Элементарные объекты
Что такое чудо? Кто-то сотворил чудо. Чудо - это не то, что не может произойти. Чудо - это маловероятное событие. В квантовой механике это вероятность. Люди, которые способны вызывать чудеса, - это люди, которые в силу устройства не знаю чего цепляются умом за гильбертово пространство, где живут эти волновые функции и вызывают ту самую редукцию волновой функции к желаемому результату. Это люди, которые на квантово-механическом уровне взаимодействуют с миром каким-то непостижимым образом.
В. Расскажите нам про микромир.
АС. Ого. Прям вот так. Идея о том, что там, на глубинном уровне, всё такое же, как здесь у нас, но только очень маленькое и состоящее из каких-то деталей, но только очень маленьких, она вообще никуда не ведет. Тот мир, который мы видим в микроскоп, это с точки зрения квантовой механики никакой не микро, а макро, потому что всё, что мы можем увидеть даже с помощью микроскопа, это не про квантовую механику. Квантовая механика про вещи, которые нельзя разглядеть просто потому, что мы пользуемся светом, у которого некоторая длина волны, и нельзя увидеть предмет, размеры которого меньше, или даже сравнимы с длиной волны. Просто волна на нем рассеивается, и вы не можете его увидеть в том смысле, как мы привыкли что бы то ни было видеть. Из-за этого мы вынуждены заключать о том, что там происходит, по очень косвенным признакам.
Собственно, эта команда молодых людей, за малыми исключениями, типа Шредингера, который был чуть постарше, она занималась удивительным делом: по выходящим оттуда сигналам, она угадывала, какие законы там. Законы оказались совсем, совсем, совсем не такими, к которым мы привыкли. И здесь несколько вещей путается. Одна из них в том, что, проникая в недра атома, вы натыкаетесь на элементарные объекты. Это сама по себе довольно интересная штука.
Вот электрон. Это не штучка, она не крутится и не по орбите. Всё неверно. Владимиру Ильичу Ленину принадлежит высказывание: "Электрон так же неисчерпаем, как и атом", - оно ошибочно. Нужно было сказать: "Протон так же неисчерпаем, как и атом", - потому что в протоне, там внутри, много чего, а в электроне по современным представлениям внутри нет ничего совсем. И теперь внимание: у него нет никакого внутри.
Я призываю вас подумать о том, что, если есть какой-то объект, который я вроде бы хочу зачислить в элементарные, если у него есть правый бок, левый бок, один бок чуть вмят, на другом царапина, на третьем что-то, то он больше совершенно не элементарный объект. Он состоит из каких-то других вещей: из правого бока, из левого бока, из царапины, из какой-то отметочки, из выпуклости. Если же мы говорим о том, что это то, из чего всё создано, то мы, с одной стороны, говорим, что наоборот, из него состоит всё, из каких-то ему подобных вещей, а он не состоит не из чего. И это довольно трудно укладывается в голове, потому что у него просто нет огромного числа свойств, которые мы волей-неволей приписываем вещам. И вот так по инерции думаем, что у маленьких вещей примерно то же самое: они из чего-то состоят, из чего-то сложены и так далее.
Когда вы говорите "орбита" - это то, как мы представляем строение атома. То есть мы, конечно, не представляем его в виде орбиты, но в массовом сознании настолько укоренилась картинка, которая даже стала эмблемой Международного агентства по атомной энергии. Там оливковая ветвь вокруг и электрончики летают на орбитах вокруг чего-то круглого в центре, что к устройству атома имеет очень опосредованное отношение.
Электрон - это явление, которое… Как бы выразиться? Несомненно, там всё движется. Как нам сделать стабильный атом? Мир состоит из атомов - это факт. Атом - это не шарик. Атом - это связанное движение нескольких вещей: тяжелого ядра, массивного, и менее массивных электронов. Ядро при этом несет положительный заряд, а электроны отрицательный. Всё это вместе электрически нейтрально. И, слава Богу, меня не бьёт током, когда я до чего-нибудь дотрагиваюсь, если предварительно там не устроили нарушение баланса положительных и отрицательных зарядов. И вот атом каким-то образом должен устроить себя таким образом, чтобы они, двигаясь, не разлетались прочь, были бы относительно стабильны.
И сначала казалось, что способ этого, когда маленькая-маленькая штучка под названием электрон вращается вокруг большой тяжелой штуки примерно, как планеты вокруг Солнца. Дальше выясняется, что это совсем не так, хотя бы по той причине, что… Вот, самый простой атом у нас какой? Это водород. Ядро самое маленькое, какое только может быть, одна элементарная частица протон с положительным зарядом, и где-то вокруг него, вблизи него, один электрон с отрицательным зарядом. Одну планету вокруг одной звезды можно запустить бесчисленным количеством разных способов. Можно закрутить посильнее, сделать орбиту более вытянутой, ближе к звезде пусть проходит, дальше от звезды. Представьте себе супер-цивилизацию, которая командует планетными системами и вот тренируется. Если бы в атоме было так, то все атомы водорода было бы разными. Они все одинаковые. Одинаковые от слова совсем. Они вообще не различимы. Оказывается, законы, по которым они могут себя организовывать, таковы, что они могут устроиться, захватить друг друга, одним единственным способом. Это некоторое чудо.
Наш мир одинаков, предсказуем и последователен из-за законов квантовой механики, действующих в применении к этим элементарным сущностям. Они могут заключить друг друга в свои объятия, в данном случае электрон и протон, или более сложное ядро и какое-то количество электронов, примерно одним единственным способом. Это можно уточнять на предмет возбужденных атомов, но основное состояние атома, в котором он пребывает, когда с ним ничего не происходит, оно одно единственное. Везде во Вселенной.
В. Это как USB вставить в порт.
АС. Хотел бы я, чтобы это было настолько просто. Если это USB, то такой, о котором договорились все мыслимые цивилизации во всей Вселенной. То есть везде во Вселенной, в самых дальних уголках атомы водорода, гелия, лития, бериллия, всего остального точно такие же, как здесь. Хотя ничего друг про друга не знают. Потому что законы, по которым они, эти маленькие сущности, более примитивные, чем атом, вообще способны собраться вместе, вообще говоря, им это запрещают. Там есть страшная штука, которая называется Принцип неопределенности - это один из трейдмарков квантовой механики.
ФИЗИК Семихатов: Квантовые парадоксы, Мультивселенные, Телепортация, Понять невидимое
Продолжение
В. Расскажите нам про микромир.
АС. Ого. Прям вот так. Идея о том, что там, на глубинном уровне, всё такое же, как здесь у нас, но только очень маленькое и состоящее из каких-то деталей, но только очень маленьких, она вообще никуда не ведет. Тот мир, который мы видим в микроскоп, это с точки зрения квантовой механики никакой не микро, а макро, потому что всё, что мы можем увидеть даже с помощью микроскопа, это не про квантовую механику. Квантовая механика про вещи, которые нельзя разглядеть просто потому, что мы пользуемся светом, у которого некоторая длина волны, и нельзя увидеть предмет, размеры которого меньше, или даже сравнимы с длиной волны. Просто волна на нем рассеивается, и вы не можете его увидеть в том смысле, как мы привыкли что бы то ни было видеть. Из-за этого мы вынуждены заключать о том, что там происходит, по очень косвенным признакам.
Собственно, эта команда молодых людей, за малыми исключениями, типа Шредингера, который был чуть постарше, она занималась удивительным делом: по выходящим оттуда сигналам, она угадывала, какие законы там. Законы оказались совсем, совсем, совсем не такими, к которым мы привыкли. И здесь несколько вещей путается. Одна из них в том, что, проникая в недра атома, вы натыкаетесь на элементарные объекты. Это сама по себе довольно интересная штука.
Вот электрон. Это не штучка, она не крутится и не по орбите. Всё неверно. Владимиру Ильичу Ленину принадлежит высказывание: "Электрон так же неисчерпаем, как и атом", - оно ошибочно. Нужно было сказать: "Протон так же неисчерпаем, как и атом", - потому что в протоне, там внутри, много чего, а в электроне по современным представлениям внутри нет ничего совсем. И теперь внимание: у него нет никакого внутри.
Я призываю вас подумать о том, что, если есть какой-то объект, который я вроде бы хочу зачислить в элементарные, если у него есть правый бок, левый бок, один бок чуть вмят, на другом царапина, на третьем что-то, то он больше совершенно не элементарный объект. Он состоит из каких-то других вещей: из правого бока, из левого бока, из царапины, из какой-то отметочки, из выпуклости. Если же мы говорим о том, что это то, из чего всё создано, то мы, с одной стороны, говорим, что наоборот, из него состоит всё, из каких-то ему подобных вещей, а он не состоит не из чего. И это довольно трудно укладывается в голове, потому что у него просто нет огромного числа свойств, которые мы волей-неволей приписываем вещам. И вот так по инерции думаем, что у маленьких вещей примерно то же самое: они из чего-то состоят, из чего-то сложены и так далее.
Когда вы говорите "орбита" - это то, как мы представляем строение атома. То есть мы, конечно, не представляем его в виде орбиты, но в массовом сознании настолько укоренилась картинка, которая даже стала эмблемой Международного агентства по атомной энергии. Там оливковая ветвь вокруг и электрончики летают на орбитах вокруг чего-то круглого в центре, что к устройству атома имеет очень опосредованное отношение.
Электрон - это явление, которое… Как бы выразиться? Несомненно, там всё движется. Как нам сделать стабильный атом? Мир состоит из атомов - это факт. Атом - это не шарик. Атом - это связанное движение нескольких вещей: тяжелого ядра, массивного, и менее массивных электронов. Ядро при этом несет положительный заряд, а электроны отрицательный. Всё это вместе электрически нейтрально. И, слава Богу, меня не бьёт током, когда я до чего-нибудь дотрагиваюсь, если предварительно там не устроили нарушение баланса положительных и отрицательных зарядов. И вот атом каким-то образом должен устроить себя таким образом, чтобы они, двигаясь, не разлетались прочь, были бы относительно стабильны.
И сначала казалось, что способ этого, когда маленькая-маленькая штучка под названием электрон вращается вокруг большой тяжелой штуки примерно, как планеты вокруг Солнца. Дальше выясняется, что это совсем не так, хотя бы по той причине, что… Вот, самый простой атом у нас какой? Это водород. Ядро самое маленькое, какое только может быть, одна элементарная частица протон с положительным зарядом, и где-то вокруг него, вблизи него, один электрон с отрицательным зарядом. Одну планету вокруг одной звезды можно запустить бесчисленным количеством разных способов. Можно закрутить посильнее, сделать орбиту более вытянутой, ближе к звезде пусть проходит, дальше от звезды. Представьте себе супер-цивилизацию, которая командует планетными системами и вот тренируется. Если бы в атоме было так, то все атомы водорода было бы разными. Они все одинаковые. Одинаковые от слова совсем. Они вообще не различимы. Оказывается, законы, по которым они могут себя организовывать, таковы, что они могут устроиться, захватить друг друга, одним единственным способом. Это некоторое чудо.
Наш мир одинаков, предсказуем и последователен из-за законов квантовой механики, действующих в применении к этим элементарным сущностям. Они могут заключить друг друга в свои объятия, в данном случае электрон и протон, или более сложное ядро и какое-то количество электронов, примерно одним единственным способом. Это можно уточнять на предмет возбужденных атомов, но основное состояние атома, в котором он пребывает, когда с ним ничего не происходит, оно одно единственное. Везде во Вселенной.
В. Это как USB вставить в порт.
АС. Хотел бы я, чтобы это было настолько просто. Если это USB, то такой, о котором договорились все мыслимые цивилизации во всей Вселенной. То есть везде во Вселенной, в самых дальних уголках атомы водорода, гелия, лития, бериллия, всего остального точно такие же, как здесь. Хотя ничего друг про друга не знают. Потому что законы, по которым они, эти маленькие сущности, более примитивные, чем атом, вообще способны собраться вместе, вообще говоря, им это запрещают. Там есть страшная штука, которая называется Принцип неопределенности - это один из трейдмарков квантовой механики.
ФИЗИК Семихатов: Квантовые парадоксы, Мультивселенные, Телепортация, Понять невидимое
Click to viewПродолжение