Что касается этого последнего вопроса, большой теоретический интерес
недавно вызвали своеобразные особенности
испускания
-лучей.
С одной стороны, исходные элементы имеют определённую скорость распада,
выраженную простым вероятностным законом так же, как в случае
-распада.
С другой стороны, обнаружено, что энергия, освобождающаяся в отдельном
-превращении,
варьирует в пределах широкого непрерывного интервала, тогда как энергия, излучаемая при
-распаде,
при учёте сопровождающего электромагнитного излучения
и превращения в механическую энергию, видимо, является одинаковой для
всех атомов одного и того же элемента. Если испускание
-лучей
из атомных ядер, вопреки ожиданию, является не спонтанным
процессом, но обусловлено некоторым внешним фактором, то
применение принципа сохранения энергии к
-распаду
означало бы, что атомы какого-либо заданного радиоактивного элемента имеют
различную энергию. Хотя соответствующие вариации масс были бы слишком
малы, чтобы их можно было обнаружить существующими
экспериментальными методами, такие конечные разности энергий
индивидуальных атомов было бы очень трудно согласовать с другими
свойствами их. Во-первых, мы не находим аналогии таким вариациям в
области нерадиоактивных элементов.
В самом деле, поскольку это
касается исследований статистики ядер, найдено, что ядра любого типа,
имеющие один и тот же заряд и в пределах экспериментальной точности
одну и ту же массу, должны подчиняться определённой статистике в
квантовомеханическом смысле; это значит, что такие ядра
должны рассматриваться не как приближённо равные, а как
существенно тождественные. Этот вывод является тем более важным для
наших рассуждений, что при отсутствии какой-либо теории внутриядерных
электронов рассматриваемая тождественность никоим образом не
является следствием квантовой механики, подобно тождественности
внеядерных электронных конфигураций всех атомов некоторого элемента в
некотором данном стационарном состоянии, но представляет собой
новую фундаментальную черту атомной стабильности. Во-вторых, нельзя
найти никакого доказательства вариации энергии обсуждаемого типа
при изучении стационарных состояний радиоактивных ядер, связанных с
испусканием членами радиоактивного семейства
- и
-лучей,
предшествующих или следующих за образованием
-лучей.
Наконец, определённая скорость распада, которая является общей чертой
-
и
-превращений,
указывает даже для
-радиоактивных
ядер на существенное сходство всех исходных атомов, несмотря на вариацию
энергии, освобождающейся при испускании
-лучей.
При отсутствии общей
последовательной теории, включающей в себя соотношение между присущей
электронам и протонам стабильностью и существованием
элементарных квантов электричества и действия, очень трудно
прийти к определённому заключению в этом вопросе. Однако на
современном этапе развития атомной теории мы можем сказать, что
не существует эмпирических или теоретических аргументов для
подтверждения закона сохранения энергии в случае
-распада,
и попытки сделать это даже приводят к осложнениям и
трудностям. Конечно, радикальный отход от этого закона заключал
бы в себе странные следствия в случае, если бы такой процесс мог быть
обращён. В самом деле, если бы в некотором процессе столкновения
электрон мог поглотиться ядром с потерей его механической
индивидуальности и, следовательно, мог быть воссоздан как
-частица,
мы нашли бы, что энергия этой
-частицы
вообще отличалась бы от энергии исходного электрона. Точно так же, как учёт
таких аспектов строения атома существен для объяснения обычных
физических и химических свойств материи и означает отказ от
классического идеала причинности, ещё не вскрытые особенности
стабильности атомов, ответственные за существование и свойства
атомных ядер, могут заставить нас отказаться от самой идеи
сохранения энергии. Я не буду дальше входить в такие рассуждения и
в их возможную связь с много обсуждавшимся вопросом об
источнике энергии звёзд. Я коснулся этого вопроса главным
образом для того, чтобы подчеркнуть, что в атомной теории,
несмотря на весь её новейший прогресс, мы должны ещё быть готовы к
новым сюрпризам.
*
