Универсальный справочник 24 страница

Нас, мыслящих людей, сбивает с толку несоразмерность деталей нашего мира, невообразимостц непостижимость масштабов пространства, интервалов времени и вообще количества, и окончательно запутывает всеобщая взаимозависимость, нелинейность и относительность всех процессов и явлений. В космических масштабах времени разве можно назвать чем-то серьезным, стабильным, значимым этот мгновенный мираж, который зовётся человеческой жизнью, если не выходить на другой масштаб и не усматривать за этой чередой мимолётных событий некий гораздо более глубокий смысл и цель?!

Загадок нашего разума не становится меньше. Вот свидетельства нашей современницы, белорусской писательницы Светланы Алексиевич'⁴:

1.Свидетельство старого пчеловода: «26 апреля 1986 года. Утром я вышел в сад. Он был уже весь в цвету, совершенно белый, но я почувствовал, что мне чего-то не хватает. Обычных звуков. Затем я понял - я больше не слышал жужжание пчёл. Десятки пчелиных ульев под яблонями. Что же произошло? Я снял маску, чтобы удостовериться: в ульях пчелы были совершенно бесшумными. Они не вылетали, не жужжали. Они не вылетали на следующий день, ни через день... Две недели спустя нам сообщили, что как раз в эти время на Чернобыльской атомной электростанции, что в 30 км от нашей деревни, произошла авария».

2.По свидетельству пастухов, в полдень, когда стадо подошло к реке, коровы не захотели пить воду. Пастухи их толкали к воде, но они пятились назад...

3.Мальчишки собрались на рыбалку. Чтобы накопать червей, завернули на старую конюшню, где их всегда было много. «Мы копали и копали. Но не нашли ни одного земляного червя. Они все ушли глубоко в землю. Возможно, на целый метр»...

Это был день Чернобыльской катастрофы. Что связало воедино три описанных события? Кто из нас знает ответы на эти вопросы?

На этом мы временно закончим с философией и перейдём к выяснению физической стороны психофизических проявлений.

* Л *

Примечания к гл. 23:

l.Libet, В. 1985. Unconscious Cerebral Initiative and the Role of Conscious Will ia Voluntary Action. Behavioral and Brain Sciences 8~ 529-566.

2.Varela, /•'., Thompson, E., Rosen, E. 1991. The Embodied Mind: Cognitive Science and 1 luman Experience. Cambridge: MIT Press.

3.Гюытер Стент (Gunter Stent) — биолог из Калифорнийского университета в Беркли. The Coming of the Golden Age. Garden City. N.Y. Natural History Press 1969, The Paradoxes of Progress. San Francisco: W H. Freeman, ¡978.

4.Marcel, A. 1988. Phenomenal Experience and Functionalism. In: Marcel, A., Bisiach, E. eds. Consciousness in Contemporary Society. Oxford Clarendon Press pp. /21-158

5.Haber, R.N., Hershenson, M. 1965. The Effects of Repeated Brief exposures on the Growth of a Percept. Journal of Experimental Psychology 69: 40-46.

6.Dixon, N F. 1991. Hydrocephalus and Misapplied Competence Awkward evidence for and against. Behavioral and Brain Sciences 14 675-676.

7. Chalmers, IX The Conscious Mind. Oxford University Press, 1996.

8. Йога относится к числу старейших систем философии. Истоки её можно найти в Ведах, Упанишадах и других источниках. «Самакхья - философия дуалистического реализма. Она расчленяет всю вселенную на два фундаментальных принципа: Пуруши и пракрита, или Дух и первичную материю, Сознательную Энергию и бессознательную субеганцию. Отражение Пуруши в веществе ума порождает форму сознания, по-видимому, ограниченную телом, чувствами и умом. Это называется индивидуальной душой. Пуруши - Высочайшее Сознание; пракри! и - Высочайшая Природа, Сознание ire является творением материальных элементов. Чистое сознание трансцендептно и нематериально. В Самакхья-йоге сознание охватывает все стадии и все психологические уровни сознательности и бессознательности и выходит за их пределы» (B.C. Бойко. Йога: искусство коммуникации. - М.: Светоч, 2001. С. 473).

9. Gilbert, Ryle. The Concept of Mind. - London, 1949.

10.Hunt, H. 1995. On the Nature of Consciousness. Yale University Press: New Haven and London.

11.Морфогенетические поля рассматриваются современной наукой как теоретико-математические конструкции: а) векторные (градиентные) поля в пространстве, порождаемые развивающимися зачатками и определяющие их морфогенетическое движение в ближайший период развития; б) векторные поля в фазовом пространстве, имеющие зоны структурной устойчивости, разделённые неустойчивыми «прослойками», призванные дать возможно более общее и адекватное описание основных закономерностей морфогенеза, обобщающие данные о регуляционном, структурно-устойчивом характере развития организма и о зависимости судьбы его частей от положения в целом.

12.Привидения и другие паранормальные явления, как свидетельствует народная традиция, появляются в тех местах, где случались проявления вопиющей несправедливости и жестокости, насильственная смерть. И этому еегь

13.

вполне вразумительное объяснение: убийство человека - вызов природе, грубое нарушение некой Ьожественной программы.

С позиций термодинамики зарождение, рост и развитие организма плавно и мягко вписываются в окружающую среду, так как изменение (уменьшение) энтропии, сопровождающее процесс развития ребёнка в утробе матери и после его рождения, компенсируется возрастанием энтропии в окружающей среде за счёт потребления органической пищи, и среда не испытывает возмущений.

Иначе обстоит дело со смертью, особенно насильственной. Это событие сопровождается резким скачком энтропии, и это не может не отразился на окружающей среде. Возмущение сохраняется долго. Нет ли причинной связи подобного события с появлением в таких местах аномальных проявлений, привидений и другой «нечисти»? Скачок энтропии, как брошенный в воду камень, возмущает спокойный «энтропийный омут», вызывает волну. Волна убегает во все стороны, но не гасится, не найдя согласованного поглощения. Отражаясь многократно от неких препятствий, периодически возвращается обратно, интерферирует, вызывает всплеск энтропии в месте зарождения волны, пытаясь восстановить некий первоначальный энтропийный порядок, материализовать образ жертвы, что и находит отражение в сознании чувственных (родственных) натур в виде фантомов (привидений), теней и других материально неполноценных проявлений.

13, «Спящие» гены. Если взять за основу факт существования т.н. «спящих генов», составляющих, как сейчас полагают, до 90% генома человека, вырисовывается интересная гипотеза, объясняющая многие таинства природы, получают реальное наполнение многие библейские мифы...

Движение от простого к сложному, включение и развитие самосознания -следствие не случайных мутаций генов или самоорганизации материи и сознания, а дискретных, скачкообразных процессов, связанных с подключением спящих генов (свыше - от Бога, извне - под воздействием природных явлений, вследствие глубокой внутренней концентрации сознания и внутренних, жизненных сил и т.п.). Такое предположение подтверждается наблюдаемым в жизни аномально быстрым (скачкообразным), необъяснимым наукой, развитием человеческих способностей в результате механических, чаше электрических, травм, под действием гипноза, усилием йогов... Если стать на эту точку зрения, то проясняется конечная цель движения человечества, которая как раз и состоит в том, чтобы до конца раскрыть спящие гены, заложенные в геноме возможности.

Неоспоримым является факт, что в хромосомах не задействовано несоизмеримо большее количество наследственной информации, чем используется; активируются лишь определенные из них. Они-то и определяют паттерн организации особи, дифференцируют и сами клетки в их развитии, и их функции в жизнеобеспечении.

Загадка состоит в том, чтобы узнать, что открывает доступ и активирует гены в обычном режиме и что в экстремальных случаях, когда непонятным образом открываются пс свойственные человеку в обычном режиме функции и сверхъестественные способности.

Всё началось с Эдема... (притча). Первый человек, Л дам. живя в раю, имея неофаниченные возможности физического и духовного плана, возомнил себя вровень с Богом. За что и был наказан. Как в Библии написано? Трудом своим до конца дней своих будешь... находить пропитание... и постигать.. и т.д. Так сказал Господь и от ключил значительную часть генома, мощной Божественной программы, заложенной прежде в человеческую сущность. Так появились в геноме человека «спящие гены». «Радость моя, мы живём в переходную эпоху», - говорил Адам Еве по дороге из рая (У. Инге). С тех пор все развитие человечества, его прогресс, напрямую связано с тем, как идет процесс активации спящих генов у поколений, сменяющих друг друга в этом грешном мире. Процесс трудный, длительный и кропотливый, но... весьма ощутимый Правда, в современном мире люди отличаются своими способностями очень сильно. Это подтверждает и современная наука: у одних, к примеру, находят «спортивный» ген, у других его нет и т.д. Однако, как показывает опыт поколений, случаются и единичные случаи необъяснимого прогресса в этом деле. В результате травм, ударов молнии и других природных явлений в человеке пробуждаются необъяснимые способности к наукам, музыке, искусствам, дар предвидения и т.п. Побывав в состоянии клинической смерти, россиянин Вилли Мельников обрёл феноменальную способность к усвоению иностранных языков - овладел 102 языками. Известны также случаи, когда такие события связываются с видениями Божьей матери, святых...

А сейчас вспомните картину крещения Иисуса Христа. Воды реки Иордан, голубь с неба, Громовой голос с небес Благодать Божья сошла на сына Божьего, божественные силы и способности влились в пего

14. С Алексиевич. Новые маски зла // 11ародная воля. Минск. 2004. ] 8 июня.

Часть VII

ВОЛНЫ

Магнитное поле Земли.

Оно «с колыбели» защищает жизнь и направляет эволюцию.

Глава 24

Спектр волн

непозволительно долго задержались на выяснении природы сознания, разума, по на то есть причина. Проблема соотношения сознания и материи столь їагадочна и столь фундаментальна, что её хватит на всех, - пропасть огромная. Мы к этой теме ещё вернёмся, потому что именно в этом месте разорвана нить Ариадны, ведущая к Великой истине. В предыдущей части мы искали подходы на одной стороне пропасти, на стороне сознания, сейчас переберёмся на другую, на сторону материи, и постараемся навести мосты с этой стороны.

Ранее, во второй части книги, мы выяснили, к каким последствиям для живого приводит его пребывание в море электромагнитных волн и магнитных полей. Сейчас с теми, у кого не пропал интерес к исследованию проблемы жизни, двинемся дальше. Для укрепления Вашего духа поделюсь секретом успеха. Формула успеха, которую я в молодости для себя вывел, выглядит следующим образом:

УСПЕХ - УМЕНИЕ х УПОРСТВО + УДАЧА.

Систематизируем наши представления о волновых процессах и резонансах, попробуем более летально разобраться в их природе и многообразии проявлений. Нам предстоит выяснить, что в структуре материальных объектов чувствует электромагнитные волны, откликается на них, и какие у природы имеются механизмы для этих целей? Но начнём с самих волн.

Представление о механизме формирования волновых движений и основных параметрах волны можно получить на весьма простом примере, Возьмем в руку один конец длинного упругого шнура (струны), а второй оставим свободным. Поднимем и резко опустим руку. По шнуру побежит волна. Этот всплеск дойдёт до свободного конца и исчезнет. Вели будем периодически повторять движение рукой, мы сможем наблюдать непрерывную, так называемую бегущую волну. Нетрудно видеть, что по шнуру из конца в конец перемещается именно волна, а не частицы материала, из которого сделан шнур. С волной ассоциируется возбуждение среды, вызывающее явление волны, а не материаль-

ные частицы. Последние совершают лишь колебательные движения с определенной амплитудой относительно среднего положения. Волна характеризуется длиной, частотой и периодом колебаний. Длина волны колебания определяется как расстояние между точками максимума и минимума, а период - это время, за которое волна распространяется от точки максимума до точки минимума. Если одно такое колебание происходит в одну секунду, говорят, что частота колебаний - 1 Гц.

Если жёстко закрепить свободный конец шнура, то волна, дойдя до упора, начнёт двигаться в обратном направлении. Произойдёт сложение колебаний, распространяющихся в прямом и обратном направлениях. На тех участках, где направление колебаний шнура происходят в одном и том же направлении (например, вверх), волны складываются, а если в противоположном - вычитаются. И здесь произойдёт следующее. Если на расстоянии между точками закрепления шнура может уложиться целое число полуволн, колебания в прямом и обратном направлении будут совпадать, волна усилится и остановится в своём продольном движении. Мы будем наблюдать застывшую картину -«стоячую» волну с чётко выраженными гребнями и впадинами (максимумами и минимумами). Если более энергично трясти шнур, то бегущие волны станут короче, частота их следования увеличится, а на расстоянии между закреплёнными концами шнура сможет уложиться большее число таких волн. Очевидно, что частота колебаний связана с энергией. Бегущая волна переносит энергию, а стоячая - нет.

Для механических волновых движений (включая и звуковые волны) необходима «среда», ибо они суть возмущения параметров этой среды. Иначе обстоит дело с электромагнитными волнами.

Электромагнитные волны представляют собой взаимосвязанные изменения электрического и магнитного полей и могут распространяться в вакууме.

Наиболее загадочны гравитационные волны - порождение геометрии пространства-времени.

Все волновые процессы имеют колебательный характер, однако возможны и уединенные волны, импульсные возмущения (например, нервные импульсы), волновые пакеты, ударные волны, солнтоны и т.н. На формирование волновой каргины оказывает влияние такие явления, как дисперсия, диссипация и дифракция. Волновые движения всего сложного и разветвлённого семейства описываются однотипными уравнениями или соотношениями.

Простейшее волновое движение - бегущая гармоническая волна -представляет собой синусоидальные колебания, периодические как во времени, с периодом Г = 2я/со, так и в пространстве, с периодом

Л = 2лД (где к - волновой вектор). Две плоские гармонические волны 334

с одинаковыми амплитудами и частотами, распространяющиеся навстречу друг другу, образуют стоячую волну. Волновые движения малой амплитуды удовлетворяют принципу суперпозиции: две и более волн создают поле, равное сумме полей, а волны называются линейными. Эффект взаимного ослабления или увеличения поля называется интерференцией. Важный частный случай - суперпозиция гармонических волн одинаковых частот. Такие волны относятся к когерентным.

В природе и технике часто возникают волны в виде набора синусоидальных цугов или одиночных импульсов со случайно меняющимися амплитудами и фазами. Если фазы различных волн никак не связаны между собой, то такие волны считаются некогерентными. В этом случае явление интерференции не проявляется; при наложении друг на друга таких сигналов складываются средние квадраты их амплитуд (мощностей). Типичный пример - тепловое излучение тел: от ламп накаливания до космических источников (Солнца).

Когда свойства волн начинают зависеть от амплитуды, волна становится нелинейной. При этом теряет применимость принцип суперпозиции - поля от независимых источников перестают существовать независимо и при совместном возбуждении уже не ведут себя как аддитивные (складывающиеся) величины. В нелинейном режиме гармонические волны взаимодействуют, обмениваются энергией и порождают волны на других частотах. В частности, возмущение на частоте ю может привести к появлению более высоких гармоник на частотах 2о>, 3(о и т.д. Энергия колебаний как бы «перекачивается» вверх по спектру. Эффективность этого процесса зависит от дисперсионных свойств системы и может быть велика даже при очень слабой нелинейности. В нелинейных системах могут иметь место такие явления, как ударные волны, солитоны, волновые пучки, самофокусировка волн. В активных средах, способных снабжать волны энергией, наблюдается также усиление и генерация волн.

Волны электромагнитные

Радиоволны, видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи... - это те виды излучений электромагнитной природы, с которыми мы сталкиваемся постоянно в нашей жизни. Человеческому глазу доступен лишь очень и очень узкий диапазон электромагнитных волн; он - наше окошко в мир. Океан волн вокруг нас огромен как в одну, так и в другую сторону от этого «окошка».

На рис. 8 приведена шкала практически всех известных излучений, указаны естественные процессы, ответственные за их происхождение. Рис. 9 иллюстрирует процесс формирования свободной электромагнитной волны в электрическом колебательном контуре.

Строгое научное обоснование электромагнетизма заложено в уравнениях Джеймса Максвелла. В соответствии с волновой теорией, все эти виды излучения имеют одну природу и представляют собой взаимосвязанные колебания напряжённости электрического и магнитного полей. Синусоидальные колебания электрической и магнитной составляющих волны происходят синфазно под углом 90° в плоскости, перпендикулярной направлению распространения излучения. Разнятся электромагнитные волны лишь длиной X (или частотой V) и, следовательно, энергией Ну.

Нужно было иметь поистине гениальное воображение и смелость, чтобы увязать, казалось бы, совершенно разные процессы в простых, гармонично связанных и подчиняющихся законам симметрии, уравнениях. Вот впечатления современников.

Лорд Кельвин: «Я могу сказать об этом только одно. Я не думаю, что это допустимо».

Анри Пуанкаре: «Чувство неловкости, даже недоверия, которое смешивалось с восхищением». Через 23 года выводы теории Максвелла были блестяще подтверждены экспериментами Генриха Герца.

Волны вероятности

Едва учёный мир смирился с электромагнитной природой волны, как последовали новые потрясения. «Все тела при температуре выше абсолютного нуля (-273 °С) излучают в широком диапазоне частот», -заявил Макс Плянк в (900 году и объяснил это тем, что в твёрдом теле имеется множество осцилляторов (атомов, молекул), настроенных на определённую частоту. Но самым невероятным было другое. М. План к установил, что излучатель не может обмениваться со своим окружением порциями энергии любой величины, а лишь определенными количествами энергии - квантами. Понять это и согласиться с таким утверждением было трудно. Так что же всё-таки: волна или частица? Споры не утихают ло сих пор. В честь учёного минимальную порцию волновой энергии, представляющую собой коэффициент пропорциональности между частотой и энергией, назвали постоянной Планка (И). С тех пор излучение принято представлять в квантовой электродинамике в виде энергетических пакетов (hv), называемых фотонами. Скорость распространения фотонов в вакууме составляет 3-10"м/с. Энергия фотона тем больше, чем выше частота излучения. Отсюда следует дискретный, квантованный характер энергетических состояний - у систем, генерирующих и поглощающих излучение, -уровней энергии, линейчатый характер спектров.

Квант Планка не только дал старт новой серьёзной теории - квантовая механика как истинное знание утвердилась на огромном пространстве материального мира, размеры которого простираются на 24 порядка, - но и послужил отправной точкой для серьёзных подвижек в осмыслении мироздания. Квантование, в совокупности с другими неразгаданными константами, такими как заряд электрона, скорость света, гравитационная постоянная, а также принципом неопределённости Гсйзенберга, определяющим границы познания, принципом запрета Паули, устанавливающим начало физического порядка, связанные незыблемыми законами сохранения энергии и момента количества движения, - выглядят проявлениями какой-то более тонкой паутины, канвы, взаимосвязи и всеобщей закономерности, определяющей и унифицирующей все явления в мироздании, и наводят на мысль о существовании более Высоких, возможно Космических, Законов.

Кванты-фотоны во многом похожи на частицы (корпускулы) — они обладают определённой энергией и импульсом, взаимодействуют с веществом как целое. А как же быть с хорошо известными волновыми свойствами электромагнитного излучения, которые проявляются в явлениях дифракции и интерференции света? В 1924 г. Луи де Бройль пришел к выводу, что корпускулярно-волновой дуализм двойственность поведения - присущ всем без исключения видам материи: электронам, атомам, молекулам и т.д., причем количественные соотношения между волновыми и корпускулярными свойствами те же, что и установленные ранее для фотонов. Например, для электронов с энергией от 1 эВ до 10 эВ длины волн лежат в пределах от 10 ангстрем до 0,1 ангстрем (1 ангстрем = 10"^|0м), т.е. в интервале длин волн рентгеновского излучения, а значит, волновые свойства электронов должны проявляться при рассеянии на кристаллах, на которых наблюдается дифракция рентгеновских лучей. Идея де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме микрочастиц, подтверждённая опытами, принципиально изменила представление об облике микромира.

Поскольку всем микрообъектам (по традиции за ними сохраняется термин «частицы») присуши и корпускулярные, и волновые свойства, то, очевидно, любую из них нельзя считать ни частицей, ни волной в классическом понимании этих слов. Возникла потребность в такой теории, в которой волновые и корпускулярные свойства материи выступали бы как взаимно дополняющие друг друга. В основу такой теории - квантовой механики - и легла концепция де Бройля.

В 1926 г. Макс Борн облёк её в более замысловатую форму. Он высказал идею о том, что волновым законам подчиняется величина, описывающая состояние частицы. Она была названа волновой функцией. Квадрат модуля этой функции определяет вероятность нахождения частицы в различных точках пространства в разные моменты времени. Так математическая абстракция Борна привела к вероятностной интерпретации волновых проявлений микрообъектов.

Когда частица попадает в ограниченный объем пространства, она реагирует на это ограничение особым способом - начинает усиленно двигаться, и чем значительнее ограничение, тем выше скорость. Такая картина наблюдается в атоме, где взаимодействуют два вида сил противоположного характера. С одной стороны, электрические силы очень прочно привязывают электрон к ядру, стремясь сблизить их. С другой стороны, электрон реагирует на это ограничение увеличением своей скорости: чем сильнее притяжение ядра, тем выше скорость - она может достигать 1000 км/сек. Вследствие этого атом воспринимается как жёсткая, непроницаемая среда, подобно тому, как вращающийся пропеллер выглядит как диск. Притяжение ядра и скоростное противодействие этому электронов идеально уравновешены в атоме. Тем не менее орбиты электронов, в силу их волновой природы, значительно отличаются от орбит планет Солнечной системы. Мы должны представить себе не частицы, вращающиеся вокруг ядра, а вероятностные волны, распределённые по орбитам. На орбитах эти электронные волны фор

мируют замкнутые паттерны т.н. стоячих волн. Эти паттерны возникают всегда, когда волны ограничены конечным пространством. В случае электронов внутри атома это означает, что они могут существовать только на определённых орбитах, имеющих соответствующую конфигурацию относительно ядра. При нормальных условиях электрон всегда будет на нижней орбите - стационарное состояние атома. Оттуда электрон, получив необходимое количество энергии извне, может перескочить на более высокие орбиты, и тогда говорят, что атом находится в возбуждённом состоянии, из которого может вновь перейти в стационарное, испустив избыточное количество энергии в виде фотона или кванта электромагнитного излучения. Состояние атома однозначно описывается набором квантовых чисел, обозначающих местонахождение и форму электронных орбит.

Световая волна, звуковая волна, колебания струны гитары, волны на поверхности воды могут быть описаны одними и теми же формулами. Волновые свойства любой линейной однородной среды (системы) полностью характеризуются законом дисперсии или дисперсионным уравнением. Квантовая теория пользуется ими же для описания волн, связанных с частицами. Однако в этом случае волны имеют гораздо более абстрактный характер. Волны, связанные с частицами, -это не «настоящие» трёхмерные волны, как, например, на поверхности воды или звуковые колебания, а «вероятностные волны» - абстрактные математические величины, выражающие вероятность существования частиц в тех или иных точках с теми или иными характеристиками. Будучи вероятностным паттерном, частица может существовать в разных точках и, таким образом, представляет собой странную разновидность физической реальности, нечто среднее между существованием и несуществованием. Частица не находится в определенной точке и не отсутствует там, она не перемещается и не покоится. Изменяется только вероятностный паттерн, т.е. тенденция частицы существовать в определённых точках. Вероятностное описание реальности, скачкообразное переключение атомов с одного квантового состояния в другое - вот лишь некоторые черты необычной для микромира атомной действительности.

Структурная организация материи, упорядоченность мира тесно связаны со степенью его постоянства. Тот фундаментальный факт, что тело в отсутствие внешней приложенной силы будет двигаться прямолинейно и равномерно, является воплощением закона инерции. Откуда телу известно, по какой траектории ему следует двигаться? Каким образом возникает эта прямая линия? Каким образом реализуется это чудо, столь важное для упорядочения мира? Оказывается, причина также

обусловлена квантовыми эффектами, в частности волновой природой микрочастиц. Квантовый эффект состоит в том, что частица, например электрон, как бы пробует все возможные пути, соединяющие точку отправления с точкой прибытия. Вероятностные волны, распространяющиеся по криволинейной траектории, гасят друг друга в результате интерференции. Единственная траектория, на которой этого не происходит, - та, по которой волны приходят в фазе и, следовательно, не гасят, а усиливают друг друга. Строго говоря, усиление происходит только вдоль прямолинейной траектории. Поэтому наиболее вероятно, что частица следует по кратчайшему из возможных путей. Подобная общность принципов, лежащая в основе движения волн и частиц, наводит на мысль о том, что движению в природе присуща глубокая гармония. В определённом смысле световой луч и материальное тело следуют наиболее лёгким из всех возможных путей, - это «принцип лености».

Основная сила, действующая в мире атомов, хорошо известна и в макроскопическом мире. Это электрическая сила притяжения, действующая между положительно заряженными ядрами и отрицательно заряженными электронами. Взаимодействие этой силы с электронными волнами порождает огромное количество разнообразных явлений и структур, которые окружают нас. Именно оно отвечает за все химические реакции и за образование молекул - соединений, состоящих из нескольких атомов, связанных силами взаимного притяжения. Таким образом, взаимодействие электронов с ядром лежит в основе существования всех твёрдых тел, жидкостей и газов, а также живых организмов и биологических процессов, т.е. жизнедеятельности. Без гравитации, как показали космические эксперименты, живые организмы сносно существуют, без электромагнетизма - развалятся.

Многие поразительные свойства материи обусловлены волновой природой электронов и др. частиц. Твёрдая, по нашим ощущениям, материя состоит почти из пустого пространства, если рассматривать с точки зрения распределения массы в атомах. Можно представить себе удивление Э. Резерфорда, который первым обнаружил такое. Тонкий сплошной лист из золота оказался прозрачным для пучка «--частиц (ядер гелия). Через экран проходили почти все частицы, и лишь одна из 10000 испытывала отклонение или отражение.

Итак, волна - это периодический колебательный паттерн в пространстве и времени. В квантовой теории речь идёт о волне вероятности, и таким образом теория связывает свойства вероятностной волны со свойствами соответствующей частицы, соотнося амплитуду в определённой точке с вероятностью существования в этой точке частицы. Если амплитуда большая, то велика и вероятность того, что частица находится в этой точке; если нет, то вероятность эта мала. Волна, распространяющаяся в пространстве, - неограниченная бегущая волна с постоянной амплитудой - даёт мало информации о местонахождении частицы. Частица может находиться в любой точке вдоль волны с одинаковой вероятностью. Волнообразность сама по себе есть проявление частицы. В случае атома вероятностная картина ограничена. Этому условию удовлетворяет волновой паттерн, ограниченный пределами некоторой области и называемый волновым пакетом. Такой волновой пакет состоит из большого числа волн различной длины, которые, интерферируя, уничтожают друг друга вне некоторой области и образуют колебательный паттерн внутри этой области, где амплитуда, а следовательно, и вероятность отличны от нуля. Протяженность пакета является мерилом неопределённости местонахождения частицы. Такой пакет не имеет определённой длины волны; существует некий разброс длин волн: чем короче пакет, тем разброс значительнее. Это обстоятельство вытекает из свойств обычных волн и не имеет отношения к квантовой теории. Квантовая теория начинает действовать тогда, когда мы связываем длину волны с импульсом соответствующей частоты. Однако на этом примере наиболее наглядно можно пояснить фундаментальный принцип неопределённости. Если волновой пакет не имеет точно определённой длины волны, то частица не имеет точно определённого импульса. Это приводит к тому, что нельзя определить не только точное местонахождение частицы в пределах длины пакета, но и точный импульс частицы (последнее обусловлено разбросом длин волн). Две неопределённости связаны друг с другом, так как разброс длины волны (т.е. неопределённость импульса) зависит от протяженности волнового пакета, т.е. от неопределённости местонахождения. Если мы захотим более точно определить местонахождение частицы (сократить протяженность её волнового пакета), это приведёт к увеличению разброса длин волн, а следовательно, и к увеличению неопределённости импульса частицы.