О древнегреках и квантовой вселенной
В ежедневном общении, а особенно спорах меня постепенно понял, как сильно мы отличаемся друг от друга. Отличаемся в самом восприятии мира, его осмыслении. Вроде бы, "железо" одно, но софт совершенно разный. Времена меняются, с каждым годом становясь все сложнее, технология и наука скакнули на небывалую высоту, но многие из нас до сих рассуждают категориями далеких предков. В то же время мудрость предков далеко не всегда способна адекватно оценить окружающий мир.
Эволюции мироощущения хорошо иллюстрирует метафора истории космологических представлений. На картинке ниже представлен атом, мельчайшая единица материи, точнее то, как представляли атом древние греки во времена Демокрита.
1) проста и интуитивно понятна - тупо сплошной шарик, собери одни шарики вместе - получишь огонь, собери другие - получишь камень
2) однозначна, то есть структура атома определена на 100% в каждый момент времени
3) статична, не меняется (сплошной неделимый шарик он и сплошной неделимый шарик и есть)
4) не подтверждена опытным путем, недоказуема (древним греком и в голову не приходило, что ее можно доказать, ведь атомы невероятно малы).
А вот современная, квантово-механическая модель атома (в данном случае гелия):
Атом представляет собой ядро из протонов и нейтронов, окруженный электронным "облаком". Протоны и нейтроны удерживаются вместе сильными взаимодействиями, а электрон - электромагнитным взаимодействием с ядром.
В чем отличие от представлений греков? Тем что она нарушает все приведенные выше пункты.
Первое, что бросается в глаза - это то, что эта модель существенно сложнее - есть какие-то ядра, какие-то облака. Более того, она интуитивно непостигаема - из нее получается, что материя состоит практически из пустоты, объем создается постоянным мельтешенем крошечных даже по меркам атома частиц - электронов. Сами электроны имеют массу, но не имеют структуры (????вапросвапрос).
Второй момент, что в этой модели фигурирует элемент неопределенности. Электрон находится где-то рядом с ядром, но где конкретно - сказать невозможно, можно лишь рассчитать некоторую вероятность нахождения в той или иной точки пространства. Сам процесс наблюдения влияет на положение частицы (в физике описываемым принципом неопределенности Гейзенберга).
Третий момент - модель динамична. Некоторый баланс создается постоянным противодействием сил - сильных и электрослабых. Атом может менять свои свойства, если изменяется число составляющих его элементарных частиц.
Четвертый момент, из-за которого в общем-то и вся эта сложная байда и появилась - модель доказуема, подтверждается экспериментально. То есть толковые ребята-физики разобрались, как изучить и исследовать структуру атома, провели опыты и собрали увиденное в модель. Благодаря практическому подходу появилось возможность узнать конкретные, а не абстрактные, свойства атома, например, размер ядра и радиус электронного облака.
Приведенный выше исторический опус для маленьких любителей физики в точности повторяет ситуацию, сложившуюся в головах нынешних людей (ислючая всевозможные промежуточные варианты). Есть люди, видящие вселенную состоящей из атомов Демокрита. Для демокритовца мир устроен просто, однозначно, главным способом что-то понять, естественно, является интуиция. Что-то проверять, что-то доказывать для них кажется бредом. Раз приняв мнение, они не предпринимают попыток что-то уточнить или перепроверить. А зачем? Все ж понятно, все так, как я верю и никогогда не изменится. Кто не верит в то же, что и я, тот дурак. Самое удивительное, что демокритовцев совершенно не смущает тот факт, что в повседневной жизни они постоянно становятся свидетелями собственных ошибок. Вера демокритовца непоколебима.
К счастью, еще народ, различающий квантовые атомы, их мироощущение мне гораздо милее. Эти ребята сразу заявляют, что все очень непросто, неоднозначно, и одной интуицией не отделаешься. Утверждения требуют доказательств, и системы находятся в постоянном движении, существует противоборство различных процессов. Каждое явление представляет собой "облако" из различных интерпретаций, и каждая отдельная из них имеет лишь некоторую вероятность, чтобы быть истинной. Тем не менее, можно просчитывать некоторую вероятностную схему (форму облака) и положения "ядер" различных явлений. Это значит, что несмотря на всю неопределенность, квантовые механики могут вычленять самые важные, ключевые моменты и создавать картину, на порядки точнее, чем это делают древнегреки.
Те, кто тяготеют к стану демокритовцев, возможно, зададут резонный вопрос - а нахрена? Зачем мудрить то? Не лучше ли выбрать себе модельку по-проще и радоваться себе? Просто и понятно. Древние греки ведь не тупые были.
Действительно, квантовый подход сложнее и затратней для ресурсов интеллекта. Но, в отличие от древне-греческого, он обладает прямой связью с реальностью (за счет опыта), а потому у него есть предсказательная сила. Демокриты могут сколько угодно восхищаться простоте и изяществу своего неделимого шарика, но, это собственно, и все, что они могут сделать. А квантовая модель позволяют в точности прогнозировать, как ситуация будет меняться в тех или иных условиях, на нее можно надежно опираться, делая другии открытия в окружающем мире, не боясь риска выбора "ложной" веры. Квантовый подход ориентирован на тех, кто хочет активно изменять окружающий мир тех, кого не устраивают иллюзии, то есть, на людей с активной жизненной позицией.