отражающие вероятность обнаружения частицы в данное время и в данном месте. Квантовая физика таким образом предложила научную модель вселенной, резко контрастирующую с моделью классической физики. На субатомном уровне мир твердых материальных тел распался на сложную картину волн вероятности. Более того, тщательный анализ процесса наблюдения показал, что субатомные частицы не имеют смысла как отдельные сущности; их можно понять только как взаимосвязи между подготовкой эксперимента и последующими измерениями. Поэтому волны вероятности представляют собой в конечном счете не вероятности конкретных вещей, а вероятности взаимосвязей.
Исследование субатомного мира не закончилось открытием атомных ядер и электронов. Сначала атомная модель была расширена до трех «элементарных частиц» – протона, нейтрона и электрона. По мере совершенствования техники эксперимента и создания новых приборов число частиц продолжало расти, в настоящее время они исчисляются сотнями. В ходе экспериментов стало ясно, что завершенная теория субатомных явлений должна включать не только квантовую физику, но и теорию относительности, так как скорость частиц часто близка к скорости света. Согласно Эйнштейну, масса никак не связана с веществом, а является формой энергии; их соотношение выражено в его знаменитом уравнении: Е = мс2. Потрясающим следствием теории относительности явилось экспериментальное подтверждение того, что материальные частицы могут создаваться из чистой энергии и опять превращаться в чистую энергию при обратном процессе. Теория относительности коренным образом повлияла не только на концепцию частиц, но и на картину силовых взаимодействий между ними. Взаимное притяжение и отталкивание частиц при релятивистском описании рассматривается как обмен другими частицами. Следовательно, истоком силы и материи теперь считаются динамические паттерны, называемые частицами. Известные в настоящее время частицы не могут подвергаться дальнейшему делению. В физике высоких энергий, где используются процессы столкновения, материя может делиться многократно, но не на более мелкие части; осколки являются частицами, созданными из энергии процесса столкновения. Субатомные частицы являются, таким образом, разрушимыми и неразрушимыми одновременно.
Теория поля справилась с классическим различением материальных частиц и пустоты. Согласно теории гравитации Эйнштейна и теории квантовых полей, частицы неотделимы от пространства, которое их окружает. Они представляют собой не что иное, как сгущение непрерывного поля, присутствующего во всем пространстве. Теория поля предполагает, что частицы могут спонтанно возникать из пустоты и снова исчезать в ней.
Открытие динамического качества «физического вакуума» является одним из самых важных в современной физике. Вакуум находится в состоянии пустоты, ничтожности, и тем не менее потенциально он содержит все формы мира частиц13.
Обзор
