О правильном понимании современной физики
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Что составляет главную трудность при попытке популярно изложить современную физику? Увести, оторвать читателя от привычных понятий, впитанных в процессе чувственного восприятия окружающего мира. Убедить, что пресловутый «здравый смысл» это далеко не единственный и отнюдь не самый верный компас, ведущий к истинному знанию. Приобщить его и к новым физическим понятиям, и к самому физическому языку, сделать этот язык близким, «своим». Подобно тому, как нельзя считать себя полностью освоившим иностранный язык, пока не научишься не только выражаться, но и думать на нем, так и на современном физическом языке надо научиться мыслить, а не переводить его на обыденный, привычный.
Проследим это на примере соотношения неопределенностей Гейзенберга — одного из фундаментальных положений квантовой механики. Кто виноват в том, что мы не можем одновременно измерить с абсолютной точностью местоположение и скорость частицы,— измерительный прибор или сама частица? Кто прав — те, кто обвиняет прибор в неприспособленности к микромиру, или же те, кто винит микромир в неподатливости измерения? Оказывается, правы и те и другие. Ибо в соотношении Гейзенберга проявляется совокупная «вина» и прибора, и частицы. Оно, это соотношение, делает возможными такие «чудеса», как проникновение частиц сквозь «глухие» стенки, определяет форму спектральных линий, вызывает деление атомных ядер, обусловливает время существования элементарных частиц и многое другое. Кочуя с одной научной монографии к другой, это понятие, в конце концов, становится столь же привычным, как, скажем, электрон.
Или проблема строения атома. От «пудинга с изюмом» Томсона к планетарной модели Бора — Резерфорда, от электронных орбит к «облакам вероятности» менялись научные взгляды. А читателю предстоит привыкнуть еще и к таким понятиям, как виртуальные (дословно — воображаемые) процессы, которые на самом деле не такие уж воображаемые, а вполне реальные; вакуум, который вовсе не пустота, а, наоборот, до отказа набит всякого рода частицами; вычитание бесконечностей — незаконная, с точки зрения пуритан- математиков, операция, позволяющая зато рассчитать мизерный эффект, подтверждаемый затем экспериментально; законы сохранения — по сути своей незыблемые, неопровержимые, которые вдруг опровергаются самой природой.
Помните веселого Господа-Бога из комедии «Сотворение мира» в Образцовском театре кукол? Создавая среди прочих компонентов мироздания время, Он раздробил его на годы, месяцы, дни, часы, минуты, секунды, мгновения и, после некоторого раздумья, на… миги. Дальше, видимо, не хватило фантазии. А может быть, и не требовалось большего дробления; может, миги и есть мельчайшие доли — кванты времени, равные, по оценкам ученых, 10-23 секунды? Квантование времени делает бессмысленным вопрос, возникающий, когда речь заходит о мгновенных перескоках электрона с одного атомного уровня на другой: а где находился электрон во время перескока? Или — что собой представляет протон, в то время, когда отдает пи-мезон нейтрону? Вопросы, выражаясь научным языком, поставлены некорректно, а попросту говоря, неграмотно. Нет этого «во время», существует лишь «до» и «после». Как нет, к примеру, доли у кванта энергии или кванта света.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.