Но если 30-40 лет тому назад можно было говорить, что физика (и механика) поверглись в состояние анархии, то сейчас это уже не соответствует действительности. Революционная ломка основных физических принципов и представлений привела к созданию новых концепций, более глубоких и более точных, чем прежние. Причем, эти концепции не просто отвергают старую классическую механику, но рассматривают ее как приближенную теорию, имеющую свои вполне определенные границы применимости. Так, например, оказалось, что в мире мельчайших известных нам объектов – молекул, атомов, электронов и т. д.– классическая механика перестает быть справедливой и должна уступить место более точной, хотя в то же время более сложной и более отвлеченной теории – квантовой механике. При этом квантовая механика не есть нечто совершенно противоречащее классической механике: она включает в себя последнюю как некоторое приближение, пригодное при рассмотрении объектов с достаточно большой массой. С другой стороны, для процессов, характеризующихся большими скоростями движения, приближающихся к скорости света, классическая механика тоже перестает быть справедливой и должна быть заменена более строгой теорией – релятивистской механикой, базирующейся на теории относительности Эйнштейна.
Законы неизменяемости элементов более не существуют, ибо непреложно доказано превращение одних элементов в другие.
Установлено, что существуют элементы с одинаковыми атомными весами, но неодинаковыми химическими свойствами. Подобное явление немного лет тому назад вызвало бы среди химиков насмешки (Т. Сведберг).
Имеются надежды доказательства сложной природы атомов; поэтому не приходится более сомневаться в том, что тяжелые атомы построены из более легких. Вероятно даже, что все элементы в конечном счете построены из водорода. Атом гелия по этой гипотезе состоит из четырех очень близко расположенных атомов водорода. В свою очередь, атом водорода состоит из двух частиц – электрона и протона.
Атом перестал быть первичной единицей материи, ибо установлено, что его строение весьма сложно. Мельчайшими известными в настоящее время частицами материи являются электроны и позитроны. И те, и другие имеют совершенно одинаковую массу, но различаются электрическими зарядами: электрон заряжен отрицательно, а позитрон – положительно.
Кроме этих частиц, существуют более тяжелые частицы – протоны и нейтроны, входящие в состав ядер. Их масса также примерно одинакова (в 1840 раз больше массы электрона), но в то время, как протон заряжен положительным электричеством, нейтрон не несет в себе никакого заряда.
В последнее время в составе космических лучей, попадающих в нашу атмосферу из межзвездного пространства, была обнаружена целая серия новых частиц, масса которых меняется в очень больших пределах (от 100 до 30000 электронных масс). Эти частицы носят различные наименования: мезоны (или мезатроны), варитроны и т. д. Установлено также, что все эти частицы не являются абсолютно неизменными. Протоны могут переходить в нейтроны, и обратно; электроны, соединяясь с позитронами, могут прекращать свое существование в виде частиц, превращаясь в электромагнитное излучение. С другой стороны, при известных условиях электромагнитное поле может «породить» пару электрон-позитрон. Обнаруженные в космических лучах частицы в процессе взаимодействия с атомами атмосферы могут сильно изменять свою массу.
В современной физической литературе превращение пары электрон-позитрон в излучение часто называют «аннигиляцией» (уничтожением) материи; обратный процесс называют «материализацией».
Последовательные материалисты считают такую терминологию лишь условно допустимой, но идеалистически искажающей действительное положение вещей. Они говорят, что нет никакого превращения энергии в массу и обратно, так как масса и энергия принадлежат некоторой реальности – материи, и появляющиеся частицы обладают энергией, а энергия – массой.
Это последнее утверждение для нас, воспитанных на прежних физических понятиях, совершенно ново. Однако, мы очень далеки от того, чтобы торжествовать победу над материализмом.
Мы не имеем ни права, ни побуждения возражать против весьма важных достижений современной физики. Из того, что частицы могут менять свою массу, как это установлено в последнее время относительно новых для науки частиц, обнаруженных в космических лучах, или просто прекращать свое существование в виде частиц, превращаясь в электромагнитное излучение («аннигиляция» электронов и протонов), нельзя делать выводы об исчезновении материи; другой формой материи надо считать электромагнитное поле.