Но коли так, то электрон действительно должен знать или, говоря точнее, иметь исчерпывающую информацию о состояниях других электронов в данном атоме и, выбирая собственное состояние, не повторять уже имеющиеся. Какой напрашивается самый простой вывод?
Существует некая физическая сущность, она и дает возможность электрону знать о состояниях других электронов.
Проявим, однако, осторожность. История науки учит нас, что без крайней необходимости не следует вводить какие-либо новые физические сущности. Много их было в свое время! И философский камень алхимиков, и теплород, и пресловутый эфир. А оказывается, что такой большой раздел физики, как термодинамика, — ее нам тоже не удалось обойти стороной на страницах наших бесед — может быть изложен исчерпывающим образом с привлечением только двух основных физических сущностей: энергии и энтропии.
Так не применяем ли мы слово «знает» к электрону в атоме в том же смысле, в каком можно сказать о доске, что она «знает», что прибита к крышке стола? Знает и поэтому не покидает своего места?
Поразмыслив, мы придем к выводу, что аналогия с доской неправомочна. Доску удерживают на месте гвозди. Чтобы удалить доску, надо выдернуть гвозди. На это затрачивается определенное количество работы. Физики считают, что каждая доска в столешнице обладает некой отрицательной энергией, численно равной работе по вытаскиванию гвоздей. Здесь привлекается единственная физическая сущность — энергия. Для того чтобы объяснить, почему доска не покидает своего места, достаточно вычислить энергию.
Каждый электрон в атоме также обладает некоторой отрицательной энергией, численно равной работе, которую нужно затратить, чтобы удалить электрон из атома. Но у нас речь идет о другом. Если из атома любого вещества удалить электрон, образуется положительный ион. В положительном ионе количество электронов на единицу меньше, чем зарядовое число ядра. Каждый электрон в ионе находится в определенном состоянии, и все они, вместе взятые, подчиняются принципу Паули. В ионе опять-таки не бывает двух электронов, состояния которых характеризуются одинаковыми значениями четырех квантовых чисел.
Если где-то поблизости имеются электроны, ион способен захватить один из них и восстановить свою электронную структуру, превратившись в нейтральный атом. Захват ионом «чужого» электрона может не сопровождаться изменением состояния, а значит и энергии, ни одного из «своих» электронов.
