366
Сади Карно 1824 жылы термодинамиканың екінші бастауы –
энтропияның өсуін, Ғаламда ыдырайтынын ашты. Соған сүйене
отырып, А.Эддингтон энтропияның ғарышта уақыт ағымының
бағытын анықтайтыны туралы идеяны, ал Р.Клаузиус «ғаламның
жылулық ажалы» идеясын алға тартты, өйткені ғарыштың бірте-
бірте термодинамикалық тепе-теңдігін орнататын суынуы орын
алады. Әлемнің осындай пессимистік бейнесі көптеген қарама-
қайшылықтарды тудырды.
Кант-Лапластың Күн жүйесінің жаратылуы туралы ғылыми бол-
жамы пайда болуымен қатар, соған қатысты діни көзқарастарға
сенімсіздік туа бастады. «Егер әлем мәңгі өмір сүрсе, онда осы уақытқа
дейін неге термодинамикалық тепе-теңдік орнамаған?», «Егер әлемде
энтропия үдерісі, барлығының ыдырауы жүріп жатса, онда неге табиғи
өмірде термодинамиканың екінші бастауына қарсы бағытталған
күрделендіру, өсу жүріп жатыр?» – деген әбден орынды, әділ сұрақтар
туды. Бұл сұрақтар XIX ғасыр ғалымдарының бас ауруына айналды.
Олар XX ғасырдың екінші жартысында ғана шешімдерін тапты.
Дж.Максвелль ашқан электр-магниттік үдерістер заңы да дәл солай
бірқатар қиын сұрақтарды туғызды. Бәрінен бұрын, қандай түпнегіздің
электр-магнит толқындарын тарататыны жайындағы сұрақтың жа-
уабы маңызды болды. Ғалымдар Аристотельдің эфир туралы идея-
сын жандандыруға мәжбүр болды, бірақ ол үшін эфирдің өзара бір-
бірін теріске шығаратын сипаттамасы болуы керек еді: бір жағынан,
ол өзгеше қатты болуға тиіс, өйткені толқынның жылдамдығы өте
жоғары, екінші жағынан, ол кеңістікте жылжитын орасан үлкен ғарыш
нысандарына кедергі келтірмеуге тиіс.
Бұл эфир жайындағы ғылыми болжамның шынайылын тексеруді
қажет етті, ал оны А.Майкельсон іске асырды. Ол 1887 жылы Жер-
ге бойлай және көлденең жіберілген сәулелердің интерферометрлік
салыстырылуын жүргізді және қозғалыссыз эфир теорияларынан
шығатын нәтижелердің расталмайтыны туралы қорытынды жасады.
Сөйтіп, ұзақ 2000 жылдық өмір сүрген тарихы бар эфир ұғымы кел-
меске кетті.
Термодинамика және электр-магнетизм заңдарының ішінен кезінде
қара денеден бөлінетін жылудың қысқа толқынды болатыны туралы
қорытынды жасалды. Алайда зерттеу нәтижелері олардың керісінше
екенін дәлелдеді. Теориялық жетістіктер мен нақты тәжірибелік
деректердің арасындағы қарама-қайшылықтар «ультракүлгін апат-
тар» деген ат иеленді. Бұл мәселенің шешімі XX ғасырдың алғашқы
жылдары табыла бастады. Осының бәрі әлемнің механистік бейнесіне
367
елеулі, түзетуге келмейтін зиян келтірді. Ол бірте-бірте сарқылып
бітті.
3. әлемнің қазіргі заманғы синергетикалық көпқырлы бейне-
сіне өту. XX ғасырдың ең соңында (14.12.1900 ж.) М.Планк электр-
магниттік сәулелердің қоршаған ортада біртіндеп емес, топ-топ болып,
үздік-үздік таралатыны туралы ғылыми болжам ұсынды. Сәулелердің
топтарын ол квант деп атады. E = hy формуласының ашылуы да –
соның еңбегі. Мұнда: (h) – М.Планк ашқан табиғи констант, ал (y) –
энергия шығаратын нақты дене тербелістерінің жиілігі. Нәтижесінде,
кванттық механиканың пайда болуының негізі қаланды, ал 1900
жылғы желтоқсанның 14-і атомдық физиканың туған күні саналады.
Э.Резерфорд 1911 жылы Күн жүйесін үлгілейтін өзінің планетарлық
атом теориясын құрды. Атомның ортасына оның ядросы орналасады,
ал оның айналасында әрқайсысы өз орбитасында жылжитын электрон-
дар жүреді. Ядроның заряды – оң, электрондардікі – теріс.
Э.Резерфорд гравитация күшінің орнына электр энергиясын ала-
ды. Атом ядросының электр зарядтары Менделеев кестесінде алатын
орнына қарай анықталады. Соған сәйкес, электрондар ядроны айнала
қозғалады, яғни тұтастай алынған ядро – бейтарап. Бір қарағанда, бұл
үлгі қызықты болып көрінеді, бірақ ол электродинамика заңдарына
қайшы келді.
Бұл қайшылықты шешу мақсатында Н.Бор 1913 жылы кванттық
теорияны негізге алып, атомның жаңа теориясын құрды. Ол кезде ол
маңызды екі қағидаға сүйенді:
а) әрбір атомның бірнеше орнықты электрондық орбитасы бар, со-
лар бойынша айналғанда, электрон энергия шығармайды;
ә) электрон бір орбитадан екіншісіне өткенде, энергия шығарылады
және қабылданады.
Н.Бордың теориясы бір протоннан және бір электроннан тұратын
сутегі атомының қызметін түсіндіре алғанмен, одан күрделірек атом-
дар қызметін түсіндіре алмады. Көп ұзамай, кванттық теорияның
өркендеуі бұл мәселені де шешті. Оның себебі электронның толқындық
табиғатында жатты.
Электронның толқындық қасиетін зерттеу ғалымдарды таңғал-
дырды: электрондық толқын 10-8 дәреже см құрайды, ал толқынды
атомның өзінің көлемімен салыстыруға болады. Мәселе өз орбитасын-
да айналу үшін кез келген белгілі жүйелердегі бөлшектің бар жүйенің
көлемінен көп есе кіші болуға тиіс екендігінде жатыр. Мысалы, егер
Жердің көлемін алып қарап, оны Күнмен салыстырсақ, онда оның одан
миллион есе кіші екенін көреміз. Сонымен, электронды кеңістіктегі
368
әлдебір нүкте деп қарау мүмкін емес екен: оның ішкі құрылымы
бар және ол жағдайға қарай өзгеріп тұрады. Ал бүгінгі күні ғылым
электронның құрылымы туралы ештеңе айта алмайды.
А.Эйнштейн алғашқылардың бірі болып М.Планк идеясын
қабылдады және соның негізінде өзінің салыстырмалылық теория-
сын құрды. Ол М.Планк идеяларын Күн сәулелерін зерттеуде пайда-
ланды және электр-магниттік сәулелердің де кванттық табиғаты бар
екені туралы қорытынды жасап, оларды фотондар деп атады. Сөйтіп,
Күн сәулелері жаңбыр құсап, жерге топ-топ болып түседі екен. Ал
сәулелердің әртүрлі түстердегі реңктеріне келсек, олар энергия заряд-
тары бойынша ажыратылатын кванттар болып шықты.
Бірақ, екінші жағынан, кезінде Х.Гюйгенс интерференция және диф-
ракция бойынша тәжірибелер жүргізу арқылы жарықтың толқындық
табиғатын дәлелдеген. Сөйтіп, Күн сәулелерінің ішқі қайшылығы
анықталған: бір жағынан, олар кванттар, бөлшектер болса, екінші
жағынан, толқындар екен. Бұны сол заманғы физиканың ұлы жетіс-
тіктерінің бірі деп санауға болады.
Француз физигі Луи де Броль жоғарыда аталған идеяларды қолдап,
сәулелер мен жай бөлшектер ғана емес, сонымен қатар, тұтастай
алғанда, Ғаламның барлық денелерінің корпускулярлық табиғаты бо-
латыны туралы қорытынды жасады. Әдебиетте ол корпускулярлық-
толқындық дуализм деп аталады.
Бір нәрсе айқын болды: әлемнің механистік бейнесі арқылы
микроәлемде болып жататын үдерістерді сипаттау мүмкін емес.
Корпускулярлық-толқындық дуализм тұжырымдамасын ары қарай
тереңдете түскен В.Гейзенберг (белгісіздік арақатынасы) және Н.Бор
(қосымшалық қағидасы) болды.
В.Гейзенберг мынадай қорытындыға келеді: егер біз кез келген жай
бөлшектердің қозғалысын зерттемек болсақ, онда біз оны механиканың
айқын (классикалық) заңдары негізінде жүзеге асыра алмаймыз. Меха-
ника заңдарына сәйкес, егер біз дененің координаттары мен импульсін
білсек, онда біз келесі мезетте болатын болжалды орны мен уақытын
шамамен айта аламыз. Бірақ жай бөлшектің координаты мен импульсін
бір мезгілде анықтай қойғымыз келсе, онда шешімі жоқ мәселеге тап
боламыз. Егер біз жай бөлшектің координатын анықтасақ, онда оның
импульсі белгісіз болып қалады, ал егер импульсті анықтасақ, онда ко-
ординатты жоғалтамыз. В.Гейзербергтің ойынша, бір мезгілде жай
бөлшектің координаттарын да, импульсін де анықтау мүмкін емес.
Достарыңызбен бөлісу: | 
