Квантово-полевая картина мира

Квантово-полевая  картина мира 
 
2. В основе современной квантово-полевой картины мира лежит новая физическая теория — квантовая механика, описывающая состояние и движение микрообъектов материального мира. 
 
Квантовой механикой называют теорию, устанавливающую способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем, а также связь величин, характеризующих частицы и системы, с физическими величинами, непосредственно измеряемыми опытным путем. 
 
Законы квантовой механики составляют фундамент изучения строения вещества. Они позволяют выяснить строение атомов, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов, изучить свойства элементарных частиц. 
 
Поскольку свойства макроскопических тел определяются движением и взаимодействием частиц, из которых они состоят, то законы квантовой механики лежат в основе понимания большинства макроскопических явлений.

 
3. Разработка квантовой механики относится к началу XX в. 
 
Впервые представления о кванте высказал в 1900 г. М. Планк в процессе исследования теплового излучения тел. Своими исследованиями он продемонстрировал, что излучение энергии происходит определенными порциями — квантами, энергия которых зависит от частоты световой волны. Эксперименты Планка привели к признанию двойственного характера света, который обладает одновременно и корпускулярными, и волновыми свойствами, представляя собой диалектическое единство этих противоположностей.  
 
В 1924 г. французский физик Л. де Бройль выдвинул гипотезу, что корпускулярно-волновой дуализм имеет универсальный характер, т.е. все частицы вещества обладают волновыми свойствами. Позднее эта идея была подтверждена, и принцип корпускулярно-волнового дуализма был распространен на все процессы движения в микромире. 

Н. Бор применил идею квантования энергии к теории строения атома. Он предположил, что электрон не испускает квантов. Излучение происходит лишь при переходе электрона с одного уровня энергии на другой, с меньшей энергией. В момент перехода и рождается квант излучения.

 
 
4. В соответствии с квантово-полевой картиной мира:

• любой микрообъект не имеет определенной траектории движения и не может иметь определенных координат и скорости
• относительность пространства-времени приводит к неопределенности координат и скорости в данный момент, к отсутствию траектории движения микрообъекта
• поведение каждой микрочастицы подчиняется не динамическим, а статистическим законам.

 
 
Таким образом, материя двулика: она  обладает и корпускулярными, и волновыми  свойствами, которые проявляются  в зависимости от условий. Отсюда общая картина реальности в квантово-полевой  картине мира становится двуплановой: с одной стороны, в нее входят характеристики исследуемого объекта, а с другой — условия наблюдения, от которых зависит определенность этих характеристик. Это означает, что картина реальности в современной физике является не только картиной объекта, но и картиной процесса его познания. 
 
5. Ушли в прошлое представления о неизменности материи и возможности достичь конечного предела ее делимости. Сегодня материя рассматривается с точки зрения корпускулярно-волнового дуализма. Одной из основных особенностей элементарных частиц является их универсальная взаимозависимость. В современной физике основным материальным объектом является квантовое поле, переход его из одного состояния в другое меняет число частиц. 
 
Кардинально меняется представление о движении, которое становится лишь частным случаем фундаментальных физических взаимодействий. Известно четыре вида фундаментальных физических взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое. Все они описываются на основе современного принципа близкодействия. 
Окончательно утверждаются представления об относительности пространства и времени, их зависимости от материи. Пространство и время перестают быть независимыми друг от друга и согласно теории относительности сливаются в едином четырехмерном пространстве-времени, которое не существует вне материальных тел. 
 
6. Спецификой квантово-полевых представлений о закономерности и причинности является то, что они всегда выступают в вероятностной форме. Они соответствуют более глубокому уровню познания природных закономерностей. Таким образом, оказалось, что в основе нашего мира лежит случайность, вероятность. 
 
Также новая картина мира впервые включила в себя наблюдателя, от присутствия которого зависели получаемые результаты исследований. Более того, был сформулирован так называемый антропныи принцип, который утверждает, что наш мир таков, каков он есть, только благодаря существованию человека. Отныне появление человека считается закономерным результатом эволюции Вселенной.