Анатомия и физиология электрона подробно описана в повести А. Платонова "Эфирный тракт"; отметим такую интересную деталь как "зубы с винтовой нарезкой" (наглядный образ спина?!).
Следует подчеркнуть еще раз, что кварки внутри протонов и нейтронов в определенном смысле видны непосредственно (как партоны). Долгое время в качестве альтернативы кварковой гипотезе рассматривалась концепция так называемого "бутстрапа" (зашнуровки), согласно которой все элементарные частицы в определенном смысле являются "равно фундаментальными" и "состоят друг из друга". Аргументом здесь служит возможность взаимных превращений: если приложить достаточно энергии, на ускорителе из данной частицы можно "выбить", как молотком, любую другую частицу (при выполнении определенных законов сохранения). Мировоззренческий смысл концепции бутстрапа и особенно ее близость к даосским, индуистстким и буддийским концепциям подробно рассмотрены в популярной книге Ф. Капры "Дао физики". Однако, насколько можно судить, эта идея сейчас кажется "неконкурентоспособной" по сравнению с теорией кварков. Последняя же, как мы видим, скорее вызывает более традиционные для европейского мышления ассоциации.
Перейдем теперь к другому кругу вопросов, связанных с атомизмом, а именно, к диалектике дискретного и непрерывного. Серьезные логические трудности, связанные с демокритовской концепцией неизменных материальных атомов, отмечал, в частности, А.Ф. Лосев:
Но что такое атом? Если он материален, то он имеет форму и объем, например, кубическую или круглую форму. Но куб имеет определенной длины сторону... Сторону... можно разделить, напр., пополам, и, следовательно, атом делим, и притом до бесконечности делим. Если же он неделим, то это значит, что он не имеет пространственной формы, а тогда я отказываюсь понимать, что такое этот атом материи, который не материален. Итак, никаких атомов нет как материальных частиц, или они делимы до бесконечности (Диалектика мифа).
В приведенном отрывке непрерывность пространства является для Лосева самоочевидной. При этом формулируется вопрос о том, из чего состоит само пространство, который в действительности неразрешим в рамках атомистических представлений (хотя и связан с ними):
Необходимо отметить, конечно, что введение пространственно-временного континуума может считаться противоестественным, если иметь в виде молекулярную структуру всего происходящего в микромире (А. Эйнштейн, Собр. научн. трудов, т. 4, с. 223).
В современной физике атомизм дополняется понятием поля, которое детально рассматривается в главе 11. Однако сама по себе антиномия дискретного и непрерывного является неустранимой:
Вообще кажется сомнительным, может ли теория поля объяснить атомистическую структуру вещества и излучения... Большинство физиков, несомненно, ответят убежденным "нет", ибо они считают, что квантовая проблема должна решаться принципиально иным путем. Как бы то ни было, нам остаются в утешение слова Лессинга: "Стремление к истине ценнее, дороже уверенного обладания ей" (А. Эйнштейн, Собр. научн. трудов, т.4, с.356).
В теории элементарных частиц понятия непрерывности и дискретности оказываются взаимно дополнительными (корпускулярно-волновой дуализм, подробно рассматриваемый ниже в гл.10). Так, сам по себе электрон дискретен, т.е. наблюдается всегда целиком, как и квант света - фотон (например, в виде вспышки на экране, покрытом необходимым составом). С другой стороны, вероятность нахождения микрочастицы в данной точке пространства описывается непрерывной "волновой функцией".
Спор между концепциями непрерывности и дискретности материи шел на протяжении всей истории европейской науки. В средние века, когда доминировала философия Аристотеля, атомистическое учение считалось в Западной Европе "эпикурейской ересью". На это были серьезные теологические причины, связанные с таинством причастия и догматом пресуществления (принят Тридентским собором), согласно которому в сколь угодно малом количестве хлеба после пресуществления его субстанции присутствует все тело Христа. Как говорилось в гл.4, именно эта проблема стояла в центре борьбы инквизиции с неортодоксально мыслящими философами Нового времени, в частности, привела к преследованиям Дж. Бруно и Г. Галилея.
Ньютон, внесший важный (даже, возможно, решающий) вклад в математику непрерывности - математический анализ, в то же время писал в своей ранней работе "Некоторые философские вопросы":
Существует наименьшее расстояние, наименьшая степень движения и наименьшая длительность... Наименьшая степень движения совершается в неделимый момент времени (цит. по Л.М. Косаревой).
Впрочем, Ньютон заведомо не был сторонником взглядов Демокрита, признавая, в частности, возможность взаимных превращений атомов:
Каждое тело может преобразовываться в тело другого какого-либо рода, проходя все промежуточные ступени качеств (И. Ньютон, Начала, первое издание, Гипотеза III).
Это убеждение было тесно связано с его практическим усилиями по превращению "неблагородных" металлов в золото (об алхимических интересах Ньютона см. также гл. 4). При этом С.И. Вавилов отмечает (см. написанную им биографию Ньютона), что трудности в решении этой проблемы привели Ньютона к гениальной догадке о существовании в атомах некоторой "твердой" структуры, не изменяемой традиционными химическими средствами, и относительно рыхлой оболочки, которую можно перестроить нагреванием, выпариванием, и т.д.
Для объяснения прохождения световых лучей через тела Ньютон предполагает, что основная часть тел - это поры... Предположение Ньютона о крайне пористости тел, как известно, вполне подтверждается современными сведениями о строении вещества. Схема Ньютона конкретизовалась в виде молекулярных связей, электронных оболочек и атомных ядер. Возвращаясь к приведенному "размышлению" о ртути и золоте, мысль Ньютона на современный язык можно перевести так: для разрушения атомов золота надо найти способ разделения наиболее тесно сближенных частиц, из которых атом составлен. Эта мысль вполне правильна: для разрушения атомов золота надо разрушить его ядро, т.е. то, что Ньютон называл "первым соединением".
Впрочем, общее отношение Вавилова к алхимическим занятиям Ньютона, вытекающее из его материалистических взглядов, возможно, привело к некоторой "модернизации" воззрений Ньютона.
Другой основоположник математического анализа - Лейбниц твердо стоял на позиции "природа не делает скачков" (nature non facit saltum). В то же время в основе его философской системы лежала теория "истинных атомов" -монад, которые имели скорее "логическую" природу и считались нематериальными, неделимыми и неповторимыми (т.е. все различными).
Обсуждение проблемы дискретного и непрерывного берет начало еще с античных парадоксов (апорий). Например, апория об Ахиллесе и черепахе фактически сводится к вопросу о возможности бесконечного деления отрезка пути. В рамках современных "математически строгих" подходов возникают такие парадоксы, по сравнению с которыми бледнеют чисто логические (скорее даже психологические) трудности, отмеченные в приведенной выше цитате из Лосева. Согласно теореме Банаха-Тарского, любой шар (например, размером с апельсин) можно разрезать на конечное число кусков таким образом, что, сложив их в другом порядке, мы получим шар другого размера (например, размером с Землю). С немного другой точки зрения эта теорема обсуждалась в главе 8. Здесь важно подчеркнуть лишь принципиальное различие между формальной процедурой разрезания и склеивания пустого пространства и соответствующей физической процедурой для реальных тел, состоящих из атомов. Конечно, число атомов, входящих в состав Земли и апельсина, мягко говоря, отличается, а сама процедура по этой причине физически нереализуема. Приведем в связи с этим еще один отрывок из поэмы Лукреция:
