На главную


Гениальная книга В. И. Ленина

Подлинная наука выдерживала яростный штурм реакционной философии. Владимир Ильич Ленин в своей замечательной книге «Материализм и эмпириокритицизм» привел один из эпизодов этого штурма.
В начале нашего века известный естествоиспытатель Эрнст Геккель написал небольшую книгу под названием «Мировые загадки». Это было довольно наивное произведение, в котором Геккель вовсе не стремился показать себя материалистом. Он даже открещивался от этого названия. Но в книге Геккель описывал все так, как это есть в действительности: добросовестно, правдиво излагал сущность последних открытий, приводил убедительные факты. И его книга вызвала целую бурю.
В. И. Ленин писал: «Популярная книжечка сделалась орудием классовой борьбы. Профессора философии и теологии (теология — «наука» о божестве) всех стран света принялись на тысячи ладов разносить и уничтожать Геккеля. Знаменитый английский физик Лодж пустился защищать бога от Геккеля. Русский физик, г. Хвольсон, отправился в Германию, чтобы издать там подлую черносотенную брошюрку против Геккеля... ... Нет числа тем теологам, которые ополчились на Геккеля. Нет такой бешеной брани, которой бы не осыпали его казенные профессора философии. Весело смотреть, как у этих высохших на мертвой схоластике мумии — может быть, первый раз в жизни — загораются глаза и розовеют щеки от тех пощечин, которых надавал им Эрнст Геккель. Жрецы чистой науки и самой отвлеченной, казалось бы, теории прямо стонут от бешенства...
Он — материалист, ату его, ату материалиста, он обманывает публику, не называя себя прямо материалистом — вот что в особенности доводит почтеннейших господ профессоров до неистовства». (В. И. Ленин, Соч., т. 14, стр. 334 - 335.)
Геккелю угрожали расправой, ему присылали подметные письма, наполненные бранью, — называли ученого «собакой», «безбожником», «обезьяной» и, наконец, когда Геккель работал в своем кабинете, кто-то запустил в окно огромным булыжником, рассчитывая размозжить ученому голову...
В это смутное время, против реакционной философии, в защиту подлинной науки, в защиту материализма выступил Владимир Ильич Ленин. В своей книге «Материализм и эмпириокритицизм» он подверг уничтожающей критике реакционные теорийки буржуазных философов и физиков.
Он объяснил, что «реакционные поползновения порождаются самим прогрессом науки. Крупный успех естествознания, приближение к таким однородным и простым элементам материи, законы движения которых допускают математическую обработку, порождает заовение материи математиками. «Материя исчезает», остаются одни уравнения», — писал В. И. Ленин, высмеивая попытки ученых-идеалистов одними математическими формулами объяснить весь мир. (В. И. Ленин, Соч., т. 14, стр. 294.)
В. И. Ленин разоблачил старания теоретиков идеалистического лагеря «упразднить» материю или подменить ее энергией.

Материя — не только вещество

Физики старой школы считали материей только вещество, то есть только то, что состоит из молекул и атомов. Современная наука показала, что вещество не кончается атомами. Ведь и атомы делимы! Они состоят из различных мельчайших частиц. В ядрах атомов обнаружены положительно заряженные частицы — протоны и нейтральные — нейтроны. Окружающая ядро атома оболочка состоит из электронов. Все эти частицы тоже вещественны.
Но материя это не только вещество. Величайшая заслуга В. И. Ленина состоит в том, что он доказал ошибочность старого, примитивного понятия материи-вещества. Электрические и магнитные поля, свет и другие виды излучения, которые представляют собой колебания электромагнитного поля, — это тоже материя.
И тысячи примеров из повседневной жизни и промышленного производства это подтверждают. Мы видим, как магнитное поле проволочной спирали, по которой течет сильный электрический ток, втягивает в себя железный стержень и переводит стрелки трамвайных путей.
Мы видим, как в быстропеременном электрическом поле высыхают гигантские фарфоровые изоляторы для высоковольтных линий и предостерегающие надписи предупреждают работающих об опасности попасть в такое поле.
Магнитные поля электромоторов движут наши трамваи, троллейбусы, автобусы ЗИС-154 и электропоезда.
Введите медный стержень между полосами сильного электромагнита и попробуйте вращать стержни вокруг его оси. Вам покажется, что стержень погружен в густую смолу, настолько трудно вращать его со сколько-нибудь большой скоростью в магнитном поле.
Электрические и магнитные поля невидимы, но это не значит, что они не материальны. Человек, нечаянно сунувший руку в быстропеременное электрическое поле, мгновенно почувствует, что оно не менее материально, чем кипяток или пламя.
«Материя есть то, что, действуя на наши органы чувств, производит ощущение; материя есть объективная реальность. ..» (В. И. Ленин, Соч., т. 14, стр. 133.)
«В мире нет ничего, кроме движущейся материн», (В. И. Ленин, Соч., т. 14, стр.. 162.) — писал Ленин.
Материя и движение неразрывны. Нельзя представить материю без движения или движение без материи, одно без другого — бессмыслица.
В мире движется все — движутся млечные пути (звездные системы), звезды и пылинки, движутся молекулы, атомы и частииы, их составляющие.
Движение — это не только перемещение из одного пункта в другой, не только вращение или колебание, но и химическое соединение и разложение, теплота и электрический ток, кристаллизация, рост и распад, изменение видов. Движение — это всякое изменение, всякое развитие.
Наши органы чувств дают не кажущееся, не воображаемое представление об окружающем мире, как утверждают идеалисты, а действительное.
Наши знания о природе хотя и не вполне точны, приблизительны, но с каждым успехом науки они становятся точнее, правильнее. Окружающий мир именно таков, каким мы его видим, и В. И. Ленин приводит наглядный пример: «Человек в темной комнате может крайне неясно различать предметы, но если он не натыкается на мебель и не идет в зеркало, как в дверь, то, значит, он видит кое-что правильно». (В. И Ленин, Соч., т 14, стр. 263.)
Так и ученые еще не вполне ясно различают, что именно происходит в мире атомов и в области электромагнитных полей, но не идут «в зеркало, как в дверь». Физики уже отыскали способ, как поставить на пользу человечеству электромагнитные поля, создали радио, научились разрушать и строить атомы — значит ученые правильно понимают некоторые явления мира малых частиц.
Гениальное произведение В. И. Ленина расчистило дорогу подлинной науке и оказало ей неоценимую помощь.
Передовые ученые, особенно русские, советские, продолжали настойчиво, упорно трудиться, постепенно, шаг за шагом раскрывая суть сложнейших явлений. Их труды полностью подтверждают основное положение марксистской философии о материальности мира.

Измерение заряда электрона

Физики прекрасно понимали, что, несмотря на все успехи электронной теории, она остается незавершенной — ни масса, ни заряд электрона еще не определены непосредственным опытом. Это было слабым местом теории — ее ахиллесовой пятой.
Измерение заряда электрона — стало первоочередной задачей, над которой начали трудиться многие специалисты.
Предшествующие исследования заряда электрона показали, что он ничтожно мал; было совершенно ясно, что если к какому-либо большому предмету добавить один электрон или, наоборот, отнять его, то уловить изменение заряда этого предмета не сможет ни один прибор на свете.
Для большого воздушного шара-стратостата майский жук, залетевший в гондолу, незаметен, а для маленького детского воздушного шарика жук будет чересчур тяжелым пассажиром.
Поэтому можно попытаться взять настолько маленькое тело, совсем ничтожную пылинку, чтобы потеря ею одного электрона уже стала заметна.
Академик А. Ф. Иоффе, намереваясь измерить заряд электронов, пошел именно по такому пути. В качестве пылинок он использовал мельчайшие капельки цинковой амальгамы, то есть ртути, к которой было добавлено небольшое количество цинка.
Две горизонтальные металлические пластины, разделенные воздушным промежутком, составляли главную часть прибора для измерения заряда. В верхней пластине имелось небольшое отверстие. С одной стороны воздушный промежуток между пластинами освещала обычная электрическая лампочка, с другой стороны стояла лампа — источник ультрафиолетовых лучей. Эта лампа имела заслонку, чтобы открывать ее на короткое время.
Спереди был пристроен микроскоп, через который можно было наблюдать все, что будет происходить во время опыта в промежутке между пластинами (рис. 40).

К пластинам была приложена определенная разность потенциалов, причем верхняя пластина соединялась с положительным полюсом батареи, а нижняя — с отрицательным. Напряжение на пластинах можно было регулировать по желанию, то есть увеличивать или уменьшать так, как это могло бы потребоваться по ходу предстоящего опыта.
После проверки работы всех частей прибора А. Ф. Иоффе приступил к измерению. В промежуток между пластинами через отверстие в верхней пластинке вдули некоторое количество тончайших ртутных капелек.
Капельки рассеялись по всему воздушному промежутку и под действием силы тяжести медленно, плавно начали оседать на нижнюю пластину.
Иоффе включил напряжение. Между пластинами образовалось электрическое ноле. Тотчас же капельки, которые обладали положительным зарядом, (капельки жидкости электризуются при распылении) стремительно понеслись вниз к отрицательно заряженной пластине, а капельки, имевшие отрицательный заряд, стали подниматься вверх, притягиваясь к положительно заряженной пластине.Среди отрицательно заряженных капелек имелось несколько таких, которые почти недвижимо висели в воздухе,— не опускались и не поднимались.
Чтобы совсем остановить движение одной отрицательно заряженной капельки, Иоффе так подобрал разность потенциалов между пластинами, что притяжение верхней пластины точно уравновесило вес капельки. Отрицательно заряженная капелька повисла в воздухе совершенно неподвижно.
Желая убедиться, что капелька сама по себе ни опуститься ни подняться не может, Иоффе держал ее во взвешенном состоянии несколько суток, и она висела, словно привязанная невидимой ниточкой.
Перед началом опыта Иоффе записал разность потенциалов на пластинках, которая удерживала капельку во взвешенном состоянии, а затем на мгновение приоткрыл заслонку на ультрафиолетовой лампе. Лучи пронизали воздушный промежуток между пластинами и вырвали из капельки несколько электронов (вспомните опыт Столетова), заряд капли изменился, и она полетела вниз.
Иоффе увеличил напряжение на пластинах, подтянул капельку на прежнее место и опять заставил ее висеть неподвижно.
Затем он приоткрыл заслонку на ультрафиолетовой лампе, и снова лучи согнали с капельки несколько электронов, капелька стала падать, но Иоффе подтянул ее и уравновесил.
В третий раз ученый открыл заслонку, и в третий раз ультрафиолетовые лучи согнали с капельки несколько электронов, а Иоффе опять вернул ее на старое место. Так он повторял эту операцию до тех пор, пока никакое изменение напряжения на пластинах уже не могло удерживать капельку во взвешенном состоянии, и она падала, повинуясь только земному тяготению.
Притяжение положительно заряженной пластины перестало оказывать на нее свое влияние. Это означало, что ультрафиолетовые лучи лишили капельку ее заряда, электроны покинули капельку.
Капельке дали спокойно упасть, а через отверстие в верхней пластине впустили новую порцию капелек. Среди них выбрали одну, удержали ее в неподвижном состоянии, и опыт начался сначала.
В конце концов и вторая капелька, лишившись заряда, опустилась вниз; ее заменили, опыт продолжался. Только большое число одинаковых опытов могло дать надежный результат.
Проходили дни за днями. Щелкала заслонка, открывая и закрывая путь ультрафиолетовым лучам.
Через поле зрения микроскопа прошло несколько сот капель. В лабораторном журнале выстроились длинные столбцы цифр. Число измерений достигло нескольких сотен.
И среди этих измерений ни разу не случалось, чтобы заряд, выбиваемый из пылинки, оказался меньше совершенно определенной величины.
Заряд уходил всегда только целыми порциями, и этих порций было либо одна, либо две, либо три, четыре, пять, но ни разу заряд не уменьшился на полпорции или на полторы или на две с половиной.
Таким образом было установлено, что электрический заряд уходит только в виде определенных порций отрицательного электричества, то есть в виде электронов.
Работа продолжалась. Вместо ртутных капелек стали вдувать цинковые пылинки и пылинки других веществ, и всегда электрический заряд покидал пылинку одинаковыми порциями. Это означало, что «цинковый» электрон ничем не отличается от «медного». Заряд электрона, выбитого из золотой пылинки, нисколько не больше и не меньше заряда электрона, выбитого из железной пылинки. Все электроны — одинаковы.
Но это было не все! Неизвестным оставалось самое главное — заряд одного электрона. Однако невидимка уже не мог прятаться. А. Ф. Иоффе знал, что все наимельчайшие зарядики равны между собой, и знал также, сколько этих зарядиков-электронов он согнал ультрафиолетовыми лучами с каждой капельки ртути.
Оставалось решить совсем простенькую арифметическую задачу: разделить величину первоначального заряда капли на число согнанных электронов и в частном от деления получить заряд одного электрона.
Но прежде чем решать такую задачу, предстояло узнать, чему же был равен заряд капли до того, как ее стали освещать ультрафиолетовыми лучами? И это было хотя и самое трудное дело, но все же далеко не безнадежное, ведь капелька, висевшая в промежутке между двумя пластинами, подвергалась действию двух сил: сила тяжести тянула ее вниз, а электрическая сила — вверх. И обе эти силы были равны, потому что капелька не подымалась и не падала — висела неподвижно. Значит, стоило только узнать, чему равен вес капельки ртути, и тогда стала бы известна величина электрической силы.
Вес капельки надо было измерить. Однако эта капелька была так мала, что даже в поле зрения микроскопа она казалась не шариком, а только блестящей звездочкой. Измерить ее обычным способом, как измеряют маленькие шарики, было невозможно, и Иоффе применил иной сгюооб.
Зная удельный вес ртути и измерив скорость падения капельки, можно очень точно определить ее вес. Так А. Ф. Иоффе и сделал: когда капелька в конце опыта полностью лишилась своего заряда и стала падать, ученый тщательно измерил скорость ее падения, а затем вычислил вес капельки. Так А. Ф. Иоффе узнал величину электрических сил, действовавших на каплю, а затем и величину заряда капли, потом разделил на число выбитых электронов и получил заряд одного электрона.
Величина заряда электрона был а измерена таким способом непосредственно.
По современным измерениям заряд электрона равен 4,8 · 10-10 абсолютных электростатических единиц, или 1,6 · 10-19 кулона. Иначе говоря, в одном кулоне содержится такое количество электронов, которое определяется миллиардами миллиардов, а именно равно 6,25 · 1018.
После измерения заряда электрона физики снова вернулись к опыту с магнитом и катодной трубкой, который был поставлен в конце прошлого столетия. Тогда они сумели очень точно измерить, насколько отклоняется электронный пучок в магнитном поле, и это позволило установить соотношение между зарядом электрона и его массой.
Теперь ученые повторили этот опыт и, зная величину заряда электрона, определили, что его масса действительно равна 9,1 · 10-28 грамма.
Электрон — одна из мельчайших частиц материи. Он легче дробинки во столько же раз, во сколько раз дробинка легче земного шара.

* * *

Почти двадцать лет ученые трудились, чтобы измерить массу и заряд электрона и доказать его существование. Их усилия увенчались полной победой. Реальность электрона была утверждена опытом.
И вся история этого открытия блестяще подтвердила гениальное положение, выдвинутое товарищем И. В. Сталиным: «В противоположность идеализму, который оспаривает возможность познания мира и его закономерностей, не верит в достоверность наших знаний, не признает объективной истины, и считает, что мир полон «вещей в себе», которые не могут быть никогда познаны наукой,— марксистский философский материализм исходит из того, что мир и его закономерности вполне познаваемы, что наши знания о законах природы, проверенные опытом, практикой, являются достоверными знаниями, имеющими значение объективных истин, что нет в мире непознаваемых вещей, а есть только вещи, еще не познанные, которые будут раскрыты и познаны силами науки и практики». (И. Сталин, Вопросы ленинизма, Госполитиздат, 11 изд., стр. 543.)
В напряженной борьбе с мракобесами и реакционерами из идеалистического лагеря победу одержали представители передовой материалистической науки. Они на опыте доказали, что электрон — не плод воображения ученых, придумавших электрон только для того, чтобы было удобнее объяснить электрические явления.
Электрон действительно существует, и наши знания о нем — достоверные знания!


предыдущая страница оглавление следующая страница