История и методология физики

Второй этап. Период с 1905 до 1932, когда физика вплотную приблизилась к 
исследованию еще меньших объектов, чем атом, начав штурм его ядра, целесообразно 
назвать квантово-релятивистским. С созданием квантовой механики на ее основе 
возникла квантовая картина мира. Квантовая механика, по словам Дирака, «привела к 
такому значительному перевороту в наших представлениях о физической картине 
мира, которого, вероятно еще не знала история физики».
Анализ исторического развития физики обнаруживает одну характерную 
закономерность процесса физического познания – тенденцию исследовать явления во 
все меньших пространственно-временных масштабах при всевозрастающих 
энергетических параметрах. 
В это время была установлена протонно-нейтронная структура ядра, открыт 
нейтрон. Это указывало нового типа сил в природе неэлектромагнитного 
происхождения, удерживающих протоны и нейтроны тесно связанными в ядре. 
Открытие позитрона обнаружило в явном виде фундаментальную симметрию 
природы, проявляющуюся в существовании двух типов материи – вещества и 
антивещества. Поэтому 1932 год, когда физики проникли в область ядра, установив 
его сложный протонно-нейтронный состав, и был открыт новый тип взаимодействий – 
сильных, можно считать началом новой физической науки – ядерной физики. 
Третий этап. С начала 50-х годов благодаря появлению современных 
ускорителей было открыто много новых элементарных частиц – антипротон, 
антинейтрон, антинейтрино, ряд гиперонов, появились доказательства внутренней 
структуры нуклона. 
Возникла принципиально новая концепция структуры материальных частиц, 
согласно которой частицы меньших масс строятся из частиц больших масс, например 
модель кварков Гелл-Манна-Цвейга (1964), партонная модель Фейнмана (1969). 
В 1974 году были обнаружены принципиально новые тяжелые частицы – пси-
частицы, представляющие комбинацию новых типов кварков (очарованных). 
Благодаря успехам в теории и эксперименте физики добились заметного 
прогресса на пути адекватного описания частиц и их взаимодействий. Сегодня 

---

считается, что материя построена лишь из двух типов элементарных частиц – 
лептонов и кварков и в природе действуют четыре силы – гравитационные, 
электромагнитные, слабые и сильные. С помощью этого набора частиц и сил в 
принципе можно объяснить всю наблюдаемую иерархию материальных структур – от 
нуклонов и ядер до звезд и галактик. 
Существенно развиты представления об агрегатных состояниях вещества – 
твердом, жидком, газообразном, плазме. Были открыты новые состояния – 
нейтронное, фрактальный клубок и т.д. Достигнуты большие успехи в исследованиях 
экстремальных состояний вещества (с колоссальной концентрацией энергии). Одним 
из важных событий XXI в. стало открытие «скрытой материи» и «темной энергии» во 
Вселенной с очень необычными свойствами, ставящими новые проблемы 
фундаментального характера. 
До высочайшего уровня доведены как теоретические, так и экспериментальные 
методы исследования явлений природы, в том числе с использованием современных 
информационных технологий. Постоянно проводятся с повышающейся точностью 
экспериментальная проверка фундаментальных положений современной физики – 
квантовой механики, теории относительности, квантовой электродинамики и др., а 
также измерения фундаментальных физических постоянных. 
Выдающиеся открытия физиков привели к созданию и существенному развитию 
теории в различных областях (квантовая теория поля, теория гравитации, физика 
высоких энергий, физика твердого тела, ядерная физика, физика лазеров, физика 
ускорителей, физика плазмы, физика низких температур, физика высоких давлений, 
квантовая радиофизика, физика полупроводников, квантовая оптика, фотоника и т.д.). 
Они нашли также многочисленные применения в технике и жизни человеческого 
общества (атомная энергетика, нанотехнологии, лазеры разных диапазонов, жидкие 
кристаллы, изотопы, компьютерная техника, средства связи, бытовая электронная 
техника, применения в медицине, сельском хозяйстве и т.д.).
Невозможен дать краткий перечень всех достижений и проблем современной 
физики. Некоторые проблемы физики XXI века отметил выдающийся российский 
физик Нобелевский лауреат Виталий Лазаревич Гинзбург (УФН 172(2) с. 213, 2002; 
В.Л. Гинзбург. О науке, о себе и о других. - М.: Физматлит, 2003). 

---

Лекция 4