«...Объять необъятное»
Другое направление, по которому развивалась физика, — поиски единых причин для явлений разного круга, попытки объединения различных областей физической науки.
Важный шаг на этом пути был сделан Ньютоном. Он доказал, что падение тел на Земле, движение Луны вокруг Земли и движение звезд определяются одной причиной — притяжением с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния. Он показал, что все эти явления можно количественно рассчитать с помощью сформулированных им законов механики.
Следующий, не менее грандиозный шаг сделал Максвелл. Он получил удивительные уравнения, объединившие все явления электричества, магнетизма и оптики. Замечательный немецкий физик, один из создателей статистической физики, Людвиг Больцман, сказал об уравнениях Максвелла: «Не Бог ли начертал эти письмена?»
В начале XX века физики знали только два типа взаимодействий — электромагнитное и гравитационное. Уже первые исследования атомных ядер показали, что нейтроны и протоны, входящие в состав ядра, удерживаются силами, в десятки раз большими электромагнитных,— эти частицы связаны сильными взаимодействиями. Кроме того, был обнаружен еще один тип взаимодействий, ответственный, в частности, за радиоактивный распад. Это — слабое взаимодействие, оно во много раз слабее электромагнитного и тем более сильного Слабое взаимодействие вызывает, в частности, превращение свободного нейтрона в протон, электрон и антинейтрино.
До недавнего времени казалось, что между четырьмя взаимодействиями — сильным, слабым, гравитационным и электромагнитным — не существует никакой связи. В последние десятилетия усилия физиков были направлены на их объединение. Прежде всего выяснилось, что электромагнитное и слабое взаимодействия объединяются в «электрослабое». Возникли неожиданные связи между разнородными явлениями. Так, например, постоянная, определявшая величину слабого взаимодействия, оказалась связанной с зарядом электрона. Теория объяснила многие явления, казавшиеся ранее загадочными. Недавно теория электрослабого взаимодействия получила замечательное подтверждение — в ЦЕРНе открыт W-бозон, его масса совпадает с предсказанной.
Еще далека от завершения, но, как можно думать, на верном пути теория Великого объединения, которая даст единое объяснение электромагнитным, слабым и сильным взаимодействиям. Согласно предсказаниям этой теории, протон не стабильная частица, время распада протона на позитрон и нейтральный пион или на нейтрино и положительный пион составляет примерно 1030—1033 лет. Уже поставлен ряд опытов по проверке этого предсказания. Если распад обнаружится, то этим по крайней мере подтвердится сама идея Великого объединения.
В последнее время многие теоретики пытаются создать теорию Суперобъединения, которое включило бы в единую картину все четыре взаимодействия — сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.
У Пастернака есть строки: «В родстве со всем, что есть, уверясь и знаясь с будущим в быту, нельзя не впасть к концу, как в ересь, в неслыханную простоту...» К сожалению, пока попытки объединения слишком сложны, и пройдет немало времени, прежде чем откроется «неслыханная простота». Картина только начала возникать. Она еще недостаточно красива и, значит, далека от истины. Но тем не менее уже сейчас ясно, что мы на пути к более глубокому пониманию величественной красоты, скрытой во Вселенной.
|