Квантовая Вселенная: как устроено то, что невозможно увидеть
Как объяснить далекому от физики человеку, что такое квантовая механика? Можно обратиться к энциклопедиям и справочникам, но научные формулировки зачастую сложны для понимания, поэтому вряд ли способны вызвать живой интерес. А ведь данный раздел физики имеет к нам настолько непосредственное отношение, что ближе и представить трудно. Из элементарных частиц состоим и мы, и все, что мы видим вокруг, и даже звезды. Получается, что человек, не имеющий понятия о квантовой физике, ничего не знает ни о себе самом, ни об окружающем его мире.
Книга "Квантовая Вселенная", выпущенная издательством МИФ - это путеводитель по одной из сложнейших наук, написанный доступным языком. Самые новые и значительные научные открытия способны буквально взорвать сознание, привыкшее наблюдать в повседневности всего лишь школьный курс физики. Но обо всем по порядку, от простого - к невероятному.
Квантовое чтение
Представьте, как вы читаете книгу. Бумага изготовлена из древесной массы. Чтобы дерево выросло, молекулы хлорофилла (а это соединение из сотни с лишним атомов водорода, углерода, кислорода и магния) улавливают фотоны - частицы света, прилетевшие за 150 миллионов километров из ядерной печки под названием Солнце. С помощью этой энергии из воды и двуокиси углерода образуются новые молекулы, а также кислород, которым мы дышим.
Далее. Буквы в книге напечатаны черным цветом на белом фоне страниц, а еще там могут быть разноцветные иллюстрации. Как вообще получаются цвета? Обратимся к модели атома. Но только не к той, которую мы видели в школе и напоминающей маленькую солнечную систему, где вокруг ядра атома вращаются, как планеты, электроны.
Модель атома
Во-первых, атом по сути представляет собой пустоту: электроны находится на огромном расстоянии от ядра и настолько меньше его, насколько песчинка меньше Эвереста. Во-вторых, электроны больше похожи на энергетические сферы вокруг ядра, в каждой точке которых существует лишь вероятность нахождения электрона. Более подходящий наглядный пример атома: гигантский мыльный пузырь, в центре которого мизерная пылинка.
Этот мыльный пузырь и есть орбита электрона. Она может меняться, когда электрон получает или теряет энергию. Переход электрона на более низкую орбиту происходит с выделением фотона - а эти фотоны и являются "родоначальниками" всех цветов радуги. Наши глаза превращают этот свет в электрические импульсы, за которые уже "берется" мозг, интерпретируя их в слова - и в знания.
Порции энергии
На примере такой "квантовой схемы" обычного процесса чтения выстраиваются абсолютно все механизмы взаимодействия вещей и явлений. Вначале человек разглядел, что вещества состоят из атомов, затем атом был разделен на протон, нейтрон и электрон. Современная наука сумела увидеть, что и те в свою очередь состоят из невероятно маленьких порций энергии, каждая из которых неразделима. Такие минимально возможные порции и называются квантами.
Фантастика науки
А теперь - настоящая экзотика на грани фантастики:
- Оказывается, элементарная частица может находиться в любой точке Вселенной в каждый момент времени!
- Оказывается, все частицы Вселенной могут мгновенно "узнавать" о малейших изменениях в такой же частице даже на другом краю Мироздания!
- Оказывается, некоторые частицы могут выполнять небольшие виражи во времени!
Даже то, что мы называем вакуумом и представляем как пустоту, на самом деле является кипящей субстанцией квантовых частиц. Для примера, если посчитать скрытую энергию одного кубометра вакуума, то окажется, что такое же количество энергии Солнце сможет выработать аж за 10 столетий. А почти неуловимые нейтрино из сердцевины нашей звезды ежесекундно проходят через каждый квадратный сантиметр земной поверхности в количестве нескольких миллиардов.
Квантовая физика - странная и удивительная наука, перед которой часто капитулирует здравый смысл в том виде, в каком мы привыкли к нему. Но это лишь привычки, а с ними, как известно, можно бороться. Ученые говорят, что тот, кто поймет квантовую физику, поймет вообще все на свете. А понять все на свете вполне возможно, потому что строение мозговой клетки очень похоже на строение Вселенной. Сам же мозг называют вообще самой сложной из известных структур Мироздания. Так что они обязательно найдут друг друга в книге "Квантовая Вселенная".
Издательство МИФ дарит читателям IGate 15% скидки на бумажную и электронную версию книги. Переходите по ссылкам, что воспользоваться промо-кодами. Скидка действует до понедельника, 20 июня.
