Другими словами, распределение электронов, отражавшихся от пластинки и летевших лишь по некоторым избранным на­правлениям, было таким же, как если бы на пластинку падал пучок цвета с длиной волны, равной длине волны электрона, вычисленной по формуле де Бройля. Экспериментально под­твержденная гипотеза де Бройля превратилась в принципиаль­ную основу, пожалуй, наиболее широкой физической теории — квантовой механики.

У объектов микромира, рассматриваемых с позиций квантовой механики, обнаружились такие свойства, кото­рые совершенно не имеют аналогий в привычном нам мире. Прежде всего—это корпускулярно-волновая двойственность, или дуализм элементарных частиц (это и корпускулы, и волны одновременно, а точнее — диалектическое единство свойств тех и других).

Движение микрочастиц в пространстве и вре­мени нельзя отождествлять с механическим движением мак­рообъекта. Например, положение элементарной частицы в про­странстве в каждый момент времени не может быть опреде­лено с помощью системы координат, как для привычных нам тел окружающего мира. Движение микрочастиц подчиняется законам квантовой механики.

Об ограниченности законов классической механики при описании явлений микромира сви­детельствует, например, установленное видным немецким физиком Вернером Гейзенбергом (1901—1976) соотношение неопределенностей: если известно местоположение частицы в пространстве, то остается неизвестным импульс (количе­ство движения), и наоборот. Это одно из фундаментальных положений квантовой механики.

С точки зрения классичес­кой механики и «здравого смысла» принцип неопределеннос­ти представляется абсурдным. Нам это представить труд­но. Вышеизложенные революционные открытия в физике перевернули ранее существующие взгляды на мир. Исчезла убежденность в универсальности законов классической ме­ханики, ибо разрушились прежние представления о неделимо­сти атома, о постоянстве массы, о неизменности химических элементов и т. д.

У многих возникли сомнения в возможностях науки познавать вселенную. Однако, законы мироздания сви­детельствуют об обратном. Истоки уверенности в их действен­ности лежат в христианском взгляде на окружающий мир. Развитие представлений о взаимопревращениях энергии и диалектизация современного естествознания К идее превращения одних видов энергии в другие перво­начально пришел немецкий врач Юлиус Роберт Майер (1814-1878)

во время своего путешествия в Ост-Индию в 1840 г. Он обнаружил, что венозная кровь больных в тропиках была крас­нее, чем в Европе, и объяснил это явление более высоким содержанием кислорода в крови. Последнее, полагал Майер, обусловлено тем, что при высоких температурах в организме человека сгорает меньше пищи, поскольку тело в этих усло­виях требует меньше тепла, получаемого за счет питания.

Поэтому в венозной крови остается больше кислорода. Та­ким образом, Майер фактически высказал мысль, что хими­ческая энергия, содержащаяся в пище, превращается в теп­лоту (подобно тому, как это происходит с механической энер­гией мышц). Только в 1843 г., после некоторых неудач, Майеру удалось опубликовать свою идею в статье «О количествен­ном и качественном определении сил», а в 1845 г.

вышла его книга «Органическое движение в его связи с обменом веществ, вклад в естествознание». В этих работах Майер показал, что химическая, тепловая и механическая энергии могут превра­щаться друг в друга и являются равноценными. Выводы Майера с недоверием были восприняты в научных кругах того времени как недостаточно обоснованные. Опыты, проведенные одновременно и независимо от Май­ера английским исследователем Джеймсом Прескоттом Джоулем (1818-1889)

, подвели под идеи Майера прочную эк­спериментальную основу. Джоуль показал себя искусным и вдумчивым экспериментатором. На основе хорошо поставлен­ного эксперимента он пришел к выводу, что теплоту можно со­здавать с помощью механической работы, используя магнито-электричество (электромагнитную индукцию), и эта теплота пропорциональна квадрату силы индуцированного тока.

Дости­гается это вращением электромагнита индукционной машины с помощью падающего груза и теплоты, выделяемой в цепи. В работе «О тепловом эффекте магнитоэлектичества и меха­ническом эффекте теплоты» (1843 г.) Джоуль указывал на «ко­личество тепла, которое в состоянии поднять 838 фунтов на вертикальную высоту в один фут» [16]. Результаты, получен­ные в экспериментах, привели Джоуля к следующему обоб­щенному выводу. «...

Во всех случаях, когда затрачивается ме­ханическая сила, получается точное эквивалентное количество теплоты» [16]. В работе 1843 г. Джоуль также утверждал, что животная теплота возникает в результате химических превра­щений в организме, т. е. фактически делал те же выводы, к которым несколько ранее пришел Майер. В первой половине 40-х годов XIX в.

и некоторые другие ученые претендовали на приоритет в открытии закона сохра­нения и превращения энергии. Например, в том же 1843 г. дат­ский инженер Людвиг Август Кольдинг (1815-1888) доложил в Королевском Копенгагенском обществе о результатах сво­их опытов по определению отношения между работой и теп­лотой, которые позволили считать его одним из сооткрывателей указанного закона.

В отстаивании данного закона и его широком признании в научном мире большую роль сыграл один из наиболее знаме­нитых физиков XIX в. Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821-1894). Будучи, подобно Майеру, врачом, Гельмгольц, так же как и он, пришел от физиологии к закону сох­ранения энергии. Признавая приоритет Майера и Джоуля, Гельмгольц пошел дальше и увязал этот закон с принципом невозможности вечного двигателя.