Раздел III. Элементы современной физики 133

только между соседними точками пространства за конечный промежуток времени. Дальнодействие допускает действие на расстоянии с мгновенной скоростью, т. е. фактически вне времени и пространства. После Ньютона эта концеп­ция получает широкое распространение в физике, хотя он сам и понимал, что введенные им силы дальнодействия (на­пример, силы тяготения) являются лишь формальным при­ближенным приемом, позволяющим дать верное в некото­рых пределах описание наблюдаемых явлений. Окончатель­ное утверждение принципа близкодействия пришло с вы­работкой концепции физического поля как материальной среды. Уравнения поля описывают состояние системы в данной точке в данный момент времени как зависящее от состояния в ближайший предшествующий момент в ближай­шей соседней точке.

2.3. Состояния1

Из обыденной жизни и школьной физики хорошо из­вестно, что одно и то же вещество может находиться в раз­личных состояниях — так называемых агрегатных состояни­ях. Например, вода может находиться в твердом — лед, жидком и газообразном — пар — состояниях. Переходы между агрегатными состояниями сопровождаются скачко­образным изменением ряда физических свойств, таких как плотность, энтропия и пр. Помимо газообразного, жид­кого и твердого агрегатных состояний иногда рассматрива­ют еще плазменное состояние. Возможность вещества на­ходиться в нескольких агрегатных состояниях обусловлена различиями в тепловом движении его молекул или атомов и в их взаимодействии.

В газообразном состоянии вещества кинетическая энер­гия теплового движения его частиц: молекул, атомов, ионов — значительно превосходит потенциальную энергию взаи-

¹ Об энергетических орбитальных состояниях электронов в атоме см. предыдущий раздел 2.

134 Концепции современного естествознания

модействия между ними, поэтому частицы движутся отно­сительно свободно, равномерно заполняя при отсутствии внешних полей весь имеющийся для них объем.

В жидком состоянии вещества содержат в себе черты как твердого состояния, такие как сохранение объема, проч­ность на разрыв, так и газообразного — изменчивость фор­мы. Жидкости характерен так называемый ближний поря­док в расположении частиц — молекул, атомов — малое от­личие в кинетической энергии теплового движения моле­кул и их потенциальной энергии взаимодействия.

Ближний порядок состоит в согласованности располо­жения соседних частиц в веществе, который соблюдается (в отличие от дальнего порядка) на малых расстояниях, срав­нимых с размерами самих частиц. Кроме жидкостей ближ­ний порядок характерен также для твердых аморфных тел. Дальним порядком характеризуются кристаллы, которым от­вечает строгая повторяемость но всех направлениях (сдвиго­вая симметрия) одного и того же структурного элемента (ато­ма, группы атомов, молекулы и т. п.) на протяжении со­тен и тысяч периодов кристаллической решетки. В некото­рых веществах наблюдается также упорядоченность в ориен­тации молекул (например, в жидких кристаллах), магнит­ных моментов, электрических дилольных моментов.

Тепловое движение молекул жидкости состоит из коле­баний около положений равновесия и сравнительно редких скачкообразных переходов из одного равновесного положе­ния в другое, с которыми связана текучесть жидкостей. От­метим здесь свойство сверхтекучести квантовой жидкости — жидкого гелия, открытое П. Л. Капицей в 1938 г., заклю­чающееся в протекании без внутреннего трения (вязкости) через узкие щели, капилляры и т. п. при низких темпера­турах (ниже 1,17 К).

В твердом состоянии вещества отличаются большой ста­бильностью формы и характером теплового движения ато­мов, которые совершают малые колебания около положе­ния равновесия. Различают, как уже упоминалось, крис­таллические и аморфные твердые тела. В первых существу-