Философия - Савкин Н.С.
ISBN 5 -7103-0712-2
Скачать (прямая ссылка):
По уже в годы наивысшего триумфа классической механики начали появляться неожиданные и непонятные экспериментальные данные. Например, было неясным поведение теплоемкости кристаллов при низких температурах, когда наличие свободных электронов не сказывалось на величине теплоемкости металлов. В полной дисгармонии находились теоретические и экспериментальные параметры, отражающие спектр теплового излучения абсолютно черного тела. Примечательно то, что парадоксальные по своим результатам эксперименты относились к достигнутому минимальному уровню деления материн — атомным и субатомным частицам. Причиной могло быть только одно: основные свойства объектов классической механики неадекватны свойствам объектов микромира.
Суммируя основные воззрения на структуру материи и происходящие в ней процессы, можно отметить, что материя выступала в виде двух принципиально различных но своей природе формах: вещества и поля. Они олицетворяли два полярных свойства: вещество дискретность, поле ???? непрерывность. В данном случае общие категории «непрерывность» и «дискретность» вновь соотносятся с физическими реальностями. Все изменения в материи, идущие независимо от ее формы, были непрерывными, соответственно, все физические характеристики, например, энергия процессов, также менялись постепенно.
Теоретические и экспериментальные результаты, полученные в
286 Глава 16. Философские проблемы ХИМИИ
начале XX в., подвергали сомнению абсолютность приведенных принципиальных положений. Первый результат такого рода был получен немецким физиком М. Планком {1858 — 1947), который смог объяснить спектр теплового излучения абсолютно черного тела, полагая, что электромагнитное поле излучается и поглощается дискретно, отдельными порциями — квантами. Естественно, что дискретному характеру его изменения должно соответствовать и дискретное изменение энергии процесса. Следующий, исключительно смелый шаг был сделан А. Эйнштейном, который предположил, что поле не только изменяется дискретно, но и существует в виде корпускул — фотонов. Фотонная природа нашла подтверждение в теории фотоэффекта, эффекте Комнтона, опытах С. И. Вавилова. Таким образом, эти ключевые эксперименты установили принципиально новый факт — дуализм (двойственность) природы поля, соединение в одном материальном носителе свойств-антиподов: непрерывности и дискретности. Для философии это событие имело исключительное значение: закон диалектики о единстве и борьбе противоположностей, как никогда ранее, получал прямое экспериментальное подтверждение.
Примерно в то же время стали известны экспериментальные факты, ставящие под сомнение абсолютный характер непрерывности изменения свойств, относящихся к веществу, микрочастице. Показательным в этом отношении является опыт Франка -- Герца и спектральные исследования шведского ученого К). Р. Рндберга (1854 — 1919), которые однозначно свидетельствовали, что значения внутренней энергии атома дискретны. Планетарная модель атома; уже противоречащая законам классической электродинамики, была модернизирована Н. Бором в свете новых экспериментальных данных путем дополнения классической механики двумя постулатами. Будучи ей совершенно чуждыми, они, тем не менее, не создавали нового понятийного аппарата. Модель атома Н. Бора была гениальной попыткой спасти методы и законы классической механики для описания явлений микромира: основные понятия о микрочастице как о материальной точке сохранялись незыблемыми. Эти постулаты оказались естественными после гипотезы Л. де Бройля и работ немецкого физика М. Лауэ (1879 — 1960) по дифракции электронов, доказывавших дуализм природы вещества, микрочастиц.
Основные этапы эволюции понятий о материи представлены на
рис.
§ 3. Квантовая химия атомов и молекул и сс философский смысл 287
Материя
Вещество (корпускулы) Поле (волны) О Только дискретность структуры Только непрерывность структуры С Изменения свойств, характеристик Изменения свойств, характеристик СЗ и ро цес сов не 11 рер ы в п ы 11 ро цес сов непрерывны Опыты Франка Гсриа Гипотеза Планка а Опыты Штерна — Гсрлаха Фотоэффект Модель атома Бора Эффект Комптона Проявление волновых свойств Проявление корпускулярных X свойств Изменения свойств, характеристик Изменения свойств, характеристик процессов дискретны процессов дискретны
Материя дуальна
Р и с. Развитие понятия материи
Соединение в материальных объектах микромира как в первома-терип всех начал — прямое доказательство философского утверждения о единстве материального мира. Все актеры театра познания микромира слились в одного - «вещь в себе»: он может быть стариком и младенцем, мужчиной и женщиной, огнем и водой и многими другими противоположностями. Такая ситуация в гносеологии требует своего осознания: либо наше прямое обыденное восприятие несоразмерно с объектами и явлениями микромира, либо полученный результат относится к артефактам.
Принципиально новые свойства объектов микромира оказались для химии чрезвычайно важными, поскольку решение ее ключевой проблемы — природы химической связи — проходит на уровне микрочастиц (атомных н субатомных) и учет их качественно иного поведения безусловно необходим.
