Огромное количество объектов в нашей Вселенной, от крошечных молекул до целых галактик имеют общие физические законы и подчиняются классической механике. Вспомним строение атома (это штуки, из которых состоит наш мир и все мы) — ядро и элементарные частицы: протон, нейтрон, электрон. Забудем про первые две, остановимся на электроне.
Законы классической механики не дают электрону существовать. Согласно им, электрон должен падать на ядро и исчезать. Но этого не происходило, что ставило под вопрос правильность применения классической механики. Учёные заметили разницу между элементарными частицами и другими объектами мироздания. В итоге Нильс Бор предложил коллегам не выделываться и создать для электрона и других элементарных частиц свою систему законов. Так появилась квантовая механика.
Не одним электроном ограничилось создание квантовой механики. Большое внимание было отдано фотону (элементарная частица, которая составляет свет). Макс Планк изучал природу электромагнитного излучения и сам не мог поверить в то, что открывал. Его предположения доказал Эйнштейн и все физики подготовились к разрыву шаблона.
Что такое свет? Ещё Ньютон заявил, что это не волна, а поток маленьких частиц. Он представил миру свою теорию света и при большом влиянии его авторитета данная теория света достаточно долго жила. В начале XIX века Томас Юнг произвёл опыт с двумя щелями, объяснение — на видео ниже. Учёные приняли доказательство Юнга и стали считать свет волной. Потом пришёл Планк и описал природу кванта. Ну и учёные Дэвиссон и Томпсон повторили опыт Юнга (за что получили Нобелевку), но уже с электронами. И тут все разорвались. Посмотрите полностью видео ниже, это действительно важно и поразит вас.
Только будьте аккуратны :
Вот так вот. Свет проявляет корпускулярно-волновой дуализм, будучи частицей и волной одновременно. Правильнее будет сказать, что свет существует как волна, а взаимодействует как частица. Это весьма необычно, потому что в привычном нам мире мы не наблюдаем ничего подобного.
Ключевое отличие между классической и квантовой механикой заключается в вероятностях. Если в классической механике мы можем рассчитать все предполагаемые процессы до точнейших деталей, то квантовая механика заставляет нас рассчитывать вероятности, мы не можем никак точно узнать, что случится с электроном в следующий момент. Таким образом, каждый отдельный квант находится одновременно в двух состояниях.
Тем самым, выходит, что у самих частиц нет никаких внутренних свойств. Они проявляются только в момент измерения. Для измерения необходим наблюдатель, получается, что существования наблюдателя является необходимостью для Вселенной? Возможно, что мы чего-то не знаем, и в ближайшее время всё образумится, но пока без наблюдателя эти процессы происходят по-другому. Частицы знают о нас и нас же обманывают.
"Бог не играет в кости" (Эйнштейн)
"Господь не только играет в кости, но еще и бросает их туда, где никто не сможет их увидеть" (Хокинг)