На «низвержение» Декарта и Ньютона с пьедестала потребовалось немало времени.
Эйнштейн: переворот в науке — переворот во Вселенной
Приблизительно через 200 лет после Ньютона Альберт Эйнштейн составил знаменитое уравнение E=mc², доказывающее, что энергия и материя настолько глубоко взаимосвязаны, что являются одной сущностью. Эйнштейн фактически доказал, что материя и энергия взаимозаменяемы. Это утверждение прямо противоречило Ньютону и Декарту и ознаменовало собой новое понимание принципов функционирования Вселенной.
Разрушение прежних представлений о природе реальности не является заслугой одного лишь Эйнштейна. Но именно он подорвал их основы, что в конечном итоге привело к краху ряда узких и закоснелых концепций. Теории Эйнштейна стали отправной точкой для исследований загадочного поведения света. Дело в том, что ученые заметили: иногда свет ведет себя как волна (например, когда лучи огибают угол), а иногда — как частица. Как это возможно, чтобы свет являлся и волной, и частицей одновременно? Согласно модели Декарта и Ньютона, этого не могло быть: каждое явление должно было попадать в ту или иную категорию.
Очень скоро стало ясно, что картезианско-ньютоновская парадигма несостоятельна на самом что ни на есть фундаментальном уровне — на уровне субатомных частиц. (Термин «субатомная частица» относится к составным элементам атома: электронам, протонам, нейтронам и т. п., из которых строятся все материальные объекты.)
Самые элементарные компоненты так называемого материального мира могут быть как волнами (энергией), так и частицами (материей), в зависимости от разума наблюдателя.
К этому мы еще вернемся.
Чтобы разобраться, как устроен наш мир, пришлось изучать мельчайшие его частицы.
Именно из этих экспериментов родилась новая область науки — «квантовая физика».
Твердая почва… ушла из-под ног
Это открытие полностью перевернуло привычное восприятие мира и в буквальном смысле выбило у нас из-под ног почву, которая казалась нам твердой. Как же это случилось? Помните школьные модели атома из зубочисток и пенопластовых шариков? До появления квантовой физики считалось, что атом состоит из довольно-таки массивного ядра, внутри и снаружи которого находятся более мелкие частицы с меньшей массой. Сама идея о том, что при наличии достаточно мощных инструментов мы могли бы взвесить и подсчитать субатомные частицы, наводила на мысль, что составляющие атома инертны и малоподвижны, словно коровы, жующие травку на пастбище. Казалось, что атомы состоят из твердой материи, ведь так?
Классическая модель атома
Рис. 1А. Классическая ньютоновская модель атома. Основной упор делается на материю.
Как показала квантовая модель, ничто не могло бы быть дальше от истины. Большую часть атома составляет пустое пространство; атом есть энергия. Подумайте об этом: все окружающие вас физические объекты не являются твердой материей. На самом деле все это — энергетические поля или информационные частоты. Любая материя в большей степени «ничто» (энергия), чем «что-то» (частицы).
Квантовая модель атома
Рис. 1Б. Новая квантовая модель атома с облаком электронов. Атом на 99,99999 % состоит из энергии и только на 0,00001 % — из материи. В материальном отношении это практически ничто.
Очередная загадка: субатомные частицы и крупные объекты играют по разным правилам
Однако это открытие само по себе еще не объясняло природу реальности. Перед физиками встала новая загадка: судя по наблюдениям, материя не всегда вела себя одинаково. Исследования и измерения на субатомном уровне показали, что элементарные частицы атома не подчиняются законам классической физики, действующим в макромире.
События, происходящие с объектами макромира, были предсказуемы, воспроизводимы и закономерны. Легендарное яблоко, упав с дерева, с неизменным ускорением летело к центру земли, пока не столкнулось с головой Ньютона. Но электроны вели себя непредсказуемо! Вступая во взаимодействие с атомным ядром и двигаясь к его центру, они то теряли энергию, то приобретали; то появлялись, то исчезали и постоянно обнаруживались в самых неожиданных местах, игнорируя границы времени и пространства.
Значит ли это, что в микро- и макромире действуют разные законы? Но ведь субатомные частицы, в том числе электроны, — это строительный материал всего, что есть в природе. Как же получается, что сами они играют по одним правилам, а составленные из них объекты — по другим?