Представьте, что вы играете в прятки с невидимкой, который может быть в пяти местах сразу, телепортироваться сквозь стены и меняться свойствами, когда вы на него смотрите. Вот так примерно ведут себя частицы в квантовой физике, но не пугайтесь, сейчас постараюсь объяснить эту «магию» на примерах из жизни, без формул и занудства.
Квантовая физика — это наука о том, как ведут себя мельчайшие частицы — электроны, фотоны (частицы света) и другие «жители» микромира. Их правила игры сильно отличаются от нашего привычного мира: они могут быть в двух местах одновременно; они телепортируются сквозь стены (ну почти); они меняют поведение, когда за ними наблюдают (как дети, которые сразу становятся паиньками при маме).
И да, это не фантастика. Это реальность, на которой построены лазеры, смартфоны и даже микроволновка.
3 главных правила квантового «безумия»
Шарик, который везде и нигде» (Суперпозиция)
Представьте, что вы подбросили монетку. Пока она в воздухе, вы не знаете, орёл или решка. В квантовом мире монетка одновременно и орёл, и решка — до тех пор, пока не упадёт. Это и есть суперпозиция.
Пример из жизни: ваш wi-fi роутер отправляет фотоны (частицы света), которые летят ко всем направлениям сразу. Только когда телефон их «ловит», они «выбирают» конкретный путь.
«Призрак, который проходит сквозь стены» (Квантовое туннелирование)
В нашем мире, чтобы перелезть через забор, нужна энергия. В квантовом — частицы иногда проходят сквозь барьеры, словно они призраки. Это как если бы вы могли пройти сквозь стену, просто очень-очень захотев.
Где встречается: Благодаря этому эффекту работают транзисторы в вашем смартфоне и флеш-память.
«Если двое как один» (Квантовая запутанность)
Если две частицы «запутаны», то изменение состояния одной мгновенно влияет на другую, даже если они на разных концах галактики. Это как если бы вы надели перчатку на левую руку, и правая перчатка тут же превратилась в левую, где бы она ни была.
Практическое применение: Квантовые компьютеры и сверхзащищенная связь (пока что это дорого и сложно, но ученые работают над этим).
Но зачем всё это знать, если ты не физик? В приницпе, не обязательно разбираться и вникать, точно так же, как не обязательно понимать, как работает электричество, чтобы пользоваться лампочкой. Тем более у вас вряд ли получится досконально всё понять. Если кто-то скажет, что понимает квантовую физику, он, скорее всего, врет. Даже Эйнштейн говорил: «Я пятьдесят лет размышлял, что такое квантовый свет, но так и не приблизился к ответу».
Почему же квантовая физика такая странная? Потому что наш мозг эволюционировал, чтобы понимать мир камней, деревьев и саблезубых тигров, а не частицы размером с миллиардную долю песчинки. Представьте, что вы пытаетесь объяснить собаке, как работает Wi-Fi. Вот примерно так же мы пытаемся понять квантовые законы.
Но надо понимать, что квантовая физика подарила нам такие вещи как лазеры, микропроцессоры, МРТ и даже солнцезащитные очки с поляризацией и светодиодные лампы — её заслуга.
Если было интересно, напиши в комментариях, как понимаешь квантовую физику ты, подпишись на мой Телеграм, а ниже ещё несколько интересных статей: