Разработанные к настоящему времени экспериментальные методы определения величин дают результаты, удовлетворительно согласующиеся с теоретическими оценками. Более того, эти результаты позволяют уточнить некоторые существенные положения (и исходные параметры) теории, т. е. здесь имеет место обратная связь.

Этот результат лишний раз убеждает нас, сколь осторожным следует быть при использовании представлений, казалось бы, очевидных. Два примера сложных искажений кристаллической решетки в области вакансии и межузельного атома соответственно. Они также результат теоретического расчета или, точнее, машинного моделирования . Приводя эти примеры, т. е. говоря о расчетах и моделировании на ЭВМ, нельзя не отметить, сколь важную роль играют эти расчеты в современной физике металлов (как и во всех областях науки), какие замечательные возможности они предоставляют ученым.

В случае межузельных атомов искажепия более существенны, хотя также относительно небольшие: в первой координационной сфере они доходят до десятых долей а, во второй – до тысячных третьей – до сотых долей (все это – для ГЦК-структуры). Однако возникающие при деформации кристаллической решетки «в поле» точечных дефектов упругие напряжения довольно значительны.

Две упомянутые науки – об электронном строении металлов и о дефектах их кристаллического строения – к настоящему времени продолжают давать ответ на многие вопросы, касающиеся практически всех важнейших свойств материалов. Первая объяснила свойства металлов-элементов, а также металлов-материалов с идеальной кристаллической решеткой в зависимости от их химической природы (структуры и параметров исходных атомов), вторая, касающаяся реальных металлов, установила связь этих свойств с параметрами присутствующих в металлах структурных дефектов, изучив предварительно сами («внутренние») свойства этих дефектов. Обе науки и сейчас продолжают успешно развиваться, привлекая, несмотря даже на уже достигнутые весьма большие успехи и, казалось бы (правда, только на первый взгляд), завершенность в общих чертах – разносторонний интерес и большие научные силы. Ибо «не во власти правильно построенного человеческого ума испытывать чувство удовлетворенности. Если бы это было так, то прогресс бы остановился».

Примечательно, что оба типа указанных дефектов были открыты теоретически или, говоря строго, предсказаны. Плодотворные идеи о существовании точечных дефектов и дислокаций фактически стали точкой отсчета науки о дефектах. Факт этот в принципе не противоречит известным словам М. Лауэ о том, что «в начале каждой науки или ветви науки стоят экспериментальные открытия; они долиты в первую очередь поставлять материал, к которому могут примыкать размышления» . Понадобилось около 20 лет, чтобы получить прямое экспериментальное доказательство существования точечных дефектов и дислокаций. Сделал это для точечных дефектов американский ученый Э. В. Мюллер в 1959 г. Первые экспериментальные доказательства существования дислокаций были получены советскими учеными И. В. Обреимовым, Л. В. Шубниковым и Г. Г. Лемлейном.

Ведущие советские специалисты в области исследования элементарных процессов пластической деформации А. В. Степанов, М. В. Классен-Неклюдова и Т. А. Конторова выступили против дислокационных представлений, выдвинув возражение о том, что образование дислокаций энергетически невыгодно. А. В. Степанов предложил взамен дислокаций свою модель своеобразных «морщинок» в плоскости скольжения, которые по сути (чего оп, правда, не заметил) являлись также дефектами, характеризуемыми вектором Бюргерса.

Математическое определение дислокаций в сплошной среде впервые было дано еще в 1907 г. итальянским математиком и механиком В. Вольтерра. Согласно его работе, дислокации являются особым видом напряженного состояния деформируемого тела. Приложение понятия о дислокациях к процессу пластической деформации впервые было осуществлено в работах Л. Прапдтля и У. Долпнгера спустя немногим более 20 лет. Однако решающее значение для принятия дислокационных представлений сыграли работы известного английского ученого, физика и механика Дж. И. Тейлора, английского физика Э. Орована и итальянского физика М. Поляни, опубликованные в 1934 г. Причем наибольшее внимание привлекла работа Тейлора, в которой была сделана попытка количественного подсчета критического скалывающего напряжения и формы кривой упрочнения. Удивительным является то, что исходная модель и все относящиеся к ней расчеты оказались в этой работе ошибочными, но сама идея возможности описания процесса пластической деформации посредством движения и взаимодействия дислокаций произвела такое большое впечатление, что победное шествие дислокационной теории началось именно после (и в результате) работы Тейлора.

Усилиями многих замечательных ученых-экспериментаторов и теоретиков был заложен фундамент и построены мощные здания двух взаимосвязанных наук: науки об электронном строении металлов и науки о дефектах их кристаллического строения. У истоков первой стояли такие выдающиеся ученые, как немецкий физик и математик А. Зоммерфельд и другие, творцами второй были советские ученые Яков Ильич Френкель, Абрам Федорович Иоффе, итальянец В. Вольтерра, англичанин Дж. И. Тэйлор и др.

Создать поверхности металла электрическое поле указанной напряженности удается за счет использования системы тонкая игла (острие) – плоский электрод. Поскольку напряженность электрического поля в непосредственной близости от поверхности иглы (такое поле сильно неоднородно и быстро ослабевает при удалении от острия) обратно пропорциональна среднему радиусу кривизны ее поверхности, к острию с R0 ~ 1-5 см (т. е. ~1000 А) достаточно приложить всего (по сравнению с 107) несколько тысяч вольт, чтобы создать требуемое поле. При этом свободные электроны будут выходить из металла, причем этот процесс не сопровождается повышением их энергии.

История исследования и познания природы магнетизма – захватывающая книга науки. Это – многочисленные примеры чрезвычайно смелых идей и массовых заблуждений, плодотворных теорий и решающих экспериментов. Причем книга эта далеко не закопчена. Квантовая теория и здесь оказалась незаменимой для понимания сути явлений, объяснения многих, казалось бы, неразрешимых противоречий, выхода из «долгих» тупиков.