Есть ли реальность за вашей спиной? О квантовой физике простым языком

Я всегда представляла себе, как частицы моего тела буквально соприкасаются с частицами тела другого человека или как, если иду по пляжу, частицы моих ног соприкасаются с частицами песка. И я испытала огромное разочарование, когда узнала, что никакие частицы не соприкасаются. Всё вокруг – это практически пустое пространство с точки зрения материи. А всё, что мы ОЩУЩАЕМ как прикосновение, – это взаимодействие частиц моего тела и тела другого человека, и оно происходит на расстоянии. Электроны атомов поверхности моей кожи отталкиваются от электронов другого человека. Это и есть прикосновение.

Но, если подумать, это ведь настоящее волшебство! Физика взаимодействий открывает перед нами великолепный мир, где кажущаяся сложность и многообразие происходящего сводятся к нескольким универсальным принципам. Все процессы, начиная от движения планет до объятий, от улыбки малыша до взаимодействия частиц в микромире, подчинены этим великим силам. Таким образом, наблюдая мир вокруг, мы видим танец взаимодействий, создающих удивительное единство в физическом мире.

Глава 4

Поля

Мы вспомнили, что такое частицы и волны, какие бывают фундаментальные взаимодействия в природе. И сейчас я расскажу о полях.

На этой теме существует больше всего спекуляций.

Думаю, вы не раз слышали фразы: «Существуют квантовые поля, и я пошлю своё желание в квантовое поле», «Вселенная обязана исполнить любое желание». Разберёмся, так ли это.

Поле – это достаточно математическое понятие в физике; поле нематериально, его невозможно потрогать. Слово «поле» используется в двух значениях.

1. Поле – это физическая величина, определённая во всех точках пространства.

Например, температура. В каждой точке пространства есть своя температура воздуха. В Москве она одна, в Лондоне другая, в Париже третья. Отметим на карте температуру для каждого города. В каждой точке пространства карты будет существовать своё значение. И мы назовём это полем температуры. Можно создать поле влажности, поле давления.

Но вместе с тем мы же понимаем, что температура существует. Никакого ПОЛЯ температуры в физическом смысле нет. Есть распределение температуры, которое называется полем.

2. Поле

– это область пространства, передающая взаимодействия.

Это как раз те четыре фундаментальных взаимодействия, которые мы рассматривали в главе 3. Никаких других взаимодействий в природе нет. Поэтому есть гравитационное поле, электромагнитное поле и поле, отвечающее за слабое и сильное взаимодействие, т. е. за взаимодействие частиц внутри атома.

Есть специальная наука, которая исследует это взаимодействие, называется она квантовой теорией поля. Её изучают на кафедрах теоретической и ядерной физики.

Обратите внимание на название: «квантовая теория поля». Не «теория квантового поля»! «Квантовое поле» в русском языке говорить безграмотно!

Откуда это словосочетание вообще пришло в русский язык? Подозреваю, что так же, как и слово «вибрации», когда англоязычную научную литературу переводили переводчики без технического образования. В английском языке эта теория называется quantum field theory. В русском языке можно сказать «квантованное поле», хотя это понятие не так часто используется. Конечно, физики не обладают монополией на использование слова «квантовый». Поэтому вы можете сказать «квантовое поле», но не тогда, когда говорите о физике; вам надо указать, что именно вы имеете в виду. Замечаю, что часто под этим термином понимают коллективное бессознательное. Однако не говорите так в научной среде, иначе вас не будут серьёзно воспринимать.