Универсальный справочник 10 страница

На протяжении всей истории физики элементарных частиц незыблемым правилом всегда оставалась абсолютная стабильность протона (предел времени жизни 10²⁸ лет). Ведь обычное вещество построено из протонов; протоны в большей степени определяют индивидуальность химических элементов.

Внутри Солнца огромная температура заставляет протоны двигаться столь интенсивно, что, несмотря на мощное электростатическое отталкивание, они время от времени соударяются друг с другом. Если протоны при соударении сближаются до радиуса сильного ядерного взаимодействия, становится возможным их слияние (синтез). Ядро, состоящее из двух протонов, неустойчиво, но если один из протонов в результате слабого взаимодействия (процесса, обратного бета-распаду) превратится в нейтрон, то образуется устойчивое ядро дейтерия; при этом высвобождается энергия, способствующая поддержанию высокой температуры в недрах звезды. Последующие реакции синтеза приводят к превращению дейтерия в гелий. На протяжении своей «жизни» звезда постепенно превращается из почти чистой смеси первичного водорода и гелия в хранилище ядерной «золы», состоящей из тяжелых химических элементов. Гелий во Вселенной - это реликт космического «костра», пылавшего в первые несколько минут Большого взрыва.

Число элементарных частиц столь же велико, как и число химических элементов. Удивительно, все элементарные частицы можно по

строить и^-! трёх: нейтрона, протона и ^.-частицы. Всё вроде бы правильно, но учёных не покидало ощущение отсутствия полной симметрии. В 1964 году М. Гелл-Ман и независимо от него Г. Цвейг усмотрели иной подход и предложили использовать для этой цели в качестве своеобразных «элементов мозаики» триплет, состоящий из трёх гипотетических частиц с совершенно необычными свойствами. Гелл-Ман назвал свои частицы кварками. Идея получила развитие и в настоящее время объясняет многие свойства элементарных частиц. Особенностями кварков являются их дробные электрические заряды, а также наличие зарядов слабого и сильного взаимодействий. Из трёх кварков с}_р, ч*п' </* удивительным образом можно образовать десять комбинаций, и для всех десяти существуют подходящие частицы.

менем. Здесь мы имеем дело с реальностью, которая имеет свои собственные законы. В гипотезе адронного будстрапа {«Ыюшгар» с англ. шнуровка - автор Джеффри Чу) эти законы являются постулатами теории относительности и квантовой теории, и основная особенность этих законов заключается в том, что силы, удерживающие частицы друг подле друга, представлены в виде обмена другими частицами через кросс-каналы. Это положение может быть сформулировано математически, но визуализировать его чрезвычайно сложно. Оно представляет собой особую релятивистскую составляющую бутстрапа, а так как непосредственное восприятие четырёхмерного мира пространства-времени нам недоступно, мы едва ли способны представить, что каждая отдельная частица может содержать внутри себя все остальные частицы и одновременно быть составной частью каждой из них. Обнаруженные свойства кварков - особые отношения в мире элементарных частиц.

Быть может, писал Гслл-Ман, здесь природа упорно хочет сообщить нам что-то важное, но мы не понимаем её сигнала. Может быть, поэтому фишки в области частиц называют Бога Великим Геометром. Философия бутстрапа отказывается не только от фундаментальных кирпичиков материи, но и вообще от каких бы то ни было фундаментальных сущностей - фундаментальных констант, законов или уравнений.

Материальная Вселенная выглядит как динамическая паутина взаимосвязанных событий. Она может быть понята только через её самосогласованность. Вещи существуют в силу их взаимосогласованных отношений.

Единая теория мироздания — теория струн

Развитие программы Великого объединения шло по пути построения модели мира в предположении, что все вещества состоят из частиц, а поиск фундаментальных частиц был главной целью физики высоких энергий. В этой модели даже поля, описывающие силы природы, получают интерпретацию с помощью частиц - переносчиков взаимодействия.

Теория трёх семейств частиц материи и трёх негравитационных взаимодействий на сегодняшний день - стандартная теория (модель) физики элементарных частиц.

1. Три семейства фундаментальных частиц материи

Семейство I	Семейство 2	Семейство 3
Частица	Масса'	Частица	Масса	Частица	Масса'
Электрон	0,00054	Мкюн	0,1 1	Тау-лептон	1,9
Электронное нейтрино	< 10*	Мюонное нейтрино	< 0,0003	Тау- нейтрино	< 0,033 I
и-кварк	0,0047	с-кларк	1,6	1-кварк	189,0
р-кварк	0,0074	5-кварк	0,16	Ь-кварк	5,2

Массы частиц даны в долях массы протона.

Все известные вещества (естественного и искусственного происхождения) состоят из комбинаций частиц, входящих в эти три семейства, и соответствующих им античастиц.

II. Семейство частиц, ответственных за все известные в природе взаимодействия

Частица	Масса	Взаимодействие
Фотон		Электромагнитное
Калибровочный бозон: «'-бозон, г-бозон	86,97	Слабое ядерное взаимодействие
Глюон		Сильное ядерное взаимодействие
Гравитон		Гравитационное

Массы частиц даны в долях массы протона. Экспериментально не обнаружены.

Но теперь этому фундаментальному положению брошен вызов. По-видимому, мир состоит не из части, а из струн - вот в чём суть нового подхода. Идея и первые работы в этом направлении принадлежат Майклу Грину из колледжа королевы Марии при Лондонском университете и Джону Шварцу из Калифорнийского технологического института, США, к относятся к 60-м годам прошлого столетия.

Теория суперструн, так названа новая теория, претендует на роль единой теории Мироздания. Она устанавливает союз законов микро- и макромиров; все удивительные события во Вселенной - от кварков до чёрных дыр, от сингулярной точки зарождения Большого взрыва до сотовой упаковки спиральных галактик - являются отражением одного великого физического принципа, одного главного уравнения теории суперструны.

«Буквы» алфавита природы не есть те крошечные элементарные частицы, до которых удалось «докопаться» учёным в последние годы, -утверждает теория. На самом микроскопическом уровне, доступном лишь воображению «продвинутых» математиков, вся материя проявляется из колебаний вибрирующих сущностей (струн, петель, волокон, бран...). Таким образом, определённый вид (мода) колебаний струны ставится в соответствие определённой частице, а физические процессы в теории струн порождаются фундаментальными взаимодействиями между колеблющимися струнами (распады и слияния их). Весь наш мир - вся материя и все взаимодействия - лишь гармоничный набор нот какой-то фантастической, но тем не менее вполне реальной музыки удивительного оркестра вибрирующих струн. Виртуальные пары струн

(струна-антиструна) рождаются вследствие квантовых флуктуации из хаоса, занимая на время энергию из вакуума, а затем исчезают (аннигилируют), возвращая ему энергию. Таким образом рождаются последовательности пар частица-античастица.

Более того, теоретики физики обнаружили, что частицы вещества -материальные компоненты (фермионы) - и частицы, ответственные за все известные в природе взаимодействия (бозоны), тесным образом переплетены, что указывает на свойственную всему нашему миру максимально возможную степень симметрии - суперсимметрию; ферми-онные и бозонные моды колебаний в теории струн представлены парами, что и отражает высокую степень симметрии теории.

В обобщённой теории суперструп воплощена идея квантовой Вселенной (изложенная ранее в теории Калуцы - Клейна), имеющей 11 измерений (10 пространственных и одно временное). В каждой точке нашего трёхмерного пространства, согласно теории струн, присутствует семь дополнительных измерений, тесно свёрнутых в одну из довольно причудливых форм, представленных в теории математическим многообразием Калаби - Яу. Геометрическая форма дополнительных измерений играет решающую роль, определяя моды резонансных колебаний; моды резонансных колебаний струн проявляются в виде масс и зарядов элементарных частиц, - всё это говорит о том, что фундаментальные свойства Вселенной в значительной степени определяются размерами и формой дополнительных измерений. Этот результат представляется как одно из наиболее глубоких следствий теории струн.

В такой интерпретации микроскопическая структура нашей Вселенной представляет собой сложно переплетённый, многомерный лабиринт, в котором струны бесконечно закручиваются и вибрируют, ритмично отбивая законы Космоса.

Теории суперструн, возникшие из попыток смоделировать некоторые свойства адронов, приобрели статус вполне зрелой программы объединения взаимодействий. Теория устраняет конфликт между квантовой механикой и теорией относительности. Любопытным следствием теории является предсказание существования различных миров, Частицы в каждом из этих миров обладают всеми обычными свойствами, включая способность взаимодействовать друг с другом посредством различных сил природы. Однако у частиц в «другом» мире будет существовать свой собственный идентичный набор иных взаимодействий. Таким образом, между частицами из разных миров не будет прямого взаимодействия, за исключением гравитации. Гравитационные эффекты, обусловленные веществом «иного» мира, будут проявляться

и в «этом» мире. Это приводит к фантастической идее о существовании «призрачной Вселенной», взаимопереплетённой с реальной Вселенной, но во многом остающейся незаметной. Так, может существовать «призрачная материя», проникающая в нас в данный момент; сё слабое гравитационное воздействие не способно вызвать заметные эффекты. Очень существенно, что космологам давно известно о существовании во Вселенной огромного количества невидимого вещества, вызывающего гравитационное возмущение. Возможно, что это невидимое вещество и есть «призрачная материя». Любопытно, не правда ли? Но давайте посмотрим, так ли фантастична эта идея и как она согласуется со здравым смыслом?

Электрические силы обеспечивают всеобщую упорядоченность атомов и молекул. Сейчас нам ясно, что и явления химического взаимодействия, и в конечном счёте саму жизнь нужно объяснять с помощью понятий электромагнетизма. Электричеству свойственна двухпо-лярность: притяжение разноимённых зарядов и отталкивание одноимённых. Электрическая сила между двумя заряженными телами чрезвычайно похожа на силу тяготения между этими же телами; у них одинаковая зависимость от расстояния, обратно пропорциональная квадрату расстояния. Это наводит на мысль, что электричество и тяготение связаны между собой значительно сильнее, чем мы думаем. Углубляться в эту проблему мы не будем, отметим только, что двухполяр-ность более фундаментальное свойство нашего мироздания: это и электрические заряды, и полюса магнита, правое и левое, материя и антиматерия, мужское и женское начала, добро и зло и т.д. - всё это выглядит как реальный механизм эволюции.

В качестве отправной точки любого исследования, поиска законов (закономерностей), или просто объяснения наблюдаемых физических явлений (событий) должно быть представление (требование) полной симметрии — таков Великий замысел Создателя! Как и в искусстве, симметрия в физике играет ключевую роль в эстетических принципах. Однако в отличие от искусства в физике понятие симметрии имеет очень конкретный и точный смысл. Закон симметрии гарантирует равноправие всех возможных точек зрения, всех возможных систем отсчёта и всех возможных относительных движений и событий.

На этом фоне «однополярность» гравитации, ответственной за притяжение тел, не укладывается в общую стратегию природы, остаётся для науки загадкой. Самое простое, что приходит на ум в этой ситуации, - должен существовать второй полюс, иной класс вещей, наделённых противоположным свойством — отталкиванием гра-витирующих тел. Что подтверждает такой ход мысли?

«Сложности» нашего спокойного существования начинаются, когда материальное тело «по своей инициативе» пытается изменить своё состояние относительно установившегося равновесия: пространственное положение, тепловой или магнитный порядок, симметрию. - и неимоверно возрастают, когда скорость таких телодвижений приближается к некой магической величине «С». Мало того, что для осуществления подобной инициативы всегда требуется выполнение работы, затраты энергии, - всё, что двигается с ускорением, ждёт в конце своего пути непреодолимое препятствие. По аналогии со звуковым барьером назовем его электрома! нитным (гравитационным) барьером, и, следуя этой аналогии, можно ожидать формирования «ударной» волны. Мощное, всевозрастающее противодействие материального (электромагнитного по своей природе) тела с этой волной - несомненно. Это взаимодействие изменяет свойства тел, и в первую очередь то свойство, которое принято называть массой, замедляет ход всех без исключения часов, изготовленных из фрагментов этих же тел, течение биохимических процессов.., вплоть до полного разрушения тел и трансмутации всего материального. За этим барьером как раз и следует ожидать изменения полярности гравитации на противоположное: притяжение сменится отталкиванием, за этим барьером простирается призрачный мир противоположного свойства, возможно, зеркальное отражение нашего мира. Барьер обладает свойствами некоего магнитного зеркала с вполне предсказуемыми свойствами. Самое загадочное состоит в том, что этот барьер - энергетический и нельзя говорить о его пространственной локализации. Сказочный «зазеркальный», «потусторонний» мир - свойство самого нашего мира, энергетически выделенное.

Похоже, что в наших рассуждениях со здравым смыслом всё в порядке, чего не скажешь, к примеру, о специальной теории относительности.

О том, что идея всеобщих вибраций в большей степени отвечает мировоззрению Восточной философии, мы уже говорили. Похоже, суперструны на сегодняшний день являются кульминацией любого поиска фундаментальных законов, управляющих реальностью.

Три взгляда на динамику Вселенной

В заключение приведем три взгляда на динамику Вселенной: 1. Вселенная стационарная и вечная.' С этим всё ясно. Наблюдаемое красное смешение в спектре электромагнитного излучения, как доказательство «разбегания галактик», можно отнести лишь к наблюдаемой части Вселенной как локальный процесс, и считать, что в других, ненаблюдаемых частях, процесс может вести себя иначе, и в целом ничего не меняется. Вечность и бесконечность.

2. Расширяющаяся Вселенная. Большой взрыв, разбегание галактик - факт, подтвержденный физическими измерениями. Теоретическая концепция «расширяющейся Вселенной» выдвинута советским учёным А.Л. Фридманом в 1922-24 гг. В такой ситуации следует ожидать «конца». Уместен также вопрос, а что же было в Начале? Ответа на этот вопрос нет и не будет! Более того, обнаружены и ускорение в разбегании галактик и прочие неравномерности глобального процесса.

3. Колебательный процесс. Сначала расширение, а затем сжатие и т.д. - процесс динамичный, гармоничный и вечный. Теория Эйнштейна - Фридмана допускает такое решение при определённой величине массы Вселенной. Автор модели попеременно расширяющейся и «схлопывающейся» Вселенной - американский астроном Дж. Уиллер; модели «пульсирующей» Вселенной - английский астроном П. Дэвис. Получается нечто вроде электрического колебательного контура, в котором идет периодический процесс перекачки энергии с ёмкости на индуктивность, а затем обратно. Сначала Вселенная расширяется, нарастает её масса и убывает энергия, а затем, достигнув некоторой точки, процесс идёт в обратном направлении: масса убывает, энергия нарастает, концентрируясь в Мировую точку, т.е. в полном соответствии с формулой Е - тс¹. Последний вариант включает в себя все черты двух предыдущих, и снимает вопросы о Начале и Конце процесса. Однако новые открытия порождают новые вопросы. Более того, всё выглядит в таком представлении слишком упрощённым. Так что, как всегда, истину следует искать где-то посередине...

С моей точки зрения, мировой космический процесс не укладывается в рамки строгой физической теории. Он скорее напоминает, образно говоря, котел с кипящей водой, в котором постоянно и шумно возникают множество пузырьков - вселенных, которые существуют короткое время, балансируя на грани возможного, в рамках фатальных законов, расширяются, лопаются и исчезают, а на их месте образуются новые. Исчезают и рождаются миры, и так бесконечно. Из одного такого пузырька человечество вот уже сколько веков пытается «выглянуть» наружу, взором и мыслью обозреть, что творится вокруг? Тще славие этих людишек столь велико, что их не оставляет мысль выяснить: кто подбрасывает дрова в огонь?

И если н каждой частице (пузырьке), сколь бы малой она ни была, как считал греческий философ Анаксагор, «есть города, населённые людьми, обработанные поля, и светит солнце, луна и другие звезды, как у нас», то ничего необычного в таком «упрощённом» представлении нет. Масштаб и время, бесконечность и вечность - вот тайны из тайн.

Свидетельства из прошлого. Древнеиндийская традиция Веданты. Предание вкладывает в уста Индрс, индийскому Богу, пережившему бесчисленное число таких циклов: «Мне знаком страшный распад Вселенной. Я видел, как всё уничтожается. Всякий раз снова и снова в конце всякого цикла. В это страшное время каждый атом распадается на первичные частицы воды вечности, из которых когда-то произошло всё... Увы, кто сочтёт проходящие эпохи миров, которые бесконечно сменяют Друг друга?» (Крахмавайварта Пурана).

Греческий философ Ориген (II III вв.): «Как после разрушения этого мира будет иной мир, так и прежде существования этого мира были иные миры».

Вавилонский философ и жрец Берос (ГУ-Ш вв. до н.э.): «Вселенная периодически уничтожается и потом воссоздаётся снова».

Вселенная.

Карта температуры реликтового излучения, иллюстрирующая однородное (в среднем) распределение вещества во Вселенной; полоса, идущая вдоль оси карты, относится к пашей Галактике.

Согласно Стандартной модели, Вселенная плоская и простирается примерно на 13 млрд. световых лег. Вес атомы её видимой части, образующие миллиарды галактик и межзвёздное вещество, составляют лишь около 5% массы всей Вселенной, остальное - это 1ё\шая материя и темная энергия - невидимые космические силы, ответственные за ускоренное ратбеганне галактик

А вот так выглядит краткая история Вселенной, соответствующая стандартной космологической модели Большого взрыва.

Время	Температура
	от»	Взрыв
10 41 с	10м	Температура в 1025 раз превышает температуру в недрах Солнца
10"35с	10м	Отделение сильного ядерного взаимодействия
	10й	Разделение слабого ядерного и электромагнитного взаимодействий
КГ5 с	10'1	Объединение кварков, образование протонов и нейтронов
10 2 с		Формирование ядер лёгких элементов
180 с	10"	Образовалась основная доля ядер водорода, гелия, дейтерия и лития
		В этот промежуток времени никаких значительных событий не происходило
Несколько сот тыс. лет	1(есколько тыс. градусов	Скорость электронов снизилась до такой степе-пи. что стал возможным их тахват ядрами и образование нейтральных атомов. Плотность вещества Вселенной снизилась: Вселенная становится прозрачной
1 млрд. лет		Стали формироваться галактики, звёзды, планеты...
10 млрд. лет		Сформировалась планета Земля
\ 3 млрд. лет	2.7 (т-ра мик-роНОЛнового фона, «реликтового излучения»)	Вселенная продолжает расширяться

Примечание. Существует другая космологическая модель - инфляционная, в соответствии с которой за время от ИГ³⁶ ло 10~³⁴ с Вселенная расширилась в 10^зп раз, а не в сотню раз, как следует ш стандартной модели, т.е. за этот период она расширилась больше, чем за последующие 13 млрд. лет.

* * *

Примечания к гл. 10:

/. Фрауыфепъдер, Г., Хенли, Э. Субатомная физика. - М: Мир, 1979. С. 479. 2, The Graphik Work of M.C. Esher// Hawthorn Books. N.Y. 1938.

Часть IV

ТАИНСТВА КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ

«Темперамент» Солнца.

Возмутители земного спокойствия протуберанцы, выбросы солнечной материи

Глава 11

Квантовые эффекты

Без квантовой механики не обойтись. Парадоксы квантовой механики дули пишу и физикам, и философам, и... мистикам. Голова пошла кругом - столько неожиданного возникло в этом новом мировоззрении. Корабль науки кренило то в сторону пессимизма и признания бессилия науки познать мир «запутанного порядка», соединения мистических и научных знаний, то в сторону признания телеологического характера физических законов, наделения частиц сознанием, а сам мир - квантовым разумом. Обратиться к этому весьма серьёзному предмету нас побуждает одно немаловажное обстоятельство. Краеугольным камнем здания квантовой механики служит «волновая функция». Выяснить, какое отношение она имеет к мироустройству, представляется для нас весьма важным.

Квантовая механика в двух словах

Так что же это такое - квантовая механика, о которой так много говорят почти 100 лет и без которой уже немыслима наука и истинная культура нашей эпохи? Квантовая механика представляет собой фундаментальное знание, математический образ, паттерн, матрицу и язык мироздания. Скажем прямо, безнадёжное дело разобраться во всех тонкостях и хитросплетениях этой науки, и тем более понять порой то, что не укладывается в рамки наших представлений об устройстве окружающего нас мира и не согласуется с человеческим опытом. И новичку в науке, и опытному физику - всем она кажется своеобразной и туманной. Даже большие учёные не понимают её настолько, как им хотелось бы, - таково мнение специалистов. И уж совсем неблагодарное дело пытаться объяснить что-нибудь и кратко, и доказательно. Тем не менее я вынужден попытаться сделать это:

очень сжато и буквально в двух словах изложить суть квантовомеха-ничсского подхода.

Классическая паука берёт начало с первых измерений, выполненных Галилеем, и законов механики, сформулированных Ньютоном. Со дня своего рождения классическая механика имеет дело с материальными телами, с силами, действующими на тела, скоростями и ускорениями, и, наконец, траекториями движения этих тел. Это позволяло, зная начальные условия и классические законы механики, предсказать поведение тела. Руководствуясь этими законами, инженеры конструировали машины и механизмы. Детерминизм, причинность, физический редукционизм - такие определения характеризуют классический подход. Последний означает стремление свести сложные явления природы к последовательности элементарных событий, описываемых фундаментальными законами физики.

Погрешность присутствует во всех случаях, как бы мы ни повышали точность измерений. А при переходе к микроскопическим объектам и высокоэнергетическим взаимодействиям эта погрешность возрастает и становится настолько большой, что трудно говорить о достоверной информации. Проще говоря, классическая теория подошла к пределу своих возможностей, дальше не работает.

Выход из, казалось, тупикового положения был найден неожиданный и радикальный. Нельзя ли, решили выдающиеся умы прошлого столетия (Шрсдингер, Дирак, Паули, Борн и др.), отказаться от рассмотрения происходящих событий, будь то движение тел, частиц.., путём расчёта траекторий, скоростей, ускорений и сил, их вызывающих, на основании классических законов и перейти к простым алгебраическим операциям над вероятностями тех же событий. Это оказалось гениальным предвидением. Весь вопрос сместился в сторону того, как правильно учесть эти события (базисные состояния) в нашем, как оказалось, насквозь вероятностном мире и смоделировать процесс взаимодействия, посчитать вероятности. Так возникли фундаментальные уравнения, описывающие поведение частиц в силовых полях, первое и главное из которых - уравнение Шрёдингера. Решение этого уравнения есть волновая функция - амплитуда вероятности, квадрат модуля которой и есть вероятность процесса. Но это выяснилось це сразу.

Краеугольными камнями, на которых базируется квантовая механика, являются: квант действия, принцип неопределённости, принцип запрета, скорость света. Именно они задают масштаб и структуру нашего понимания мира в трактовке квантовомеханической теории.

При составлении уравнения Шрёдингера моделируется оператор энергии - гамильтониан, учитывающий энергии всех видов взаимодействий, участвующих в событии. Здесь многое зависит от научной интуиции. Тем не менее теория убедительно доказала свою состоятельность, оказалась способной достоверно предсказывать истинные события.

Операции с вероятностями привели ко многим неожиданным решениям, отражающим удивительную природу нашего материального и, вполне возможно, духовного мира, которые не укладываются в нашем сознании, так как не соответствуют нашим представлениям. «Чудеса» в квантовой механике возникают уже при анализе самого акта измерения в микромире; и здесь выяснилась «странная» роль наблюдателя (экспериментатора) в процессе. Где-то здесь, как полагают, могут стыковаться физическая реальность и сознание, а само сознание, как оказалось, также «завязано» на материальный мир, и ему нашлось место в квантовой теории. Исследования в этом направлении набирают обороты.

Но так ли безграничны возможности квантовой механики? Первой проблемой при описании природы является отыскание подходящего представления для базисных состояний. Выбор базисных состояний (фактически, дискретизация и локализация материи) - довольно условное занятие, допускающее ошибки, связанные с ограниченным знанием нашего мира. Нсли известны «условия» / в мире в один момент, и мы хотим знать «условия» / в более поздний момент, надо уметь сказать, что «случится». Надо найти законы, определяющие, как всё" меняется со временем. Основная трудность состоит в определении гамильтониана. Здесь много интуитивного. Чтобы определить состояния /, надо выбрать совокупность базисных состояний / и написать физические законы, задавая матрицу коэффициентов //,,. Но никто не знает полного Н_ч для всего мира. Мы владеем превосходными приближениями для нерелятивистских явлений и некоторых особых случаев,

Коэффициенты Н_1} называют гамильтоновой матрицей, или просто гамильтонианом. Итак, всё сошлось на нём. Как узнать гамильтониан - вот в чём вопрос. Не существует правила, как писать гамильтониан атомной системы; и отыскание правильной его формы требует большего искусства, чем отыскание системы базисных состояний. И хотя возможности квантовой механики далеко не исчерпаны, налицо неудовлетворённость... «Квантовая механика должна иметь изъяны, потому что она слишком явно не соответствует обычной макроскопической реальности. Как электроны могут действовать как частицы в одном эксперименте и как волны - в другом? Как они могут быть в двух местах одновременно? Должна быть какая-то более глубокая теория, исключающая парадоксы квантовой механики и её приводящие в замешательство субъективные элементы», - считает Роджер Пенроуз².

«Частицы-волны>

Поведение тела очень малого размера не похоже ни на что, с чем мы повседневно сталкиваемся. Эти тела не ведут себя ни как частицы, ни как волны, ни как бильяардные шары или пули, ни как облака и т.п., - словом, они не похожи ни на что из того, что нам приходилось видеть. Именно потому, что их поведение не похоже на то, как ведут себя крупные тела, изучая их, приходится прибегать к различного рода абстракциям. В 1926-1927 гг. благодаря работам Шрёдингера, Гейзенберга, Дирака и Борна удалось в конце концов получить непротиворечивое описание поведения вещества атомных размеров.

Далее мы перечислим лишь с небольшими комментариями основные черты и главные парадоксы квантовой механики. В чём-то мы повторимся, но зато вес будет в одном месте.