В роли эпиграфа, я привел цитату В. Гинзбурга, чтобы показать читателю, как воспринимаются образованным человеком две разные трактовки тепла: теплород и молекулярно-кинетическое движение. Когда теплород был в тренде, тогдашние физики наверняка написали кучу материала о его поведении и свойствах, и образованный человек воспринимал это как объективную данность. Скажи ему, что теплорода нет, а тепло образуется путем увеличения скорости неких частиц – он бы только посмеялся. Сейчас образованный человек сделает все в точности наоборот.
А знаете, как изначально был выведен абсолютный ноль? Ученые исследовали свойство газов сжиматься при понижении температуры, и, взяв эту динамику, вывели температуру, при которой объем газа стремится к нулю. Потом эту динамику присвоил себе атомизм.
Итак, на момент открытия молекулы, мы имеем чистую философию в основе теории элементарных частиц.
Но и это еще не все – электрон, Таблица Менделеева и Броуновское движение так же являются следствием философской теории, и не доказывают существование элементарных частиц.
Электрон
Обнаружив передачу электрического заряда из одного конца вакуумной трубки в другую, британский физик, Дж. Дж. Томсон в 1897 г. предположил, что должна быть еще одна элементарная частица – электрон, которая и переносит заряд, и являет собою заряд. Предположил, основываясь на атоме. Очевидно, что ни атомов, ни электронов, Томсон не наблюдал.
Замечу, что, в умах людей, электроны являются единственной материей электричества, потому что другой не наблюдается. Убери электроны – сразу возникает пустота в представлении: а что же тогда электричество?
Попробуем разобраться с чистого листа. Электричество проявляет себя как сила, способная крутить магнит, нагревать проводник, волнообразно распространяться в пространстве. Возникает она в некоторых веществах (проводниках) при вращении магнита – как в электродвигателе, или в определенной химической среде – как в гальванических элементах. Свойства этой силы давно известны, и эксплуатируют ее с большим успехом. Визуально электричество тоже проявляет себя – молнию все видели. Безусловно, электричество непростое явление, особенно если представлять его как материю. Но это не означает, что оно должно состоять из электронов. В свое время физики точно так же отказались от эфира, как материальной субстанции электромагнитного поля. Зачем нужна некая материя, если она себя никак не обнаруживает?
Таблица Менделеева
Менделеев никогда не видел атомов, но использовал их для систематизации веществ природы. Таблица Менделеева имеет, безусловную ценность. Атомы выступили для таблицы, и для химии в целом символическим языком, ее расчетными единицами. Но доказывает ли таблица существование элементарных частиц?
Под Н2О в учебнике химии мы видим рисунок молекулы, и все видели воду, которая символически так обозначается. Но это схематичный рисунок, а не фотография. На практике ведь не так происходит, что посмотрел ученый в микроскоп на воду, увидел там молекулярную структуру: летают два атома водорода и атом кислорода – и перерисовал увиденное в учебник. Нет, все не так.
В жизни ученые проводят опыты с водой, и обнаруживают, что она делится на водород и кислород в определенных пропорциях. Символически обозначают водород как Н, кислород как О – и пишут формулу воды, для которой надо две условных единицы Н и одну условную единицу О. А уже потом притягивают философию Демокрита.
И называют Н атомом водорода, а О называют атомом кислорода, поскольку атом по Демокриту – элементарная неделимая частица вещества. А потом рисуют схему молекулы воды.
Но фактически Н и О это не атомы, а символы, определяющие количество водорода и кислорода, взаимодействующее в реакции. Так же любая другая химическая реакция. Сперва она наблюдается в опыте, люди записывают, как вещества взаимодействуют, как одно вещество превращается в другое. На основе опытов, ученые составляют химические формулы этих превращений, рисуют картинки молекул. Формулы и схемы сами по себе не доказывают существование элементарных частиц.
Получается, что частицы попросту «присоседились» к химии, и изображают из себя ее основы: приходится выдумывать никому не нужные молекулярные структуры, приходится объяснять электронами разрывы химических связей.
Убери из химии элементарные частицы, и ничего она не потеряет, но только избавится от лишних нагромождений. Иные учебники химии пестрят от рисунков молекул и нудных объяснений, как электроны перелетают с одной орбиты на другую. Вместо этого, покажи ученикам видео реальных процессов – будет гораздо интереснее и продуктивнее.