πυρήνες να περάσουν μέσα από μια διαφορά δυναμικού της τάξης του 1 εκατομμυρίου V. Και έτσι, όταν το 1930 λήφθηκαν κοίλοι σωλήνες, στους οποίους ήταν δυνατό να δημιουργηθούν διαφορές δυναμικού άνω του 0,5 εκατομμύρια V, χρησιμοποιήθηκαν αμέσως για να επηρεάσουν τους ατομικούς πυρήνες.

Πρέπει να ειπωθεί ότι τέτοιοι σωλήνες δεν ελήφθησαν από τη φυσική του ατομικού πυρήνα, αλλά από την ηλεκτρική μηχανική σε σχέση με το πρόβλημα της μετάδοσης ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις.

Ένα μακροχρόνιο όνειρο της ηλεκτροτεχνίας υψηλής τάσης είναι η μετάβαση από το εναλλασσόμενο ρεύμα στο συνεχές ρεύμα. Για να γίνει αυτό, πρέπει να είστε σε θέση να μετατρέψετε τα εναλλασσόμενα ρεύματα υψηλής τάσης σε συνεχή ρεύματα και αντίστροφα.

Για αυτόν τον σκοπό, που δεν έχει επιτευχθεί ακόμη και τώρα, δημιουργήθηκαν σωλήνες στους οποίους πυρήνες υδρογόνου πέρασαν από πάνω από 0,5 εκατομμύρια V και έλαβαν υψηλή κινητική ενέργεια. Αυτό το τεχνικό επίτευγμα χρησιμοποιήθηκε αμέσως και έγινε μια προσπάθεια στο Κέμπριτζ να κατευθύνουν αυτά τα γρήγορα σωματίδια στους πυρήνες διαφόρων ατόμων.

Φυσικά, φοβούμενοι ότι η αμοιβαία απώθηση δεν θα επέτρεπε στους πυρήνες να συναντηθούν, πήραν τους πυρήνες με τη χαμηλότερη φόρτιση. Το πρωτόνιο έχει το μικρότερο φορτίο. Επομένως, σε έναν κοίλο σωλήνα, η ροή των πυρήνων του υδρογόνου πέρασε μέσα από μια διαφορά δυναμικού έως και 700 χιλιάδων V. Στο μέλλον, επιτρέψτε στην ενέργεια που λαμβάνει ένα φορτίο ηλεκτρονίου ή πρωτονίου αφού περάσει το 1 V να ονομαστεί ηλεκτρονιοβολτ. Τα πρωτόνια, που λαμβάνουν ενέργεια περίπου 0,7 εκατομμύρια eV, κατευθύνθηκαν σε ένα παρασκεύασμα που περιείχε λίθιο.

Το λίθιο καταλαμβάνει την τρίτη θέση στον περιοδικό πίνακα. Το ατομικό του βάρος είναι 7. έχει 3 πρωτόνια και 4 νετρόνια. Όταν ένα άλλο πρωτόνιο εισέλθει στον πυρήνα του λιθίου και τον ενώσει, θα έχουμε ένα σύστημα 4 πρωτονίων και 4 νετρονίων, δηλ. το τέταρτο στοιχείο είναι το βηρύλλιο με ατομικό βάρος 8. Ένας τέτοιος πυρήνας βηρυλλίου διασπάται σε δύο μισά, καθένα από τα οποία έχει ατομικό βάρος 4 και φορτίο 2, δηλ. είναι ένας πυρήνας ηλίου.

Πράγματι, αυτό είναι που παρατηρήθηκε. Όταν το λίθιο βομβαρδίστηκε με πρωτόνια, οι πυρήνες ηλίου εκτινάχθηκαν. Επιπλέον, μπορεί κανείς να διαπιστώσει ότι 2 b-σωματίδια με ενέργεια 8,5 εκατομμύρια eV το καθένα πετούν προς αντίθετες κατευθύνσεις την ίδια στιγμή.

Μπορούμε να βγάλουμε δύο συμπεράσματα από αυτή την εμπειρία. Πρώτον, πήραμε ήλιο από υδρογόνο και λίθιο. Δεύτερον, έχοντας ξοδέψει ένα πρωτόνιο με ενέργεια 0,5 εκατομμυρίων eV (και στη συνέχεια αποδείχθηκαν επαρκή 70.000 eV), λάβαμε 2 σωματίδια, καθένα από τα οποία έχει 8,5 εκατομμύρια eV, δηλ. 17 εκατομμύρια eV.

Σε αυτή τη διαδικασία, λοιπόν, έχουμε πραγματοποιήσει μια αντίδραση που συνοδεύεται από την απελευθέρωση ενέργειας από τον ατομικό πυρήνα. Έχοντας ξοδέψει μόνο 0,5 εκατομμύρια eV, λάβαμε 17 εκατομμύρια - 35 φορές περισσότερα.

Αλλά από πού προέρχεται αυτή η ενέργεια; Φυσικά δεν παραβιάζεται ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας. Όπως πάντα, έχουμε να κάνουμε με τη μετατροπή ενός τύπου ενέργειας σε άλλο. Η εμπειρία δείχνει ότι δεν χρειάζεται να ψάχνουμε για μυστηριώδεις, άγνωστες ακόμη πηγές.

Έχουμε ήδη δει ότι η μάζα μετρά την ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται σε ένα σώμα. Εάν απελευθερώσαμε ενέργεια 17 εκατομμυρίων eV, τότε θα πρέπει να περιμένουμε ότι το ενεργειακό απόθεμα στα άτομα έχει μειωθεί και επομένως το βάρος (μάζα) τους έχει μειωθεί.

Πριν από τη σύγκρουση, είχαμε έναν πυρήνα λιθίου του οποίου το ακριβές ατομικό βάρος είναι 7,01819 και υδρογόνο, του οποίου το ατομικό βάρος είναι 1,00813. Επομένως, πριν από τη συνάντηση υπήρχε ένα άθροισμα ατομικών βαρών 8,02632, και μετά τη σύγκρουση απελευθερώθηκαν 2 σωματίδια ηλίου, το ατομικό βάρος του οποίου ήταν 4,00389. Αυτό σημαίνει ότι δύο πυρήνες ηλίου έχουν ατομικό βάρος 8,0078. Αν συγκρίνουμε αυτούς τους αριθμούς, αποδεικνύεται ότι αντί για το άθροισμα των ατομικών βαρών 8,026, παραμένει 8,008. η μάζα μειώθηκε κατά 0,018 μονάδες.

Αυτή η μάζα θα πρέπει να αποδίδει ενέργεια 17,25 εκατομμυρίων eV, αλλά στην πραγματικότητα μετρήθηκαν 17,13 εκατομμύρια. Δεν μπορούμε να περιμένουμε καλύτερη σύμπτωση.

Μπορούμε να πούμε ότι λύσαμε το πρόβλημα της αλχημείας -μετατροπή ενός στοιχείου σε άλλο- και το πρόβλημα της απόκτησης ενέργειας από ενδοατομικά αποθέματα;

Αυτό το p είναι αληθές και ψευδές. Λάθος με την πρακτική έννοια της λέξης. Άλλωστε, όταν μιλάμε για τη δυνατότητα μετασχηματισμού στοιχείων, περιμένουμε να ληφθούν τέτοιες ποσότητες της ουσίας με τις οποίες μπορεί να γίνει κάτι. Το ίδιο ισχύει και για την ενέργεια.

Από έναν μόνο πυρήνα πήραμε στην πραγματικότητα 35 φορές περισσότερη ενέργεια από ό,τι ξοδέψαμε. Μπορούμε όμως να κάνουμε αυτό το φαινόμενο τη βάση για την τεχνική χρήση των αποθεμάτων ενδοπυρηνικής ενέργειας;

Δυστυχώς όχι. Από ολόκληρη τη ροή των πρωτονίων, περίπου ένα στο εκατομμύριο θα συναντήσει έναν πυρήνα λιθίου στην πορεία. 999.999 άλλα protopop πέφτουν στον πυρήνα και σπαταλούν την ενέργειά τους. Το γεγονός είναι ότι το «πυροβολικό» μας εκτοξεύει ρεύματα πρωτονίων στους πυρήνες των ατόμων χωρίς «όραμα». Γι' αυτό από ένα εκατομμύριο μόνο ένας θα πέσει στον πυρήνα. το συνολικό υπόλοιπο είναι ασύμφορο. Για να «βομβαρδίσει» τον πυρήνα, χρησιμοποιείται μια τεράστια μηχανή που καταναλώνει μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας και το αποτέλεσμα είναι αρκετά εκτοξευόμενα άτομα, η ενέργεια των οποίων δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ούτε για ένα μικρό παιχνίδι.

Έτσι ήταν τα πράγματα πριν από 9 χρόνια. Πώς αναπτύχθηκε περαιτέρω η πυρηνική φυσική; Με την ανακάλυψη των νετρονίων, έχουμε ένα βλήμα που μπορεί να φτάσει σε οποιοδήποτε πυρήνα, αφού δεν υπάρχουν απωστικές δυνάμεις μεταξύ τους. Χάρη σε αυτό, είναι πλέον δυνατή η διεξαγωγή αντιδράσεων σε όλο τον περιοδικό πίνακα χρησιμοποιώντας νετρόνια. Δεν υπάρχει ούτε ένα στοιχείο που να μην μπορούμε να το μετατρέψουμε σε άλλο. Μπορούμε, για παράδειγμα, να μετατρέψουμε τον υδράργυρο σε χρυσό, αλλά σε ασήμαντες ποσότητες. Ανακαλύφθηκε ότι υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί συνδυασμοί πρωτονίων και νετρονίων.

Ο Mendeleev φαντάστηκε ότι υπήρχαν 92 διαφορετικά άτομα, ότι κάθε κύτταρο αντιστοιχούσε σε έναν τύπο ατόμου. Ας πάρουμε το 17ο κύτταρο, που καταλαμβάνεται από χλώριο. Επομένως, το χλώριο είναι ένα στοιχείο του οποίου ο πυρήνας έχει 17 φορτία. ο αριθμός σε αυτό μπορεί να είναι είτε 18 είτε 20. Όλοι αυτοί θα είναι πυρήνες διαφορετικής κατασκευής με διαφορετικά ατομικά βάρη, αλλά επειδή τα φορτία τους είναι ίδια, πρόκειται για πυρήνες του ίδιου χημικού στοιχείου. Τα ονομάζουμε ισότοπα του χλωρίου. Χημικά, τα ισότοπα δεν διακρίνονται. γι' αυτό ο Μεντελέεφ υποψιάστηκε την ύπαρξή τους. Ο αριθμός των διαφορετικών πυρήνων είναι επομένως πολύ μεγαλύτερος από 92. Τώρα γνωρίζουμε περίπου 350 διαφορετικούς σταθερούς πυρήνες, οι οποίοι βρίσκονται σε 92 κύτταρα του περιοδικού πίνακα, και, επιπλέον, περίπου 250 ραδιενεργούς πυρήνες, οι οποίοι, όταν διασπώνται, εκπέμπουν ακτίνες - πρωτόνια, νετρόνια, ποζιτρόνια, ηλεκτρόνια, ακτίνες g (φωτόνια) κ.λπ.

Εκτός από εκείνες τις ραδιενεργές ουσίες που υπάρχουν στη φύση (αυτά είναι τα βαρύτερα στοιχεία του περιοδικού πίνακα), έχουμε τώρα την ευκαιρία να παράγουμε τεχνητά οποιεσδήποτε ραδιενεργές ουσίες, αποτελούμενες τόσο από ελαφρά όσο και από μεσαία και βαριά άτομα. Συγκεκριμένα, μπορούμε να πάρουμε ραδιενεργό νάτριο.Αν τρώμε επιτραπέζιο αλάτι, που περιέχει ραδιενεργό νάτριο, τότε μπορούμε να παρακολουθήσουμε την κίνηση των ραδιενεργών ατόμων νατρίου σε όλο το σώμα. Τα ραδιενεργά άτομα επισημαίνονται· εκπέμπουν ακτίνες που μπορούμε να ανιχνεύσουμε και με τη βοήθειά τους να ανιχνεύσουμε τη διαδρομή μιας δεδομένης ουσίας σε οποιονδήποτε ζωντανό οργανισμό.

Με τον ίδιο τρόπο, εισάγοντας ραδιενεργά άτομα σε χημικές ενώσεις, μπορούμε να ανιχνεύσουμε ολόκληρη τη δυναμική της διαδικασίας, την κινητική της χημικής αντίδρασης. Προηγούμενες μέθοδοι καθόρισαν το τελικό αποτέλεσμα της αντίδρασης, αλλά τώρα μπορούμε να παρατηρήσουμε ολόκληρη την πορεία της.

Αυτό παρέχει ένα ισχυρό εργαλείο για περαιτέρω έρευνα στον τομέα της χημείας, της βιολογίας και της γεωλογίας. στη γεωργία θα είναι δυνατή η παρακολούθηση της κίνησης της υγρασίας στο έδαφος, η κίνηση των θρεπτικών ουσιών, η μεταφορά τους στις ρίζες των φυτών κ.λπ. Αυτό που δεν μπορούσαμε να δούμε άμεσα μέχρι τώρα γίνεται προσβάσιμο.

Ας επιστρέψουμε στο ερώτημα εάν είναι δυνατή η λήψη ενέργειας από ενδοπυρηνικά αποθέματα;

Πριν από δύο χρόνια φαινόταν σαν ένα απελπιστικό έργο. Είναι αλήθεια ότι ήταν σαφές ότι πέρα ​​από τα όρια του γνωστού πριν από δύο χρόνια υπήρχε μια τεράστια περιοχή του αγνώστου, αλλά

Δεν έχουμε δει συγκεκριμένους τρόπους χρήσης της πυρηνικής ενέργειας.

Στα τέλη Δεκεμβρίου 1938 ανακαλύφθηκε ένα φαινόμενο που άλλαξε εντελώς την κατάσταση του ζητήματος. Αυτό είναι το φαινόμενο της διάσπασης του ουρανίου.

Η διάσπαση του ουρανίου διαφέρει σημαντικά από άλλες προηγουμένως γνωστές διεργασίες ραδιενεργής διάσπασης, κατά τις οποίες κάποιο σωματίδιο - ένα πρωτόνιο, ένα ποζιτρόνιο, ένα ηλεκτρόνιο - πετάει έξω από τον πυρήνα. Όταν ένα νετρόνιο χτυπά έναν πυρήνα ουρανίου, ο πυρήνας μπορεί να ειπωθεί ότι διασπάται σε 2 μέρη. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, όπως αποδεικνύεται, εκπέμπονται αρκετά ακόμη νετρόνια από τον πυρήνα. Και αυτό οδηγεί στο εξής συμπέρασμα.

Φανταστείτε ότι ένα νετρόνιο πέταξε σε μια μάζα ουρανίου, συνάντησε μερικούς από τους πυρήνες του, τον χώρισε, απελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, έως περίπου 160 εκατομμύρια eV, και, επιπλέον, 3 νετρόνια πετάγονται επίσης έξω, τα οποία θα συναντήσουν το γειτονικό ουράνιο οι πυρήνες, χωρίζοντάς τους, ο καθένας θα απελευθερώσει ξανά 160 εκατομμύρια eV και θα δώσει ξανά 3 νετρόνια.

Είναι εύκολο να φανταστεί κανείς πώς θα εξελιχθεί αυτή η διαδικασία. Ένας διασχισμένος πυρήνας θα παράγει 3 νετρόνια. Θα προκαλέσουν τη διάσπαση τριών νέων, καθένα από τα οποία θα δώσει άλλα 3, θα εμφανιστούν 9, μετά 27, μετά 81 κ.λπ. νετρόνια. Και σε ένα ασήμαντο κλάσμα του δευτερολέπτου αυτή η διαδικασία θα εξαπλωθεί σε ολόκληρη τη μάζα των πυρήνων ουρανίου.

Για να συγκρίνουμε την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την κατάρρευση του ουρανίου με τις ενέργειες που γνωρίζουμε, επιτρέψτε μου να κάνω αυτή τη σύγκριση. Κάθε άτομο μιας εύφλεκτης ή εκρηκτικής ουσίας απελευθερώνει περίπου 10 eV ενέργειας, αλλά εδώ ένας πυρήνας απελευθερώνει 160 εκατομμύρια eV. Κατά συνέπεια, η ενέργεια εδώ είναι 16 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τις εκρηκτικές εκλύσεις. Αυτό σημαίνει ότι θα υπάρξει μια έκρηξη της οποίας η δύναμη είναι 16 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την έκρηξη του ισχυρότερου εκρηκτικού.

Συχνά, ειδικά στην εποχή μας, ως αναπόφευκτο αποτέλεσμα του ιμπεριαλιστικού σταδίου ανάπτυξης του καπιταλισμού, τα επιστημονικά επιτεύγματα χρησιμοποιούνται στον πόλεμο για την εξόντωση ανθρώπων. Αλλά είναι φυσικό να σκεφτόμαστε να τα χρησιμοποιήσουμε προς όφελος του ανθρώπου.

Τέτοια συγκεντρωμένα αποθέματα ενέργειας μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κινητήρια δύναμη για όλη την τεχνολογία μας. Το πώς να το κάνετε αυτό είναι, φυσικά, ένα εντελώς ασαφές έργο. Οι νέες πηγές ενέργειας δεν έχουν έτοιμη τεχνολογία. Θα πρέπει να το δημιουργήσουμε ξανά. Αλλά πρώτα απ 'όλα, πρέπει να μάθετε πώς να παράγετε ενέργεια. Υπάρχουν ακόμη ανυπέρβλητες δυσκολίες στον δρόμο προς αυτό.

Το ουράνιο κατατάσσεται στην 92η θέση στον περιοδικό πίνακα, έχει 92 φορτία, αλλά υπάρχουν αρκετά ισότοπα. Το ένα έχει ατομικό βάρος 238, το άλλο - 234, το τρίτο - 235. Από όλα αυτά τα διαφορετικά ουράνια, μια χιονοστιβάδα ενέργειας μπορεί να αναπτυχθεί μόνο στο ουράνιο 235, αλλά μόνο το 0,7% αυτού · Σχεδόν το 99% είναι ουράνιο-238, το οποίο έχει την ιδιότητα να αναχαιτίζει νετρόνια στην πορεία. Ένα νετρόνιο που εκπέμπεται από έναν πυρήνα ουρανίου-235 πριν φτάσει σε έναν άλλο πυρήνα ουρανίου-235 θα αναχαιτιστεί από έναν πυρήνα ουρανίου-238. Η χιονοστιβάδα δεν θα μεγαλώσει. Αλλά ένα τέτοιο έργο δεν μπορεί να εγκαταλειφθεί εύκολα. Μια διέξοδος είναι η παραγωγή ουρανίου που περιέχει σχεδόν μόνο ουράνιο-235.

Μέχρι τώρα, ωστόσο, ήταν δυνατός ο διαχωρισμός των ισοτόπων μόνο σε ποσότητες κλασμάτων του χιλιοστού και για να πραγματοποιηθεί μια χιονοστιβάδα, πρέπει να έχετε αρκετούς τόνους ουρανίου-235. Από κλάσματα του χιλιοστού έως αρκετούς τόνους, το μονοπάτι είναι τόσο μακριά που μοιάζει με επιστημονική φαντασία και όχι μια πραγματική εργασία. Αλλά ακόμα κι αν δεν γνωρίζουμε επί του παρόντος φθηνά και ευρέως διαδεδομένα μέσα διαχωρισμού ισοτόπων, αυτό δεν σημαίνει ότι όλοι οι δρόμοι προς αυτό είναι κλειστοί. Ως εκ τούτου, τόσο οι Σοβιετικοί όσο και οι ξένοι επιστήμονες εργάζονται τώρα επιμελώς σε μεθόδους διαχωρισμού ισοτόπων.

Αλλά ένας άλλος τρόπος ανάμειξης του ουρανίου με μια ουσία που απορροφά ελάχιστα, αλλά διασκορπίζει έντονα και επιβραδύνει τα νετρόνια, είναι επίσης δυνατός. Το γεγονός είναι ότι τα αργά νετρόνια, που διασπούν το ουράνιο-235, δεν σταματούν από το ουράνιο-238. Η κατάσταση αυτή τη στιγμή είναι τέτοια που μια απλή προσέγγιση δεν οδηγεί στον στόχο, αλλά υπάρχουν ακόμα διαφορετικές δυνατότητες, πολύ περίπλοκες, δύσκολες, αλλά όχι απελπιστικές. Εάν ένα από αυτά τα μονοπάτια είχε οδηγήσει στον στόχο, τότε, πιθανώς, θα είχε δημιουργήσει μια επανάσταση σε όλη την τεχνολογία, η οποία στη σημασία της θα είχε ξεπεράσει την εμφάνιση της ατμομηχανής και του ηλεκτρισμού.

Δεν υπάρχει επομένως κανένας λόγος να πιστεύουμε ότι το πρόβλημα έχει λυθεί, ότι το μόνο που έχουμε να κάνουμε είναι να μάθουμε να χρησιμοποιούμε ενέργεια και όλη η παλιά τεχνολογία μπορεί να πεταχτεί στα σκουπίδια. Τίποτα σαν αυτό. Πρώτον, δεν γνωρίζουμε ακόμη πώς να εξάγουμε ενέργεια από το ουράνιο και, δεύτερον, εάν το p μπορούσε να εξαχθεί, τότε η χρήση του θα απαιτούσε πολύ χρόνο και εργασία. Δεδομένου ότι αυτά τα κολοσσιαία αποθέματα ενέργειας υπάρχουν στους πυρήνες, θα μπορούσε κανείς να σκεφτεί ότι αργά ή γρήγορα θα βρεθούν τρόποι για να τα χρησιμοποιήσουν.

Στο δρόμο για τη μελέτη του προβλήματος του ουρανίου, έγινε μια εξαιρετικά ενδιαφέρουσα μελέτη στην Ένωση. Αυτό είναι το έργο δύο νεαρών Σοβιετικών επιστημόνων - του μέλους της Komsomol Flerov και του νεαρού Σοβιετικού φυσικού Petrzhak. Κατά τη μελέτη του φαινομένου της σχάσης του ουρανίου, παρατήρησαν ότι το ουράνιο διασπάται από μόνο του χωρίς καμία εξωτερική επίδραση. Pa 10 εκατομμύρια ακτίνες άλφα που εκπέμπει το ουράνιο, μόνο 6 αντιστοιχούν σε θραύσματα από τη διάσπασή του. Ήταν δυνατό να παρατηρήσετε αυτά τα 0 σωματίδια ανάμεσα σε 10 εκατομμύρια άλλα μόνο με μεγάλη παρατήρηση και εξαιρετική πειραματική τέχνη.

Δύο νέοι φυσικοί δημιούργησαν εξοπλισμό που ήταν 40 φορές πιο ευαίσθητος από οτιδήποτε μέχρι τώρα γνωστό, και ταυτόχρονα τόσο ακριβής που μπορούσαν με σιγουριά να αποδώσουν μια πραγματική τιμή σε αυτά τα 6 σημεία από τα 10 εκατομμύρια. Στη συνέχεια διαδοχικά Και Έλεγξαν συστηματικά τα συμπεράσματά τους και καθιέρωσαν σταθερά το νέο φαινόμενο της αυθόρμητης αποσύνθεσης του ουρανίου.

Αυτό το έργο είναι αξιοσημείωτο όχι μόνο για τα αποτελέσματά του, για την επιμονή του, αλλά για τη λεπτότητα του πειράματος, αλλά για την ευρηματικότητα των συγγραφέων. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο ένας είναι 27 ετών και ο άλλος 32, τότε μπορείτε να περιμένετε πολλά από αυτούς. Το έργο αυτό υποβλήθηκε για το Βραβείο Στάλιν.

Το φαινόμενο που ανακάλυψαν οι Flerov και Pietrzak δείχνει ότι το στοιχείο 92 είναι ασταθές. Είναι αλήθεια ότι θα χρειαστούν 1010 χρόνια για να καταρρεύσουν οι μισοί από όλους τους διαθέσιμους πυρήνες ουρανίου. Αλλά γίνεται σαφές γιατί ο περιοδικός πίνακας τελειώνει με αυτό το στοιχείο.

Τα βαρύτερα στοιχεία θα είναι ακόμα πιο ασταθή. Καταστρέφονται γρηγορότερα και ως εκ τούτου δεν επιβίωσαν σε εμάς. Το ότι αυτό είναι έτσι επιβεβαιώθηκε και πάλι από την άμεση εμπειρία. Μπορούμε να κατασκευάσουμε 93 - ου και το στοιχείο 94, αλλά ζουν πολύ σύντομες ζωές, λιγότερο από 1000 χρόνια.*

Ως εκ τούτου, όπως μπορείτε να δείτε, αυτή η εργασία έχει θεμελιώδη σημασία. Όχι μόνο ανακαλύφθηκε ένα νέο γεγονός, αλλά αποσαφηνίστηκε ένα από τα μυστήρια του περιοδικού πίνακα.

Η μελέτη του ατομικού πυρήνα έχει ανοίξει προοπτικές για τη χρήση ενδοατομικών αποθεμάτων, αλλά μέχρι στιγμής δεν έχει δώσει στην τεχνολογία τίποτα πραγματικό. Ετσι φαίνεται. Αλλά στην πραγματικότητα, όλη η ενέργεια που χρησιμοποιούμε στην τεχνολογία είναι όλη η πυρηνική ενέργεια. Στην πραγματικότητα, από πού παίρνουμε την ενέργεια από τον άνθρακα, το πετρέλαιο, πού παίρνουν την ενέργειά τους οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί;

Γνωρίζετε καλά ότι η ενέργεια των ακτίνων του ήλιου, που απορροφάται από τα πράσινα φύλλα των φυτών, αποθηκεύεται με τη μορφή άνθρακα, οι ακτίνες του ήλιου, το νερό που εξατμίζεται, το ανεβάζετε και το ρίχνετε με τη μορφή βροχής στα ύψη, στο μορφή ορεινών ποταμών που παρέχουν ενέργεια σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς.

Όλα τα είδη ενέργειας που χρησιμοποιούμε προέρχονται από τον Ήλιο. Ο Ήλιος εκπέμπει τεράστια ποσότητα ενέργειας όχι μόνο προς τη Γη, αλλά προς όλες τις κατευθύνσεις, και έχουμε λόγους να πιστεύουμε ότι ο Ήλιος υπάρχει εδώ και εκατοντάδες δισεκατομμύρια χρόνια. Αν υπολογίσετε πόση ενέργεια εκπέμπεται σε αυτό το διάστημα, τίθεται το ερώτημα - από πού προέρχεται αυτή η ενέργεια, πού είναι η πηγή της;

Όλα όσα μπορούσαμε να καταλήξουμε στο παρελθόν αποδείχθηκαν ανεπαρκή και μόνο τώρα φαίνεται να έχουμε τη σωστή απάντηση. Η πηγή ενέργειας όχι μόνο από τον Ήλιο, αλλά και από άλλα αστέρια (ο Ήλιος μας δεν διαφέρει από τα άλλα αστέρια από αυτή την άποψη) είναι πυρηνικές αντιδράσεις. Στο κέντρο του άστρου, χάρη στις δυνάμεις της βαρύτητας, υπάρχει κολοσσιαία πίεση και πολύ υψηλή θερμοκρασία - 20 εκατομμύρια βαθμούς. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, οι πυρήνες των ατόμων συχνά συγκρούονται μεταξύ τους και κατά τη διάρκεια αυτών των συγκρούσεων συμβαίνουν πυρηνικές αντιδράσεις, ένα παράδειγμα των οποίων είναι ο βομβαρδισμός του λιθίου με πρωτόνια.

Ένας πυρήνας υδρογόνου συγκρούεται με έναν πυρήνα άνθρακα ατομικού βάρους 12, παράγοντας άζωτο 13, το οποίο μετατρέπεται σε άνθρακα 13, εκπέμποντας ένα θετικό ποζιτρόνιο. Στη συνέχεια, ο νέος άνθρακας 13 συγκρούεται με έναν άλλο πυρήνα υδρογόνου και ούτω καθεξής. Αυτό που καταλήγεις είναι ο ίδιος άνθρακας 12 που ξεκίνησε τα πράγματα. Ο άνθρακας εδώ πέρασε μόνο από διαφορετικά στάδια και συμμετείχε μόνο ως καταλύτης. Αλλά αντί για 4 πυρήνες υδρογόνου, στο τέλος της αντίδρασης εμφανίστηκε ένας νέος πυρήνας ηλίου και δύο επιπλέον θετικά φορτία.

Μέσα σε όλα τα αστέρια, τα διαθέσιμα αποθέματα υδρογόνου μετατρέπονται σε ήλιο μέσω τέτοιων αντιδράσεων και εδώ οι πυρήνες γίνονται πιο πολύπλοκοι. Από τους απλούστερους πυρήνες υδρογόνου, σχηματίζεται το επόμενο στοιχείο - ήλιο. Η ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται σε αυτή την περίπτωση, όπως δείχνουν οι υπολογισμοί, αντιστοιχεί ακριβώς στην ενέργεια που εκπέμπεται από το αστέρι. Γι' αυτό τα αστέρια δεν δροσίζονται. Αναπληρώνουν συνεχώς την ενεργειακή τους παροχή, φυσικά, αρκεί να υπάρχει απόθεμα υδρογόνου.

Στη διάσπαση του ουρανίου, έχουμε να κάνουμε με την κατάρρευση βαρέων πυρήνων και τη μετατροπή τους σε πολύ ελαφρύτερους.

Στον κύκλο των φυσικών φαινομένων, βλέπουμε έτσι δύο ακραίους κρίκους - οι βαρύτεροι καταρρέουν, οι ελαφρύτεροι ενώνονται, φυσικά, υπό εντελώς διαφορετικές συνθήκες.

Εδώ κάναμε το πρώτο βήμα προς το πρόβλημα της εξέλιξης των στοιχείων.

Βλέπετε ότι αντί του θερμικού θανάτου, που είχε προβλεφθεί από τη φυσική του περασμένου αιώνα, είχε προβλεφθεί, όπως τόνισε ο Ένγκελς, χωρίς επαρκείς λόγους, με βάση μόνο τους νόμους των θερμικών φαινομένων, μετά από 80 χρόνια προέκυψαν πολύ πιο ισχυρές διεργασίες που υποδεικνύουν ότι μας κάποιου είδους ενεργειακό κύκλο στη φύση, στο γεγονός ότι σε κάποια σημεία υπάρχει μια επιπλοκή, και σε άλλα σημεία η αποσύνθεση της ύλης.

Ας περάσουμε τώρα από τον ατομικό πυρήνα στο κέλυφός του και μετά σε μεγάλα σώματα που αποτελούνται από έναν τεράστιο αριθμό ατόμων.

Όταν έμαθαν για πρώτη φορά ότι ένα άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα ηλεκτρονίων p, τα ηλεκτρόνια φάνηκαν να είναι οι πιο στοιχειώδεις, απλούστεροι από όλους τους σχηματισμούς. Αυτά ήταν αρνητικά ηλεκτρικά φορτία, η μάζα και το φορτίο των οποίων ήταν γνωστά. Σημειώστε ότι η μάζα δεν σημαίνει ότι ποσότητα ύλης, αλλά η ποσότητα ενέργειας που διαθέτει η ουσία.

Έτσι, ξέραμε το φορτίο του ηλεκτρονίου, ξέραμε τη μάζα του, και αφού δεν ξέραμε τίποτα άλλο γι 'αυτό, φαινόταν ότι δεν υπήρχε τίποτα άλλο να γνωρίζουμε. Για να του αποδοθεί ένα κατανεμημένο σχήμα, κυβικό, επίμηκες ή επίπεδο, ήταν απαραίτητο να υπάρχουν κάποιοι λόγοι, αλλά δεν υπήρχαν λόγοι. Επομένως, θεωρήθηκε μια μπάλα διαστάσεων 2 x 10"" 2 εκ. Δεν ήταν σαφές πώς βρισκόταν αυτό το φορτίο: στην επιφάνεια της μπάλας ή γέμιζε τον όγκο της;

Όταν στην πραγματικότητα πλησιάσαμε τα ηλεκτρόνια στο άτομο και αρχίσαμε να μελετάμε τις ιδιότητές τους, αυτή η φαινομενική απλότητα άρχισε να εξαφανίζεται.

Όλοι έχουμε διαβάσει το υπέροχο βιβλίο του Λένιν «Υλισμός και Εμπειριοκριτική», που γράφτηκε το 1908, δηλ. σε μια εποχή που τα ηλεκτρόνια φαινόταν να είναι τα πιο απλά και αδιαίρετα στοιχειώδη φορτία. Στη συνέχεια ο Λένιν επεσήμανε ότι το ηλεκτρόνιο δεν μπορεί να είναι το τελευταίο στοιχείο στη γνώση μας για τη φύση, ότι στο ηλεκτρόνιο, με την πάροδο του χρόνου, θα αποκαλυφθεί μια νέα ποικιλία, άγνωστη σε εμάς ακόμη και τότε. Αυτή η πρόβλεψη, όπως και όλες οι άλλες προβλέψεις που έγιναν από τον V.I. Ο Λένιν σε αυτό το υπέροχο βιβλίο έχει ήδη δικαιωθεί. Το ηλεκτρόνιο έχει μαγνητική ροπή. Αποδείχθηκε ότι το ηλεκτρόνιο δεν είναι μόνο φορτίο, αλλά και μαγνήτης. Διαπιστώθηκε επίσης ότι είχε μια περιστροφική ροπή, το λεγόμενο σπιν. Επιπλέον, αποδείχθηκε ότι αν και το ηλεκτρόνιο κινείται γύρω από τον πυρήνα, όπως οι πλανήτες γύρω από τον Ήλιο, αλλά, σε αντίθεση με τους πλανήτες, μπορεί να κινείται μόνο κατά μήκος καλά καθορισμένων κβαντικών τροχιών, μπορεί να έχει καλά καθορισμένες ενέργειες και όχι ενδιάμεσες.

Αυτό αποδείχθηκε ότι ήταν το αποτέλεσμα του γεγονότος ότι η ίδια η κίνηση των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο μοιάζει πολύ αόριστα με την κίνηση μιας μπάλας στην τροχιά του. Οι νόμοι της κίνησης των ηλεκτρονίων είναι πιο κοντά στους νόμους της διάδοσης των κυμάτων, όπως τα κύματα φωτός.

Η κίνηση των ηλεκτρονίων, αποδεικνύεται, υπακούει στους νόμους της κυματικής κίνησης, που αποτελούν το περιεχόμενο της κυματομηχανικής. Καλύπτει όχι μόνο την κίνηση των ηλεκτρονίων, αλλά και όλα τα είδη των αρκετά μικρών σωματιδίων.

Έχουμε ήδη δει ότι ένα ηλεκτρόνιο με μικρή μάζα μπορεί να μετατραπεί σε μεσόνιο με μάζα 200 φορές μεγαλύτερη και, αντίθετα, το μεσόνιο διασπάται και εμφανίζεται ένα ηλεκτρόνιο με μάζα 200 φορές μικρότερη. Βλέπετε ότι η απλότητα του ηλεκτρονίου έχει εξαφανιστεί.

Αν ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να βρίσκεται σε δύο καταστάσεις: με χαμηλή και με υψηλή ενέργεια, τότε δεν είναι τόσο απλό σώμα. Κατά συνέπεια, η απλότητα του ηλεκτρονίου το 1908 ήταν φαινομενική απλότητα, αντανακλώντας την ατελή γνώση μας. Αυτό είναι ενδιαφέρον ως ένα από τα παραδείγματα της λαμπρής προνοητικότητας της σωστής επιστημονικής φιλοσοφίας που εκφράζεται από έναν τόσο αξιόλογο δάσκαλο που κατέκτησε τη διαλεκτική μέθοδο όπως ο Λένιν.

Έχουν όμως πρακτική σημασία οι νόμοι της κίνησης των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο μεγέθους 100 εκατομμυριοστών του εκατοστού;

Τα ηλεκτρονικά οπτικά που αναπτύχθηκαν τα τελευταία χρόνια ανταποκρίνονται σε αυτό. Δεδομένου ότι η κίνηση ενός ηλεκτρονίου συμβαίνει σύμφωνα με τους νόμους της διάδοσης των κυμάτων φωτός, οι ροές ηλεκτρονίων πρέπει να διαδίδονται με τον ίδιο περίπου τρόπο όπως οι ακτίνες φωτός. Πράγματι, τέτοιες ιδιότητες ανακαλύφθηκαν στα ηλεκτρόδια.

Σε αυτό το μονοπάτι, τα τελευταία χρόνια κατέστη δυνατό να λυθεί ένα πολύ σημαντικό πρακτικό πρόβλημα - να δημιουργηθεί ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Το οπτικό μικροσκόπιο έδωσε σε έναν άνθρωπο ένα αποτέλεσμα τεράστιας σημασίας. Αρκεί να θυμηθούμε ότι ολόκληρη η διδασκαλία για τα μικρόβια και τις ασθένειες που προκαλούν, όλες οι μέθοδοι θεραπείας τους βασίζονται σε εκείνα τα γεγονότα που μπορούν να παρατηρηθούν στο μικροσκόπιο. Τα τελευταία χρόνια, έχουν εμφανιστεί αρκετοί λόγοι που πιστεύουν ότι ο οργανικός κόσμος δεν περιορίζεται στα μικρόβια, ότι υπάρχουν κάποιοι ζωντανοί σχηματισμοί των οποίων οι διαστάσεις είναι πολύ μικρότερες από τα μικρόβια. Και ήταν εδώ που συναντήσαμε ένα φαινομενικά ανυπέρβλητο εμπόδιο.

Ένα μικροσκόπιο χρησιμοποιεί κύματα φωτός. Με τη βοήθεια των κυμάτων φωτός, ανεξάρτητα από το σύστημα φακών που χρησιμοποιούμε, είναι αδύνατο να μελετήσουμε αντικείμενα που είναι πολλές φορές μικρότερα από το φωτεινό κύμα.

Το μήκος κύματος του φωτός είναι μια πολύ μικρή τιμή, μετρούμενη σε δέκατα του μικρού. Ένα μικρό είναι ένα χιλιοστό του χιλιοστού. Αυτό σημαίνει ότι οι τιμές των 0,0002 - 0,0003 mm μπορούν να φανούν σε ένα καλό μικροσκόπιο, αλλά ακόμη και μικρότερες δεν μπορούν να φανούν. Το μικροσκόπιο είναι άχρηστο εδώ, αλλά μόνο επειδή δεν ξέρουμε πώς να φτιάξουμε καλά μικροσκόπια, αλλά επειδή τέτοια είναι η φύση του φωτός.

Ποια είναι η καλύτερη διέξοδος; Χρειάζεται φως με μικρότερο μήκος κύματος. Όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος, τόσο μικρότερα αντικείμενα μπορούμε να δούμε. Διάφοροι λόγοι μας έκαναν να σκεφτούμε ότι υπάρχουν μικροί οργανισμοί που είναι απρόσιτοι στο μικροσκόπιο και παρόλα αυτά έχουν μεγάλη σημασία στον φυτικό και ζωικό κόσμο, προκαλώντας μια σειρά από ασθένειες. Αυτοί είναι οι λεγόμενοι ιοί, φιλτραριζόμενοι και μη φιλτραριζόμενοι. Δεν εντοπίστηκαν από φωτεινά κύματα.

Οι ροές των ηλεκτρονίων μοιάζουν με κύματα φωτός. Μπορούν να συγκεντρωθούν με τον ίδιο τρόπο, όπως οι ακτίνες φωτός, και να δημιουργήσουν μια πλήρη ομοιότητα οπτικών. Ονομάζεται οπτική ηλεκτρονίων. Συγκεκριμένα, είναι επίσης δυνατή η εφαρμογή ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, δηλ. η ίδια συσκευή που θα δημιουργήσει μια εξαιρετικά μεγεθυμένη εικόνα μικρών αντικειμένων χρησιμοποιώντας ηλεκτρόνια. Το ρόλο των γυαλιών θα παίξουν τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, τα οποία δρουν στην κίνηση των ηλεκτρονίων, όπως ένας φακός στις ακτίνες φωτός. Αλλά το μήκος των ηλεκτρονικών κυμάτων είναι 100 φορές μικρότερο από τα κύματα φωτός και, επομένως, με τη βοήθεια ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μπορείτε να δείτε σώματα 100 φορές μικρότερα, όχι 10 χιλιοστά του χιλιοστού, αλλά ένα εκατομμυριοστό του χιλιοστού και ένα εκατομμυριοστό ενός χιλιοστού έχει ήδη μέγεθος μεγάλων μορίων.

Η δεύτερη διαφορά είναι ότι βλέπουμε φως με τα μάτια μας, αλλά δεν μπορούμε να δούμε ένα ηλεκτρόνιο. Αλλά αυτό δεν είναι τόσο μεγάλο ελάττωμα. Εάν δεν βλέπουμε τα ηλεκτρόνια, τότε φαίνονται καθαρά τα σημεία όπου πέφτουν. Προκαλούν την λάμψη της οθόνης ή το μαύρισμα της φωτογραφικής πλάκας και μπορούμε να μελετήσουμε μια φωτογραφία του αντικειμένου. Κατασκευάστηκε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και πήραμε ένα μικροσκόπιο με μεγέθυνση όχι 2000-3000, αλλά 150-200 χιλιάδες φορές, σημειώνοντας αντικείμενα 100 φορές μικρότερα από αυτά που είναι προσβάσιμα σε ένα οπτικό μικροσκόπιο. Οι ιοί μετατράπηκαν αμέσως από υπόθεση σε γεγονός. Μπορείτε να μελετήσετε τη συμπεριφορά τους. Μπορείτε ακόμη να δείτε το περίγραμμα των πολύπλοκων μορίων. Έτσι, λάβαμε ένα νέο ισχυρό εργαλείο για τη μελέτη της φύσης.

Είναι γνωστό πόσο τεράστιος ήταν ο ρόλος του μικροσκοπίου στη βιολογία, τη χημεία και την ιατρική. Η εμφάνιση ενός νέου όπλου θα προκαλέσει ίσως ένα ακόμη πιο σημαντικό βήμα προς τα εμπρός και θα μας ανοίξει νέες, άγνωστες προηγουμένως περιοχές. Είναι δύσκολο να προβλέψουμε τι θα ανακαλυφθεί σε αυτόν τον κόσμο των εκατομμυριοστών του χιλιοστού, αλλά μπορεί κανείς να σκεφτεί ότι αυτό είναι ένα νέο στάδιο στη φυσική επιστήμη, την ηλεκτρική μηχανική και πολλά άλλα γνωστικά πεδία.

Όπως μπορείτε να δείτε, από ερωτήσεις της κυματικής θεωρίας της ύλης με τις παράξενες, ασυνήθιστες διατάξεις της, προχωρήσαμε γρήγορα σε πραγματικά και πρακτικά σημαντικά αποτελέσματα.

Η οπτική ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται όχι μόνο για τη δημιουργία ενός νέου τύπου μικροσκοπίου. Η αξία του αυξάνεται εξαιρετικά γρήγορα. Ωστόσο, θα περιοριστώ στο να εξετάσω μόνο ένα παράδειγμα εφαρμογής του.

Εφόσον μιλάω για τα πιο σύγχρονα προβλήματα της φυσικής, δεν θα εξηγήσω τη θεωρία του ατόμου, η οποία ολοκληρώθηκε το 1930: είναι μάλλον ένα πρόβλημα του χθες.

Μας ενδιαφέρει τώρα πώς τα άτομα συνδυάζονται για να σχηματίσουν φυσικά σώματα που μπορούν να ζυγιστούν σε ζυγαριά, η ζεστασιά, το μέγεθος ή η σκληρότητά τους μπορεί να γίνει αισθητή και με ποιον ασχολούμαστε στη ζωή, στην τεχνολογία κ.λπ.

Πώς εκδηλώνονται οι ιδιότητες των ατόμων στα στερεά; Πρώτα απ 'όλα, αποδεικνύεται ότι οι κβαντικοί νόμοι που ανακαλύφθηκαν σε μεμονωμένα άτομα διατηρούν την πλήρη εφαρμογή τους σε ολόκληρα σώματα. Τόσο σε μεμονωμένα άτομα όσο και σε ολόκληρο το σώμα, τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν μόνο πολύ καθορισμένες θέσεις και έχουν μόνο ορισμένες, πολύ καθορισμένες ενέργειες.

Ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο μπορεί να βρίσκεται μόνο σε μια ορισμένη κατάσταση κίνησης και, επιπλέον, σε κάθε τέτοια κατάσταση μπορεί να υπάρχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο. Δεν μπορούν να υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια σε ένα άτομο που βρίσκονται στις ίδιες καταστάσεις. Αυτή είναι επίσης μια από τις κύριες διατάξεις της θεωρίας του ατόμου.

Έτσι, όταν τα άτομα συνδυάζονται σε τεράστιες ποσότητες, σχηματίζοντας ένα στερεό σώμα - έναν κρύσταλλο, τότε σε τόσο μεγάλα σώματα δεν μπορούν να υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια που θα καταλαμβάνουν την ίδια κατάσταση.

Εάν ο αριθμός των καταστάσεων που είναι διαθέσιμες στα ηλεκτρόνια είναι ακριβώς ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων, τότε κάθε κατάσταση καταλαμβάνεται από ένα ηλεκτρόνιο και δεν υπάρχουν ελεύθερες καταστάσεις. Σε ένα τέτοιο σώμα, τα ηλεκτρόνια είναι δεσμευμένα. Για να αρχίσουν να κινούνται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, δημιουργώντας μια ροή ηλεκτρισμού, ή ηλεκτρικό ρεύμα, έτσι ώστε, με άλλα λόγια, το σώμα να μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα, είναι απαραίτητο τα ηλεκτρόνια να αλλάξουν την κατάστασή τους. Προηγουμένως κινούνταν προς τα δεξιά, αλλά τώρα πρέπει να κινηθούν, για παράδειγμα, προς τα αριστερά. Υπό την επίδραση των ηλεκτρικών δυνάμεων, η ενέργεια πρέπει να αυξηθεί. Κατά συνέπεια, η κατάσταση κίνησης του ηλεκτρονίου πρέπει να αλλάξει, και γι 'αυτό είναι απαραίτητο να πάμε σε μια άλλη κατάσταση, διαφορετική από την προηγούμενη, αλλά αυτό είναι αδύνατο, αφού όλες οι καταστάσεις είναι ήδη κατειλημμένες. Τέτοια σώματα δεν παρουσιάζουν ηλεκτρικές ιδιότητες. Πρόκειται για μονωτές στους οποίους δεν μπορεί να περάσει ρεύμα παρά το γεγονός ότι υπάρχει κολοσσιαία ποσότητα ηλεκτρονίων.

Πάρε άλλη περίπτωση. Ο αριθμός των ελεύθερων θέσεων είναι πολύ μεγαλύτερος από τον αριθμό των ηλεκτρονίων που βρίσκονται εκεί. Τότε τα ηλεκτρόνια είναι ελεύθερα. Τα ηλεκτρόνια σε ένα τέτοιο σώμα, αν και δεν υπάρχουν περισσότερα από αυτά σε έναν μονωτή, μπορούν να αλλάξουν τις καταστάσεις τους, να κινηθούν ελεύθερα δεξιά ή αριστερά, να αυξήσουν ή να μειώσουν την ενέργειά τους κ.λπ. Τέτοια σώματα είναι μέταλλα.

Έτσι, παίρνουμε έναν πολύ απλό ορισμό για το ποια σώματα διεξάγουν ηλεκτρικό ρεύμα και ποια είναι μονωτές. Αυτή η διαφορά καλύπτει όλες τις φυσικές και φυσικοχημικές ιδιότητες ενός στερεού.

Σε ένα μέταλλο, η ενέργεια των ελεύθερων ηλεκτρονίων υπερισχύει της θερμικής ενέργειας των ατόμων του. Τα ηλεκτρόνια τείνουν να πηγαίνουν στην κατάσταση με τη χαμηλότερη δυνατή ενέργεια. Αυτό καθορίζει όλες τις ιδιότητες του μετάλλου.

Ο σχηματισμός χημικών ενώσεων, για παράδειγμα υδρατμών από υδρογόνο και οξυγόνο, συμβαίνει σε αυστηρά καθορισμένες αναλογίες, που καθορίζονται από το σθένος - ένα άτομο οξυγόνου συνδυάζεται με δύο άτομα υδρογόνου, δύο σθένη ενός ατόμου οξυγόνου κορεσμένα με δύο σθένη δύο ατόμων υδρογόνου.

Αλλά στο μέταλ η κατάσταση είναι διαφορετική. Τα κράματα δύο μετάλλων σχηματίζουν ενώσεις όχι όταν οι ποσότητες τους είναι σε σχέση με τα σθένή τους, αλλά όταν, για παράδειγμα, όταν ο λόγος του αριθμού των ηλεκτρονίων σε ένα δεδομένο μέταλλο προς τον αριθμό των ατόμων σε αυτό το μέταλλο είναι 21:13. Δεν υπάρχει τίποτα σαν σθένος σε αυτές τις ενώσεις. Οι ενώσεις σχηματίζονται όταν τα ηλεκτρόνια λαμβάνουν τη λιγότερη ενέργεια, έτσι ώστε οι χημικές ενώσεις στα μέταλλα να καθορίζονται σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από την κατάσταση των ηλεκτρονίων παρά από τις δυνάμεις σθένους των ατόμων. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, η κατάσταση των ηλεκτρονίων καθορίζει όλες τις ελαστικές ιδιότητες, τη δύναμη και την οπτική του μετάλλου.

Εκτός από δύο ακραίες περιπτώσεις: τα μέταλλα, των οποίων όλα τα ηλεκτρόνια είναι ελεύθερα και οι μονωτές, στους οποίους όλες οι καταστάσεις είναι γεμάτες με ηλεκτρόνια και δεν παρατηρούνται αλλαγές στην κατανομή τους, υπάρχει επίσης μια τεράστια ποικιλία σωμάτων που δεν μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα καθώς και ένα μέταλλο, αλλά και δεν το εκτελούν πλήρως. Αυτοί είναι ημιαγωγοί.

Οι ημιαγωγοί είναι ένα πολύ ευρύ και ποικίλο πεδίο ουσιών. Όλο το ανόργανο μέρος της φύσης γύρω μας, όλα τα ορυκτά, όλα αυτά είναι ημιαγωγοί.

Πώς συνέβη που όλη αυτή η τεράστια περιοχή γνώσης δεν έχει μελετηθεί ακόμη από κανέναν; Έχουν περάσει μόλις 10 χρόνια από τότε που ξεκινήσαμε να εργαζόμαστε στους ημιαγωγούς. Γιατί; Γιατί, κυρίως, δεν είχαν εφαρμογή στην τεχνολογία. Όμως, πριν από περίπου 10 χρόνια, οι ημιαγωγοί μπήκαν για πρώτη φορά στην ηλεκτρολόγια μηχανική και από τότε άρχισαν να χρησιμοποιούνται με εξαιρετική ταχύτητα σε μια μεγάλη ποικιλία κλάδων ηλεκτρολόγων μηχανικών.

Η κατανόηση των ημιαγωγών βασίζεται εξ ολοκλήρου στην ίδια την κβαντική θεωρία που έχει αποδειχθεί τόσο γόνιμη στη μελέτη του μεμονωμένου ατόμου.

Επιτρέψτε μου να επιστήσω την προσοχή σας σε μια ενδιαφέρουσα πλευρά αυτών των υλικών. Προηγουμένως, ένα συμπαγές σώμα αντιπροσωπευόταν με αυτή τη μορφή. Τα άτομα συνδυάζονται σε ένα σύστημα, δεν συνδέονται τυχαία, αλλά κάθε άτομο συνδυάζεται με ένα γειτονικό άτομο σε τέτοιες θέσεις, σε τέτοιες αποστάσεις, στις οποίες η ενέργειά τους θα ήταν ελάχιστη.

Αν αυτό ισχύει για ένα άτομο, τότε ισχύει και για όλα τα άλλα. Επομένως, ολόκληρο το σώμα ως σύνολο επαναλαμβάνει επανειλημμένα τις ίδιες διατάξεις ατόμων σε μια αυστηρά καθορισμένη απόσταση μεταξύ τους, έτσι ώστε να προκύπτει ένα πλέγμα κανονικά διατεταγμένων ατόμων. Το αποτέλεσμα είναι ένας κρύσταλλος με καλά καθορισμένες άκρες και καθορισμένες γωνίες μεταξύ των άκρων. Αυτή είναι μια εκδήλωση εσωτερικής τάξης στη διάταξη των μεμονωμένων ατόμων.

Ωστόσο, αυτή η εικόνα είναι μόνο κατά προσέγγιση. Στην πραγματικότητα, η θερμική κίνηση και οι πραγματικές συνθήκες ανάπτυξης κρυστάλλων οδηγούν στο γεγονός ότι μεμονωμένα άτομα σκίζονται από τις θέσεις τους σε άλλα μέρη, μερικά από τα άτομα βγαίνουν και απομακρύνονται στο περιβάλλον. Πρόκειται για μεμονωμένες διαταραχές σε απομονωμένα μέρη, αλλά οδηγούν σε σημαντικά αποτελέσματα.

Αποδεικνύεται ότι αρκεί να αυξηθεί η ποσότητα του οξυγόνου που περιέχεται στο οξείδιο του χαλκού ή να μειωθεί η ποσότητα του χαλκού κατά 1%, έτσι ώστε η ηλεκτρική αγωγιμότητα να αυξηθεί ένα εκατομμύριο φορές και όλες οι άλλες ιδιότητες να αλλάξουν δραματικά. Έτσι, μικρές αλλαγές στη δομή μιας ουσίας συνεπάγονται τεράστιες αλλαγές στις ιδιότητές της.

Φυσικά, έχοντας μελετήσει αυτό το φαινόμενο, μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να αλλάξουμε συνειδητά τους ημιαγωγούς προς την κατεύθυνση που επιθυμούμε, για να αλλάξουμε την ηλεκτρική αγωγιμότητα, τις θερμικές, μαγνητικές και άλλες ιδιότητές τους όπως απαιτείται για την επίλυση ενός δεδομένου προβλήματος.

Με βάση την κβαντική θεωρία και τη διδαχή από την εμπειρία τόσο του εργαστηρίου όσο και του εργοστασίου παραγωγής μας, προσπαθούμε να λύσουμε τεχνικά προβλήματα που σχετίζονται με τους ημιαγωγούς.

Στην τεχνολογία, οι ημιαγωγοί χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά σε ανορθωτές AC. Εάν μια πλάκα χαλκού οξειδωθεί σε υψηλή θερμοκρασία, δημιουργώντας πάνω της οξείδιο του χαλκού, τότε μια τέτοια πλάκα έχει πολύ ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Όταν το ρεύμα διέρχεται προς μία κατεύθυνση, η αντίστασή του είναι μικρή και προκύπτει ένα σημαντικό ρεύμα. Όταν το ρεύμα διέρχεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, δημιουργεί τεράστια αντίσταση και το ρεύμα προς την αντίθετη κατεύθυνση αποδεικνύεται αμελητέα.

Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιήθηκε από τον Αμερικανό μηχανικό Grondahl για να «διορθώσει» το εναλλασσόμενο ρεύμα. Το εναλλασσόμενο ρεύμα αλλάζει την κατεύθυνσή του 100 φορές το δευτερόλεπτο. Εάν τοποθετήσετε μια τέτοια πλάκα στη διαδρομή του ρεύματος, τότε ένα αισθητό ρεύμα ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση. Αυτό είναι αυτό που ονομάζουμε τρέχουσα διόρθωση.

Στη Γερμανία άρχισαν να χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό πλάκες σιδήρου επικαλυμμένες με σελήνιο. Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν στην Αμερική και τη Γερμανία αναπαράχθηκαν εδώ. αναπτύχθηκε μια τεχνολογία για την εργοστασιακή παραγωγή όλων των ανορθωτών που χρησιμοποιούνται από την αμερικανική και τη γερμανική βιομηχανία. Αλλά, φυσικά, αυτό δεν ήταν το κύριο καθήκον. Ήταν απαραίτητο, χρησιμοποιώντας τις γνώσεις μας για τους ημιαγωγούς, να προσπαθήσουμε να δημιουργήσουμε καλύτερους ανορθωτές.

Τα καταφέραμε ως ένα βαθμό. B.V. Kurchatov και Yu.A. Ο Dunaev κατάφερε να δημιουργήσει έναν νέο ανορθωτή που πηγαίνει πολύ πιο μακριά από αυτό που είναι γνωστό στην ξένη τεχνολογία. Ένας ανορθωτής οξειδίου του χαλκού, ο οποίος είναι μια πλάκα πλάτους περίπου 80 mm και μήκους 200 mm, ανορθώνει ρεύματα της τάξης των 10-15 A.

Ο χαλκός είναι ένα ακριβό και σπάνιο υλικό, αλλά οι ανορθωτές απαιτούν πολλούς, πολλούς τόνους χαλκού.

Ο ανορθωτής Kurchatov είναι ένα μικρό κύπελλο αλουμινίου στο οποίο χύνεται μισό γραμμάριο θειούχου χαλκού και το οποίο κλείνει με μεταλλικό βύσμα με μόνωση μαρμαρυγίας. Αυτό είναι όλο. Ένας τέτοιος ανορθωτής δεν χρειάζεται να θερμανθεί σε φούρνους και διορθώνει ρεύματα της τάξης των 60 A. Η ελαφρότητα, η ευκολία και το χαμηλό κόστος του δίνουν πλεονέκτημα έναντι των τύπων που υπάρχουν στο εξωτερικό.

Το 1932, ο Lange στη Γερμανία παρατήρησε ότι το ίδιο οξείδιο του χαλκού έχει την ιδιότητα να δημιουργεί ηλεκτρικό ρεύμα όταν φωτίζεται. Αυτό είναι ένα συμπαγές φωτοκύτταρο. Σε αντίθεση με άλλα, δημιουργεί ρεύμα χωρίς μπαταρίες. Έτσι, λαμβάνουμε ηλεκτρική ενέργεια από το φως - μια φωτοηλεκτρική μηχανή, αλλά η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που λαμβάνεται είναι πολύ μικρή. Σε αυτά τα ηλιακά κύτταρα, μόνο το 0,01-0,02% της φωτεινής ενέργειας μετατρέπεται σε ενέργεια ηλεκτρικού ρεύματος, αλλά παρόλα αυτά ο Lange κατασκεύασε έναν μικρό κινητήρα που περιστρέφεται όταν εκτίθεται στον ήλιο.

Λίγα χρόνια αργότερα, ένα φωτοκύτταρο σεληνίου παρήχθη στη Γερμανία, το οποίο παράγει περίπου 3-4 φορές περισσότερο ρεύμα από ένα στοιχείο οξειδίου του χαλκού και η απόδοση του οποίου φτάνει το 0,1%.

Προσπαθήσαμε να φτιάξουμε ένα ακόμα πιο εξελιγμένο φωτοκύτταρο, το οποίο κατάφερε να πετύχει η B.T. Kolomiets και Yu.P. Μασλάκοβετς. Το φωτοκύτταρο τους παράγει ρεύμα 60 φορές περισσότερο από το οξείδιο του χαλκού και 15-20 φορές περισσότερο από το σελήνιο. Είναι επίσης ενδιαφέρον με την έννοια ότι παράγει ρεύμα από αόρατες υπέρυθρες ακτίνες. Η ευαισθησία του είναι τόσο μεγάλη που αποδείχθηκε ότι ήταν βολικό να το χρησιμοποιήσετε για κινηματογράφο ήχου αντί για τους τύπους φωτοκυττάρων που έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι τώρα.

Τα υπάρχοντα ηλιακά κύτταρα διαθέτουν μπαταρία που δημιουργεί ρεύμα ακόμα και χωρίς φωτισμό. Αυτό προκαλεί συχνό τρίξιμο και θόρυβο στο ηχείο, αλλοιώνοντας την ποιότητα του ήχου. Το φωτοκύτταρο μας δεν απαιτεί μπαταρία· η ηλεκτροκινητική δύναμη δημιουργείται από το φωτισμό. Εάν δεν υπάρχει φως, τότε το ρεύμα δεν έχει από πού να προέλθει. Επομένως, οι εγκαταστάσεις ήχου που τροφοδοτούνται από αυτά τα φωτοκύτταρα παράγουν καθαρό ήχο. Η εγκατάσταση είναι βολική και με άλλους τρόπους. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει μπαταρία, δεν χρειάζεται να συνδέσετε καλώδια, εξαλείφεται ένας αριθμός πρόσθετων συσκευών, ένας καταρράκτης ενίσχυσης φωτογραφιών κ.λπ.

Προφανώς αυτά τα φωτοκύτταρα προσφέρουν κάποια πλεονεκτήματα για τον κινηματογράφο. Για περίπου ένα χρόνο, μια τέτοια εγκατάσταση λειτουργεί σε ένα θέατρο επίδειξης στο Σπίτι του Κινηματογράφου του Λένινγκραντ και τώρα, μετά από αυτό, οι κύριοι κινηματογράφοι στο Nevsky Prospekt - "Titan", "October", "Aurora" μεταβαίνουν σε αυτές φωτοκύτταρα.

Επιτρέψτε μου να προσθέσω σε αυτά τα δύο παραδείγματα ένα τρίτο, που δεν έχει ολοκληρωθεί ακόμη καθόλου, - τη χρήση ημιαγωγών για θερμοστοιχεία.

Χρησιμοποιούμε θερμοστοιχεία εδώ και πολύ καιρό. Είναι κατασκευασμένα από μέταλλα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας και της ενέργειας ακτινοβολίας φωτεινών ή θερμαινόμενων σωμάτων. αλλά συνήθως τα ρεύματα από αυτά τα θερμοστοιχεία είναι εξαιρετικά αδύναμα, μετρώνται με γαλβανόμετρα. Οι ημιαγωγοί παράγουν πολύ υψηλότερο EMF από τα συνηθισμένα μέταλλα, και επομένως αντιπροσωπεύουν ειδικά πλεονεκτήματα για θερμοστοιχεία που απέχουν πολύ από το να χρησιμοποιηθούν.

Τώρα προσπαθούμε να χρησιμοποιήσουμε τους ημιαγωγούς που μελετάμε για θερμοστοιχεία και έχουμε επιτύχει κάποια επιτυχία. Εάν θερμάνετε τη μία πλευρά της μικρής πλάκας που φτιάξαμε κατά 300-400°, δίνει ρεύμα περίπου 50 A και τάση περίπου 0,1 V.

Είναι γνωστό εδώ και καιρό ότι μπορούν να ληφθούν υψηλά ρεύματα από θερμοστοιχεία, αλλά σε σύγκριση με όσα έχουν επιτευχθεί προς αυτή την κατεύθυνση στο εξωτερικό, στη Γερμανία, για παράδειγμα, οι ημιαγωγοί μας παρέχουν πολύ περισσότερα.

Η τεχνική σημασία των ημιαγωγών δεν περιορίζεται σε αυτά τα τρία παραδείγματα. Οι ημιαγωγοί είναι τα κύρια υλικά πάνω στα οποία κατασκευάζονται οι αυτοματισμοί, τα συστήματα συναγερμού, ο τηλεέλεγχος κ.λπ. Καθώς αυξάνεται η αυτοματοποίηση, αυξάνονται και οι ποικίλες εφαρμογές των ημιαγωγών. Ωστόσο, από αυτά τα τρία παραδείγματα, μου φαίνεται ότι μπορεί να δει κανείς ότι η ανάπτυξη της θεωρίας αποδεικνύεται εξαιρετικά ευνοϊκή για την πράξη.

Αλλά η θεωρία έλαβε τόσο σημαντική ανάπτυξη μόνο επειδή την αναπτύξαμε με βάση την επίλυση πρακτικών προβλημάτων, συμβαδίζοντας με τα εργοστάσια. Η τεράστια κλίμακα της τεχνικής παραγωγής, οι επείγουσες ανάγκες που προβάλλει η παραγωγή, τονώνουν εξαιρετικά τη θεωρητική δουλειά, αναγκάζοντάς μας να ξεφύγουμε από τις δυσκολίες πάση θυσία και να λύσουμε προβλήματα που πιθανότατα θα είχαν εγκαταλειφθεί χωρίς αυτήν.

Αν δεν έχουμε κάποιο τεχνικό πρόβλημα μπροστά μας, εμείς, μελετώντας το φυσικό φαινόμενο που μας ενδιαφέρει, προσπαθούμε να το κατανοήσουμε, δοκιμάζοντας τις ιδέες μας με εργαστηριακά πειράματα. Ταυτόχρονα, μερικές φορές είναι δυνατό να βρείτε τις σωστές λύσεις και να βεβαιωθείτε ότι είναι σωστές. Στη συνέχεια εκτυπώνουμε την επιστημονική εργασία, θεωρώντας την εργασία μας ολοκληρωμένη. Αν? Κάθε φορά που μια θεωρία δεν δικαιολογείται ή ανακαλύπτονται νέα φαινόμενα που δεν ταιριάζουν σε αυτήν, προσπαθούμε να αναπτύξουμε και να τροποποιήσουμε τη θεωρία. Δεν είναι πάντα δυνατό να καλυφθεί όλο το φάσμα του πειραματικού υλικού. Τότε θεωρούμε την εργασία αποτυχημένη και δεν δημοσιεύουμε την έρευνά μας. Συχνά, όμως, σε αυτά τα φαινόμενα που δεν καταλαβαίνουμε κρύβεται κάτι νέο που δεν ταιριάζει στη θεωρία, που απαιτεί την εγκατάλειψή της και την αντικατάστασή της με μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση του ζητήματος και μια διαφορετική θεωρία.

Η μαζική παραγωγή δεν ανέχεται ελαττώματα. Το λάθος θα επηρεάσει αμέσως την εμφάνιση ιδιοτροπιών στην παραγωγή. Μέχρι να γίνει κατανοητή κάποια πτυχή του θέματος, το τεχνικό προϊόν δεν είναι καλό και δεν μπορεί να κυκλοφορήσει. Με κάθε κόστος, πρέπει να μάθουμε τα πάντα και να καλύψουμε εκείνες τις διαδικασίες που δεν έχουν ακόμη εξηγηθεί στη φυσική θεωρία. Δεν μπορούμε να σταματήσουμε μέχρι να βρούμε μια εξήγηση και μετά να έχουμε μια πλήρη, πολύ βαθύτερη θεωρία.

Για το συνδυασμό θεωρίας και πράξης, για την άνθηση της επιστήμης, πουθενά δεν υπάρχουν τόσο ευνοϊκές συνθήκες όπως στην πρώτη χώρα του σοσιαλισμού.

Aronov R.A., Shemyakinsky V.M. Δύο προσεγγίσεις στο πρόβλημα της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής // Φιλοσοφία της Επιστήμης. Τομ. 7: Διαμόρφωση ενός σύγχρονου παραδείγματος φυσικής επιστήμης - Μ.: , 2001

Στη σύγχρονη φυσική, η επικρατούσα άποψη εκφράζεται με μεγαλύτερη σαφήνεια από τον W. Heisenberg στο άρθρο «Development of Concepts in the Physics of the Twentith Century»: Η προσέγγιση του Αϊνστάιν στο πρόβλημα της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής «υπερεκτίμησε τις δυνατότητες του γεωμετρικού άποψη. Η κοκκώδης δομή της ύλης είναι συνέπεια της κβαντικής θεωρίας και όχι της γεωμετρίας. Η κβαντική θεωρία αφορά μια πολύ θεμελιώδη ιδιότητα της περιγραφής μας για τη Φύση, η οποία δεν περιλαμβανόταν στη γεωμετρία των πεδίων δύναμης του Αϊνστάιν».

Φυσικά, μπορεί κανείς να υποστηρίξει αν η προσέγγιση του Αϊνστάιν υπερεκτίμησε τις δυνατότητες της γεωμετρικής άποψης ή δεν την υπερεκτίμησε. Αλλά φαίνεται βέβαιο ότι η δήλωση του Heisenberg: «η κοκκώδης δομή της ύλης είναι συνέπεια της κβαντικής θεωρίας, όχι της γεωμετρίας», είναι ανακριβής. Η ύλη έχει δομή πριν, έξω και ανεξάρτητα από οποιαδήποτε θεωρία. Όσο για τη γεωμετρία, αν και από το πλαίσιο του άρθρου του Heisenberg δεν είναι σαφές για τι ακριβώς μιλάμε - την γνωσιολογική πτυχή του προβλήματος (για τη γεωμετρία ως τμήμα των μαθηματικών ή την οντολογική (για τη γεωμετρία του πραγματικού χώρου), ωστόσο, Και στις δύο περιπτώσεις η δομή της ύλης δεν είναι συνέπεια της γεωμετρίας.Στην πρώτη, για τον ίδιο λόγο που δεν είναι συνέπεια της κβαντικής θεωρίας. Στη δεύτερη, επειδή η ίδια η γεωμετρία του πραγματικού χώρου είναι μια από τις πτυχές του δομή της ύλης.

Είναι αλήθεια, φυσικά, ότι η κβαντική θεωρία αντανακλά τέτοιες ιδιότητες της φύσης, πληροφορίες για τις οποίες δεν περιέχονταν στη γεωμετρία των πεδίων δύναμης του Αϊνστάιν. Αλλά η γεωμετρική άποψη και η συγκεκριμένη μορφή με την οποία παρουσιάζεται στην προσπάθεια του Αϊνστάιν να γεωμετρήσει τα πεδία δύναμης δεν είναι σε καμία περίπτωση το ίδιο πράγμα. Τελικά, ήταν ακριβώς η τελευταία περίσταση που καθόρισε ότι η επιτυχής εφαρμογή της γεωμετρικής άποψης στη γενική θεωρία της σχετικότητας (GTR) ενθάρρυνε την αναζήτηση μιας φυσικής θεωρίας που, βασισμένη στις μετρικές και τοπολογικές ιδιότητες του πραγματικού χώρου και χρόνου , θα μπορούσε να αναδημιουργήσει (και επομένως να εξηγήσει) τη συμπεριφορά και τις ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων.

κβαντικά φαινόμενα. Οι περισσότεροι φυσικοί αναμφίβολα θα απαντήσουν με ένα ηχηρό «όχι», επειδή πιστεύουν ότι το κβαντικό πρόβλημα πρέπει να λυθεί με έναν θεμελιωδώς διαφορετικό τρόπο. Όπως και να έχει, μας μένουν τα λόγια του Λέσινγκ ως παρηγοριά: «Η επιθυμία για την αλήθεια είναι πιο πολύτιμη, πιο πολύτιμη από την σίγουρη κατοχή της».

Πράγματι, οι μαθηματικές δυσκολίες από μόνες τους δεν μπορούν να χρησιμεύσουν ως επιχείρημα ενάντια στην κατεύθυνση στην ανάπτυξη της φυσικής που ακολούθησε ο Αϊνστάιν. Άλλοι τομείς αντιμετωπίζουν παρόμοιες δυσκολίες, αφού (όπως σημείωσε ο Αϊνστάιν) η φυσική κινείται αναγκαστικά από τις γραμμικές θεωρίες σε ουσιαστικά μη γραμμικές. Το κύριο πρόβλημα είναι εάν μια γεωμετρημένη εικόνα πεδίου του φυσικού κόσμου μπορεί να εξηγήσει την ατομική δομή της ύλης και της ακτινοβολίας, καθώς και τα κβαντικά φαινόμενα, και αν μπορεί, κατ' αρχήν, να αποτελέσει επαρκή βάση για επαρκή αντανάκλαση των κβαντικών φαινομένων. Μας φαίνεται ότι μια ιστορική, επιστημονική και φιλοσοφική ανάλυση των δυνατοτήτων που περιέχονται στις προσεγγίσεις του Πουανκαρέ και του Αϊνστάιν μπορεί να ρίξει φως σε ορισμένες πτυχές αυτού του προβλήματος.

Η υπέροχη φράση του P.S. Laplace είναι ευρέως γνωστή ότι ο ανθρώπινος νους συναντά λιγότερες δυσκολίες όταν προχωρά από ό,τι όταν μπαίνει πιο βαθιά στον εαυτό του. Αλλά η πρόοδος συνδέεται κατά κάποιο τρόπο με την εμβάθυνση του νου στον εαυτό του, με μια αλλαγή στα θεμέλια, το στυλ και τις μεθόδους, με μια αναθεώρηση της αξίας και του σκοπού της επιστημονικής γνώσης, με τη μετάβαση από το συνηθισμένο παράδειγμα σε ένα νέο, περισσότερο πολύπλοκο και ακριβώς γι' αυτό, ικανό να αποκαταστήσει τη χαμένη αντιστοιχία λόγο και πραγματικότητα.

Ένα από τα πρώτα βήματα σε αυτό το μονοπάτι, όπως γνωρίζουμε, ήταν η μη εμπειρική αιτιολόγηση των μη Ευκλείδειων γεωμετριών που δόθηκε από το «Πρόγραμμα Erlangen» του F. Klein, το οποίο ήταν μια από τις προϋποθέσεις για την απελευθέρωση της φυσικής σκέψης από τα δεσμά του χωρικού. εικόνα του κόσμου και κατανόηση της γεωμετρικής περιγραφής όχι ως περιγραφή της αρένας των φυσικών διεργασιών, αλλά ως επαρκής εξήγηση της δυναμικής του φυσικού κόσμου. Αυτή η επανεξέταση του ρόλου της γεωμετρίας στη φυσική γνώση οδήγησε τελικά στην κατασκευή ενός προγράμματος για τη γεωμετρία της φυσικής. Ωστόσο, το μονοπάτι προς αυτό το πρόγραμμα βρισκόταν μέσα από τη συμβατικότητα του Πουανκαρέ, ο οποίος επέκτεινε τη μέθοδο της αμετάβλητης ομάδας του Κλάιν στη φυσική.

Για την επίλυση του προβλήματος της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής, ο Πουανκαρέ βασίστηκε στην έννοια του «Προγράμματος Erlangen», που βασίζεται στην ιδέα της γεωμετρίας ως αφηρημένης επιστήμης, η οποία η ίδια

δεν αντικατοπτρίζει τους νόμους του εξωτερικού κόσμου στον εαυτό του: «Οι μαθηματικές θεωρίες δεν έχουν στόχο να μας αποκαλύψουν την αληθινή φύση των πραγμάτων. ένας τέτοιος ισχυρισμός θα ήταν απερίσκεπτος. Ο μόνος τους σκοπός είναι να συστηματοποιήσουν τους φυσικούς νόμους που μαθαίνουμε από την εμπειρία, αλλά τους οποίους δεν θα μπορούσαμε καν να εκφράσουμε χωρίς τη βοήθεια των μαθηματικών».

Με αυτήν την προσέγγιση, η γεωμετρία ξεφεύγει ξεκάθαρα από την πειραματική επαλήθευση: «Εάν η γεωμετρία του Λομπατσέφσκι είναι έγκυρη, τότε η παράλλαξη ενός πολύ απομακρυσμένου αστέρα θα είναι πεπερασμένη. αν ισχύει η γεωμετρία Riemann, τότε θα είναι αρνητική. Αυτά τα αποτελέσματα φαίνεται να υπόκεινται σε πειραματική επαλήθευση. και υπήρχε η ελπίδα ότι οι αστρονομικές παρατηρήσεις θα μπορούσαν να αποφασίσουν την επιλογή μεταξύ των τριών γεωμετριών. Αλλά αυτό που στην αστρονομία ονομάζεται ευθεία γραμμή είναι απλώς η τροχιά μιας φωτεινής δέσμης. Εάν, επομένως, πέρα ​​από κάθε προσδοκία, ήταν δυνατό να ανακαλύψουμε αρνητικές παράλλαξεις ή να αποδείξουμε ότι όλες οι παράλλαξεις είναι μεγαλύτερες από ένα γνωστό όριο, τότε θα παρουσιαζόταν μια επιλογή ανάμεσα σε δύο συμπεράσματα: θα μπορούσαμε είτε να εγκαταλείψουμε την Ευκλείδεια γεωμετρία είτε να αλλάξουμε τους νόμους της οπτικής και παραδεχτείτε ότι το φως δεν ταξιδεύει ακριβώς σε ευθεία γραμμή».

Ο Πουανκαρέ ερμηνεύει την αρχική υπόθεση της φυσικής γνώσης -η φυσική μελετά τις υλικές διεργασίες στο χώρο και τον χρόνο- όχι ως επενδυτική σχέση (ο χώρος και ο χρόνος, σύμφωνα με τον Newton, είναι δοχεία υλικών διεργασιών), αλλά ως σχέση μεταξύ δύο τάξεων εννοιών: γεωμετρική , τα οποία δεν επαληθεύονται άμεσα από την εμπειρία, και στην πραγματικότητα φυσικές, εξαρτώνται λογικά από γεωμετρικά, αλλά συγκρίσιμα με τα αποτελέσματα πειραμάτων. Για τον Πουανκαρέ, το μόνο αντικείμενο της φυσικής γνώσης είναι οι υλικές διαδικασίες και ο χώρος ερμηνεύεται ως μια αφηρημένη ποικιλία, που αποτελεί αντικείμενο μαθηματικής έρευνας. Όπως η ίδια η γεωμετρία δεν μελετά τον εξωτερικό κόσμο, έτσι και η φυσική δεν μελετά τον αφηρημένο χώρο. Αλλά χωρίς σχέση με τη γεωμετρία είναι αδύνατο να κατανοήσουμε τις φυσικές διεργασίες. Η γεωμετρία είναι προϋπόθεση της φυσικής θεωρίας, ανεξάρτητα από τις ιδιότητες του αντικειμένου που περιγράφεται.

Στο πείραμα, μόνο η γεωμετρία (G) και οι φυσικοί νόμοι (F) ελέγχονται μαζί και, επομένως, μια αυθαίρετη διαίρεση σε (G) και (F) είναι δυνατή μέσα στα ίδια πειραματικά δεδομένα. Εξ ου και ο συμβατικισμός του Πουανκαρέ: η αόριστη σχέση της γεωμετρίας με την εμπειρία οδηγεί στην άρνηση της οντολογικής κατάστασης τόσο της γεωμετρίας όσο και των φυσικών νόμων και στην ερμηνεία τους ως συμβατικές συμβάσεις.

Κατά την κατασκευή της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας (STR), ο Αϊνστάιν προχώρησε από μια κριτική στάση απέναντι στην κλασική έννοια της ύλης ως ουσίας. Αυτή η προσέγγιση καθόρισε την ερμηνεία της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός ως αποδοτικό χαρακτηριστικό του πεδίου. Από την άποψη του Αϊνστάιν, η αρχή της σταθερότητας δεν είναι

η ταχύτητα του φωτός απαιτεί μια μηχανική αιτιολόγηση και επιβάλλει μια κριτική αναθεώρηση των εννοιών της κλασικής μηχανικής. Αυτή η γνωσιολογική διατύπωση του προβλήματος οδήγησε στη συνειδητοποίηση της αυθαιρεσίας των υποθέσεων για τον απόλυτο χώρο και χρόνο, πάνω στις οποίες βασίζεται η κινηματική της κλασικής μηχανικής. Αν όμως για τον Πουανκαρέ η αυθαιρεσία αυτών των υποθέσεων είναι προφανής, τότε για τον Αϊνστάιν είναι συνέπεια των περιορισμών της καθημερινής εμπειρίας στους οποίους βασίζονται αυτές οι υποθέσεις. Για τον Αϊνστάιν, δεν έχει νόημα να μιλάμε για χώρο και χρόνο χωρίς αναφορά σε εκείνες τις φυσικές διαδικασίες που από μόνες τους δίνουν συγκεκριμένο περιεχόμενο. Επομένως, οι φυσικές διεργασίες που δεν μπορούν να εξηγηθούν με βάση τις συνήθεις κλασικές έννοιες του χώρου και του χρόνου χωρίς πρόσθετες τεχνητές υποθέσεις θα πρέπει να οδηγήσουν σε αναθεώρηση αυτών των εννοιών.

Έτσι, η εμπειρία εμπλέκεται στην επίλυση του προβλήματος του Πουανκαρέ: «Ακριβώς εκείνες οι συνθήκες που προηγουμένως μας προκαλούσαν οδυνηρές δυσκολίες που μας οδηγούσαν στον σωστό δρόμο αφού αποκτήσουμε περισσότερη ελευθερία δράσης εγκαταλείποντας αυτές τις αυθαίρετες υποθέσεις. Αποδεικνύεται ότι ακριβώς αυτά τα δύο, εκ πρώτης όψεως, ασυμβίβαστα αξιώματα που μας υποδεικνύει η εμπειρία, δηλαδή: η αρχή της σχετικότητας και η αρχή της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός, οδηγούν σε μια πολύ σαφή λύση στο πρόβλημα των μετασχηματισμών των συντεταγμένων και του χρόνου." Κατά συνέπεια, όχι αναγωγή στο οικείο, αλλά μια κριτική στάση απέναντί ​​του, εμπνευσμένη από την εμπειρία, αποτελεί προϋπόθεση για τη σωστή επίλυση ενός φυσικού προβλήματος. Ήταν αυτή η προσέγγιση που επέτρεψε στον Αϊνστάιν να δώσει στους μετασχηματισμούς Lorentz ένα επαρκές φυσικό νόημα, το οποίο ούτε ο Lorentz ούτε ο Poincaré παρατήρησαν: ο πρώτος παρεμποδίστηκε από την γνωσιολογική στάση του μεταφυσικού υλισμού, βασισμένος σε μια άκριτη στάση απέναντι στη φυσική πραγματικότητα, ο δεύτερος - συμβατικότητα, που συνδυάζει μια κριτική στάση απέναντι στις χωροχρονικές αναπαραστάσεις της κλασικής μηχανικής με μια μη κριτική στάση απέναντι στην έννοια της ύλης.

«Η χειραφέτηση της έννοιας ενός πεδίου από την υπόθεση της σύνδεσής του με έναν μηχανικό φορέα αντικατοπτρίστηκε στις πιο ενδιαφέρουσες ψυχολογικά διαδικασίες στην ανάπτυξη της φυσικής σκέψης», έγραψε ο Αϊνστάιν το 1952, υπενθυμίζοντας τη διαδικασία σχηματισμού του SRT. Ξεκινώντας με το έργο των M. Faraday και J. C. Maxwell και τελειώνοντας με το έργο των Lorentz και Poincaré, ο συνειδητός στόχος των φυσικών ήταν η επιθυμία να ενισχύσουν τη μηχανική βάση της φυσικής, αν και αντικειμενικά αυτή η διαδικασία οδήγησε στο σχηματισμό μιας ανεξάρτητης έννοιας το πεδίο.

Ριμάν έννοια της γεωμετρίας με μεταβλητή μετρική. Η ιδέα του Riemann για τη σύνδεση μεταξύ μετρικών και φυσικών αιτιών περιείχε την πραγματική δυνατότητα κατασκευής μιας φυσικής θεωρίας που απέκλειε την ιδέα ότι ο κενός χώρος έχει μια δεδομένη μέτρηση και μπορεί να επηρεάσει τις υλικές διαδικασίες χωρίς να υπόκειται στο αντίθετο αποτέλεσμα.

Ενσωματώνοντας άμεσα αυτήν την ιδέα του Riemann στη φυσική θεωρία, χρησιμοποιώντας τη γεωμετρία Riemann, η οποία αποκλείει τη φυσική έννοια των συντεταγμένων, το GTR δίνει ακριβώς μια φυσική ερμηνεία της μετρικής Riemann: «Σύμφωνα με τη γενική θεωρία της σχετικότητας, οι μετρικές ιδιότητες του χώρου- Ο χρόνος είναι αιτιακά ανεξάρτητος από το τι γεμίζει αυτός ο χωροχρόνος, αλλά καθορίζεται από αυτό το τελευταίο». Με αυτή την προσέγγιση, ο χώρος ως κάτι φυσικό με προκαθορισμένες γεωμετρικές ιδιότητες αποκλείεται εντελώς από τη φυσική αναπαράσταση της πραγματικότητας. Η εξάλειψη της αιτιώδους σχέσης μεταξύ ύλης και χώρου και χρόνου αφαίρεσε από τον «χώρο και τον χρόνο το τελευταίο κατάλοιπο της φυσικής αντικειμενικότητας». Αυτό όμως δεν σήμαινε άρνηση της αντικειμενικότητάς τους: «Ο χώρος και ο χρόνος στερήθηκαν... όχι της πραγματικότητάς τους, αλλά της αιτιώδους απολυτότητάς τους (επιρροής, αλλά όχι επηρεασμένης)». Η γενική σχετικότητα απέδειξε την αντικειμενικότητα του χώρου και του χρόνου, καθιερώνοντας μια σαφή σύνδεση μεταξύ των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του χώρου και του χρόνου και των φυσικών χαρακτηριστικών των βαρυτικών αλληλεπιδράσεων.

Η κατασκευή της Γενικής Σχετικότητας βασίζεται ουσιαστικά στη φιλοσοφική θέση για την υπεροχή της ύλης σε σχέση με τον χώρο και τον χρόνο: «Σύμφωνα με την κλασική μηχανική και σύμφωνα με την ειδική θεωρία της σχετικότητας, ο χώρος (χωρός-χρόνος) υπάρχει ανεξάρτητα από την ύλη ( δηλ. ουσία - R.A ., V.Sh.) ή πεδία... Από την άλλη, σύμφωνα με τη γενική θεωρία της σχετικότητας, ο χώρος δεν υπάρχει χωριστά, ως κάτι αντίθετο από το «ό,τι γεμίζει χώρο»... Κενός χώρος, δηλ. χώρος χωρίς πεδίο δεν υπάρχει. Ο χωροχρόνος δεν υπάρχει από μόνος του, αλλά μόνο ως δομική ιδιότητα του πεδίου». Έτσι, η άρνηση του κενού χώρου από τον Αϊνστάιν παίζει εποικοδομητικό ρόλο, καθώς συνδέεται με την εισαγωγή μιας αναπαράστασης πεδίου στη φυσική εικόνα του κόσμου. Ως εκ τούτου, ο Αϊνστάιν τονίζει ότι το συρμό της σκέψης που οδήγησε στην κατασκευή της γενικής σχετικότητας «βασίζεται ουσιαστικά στην έννοια του πεδίου ως ανεξάρτητης έννοιας». Αυτή η προσέγγιση του συγγραφέα του GR δεν διαφέρει μόνο

Κατά την επίλυση του προβλήματος της σχέσης γεωμετρίας και φυσικής στο πλαίσιο της συμβατικότητας, θα πρέπει να διακριθούν δύο πτυχές. Από τη μια πλευρά, η γλώσσα της γεωμετρίας είναι απαραίτητη για τη διατύπωση των φυσικών νόμων. Από την άλλη πλευρά, η γεωμετρική δομή δεν εξαρτάται από τις ιδιότητες της φυσικής πραγματικότητας. Για τον Πουανκαρέ δεν έχει σημασία ποια είναι η γεωμετρία που χρησιμοποιείται στη φυσική. το μόνο σημαντικό είναι ότι χωρίς αυτό είναι αδύνατο να εκφραστούν φυσικοί νόμοι. Αυτή η κατανόηση του ρόλου της γεωμετρίας στη φυσική οδηγεί στην άρνηση της γνωστικής της λειτουργίας και αυτό είναι απαράδεκτο για τον Αϊνστάιν. Για αυτόν, η επιλογή της γεωμετρίας κατά την κατασκευή μιας φυσικής θεωρίας υποτάσσεται στον υψηλότερο στόχο της φυσικής - τη γνώση του υλικού κόσμου. Η μετάβαση από την Ευκλείδεια γεωμετρία στη γεωμετρία Minkowski και από την τελευταία στη γεωμετρία Riemann κατά τη μετάβαση από την κλασική μηχανική στο SRT και στη συνέχεια στο GTR, οφειλόταν όχι μόνο και όχι τόσο στην επίγνωση της στενής σύνδεσης της γεωμετρίας που χρησιμοποιήθηκε στο φυσική με το πρόβλημα της φυσικής πραγματικότητας. Από την άποψη του Αϊνστάιν, η γεωμετρία στη φυσική δεν καθορίζει μόνο τη δομή της φυσικής θεωρίας, αλλά καθορίζεται επίσης από τη δομή της φυσικής πραγματικότητας. Μόνο η κοινή εκτέλεση αυτών των δύο λειτουργιών από τη φυσική γεωμετρία μας επιτρέπει να αποφύγουμε τη συμβατικότητα.

«Λόγω της φυσικής επιλογής», έγραψε ο Πουανκαρέ, «το μυαλό μας έχει προσαρμοστεί στις συνθήκες του εξωτερικού κόσμου· έχει υιοθετήσει την πιο ωφέλιμη για το είδος γεωμετρία ή, με άλλα λόγια, την πιο βολική... Η γεωμετρία δεν είναι αλήθεια , αλλά μόνο ευεργετικό». Ο ανθρώπινος νους, πράγματι, έχει προσαρμοστεί στις συνθήκες του εξωτερικού κόσμου, συμπεριλαμβανομένων των μετρικών ιδιοτήτων του πραγματικού χώρου και χρόνου στην αντίστοιχη περιοχή του εξωτερικού κόσμου, και ως εκ τούτου έχει αποκτήσει τη γεωμετρία που αποδείχθηκε επαρκής στην πραγματικότητα και μόνο ως αποτέλεσμα αυτού πιο βολικό. Η γεωμετρία ως στοιχείο της θεωρίας είναι άλλο θέμα. Μπορεί να αντικατοπτρίζει τις μετρικές ιδιότητες του πραγματικού χώρου και χρόνου, ή μπορεί να μην τις αντικατοπτρίζει, αλλά να είναι η γεωμετρία κάποιου αφηρημένου χώρου, με τη βοήθεια του οποίου οι ιδιότητες των αλληλεπιδράσεων υλικών αναδημιουργούνται θεωρητικά. Στην πρώτη περίπτωση, αποφασίζεται το ζήτημα της αλήθειας ή του ψεύδους του, στη δεύτερη - σχετικά με την κερδοφορία του. Η απολυτοποίηση της δεύτερης λύσης, η αναγωγή σε αυτήν του προβλήματος της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και πραγματικότητας είναι συνέπεια της παράνομης ταύτισης του αφηρημένου χώρου και του πραγματικού χώρου και χρόνου (μία από τις εκδηλώσεις αυτού που αργότερα έγινε γνωστό ως Πυθαγόρειο σύνδρομο - ταύτιση

ορισμένα στοιχεία του μαθηματικού μηχανισμού της θεωρίας με τα αντίστοιχα στοιχεία της πραγματικότητας που υπάρχουν πριν, έξω και ανεξάρτητα από οποιαδήποτε θεωρία).

Ουσιαστικά, αυτό ακριβώς γράφει ο Αϊνστάιν στο άρθρο του «Geometry and Experience», σημειώνοντας ότι η προσέγγιση του Poincaré στο πρόβλημα της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής προέρχεται από το γεγονός ότι «η γεωμετρία (G) δεν λέει τίποτα για τη συμπεριφορά των πραγματικών πραγμάτων », σε αυτό «η άμεση σύνδεση μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής πραγματικότητας καταστρέφεται». Όλες οι άλλες κρίσεις είναι ότι «αυτή η συμπεριφορά περιγράφεται μόνο από τη γεωμετρία μαζί με το σύνολο των φυσικών νόμων (F)... ότι μόνο το άθροισμα (G) + (F) υπόκειται σε πειραματική επαλήθευση», ότι «μπορεί κανείς να επιλέξει αυθαίρετα ως (G ), και μεμονωμένα μέρη (F)” – όπως είναι εύκολο να γίνει κατανοητό, προκύπτει από αυτές τις αρχικές προϋποθέσεις. Ωστόσο, και τα δύο είναι ψευδή. Η γεωμετρία του πραγματικού χώρου «μιλά» για τη συμπεριφορά των πραγματικών πραγμάτων· οι μετρικές ιδιότητες του χώρου και του χρόνου και οι ιδιότητες των αντίστοιχων υλικών αλληλεπιδράσεων σχετίζονται μεταξύ τους στην αντικειμενική πραγματικότητα. Στη φυσική θεωρία, από τις μετρικές ιδιότητες του χώρου και του χρόνου μιας συγκεκριμένης χωροχρονικής περιοχής της αντικειμενικής πραγματικότητας, κρίνει κανείς τις αντίστοιχες ιδιότητες των υλικών αλληλεπιδράσεων που κυριαρχούν σε αυτήν την περιοχή· από τη γεωμετρία κρίνει κανείς τη φυσική· από το (G) κρίνει ΦΑ).

Ωστόσο, η διαδικασία αναδημιουργίας των ιδιοτήτων των αλληλεπιδράσεων υλικών χρησιμοποιώντας τις αντίστοιχες μετρικές ιδιότητες του χώρου και του χρόνου δεν είναι μια πειραματική, αλλά μια καθαρά θεωρητική διαδικασία. Ως καθαρά θεωρητική διαδικασία, δεν διαφέρει, κατ' αρχήν, από τη διαδικασία της αναδημιουργίας στη θεωρία των ίδιων ιδιοτήτων των αλληλεπιδράσεων υλικών χρησιμοποιώντας τις μετρικές ιδιότητες όχι του πραγματικού χώρου και του χρόνου, αλλά των κατάλληλα οργανωμένων αφηρημένων χώρων. Ως εκ τούτου, από τη μία πλευρά, α) η ψευδαίσθηση ότι μόνο το άθροισμα των (G) και (F) είναι αντικείμενο πειραματικής επαλήθευσης, ότι ο θεωρητικός μπορεί αυθαίρετα να επιλέξει τη γεωμετρία ως το υπόβαθρο για τη μελέτη των αλληλεπιδράσεων υλικών. από την άλλη πλευρά, β) ο ορθολογικός κόκκος της έννοιας της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής του Πουανκαρέ: οι γεωμετρίες ως συστατικά της θεωρίας, με τη βοήθεια των οποίων ο θεωρητικός αναδημιουργεί τις ιδιότητες των αλληλεπιδράσεων υλικών, μπορεί πράγματι να είναι διαφορετικές, και σε με αυτή την έννοια η θεωρία περιέχει ένα στοιχείο συμβατικότητας.

επιλέγουμε αυθαίρετα μια γεωμετρία στη θεωρία, την επιλέγουμε πάντα με τέτοιο τρόπο ώστε, με τη βοήθεια της αντίστοιχης γεωμετρίας (G), να μπορούμε να αναδημιουργήσουμε στη θεωρία τις ιδιότητες των πραγματικών αλληλεπιδράσεων (F). Δεύτερον, επειδή το ερώτημα ποια από τις γεωμετρίες, με τη βοήθεια των οποίων οι ιδιότητες των αλληλεπιδράσεων υλικών αναδημιουργούνται στη θεωρία, αντιπροσωπεύει επαρκώς τις μετρικές ιδιότητες του πραγματικού χώρου και χρόνου σε αυτόν, δεν μπορεί να επιλυθεί στη θεωρία. πηγαίνει πέρα ​​από τη θεωρία στη σφαίρα του πειράματος. Και αυτό είναι το όλο θέμα.

Η έκκληση στην ιδέα της «καταπληκτικής απλότητας», μετά από πιο προσεκτική εξέταση, αποδεικνύεται ένα πολύ περίπλοκο επιχείρημα. Ήδη ο Αϊνστάιν, επικρίνοντας την αρχή της απλότητας του Πουανκαρέ, την οποία χρησιμοποίησε για να δικαιολογήσει την επιλογή της Ευκλείδειας γεωμετρίας κατά την κατασκευή μιας φυσικής θεωρίας, σημείωσε ότι «αυτό που είναι σημαντικό δεν είναι ότι η γεωμετρία από μόνη της είναι δομημένη με τον απλούστερο τρόπο, αλλά ότι όλη η φυσική είναι δομημένη σε ο απλούστερος τρόπος (συμπεριλαμβανομένης της γεωμετρίας)».

Το άρθρο των Ya.B.Zeldovich και L.P.Grischuk «Βαρύτητα, γενική θεωρία της σχετικότητας και εναλλακτικές θεωρίες» τονίζει ότι το κύριο κίνητρο που οδήγησε τον Logunov να αρνηθεί την προσέγγιση του Αϊνστάιν στο πρόβλημα της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής - ανεξάρτητα από τις υποκειμενικές προθέσεις του συγγραφέα του RTG, - όχι τόσο σωματικής, αλλά ψυχολογικής φύσης. Πράγματι, η βάση της κριτικής προσέγγισης του συγγραφέα του RTG στη γενική σχετικότητα είναι η επιθυμία να παραμείνει στο πλαίσιο του οικείου (και επομένως απλού)

στυλ σκέψης. Αλλά η αυστηρή σύνδεση μεταξύ του οικείου και του απλού, η δικαιολόγηση της απλότητας από το οικείο είναι το ιδανικό του ψυχολογικού στυλ σκέψης.

Η εξέλιξη της φυσικής αποδεικνύει πειστικά ότι αυτό που είναι οικείο και απλό για μια γενιά φυσικών μπορεί να είναι ακατανόητο και περίπλοκο για μια άλλη γενιά. Η υπόθεση του μηχανικού αιθέρα είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτού. Η απόρριψη του οικείου και του απλού είναι μια αναπόφευκτη συνακόλουθη διεύρυνση της εμπειρίας, κατάκτηση νέων περιοχών της φύσης και της γνώσης. Κάθε σημαντική πρόοδος στην επιστήμη συνοδεύτηκε από απώλεια των οικείων και απλών και στη συνέχεια μια αλλαγή στην ίδια την ιδέα τους. Με λίγα λόγια, το οικείο και το απλό είναι ιστορικές κατηγορίες. Επομένως, όχι η αναγωγή στο οικείο, αλλά η επιθυμία κατανόησης της πραγματικότητας είναι ο υψηλότερος στόχος της επιστήμης: «Ο σταθερός μας στόχος είναι η καλύτερη και καλύτερη κατανόηση της πραγματικότητας... Όσο πιο απλές και θεμελιώδεις γίνονται οι υποθέσεις μας, τόσο πιο περίπλοκες είναι οι μαθηματικές εργαλείο του συλλογισμού μας? η διαδρομή από τη θεωρία στην παρατήρηση γίνεται μακρύτερη, πιο λεπτή και πιο περίπλοκη. Αν και αυτό ακούγεται παράδοξο, μπορούμε να πούμε: η σύγχρονη φυσική είναι πιο απλή από την παλιά φυσική, και επομένως φαίνεται πιο δύσκολη και μπερδεμένη».

Το κύριο μειονέκτημα του ψυχολογικού στυλ σκέψης συνδέεται με την αγνόηση της γνωσιολογικής πτυχής των επιστημονικών προβλημάτων, στο πλαίσιο των οποίων είναι δυνατή μόνο μια κριτική στάση απέναντι στις πνευματικές συνήθειες, γεγονός που αποκλείει έναν σαφή διαχωρισμό της προέλευσης και της ουσίας των επιστημονικών ιδεών. Πράγματι, η κλασική μηχανική προηγείται της κβαντικής μηχανικής και του STR, και η τελευταία προηγείται της εμφάνισης του GTR. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι οι προηγούμενες θεωρίες είναι ανώτερες από τις επόμενες σε σαφήνεια και ευκρίνεια, όπως υποτίθεται στο πλαίσιο του ψυχολογικού στυλ σκέψης. Από γνωσιολογική άποψη, η STR και η κβαντομηχανική είναι απλούστερες και πιο κατανοητές από την κλασική μηχανική και η GR είναι απλούστερη και πιο κατανοητή από την SRT. Γι' αυτό «στα επιστημονικά σεμινάρια... μια ασαφής θέση σε κάποια κλασική ερώτηση απεικονίζεται ξαφνικά από κάποιον χρησιμοποιώντας ένα γνωστό κβαντικό παράδειγμα και η ερώτηση γίνεται εντελώς «διαφανής».

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα «άγρια ​​της γεωμετρίας του Ρίμαν» μας φέρνουν πιο κοντά σε μια επαρκή κατανόηση της φυσικής πραγματικότητας, ενώ ο «εκπληκτικά απλός χώρος Minkowski» μας απομακρύνει από αυτήν. Ο Αϊνστάιν και ο Χίλμπερτ «μπήκαν» σε αυτά τα «άγρια» και «έσερναν» «επόμενες γενιές φυσικών» μέσα τους ακριβώς επειδή τους ενδιέφερε όχι μόνο και όχι τόσο το πόσο απλό ή περίπλοκο

μετρικές ιδιότητες του αφηρημένου χώρου, με τη βοήθεια των οποίων ο πραγματικός χώρος και χρόνος μπορούν να περιγραφούν θεωρητικά, όσο και ποιες είναι οι μετρικές ιδιότητες αυτών των τελευταίων. Τελικά, αυτός ακριβώς είναι ο λόγος που ο Logunov αναγκάζεται να καταφύγει στον «αποτελεσματικό» χώρο της γεωμετρίας Riemann για να περιγράψει τα βαρυτικά φαινόμενα επιπλέον του χώρου Minkowski που χρησιμοποιείται στο RTG, αφού μόνο ο πρώτος από αυτούς τους δύο χώρους αντιπροσωπεύει επαρκώς τους πραγματικούς στο RTG (όπως καθώς και στη γενική σχετικότητα).χώρος και χρόνος .

Τα επιστημολογικά λάθη του RTG με μια φιλοσοφική προσέγγιση σε αυτό εντοπίζονται εύκολα. Ο Logunov γράφει ότι «ακόμα και έχοντας ανακαλύψει πειραματικά τη γεωμετρία του Ρίμαν, δεν πρέπει να βιαστεί κανείς να βγάλει ένα συμπέρασμα σχετικά με τη δομή της γεωμετρίας, η οποία πρέπει να χρησιμοποιηθεί ως βάση της θεωρίας». Αυτός ο συλλογισμός είναι παρόμοιος με τον συλλογισμό του Πουανκαρέ: όπως ο ιδρυτής του συμβατικότητας επέμενε στη διατήρηση της ευκλείδειας γεωμετρίας ανεξάρτητα από τα αποτελέσματα των πειραμάτων, έτσι και ο συγγραφέας του RTG επιμένει στη διατήρηση της δεδομένης γεωμετρίας Minkowski ως βάσης κάθε φυσικής θεωρίας. Η βάση αυτής της προσέγγισης είναι τελικά το Πυθαγόρειο σύνδρομο, η οντολογοποίηση του αφηρημένου χώρου από τον Minkowski.

Δεν μιλάμε πλέον για το γεγονός ότι η ύπαρξη του χωροχρόνου ως δοχείου γεγονότων, που έχει μια παράξενη ικανότητα να προκαλεί αδρανειακά αποτελέσματα στην ύλη χωρίς να υπόκειται στο αντίθετο αποτέλεσμα, γίνεται αναπόφευκτο αξίωμα. Μια τέτοια έννοια στην τεχνητότητά της ξεπερνά ακόμη και την υπόθεση ενός μηχανικού αιθέρα, στην οποία ήδη επιστήσαμε την προσοχή παραπάνω, συγκρίνοντας την κλασική μηχανική και το STR. Καταρχήν, έρχεται σε αντίθεση με το GTR, καθώς «ένα από τα επιτεύγματα της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, που, από όσο γνωρίζουμε, έχει διαφύγει της προσοχής των φυσικών», είναι ότι «η χωριστή έννοια του χώρου... γίνεται περιττή . Σε αυτή τη θεωρία, ο χώρος δεν είναι τίποτα περισσότερο από ένα τετραδιάστατο πεδίο, και όχι κάτι που υπάρχει από μόνο του». Το να περιγράψεις τη βαρύτητα από τη γεωμετρία Minkowski και ταυτόχρονα να χρησιμοποιήσεις τη γεωμετρία Riemanni για τον Αϊνστάιν σημαίνει να δείξεις ασυνέπεια: «Το να παραμείνεις με μια στενότερη ομάδα και ταυτόχρονα να λάβει μια πιο περίπλοκη δομή πεδίου (όπως και στη γενική θεωρία της σχετικότητας ) σημαίνει αφελής ασυνέπεια. Η αμαρτία παραμένει αμαρτία, ακόμα κι αν διαπράττεται από άτομα που κατά τα άλλα είναι αξιοσέβαστα».

Η γενική σχετικότητα, στην οποία οι ιδιότητες των βαρυτικών αλληλεπιδράσεων αναδημιουργούνται χρησιμοποιώντας τις μετρικές ιδιότητες του καμπυλωμένου χωροχρόνου του Riemann, είναι απαλλαγμένη από αυτές τις επιστημολογικές ασυνέπειες: «Όμορφο

η κομψότητα της γενικής θεωρίας της σχετικότητας... προκύπτει άμεσα από τη γεωμετρική ερμηνεία. Χάρη στη γεωμετρική αιτιολόγηση, η θεωρία έλαβε μια σαφή και άφθαρτη μορφή... Η εμπειρία είτε την επιβεβαιώνει είτε τη διαψεύδει... Ερμηνεύοντας τη βαρύτητα ως τη δράση των πεδίων δύναμης στην ύλη, καθορίζουν μόνο ένα πολύ γενικό πλαίσιο αναφοράς, και όχι ένα ενιαία θεωρία. Είναι δυνατό να κατασκευαστούν πολλές γενικά συμμεταβλητές μεταβλητές εξισώσεις και... μόνο οι παρατηρήσεις μπορούν να αφαιρέσουν τέτοιους παραλογισμούς όπως η θεωρία της βαρύτητας που βασίζεται σε ένα διανυσματικό και βαθμωτό πεδίο ή σε δύο πεδία τανυστού. Αντίθετα, στο πλαίσιο της γεωμετρικής ερμηνείας του Αϊνστάιν, τέτοιες θεωρίες αποδεικνύονται από την αρχή παράλογες. Εξαλείφονται από τα φιλοσοφικά επιχειρήματα στα οποία βασίζεται αυτή η ερμηνεία». Η ψυχολογική εμπιστοσύνη στην αλήθεια του GTR δεν βασίζεται στη νοσταλγία για το συνηθισμένο στυλ σκέψης, αλλά στον μονισμό, την ακεραιότητα, την απομόνωση, τη λογική συνέπεια και την απουσία γνωσιολογικών σφαλμάτων χαρακτηριστικών του RTG.

Ένα από τα κύρια γνωσιολογικά λάθη του RTG είναι, κατά τη βαθιά μας πεποίθηση, η αρχική του γνωσιολογική θέση, σύμφωνα με την οποία τα ενδοθεωρητικά κριτήρια αρκούν για να λυθεί το ερώτημα ποιος από τους αφηρημένους χώρους της θεωρίας αντιπροσωπεύει επαρκώς τον πραγματικό χώρο και χρόνο σε αυτό. . Αυτή η επιστημολογική στάση, ασυμβίβαστη με αυτή που κρύβεται πίσω από το GTR, με το ελαφρύ χέρι του Heisenberg, αποδίδεται στον Αϊνστάιν, ο οποίος σε συνομιλία του την άνοιξη του 1926 στο Βερολίνο τη διατύπωσε με ακόμη πιο γενική μορφή. ως δήλωση ότι δεν είναι πείραμα, αλλά θεωρία που καθορίζει τι είναι παρατηρήσιμο.

Εν τω μεταξύ, όσο παράδοξο κι αν φαίνεται εκ πρώτης όψεως, σε αντίθεση με την επικρατούσα άποψη στην επιστημονική κοινότητα (συμπεριλαμβανομένης της γνώμης του ίδιου του Χάιζενμπεργκ), ο Αϊνστάιν του είπε στην πραγματικότητα όχι για αυτό, αλλά για κάτι εντελώς διαφορετικό. Ας αναπαράγουμε το αντίστοιχο απόσπασμα από την έκθεση «Συναντήσεις και συνομιλίες με τον Άλμπερτ Αϊνστάιν» (που έγινε από τον Χάιζενμπεργκ στις 27 Ιουλίου 1974 στο Ουλμ), όπου ο Χάιζενμπεργκ υπενθύμισε αυτή τη συνομιλία με τον Αϊνστάιν, κατά την οποία αντιτάχθηκε στην αρχή της παρατηρησιμότητας που διατυπώθηκε από Heisenberg: «Κάθε παρατήρηση, υποστήριξε, προϋποθέτει μια αναμφισβήτητα σταθερή σύνδεση μεταξύ του φαινομένου που εξετάζουμε και της αισθητηριακής αίσθησης που αναδύεται στη συνείδησή μας. Ωστόσο, μπορούμε να μιλήσουμε με σιγουριά για αυτή τη σύνδεση μόνο εάν γνωρίζουμε τους νόμους της φύσης από τους οποίους καθορίζεται. Αν - πράγμα που συμβαίνει ξεκάθαρα στη σύγχρονη ατομική

φυσική - οι ίδιοι οι νόμοι τίθενται υπό αμφισβήτηση, τότε η έννοια της "παρατήρησης" χάνει επίσης το σαφές νόημά της. Σε μια τέτοια κατάσταση, η θεωρία πρέπει πρώτα να καθορίσει τι είναι παρατηρήσιμο».

Το αρχικό γνωσιολογικό σκηνικό του RTG Logunov είναι συνέπεια ενός σχετικά απλού παραλογισμού - της ταύτισης της απαραίτητης συνθήκης για την επάρκεια των θεωρητικών δομών της αντικειμενικής πραγματικότητας με την επαρκή συνθήκη της. Καθώς δεν είναι δύσκολο να γίνει κατανοητό, αυτό εξηγεί τελικά τα λογικά και επιστημολογικά λάθη που αποτελούν τη βάση του RTG και την αντίθεσή του στο GTR - τη χρήση μόνο ενδοθεωρητικών κριτηρίων για να αποφασίσουμε ποιος από τους αφηρημένους χώρους της θεωρίας αντιπροσωπεύει επαρκώς τον πραγματικό χώρο και χρόνο σε αυτό, και Η παράνομη ταύτισή του μαζί τους είναι ουσιαστικά τα ίδια λογικά και γνωσιολογικά λάθη που αποτελούν τη βάση της προσέγγισης του Πουανκαρέ στο πρόβλημα της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής.

Ό,τι κι αν ειπωθεί για την προσέγγιση του Αϊνστάιν στο πρόβλημα της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής, η ανάλυσή μας δείχνει ότι το ζήτημα των δυνατοτήτων αυτής της προσέγγισης στη διαμόρφωση ενός σύγχρονου παραδείγματος της φυσικής επιστήμης παραμένει ανοιχτό. Παραμένει ανοιχτό μέχρι να αποδειχτεί

η ύπαρξη ιδιοτήτων υλικών φαινομένων που σε καμία περίπτωση δεν σχετίζονται με τις ιδιότητες του χώρου και του χρόνου. Και αντίθετα, οι ευνοϊκές προοπτικές της προσέγγισης του Αϊνστάιν οφείλονται τελικά στο γεγονός ότι η σύνδεση μεταξύ των μετρικών και τοπολογικών ιδιοτήτων του χώρου και του χρόνου με διάφορες μη χωροχρονικές ιδιότητες των υλικών φαινομένων ανακαλύπτεται όλο και περισσότερο. Ταυτόχρονα, μια ιστορική, επιστημονική και φιλοσοφική ανάλυση της προσέγγισης του Πουανκαρέ στο πρόβλημα της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής οδηγεί στο συμπέρασμα ότι είναι μάταιη ως εναλλακτική λύση στην προσέγγιση του Αϊνστάιν. Αυτό αποδεικνύεται επίσης από την ανάλυση των προσπαθειών αναβίωσής του, που έγιναν στα έργα του Logunov και των συναδέλφων του.

Σημειώσεις

Aronov R.A.Σχετικά με το πρόβλημα του χώρου και του χρόνου στη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων // Φιλοσοφικά προβλήματα της φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων. Μ., 1963. Σ. 167; Είναι το ίδιο. Το πρόβλημα της χωροχρονικής δομής του μικροκόσμου // Φιλοσοφικά ζητήματα της κβαντικής φυσικής. Μ., 1970. Ρ. 226; Είναι το ίδιο. Για το ζήτημα της λογικής του μικροκόσμου // Vopr. φιλοσοφία. 1970. Νο. 2. Ρ. 123; Είναι το ίδιο. Γενική σχετικότητα και φυσική του μικροκόσμου // Κλασική και κβαντική θεωρία της βαρύτητας. Μη., 1976. Ρ. 55; Aronov R.A. Στα φιλοσοφικά θεμέλια του προγράμματος υπερενοποίησης // Λογική, Μεθοδολογία και Φιλοσοφία της Επιστήμης. Μόσχα, 1983. Σ. 91.

Εκ.: Aronov R.A.Για το πρόβλημα της σχέσης μεταξύ χώρου, χρόνου και ύλης // Vopr. φιλοσοφία. 1978. Νο. 9. Ρ. 175; Αυτός είναι. Σχετικά με τη μέθοδο της γεωμετρίας στη φυσική. Ευκαιρίες και όρια // Μέθοδοι επιστημονικής γνώσης και φυσικής. Μ., 1985. Ρ. 341; Aronov R.A., Knyazev V.N.. Σχετικά με το πρόβλημα της σχέσης μεταξύ γεωμετρίας και φυσικής // Διαλεκτικός υλισμός και φιλοσοφικά ζητήματα της φυσικής επιστήμης. Μ., 1988. Σ. 3.

Εκ.: Aronov R.A.Σκέψεις για τη φυσική // Ερωτήσεις της ιστορίας της φυσικής επιστήμης και τεχνολογίας. 1983. Νο. 2. Ρ. 176; Αυτός είναι. Δύο προσεγγίσεις για την αξιολόγηση των φιλοσοφικών απόψεων του A. Poincaré // Διαλεκτικός υλισμός και φιλοσοφικά ζητήματα της φυσικής επιστήμης. Μ., 1985. Ρ. 3; Aronov R.A., Shemyakinsky V.M. Φιλοσοφική αιτιολόγηση για το πρόγραμμα γεωμετρίας της φυσικής // Διαλεκτικός υλισμός και φιλοσοφικά ζητήματα της φυσικής επιστήμης. Μ., 1983. S. 3; Αυτοί είναι. Στα θεμέλια της γεωμετρίας της φυσικής // Φιλοσοφικά προβλήματα της σύγχρονης φυσικής επιστήμης. Κίεβο, 1986. V. 61. Σ. 25.

Χάιζενμπεργκ Β. Ανάπτυξη εννοιών στη φυσική του εικοστού αιώνα // Vopr. φιλοσοφία. 1975. Αρ. 1. Σ. 87.

Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών της Ομοσπονδιακής Υπηρεσίας Εκπαίδευσης της Ρωσικής Ομοσπονδίας Γιαροσλάβσκικατάσταση πανεπιστήμιοτους.<...>S.P. Zimin © Γιαροσλάβσκικατάσταση πανεπιστήμιο, 2007 2 Περιεχόμενα ΣΤΟ ΕΡΩΤΗΜΑ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΙΚΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΑΝΑΚΑΙΝΙΣΜΕΝΟ ΕΙΚΟΝΕΣ 7 <...>T.K. Artyomova, A.S. Gvozdarev, E.A. Kuznetsov................................... 14 ΠΕΡΙ ΤΗΣ ΕΠΙΡΡΟΗΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΟΥ ΘΕΡΜΙΚΗ ΣΥΓΚΟΙΝΩΣΗ ΣΕ ΥΓΡΟ ΣΤΡΩΜΑΜΕ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ<...>Α.Α. Abdulloev, E.Yu. Sautov∗ Περίληψη Εξετάζεται το ζήτημα της αξιολόγησης της ποιότητας ανακαινισμένο εικόνες. <...>Αυτή τη στιγμή, το πιο δημοφιλές αντικειμενικό μέτρο είναι κορυφή στάσησήμα προς θόρυβο (SNR).<...>Π.Γ. Η Demidova ΜΟΝΤΕΛΩΝΕΙ ΕΝΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΣΤΟ ΚΟΝΤΑ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΔΙΣΤΑΤΙΚΗΣ ΣΚΕΥΑΣΗΣ ΤΟΥ<...>T.K. Artyomova, A.S. Gvozdarev, E.A. Περίληψη Kuznetsov Μελετήθηκε η δυνατότητα αναγνώρισης ενός αντικειμένου από το πεδίο που είναι διάσπαρτο από αυτό καθήκοντακοντά ραδιοφωνική ολογραφία. <...>όπου (ψ~hs ) είναι νέοι συντελεστές επέκτασης, το ahs είναι τανύων μύς διασκόρπιση, και οι βασικές συναρτήσεις (H hs ) επιλέγονται έτσι ώστε το προκύπτον πεδίο να ικανοποιεί την συνθήκη ακτινοβολίας Sommerfeld: 16 lim<...>Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο κύλινδρος θεωρείται απόλυτα αγώγιμος, τανύων μύς διασκόρπισημπορεί να αναπαρασταθεί ως διαγώνιος πίνακας:  a ρ Ar 0 0   hs<...>Π.Γ. Demidova ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΡΡΟΗ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗΣ ΣΤΟ ΥΓΡΟ ΣΤΡΩΜΑΜΕ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ<...>Εισαγωγή Το ζήτημα του καθορισμού των συνθηκών ανάπτυξης της θερμικής μεταφοράς σε α υγρό στρώμαέχει μελετηθεί επανειλημμένα σε διάφορες συνθέσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που λαμβάνουν υπόψη την πιθανότητα ανάπτυξης παραμόρφωσης του σχήματος της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού.<...>κίνηση σε υγρό με πεδίο ταχύτητας U (x, t) και κυματική παραμόρφωση του ανάγλυφου της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού ξ (x, t), και έχουν το ίδιο Σειρά λίγο, ως ξ , δηλαδή: T ~ ρ ~ ​​~ p ~ U ~ ξ ~ kT γ .<...>E = − grad (Φ 0 (z) + Φ(x, z, t)), όπου η μικρή διόρθωση Φ(x, z, t) που σχετίζεται με την κυματική παραμόρφωση της ελεύθερης επιφάνειας<...>

Τρέχοντα_προβλήματα_φυσικής._Τεύχος_6_Συλλογή_επιστημονικών_εργασιών_νέων_επιστημόνων,_απόφοιτοι_σπουδαστές_και_σπουδαστές.pdf

Υπουργείο Παιδείας και Επιστήμης της Ομοσπονδιακής Υπηρεσίας Εκπαίδευσης της Ρωσικής Ομοσπονδίας Κρατικό Πανεπιστήμιο του Γιαροσλάβλ. Π.Γ. Demidova Τρέχοντα προβλήματα της φυσικής Συλλογή επιστημονικών εργασιών νέων επιστημόνων, μεταπτυχιακών φοιτητών και φοιτητών Τεύχος 6 Yaroslavl 2007 1

Σελίδα 1

UDC 53 BBK V3ya43 A 44 Συνιστάται από το Εκδοτικό και Εκδοτικό Συμβούλιο του Πανεπιστημίου ως επιστημονική δημοσίευση. Σχέδιο για το 2005 Τρέχοντα προβλήματα στη φυσική: Σάβ. επιστημονικός tr. νέους επιστήμονες, μεταπτυχιακούς φοιτητές και φοιτητές. Τεύχος 6 / Rep. ανά τεύχος Διδάκτωρ Φυσικομαθηματικών Επιστημών Σ.Π. Zimin; Yarosl. κατάσταση πανεπιστημ. – Yaroslavl: YarSU, 2007. –262 σελ. Η συλλογή παρουσιάζει άρθρα για διάφορους τομείς της φυσικής, γραμμένα από νέους επιστήμονες, μεταπτυχιακούς φοιτητές και φοιτητές της Σχολής Φυσικής του Κρατικού Πανεπιστημίου του Γιαροσλάβλ. Π.Γ. Η Ντεμίντοβα. UDC 53 BBK V3ya43 Υπεύθυνος για το θέμα είναι ο Διδάκτωρ Φυσικών και Μαθηματικών Επιστημών S.P. Zimin © Yaroslavl State University, 2007 2

Σελίδα 2

Περιεχόμενα ΣΤΟ ΕΡΩΤΗΜΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΕΙΚΟΝΩΝ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ 7 A.A. Abdulloev, E.Yu. Σάουτοφ................................................ ....... ............... 7 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΣΤΗΝ ΚΟΝΤΑ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΔΙΣΤΑΤΙΚΗΣ ΣΚΕΥΑΔΑΣ ΤΟΥ Τ.Κ. Artyomova, A.S. Gvozdarev, E.A. Kuznetsov................................... 14 ΠΕΡΙ ΤΗΣ ΕΠΙΡΡΟΗΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΘΕΡΜΙΚΗ ΣΥΝΔΡΟΜΗ ΣΕ ΥΓΡΗ ΣΤΡΩΣΗ ΜΕ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ Δ.Φ. Belonozhko, A.V. Κοζίν................................................ . .............. 22 ΕΡΕΥΝΑ ΤΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΣΚΕΥΑΔΑΣ ΕΝΟΣ ΠΑΘΗΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΥ ΑΝΤΑΚΑΛΑΚΤΗ ΓΙΑ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΕΣΤΙΑΣΜΕΝΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ M.A. Bokov, A.S. Λεοντίεφ................................................ ........ .................. 31 ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΕΣ ΜΗ ΑΞΟΝΙΚΟΥΣΥΜΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΟΥ ΠΙΕΤΑΣΜΑΤΟΣ ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΥΓΡΟΥ N.V. Βορονίνα.......................................................... ................................. 39 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ ΤΩΝ ΑΛΥΣΙΔΩΝ MARKOV ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΥΚΛΙΚΟΥ ΣΥΓΧΡΟΝΙΣΜΟΥ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ OFDM I.A.Denezhkin, V.A.Chvalo................................................ .... ................................. 48 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΗ ΓΙΑ ΛΗΨΗ ΟΥΔΟΓΡΑΦΩΝ ΤΗΣ ΤΑΣΗ ΕΞΟΔΟΥ ΜΕΤΑΤΡΟΠΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ EDY Η A.E. Γκλαντούν................................................ .......................................................... .... 59 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΥ Η/Υ Η MAGNET S.A. Γκολιζίνα................................................ .......................................................... 65 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΜΙΚΡΟΑΝΑΚΛΥΨΗΣ ΕΠΙΤΑΞΙΚΩΝ ΥΜΜ PbSe ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΘΕΡΑΠΕΙΑ ΣΕ ARGON PLASMA E.S. Gorlachev, S.V. Kutrovskaya................................................ ......... 72 3

Σελίδα 3

ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΡΙΓΩΝΙΣΜΟΥ ΟΠΤΙΚΟΥ ΛΑΖΕΡ ΥΨΗΛΗΣ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ................................................. ...................... ....... 78 Ε.Β. Νταβιντένκο................................................ .......................................................... ........ 78 ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΑΠΟ ΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΩΜΟ ΣΤΙΣ ΕΜΒΕΙΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ ΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΑΙ ΡΕΛΕ ΡΑΔΙΟΦΩΝΟΥ V.V. Deryabina, T.K. Αρτιόμοβα ................................................... ....... ............ 86 ΕΠΙΡΡΟΗ ΤΗΣ ΜΠΡΟΣΤΙΑΣ ΚΑΜΠΥΛΛΟΣ ΦΑΣΗΣ ΣΤΗΝ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΠΕΔΙΟΥ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΑΠΟ ΕΝΑ ΣΕΤ ΑΠΟΡΡΟΦΗΤΙΚΩΝ ΟΘΟΝΩΝ A.V. Ντίμοφ................................................ .......................................................... ..... 94 ΕΠΙΡΡΟΗ ΤΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΦΟΥΣΑΛΑ ΣΕ ΥΓΡΟ Ι.Γ. Ζάροβα ................................................ ....................................................... 102 ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ FRACTAL ΓΙΑ ΤΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΣΤΑΤΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ D.A .Zaramensky.......................................... .................................. 110 ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΦΟΡΕΑ ΚΑΙ ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ ΣΤΗΝ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΑΣΤΕΡΙΚΩΝ ΦΑΣΗΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΥ Ο. ΕΝ. Τροχόσπιτο................................................. .................................. 118 ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΠΕΡΙΟΔΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΕ ΛΕΠΤΟ ΣΤΡΩΜΑ ΠΙΞΧΩΡΟΥ ΥΓΡΟΥ Α. ΕΙΣ. Klimov, A.V. Prisyazhnyuk................................................ ....... .......... 124 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΚΩΔΙΚΩΝ ΑΝΘΕΚΤΩΝ ΣΤΙΣ ΠΑΡΕΜΒΟΛΕΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ Ο.Ο. Κοζλόβα ................................................ ....... ..................................... 133 ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΓΡΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ E.N. Κοκόμοβα ................................................ ....... ................................... 138 ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗΣ ΕΝΤΟΛΩΝ ΜΕ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΟ ΛΕΞΙΚΟ A.V. Κονοβάλοφ................................................ ...................................... 144 4

Σελίδα 4

ΑΝΑΛΥΣΗ ΧΑΩΤΙΚΟΥ ΣΥΓΧΡΟΝΙΣΜΟΥ ΦΑΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΥΝΕΧΕΙΑΣ PLL ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΣΥΝΕΧΟΥ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΚΥΜΑΤΟΣ Yu.N. Konovalova, A.A. Kotochigov, A.V. Khodunin........................ 151 ΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΤΗΣ ΕΠΙΡΡΟΗΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ ΜΑΓΝΗΤΡΟΝΙΟΥ Yu.V. Κοστρικίνα ................................................ ........ ..................................... 159 ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥ Α ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΗ ΣΤΡΩΣΗ ΙΔΑΝΙΚΟΥ ΥΓΡΟΥ ΣΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΠΥΡΗΝΑ ΣΤΟ ΠΕΔΙΟ ΤΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΔΙΑΚΥΑΛΩΣΗΣ O.S. Kryuchkov............................ ................................ ...................... .......................... 164 ΕΡΕΥΝΑ ΤΩΝ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΤΩΝ ΔΟΜΩΝ CrOx/Si M. Yu. Kurashov ........ ................................................ .. ................................ 172 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΕΣΤΙΑΣΗΣ ΚΑΙ Η ΕΠΙΡΡΟΗ ΤΟΥΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΚΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ A.S. Λεοντίεφ................................................ ........ ..................................... 176 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΣΕ ΡΟΗ ΒΙΝΤΕΟ ΔΙΚΤΥΟ OVER IP ΜΕ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΚΑΝΑΛΙΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ ΑΝΑΚΤΗΣΗΣ QoS V.G. Medvedev, V.V. Tupitsyn, E.V. Davydenko................................ 181 ΑΦΑΙΡΕΣΗ ΘΟΡΥΒΟΥ ΑΠΟ ΕΙΚΟΝΕΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΥ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΚΥΜΑΤΟΣ Α.Α. Moiseev, V.A. Volokhov................................................ ....... ............... 189 ΣΥΝΘΕΣΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΛΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΠΑΡΕΜΒΟΛΩΝ ΣΤΟ ΦΑΣΜΑ ΣΗΜΑΤΟΣ ΕΝΟΣ ΔΣ-ΣΥΝΘΕΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑΣ M.V. Nazarov, V.G. Σούσκοφ................................................. ............. 198 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΔΑΚΤΥΛΙΟΥ PULSE PLL ΜΕ ΣΤΡΟΒΟΣΚΟΠΙΚΟ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ ΦΑΣΗΣ V.Yu. Novikov, A.S. Teperev, V.G. Shushkov...................................... 209 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΣΜΕΝΩΝ ΜΟΝΟΔΙΑΣΤΑΤΩΝ ΦΙΛΤΡΩΝ ΚΥΜΑΤΟΣ ΣΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΟΜΙΛΟΥ Α.Ε. Νοβοσέλοφ................................................ ...................................... 217 5

Σελίδα 5

ΜΕΛΕΤΗ ΑΝΟΜΟΙΟΓΕΝΕΙΩΝ ΣΕ ΥΓΡΑ A.V. Περμίνοφ................................................ ....... ..................................... 224 ΨΗΦΙΑΚΗ ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ ΜΕ ΒΑΣΗ ΣΥΣΚΕΥΗ ΛΗΨΗΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ FUR-129L A.I. Topnikov, A.N. Popov, Α.Α. Selifontov................................ 231 ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΙΣ ΤΩΝ ΧΙΛΙΟΣΤΟΜΕΤΡΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΕΔΑΦΕΙΟ-ΕΔΑΦΙΟ ΤΡΥΒΟΥΛΙΚΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΤΙΚΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ E.N. Τουρκίνα ..................................................... ....... ..................................... 239 ΧΡΗΣΗ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗΣ ΛΟΓΟΥ ΚΑΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΣΥΝΘΕΤΗΣΗΣ ΓΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΥ ΚΩΔΙΚΟΥ ΟΜΙΛΟΥ S.V. Ουλντίνοβιτς................................................ ....... ................................. 246 ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΑΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΔΙΕΠΑΝΕΞΗΣ ΤΩΝ ΔΥΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΩΝ S.V. Chernikova, A.S. Golovanov................................................ ....... ....... 253 6

Σελίδα 6

ΣΤΟ ΕΡΩΤΗΜΑ ΤΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΩΜΕΝΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ Α.Α. Abdulloev, E.Yu. Sautov∗ Περίληψη Εξετάζεται το ζήτημα της αξιολόγησης της ποιότητας των ανακατασκευασμένων εικόνων. Για την αξιολόγηση της οπτικής παραμόρφωσης, προτείνεται η χρήση ενός καθολικού δείκτη ποιότητας. Σε αντίθεση με παρόμοιους αλγόριθμους που βασίζονται στο κριτήριο του μέσου τετραγώνου σφάλματος, η προτεινόμενη προσέγγιση λαμβάνει υπόψη τις παραμορφώσεις φωτεινότητας και αντίθεσης, καθώς και τον βαθμό συσχέτισης μεταξύ των εικόνων αναφοράς και των ανακατασκευασμένων εικόνων. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης δείχνουν καλή συσχέτιση αυτού του κριτηρίου με την οπτικά αντιληπτή ποιότητα των εικόνων. Εισαγωγή Μέχρι τώρα, η πιο αξιόπιστη αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας θεωρείται η μέση αξιολόγηση των ειδικών. Αλλά απαιτεί συνεχή εργασία από πολλά άτομα και επομένως είναι ακριβό και πολύ αργό για πρακτική χρήση. Υπό αυτή την έννοια, τα αντικειμενικά (αλγοριθμικά) κριτήρια ποιότητας εικόνας είναι πιο προτιμότερα, επιτρέποντας αυτόματες αξιολογήσεις. Επί του παρόντος, οι ακόλουθες απαιτήσεις επιβάλλονται σε αντικειμενικά μέτρα ποιότητας. Πρώτον, αυτές οι μετρήσεις θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν οπτικά αξιόπιστες, δηλαδή να είναι σε καλή συμφωνία με τα αποτελέσματα των υποκειμενικών αξιολογήσεων. Δεύτερον, πρέπει να έχουν χαμηλή υπολογιστική πολυπλοκότητα, γεγονός που αυξάνει την πρακτική τους σημασία. Τρίτον, είναι επιθυμητό αυτές οι μετρήσεις να έχουν απλή αναλυτική μορφή και να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κριτήρια βελτιστοποίησης κατά την επιλογή παραμέτρων για ένα σύστημα επεξεργασίας εικόνας. Επί του παρόντος, το πιο δημοφιλές αντικειμενικό μέτρο είναι ο λόγος αιχμής σήματος προς θόρυβο (PSNR). Συνήθως χρησιμοποιείται για τη σύγκριση διαφορετικών αλγορίθμων επεξεργασίας. ∗ Οι εργασίες πραγματοποιήθηκαν υπό την καθοδήγηση του V.V. Χριάτσεφ. 7