Исполнение желаний и другие чудеса науки

Мы привыкли к тому, как ведут себя видимые предметы в обычных условиях, и по инерции думаем, что так и происходит на всех уровнях материи. Оказывается, совсем не так.
Исполнение желаний и другие чудеса науки

Новая книга МИФа «Квантовая Вселенная» — из разряда гранат для интеллекта и бомб для мировоззрения. Для студентов-физиков и математиков книга может стать первоклассным учебником с последними данными науки, а для обычного человека — дверью в мир таких открытий, которые покажутся чудесами. Ведь мы привыкли к тому, как ведут себя видимые предметы в обычных условиях, и по инерции думаем, что так и происходит на всех уровнях материи. Оказывается, совсем не так. Вот несколько фактов из жизни маленьких кирпичиков мироздания с максимально неожиданным выводом напоследок.

Волшебные частицы

Начнём с того, что элементарная частица может находиться сразу во всех местах Вселенной. Если бы в мире существовал только один электрон, каждую секунду он мог бы появляться где угодно, игнорируя любые расстояния. Наше представление о движении объектов от одной точки к другой как о более-менее равномерном перемещении в пространстве — это то, как мы привыкли видеть вещи.

Более правдоподобно будет предположить, что частицы движутся из точки А в точку Б всеми возможными путями. И только при сложении всех возможностей появляется движение в том виде, в каком мы его воспринимаем.

К тому же, электрон далеко не один. И наш мир не превращается в хаос лишь потому, что электроны энергетически привязаны к ядрам атомов, поэтому их персональная «вселенная» сужается до размеров атомной орбиты.

Многоэтажные атомы

Нужно сказать, что атом, как миниатюрная Солнечная система с протоном в центре и планетами-электронами на орбитах — это схематическая картинка, лишь условно напоминающая реальность. Орбита электрона больше похожа на энергетическое облако вокруг ядра, в каждой точке которого есть вероятность нахождения данного электрона. Вероятность — потому что чем точнее мы знаем положение частицы в какой-то момент, тем хуже будем знать скорость ее движения и, соответственно, ту точку, в которой она окажется позже.

Высота орбит бывает разной. Собственно, в этой многоэтажности заключен секрет появления цвета, который различают наши глаза. Получая энергию от внешнего источника, электрон переходит на более высокий этаж, но затем, притягиваясь протоном, снова стремится вниз. При этом он отдает энергию в виде фотона, который и является строительным материалом всех цветов радуги.

При этом, электрону нельзя жить, например, на пятом с половиной этаже. Или на три ступеньки выше второго. Если бы так происходило, все атомы Вселенной светились бы постоянно. Единственный способ, которым электрон может испускать энергию — это квантовать ее, то есть терять ее порциями.

Прыгающая песчинка

Вообще, квантовая механика — странная штука. Осознать квантовую теорию сложно всем и всегда. Визуализировать такие объекты, как электрон или фотон, нереально: они ведут себя то как частица, то как волна, а иногда как ни то ни другое. Одно из утверждений квантовой физики гласит: «Все, что может случиться, действительно случается». Вспомним электрон, запросто прыгающий с одного края Вселенной на другой. А если взять объект из нашего привычного макромира? Например, песчинку массой 1 мкг. Какова вероятность, что она сама выпрыгнет из спичечного коробка?

В этих расчетах основное значение имеет размер объекта. Для нас она очень мала, но для микромира — настоящий гигант. Поэтому вероятность ее произвольного скачка оценивается как один раз в 13 триллионов лет! Это примерно в 1000 раз больше возраста Вселенной, поэтому наверняка такого события ждать не стоит, хотя оно теоретически возможно.

Музыка атома

Вернемся к электронам. Электрон может испускать фотон и лишаться энергии в любое время, но единственный способ получения энергии и перехода на более высокий энергетический уровень заключается в существовании источника энергии. Атом в возбужденном состоянии имеет гораздо больше шансов на испускание фотона, чем на его поглощение. Можно постоянно возбуждать атомы, обеспечив контролируемую подкачку энергии. На этом основана технология лазера, ныне используемая повсеместно. Главная идея лазера состоит в закачивании энергии в атомы, приводящем к их возбуждению, и сборе фотонов, испускаемых при потере электронами энергии. Эти фотоны очень полезны для чтения данных высокой четкости, записанных на поверхности CD или DVD: влияние квантовой механики на нашу жизнь весьма многообразно.

«Сбыча мечт»

А теперь десертная информация, самое вкусненькое. Представьте: каждая частица во Вселенной осведомлена о состоянии каждой другой частицы. Причем мгновенно и в любом закоулке пространства. Это следствие одного из самых важных законов мироздания, говорящем о невозможности существования двух одинаковых частиц с абсолютно равными характеристиками. То есть даже если в одном атоме один электрон испускает порцию энергии, все другие электроны во Вселенной немедленно об этом узнают и меняют свои параметры. Естественно, эти метаморфозы эфемерно малы даже для самих частиц, и тем более они не оказывают влияния на нашу повседневную жизнь.

И здесь напрашивается вывод, основанный на простой логике. А простота, надо сказать, лежит в основе исключительно всех явлений, но ее нужно суметь увидеть — ученые убеждаются в этом регулярно. Вывод в том, что если мир посредством чисто физических воздействий (запахи, цвета, звуки) влияет на мозг, привнося в него изменения в виде опыта, знаний и памяти, то и мозг должен влиять на мир. Ведь в мозге происходят те же процессы: импульсы, движение и взаимодействие частиц.

А если каждая частица Вселенной немедленно перестраивается при изменениях в другой такой же частице, может ли это указывать на прямую связь между мыслями и реальностью? Когда реальность влияет на мысли, почему бы мыслям не влиять на реальность? Это полностью вписывается во все физические законы. Авторы книги «Квантовая Вселенная» не дают ответа на такой вопрос. Но иногда ответы не нужны — а для понимания достаточно лишь правильно сформулировать вопрос. И когда говорят, что мечты сбываются, а слова материализуются — невольно замечаешь в народной мудрости интуитивные познания в области новейшей квантовой физики.

Источник: Портал МИФа

Комментарии
Комментарии