Проблеми сучасної фізики вип 3 мул 1955р. Два підходи до проблеми взаємовідносини геометрії та фізики

Випуски:
* Александров Є.Б., Хвостенко Г.І., Чайка М.П. Інтерференція атомних станів. (1991)
* Аліханов А.І. Слабкі взаємодії. Нові дослідження бета-розпаду. (1960)
* Аллен Л., Джонс Д. Основи фізики газових лазерів. (1970)
* Альперт Я.Л. Хвилі та штучні тіла у приземній плазмі. (1974)
* (1988)
* Андрєєв І.В. Хромодинаміка та жорсткі процеси при високих енергіях. (1981)
* Анісімов М.А. Критичні явища в рідинах та рідких кристалах. (1987)
* Аракелян С.М., Чилінгарян Ю.С. Нелінійна оптика рідких кристалів. (1984)
* (1969)
* Ахманов С.А., Висловух В.А., Чиркін А.С. Оптика фемотосекундних лазерних імпульсів. (1988)
* (1981)
* (1962)
* Бахвалов Н.С., Жілейкін Я.М., Заболотська Є.А. та ін. Нелінійна теорія звукових пучків. (1982)
* Бєлов К.П., Белянчикова М.А., Левітін Р.З., Нікітін С.А. Рідкоземельні феромагнетики та антиферомагнетики. (1965)
* Бутікін В.С., Каплан А.Є., Хронопуло Ю.Г., Якубович Є.І. Резонансні взаємодії світла із речовиною. (1977)
* (1970)
* Бреслер С.Є. Радіоактивні елементи. (1949)
* Бродський А.М., Гуревич Ю.Я. Теорія електронної емісії із металів. (1973)
* Бугаков В.В. Дифузія в металах та сплавах. (1949)
* Вавілов В.С., Гіппіус А.А., Конорова Є.А. Електронні та оптичні процеси в алмазі. (1985)
* Вайсенберг А.О. Мю-мезон. (1964)
* (1968)
* Васильєв В.А., Романовський Ю.М., Яхно В.Г. Автохвильові процеси. (1987)
* (1986)
* (1988)
* (1984)
* Вонсовський С.В. Сучасне вчення про магнетизм. (1952)
* (1969)
* Вонсовський С.В. та ін. Феромагнітний резонанс. Явище резонансного поглинання високочастотного електромагнітного поля у феромагнітних речовинах. (1961)
* (1981)
* Гейлікман Б.Т., Кресін В.З. Кінетичні та нестаціонарні явища у сверпровідниках. (1972)
* Гетце В. Фазові переходи рідина-скло. (1992)
* (1975)
* Гінзбург В.Л., Рухадзе А.А. Хвилі у магнітоактивній плазмі. (1970)
* Гінзбург С.Л. Необоротні явища у спинових стеклах. (1989)
* Грінберг А.П. Методи прискорення заряджених частинок. (1950)
* Гурбатов С.М., Малахов А.М., Саїчов А.І. Нелінійні випадкові хвилі у середовищах без дисперсії. (1990)
* Гуревич Ю.Я., Харкац Ю.І. Суперіонні провідники. (1992)
* Дорфман Я.Г. Магнітні властивості атомного ядра. (1948)
* Дорфман Я.Г. Діамагнітизм та хімічний зв'язок. (1961)
* Жевандров Н.Д. Оптична анізотропія та міграція енергії у молекулярних кристалах. (1987)
* (1970)
* (1984)
* (1972)
* Кернер Б.С., Осипов В.В. Автосолітони: Локалалізовані сильно-нерівноважні області в однорідних дисипативних системах. (1991)
* (1985)
* Кляцкін В.І. Метод занурення теоретично поширення хвиль. (1986)
* Кляцкін В.І. Статистичний опис динамічних систем з параметрами, що флуктують. (1975)
* Корсунський М.І. Аномальна фотопровідність. (1972)
* Кулик І.О., Янсон І.К. Ефект Джозефсона у надпровідних тунельних структурах. (1970)
* Ліхарєв К.К. Введення у динаміку джозефсонівських переходів. (1985)
* Променеве наближення та питання поширення радіохвиль. (1971) Збірник
* (1958)
* (1967)
* Міногін В.Г., Лєтохов В.С. Тиск лазерного променя на атоми. (1986)
* Михайлов І.Г. Розповсюдження ультрозвукових хвиль у рідинах. (1949)
* Нейтрино. (1970) Збірник
* Загальні принципи квантової теорії поля та їх наслідки. (1977) Збірник
* Осташев В.Є. Поширення звуку в середовищах, що рухаються. (1992)
* Павленко В.М., Сітенко О.Г. Ехові явища в плазмі та плазмоподібних середовищах. (1988)
* Паташинський А.З., Покровський В.Л. Флуктуаційна теорія фазових переходів. (1975)
* Пушкаров Д.І. Дефектони в кристалах: Метод квазічастинок у квантовій теорії дефектів. (1993)
* Рік Г.Р. Мас-спектроскопія. (1953)
* Надпровідність: зб. ст. (1967)
* Сена Л.А. Зіткнення електронів та іонів з атомами газу. (1948)
* (1960)
* (1964)
* Смілга В.П., Білоусов Ю.М. Мюонний метод дослідження речовини. (1991)
* Смирнов Б.М. Комплексні іони. (1983)
* (1988)
* (1991)
* Степанянц Ю.А., Фабрикант А.Л. Поширення хвиль у зсувних потоках. (1996)
* Тверський Б.А. Динаміка радіаційних поясів Землі. (1968)
* Туров Є.А. - Фізичні властивості магнітоупорядкованих кристалів. Феноменол. Теорія спинових хвиль у феромагнетиках, антиферомагнетиках. (1963)
* (1972)
* (1961)
* Фотопровідність. (1967) Збірник
* Фріш С.Е. Спектроскопічне визначення ядерних моментів. (1948)
* (1965)
* Хрипловіч І.Б. Незбереження парності в атомних явищах. (1981)
* Честер Дж. Теорія незворотних процесів. (1966)
* Шикін В.Б., Монарха Ю.П. Двовимірні заряджені системи у гелії. (1989)

Реферат

по фізиці

на тему:

« Проблеми сучасної фізики»

Почнемо з проблеми, яка привертає зараз найбільшу увагу фізиків, над якою, мабуть, працює найбільша кількість дослідників та дослідницьких лабораторій у всьому світі – це проблема атомного ядра і, зокрема, як найбільш актуальна та важлива її частина – так звана проблема урану.

Вдалося встановити, що атоми тол складаються порівняно важкого позитивно зарядженого ядра, оточеного деяким числом електронів. Позитивний заряд ядра і негативні заряди електронів, що оточують його, компенсують один одного. Загалом атом видається нейтральним.

З 1913 майже до 1930 р. фізики вивчали ретельно властивості і зовнішні прояви тієї атмосфери електронів, які оточують атомне ядро. Ці дослідження призвели до єдиної цільної теорії, яка виявила нові закони руху електронів в атомі, раніше нам невідомі. Ця теорія отримала назву квантової, чи хвильової, теорії матерії. До неї ми ще повернемось.

Приблизно з 1930 р. основна увага була спрямована на атомне ядро. Ядро нас особливо цікавить, тому що в ньому зосереджено майже всю масу атома. А маса є мірою того запасу енергії, якою володіє дана система.

Кожен грам будь-якої речовини містить у собі точно відому енергію і до того ж дуже значну. Так, наприклад, у склянці чаю, що важить приблизно 200 р., міститься кількість енергії, для отримання якої потрібно спалити близько мільйона тонн вугілля.

Ця енергія знаходиться саме в атомному ядрі, тому що 0.999 всієї енергії, всієї маси тіла містить у собі ядра і лише менше 0.001 усієї маси може бути віднесено до енергії електронів. Колосальні запаси енергії, що знаходяться в ядрах, незрівнянні ні з якою формою енергії, яку ми знали досі.

Природно, приваблива надія мати цю енергію. Але для цього спочатку потрібно вивчити її, а потім знайти шляхи її використання.

Але, крім того, ядро ​​цікавить нас і з інших причин. Ядро атома цілком визначає всю природу його, визначає його хімічні властивості та його індивідуальність.

Якщо залізо відрізняється від міді, від вуглецю, від свинцю, то ця відмінність лежить саме в атомних ядрах, а не в електронах. Електрони у всіх тіл ті самі, і будь-який атом може втратити частину своїх електронів аж до того, що можуть бути зірвані всі електрони з атома. Поки ціле і незмінне атомне ядро ​​зі своїм позитивним зарядом, воно завжди притягне до себе стільки електронів, скільки необхідно компенсувати його заряд. Якщо ядрі срібла 47 зарядів, воно завжди приєднає себе 47 електронів. Тому, поки цілю ядро, ми маємо справу з тим самим елементом, з тією ж речовиною. Варто змінити ядро, як із одного хімічного елемента виходить інший. Тільки тоді здійснилася б давня і давно вже за безнадійністю залишена мрія алхімії – перетворення одних елементів на інші. На сучасному етапі історії ця мрія здійснилася не зовсім у тих формах і не тими результатами, які очікувалися алхіміками.

Що ми знаємо про атомне ядро? Ядро у свою чергу складається з ще дрібніших складових частин. Ці складові є найпростіші відомі нам у природі ядра.

Найлегше і тому найпростіше ядро ​​– це ядро ​​атома водню. Водень - перший елемент періодичної системи з атомною вагою близько 1. Ядро водню входить до складу інших ядер. Але, з іншого боку, легко бачити, що всі ядра не можуть складатися лише з водневих ядер, як давно вже понад 100 років тому, припускав Проут.

Ядра атомів мають певну масу, яка дається атомною вагою, і певним зарядом. Заряд ядра задає той номер, який цей елемент займає вперіодичної системи Менделєєва.

Водень у цій системі - перший елемент: у нього один позитивний заряд і один електрон. Другий порядок елемент має ядро ​​з подвійним зарядом, третій - з потрійним тощо. аж до останнього і найважчого з усіх елементів - урану, ядро ​​якого має 92 позитивних заряду.

Менделєєв, систематизуючи величезний досвідчений матеріал у галузі хімії, створив періодичну систему. Він, звичайно, не підозрював на той час існування ядер, але не думав, що порядок елементів у створеній ним системі визначається просто зарядом ядра і нічим більше. Виявляється, що ці дві характеристики атомних ядер – атомна вага та заряд – не відповідають тому, що ми могли б очікувати, виходячи з гіпотези Проута.

Так, другий елемент - гелій має атомну вагу 4. Якщо він складається з 4 ядер водню, то і заряд його повинен був бути 4, а тим часом заряд його 2, тому що це другий елемент. Таким чином, треба думати, що в гелії всього 2 ядра водню. Ядра водню ми називаємо протонами. Але у крім того, в ядрі гелію є ще 2 одиниці маси, які не мають заряду. Другу частину ядра доводиться вважати незарядженим ядром водню. Доводиться розрізняти ядра водню, які мають зарядом, чи протони, і ядра, які мають зовсім електричним зарядом, нейтральні, їх ми називаємо нейтронами.

Усі ядра складаються з протонів та нейтронів. У гелії 2 протона та 2 нейтрони. В азоті 7 протонів та 7 нейтронів. У кисні 8 протонів та 8 нейтронів, у вуглеці С протонів та 6 нейтронів.

Але далі ця простота дещо порушується, число нейтронів стає все більше і більше, але в порівнянні з числом протонів, і в останньому елементі - урані є 92 заряди, 92 протона, а атомна вага його 238. Отже, до 92 протонів додано ще 146 нейтронів.

Звичайно, не можна думати, що те, що ми знаємо в 1940 р., є вже вичерпним відображенням реального світу і різноманіття закінчується на цих частках, які є елементарними в буквальному значенні слова. Поняття елементарності означає лише певний етап у нашому проникненні у глиб природи. На цьому етапі ми знаємо, однак, склад атома лише до цих елементів.

Ця проста картина насправді була з'ясована не так легко. Довелося подолати цілу низку труднощів, цілу низку протиріч, які і момент свого виявлення здавалися безвихідними, але які, як завжди в історії науки, виявилися лише різними сторонами більш загальної картини, що являла собою синтез того, що здавалося протиріччям, і ми переходили до наступного, глибшого розуміння проблеми.

Найважливішим із цих труднощів виявилося таке: на початку нашого століття було вже відомо, що з надр радіоактивних атомів (про ядру тоді ще не підозрювали) вилітають б-частки (вони виявилися ядрами гелію) і в-частки (електрони). Здавалося, те, що вилітає з атома, це є те, з чого він складається. Отже, здавалося, ядра атомів складаються з ядер гелію та електронів.

Помилковість першої частини цього твердження ясна: очевидно, що неможливо скласти ядро ​​водню з вчетверо більш важких ядер гелію: частина не може бути більшою за ціле.

Виявилася невірною і друга частина цього твердження. Електрони дійсно вилітають при ядерних процесах, проте електронів в ядрах немає. Здавалося б, тут – логічне протиріччя. Чи так це?

Ми знаємо, що атоми випромінюють світло, світлові кванти (фотони).

Що ж ці фотони запасені в атомі у вигляді світла і чекають на момент для вильоту? Очевидно, що ні. Ми розуміємо випромінювання світла таким чином, що електричні заряди в атомі, переходячи з одного стану в інший, звільняють деяку кількість енергії, яка перетворюється на форму променистої енергії, що розповсюджується в просторі.

Аналогічні міркування можна сказати і щодо електрона. Електрон з цілого ряду міркувань неспроможна перебувати у атомному ядрі. Але він не може і створюватися в ядрі, як фотон, тому що має негативний електричний заряд. Твердо встановлено, що електричний заряд як і, як і енергія і матерія загалом, залишається незмінним; загальна кількість електрики ніде не створюється та ніде не зникає. Отже, якщо відноситься негативний заряд, ядро ​​отримує рівний йому позитивний заряд. Процес випромінювання електронів супроводжується зміною заряду ядра. Але ядро ​​складається з протопопів і нейтронів, отже, один із незаряджених нейтронів перетворився на позитивно заряджений протон.

Окремий негативний електрон не може виникнути, ні зникнути. Але два протилежні заряди можуть при достатньому зближенні взаємно компенсувати один одного або навіть зовсім зникнути, виділивши свій запас енергії у вигляді променистої енергії (фотонів).

Які ж це позитивні заряди? Вдалося встановити, що, крім негативних електронів, у природі спостерігаються і можуть бути створені засобами лабораторій та техніки позитивні заряди, які за всіма своїми властивостями: за масою, за величиною заряду цілком відповідають електронам, але мають позитивний заряд. Такий заряд ми називаємо позитроном.

Таким чином, ми розрізняємо електрони (негативні) та позитрони (позитивні), що відрізняються лише протилежним знаком заряду. Поблизу ядер можуть відбуватися процеси з'єднання позитронів з електронами, так і розщеплення на електрон і позитрон, причому електрон йде з атома, а позитрон входить в ядро, перетворюючи нейтрон в протон. Одночасно з електроном йде і незаряджена частка - нейтрино.

Спостерігаються такі процеси в ядрі, у яких електрон передає свій заряд ядру, перетворюючи протон на нейтрон, а позитрон вилітає з атома. Коли атома вилітає електрон, заряд ядра збільшується на одиницю; коли вилітає позитрон або протон, заряд та номер у періодичній системі зменшується на одну одиницю.

Усі ядра побудовані із заряджених протонів та незаряджених нейтронів. Постає питання, якими силами вони стримуються в атомному ядрі, що їх пов'язує між собою, що визначає побудову різних атомних ядер з цих елементів?

Аналогічний питання зв'язку ядра з електронами в атомі отримав простий відповідь. Позитивний заряд ядра притягує негативні електрони за основними законами електрики так само, як Сонце силами тяжіння притягує до себе Землю та інші планети. Але в атомному ядрі одна з складових частин нейтральна. Чим вона пов'язується з позитивно зарядженим протоном та інші нейтронами? Досліди показали, що сили, що зв'язують між собою два нейтрони, приблизно такі самі за величиною, як і сили, що зв'язують між собою нейтрон з протоном і навіть 2 протони між собою. Це не сили тяжіння, не електричні чи магнітні взаємодії, а сили особливого характеру, що випливають із квантової, чи хвильової, механіки.

Один із радянських учених, І.Є. "Гам висловив гіпотезу, що зв'язок між нейтроном і протоном забезпечується електричними зарядами - електронами і позитронами. Випускання і поглинання їх справді має дати деякі сили зв'язку між протоном і нейтроном. Але, як показали обчисленні, ці сили набагато слабші, ніж ті, які насправді існують в ядрі і забезпечують його міцність.

Тоді японський фізик Юкава спробував поставити завдання таким чином: якщо взаємодія за допомогою електронів і позитронів недостатньо, щоб пояснити ядерні сили, то які ж частинки, які б забезпечили достатні сили? І він вирахував, що якби в ядрі зустрічалися негативні і позитивні частинки з масою в 200 разів більшою, ніж позитрон р електрон, то ці частинки забезпечили б правильну ре-личину сил взаємодії.

Через деякий час ці частинки були виявлені в космічних променях, які, приходячи зі світового простору, пронизують атмосферу і спостерігаються і на земній поверхні, і на висотах Ельбрусу, і навіть під землею на досить великій глибині. Виявляється, що космічні промені, входячи в атмосферу, створюють заряджені негативно і позитивно частинки з масою приблизно в 200 разів більшою, ніж маса електрона. Ці частки в той же час у 10 разів легші, ніж протон і нейтрон (які приблизно в 2000 разів важчі, ніж електрон). Таким чином, це якісь частки «середньої» ваги. Вони тому були названі мезотронами, або, для стислості, мезонами. Їхнє існування у складі космічних променів у земній атмосфері зараз не викликає сумніву.

Той-таки І.Є. Тамм останнім часом вивчав закони руху мезонів. Виявляється, вони мають своєрідні властивості, багато в чому не схожі на властивості електронів і позитронів. З теорії мезонів він разом із Л.Д. Ландау створив надзвичайно цікаву теорію утворення нейтронів та протонів.

Тамм і Ландау уявляють, що нейтрон є протон, поєднаний із негативним мезоном. Позитивно заряджений протон з негативним електроном утворюють атом водню, добре відомий нам. Але якщо замість негативного електрона є негативний мезон, частка в 200 разів важча, з особливими властивостями, то така комбінація займає набагато менше місця і за всіма своїми властивостями близько збігається з тим, що ми знаємо про нейтрон.

Згідно з цією гіпотезою, вважається, що нейтрон - це протон, з'єднаний з негативним мезоном, і, навпаки, протон - це нейтрон, з'єднаний з позитивним мезоном.

Таким чином, «елементарні» частинки – протони та нейтрони – на наших очах починають знову розшаровуватися та виявляти свою складну структуру.

Але, мабуть, ще цікавіше, що така теорія знову повертає нас до електричної теорії материн, порушеної появою нейтронів. Тепер знову можна стверджувати, що всі елементи атома та його ядра, які нам досі відомі, мають, по суті, електричне походження.

Однак не треба думати, що в ядрі ми маємо справу просто з повторенням властивостей того ж таки атома.

Переходячи від досвіду, накопиченого в астрономії та механіці, до масштабів атома, до 100-мільйонних частин сантиметра, ми потрапляємо в новий світ, де виявляються невідомі раніше нові фізичні властивості атомної фізики. Ці властивості пояснюються квантовою механікою.

Цілком природно очікувати, і, мабуть, досвід уже нам це показує, що коли ми переходимо до наступного етапу, до атомного ядра, а атомне ядро ​​ще в 100 тисяч разів менше, ніж атом, то тут ми виявляємо ще нові, специфічні закони ядерних процесів, що не виявляються помітним чином ні в атомі, ні у великих тілах.

Та квантова механіка, яка чудово описує нам усі властивості атомних систем, виявляється недостатньою і має бути доповнена та виправлена ​​відповідно до явищ, які виявляються в атомному ядрі.

Кожен такий кількісний етап супроводжується проявом якісно нових властивостей. Сили, що пов'язують протон і нейтрон з мезоном, - це сили електростатичного тяжіння але законам Кулона, які пов'язують ядро ​​водню з його електроном, це складнішого характеру, що описуються теорією Тамма.

Так видається нам зараз будова атомного ядра. Подружжя П'єр і Марія Кюрі в 1899-й. відкрили радій та вивчили його властивості. Але шлях спостереження, неминучий па першої стадії, оскільки ми мали іншого, - шлях надзвичайно малоефективний у розвиток науки.

Швидкий розвиток забезпечується можливістю активного впливу на об'єкт, що вивчається. Ми почали впізнавати атомне ядро ​​тоді, коли ми навчилися активно його видозмінювати. Це завзятий. приблизно 20 років тому знаменитому англійському фізику Резерфорду.

Давно було відомо, що при зустрічі двох атомних ядер можна було очікувати на вплив ядер один на одного. Але як здійснити таку зустріч? Адже ядра заряджені позитивно. При наближенні один до одного вони відштовхуються, розміри їх настільки малі, що сили відштовхування досягають величезної величини. Потрібна атомна енергія, щоб, здолавши ці сили, змусити одне ядро ​​зустрітися з іншим. Щоб накопичити таку енергію, потрібно було змусити ядра пройти різницю потенціалів близько 1 млн. В. І ось, коли в 1930 р. отримали пустотні трубки, в яких вдалося створювати різниці потенціалів більше 0.5 млн. В, вони зараз були застосовані для впливу на атомні ядра.

Треба сказати, що такі трубки були отримані не фізикою атомного ядра, а електротехнікою у зв'язку з завданням передачі енергії великі відстані.

Давньою мрією електротехніки високої напруги є перехід зі змінного струму на постійний. Для цього потрібно вміти перетворювати високовольтні змінні струми на постійні і навпаки.

Ось для цієї мети, ще й зараз недосягнутої, і були створені трубки, в яких ядра водню проходили понад 0.5 млн. і отримували велику кінетичну енергію. Це технічне досягнення зараз було використано, і в Кембриджі була поставлена ​​спроба направити ці швидкі частинки в ядра різних атомів.

Звичайно, побоюючись, що взаємне відштовхування не дозволить ядрам зустрітися, взяли ядра з найменшим зарядом. Найменший заряд у протону. Тому в пустотній трубці потік ядер водню пробігав різницю потенціалів до 700 тис. В. Надалі дозвольте енергію, яку отримує заряд електрона або протона, пройшовши 1, називати електронвольтом. Протони, отримали енергію близько 0.7 млн. еВ, було спрямовано препарат, що містить літій.

Літій посідає третє місце у періодичній системі. Атомна вага його 7; він має 3 протони та 4 нейтрони. Коли ще один протон, потрапляючи у ядро ​​літію, приєднається щодо нього, ми отримаємо систему з 4 протонів і 4 нейтронів, тобто. четвертий елемент - берилії з атомною вагою 8. Таке ядро ​​берилію розпадається на дві половини, кожна мул яких має атомний пег 4, а заряд 2, тобто. є ядро ​​гелію.

Справді, це й спостерігалося. При бомбардуванні літію протонами вилітали ядра гелію; причому можна виявити, що одночасно вилітають у протилежні сторони 2 б-частки з енергією 8.5 млн. еВ.

Ми можемо зробити з цього досвіду одразу два висновки. По-перше, з водню та літію ми отримали гелій. По-друге, витративши один протон з енергією в 0.5 млн. еВ (а потім виявилося достатнім і 70 000 еВ), ми отримали 2 частинки, кожна з яких має по 8.5 млн. ев, тобто. 17 млн. еВ.

У цьому процесі ми здійснили, отже, реакцію, що супроводжується виділенням енергії з атомного ядра. Витративши лише 0.5 млн. ев, ми отримали 17 мільйонів - у 35 разів більше.

Але звідки береться ця енергія? Звісно, ​​закон збереження енергії не порушується. Як завжди, ми маємо справу з перетворенням одного виду енергії на інший. Досвід показує, що таємничих, невідомих джерел шукати не доводиться.

Ми вже бачили, що маса вимірює запас енергії у тілі. Якщо ми виділили енергію в 17 млн. ев, то слід очікувати, що зменшився запас енергії в атомах, а значить, зменшилася їхня вага (маса).

До зіткнення ми мали ядро ​​літію, точна атомна вага якого 7.01819, та водень, атомна вага якого 1.00813; отже, до зустрічі була сума атомних ваг 8.02632, а після зіткнення вилетіло 2 частки гелію, атомна вага якого 4.00389. Отже, два ядра гелію мають атомну вагу 8.0078. Якщо порівняти ці числа, то виявиться, що замість суми атомних ваг 8026 залишилося 8008; маса зменшилася на 0.018 одиниці.

З цієї маси має вийти енергія в 17.25 млн. ев, а насправді виміряно 17.13 млн. Кращого збігу ми й чекати не вправі.

Чи можна сказати, що ми вирішили завдання алхімії – перетворюємо один елемент на інший – і задачу отримання енергії з внутрішньоатомних запасів?

Це р правильно, і не так. Невірно у практичному значенні слова. Адже коли ми говоримо про можливість перетворювати елементи, то ми очікуємо, що отримані такі кількості речовини, з якими можна щось зробити. Те саме стосується і енергії.

З окремого ядра ми справді отримали у 35 разів більше енергії, ніж витратили. Але чи можемо ми зробити це основою технічного використання внутрішньоядерних запасів енергії?

На жаль немає. З усього потоку протоном приблизно один з мільйона зустрінеться па споєм шляху з ядром літію; 999 999 інших протопоп в ядро ​​потрапляє, а енергію свою розтратять. Справа в тому, що наша артилерія стріляє потоками протонів в ядро ​​атомів без прицілу. Тому з мільйона потрапить у ядро ​​лише один; загальний баланс виходить невигідним. Для «бомбардування» ядра застосовується величезна машина, що споживає велику кількість електроенергії, а в результаті виходить кілька атомів, що вилетіли, енергією яких не можна скористатися навіть для маленької іграшки.

Так було 9 років тому. Як розвивалася далі ядерна фізика? З відкриттям нейтронів ми отримали снаряд, який може досягти будь-якого ядра, оскільки між ними не виникне сил відштовхування. Завдяки цьому зараз за допомогою нейтронів можна здійснювати реакції по всій періодичній системі. Немає жодного елемента, який ми не могли б перетворити на інший. Ми можемо, наприклад, ртуть перетворити на золото, але у незначних кількостях. При цьому виявилося, що різних комбінацій протонів та нейтронів дуже багато.

Менделєєв уявляв собі, що різних атомів 92, що кожній клітині відповідає один тип атомів Візьмемо 17 клітину, зайняту хлором; отже, хлор - .але елемент, ядро ​​якого має 17 зарядів; число ж у ньому може дорівнювати і 18 і 20; все це будуть по-різному побудовані ядра з різними атомними вагами, але оскільки заряди їх однакові, це - ядра одного і того ж хімічного елемента. Ми їх називаємо ізотопами хлору. Хімічно ізотопи невиразні; тому Менделєєв і за підозрював про їхнє існування. Число різних ядер тому набагато більше, ніж 92. Ми знаємо зараз приблизно 350 різних стійких ядер, які розміщуються в 92 клітинах менделєєвської таблиці, і, більше того, близько 250 радіоактивних ядер, які, розпадаючись, випромінюють промені - протони, нейтрони, позитрони, електрони, г-промені (фотони) тощо.

Крім тих радіоактивних речовин, які існують у природі (це найважчі елементи періодичної системи), ми отримали тепер можливість виробляти штучно будь-які радіоактивні речовини, що складаються як з легких атомів, так і середніх і важких. Зокрема, ми можемо отримати радіоактивний натрій. Якщо з'їсти кухонну сіль, в яку входить радіоактивний натрій, то за переміщенням атомів радіоактивного натрію ми можемо простежити по всьому організму. Радіоактивні атоми мають відмітку вони випромінюють промені, які ми можемо виявити і за їх допомогою простежити шляхи даної речовини в будь-якому живому організмі.

Так само, ввівши радіоактивні атоми в хімічні сполуки, ми можемо простежити всю динаміку процесу, кінетику хімічної реакції. Колишні методи визначали остаточний результат реакції, а зараз ми можемо спостерігати весь її перебіг.

Це дає потужну зброю для подальших досліджень і в галузі хімії, і в галузі біології, і в галузі геології; у сільському господарстві можна буде стежити за рухом вологи у ґрунті, за рухом поживних речовин, за переходом їх до коріння рослин тощо. Стає доступним те, чого до цих пір ми безпосередньо бачити не могли.

Повернемося до питання, чи можна отримувати енергію за рахунок внутрішньоядерних запасів?

Два роки тому це здавалося безнадійним завданням. Щоправда, ясно було, що поза відомого два роки тому існувала величезна область невідомого, але

Конкретних шляхів використання ядерної енергії ми не бачили.

Наприкінці грудня 1938 р. було відкрито явище, яке змінило становище питання. Це – явище розпаду урану.

Розпад урану різко відрізняється від інших відомих нам раніше процесів радіоактивного розпаду, при якому з ядра вилітає якась частка - протон, позитрон, електрон. Коли нейтрон ударяє у ядро ​​урану, то ядро, можна сказати, розвалюється на 2 частини. У цьому процесі, як виявилося, з ядра вилітає ще кілька нейтронів. А це призводить до такого висновку.

Уявіть собі, що нейтрон влетів у масу урану, зустрів якесь його ядро, розщепив його, виділивши величезну кількість енергії, приблизно до 160 млн. ев, і, крім того, ще вилітають 3 нейтрони, які зустрінуться з сусідніми ядрами урану, розщеплять їх, кожен знову виділить по 160 млн. еВ і знову дасть по 3 нейтрони.

Легко уявити собі, як цей процес розвиватиметься. З одного ядра, що розщепилося, з'являться 3 нейтрони. Вони викличуть розщеплення трьох нових, кожен із яких дасть ще по 3, з'явиться 9, потім 27, потім 81 і т.д. нейтронів. І через мізерну частку секунди цей процес пошириться на всю масу ядер урану.

Щоб порівняти енергію, що виділяється під час розвалу урану, з тими енергіями, які ми знаємо, дозвольте навести таке зіставлення. Кожен атом паливної або вибухової речовини виділяє приблизно 10 еВ енергії, а тут одне ядро ​​виділяє 160 млн. еВ. Отже, енергії тут у 16 ​​мільйонів разів більше, ніж виділяє вибухова речовина. Це означає, що відбудеться вибух, сила якого в 16 мільйонів разів більша, ніж вибух найсильнішої вибухової речовини.

Часто, особливо в час паші, як неминучий результат імперіалістичної стадії розвитку капіталізму, наукові досягнення використовуються у війні для винищення людей. Але нам природно думати про використання їх на благо людини.

Такі концентровані запаси енергії можуть бути використані як рушійна сила для всієї нашої техніки. Як це зробити - це, звичайно, завдання ще зовсім неясно. Нові джерела енергії немає для себе готової техніки. Прийде її знову створювати. Але насамперед потрібно навчитися добувати енергію. На шляху до цього є ще непереборні проблеми.

Уран займає 92-е місце в періодичній таблиці, має 92 заряди, але є кілька його ізотопів. Один має атомну вагу 238, інший - 234, третій - 235. З усіх цих різних уранів лавина енергії може розвинутися лише в урані 235, але його тільки 0.7%. Нейтрон, який вилетів із ядра урану-235 раніше, ніж дійде до іншого ядра урану-235, буде перехоплено ядром урану-238. Лавина не розростеться. Але від вирішення такого завдання так легко не відмовляються. Один із виходів – виготовити такий уран, який містив би майже лише уран-235.

До цих пір вдається, однак, розділяти ізотопи тільки в кількостях часток міліграма, а щоб здійснити лавину, потрібно мати кілька тонн урану-235. Від часток міліграма до кількох тонн - шлях настільки далекий, що він виглядає як фантастика, а не реальне завдання. Але якщо ми зараз і не знаємо дешевих і масових засобів поділу ізотопів, це не означає, що всі шляхи до цього закриті. Тому методами поділу ізотопів зараз ретельно займаються і радянські та іноземні вчені.

Але можливий і інший спосіб змішування урану з речовиною, що мало поглинає, але сильно розсіює і уповільнює нейтрони. Справа в тому, що повільні нейтрони, розщеплюючи уран-235, не затримуються ураном-238. Положення на даний момент таке, що простий підхід не призводить до мети, але є ще різні можливості, дуже складні, важкі, але не безнадійні. Якби один із цих шляхів привів до мети, то, мабуть, він зробив би революцію у всій техніці, яка за своїм значенням перевищила б появу парової машини та електрики.

Немає підстав тому вважати, що завдання вирішене, що нам залишається лише навчитися користуватися енергією і всю стару техніку можна викинути у сміттєвий кошик. Нічого подібного. По-перше, ми ще не вміємо видобувати енергію з урану, а, по-друге, якби р могли витягти, то використання її потребує чимало часу та праці. Оскільки ці колосальні запаси енергії в ядрах є, можна думати, що знайдуться раніше чи пізніше шляхи їхнього використання.

На шляху до вивчення проблеми урану у пас у Союзі було зроблено надзвичайно цікаве дослідження. Це – робота двох молодих радянських учених – комсомольця Флерова та молодого радянського фізика Петржака. Вивчаючи явище розщеплення урану, вони помітили, що уран розпадається сам собою без жодного зовнішнього впливу. На 10 мільйонів альфа-променів, які випускає уран, лише 6 відповідають уламкам від його розпаду. Помітити ці 0 частинок серед 10 мільйонів інших можна було лише за великої спостережливості та надзвичайного експериментального мистецтва.

Два молоді фізики створили апаратуру, яка в 40 разів чутливіша, ніж усі досі відомі, і в той же час настільки точна, що вони могли впевнено приписати цим 6 точкам із 10 мільйонів реальне значення. Потім послідовно і систематично вони перевірили свої висновки і твердо встановили повне явище мимовільного розпаду урану.

Ця робота чудова не тільки за своїми результатами, по наполегливості, але тонкощі експерименту, але винахідливості авторів. Якщо взяти до уваги, що одному з них 27 років, а іншому 32, то від них можна чекати багато чого. Ця робота представлена ​​на здобуття премії імені Сталіна.

Явище, відкрите Флеровим і Петржаком, показує, що 92-й елемент нестійкий. Щоправда, щоб зруйнувалася половина всіх готівкових ядер урану, знадобиться 1010 років. Але стає зрозумілим, чому періодична система у цьому елементі закінчується.

Тяжкіші елементи будуть ще нестійкіші. Вони швидше руйнуються і тому не дожили до нас. Що це так, знову ж таки було підтверджено прямим досвідом. Ми можемо виготовити 93 - й і 94-й елементи, але вони живуть дуже недовго, менше 1000 років.

Тому, як бачите, ця робота має важливе значення. Не тільки виявлено новий факт, але з'ясовано одну із загадок періодичної системи.

Вивчення атомного ядра відкрило перспективи використання внутрішньоатомних запасів, але поки що дало техніці нічого реального. Так здається. Але насправді вся та енергія, якою ми користуємось у техніці, все це – ядерна енергія. Справді, звідки ми маємо енергію вугілля, нафту, звідки гідростанції беруть свою енергію?

Ви добре знаєте, що енергія сонячних променів, поглинена зеленим листям рослин, запасена у вигляді вугілля, сонячні промені, випаровуючи воду, піднімають її та виливають у вигляді дощів на висотах, у вигляді гірських річок доставляють енергію гідростанціям.

Всі види енергії, якими ми користуємося, отримані від Сонця. Сонце випромінює величезну кількість енергії не тільки у бік Землі, але в усіх напрямках, а ми маємо підстави думати, що Сонце існує сотні мільярдів років. Якщо підрахувати, скільки за цей час випромінювано енергії, то виникає питання – звідки ця енергія, де її джерело?

Все, що вдавалося придумати раніше, виявлялося недостатнім, і тільки тепер ми начебто отримуємо правильну відповідь. Джерелом енергії не тільки Сонця, а й інших зірок (наше Сонце нічим від інших зірок у цьому відношенні не відрізняється) є ядерні реакції. У центрі зірки завдяки силам тяжіння панує колосальний тиск і дуже висока температура - 20 млн. град. У таких умовах ядра атомів часто зустрічаються один з одним, і при цих зіткненнях відбуваються ядерні реакції, одним з прикладів яких є бомбардування літію протонами.

Ядро водню стикається з ядром вуглецю з атомною вагою 12, утворюється азот 13, який перетворюється на вуглець 13, випускаючи позитивний позитрон. Потім новий вуглець 13 стикається з іншим ядром водню і т.д. Зрештою виходить знову той самий вуглець 12, з якого справа почалася. Вуглець тут пройшов лише через різні стадії та брав участь лише як каталізатор. Зате замість 4 ядер водню наприкінці реакції з'явилося нове ядро ​​гелію і два зайві позитивні заряди.

Усередині зірок наявні запаси водню шляхом таких реакцій перетворюються на гелій, тут відбувається ускладнення ядер. З найпростіших ядер водню утворюється наступний елемент – гелій. Кількість енергії, що при цьому виділяється, як показує розрахунок, саме відповідає тій енергії, яка випромінюється зіркою. Тож зірки не охолоджуються. Вони весь час поповнюють запас енергії, звичайно, до тих пір, поки є запас водню.

У розпаді урану ми маємо справу з розвалом важких ядер і перетворенням їх на набагато легші.

У кругообігу явищ природи ми бачимо, таким чином, дві крайні ланки - найважчі розвалюються, найлегші з'єднуються, звичайно, в різних умовах.

Тут ми зробили перший крок до проблеми еволюції елементів.

Ви бачите, що замість теплової смерті, яку передбачала фізика минулого століття, передбачала, як вказував Енгельс, без достатніх підстав, на основі законів одних теплових явищ, через 80 років виявилися набагато потужніші процеси, які вказують нам на якийсь кругообіг енергії в природі, те що, що у одних місцях йде ускладнення, а інших місцях розпад речовини.

Дозвольте тепер від атомного ядра перейти до його оболонки, а потім і до великих тіл, що складаються з величезної кількості атомів.

Коли вперше дізналися, що атом складається з ядра р електронів, то електрони представлялися найелементарнішими, найпростішими з усіх утворень. Це були негативні електричні заряди, маса і заряд яких були відомі. Зазначимо, що маса означає не кількість речовини, а кількість енергії , Яка речовина володіє.

Так ось, ми знали заряд електрона, знали його масу, і оскільки більше нічого про нього не знали, здавалося, більше нічого і знати. Щоб приписати йому розподілену форму, кубічну, витягнуту чи пласку, потрібно було мати якісь підстави, але жодних підстав не було. Тому (його вважали кулькою розміром у 2 · 10»2 см. Неясно було тільки, як цей заряд розташований: на поверхні кульки або заповнює його об'єм?

Коли насправді в атомі впритул зустрілися з електронами та почали вивчати їхні властивості, ця видима простота почала зникати.

Усі ми читали чудову книжку Леніна «Матеріалізм і емпіріокритицизм», написану 1908 р., тобто. у той період, коли електрони здавалися найпростішими і далі неподільними елементарними зарядами. Тоді ще Ленін вказував, що електрон не може бути останнім етаном у нашому пізнанні природи, що й в електроні згодом відкриється нове різноманіття, нам ще невідоме. Це передбачення, як й інші прогнози, зроблені В.І. Леніним у цій чудовій книзі вже виправдалося. У електрона виявили магнітний момент. Виявилося, що електрон як заряд, а й магніт. У нього був виявлений і крутний момент, так званий спин. Далі, виявилося, що хоча електрон і рухається навколо ядра, як планети навколо Сонця, але на відміну від планет може рухатися тільки по цілком певних квантових орбітах, може мати цілком певні енергії і ніякі проміжні.

Це виявилося результатом того, що сам рух електронів в атомі дуже віддалено нагадує рух кульки орбітою. Закони руху електронів ближче до законів поширення хвиль, наприклад світлових хвиль.

Рух електронів, виявляється, підпорядковується законам хвильового руху, що становлять зміст хвильової механіки. Вона охоплює не тільки рух електронів, а й усіляких досить малих частинок.

Ми вже бачили, що електрон з маленькою масою може перетворюватися на мезон з масою, в 200 разів більшою, і, навпаки, мезон розпадається і з'являється електрон з масою, в 200 разів меншою. Ви бачите, що простота електрона зникла.

Якщо електрон може перебувати у двох станах: з малою та з великою енергією, значить, це не таке вже просте тіло. Отже, простота електрона в 1908 р. була простотою здається, що відображала неповноту наших знань. Це цікаво, як із прикладів блискучого передбачення правильної наукової філософії, висловленого таким чудовим майстром, котрий володів діалектичним методом, як Ленін.

Але чи мають закони руху електронів в атомі розміром 100-мільйонну частку сантиметра практичне значення?

На це відповідає створена останніми роками електронна оптика. Оскільки рух електроном відбувається за законами поширення світлових хвиль, то потоки електронів повинні поширюватися приблизно так само, як промені світла. Такі властивості в електропі були виявлені.

На цьому шляху останніми роками вдалося вирішити дуже важливе практичне завдання - створити електронний мікроскоп. Оптичний мікроскоп дав людині величезну важливість результату. Всі вчення про мікроби і про хвороби, що ними викликаються, всі методи їх лікування побудовані на тих фактах, які вдається спостерігати в мікроскопі. За останні роки з'явився ряд підстав думати, що мікробами не обмежується органічний світ, що є якісь живі утворення, розміри яких набагато менші, ніж мікроби. І ось тут ми і натрапили, здавалося б, на непереборну перешкоду.

Мікроскоп користується світловими хвилями. За допомогою ж світлових хвиль, якою б системою лінз ми не користувалися, не можна вивчати об'єкти, які набагато менше світової хвилі.

Довжина хвилі світла - величина дуже невелика, що вимірюється десятими частками мікрона. Мікрон – це тисячна частка міліметра. Значить, величини в 0.0002 - 0.0003 мм у хороший мікроскоп можна бачити, але ще дрібніші вже бачити не можна. Мікроскоп тут марний і тільки тому, що ми не вміємо виготовляти хороших мікроскопів, а тому, що така природа світла.

Який тут вихід? Потрібне світло з меншою довжиною хвилі. Що менше довжина хвилі, то дрібніші предмети ми можемо розглядати. Цілий ряд підстав змушував думати, що існують дрібні організми, недоступні мікроскопу і тим щонайменше мають велике значення у рослинному та тваринному світі, що викликають низку хвороб. Це так звані віруси, що фільтруються та нефільтруються. Світловими хвилями їх вдавалося виявити.

Потоки електронів нагадують світлові хвилі. Їх так само можна концентрувати, як світлові промені, і створювати повну подобу оптики. Її називають електронною оптикою. Зокрема можна здійснити і електронний мікроскоп, тобто. такий же прилад, який створюватиме за допомогою електронів сильно збільшене зображення дрібних предметів. Роль скла будуть виконувати електричні та магнітні нуля, які діють на рух електронів, як лінза на світлові промені. Але довжина електронних хвиль у 100 разів менша, ніж світлових, і, отже, за допомогою електронного мікроскопа можна бачити тіла, у 100 разів менші, не у 10-тисячну частку міліметра, а у мільйонну частку міліметра, а мільйонна частка міліметра – це вже Обсяг великих молекул.

Друга відмінність полягає в тому, що світло ми бачимо оком, а електрон бачити не можна. Але це не такий великий дефект. Якщо електрони ми не бачимо, місця, на які вони потрапляють, можна бачити добре. Вони спричиняють свічення екрана або почорніння фотографічної платівки, і ми можемо вивчати фотографію предмета. Електронний мікроскоп був побудований, і ми отримали мікроскоп зі збільшенням вже не в 2000-3000, а в 150-200 тисяч разів, що відзначає предмети в 100 разів менше за ті, які доступні оптичному мікроскопу. Віруси з гіпотези одразу перетворилися на факт. Можна вивчати їхню поведінку. Можна бачити навіть контур складних молекул. Таким чином, ми отримали нову потужну зброю дослідження природи.

Відомо, наскільки величезна була роль мікроскопа в біології, в хімії, в медицині. Поява нової зброї, можливо, викличе ще значніший крок уперед і відкриє перед нами нові, невідомі раніше області. Що буде відкрито в цьому світі мільйонних часток міліметра, передбачити важко, але можна думати, що це - новий етап природознавства, електротехніки та багатьох інших галузей знання.

Як бачите, від питань хвильової теорії матерії з її дивними, незвичними положеннями ми швидко перейшли до реальних та практично важливих результатів.

Електронна оптика використовується як створення мікроскопа нового типу. Значення її зростає надзвичайно швидко. Однак я обмежусь лише розглядом прикладу її застосування.

Так як я говорю про найсучасніші проблеми фізики, я не викладатиму теорію атома, яка була завершена в 1930 р.: це, швидше, проблема вчорашнього дня.

Нас цікавить зараз, як атоми з'єднуються, утворюючи фізичні тіла, які можна зважити на терезах, можна відчути їхню теплоту, розміри чи твердість і з якими ми маємо справу в житті, в техніці тощо.

Яким чином властивості атомів проявляються в твердих тілах? Насамперед виявляється, що квантові закони, які були виявлені в окремих атомах, зберігають повну свою застосовність і до цілих тіл. Як в окремих атомах, так і в цілому тілі електрони займають тільки цілком певні положення, мають лише деякі, цілком певні енергії.

Електрон в атомі може перебувати лише у певному стані руху, і, більше того, у кожному такому стані може бути лише один електрон. Не може бути в атомі двох електронів, що знаходяться в однакових станах. Це також одне з основних положень теорії атома.

Так от, коли атоми з'єднуються у величезних кількостях, утворюючи тверде тіло – кристал, то й у таких великих тілах не може бути двох електронів, які займали б один і той самий стан.

Якщо кількість станів, доступних електронам, якраз дорівнює кількості електронів, тоді кожен стан зайнятий одним електроном і вільних станів не залишається. У цьому тілі електрони виявляються пов'язаними. Для того, щоб вони почали рухатися у певний бік, створюючи потік електрики, або електричний струм, щоб, іншими словами, тіло проводило електричний струм, необхідно, щоб електрони змінили свій стан. Раніше вони рухалися праворуч, а тепер повинні рухатися, наприклад, ліворуч; під дією електричних сил має зрости енергія. Отже, стан руху електрона має змінитися, а для цього потрібно перейти в інший стан, відмінний від колишнього, але це неможливо, тому що всі стани вже зайняті. Такі тіла жодних електричних властивостей не виявляють. Це - ізолятори, в яких не може бути струму, незважаючи на те, що є колосальна кількість електронів.

Візьміть інший випадок. Число вільних місць набагато більше, ніж кількість електронів, що там знаходяться. Тоді електрони вільні. Електрони в такому тілі, хоча їх і не більше, ніж в ізоляторі, можуть змінювати свої стани, вільно рухатись вправо чи вліво, збільшувати чи зменшувати свою енергію тощо. Такі тіла – метали.

Таким чином, ми отримуємо дуже просте визначення того, які тіла проводять електричний струм, які є ізоляторами. Ця відмінність охоплює всі фізичні та фізико-хімічні властивості твердого тіла.

У металі енергія вільних електронів переважає теплову енергію його атомів. Електрони прагнуть перейти у стан із найменшою можливою енергією. Цим і визначаються всі властивості металу.

Утворення хімічних сполук, наприклад водяної пари з водню та кисню, відбувається у строго певних співвідношеннях, що визначаються валентністю, - один атом кисню з'єднується з двома атомами водню, дві валентності атома кисню насичуються двома валентностями двох атомів водню.

Але в металі справа по-іншому. Сплави двох металів утворюють з'єднання не тоді, коли кількості їх знаходяться у відношенні їх валентностей, а тоді, наприклад, коли відношення числа електронів у даному металі до атомів у цьому металі дорівнює 21:13. Нічого схожого на валентність у цих сполуках немає; з'єднання утворюються тоді, коли електрони отримують найменшу енергію, так що хімічні сполуки в металах значно більшою мірою визначаються станом електронів, ніж силами валентності атомів. Так само стан електронів визначає всі пружні властивості, міцність і оптику металу.

Крім двох крайніх випадків: металів, усі електрони яких вільні, та ізоляторів, у яких усі стани заповнені електронами та жодних змін у їх розподілі не спостерігається, існує ще величезне різноманіття тіл, які не так добре проводять електричний струм, як метал, але й не цілком його не проводять. Це напівпровідники.

Напівпровідники - дуже широка і різноманітна область речовин. Вся неорганічна частина навколишньої природи, всі мінерали, все це - напівпровідники.

Як же сталося, що вся ця величезна галузь знання й досі ніким не вивчалася? Усього 10 років, як почали займатися напівпровідниками. Чому? Тому, головним чином, вони не мали застосування в техніці. Але приблизно 10 років тому вперше в електротехніку увійшли напівпровідники, і з тих пір вони з надзвичайною швидкістю почали застосовувати найрізноманітніші галузі електротехніки.

Розуміння напівпровідників цілком будується на тій квантовій теорії, яка виявилася настільки плідною щодо окремого атома.

Дозвольте припинити вашу увагу на одній цікавій стороні цих матеріалів. Раніше тверде тіло уявлялося у такому вигляді. Атоми з'єднуються в одну систему, з'єднуються не абияк, а кожен атом з сусіднім атомом поєднується в таких положеннях, на таких відстанях, при яких їх енергія стала б найменшою.

Якщо це правильно одного атома, це правильно всім інших. Тому все тіло загалом багаторазово повторює одні й самі розташування атомів на строго певному відстані друг від друга, отже виходить грати з правильно розташованих атомів. Виходить кристал, що володіє цілком певними гранями, певними кутами між гранями. Це - прояв внутрішнього порядку розташування окремих атомів.

Однак ця картина є лише наближеною. Насправді тепловий рух і реальні умови зростання кристала призводять до того, що окремі атоми зриваються зі своїх місць на інші місця, частина атомів виходить назовні та віддаляється у навколишнє середовище. Це окремі порушення в окремих місцях, але вони призводять до важливих результатів.

Виявляється, достатньо збільшити кількість кисню, що полягає в закису міді, або зменшити кількість міді на 1%, щоб електропровідність збільшилася в мільйон разів і різко змінилися всі інші властивості. Таким чином, невеликі зміни в будові речовини спричиняють величезні зміни в їх властивостях.

Звичайно, вивчивши це явище, можна скористатися ним, щоб свідомо змінювати напівпровідники в бажану для нас сторону, змінювати їх електропровідність, теплові, магнітні та інші властивості так, як потрібно для вирішення цього завдання.

На базі квантової теорії та вивчення як нашого лабораторного, так і виробничого досвіду заводів ми намагаємось вирішувати технічні завдання, пов'язані з напівпровідниками.

У техніці напівпровідники отримали перше застосування у випрямлячах змінного струму. Якщо мідну пластинку окислити при високій температурі, створивши на ній закис міді, то така пластинка має дуже цікаві властивості. При проходженні струму в одному напрямку опір її невеликий, виходить значний струм. При проходженні ж струму у зворотному напрямку вона створює величезний опір, і струм у зворотному напрямку виявляється мізерно малим.

Ця властивість була використана американським інженером Грондалем для того, щоб випрямити змінний струм. Змінний струм 100 разів на секунду змінює свій напрямок; якщо поставити на шляху струму таку платівку, то помітний струм проходить лише в одному напрямку. Це ми називаємо випрямленням струму.

У Німеччині для цієї мети почали застосовувати залізні платівки, вкриті селеном. Результати, отримані в Америці та Німеччині, були відтворені у нас; була розроблена технологія заводського виготовлення всіх випрямлячів, якими користується американська та німецька промисловість. Але, звичайно, основне завдання полягало не в цьому. Потрібно було, використавши наші знання напівпровідників, спробувати створювати найкращі випрямлячі.

Це нам певною мірою вдалося. Б.В. Курчатов та Ю.А. Дунаєв зуміли створити новий випрямляч, який йде значно далі, ніж те, що відомо у закордонній техніці. Випрямляч із закису міді, що є пластинкою шириною приблизно 80 мм і довжиною 200 мм, випрямляє струми порядку 10-15 А.

Мідь - дорогий і дефіцитний матеріал, а тим часом для випрямлячів потрібні багато і багато тонн міді.

Випрямляч Курчатова - невелика алюмінієва філіжанка, в яку насипається півграма сірчистої міді і закривається металевою пробкою зі слюдяною ізоляцією. От і все. Такий випрямляч не треба гріти в печах, і він випрямляє струми порядку 60 А. Легкість, зручність та дешевизна дають йому перевагу перед типами за кордоном.

У 1932 р. Ланге в Німеччині помітив, що той самий закис міді має властивість створювати при освітленні електричний струм. Це жорсткий фотоелемент. Він, на відміну від інших, створює струм без будь-яких батарей. Таким чином, ми отримуємо електричну енергію за рахунок світлової - світлоелектричну машину, але кількість електроенергії, що отримується, дуже мала. У цих фотоелементах лише 0.01-0.02% світлової енергії перетворюється на енергію електричного струму, але все-таки Ланге побудував маленький моторчик, який крутиться, якщо нею виставити на сонце.

Через кілька років у Німеччині було отримано селеновий фотоелемент, який дає приблизно в 3-4 рази більше струму, ніж мідно-закисний, і коефіцієнт корисної дії якого сягає 0.1%.

Ми спробували побудувати ще досконаліший фотоелемент, який і вдалося здійснити Б.Т. Коломійцю та Ю.П. Маслаківцю. Їхній фотоелемент дає струм у 60 разів більше, ніж мідно-закисний, і в 15-20 разів більше, ніж селеновий. Він цікавий ще стосовно того, що дає струм від невидимих ​​інфрачервоних променів. Чутливість його настільки велика, що виявилося зручним застосувати для звукового кіно замість тих видів фотоелементів, які застосовувалися досі.

У існуючих фотоелементах є батарея, яка створює струм без освітлення; це викликає в гучномовці часте потріскування і шуми, що псують якість звуку. Наш фотоелемент ніякої батареї не вимагає, електрорушійну силу створює освітлення; якщо немає світла, то й току нема звідки взятися. Тому звукоустановки, які працюють на цих фотоелементах, дають чистий звук. Встановлення зручне і в інших відносинах. Так як немає батареї, то не треба підводити дроти, відпадає низка додаткових пристроїв, фотокаскад посилення і т.д.

Очевидно, для кіно ці фотоелементи мають деякі переваги. Приблизно рік, як така установка працює у показовому театрі в Ленінградському Будинку кіно, а зараз, за ​​цим, головні кінотеатри на Невському проспекті – «Титан», «Жовтень», «Аврора» переходять на ці фотоелементи.

Дозвольте до цих двох прикладів приєднати третій, ще зовсім не закінчений - це використання напівпровідників для термоелементів.

Термоелемент ми користуємося давно. Їх виготовляють з металів для вимірювання температури та променистої енергії світлих або нагрітих тіл; Проте зазвичай струми від цих термоелементів дуже слабкі, їх вимірюють гальванометрами. Напівпровідники дають набагато більшу ЕРС, ніж звичайні метали, і тому представляють для термоелементів особливі переваги, які ще не використані.

Ми зараз намагаємося застосовувати напівпровідники, що вивчаються нами, для термоелементів і досягли деяких успіхів. Якщо нагріти одну сторону виготовленої нами невеликої пластинки на 300-400°, вона дає струм порядку 50 А й напруга близько 0,1 У.

Давно відомо, що від термоелементів можна отримувати і великі струми, але в порівнянні з тим, що вдалося досягти в цьому напрямі за кордоном, у Німеччині, наприклад, наші напівпровідники дають значно більше.

Цими трьома прикладами не обмежується технічне значення напівпровідників. Напівпровідники є основні матеріали, на яких будується автоматика, сигналізація, телеуправління і т.д. Разом із зростанням автоматики зростають і різноманітні застосування напівпровідників. Однак і з цих трьох прикладів, як на мене, можна бачити, що розвиток теорії виявляється надзвичайно сприятливим для практики.

Але й теорія набула такого значного розвитку лише тому, що ми її розвивали на ґрунті вирішення практичних завдань, крокуючи в ногу із заводами. Величезний масштаб технічного виробництва, невідкладні потреби, які висуває виробництво, надзвичайно стимулюють теоретичну роботу, змушуючи будь-що-будь виходити з труднощів і вирішувати завдання, які без цього, ймовірно, були б залишені.

Якщо перед нами немає технічного завдання, ми, вивчаючи фізичне явище, що нас зацікавило, намагаємося в ньому розібратися, перевіряючи свої уявлення лабораторними дослідами; при цьому іноді вдається знайти правильні рішення і переконатися, що вони вірні. Тоді ми друкуємо наукову працю, вважаючи своє завдання закінченим. Якщо? ке теорія не виправдовується або виявляються нові явища, які в неї не вкладаються, ми намагаємося розвинути і видозмінити теорію. Не завжди вдається охопити всю сукупність дослідного матеріалу. Тоді ми вважаємо роботу невдалою та не публікуємо свої дослідження. Часто, однак, у цих незрозумілих нами явищах лежить те нове, що не вкладається в теорію, що вимагає відмови від неї та заміни зовсім іншим підходом до питання та іншої теорії.

Масове виробництво не терпить недоліків. Помилка зараз позначиться на появі примх у виробництві. Поки якийсь бік справи не зрозумілий, технічний продукт нікуди не годиться, його не можна випускати. Ми будь-що повинні дізнатися все, охопити і ті процеси, які не знайшли ще пояснення у фізичній теорії. Ми не можемо зупинитися, поки не знайдемо пояснення, а тоді перед нами закінчена, набагато глибша теорія.

Для поєднання теорії та практики для розквіту науки ніде немає таких сприятливих умов, як у першій країні соціалізму.

Аронов Р.А., Шемякінський В.М. Два підходи до проблеми взаємовідносини геометрії та фізики// Філософія науки. Вип. 7: Формування сучасної природничо парадигми - М.: , 2001

У сучасній фізиці панує думка, яку найвиразніше висловив В.Гейзенберг у статті «Розвиток понять у фізиці ХХ століття»: ейнштейнівський підхід до проблеми взаємини геометрії та фізики «переоцінив можливості геометричної точки зору. Гранулярна структура матерії є наслідком квантової теорії, а чи не геометрії; квантова ж теорія стосується дуже фундаментальної властивості нашого опису Природи, яке не містилося в ейнштейнівській геометризації силових полів».

Зрозуміло, можна сперечатися про те, чи переоцінив ейнштейнівський підхід можливості геометричної точки зору чи не переоцінив. Але безперечним, що твердження Гейзенберга : «гранулярна структура матерії є наслідком квантової теорії, а чи не геометрії», – є неточним. Матерія має структуру до, поза і незалежно від будь-якої теорії. Що ж до геометрії, то хоча з контексту статті Гейзенберга неясно, про що саме йдеться – про гносеологічний аспект проблеми (про геометрію як про фрагмент математики або про онтологічний (про геометрію реального простору), однак і в тому, і в іншому випадку структура матерії не є наслідком геометрії, у першій – з тієї ж причини, з якої вона не є наслідком квантової теорії, у другій – тому, що сама геометрія реального простору є одним із аспектів структури матерії.

Правильно, звичайно, що квантова теорія відображає такі властивості природи, інформація про які не містилася в ейнштейнівській геометризації силових полів. Але ж геометрична думка і та конкретна форма, в якій вона представлена ​​в ейнштейнівській спробі геометричності силових полів, – це аж ніяк не те саме. В кінцевому рахунку саме остання обставина зумовила те, що успішна реалізація геометричної точки зору в загальній теорії відносності (ОТО) стимулювала пошуки фізичної теорії, яка за метричними та топологічними властивостями реального простору та часу могла б відтворити (і тим самим пояснити) поведінку та властивості елементарних частинок.

квантові явища. Більшість фізиків, безперечно, дадуть відповідь переконаним «ні», бо вони вважають, що квантова проблема має вирішуватися принципово іншим шляхом. Як би там не було, нам залишаються у втіху слова Лессінга: «Прагнення до істини цінніше, дорожче впевненого володіння нею».

Справді, самі собою математичні труднощі що неспроможні служити аргументом проти напрями у розвитку фізики, якого дотримувався Ейнштейн . З аналогічними труднощами стикаються й інші напрями, оскільки (як і Ейнштейн) фізика з необхідністю переходить від лінійних теорій до істотно нелінійним. Головна проблема полягає в тому, чи геометрична польова картина фізичного світу може пояснити атомістичну структуру речовини і випромінювання, а також квантові явища, чи може вона в принципі бути достатньою основою для адекватного відображення квантових явищ. Нам здається, що історико-науковий та філософський аналіз тих потенцій, які містяться в підходах Пуанкаре та Ейнштейна, може пролити світло на деякі аспекти цієї проблеми.

Широко відома чудова фраза П.С.Лапласа у тому, що людський розум зустрічає менше труднощів, що він просувається вперед, ніж тоді, що він заглиблюється у себе. Але просування вперед так чи інакше пов'язане з поглибленням розуму в самого себе, зі зміною підстав, стилю та методів, з переглядом ціннісно-цільових установок наукового пізнання, з переходом від звичної парадигми до нової, складнішої і саме через це здатної відновити втрачену відповідність розуму та дійсності.

Одним із перших кроків на цьому шляху, як відомо, стало позаемпіричне обґрунтування неевклідових геометрій, дане «Ерлангенською програмою» Ф.Клейна, яке стало однією з передумов звільнення фізичного мислення від пут просторової картини світу і розуміння геометричного опису не як опису арени фізичних процесів. як адекватне пояснення динаміки фізичного світу. Це переосмислення ролі геометрії у фізичному пізнанні призвело зрештою до побудови програми геометризації фізики. Однак шлях до цієї програми лежав через конвенціоналізм Пуанкаре, який поширив інваріантно-груповий метод Клейна на фізику.

У вирішенні проблеми співвідношення геометрії та фізики Пуанкаре спирався на концепцію «Ерлангенської програми», виходячи з уявлення про геометрію як абстрактну науку, яка сама по

собі не відображає законів зовнішнього світу: «Математичні теорії не мають на меті відкрити нам справжню природу речей; така претензія була б безрозсудною. Єдина мета їх – систематизувати фізичні закони, які ми дізнаємося з досвіду, але яких ми не могли б навіть висловити без допомоги математики» .

За такого підходу геометрія явно вислизає від досвідченої перевірки: «Якщо справедлива геометрія Лобачевського, то паралакс дуже віддаленої зірки буде кінцевим; якщо справедлива геометрія Рімана, він буде негативним. Ці результати, мабуть, допускають дослідну перевірку; і можна було сподіватися, що астрономічні спостереження можуть вирішити вибір між трьома геометріями. Але те, що в астрономії називається прямою лінією є просто траєкторія світлового променя. Якщо, отже, понад очікування, вдалося відкрити негативні паралакси чи довести, що це паралакси більше відомої межі, то представлявся б вибір між двома висновками: ми могли б або відмовитися від евклідової геометрії, або змінити закони оптики і припустити, що світло поширюється не точно по прямій лінії» .

Вихідну посилку фізичного пізнання - фізика вивчає матеріальні процеси у просторі та часі - Пуанкаре інтерпретує не як відношення вкладення (простір і час, за Ньютоном, є вмістилищами матеріальних процесів), а як відношення між двома класами понять: геометричними, які безпосередньо в досвіді не перевіряються , і власне фізичними, що логічно залежать від геометричних, але порівнянними з результатами дослідів. Для Пуанкаре єдиним об'єктом фізичного пізнання є матеріальні процеси, а простір інтерпретується як абстрактне різноманіття, будучи предметом математичного дослідження. Як геометрія сама собою не вивчає зовнішній світ, так фізика не вивчає абстрактне простір. Але без відношення до геометрії неможливо зрозуміти фізичні процеси. Геометрія - це передумова фізичної теорії, незалежна від властивостей описуваного об'єкта.

В експерименті перевіряються лише спільно геометрія (Г) і фізичні закони (Ф), і, отже, можливе довільне розподіл на (Г) і (Ф) у межах тих самих експериментальних фактів. Звідси конвенціоналізм Пуанкаре: невизначене ставлення геометрії до досвіду веде до заперечення онтологічного статусу як геометрії, так і фізичних законів та інтерпретації їх умовних угод.

При побудові спеціальної теорії відносності (СТО) Ейнштейн виходив із критичного ставлення до класичного уявлення про матерію як речовину. Такий підхід визначив інтерпретацію сталості швидкості світла як атрибутивної характеристики поля. З погляду Ейнштейна не принцип сталості

Швидкість світла потребує механічного обґрунтування, а він змушує до критичного перегляду понять класичної механіки. Така гносеологічна постановка проблеми призвела до усвідомлення довільності припущень про абсолютний простір та час, на яких ґрунтується кінематика класичної механіки. Але якщо Пуанкаре довільність цих припущень очевидна, то Ейнштейна вона – наслідок обмеженості повсякденного досвіду, у якому грунтуються ці припущення. Для Ейнштейна безглуздо говорити про простір і час безвідносно до тих фізичних процесів, які тільки й надають їм конкретного змісту. Тому фізичні процеси, які не можуть бути пояснені на основі звичних класичних уявлень про простір та час без додаткових штучних гіпотез, мають вести до перегляду цих уявлень.

Таким чином, досвід бере участь у вирішенні проблеми Пуанкаре: «Якраз ті обставини, які завдавали нам раніше болісних труднощів, і виводять нас на правильний шлях після того, як ми отримаємо більше свободи дій, відмовившись від зазначених довільних припущень. Виявляється, що саме ті два, на перший погляд, несумісні постулати, на які вказує нам досвід, а саме: принцип відносності та принцип сталості швидкості світла, призводять до цілком певного вирішення проблеми перетворень координат та часу» . Отже, не зведення до звичного, а критичне ставлення до нього, навіяне досвідом, є умовою коректного вирішення фізичної проблеми. Саме такий підхід дав можливість Ейнштейну надати перетворенням Лоренца адекватний фізичний зміст, якого не помітили ні Лоренц, ні Пуанкаре: першому заважала гносеологічна установка метафізичного матеріалізму, заснована на некритичному ставленні до фізичної реальності, другому – конвенціоналізм, що поєднує критичне ставлення до механіки з некритичним ставленням до її уявлення про матерію

"Емансипація поняття поля від припущення про його зв'язок з механічним носієм знайшла відображення в психологічно найцікавіших процесах розвитку фізичної думки", - писав Ейнштейн у 1952 році, згадуючи процес становлення СТО. Починаючи з робіт М.Фарадея і Дж.К.Максвелла і закінчуючи роботами Лоренца і Пуанкаре, свідомою метою фізиків було прагнення зміцнити механічну основу фізики, хоча об'єктивно цей процес вів формування незалежного ставлення до полі.

риманової концепції геометрії зі змінною метрикою. Ідея Рімана про зв'язок метрики з фізичними причинами містила у собі реальну можливість побудови фізичної теорії, що виключає уявлення про порожній простір, що володіє заданою метрикою і здатне впливати на матеріальні процеси, не піддаючись зворотній дії.

Безпосередньо втілюючи у фізичної теорії цю ідею Рімана, використовуючи риманову геометрію, що виключає фізичний зміст координат, ОТІ якраз і дає фізичну інтерпретацію риманової метрики: «Згідно загальної теорії відносності, метричні властивості простору-часу причинно не залежать від того, чим це наповнено, але визначено цим останнім». При такому підході простір як щось фізичне із заздалегідь заданими геометричними властивостями взагалі виключається з фізичного уявлення реальності. Усунення причинної залежності між матерією та простором і часом забирало у «простору та часу останній залишок фізичної предметності». Але це не означало заперечення їхньої об'єктивності: «Простір і час були позбавлені... не своєї реальності, а своєї каузальної абсолютності (що впливає, але не впливає)» . ОТО доводила об'єктивність простору та часу, встановивши однозначний зв'язок між геометричними характеристиками простору та часу та фізичними характеристиками гравітаційних взаємодій.

Побудова ОТО істотно ґрунтується на філософському положенні про первинність матерії по відношенню до простору та часу: «Відповідно до класичної механіки та відповідно до спеціальної теорії відносності, простір (простір-час) існує незалежно від матерії (тобто речовини – Р.А. ., В.Ш.) чи поля... З іншого боку, відповідно до загальної теорії відносності, немає окремо простір, як щось протилежне «тому, що заповнює простір»... Порожній простір, тобто. простір без поля не існує. Простір-час існує не сам собою, але тільки як структурна властивість поля». Отже, заперечення порожнього простору у Ейнштейна виконує конструктивну роль, оскільки пов'язані з запровадженням польового уявлення у фізичну картину світу. Тому Ейнштейн наголошує, що хід думок, що призвів до побудови ОТО, «істотно заснований на понятті поля як незалежному понятті». Цим підхід автора ОТО відрізняється не лише

У вирішенні проблеми співвідношення геометрії та фізики в рамках конвенціоналізму слід розрізняти два аспекти. З одного боку, мова геометрії необхідна формулювання фізичних законів. З іншого боку, геометрична структура залежить від властивостей фізичної реальності. Для Пуанкаре не має значення, яка використовується у фізиці геометрія; важливим є лише те, що без неї неможливо висловити фізичні закони. Таке розуміння ролі геометрії у фізиці веде до заперечення її пізнавальної функції, але це для Ейнштейна неприйнятно. Він вибір геометрії при побудові фізичної теорії підпорядкований вищої мети фізики – пізнання матеріального світу. Перехід від евклідової геометрії до геометрії Мінковського, а від останньої до геометрії Рімана при переході від класичної механіки до СТО, а потім до ОТО був обумовлений не тільки і не так усвідомленням тісного зв'язку використовуваної геометрії у фізиці з проблемою фізичної реальності. З погляду Ейнштейна, геометрія у фізиці як визначає структуру фізичної теорії, а й визначається структурою фізичної реальності. Тільки спільне виконання фізичної геометрією цих двох функцій дозволяє уникнути конвенціоналізму.

«У силу природного відбору, – писав Пуанкаре, – наш розум пристосувався до умов зовнішнього світу, він засвоїв собі геометрію найвигіднішу для виду, або, іншими словами, найзручнішу... Геометрія не істинна, а лише вигідна». Розум людини, дійсно, пристосувався до умов зовнішнього світу, в тому числі до метричних властивостей реальних простору та часу відповідної галузі зовнішнього світу і тому засвоїв собі ту геометрію, яка виявилася адекватною дійсності і лише внаслідок цього зручнішою. Інша річ геометрія як елемент теорії. Вона може відбивати метричні характеристики справжніх простору і часу, а може й не відбивати їх, але бути геометрією якогось абстрактного простору, з допомогою якого теорії відтворюються характеристики матеріальних взаємодій. У першому випадку вирішується питання про її істинність чи хибність, у другому – про її вигідність. Абсолютизація другого рішення, зведення до нього проблеми взаємини геометрії та реальності – наслідок неправомірного ототожнення абстрактного простору та реальних простору та часу (одного з проявів того, що згодом отримало назву піфагорійського синдрому – ототожнення

тих чи інших елементів математичного апарату теорії з відповідними елементами реальності, що існують до, поза і незалежно від будь-якої теорії).

По суті, саме про це пише Ейнштейн у статті «Геометрія та досвід», зазначаючи, що підхід Пуанкаре до проблеми взаємини геометрії та фізики виходить із того, що «про поведінку реальних речей геометрія (Г) нічого не говорить», у ній «безпосередня зв'язок між геометрією та фізичною реальністю виявляється знищеною». Всі інші міркування – про те, що «ця поведінка описує лише геометрія разом із сукупністю фізичних законів (Ф)... що тільки сума (Г)+(Ф) є предметом перевірки на досвіді», що «можна довільно обирати як (Г ), і окремі частини (Ф)» – як неважко зрозуміти, випливають із цих вихідних посилок. Однак обидві вони помилкові. Геометрія реального простору «говорить» про поведінку реальних речей, метричні властивості простору та часу та властивості відповідних матеріальних взаємодій пов'язані один з одним в об'єктивній дійсності. У фізичної теорії за метричними властивостями простору та часу деякої просторово-часової області об'єктивної дійсності судять про відповідні властивості панівних у цій галузі матеріальних взаємодій, за геометрією судять про фізику, (Г) судять про (Ф).

Проте процес відтворення властивостей матеріальних взаємодій за відповідними метричними властивостями простору та часу – не експериментальна, а суто теоретична процедура. Як суто теоретична процедура вона в принципі не відрізняється від процесу відтворення в теорії цих же властивостей матеріальних взаємодій за допомогою метричних властивостей не реальних простору та часу, а відповідних відповідним чином організованих абстрактних просторів. Звідси, з одного боку, а) ілюзія у тому, що лише сума (Г) і (Ф) є предметом перевірки з досвіду, що теоретик може довільно вибирати геометрію як фон вивчення матеріальних взаємодій; з іншого боку, б) раціональне зерно концепції взаємовідносини геометрії та фізики Пуанкаре: геометрії як компоненти теорії, за допомогою яких теоретик відтворює властивості матеріальних взаємодій, дійсно можуть бути різними, і в цьому сенсі теорія містить елемент конвенційності.

довільно вибирати геометрію в теорії, ми вибираємо її завжди таким чином, щоб за допомогою відповідної геометрії (Г) відтворити теоретично властивості реальних взаємодій (Ф). По-друге, оскільки питання у тому, яка з геометрій, з допомогою яких у теорії відтворюються властивості матеріальних взаємодій, адекватно представляє у ній метричні властивості реальних простору і часу, всередині теорії вирішено не може; він виходить за межі теорії, в ділянку експерименту. І в цьому вся справа.

Апеляція до ідеї «дивовижної простоти» при найближчому розгляді є дуже складним аргументом. Вже Ейнштейн, критикуючи принцип простоти Пуанкаре, який він використовував для обґрунтування вибору евклідової геометрії при побудові фізичної теорії, зазначив, що «суттєво не те, що одна лише геометрія влаштована найпростішим чином, а те, що найбільш простим чином влаштована вся фізика ( у тому числі геометрія)».

У статті Я.Б.Зельдовича та Л.П.Грищука «Тяжіння, загальна теорія відносності та альтернативні теорії» наголошується, що основний мотив, який привів Логунова до заперечення ейнштейнівського підходу до проблеми взаємини геометрії та фізики – незалежно від суб'єктивних намірів автора РТГ - Не стільки фізичної, скільки психологічної природи. Справді, основу критичного підходу автора РТГ до ОТО лежить прагнення залишитися у межах звичного (а тим самим простого)

стиль мислення. Але ж жорсткий зв'язок звичного та простого, обґрунтування простоти звичним – це ідеал психологічного стилю мислення.

Еволюція фізики переконливо доводить, що те, що є звичним та простим для одного покоління фізиків, може бути незрозумілим та складним для іншого покоління. Гіпотеза механічного ефіру – яскравий приклад цього. Відмова від звичного та простого – неминучий супутник розширення досвіду, освоєння нових галузей природи та знання. p align="justify"> Кожному великому просуванню науки супроводжували втрату звичного і простого, а потім - зміна самого уявлення про них. Коротше, звичне та просте – категорії історичні. Тому не зведення до звичного, а прагнення зрозуміти реальність є найвищою метою науки: «Наша постійна мета – все краще і краще розуміння реальності... Чим простіше і фундаментальніше стають наші припущення, тим складніша математична зброя нашої міркування; шлях від теорії до спостереження стає довшим, тоншим і складнішим. Хоча це й звучить парадоксально, але ми можемо сказати: сучасна фізика простіше, ніж стара фізика, і тому вона здається більш важкою та заплутаною» .

Головний недолік психологічного стилю мислення пов'язаний з ігноруванням гносеологічного аспекту наукових проблем, в рамках якого тільки можливе критичне ставлення до інтелектуальних звичок, що виключають чіткий поділ походження та сутності наукових уявлень. Дійсно, класична механіка передує квантовій механіці та СТО, а остання – виникненню ВТО. Але це ще не означає, що попередні теорії перевершують наступні в ясності та виразності, як це передбачається в рамках психологічного стилю мислення. З гносеологічної точки зору СТО і квантова механіка простіше і зрозуміліше класичної механіки, а ВТО простіше і зрозуміліше СТО. Ось чому «на наукових семінарах... неясне місце в якомусь класичному питанні раптом кимось ілюструється на добре знайомому квантовому прикладі, і питання стає цілком «прозорим».

Ось чому й «небри риманової геометрії» наближають нас до адекватного розуміння фізичної реальності, тоді як «дивовижної простоти простір Мінковського» віддаляє від нього. Ейнштейн і Гільберт «увійшли» до цих «нетрів» і «затягнули» в них «наступні покоління фізиків» саме тому, що їх цікавило не тільки й не стільки те, наскільки прості чи складні

метричні властивості абстрактного простору, за допомогою якого можна описати теоретично реальні простір і час, скільки те, які метричні властивості цих останніх. Зрештою, саме тому і Логунов змушений вдатися до «ефективного» простору риманової геометрії для опису гравітаційних ефектів на додаток до використовуваного в РТГ простору Мінковського, бо лише перший із цих двох просторів адекватно представляє в РТГ (так само, як і в ОТО) реальні простір та час.

Гносеологічні промахи РТГ за філософського підходу до неї легко виявляються. Логунов пише, що «навіть виявивши дослідним шляхом ріманову геометрію, не треба поспішати робити висновок про структуру геометрії, яку необхідно покласти в основу теорії». Ця міркування аналогічна міркуванню Пуанкаре: як основоположник конвенціоналізму наполягав на збереженні евклідової геометрії незалежно від результатів дослідів, так і автор РТГ наполягає на збереженні заданої геометрії Мінковського як основи будь-якої фізичної теорії. Підставою такого підходу є, зрештою, піфагорійський синдром, онтологізація абстрактного простору Мінковського.

Ми вже не говоримо про те, що існування простору-часу як вмістища подій, що має дивну здатність викликати інерційні ефекти в матерії, не наражаючись на зворотний вплив, стає при цьому неминучим постулатом. Таке уявлення зі своєї штучності перевершує навіть гіпотезу механічного ефіру, потім ми вже звертали увагу вище, порівнюючи класичну механіку і СТО. Воно в принципі суперечить ОТО, оскільки «одне з досягнень загальної теорії відносності, що вислизнуло, наскільки відомо, від уваги фізиків», полягає в тому, що окреме поняття простору ... стає зайвим. У цій теорії простір – це не що інше як чотиривимірність поля, а не щось існуюче саме собою» . Виходити при описі гравітації з геометрії Мінковського і одночасно використовувати риманову геометрію для Ейнштейна означає виявляти непослідовність: «Залишатися при більш вузькій групі та одночасно брати складнішу структуру поля (ту ж, як у загальній теорії відносності) означає наївну непослідовність. Гріх залишається гріхом, хоча його робили чоловіки, в іншому поважні» .

ОТО, в якій за метричними властивостями викривленого простору-часу Рімана відтворюються властивості гравітаційних взаємодій, вільна від цих гносеологічних проблем: «Прекрасне

витонченість загальної теорії відносності... витікає безпосередньо з геометричного трактування. Завдяки геометричному обгрунтуванню, теорія набула певної і непорушної форми... Досвід або її підтверджує, або спростовує... Інтерпретуючи гравітацію як дію силових полів на речовину, визначають лише загальну систему відліку, а не єдину теорію. Можна побудувати безліч загальноковаріантних варіаційних рівнянь і лише спостереження можуть видалити такі безглуздості як теорію гравітації, засновану на векторному і скалярному полі або на двох тензорних полях. На противагу цьому, в рамках геометричного трактування Ейнштейна подібні теорії виявляються абсурдними із самого початку. Вони усуваються філософськими аргументами, на яких ґрунтується це трактування» . Психологічна впевненість у істинності ОТО ґрунтується не на ностальгії за звичним стилем мислення, а на її моністичності, цілісності, замкнутості, логічній послідовності та відсутності гносеологічних промахів, характерних для РТГ.

Одним з основних гносеологічних промахів РТГ є, на нашу глибоке переконання, її вихідна гносеологічна установка, згідно з якою внутрішньотеоретичних критеріїв достатньо для вирішення питання про те, яке з абстрактних просторів теорії адекватно представляє в ній реальні простір та час. Ця гносеологічна установка, несумісна з тією, що лежить в основі ОТО, з легкої руки Гейзенберга, приписується... що не експеримент, а теорія визначає, що піддається спостереженню.

Тим часом, хоч як це здасться парадоксальним на перший погляд, всупереч панівній у науковій спільноті думці (у тому числі й думці самого Гейзенберга) Ейнштейн насправді говорив йому тоді не про це, а зовсім про інше. Відтворимо відповідне місце з доповіді «Зустрічі і бесіди з Альбертом Ейнштейном» (зробленого Гейзенбергом 27 липня 1974 р. в Ульмі), в якому Гейзенберг згадував про цю бесіду з Ейнштейном, в ході якої він заперечував проти Каспер аргументував він, передбачає однозначно фіксований нами зв'язок між аналізованим нами явищем і чуттєвим відчуттям, що виникає в нашій свідомості. Однак ми можемо впевнено говорити про цей зв'язок лише за умови, що відомі закони природи, якими вона визначається. Якщо ж – що явно має місце у сучасній атомній

фізиці – самі закони ставляться під сумнів, то втрачає свій ясний зміст також поняття «спостереження». У такій ситуації теорія передусім має визначити, що піддається спостереженню» .

Вихідна гносеологічна установка РТГ Логунова – наслідок порівняно нескладного паралогізму – ототожнення необхідної умови адекватності теоретичних структур об'єктивної реальності з достатньою умовою. Як неважко зрозуміти, зрештою саме цим пояснюються логіко-гносеологічні помилки, які лежать в основі РТГ та її протиставлення ОТО, - використання лише внутрішньотеоретичних критеріїв у вирішенні питання про те, який з абстрактних просторів теорії адекватно представляє в ній реальні простір та час, і неправомірне ототожнення його з ними, – по суті, ті самі логіко-гносеологічні помилки, які лежали в основі підходу Пуанкаре до проблеми взаємини геометрії та фізики.

Що б не говорилося про підхід Ейнштейна до проблеми взаємовідносини геометрії та фізики, виконаний нами аналіз свідчить про те, що питання про можливості цього підходу у формуванні сучасної природничо парадигми залишається відкритим. Він залишається відкритим доти, доки не доведено

існування таких властивостей матеріальних явищ, які аж ніяк не пов'язані з властивостями простору та часу. І навпаки, сприятливі перспективи підходу Ейнштейна обумовлені зрештою тим, що дедалі більш виразно виявляється зв'язок метричних і топологічних властивостей простору та часу з різними не просторово-часовими властивостями матеріальних явищ. У той же час історико-науковий та філософський аналіз підходу Пуанкаре до проблеми взаємини геометрії та фізики призводить до висновку про його безперспективність як альтернативу підходу Ейнштейна. Про це свідчить і аналіз спроб його реанімації, зроблених у роботах Логунова зі співробітниками.

Примітки

Аронов Р.А.До проблеми простору та часу у фізиці елементарних частинок // Філософські проблеми фізики елементарних частинок. М., 1963. С. 167; Він же. Проблема просторово-часової структури мікросвіту// Філософські питання квантової фізики. М., 1970. С. 226; Він же. До питання логіці мікросвіту // Зап. філософії. 1970. № 2. С. 123; Він же. ОТО та фізика мікросвіту // Класична та квантова теорія гравітації. Мн., 1976. С. 55; Aronov R.A. До філософських наук про superunifi cation program // Logic, Methodology and Philosophy of Science. Moscow, 1983. P. 91.

Див: Аронов Р.А.До проблеми взаємовідносини простору, часу та матерії // Зап. філософії. 1978. № 9. С. 175; Він же. Про метод геометризації у фізиці. Можливості та межі // Методи наукового пізнання та фізика. М., 1985. С. 341; Аронов Р.А., Князєв В.М.. До проблеми взаємовідносини геометрії та фізики // Діалектичний матеріалізм та філософські питання природознавства. М., 1988. З. 3.

Див: Аронов Р.А.Роздуми про фізику// Питання історії природознавства та техніки. 1983. № 2. С. 176; Він же. Два підходи до оцінки філософських поглядів А. Пуанкаре // Діалектичний матеріалізм та філософські питання природознавства. М., 1985. С. 3; Аронов Р.А., Шемякінський В.М. Філософське обґрунтування програми геометризації фізики // Діалектичний матеріалізм та філософські питання природознавства. М., 1983. С. 3; Вони ж. Про підстави геометризації фізики// Філософські проблеми сучасного природознавства. Київ, 1986. Ст 61. С. 25.

Гейзенберг В. Розвиток понять у фізиці ХХ століття // Зап. філософії. 1975. № 1. С. 87.

Міністерство освіти та науки Російської Федерації Федеральне агентство з освіти Ярославськийдержавний університетім.<...>С.П. Зімін © Ярославськийдержавний університет, 2007 2 Зміст ДО ПИТАННЯ ПРО ОЦІНКУ ЯКОСТІ ВІДНОВЛЕНИХ ЗОБРАЖЕНЬ 7 <...>Т.к. Артемова, А.С. Гвоздарьов, Є.А. Кузнєцов.................................. 14 ПРО ВПЛИВ ЕЛЕКТРИЧНОГО ЗАРЯДУ НА УМОВИ РОЗВИТКУ ТЕПЛОВОЇ КОНВЕКЦІЇ В РІДКОМ СЛОЕЗі вільною поверхнею<...>А.А. Абдуллоєв, Є.Ю. Саутів∗ Анотація Розглядається питання оцінки якості відновлених зображень. <...>На даний момент найбільш популярним об'єктивним заходом є пікове ставленнясигнал/шум (ПОСШ) .<...>П.Г. Демидова МОДЕЛЮВАННЯ ОБ'ЄКТУ У БЛИЖНІЙ РАДІОГОЛОГРАФІЇЗА ЙОГО БІСТАТИЧНОЇ ДІАГРАМІ РОЗСІЯ<...>Т.к. Артемова, А.С. Гвоздарьов, Є.А. Кузнєцов Анотація Досліджувалась можливість ідентифікації об'єкта по розсіяному їм полю для завданьближньої радіоголографії. <...>де (ψ~hs) - нові коефіцієнти розкладання, ahs - тензор розсіювання, а базисні функції (H hs ) обрані таким чином, щоб результуюче поле задовольняло умові випромінювання Зоммерфельда: 16 lim<...>З урахуванням того, що циліндр вважається таким, що ідеально проводить, тензор розсіюванняможна подати у вигляді діагональної матриці: :  a ρ Ar 0 0   hs<...>П.Г. Демидова ПРО ВПЛИВ ЕЛЕКТРИЧНОГО ЗАРЯДУ НА УМОВИ РОЗВИТКУ ТЕПЛОВОЇ КОНВЕКЦІЇ В РІДКОМ СЛОЕЗі вільною поверхнею<...>Питання визначення умов розвитку теплової конвекції в знизу, що підігрівається рідкому шарінеодноразово досліджувався у різноманітних постановках, у тому числі враховуючи можливість розвитку деформації форми вільної поверхні рідини.<...>рух у рідині з полем швидкостей U (x, t) і хвильове спотворення рельєфу вільної поверхні рідини ξ (x, t) і мають той же порядок малості, Що і ξ , а саме: T ~ ρ ~ ​​p ~ U ~ ξ ~ kT γ.<...>E = − grad (Φ 0 (z) + Φ(x, z, t)) , де мала поправка Φ(x, z, t) пов'язана з хвильовою деформацією вільної поверхні<...>

Актуальні_проблеми_фізики._Вип._6_Сборник_научных_трудов_молодых_ученых,_аспирантов_и_студентов.pdf

Міністерство освіти і науки Російської Федерації Федеральне агентство освіти Ярославський державний університет ім. П.Г. Демідова Актуальні проблеми фізики Збірник наукових праць молодих учених, аспірантів та студентів Випуск 6 Ярославль 2007 1

стор.1

УДК 53 ББК В3я43 А 44 Рекомендовано Редакційно-видавничою радою університету як наукове видання. План 2005 Актуальні проблеми фізики: Зб. наук. тр. молоА 44 дих вчених, аспірантів та студентів. Випуск 6/Відп. за вип. д-р фіз.-мат. наук С.П. Зімін; Яросл. держ. ун-т. - Ярославль: ЯрДУ, 2007. -262 с. У збірнику представлені статті з різних напрямків фізики, написані молодими вченими, аспірантами та студентами фізичного факультету Ярославського державного університету ім. П.Г. Демидова. УДК 53 ББК В3я43 Відповідальний за випуск доктор фізико-математичних наук С.П. Зимін © Ярославський державний університет, 2007 2

стор.2

ЗМІСТ ДО ПИТАННЯ ПРО ОЦІНКУ ЯКОСТІ ВІДНОВЛЕНИХ ЗОБРАЖЕНЬ 7 А.А. Абдуллоєв, Є.Ю. Саутів................................................. ............... 7 МОДЕЛЮВАННЯ ОБ'ЄКТУ У БЛИЖНІЙ РАДІОГОЛОГРАФІЇ З ЙОГО БІСТАТИЧНОЇ ДІАГРАМИ РОЗСІЯ Т.К. Артемова, А.С. Гвоздарьов, Є.А. Кузнєцов.................................. 14 ПРО ВПЛИВ ЕЛЕКТРИЧНОГО ЗАРЯДУ НА УМОВИ РОЗВИТКУ ТЕПЛОВОЇ КОНВЕКЦІЇ В РІДКОМ ШАРІ З ВІЛЬНОЮ ПОВЕРХНОЮ Д.Ф. Білоніжко, А.В. Козин................................................. ............... 22 ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗСЄЮЮЧИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПАСИВНОГО КЕРІВУЮЧОГО ВІДРАЗУВАЧА ДЛЯ ЗАДАЧ РАДІОГОЛОГРАФІЇ СФОКУСОВАНИХ ОБРАЗ М.А. Боков, А.С. Леонтьєв................................................. ................. 31 НЕЛІНІЙНІ НЕОСЕСИМЕТРИЧНІ ОСЦИЛЯЦІЇ ЗАРЯЖЕНОЇ СТРУЇ ДІЕЛЕКТРИЧНОЇ РІДИНИ Н.В. Вороніна................................................. ....................................... 39 ЗАСТОСУВАННЯ АПАРАТУ ЛАНЦЮКІВ МАРКОВА ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМИ ЦИКЛОВОЇ СИНХРОНІЗАЦІЇ В СИСТЕМАХ OFDM І.А.Денежкін, В.А.Чвало..................................... ............................... 48 МІКРОКОНТРОЛЕРНА ВСТАНОВЛЕННЯ ДЛЯ ОТРИМАННЯ РОДОГРАФІВ ВИХІДНОГО НАПРУЖЕННЯ ВИХРЕТОКОВОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА А.Є. Гладун................................................. ............................................ 59 РОЗРАХУНОК КЕРІВНОГО КОМП'ЮТЕРОМ ЛАБОРАТОРНОГО МАГНІТУ С.А. Голизина................................................. ....................................... 65 ОСОБЛИВОСТІ МІКРОРЕЛЬЄФУ ЕПІТАКСІАЛЬНИХ ПЛІВОК PbSe ПІСЛЯ ОБРОБКИ В АРГОНОВОМУ ПЛАЗМІ О.С. Горлачов, С.В. Кутровська................................................. ......... 72 3

стор.3

СИСТЕМА ОПТИЧНОЇ ЛАЗЕРНОЇ ТРІАНГУЛЯЦІЇ ПІДВИЩЕНОЇ НАДІЙНОСТІ............................................ ....... 78 О.В. Давиденко................................................. ..................................... 78 ПОГЛАШЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ ПЛЕЧОМ ЛЮДИНИ В ДІАПАЗОНАХ ЧАСТОТ стільникового та радіорелейного зв'язку В.В. Дерябіна, Т.К. Артемова................................................. ............ 86 ВПЛИВ КРИВІЗНИ ФАЗОВОГО ФРОНТУ НА ЗЛАБЛЕННЯ ПОЛЯ ПРИ ДИФРАКЦІЇ НА СУКУПНОСТІ ПОГЛЯДУЮЧИХ ЕКРАНІВ О.В. Димов................................................. ............................................ 94 ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРНИХ РЕЖИМІВ НА ОСЦИЛЯЦІЇ ПУШИРКА В РІДИНИ І.Г. Жарова................................................. ........................................ 102 ОПТИМІЗАЦІЯ ФРАКТАЛЬНОГО АЛГОРИТМУ стиснення СТАТИЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ Д.А . Зараменський................................................ ................................. 110 АНАЛІЗ ВПЛИВУ ЕФЕКТИВНОСТІ ОЦІНКИ НЕСУЧОЇ ЧАСТОТИ І ПОЧАТКОВОЇ ФАЗИ НА РОЗІЗНАВАННЯ СУВІЗКИ ФАЗОВОЇ МАНІПУЛЯЦІЇ О. Ст. Караван................................................. ....................................... 118 НЕЛІНІЙНІ ПЕРІОДИЧНІ ХВИЛИ У ТОНКОМ ШАРІ В'ЯЗКИЙ РІДИНИ А. Ст. Клімов, А.В. Присяжнюк................................................. .......... 124 КЛАСИФІКАЦІЯ ПЕРЕШКОДСТОЯЧИХ КОДІВ У СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧІ ІНФОРМАЦІЇ О.О. Козлова................................................. ....................................... 133 ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ РІДИНИ ОПТИЧНИМ МЕТОДОМ О.М. Кокомова................................................. .................................... 138 АЛГОРИТМ РОЗІЗНАВАННЯ КОМАНД З ОБМЕЖЕНИМ СЛОВНИКОМ О.В. Коновалов................................................. .................................... 144 4

стор.4

АНАЛІЗ ФАЗОВОЇ ХАОТИЧНОЇ СИНХРОНІЗАЦІЇ ЗВ'ЯЗАНИХ СИСТЕМ ФАПЧ ЗА ДОПОМОГОЮ НЕПРЕРИВНОГО ВЕЙВЛЕТ-ПЕРЕТВОРЕННЯ Ю.М. Коновалова, А.А. Коточигов, А.В. Ходунін........................... 151 ОБЛІК ВПЛИВУ ОБЕРТАННЯ МАГНЕТРОНУ Ю.В. Кострикіна................................................. .............................. 159 НЕЛІНІЙНІ ОСЦИЛЯЦІЇ ЗАРЯЖЕНОГО ШАРУ ІДЕАЛЬНОЇ РІДИНИ НА ПОВЕРХНІ ТВЕРДОГО СФЕРИЧНОГО ЯДРУ В ПОЛІ ФЛУКТУАЦІЙНИХ СИЛ О. С. Крючков................................................. ..................................... 164 ДОСЛІДЖЕННЯ ОПТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ СТРУКТУР CrOx/Si М. Ю. Курашов .................................................. .................................. 172 ПОХИБНОСТІ КОНСТРУКЦІЇ ФОКУСУЮЧИХ ЕЛЕМЕНТІВ ТА ЇХНИЙ ВПЛИВ НА ЯКІСТЬ РАДІООБРАЗИ А.С. Леонтьєв................................................. .................................... 176 ПЕРЕДАЧА ПОТОЧНОГО ВІДЕО ПО IP-МЕРЕЖІ ПРИ ЗНАЧНІЙ ЗАВАНТАЖЕННІ КАНАЛУ З ЗАСТОСУВАННЯМ ВІДНОВЛЮВАЛЬНОГО АЛГОРИТМУ QoS В.Г. Медведєв, В.В. Тупіцин, Є.В. Давиденко................................. 181 ВИДАЛЕННЯ ШУМУ З зображень на основі ВЕЙВЛЕТПЕРЕТВОРЕННЯ А.А. Моїсеєв, В.А. Волохів................................................. ............... 189 СИНТЕЗ АЛГОРИТМУ ОЦІНКИ ЗАВАД ДРОБІЛЬНОСТІ У СПЕКТРІ СИГНАЛУ ΔΣ-СИНТЕЗАТОРУ ВИСОКОСТАБІЛЬНИХ ЧАСТОТ М.В. Назаров, В.Г. Шушков................................................. .............. 198 СТАТИСТИЧНА ДИНАМІКА ІМПУЛЬСНОГО КІЛЬЦЯ ФАПЧ ІЗ СТРОБОСКОПІЧНИМ ФАЗОВИМ ДЕТЕКТОРОМ В.Ю. Новіков, А.С. Теперєв, В.Г. Шушков....................................... 209 ЗАСТОСУВАННЯ ПОГОДЖЕНИХ ОДНОМІРНИХ ВЕЙВЛЕТФІЛЬТРІВ У ЗАВДАННІ РОЗІЗНАННЯ МОВНИХ СИГНАЛІВ С.А. Новосьолов................................................. ................................... 217 5

стор.5

ДОСЛІДЖЕННЯ НЕОДНОРІДНОСТЕЙ У РІДИНІ О.В. Пермінов................................................. .................................... 224 ЦИФРОВИЙ ТЕПЛОВІЗОР НА ОСНОВІ ФОТОПРИЙМАЛЬНОГО ПРИСТРОЇ ФУР-129Л А.І. Топніков, А.М. Попов, А.А. Селіфонтов................................. 231 ФЛУКТУАЦІЇ МІЛІМЕТРОВИХ ХВИЛЬ У ПРИЗЕМНІЙ ТУРБУЛЕНТНІЙ АТМОСФЕРІ, що поглинає, О.М. Туркіна................................................. ....................................... 239 ВИКОРИСТАННЯ АЛГОРИТМІВ РОЗІЗНАННЯ І СИНТЕЗУ МОВЛЕННЯ ДЛЯ СТВОРЕННЯ ЕФЕКТИВНОГО МОВНОГО КОДЕКА С.В. Ульдинович................................................. ................................. 246 ПАРАМЕТРИЧНА ЕЛЕКТРОСТАТИЧНА НЕстійка КОРДОНА РОЗДІЛУ ДВОХ СЕРЕДОВИЩ С.В. Чернікова, А.С. Голованов................................................. ....... 253 6

стор.6

ДО ПИТАННЯ ПРО ОЦІНКУ ЯКОСТІ ВІДНОВЛЕНИХ ЗОБРАЖЕНЬ А.А. Абдуллоєв, Є.Ю. Саутов∗ Анотація Розглядається питання оцінки якості відновлених зображень. Для оцінки візуальних спотворень пропонується використання універсального індексу якості. На відміну від аналогічних алгоритмів на основі критерію середньоквадратичної помилки, пропонований підхід враховує спотворення яскравості та контрасту, а також ступінь корелюваності між еталонним та відновленим зображеннями. Результати моделювання показують хорошу кореляність даного критерію з якістю зображень, що візуально сприймається. Досі найбільш надійною оцінкою якості зображення вважається середня експертна оцінка. Але вона вимагає тривалої роботи кількох людей і тому є дорогою та надто повільною для використання в практичних цілях. У цьому сенсі кращі об'єктивні (алгоритмічні) критерії якості зображення, що дозволяють проводити оцінки автоматично. На даний момент до об'єктивних заходів якості висуваються такі вимоги. По-перше, ці метрики повинні бути якомога надійнішими з погляду візуального сприйняття, тобто добре узгоджуватися з результатами суб'єктивних оцінок. По-друге, вони повинні мати низьку обчислювальну складність, що підвищує їх практичну значимість. По-третє, бажано, щоб ці метрики мали просту аналітичну форму і їх можна було б застосовувати як критерії оптимальності при виборі параметрів системи обробки зображень. На даний момент найбільш популярним об'єктивним заходом є пікове відношення сигнал/шум (ПОСШ). Вона зазвичай використовується для порівняння різних алгоритмів обробки. ∗ Роботу виконано під керівництвом В.В. Хрящова. 7