Почему мы не видим квантовых странностей в повседневном мире?

Почему мы не видим квантовых странностей в повседневном мире?

Ну, это как посмотреть.

Механические, химические, электрические и магнитные свойства материалов, например, в конечном итоге всегда сводятся к квантовым процессам. Все они противоречат здравому смыслу с макроскопической точки зрения классической физики, и поэтому могут считаться примерами «квантовой странности» с точки зрения обычного человека.

Мысленные образы, которые люди создают, чтобы осмыслить эти вещи (если, конечно, вообще о них задумываются), могут быть достаточными, чтобы дать базовое интуитивное представление о физических свойствах материалов. Но их невозможно полностью объяснить, не прибегая к квантовой механике.

Кроме того, замечали ли вы когда-нибудь, что невозможно ходить сквозь стены и почему мы не проваливаемся под землю, когда ходим?

С точки зрения классической физики, эти вещи неудивительны, поскольку материя рассматривается как гладкая, непрерывная среда, полностью заполняющая объем, в котором она находится, и не имеющая микроскопической внутренней структуры. Классическая физика не знала об атомах до поры до времени. Но теперь мы знаем, и знаем, что все состоит из атомов. И знаем, что атомы — это в основном пустое пространство, что предполагает, что мы просто обязаны проходить сквозь стены и проваливаться под землю, в принципе. Единственная причина, по которой этого не происходит — это взаимодействие между электронными оболочками атомов вас, стены и земли. И объяснение «твердости» на самом деле тоже сводится к квантовым странностям. Опять же, то, что кажется «очевидным» с точки зрения классической физики и макроскопической интуиции, на самом деле имеет глубокое объяснение с точки зрения квантовых странностей.

Другой пример, выйдите на улицу днем и посмотрите на наше яркое светило в небе. Классическая физика не может объяснить, как оно генерирует столько энергии или как ему удается это делать уже более 5 миллиардов лет. Только квантовая механика может объяснить это через механизм ядерного синтеза. И именно макроскопически наблюдаемые квантовые странности заставляют растения расти, а вас – загорать летом на пляже.

Существуют также квантовые явления, которые классическая физика не может объяснить, поскольку не существует простых интуитивно понятных представлений или моделей, способных объяснить наблюдаемое странное поведение. Очевидные примеры — сверхпроводимость и сверхтекучее состояние жидкости. Тут надо признать, что большинство людей с этим никогда не столкнется в повседневной жизни. Кроме ученых.

Подводя итог, можно сказать, что: если вы немного знакомы с физикой и знаете, где ее искать, вы всегда можете увидеть квантовые странности в макроскопическом мире.

Я не имею в виду, что повсюду постоянно происходит что-то странное вроде сверхпроводимости и сверхтекучести. Я имею в виду, что то, что большинство людей считает обычным миром макроскопических явлений, на самом деле всего лишь иллюзии на поверхностном слое реальности. И квантовая странность присутствует везде, прямо под этой поверхностью, практически во всем, что вы видите вокруг. Просто большинство людей не осознают этого, не задумываются об этом и принимают иллюзию поверхностного слоя за «реальное». По сути, они просто принимают всю квантовую странность как должное, потому что она для них невидима. Но физик видит мир другими глазами — глазами, которые снимают эту пелену и обнажают реальность во всей ее глубинной странности. И часто от них можно услышать что-то вроде – «Ну, ни хрена себе!», «Какого черта?» и «Что же мы наделали!» — особенно когда речь идет о сложных открытиях, которые могут иметь опасные последствия (намек на ядерную бомбу и другие опасные штучки).

В общем, вывод, который можно сделать из всего вышесказанного, заключается в том, что наш мир гораздо более удивителен и сложен, чем кажется на первый взгляд. То, что мы воспринимаем как обыденность, на самом деле является проявлением фундаментальных квантовых законов. И чем глубже мы погружаемся в изучение этих законов, тем больше удивительных открытий нас ожидает.

Поделиться: