"Петр Капица. Эксперимент, Теория, Практика. Статьи, Выступления" - читать интересную книгу автора

какими мы пользуемся в небесной механике, то это привело бы к большим
математическим трудностям, чем те, с которыми мы сталкиваемся сейчас.
Но несмотря на все эти успехи, было бы ошибочно думать, что квантовая
теория закончена и не будет развиваться дальше. Тут может и должно быть
большое развитие, и мы можем ждать даже фундаментальных изменений в наших
основных представлениях.
Если мы хотим искать новые противоречия в природе, нам надо
интересоваться как раз теми областями физики, в которых эти квантовые
воззрения будут подвергаться наиболее основательному испытанию. С этой точки
зрения, мне лично кажется, нам надо, главным образом, сосредоточиться на тех
областях физики, где квантовые явления наименее изучены и поняты.
Экспериментальному материалу изучения свойств атома мы обязаны созданием
теории квантов, и он на сегодняшний день в основном исчерпан. Наиболее же
интересны следующие две области физики.
Первая - это область атомного ядра. В ядре мы имеем элементарные
частицы, расположенные на таких близких расстояниях друг от друга, что можно
ожидать, что те законы, которые были выведены для больших расстояний между
ними, как это происходит в оболочке атома, могут оказаться полностью себя не
оправдавшими. Поэтому есть большая вероятность ожидать, что для ядерной
физики теория квантов сегодняшнего дня потребует основательного развития.
Вторая область - это область изучения конденсированного состояния. По
своей общности основные идеи квантовой теории, конечно, должны покрывать
явления, происходящие в окружающих нас веществах, где атомы и молекулы,
взаимодействуя между собой, образуют газы, жидкости и твердые тела. Но
оказывается, когда мы изучаем вещество при комнатной температуре, квантовая
природа процессов не может обычно выявляться. Тепловое движение атомов как
бы стушевывает те особенности в процессах, которые накладываются их
квантовой природой, и они неощутимы. Это также, как если бы на качающемся в
море корабле мы вздумали изучать на биллиардном столе законы соударений
шаров. Очевидно, эта затея осуществима только тогда, когда море спокойно.
Так и при изучении квантовой природы явлений течения процессов, происходящих
в конденсированном состоянии. Только тогда они себя полностью проявляют,
когда тепловое движение атомов достаточно мало. Отсюда очевиден тот большой
интерес в физике к изучению явлений в веществе при очень низких
температурах - той области явлений при температуре жидкого гелия, о которой
я буду рассказывать.
Чтобы более конкретно иллюстрировать эту мысль, позвольте показать вам
очень простой опыт (см. рисунок). Хотя это только грубая иллюстрация
сказанного, но, я думаю, она позволяет тем из вас, кто не привык к
представлениям о тепловом движении, несколько более конкретно его себе
представить. В проекционный фонарь вставлена рамка 1, в которой между двумя
параллельными стеклами положено несколько десятков шариков от велосипедных
подшипников. На рисунке они видны в виде черных кружочков. Эта рамка
подвешена на ряде пружинок 2 к другой рамке 3 так, что может колебаться в
своей собственной плоскости.
Посредством шатуна 4 и кривошипа 5, сидящих на оси маленького
электромотора 6, рамку можно заставить совершать горизонтальные колебания.
При этом, как вы видите, шарики начнут бегать между стеклами. Их движение
напоминает собой движение атомов при тепловом возбуждении. Чем быстрее мы
заставляем колебаться рамку, тем скорее бегают шарики, и тем картина