Дао физики

Согласно квантовой теории, частицы одновременно считаются волнами, что делает их поведение крайне необычным. Если мы ограничим субатомную частицу внутри небольшого замкнутого пространства, она отреагирует на эти пространственные ограничения тем, что начнет колебательные движения внутри отведенного ей пространства. Этот факт относится к числу типичных "квантовых эффектов", не имеющих аналогов в макроскопическом мире. Для того, чтобы понять механизм этого явления, мы должны помнить, что в квантовой теории частицам соответствуют "пучки", или "пакеты" волн. Как говорилось в гл. 12, длина волны в таком "пакете" представляет неопределенность нахождения частицы. К примеру, изображенный на рис. 26 "пакет" волн соответствует частице, находящейся гдето в районе X; где именно, мы с уверенностью сказать не можем. Если мы хотим более точно определить местонахождения частицы, то есть ограничить ее движение в меньшем объеме пространства, нам нужно сжать ее "пакет" волн (см. рис. 27). При этом, правда, изменится длина волны этого "пакета" волн, а следовательно, и скорость частицы. В результате частица будет продолжать двигаться, и чем ограниченней станет объем пространства, тем выше будет скорость ее движения.

Способность частиц реагировать на сжатие путем увеличения скорости движения говорит о фундаментальной подвижности материи, которая становится очевидной при углублении в субатомный мир. В этом мире большинство частиц приковано к молекулярным, атомным и ядерным структурам, а следовательно, они не покоятся, а находятся в состоянии хаотического движения — они подвижны по своей природе. Квантовая теория показывает, что вещество постоянно движется, не оставаясь в состоянии покоя ни на минуту. В макроскопическом мире все тела, окружающие нас, кажутся пассивными и неподвижными, но стоит взять в руки увеличительное стекло, и "мертвый" камень или металл сразу же обнаруживает неопровержимые доказательства своей динамической сущности. Чем больше увеличение, тем более динамический характер приобретает наблюдаемая нами картина. Все материальные предметы, которые мы видим вокруг себя, состоят из атомов, связанных между собой внутримолекулярными связями различного типа и образующих таким образом молекулы, не неподвижны: они находятся в беспрестанном хаотическом колебательном движении, характер которых зависит от термических условий вокруг атомов. Электроны внутри движущихся атомов удерживаются поблизости ядра при помощи электрических сил, причем электроны реагируют на пространственные ограничения, вызванные этими силами, тем, что увеличивают скорость своего движения. Протоны и нейтроны внутри ядра связаны между собой ядерными силами. Ядерные частицы тоже всегда очень быстро движутся.