Подумаем еще раз: что такое заряд?

Мы уже говорили о том изменении, которое претерпело понятие «заряд». Вернемся же к этому еще раз, чтобы резюмировать все, что мы узнали. Подчеркнем: все, о чем мы сейчас будем говорить, представляет собой самую суть понятия «заряд», как мы его сейчас понимаем.

Электрический заряд — «старейший» в своей семье (если не говорить о гравитационном заряде, занимающем несколько особое место). «Детство» его связано с классической, неквантовой теорией. Больше того, просто с механикой. Механика же, как вы помните, строится на базе описания с помощью введения сил. Неудивительно, что и электрический заряд долгое время понимался как мера силового воздействия одной заряженной материальной точки на другую.

Максвелловское понимание электромагнетизма мало что здесь изменило. Акцент был сделан на посреднике электрических и магнитных взаимодействий, на поле. Самый же заряд по-прежнему остался мерой силы — силы, с которой действует поле на тела. Правда, этим его функции не исчерпывались. Тот же заряд характеризует, по Максвеллу, и меру способности тел создавать само поле.

Идеи квантового описания внесли новые подробности. Утратило значение «силовое» описание, взаимодействие электрически заряженных тел предстало как результат обмена квантами электромагнитного поля — фотонами. Если бы мы не знали, что никаких «запасов фотонов» внутри электронов, скажем, нет, то можно было бы себе представить, что электромагнитные кванты способны «выливаться» из частиц или «вливаться» в них, подобно жидкости через отверстие. Тогда заряд как бы определял ширину этих отверстий: чем они шире, тем больше поток квантов. Но никаких «запасов» такого рода, конечно, нет, и мы говорим просто, что электрический заряд определяет степень интенсивности испускания (или поглощения) фотонов заряженными частицами или их группами.

Здесь нельзя не отметить одного обстоятельства, которое раньше, в предыдущих главах, осталось в тени (может быть потому, что там рассмотрение велось с несколько иной точки зрения).

Это обстоятельство состоит в следующем. Испустив или поглотив фотон, любая частица — электрон, протон, заряженный π- или μ-мезон и т. д.— можно перебрать все имеющие электрический заряд частицы в таблице — не испытывает никаких превращений. Точнее говоря — почти никаких: ведь сами эти частицы теряют или приобретают при этом энергию. Но это касается только изменения состояния движения.

Итак, существует обширный круг процессов, в которых взаимодействие с фотонами меняет состояние движения частиц, но не вызывает их взаимных превращений *). Это замечательнейшее обстоятельство, в частности, и «позволяет» электромагнитным взаимодействиям во многих случаях проявляться в неквантовом обличий.

Ядерные взаимодействия уже таким свойством не обладают или, может быть, содержат лишь какие-то его слабые отголоски. Так денежное обращение как-то смутно напоминает натуральный обмен: это тоже какая-то «мена», только один из «продуктов» заменен определенным количеством денежных единиц.

1 2