Происхождение материи

Вопрос о природе материи был основным в философии Древней Греции. Уже в то время ставились вопросы, исследованием которых в настоящее время занимается физика. Первые древнегреческие философы пытались представить мир целостным и определить безусловное начало всех вещей; и результатом этой попытки было учение о единстве мате­рии, или, что еще важнее, о единстве «естества», единстве субстанции, лежащей в основе всего сущего^[246].

Современная физика вплотную подошла к решению этой проблемы. Важнейшим шагом к пониманию структуры материи стало открытие Э. Ре­зерфордом ядерной модели атома, важнейшей чертой которой было раз­деление атома на две различные части — атомное ядро и окружающие атомное ядро электронные оболочки. Химические связи между соседни­ми атомами объясняются взаимодействием электронов, и энергии взаимо­действия при этом малы. Поэтому химические реакции проходят сравни­тельно легко. Однако, если мы захотим изменить химические свойства элемента, нужно изменить само атомное ядро, а это требует энергий, кото­рые примерно в миллион раз больше, чем те, которые имеют место при химических реакциях. Экспериментальным путем удалось расщепить ядро атома. Оказалось, что свойства химических элементов зависят от коли­чества протонов и нейтронов, из которых состоит ядро их атома. Можно искусственно изменять эти показатели и таким образом превращать одни химические элементы в другие.

Таким образом, ученые пришли к описанию материи, в котором вме­сто многих различных химических элементов использовались только три основные единицы, три фундаментальных строительных кирпича: протон, нейтрон и электрон. Казалось, понимание единства материи было достигнуто. Однако дальнейшие эксперименты, проведенные с помощью космического излучения или очень больших ускорителей, выявили но­вые интересные свойства материи. Были открыты новые элементарные

частицы, которые порождаются в происходящих при высоких энергиях столкновениях и которые очень быстро исчезают, превращаясь в другие элементарные частицы.

Эти результаты на первый взгляд опять уводят в сторону от идеи единства материи, так как число фундаментальных строительных кирпи­чей материи, по-видимому, снова увеличивается до количества, сравнимо­го с количеством различных химических элементов. Но это не совсем так. Эксперименты показали, что частицы возникают из кинетической энергии других частиц, они могут вновь превратиться в энергию и дать начало иным частицам. Другими словами, исследования выявили факт взаимного превращения материи. Это служит фактическим доказатель­ством единства материи. Все элементарные частицы имеют одну и ту же субстанцию, один и тот же материал, который теперь можно назвать энергией или универсальной материей; они — только различные формы, в которых может проявляться материя^[247].

Таким образом, наука близко подошла к осмыслению идей древнегре­ческих философов о природе материи. Если сравнить ситуацию в фи­зике с понятием материи и формы у Аристотеля, то можно сказать, что материю Аристотеля, которая в основном была «потенцией», то есть воз­можностью, следует сравнивать с нашим понятием энергии; когда эле­ментарная частица рождается, энергия выявляет себя благодаря форме как материальная реальность. В экспериментах с атомными процессами мы имеем дело с вещами и фактами, которые столь же реальны, сколь реальны любые явления повседневной жизни. Но атомы или элементар­ные частицы реальны не в такой степени. Они образуют скорее мир тенденций или возможностей, чем мир вещей и фактов^[248].

Благодаря развитию квантовой физики и современных теорий эле­ментарных частиц, в естествознание вновь проникла мысль Платона, что последней основой атомной структуры материи является не вещество, а логический закон, форма и симметрия. В современной квантовой теории едва ли можно сомневаться в том, что элементарные частицы, в конеч­ном счете, суть математические формы, только гораздо более сложной и абстрактной природы^[249]. Это означает, что физика вплотную подступила к поиску идеальных оснований материи и сил, которые создают материю и поддерживают ее существование.