Если атом материален, то почему его невозможно измерить и сфотографировать?
Фото: Абстрактная модель атома.
Если ядро атома увеличить, скажем, до размера горошины, то облако электронов, вращающихся вокруг него, окажется на расстоянии нескольких километров. Как это могло бы выглядеть, кажется, легко представить в своём воображении, однако, на самом деле мы будем представлять себе шаблонную (планетарную) модель – некий абстрактный шар с вращающимися вокруг него другими шарами. И, разумеется, шар-ядро должен быть больше шаров-электронов.
Но так ли это на самом деле? Ведь, точные размеры частиц, составляющих атомы, как и сами атомы, определить практически невозможно. Кроме того, даже форма атома, не говоря о его составляющих, является загадкой.
Увидеть, чтобы понять
Никто никогда не наблюдал атом. Фотоснимки, сделанные через электронный микроскоп, не в счёт. Электронный микроскоп это, в первую очередь, цифровое (не оптическое) устройство, работающее на основе математических расчётов. Фотографируя атом, электронный микроскоп не видит его, он анализирует некую (цифровую) информацию из которой делает вывод, типа: два плюс три, равно пять, проще говоря – производит вычисления на основе заданных алгоритмов. Ибо, для того чтобы действительно увидеть атом, а потом и сфотографировать его, требуется, не просто колоссальное увеличение, но и фокусировка, возможная лишь при условии синхронизации движения объектива с объектом съемки (атомом). Ведь, атом не стоит на месте и даже не замирает, в ожидании фотографа.
Атомы, как и вообще всё материальное, находятся в постоянном (колебательном) движении.
Согласитесь, фотографирование непоседливых детей, либо животных всегда является проблемой. Нормальные, чёткие, резкие (в фокусе) снимки выходят редко. А порой, пока жмёшь на кнопку фотоаппарата, объект съемки вообще уходит из кадра.
Возможные образы из воображения.
С проблемой нацеливания и фокусировки связаны и астрономические исследования. Там, прежде чем сделать снимок какой-нибудь далекой планеты, звезды или галактики, астроному приходится проделывать, по истине, виртуозные акробатические расчёты. Ведь, чем дальше космический объект, тем точнее надо прицеливаться, учитывая при этом: движение Земли и других планет, время суток, количество облаков, туманностей, звёзд, потенциально загораживающих область съёмки.
Вот почему, почти всегда, перед открытием новых небесных тел, которые невозможно увидеть невооружённым глазом, вывод об их наличии (существовании) и вероятном местоположении делается исключительно на основании математических расчётов. Проще говоря — «каждый охотник желает знать, где сидит фазан». Однако прежде чем это выяснять. Надо быть уверенным, что фазан действительно существует!
И вот, электронный микроскоп нацеливается на постоянно дёргающийся атом…
Настоящее фото одиночного атома стронция в ионной ловушке.
Вот они – проблемы
Атом одного и того же химического элемента может находиться в различных электронных состояниях, в зависимости от типа химического соединения, и, следовательно, иметь различные размеры.
Первая попытка определения размеров атомов была сделана в 1920 году. Для этого предполагалось воспользоваться радиусом атома, определенным из межатомного расстояния в чистом металле. Попытка не удалась, так как выяснилось, что в большинстве твердых растворов происходит значительное уменьшение атомных размеров.
Метод рентгеноструктурного анализа позволяет достаточно точно определять межатомные расстояния, но он не может дать сведений о размерах отдельных атомов. Однако знания только типа структуры и межатомных расстояний недостаточно для установления размеров отдельных атомов.
Алгоритм, основанный на воображении
Стоит признать, что учёным удалось разработать несколько методов, с помощью которых, теоретически, можно определить размеры атомов в молекулах различных веществ. Часть из них обобщена под названием спектроскопические методы, так как они основаны на взаимодействии света с веществом. Подобные измерения дают представление о размере атома в том смысле, что они показывают, насколько плотно атомы прилегают друг к другу.
Расстояния между атомами, измеренные спектроскопически, и служат основой для определения размеров атомов.
Возможные образы из воображения.
Вот по какому принципу работают электронные микроскопы. Подобно компьютерным программам, они тупо следуют заранее заложенному в них сценарию (алгоритму), после чего выдают некий (ожидаемый) результат. Следовательно, то, что наука преподносит под фотографией атома, или иных субатомных частиц, является лишь абстрактной моделью, сгенерированной на основе субъективных (шаблонных) представлений о вероятном визуальном облике того, что может и не существовать вовсе. Ведь их никто никогда не видел, и если само их существование не принято подвергать сомнению, то размер, форму и цвет – сколько угодно.
Здесь следует заметить, что никаких проблем с верой в существование атомов никогда бы не возникло, если бы не упорное научное постулирование об их материальности. Свои сомнения по поводу материальности микромира я излагал в прошлых публикациях.
Не стоит слишком рьяно обвинять меня в глупости, невежестве и плохом образовании. Ведь я здесь ничего не утверждаю, я размышляю в поисках истины.
