Квантовая физика — вероятно, один из самых впечатляющих разделов современной науки. Если вы хотите узнать о ее сенсационных успехах и достижениях, среди которых квантовая телепортация, модели темной материи и энергии, представление о множественной физической реальности, — эта книга для вас. Каким образом объединяются космические и кварковые масштабы нашего мира и как ведет себя пространство-время на самых нижних, сверхмикроскопических «этажах» Мироздания, каковы перспективы таких наук будущего, как квантовые кибернетика, информатика, криптография, насколько удачны предпринятые учеными попытки построения моделей многомировой Вселенной — Мультиверса и создания всеобщей «теории всего»? Для автора — доктора физико-математических наук, профессора, академика УАН О. О. Фейгина вопросы квантовой физики, электроники и квантовой космологии многие годы являются областью научных интересов.
Для широкого круга читателей.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Вот уже второй раз именно на изломе веков, после бурной научной революции начала прошлого столетия, общественное мнение опять будоражат очень странные проблемы, колеблющие самые основы нашего мировоззрения:
— Что представляют собой темная материя и энергия, практически полностью заполняющие видимую часть Вселенной — Метагалактику?
— Как устроена самая пустая пустота, которую можно вообразить, — вакуум и почему в нем все время происходят очень странные процессы?
— Где лежат верхняя и нижняя границы размеров нашего мира и почему они все чаще соприкасаются на современном генеральном плане строения Мироздания?
— Существует ли единая теория абсолютно всех частиц и сил и не противоречит ли само ее существование фундаментальному философскому принципу бесконечного познания окружающей природы?
ВВЕДЕНИЕ
ВОЗРОЖДЕНИЕ ФИЗИКИ
Прежде чем рассказывать о чудесах современной науки, перелистнем несколько страниц истории. Минула эпоха античных мыслителей-метафизиков, прошел период противоречивых темных веков Средневековья, и на арену истории вышла новая наука Ренессанса — возрожденная физика. Среди нескольких предвестников современного научного подхода к окружающей природе — Николая Кузанского, Френсиса Бэкона, Николая Коперника, Джордано Бруно, Леонардо да Винчи выделяются имена величайших ученых в истории естествознания —
Иоганна Кеплера
и
Галилео Галилея.
Считается, и не без основания, что именно с работ Галилея началось развитие экспериментальной науки. Ведь именно этот ученый сумел замечательно соединить оригинальные мысленные эксперименты с движущимися телами и гениальные по своей простоте реальные опыты, которые может повторить любой, самостоятельно убедившись в справедливости предложенной физической модели.
Сама идея совмещения умозрительных моделей и проверяющих их физических экспериментов была в то время чем-то совершенно новым и по-настоящему радикальным, ведь столетиями, если не тысячелетиями, считалось, что исследовать Вселенную можно всего лишь с помощью правильных логических рассуждений. Подобные взгляды приводили ко множеству заблуждений, таких, как необходимость подталкивать стрелу в воздухе для продолжения ее полета, или о том, что все тела падают на землю со скоростью, пропорциональной их массе.
Чтобы понять идею опытов Галилея, надо всего лишь вспомнить, как ведут себя окружающие нас предметы под воздействием силы земного притяжения. Выпустите какой-нибудь предмет из рук — и он упадет на пол; при этом в первое мгновение скорость его движения будет равна нулю, но он тут же начнет ускоряться — и будет продолжать ускоряться, пока не упадет на землю. Вот поэтому Галилей и считал, что если он сможет описать падение предмета на землю, то затем будет уже нетрудно распространить это описание и на общий случай равноускоренного или равнозамедленного движения, так часто встречающегося вокруг нас.
Именно первопроходческий труд Галилея и проложил дорогу последующим триумфальным открытиям великого английского физика
Тут надо заметить, что в науке позапрошлого века большую роль играли ложные представления о некой всепроникающей среде — эфире. На представления об эфире как переносчике электрических и магнитных взаимодействий опиралась вся физика того времени. Первоначально эфир понимали как механическую среду, подобную упругому телу, в котором распространение световых волн уподоблялось распространению звука в воздухе.
