Согласно созданной в последние десятилетия вполне утвердившейся теории квантовой хромодинамики отвергается возможность существования кварков в свободном виде: они могут находиться только в связанном состоянии.
Итак, сильно взаимодействующие частицы состоят из наиболее элементарных — кварков. Они, в свою очередь, объединяются в тройки (протон, нейтрон и другие барионы) или в пары (мезоны). Здесь силы между кварками действуют так, что другие комбинации не возникают. Не существует и одиночных кварков.
Американские физики из Огайо считают, что на Солнце ядра с дробным зарядом служат катализатором в ранее неизвестном цикле нуклеосинтеза гелия. Таким образом, получаемая «недохватка» нейтрино от теоретически предполагаемого уровня, возможно, происходит оттого, что солнечные температуры в зонах излучения нейтрино также несколько меньше предполагаемых. Наблюдения показали, что и температура и потоки нейтрино меньше в 4 раза. Поскольку снижение температур не ведет к уменьшению потока солнечной радиации (а снижение должно бы было достигать 22 процентов), то вполне вероятно существование реакции нуклеосинтеза гелия. При этом ядра с дробными зарядами как раз и являются катализаторами для захвата свободных протонов. При этом необходимым исходным материалом для цикла синтеза служат «кварковые» ядра гелия, то есть ядра, состоящие из двух протонов, двух нейтронов и кварка. Заряд такого ядра равен 22/3. В результате хода синтеза образуются обычное ядро гелия и «кварковое» ядро гелия, затем цикл повторяется.
Как много захватывающе интересного, поистине таинственного, порою даже антилогичного открывается перед человеческим разумом по мере проникновения его в самые глубинные, самые тонкие процессы существования материи!
Установлено, что в элементарных частицах, состоящих из кварков, последние, в свою очередь, связаны определенными обменными процессами. И вот новое чудо! Силы, действующие между кварками, удивительны — они не ослабевают с расстоянием. Кстати, именно поэтому нельзя наблюдать изолированные кварки.
Есть и другие сообщения, уже нашлись сторонники признания в кварках… первоначальной, богом созданной «первоматерии».
Кое-кто схватился за «кошмарные» частицы, по привычке считая: где есть еще тайна, где имеются неясности, их нужно объяснять сверхъестественной силой. Возможно, современные данные о кварках претерпят существенные изменения. Ну что же, человек все равно со временем разберется во всех закономерностях микромира и сведет их в таблицу, не уступающую гениальной менделеевской. Возможно, будут найдены пути воздействия на кварки. Тогда подтвердится многое из того, о чем мы сейчас говорили. Конечно, это не будет означать, что кварки — «конечные», неделимые элементы материи. Просто, как мы видели, это частицы, обладающие определенными свойствами. Возможно, именно они в какой-то части Вселенной обеспечивают стабильность набора элементарных частиц, позволяющего материи проявляться в виде вещества и поля. Только в этом смысле кварки можно называть «кирпичиками» мироздания, обеспечивающими единство мира.
Но вспомним, еще «отважный эллин», кроме атомистической теории единства мира, нашел смелость не убояться грозного «рокота неба» и заявить, что мир материален, а поэтому реален. И через бурные тысячелетия человеческого развития, совершенства, отступлений и ошибок именно это простое, разумное зерно реальности проросло в современное марксистско-диалектическое понимание материи.
Материя — объективная реальность, вот основа основ правильного понимания этой важнейшей категории научного мышления. Она вбирает в себя все известное и неизвестное нам многообразие Вселенной, существующей вне и независимо от человеческого сознания, всю совокупность предметов и явлений, их свойств и отношений. И недопустимо отождествлять философское понятие материи с какими-либо конкретными ее видами, например, веществом или полем, и тем более с ее свойствами — энергией, массой, инертностью и так далее. «Ибо, — писал В. И. Ленин, — единственное „свойство“ материи, с признанием которого связан философский материализм, есть свойство быть объективной реальностью, существовать вне нашего сознания»[10].
Теперь попробуем хотя бы в общих чертах набросать картину взаимопревращений видов материи. Без этого нам не удастся разобраться в первых трех «мировых загадках».
Еще в середине XVIII века замечательный американский физик, изобретатель, дипломат и литератор Бенджамин Франклин поразил людское воображение, «поймав» в стеклянную банку во время грозы электрический заряд. Грозный и таинственный священный огонь оказался родным двойником уже известного людям электричества. Как тут не согласиться с Д’Аламбером, сказавшим о Франклине: «Он отнял у неба молнию»…
Наглядно установив единство везде встречающегося электричества, Франклин высказал предположение, что электричество представляет собой реально существующее материальное истечение — флюиды, наполняющие все пространство.
Развенчанная и отобранная у Ильи-пророка молния и твердо установленные к началу XIX века закономерности связей электричества и магнетизма позволили Майклу Фарадею создать учение об электромагнитном поле.
Фарадей родился в семье лондонского кузнеца, долгие годы работал в переплетной мастерской. Он вел исключительно скромную трудовую жизнь. Через все сознательные годы он пронес целостное материалистическое мировоззрение: непоколебимую уверенность в реальности материального мира и в единстве, неразрушимости и взаимной превращаемости любых видов энергии. Кстати, термина «энергия» он не знал и употреблял слово «сила».
В начале своей научной деятельности Фарадей работал под руководством знаменитого Деви (изобретатель взрывобезопасной шахтерской лампы). Добившись сжижения газообразного хлора и получения его в жидком состоянии, Фарадей наглядно убедился и убедил других, что граница между твердым, жидким и газообразным состоянием вещества относительна, она зависит от тех условий, в которых находится вещество.
