8
и планет в космическом пространстве, место приземления запущен-
ного снаряда, высоту и величину волн, идущих от теплохода, тон
и звучность флейты или же максимальный груз, поднимаемый са-
молетом. Важным подтверждением классической механики является
открытие того, что эти явно несопоставимые явления на самом деле
являются просто разными аспектами одного и того же явления.
Наука об электричестве (электродинамика) тарже начиналась
как две отдельные науки: электростатика, изучавшая явления,
возникающие, когда кусок янтаря или стеклянная палочка стано-
вятся электрически заряженными в результате натирания; и маг-
нитостатика, изучавшая магниты и магнитные поля. После того
как Гальвани и Вольта показали, что электрический ток можно,
получить посредством химических элементов, а затем Эрстед, ус-
тановил, что полученный таким образом ток обладает магнитным,
эффектом, эти две науки слились в одну. Основоположником
электродинамики был Максвелл, чьи знаменитые уравнения цели-
ком охватывали все известные в то время знания в этой обширней
области. Но Максвелл этим не ограничился. Изучая следствия,
вытекающие из его уравнений, он обнаружил, что, помимо всего
прочего, они предсказывают волновое движение электромагнитной
природы. Пытаясь подтвердить предсказания Максвелла, Герц в
самом деле нашел такие волны (которые мы сейчас называем ра-
диоволнами). После того как было продемонстрировано, что свет
также является электромагнитным волновым движением, оптика
(наука о свете) стала еще одной отраслью электродинамики. Изу-
чая оптику, мы узнаем, что такие различные явления, как рефрак-
ция света в линзе или его* отражение зеркалом и работа электро-
9
ротора или телевизора, объясняются одним законом природы,
сформулированным уравнениями Максвелла.
К концу девятнадцатого столетия классическая механика и
электродинамика были в основном законченными главами. С при-
ходом двадцатого века для физики начался хаотический период.
Новые открытия сделали возможным изучение структуры атома, а
вскоре выяснилось, что явления, происходящие в микромире ато-
ма, не подчиняются законам, применимым к явлениям, изучавшим-
ся до того времени. Движение электронов по круговым орбитам
вокруг сравнительно небольшого, но тяжелого ядра не согласовы-
валось с законами классической механики. Ответы на наши воп-
росы об электронах дала квантовая механика (или волновая ме-
ханика), получившая свое развитие в двадцатые годы нашего ве-
ка. В результате сейчас мы располагаем исчерпывающей инфор-
мацией о строении атома за пределами ядра.
Квантовую механику можно рассматривать как обобщение
классической механики или, наоборот, классическая механика мо-
жет считаться частным случаем квантовой механики. Как только
мы начинаем исследовать такие исключительно «малые» явления,
как, например, строение атома, мы должны использовать кванто-
вую механику; однако при расчетах движения крупных тел кванто-
вая механика всегда дает такие же результаты, как и классическая
механика.
Итак, вот каким образом работает ученый. В первую очередь
он ищет законы, применимые для определенной области науки.