1.1.7. Общая физическая причина обсуждаемых дискуссий

Неподготовленному читателю изложение ...наверняка кажется экстравагантным до неприличия.

Гумилев Л.Н.

Каждая из упомянутых выше дискуссий развивалась до сих пор практически независимо от других; но в настоящее время выясняется, что все они имеют общую причину; чтобы устранить противоречия теории и опыта, вызывающие разные дискуссии, требуется одно и то же изменение традиционной молекулярной модели жидкости [7]. Были выполнены компьютерные эксперименты с целью подобрать эмпирическую поправку Fст к обычным силам взаимодействиям, которая придала бы структуре реальную стабильность и позволила бы получить в модели действительные кинетические свойства твердого тела и реальное затвердевание [7]. Чтобы получить согласие с действительностью по тепловому эффекту превращений, энергия этой поправки Uст для кристалла в точке плавления должна иметь величину порядка теплоты плавления; следовательно, она должна составлять лишь несколько процентов от общей энергии связи Uвз, а для жидкостей нередко - несколько десятых или сотых процента от Uвз, так как в жидкостях жесткость структуры, мерою которой принимали энергии активации, часто оказывается на один-два порядка величины меньше, чем в кристалле. Любые обычные поправки (направленные, многочастичные, ковалентные, насыщаемые и др.) при столь малой энергии (меньше RT) практически не изменяют вязкость системы. Для согласия с действительностью потребовалось ввести поправку качественно иного типа; положительные результаты получены с поправкой Fст в виде притяжения частиц к узлам кристаллической решетки (или сетки стекла). Потребовалось также принять эту поправку очень дальнодействующей в том смысле, что упорядоченный и затвердевший участок структуры способствует затвердеванию соседних участков на очень больших расстояниях R, например, на расстояниях порядка "коллоидного параметра" R=1 мкм. Это согласуется с тем фактом, что вязкость в жидких пленках на твердой подложке повышена уже на расстояниях порядка 1 мкм от поверхности [26] и с другими эффектами дальнодействия поверхностей раздела фаз. Отметим, что необходимость дальнодействий для адекватной теории фазовых переходов в принципе известна. Успех ряда таких теорий связан с допущением о среднем или самосогласованном поле; таково поле межмолекулярного притяжения в теории Ван-дер-Ваальса, которое дает поправку a/V² на давление притяжения в его уравнении состояния, (P+a/V²)*(V-b)=RT. Таково магнитное поле в теории Кюри-Вейсса и др. Введение такого постоянного по координатам поля эквивалентно допущению о бесконечном дальнодействии соответствующих сил [28]. Необходимость дальнодействий подтверждается и тем, что при попытках обойтись без них в теории переходов возникают большие трудности [28]. Практически при введении в программу компьютера такой поправки в виде стабилизирующих структуру сил притяжения Fст к узлам решетки на атомарную систему как бы накладывается небольшое по энергии упорядочивающее поле со структурой решетки, почти постоянное по координатам, которое может заметно изменяться лишь на расстояниях порядка 1 мкм или 1000 монослоев. Предполагается, что эти стабилизирующие структуру эффекты выражают влияние квантового вырождения в атомарной системе, а их дальнодействие отражает дальнодействие квантовых запретов, например, следующего условия: если атом-фермион имеет определенный набор квантовых чисел, то другой атом в пределах всей системы не может приобрести такие числа.