упаде стеля? Як тоді пояснити той факт, що, коли я повертаюся, стіл не зламаний і не завалений штукатуркою? Модель, у якій стіл нікуди не дівається, простіша й узгоджується зі спостереженнями. Ось і все.
У випадку субатомних частинок, яких ми не можемо побачити, електрон – це модель, яка пояснює результати спостережень типу слідів у камері Вільсона[3], плям світла на телевізійній трубці та багато інших явищ. Вважається, що електрон відкрив 1897 року британський фізик Джозеф Томсон у Кавендішівській лабораторії в Кембриджі. Він пропускав електричний струм крізь порожні скляні трубки, спостерігаючи явище, яке назвали катодними променями. Досліди підштовхнули його до сміливого припущення, що загадкові промені складаються з крихітних «корпускул», частинок атомів, які доти вважалися неподільними одиницями матерії. Томсон не «бачив» атома, експеримент не показав його здогадки в якомусь безпосередньому однозначному вигляді. Але його модель довела життєздатність у різних сферах – від фундаментальної науки до інженерної справи. І сьогодні ніхто з фізиків не сумнівається в існуванні електронів, хоч ніхто їх не бачив.
Катодні промені. Ми не можемо побачити електронів, але бачимо прояви їхнього існування.
Кварки, яких ми теж не бачимо, – це модель, яка пояснює властивості протонів і нейтронів у ядрі атома. Вважається, що протони і нейтрони складаються з кварків, але ми ніколи не зможемо побачити один кварк, бо сила, яка їх зв’язує, зростає при розділенні, тому окремих, незв’язаних кварків у природі не буває. Вони існують групами по три (протони і нейтрони) або парами кварк – антикварк і поводяться, ніби зв’язані гумкою.
Чи можливо сказати, що кварки існують, якщо неможливо виділити один кварк, – коли вперше сформулювали модель кварка, це питання ще довго лишалося предметом дискусій. Ідея, що деякі частинки складаються з різних комбінацій кількох субсуб’ядерних частинок, виводила на принцип, який давав просте й задовільне пояснення їхніх властивостей. Та хоч фізики і звикли мати справу з частинками, чиє існування висновували зі статистичних особливостей даних про розсіювання інших частинок, думка про існування частинки, яку неможливо спостерегти в принципі, багатьом здалася «перебором». Але з роками, коли модель кварка почала давати дедалі точніші передбачення, опиратися цій ідеї перестали. Цілком можливо, що які-небудь інопланетяни з сімнадцятьма руками, інфрачервоним зором і звичкою плюватися вершками через вуха провели ті самі спостереження, що й ми, але пояснили результати, не вдаючись до кварків. Та згідно з модель-залежним реалізмом, кварки існують у моделі, яка узгоджується зі спостереженнями поведінки субатомних частинок.
Кварки. Концепція кварків дуже важлива у фундаментальній фізиці, хоч ми й не можемо побачити окремого кварка.
Модель-залежний
Пристрій, розроблений шотландським фізиком Чарльзом Вілсоном у 1910–1912 роках. Являє собою камеру, наповнену перенасиченою парою води, спирту або ефіру. Пролітаючи через камеру, заряджені частинки залишають іони, на яких конденсується пара, і виникає видимий слід.
