Квант. Путеводитель для запутавшихся

Глава 7. Субатомный мир

Дочитав до этого места, вы, возможно, решили, что квантовые физики все время обсуждают природу реальности, спорят о таких глубоких и важных вопросах, как определение слов «событие» и «явление», или что означает провести измерение, или придумывают все более и более изобретательные описания того, что может происходить (а может и не происходить) в микроскопическом мире, когда не установлено наблюдение. Это далеко от правды. Большинство физиков абсолютно не заботят проблемы интерпретации квантовой механики – и на то есть свои основания. Они слишком заняты, применяя теорию для понимания структуры и свойств субатомного мира.

И правда, не будь этого подхода «заткнись и считай», за последние полвека мы не сумели бы добиться в науке и технологии того прогресса, который я опишу в Главе 9.

Теперь, когда я закончил обзор вариантов, позволяющих нам раскрыть секрет фокуса с двумя прорезями, мы можем пойти дальше и узнать, как квантовая механика способствовала зарождению новых сфер научной мысли в поиске кирпичиков материи и как эти кирпичики взаимодействуют и комбинируются, чтобы сформировать восхитительно сложный мир вокруг нас. В течение последнего века физики копали все глубже и изучали все более мелкие сущности. Сперва они заглянули внутрь атома, затем внутрь атомного ядра, а затем – внутрь частиц, из которых состоит ядро. Поиск мельчайших элементов материи напоминал чистку лука. Снимая каждый следующий слой луковой кожуры, ученые обнаруживали под ним все более и более фундаментальные структуры. Таким образом, в этой главе содержится история развития атомной и ядерной физики, а также физики частиц и объясняется, как квантовая механика стала путеводной звездой в этой одиссее открытий. Само собой, отдать должное истории всех этих сфер в единственной главе просто невозможно, поэтому вас ждет лишь краткое знакомство с нею, в ходе которого мы время от времени будем ненадолго останавливаться, чтобы внимательнее рассмотреть особенно важные моменты и узнать о людях, во многом определивших физику XX века.

Более того, нам предстоит продолжить список квантовых странностей. Нас ждут еще несколько примечательных феноменов, включая квантовое туннелирование, спин и принцип исключения Паули.