Uvod

U 20. veku Prirodna nauka se razvijala neverovatno brzim tempom, koji je bio određen potrebama prakse. Industrija je zahtijevala nove tehnologije na kojima su se zasnivale prirodna nauka znanje.

Prirodna nauka je nauka o pojavama i zakonima prirode. Savremena prirodna nauka uključuje mnoge grane prirodnih nauka: fiziku, hemiju, biologiju, fizička hemija, biofiziku, biohemiju, geohemiju itd. Pokriva širok spektar pitanja o različitim svojstvima prirodnih objekata, koji se mogu posmatrati kao jedinstvena celina.

Ogromno razgranato drvo prirodne nauke polako je izraslo iz prirodne filozofije - filozofije prirode, što je spekulativno tumačenje prirodne pojave i procesi. Progresivni razvoj eksperimentalne prirodne nauke doveo je do postepenog razvoja prirodne filozofije u prirodoslovno znanje, a kao rezultat - fenomenalna dostignuća u svim oblastima nauke, a pre svega u prirodnim naukama, kojima je proteklo 20. stoljeće bilo tako bogato. .

Fizika - mikrosvet, makrosvet, megasvet

U dubinama prirodne filozofije nastala je fizika - nauka o prirodi, koja proučava najjednostavnije i istovremeno najviše opšta svojstva materijalnog sveta.

Fizika je osnova prirodne nauke. U skladu sa raznovrsnošću proučavanih oblika materije i njenog kretanja, dijeli se na fiziku elementarnih čestica, nuklearnu fiziku, fiziku plazme itd. Uvodi nas u najopćenitije zakone prirode koji upravljaju tijekovima procesa u svijetu koji nas okružuje. nas i u Univerzumu u celini.

Cilj fizike je pronaći opšte zakone prirode i na njihovoj osnovi objasniti specifične procese. Kako su se kretali ka ovom cilju, pred naučnicima se postepeno pojavila veličanstvena i složena slika jedinstva prirode.

Svijet nije skup raznorodnih događaja nezavisnih jedan od drugog, već raznolikih i brojnih manifestacija jedne cjeline.

Microworld. Godine 1900 Njemački fizičar Max Planck predložio je potpuno novi pristup - kvantni, zasnovan na diskretnom konceptu. Prvi je uveo kvantnu hipotezu i ušao u istoriju razvoja fizike kao jedan od osnivača kvantna teorija. Uvođenjem kvantnog koncepta počinje faza moderna fizika, uključujući ne samo kvantne, već i klasične koncepte.

Na osnovu kvantne mehanike objašnjavaju se mnogi mikroprocesi koji se dešavaju unutar atoma, jezgra i elementarnih čestica - pojavile su se nove grane moderne fizike: kvantna elektrodinamika, kvantna teorija solidan, kvantna optika i mnoge druge.

U prvim decenijama 20. veka. istraživao radioaktivnost, i iznesene su ideje o strukturi atomsko jezgro.

Godine 1938 došlo je do važnog otkrića: otkrili su njemački radiohemičari O. Hahn i F. Strassmann fisije jezgara uranijuma kada je zračen neutronima. Ovo otkriće doprinijelo je brzom razvoju nuklearna fizika, stvaranje nuklearnog oružja I rođenje nuklearne energije.

Jedno od najvećih dostignuća u fizici 20. veka. - ovo je, naravno, stvoreno 1947. godine. tranzistor istaknuti američki fizičari D. Bardeen, W. Brattain i W. Shockley.

Sa razvojem fizike poluprovodnika i stvaranjem tranzistora, nova tehnologija- poluvodič, a sa njim i perspektivna grana prirodnih nauka koja se brzo razvija - mikroelektronika.

Ideje o atomima i njihovoj strukturi radikalno su se promijenile u posljednjih stotinu godina. Krajem 19. - početkom 20. vijeka. U fizici su napravljena izvanredna otkrića koja su uništila prethodne ideje o strukturi materije.

Otkriće elektrona (1897), zatim protona, fotona i neutrona pokazalo je da atom ima složenu strukturu. Proučavanje strukture atoma postaje najvažniji zadatak fizike XX veka. Nakon otkrića elektrona, protona, fotona i, konačno, 1932. godine, neutrona, ustanovljeno je postojanje velikog broja novih elementarnih čestica.

Uključujući: pozitron, (elektronska antičestica); mezoni su nestabilne mikročestice; razne vrste hiperona - nestabilne mikročestice čija je masa veća od mase neutrona; rezonancije čestica koje imaju izuzetno kratko vrijemeživotni vijek (oko 10 -22 -10 -24 s); neutrino - stabilan, nema električni nabojčestica gotovo nevjerovatne propusnosti; antineutrino - antičestica neutrina, koja se od neutrina razlikuje po predznaku leptonskog naboja itd.

Elementarne čestice se trenutno obično dijele u sljedeće klase:

• 1. Fotoni - elektro kvanti magnetsko polje, čestice sa nultom masom mirovanja, nemaju jake i slabe interakcije, već učestvuju u elektromagnetnoj.
• 2. Leptoni (od grčkog leptos - svjetlost), koji uključuju elektrone, neutrine; svi oni nemaju jaku interakciju, ali učestvuju u slaboj interakciji, a oni sa električnim nabojem takođe učestvuju u elektromagnetnoj interakciji.
• 3. Mezoni su nestabilne čestice u jakoj interakciji.
• 4. Barioni (od grčkog barys - težak), koji uključuju nukleone (nestabilne čestice čija je masa veća od mase neutrona), hiperone i mnoge rezonancije.
• 5. Oko 1963-1964. godine pojavila se hipoteza o postojanju kvarkova - čestica koje čine barione i mezone, koji su u jakoj interakciji i po ovom svojstvu su ujedinjeni pod zajedničkim imenom hadroni.
• 6. Kvarkovi imaju vrlo neobična svojstva: imaju delimične električne naboje, što nije tipično za druge mikročestice, i, očigledno, ne mogu postojati u slobodnom, neisparljivom okruženju. vezana forma. Broj različitih kvarkova, koji se međusobno razlikuju po veličini i znaku električnog naboja i nekim drugim karakteristikama, već dostiže nekoliko desetina.

Megaworld. Teorija velikog praska. Godine 1946-1948. G. Gamow je razvio teoriju vrućeg svemira (model Velikog praska). Prema ovom modelu, cijeli Univerzum prije 15 milijardi godina (prema drugim procjenama, 18 milijardi godina) bio je sabijen u tačku sa beskonačno velikom gustinom (ne manje od 10 93 g/cm 3). Ovo stanje se zove singularnost, zakoni fizike nije primjenjivo.

Razlozi za nastanak takvog stanja i priroda prisustva materije u ovom stanju ostaju nejasni. Pokazalo se da je ovo stanje nestabilno, što je rezultiralo eksplozijom i naglim prijelazom u svemir koji se širi.

U trenutku Velikog praska, Univerzum se trenutno zagrijao do veoma visoke temperature od više od 10 28 K. Već 10 -4 s nakon Velikog praska, gustina u Univerzumu pada na 10 14 g/cm 3 . Sa takvima visoke temperature(iznad temperature centra najtoplije zvijezde) postoje molekuli, atomi, pa čak i atomska jezgra ne mogu.

Materija Univerzuma je bila u obliku elementarnih čestica, među kojima su dominirali elektroni, pozitroni, neutrini, fotoni, kao i protoni i neutroni u relativno malim količinama. Gustina materije Univerzuma 0,01 sekundu nakon eksplozije, uprkos veoma visokoj temperaturi, bila je ogromna: 4000 miliona puta veća od one u vodi.

Na kraju prve tri minute nakon eksplozije, temperatura supstance Univerzuma, koja se neprekidno smanjuje, dostigla je milijardu stepeni (10 9 K). Gustoća tvari se također smanjila, ali je i dalje bila blizu gustine vode. Na ovoj, iako vrlo visokoj temperaturi, atomska jezgra su počele da se formiraju, posebno jezgra teških vodonika (deuterijum) i jezgra helijuma.

Međutim, materija Univerzuma na kraju prve tri minute sastojala se uglavnom od fotona, neutrina i antineutrina. Tek nakon nekoliko stotina hiljada godina počeli su da se formiraju atomi, uglavnom vodonik i helijum.

Gravitacijske sile su pretvorile plin u grudve, koje su postale materijal za nastanak galaksija i zvijezda.

Tako je fizika 20. veka davala sve dublje opravdanje za ideju razvoja.

Macroworld. U makrofizici se dostignuća mogu razlikovati u tri pravca: u oblasti elektronike (mikrokrugovi), u oblasti stvaranja laseri i njihove primjene, područja visokotemperaturne supravodljivosti.

Riječ "laser" je skraćenica engleska fraza“Pojačavanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja”, prevedeno kao pojačanje svjetlosti kao rezultat stimulirane (inducirane) emisije . Hipotezu o postojanju stimuliranog zračenja iznio je 1917. Ajnštajn.

Sovjetski naučnici N.G. Basov i A.M. Prokhorov i, nezavisno od njih, američki fizičar Charles Townes koristili su fenomen stimulirane emisije za stvaranje mikrovalnog generatora radio valova s ​​talasnom dužinom = 1,27 cm.

Prvi kvantni generator bio je rubin čvrsto stanje laser. Također kreirano: plin, poluvodič, tekućina, plinodinamički, prsten (putujući talas).

Laseri su bili široko rasprostranjeni aplikacija u nauci - glavno oruđe u nelinearna optika , kada su supstance prozirne ili ne za tok obične svjetlosti, njihova svojstva se mijenjaju na suprotna.

Laseri su omogućili implementaciju nove metode za dobijanje volumetrijskih i kolor slika, nazvane holografija, koje se široko koriste u medicini, posebno u oftalmologiji, kirurgiji i onkologiji, sposobne da stvore malu mrlju zbog svoje visoke monokromatičnosti i usmjerenosti.

Laserska obrada metala. Mogućnost dobijanja svetlosnih snopova velike snage do 10 12 -10 16 pomoću lasera W/cm 2 pri fokusiranju zračenja u tačku prečnika do 10-100 µmčini laser moćnim alatom za obradu optički neprozirnih materijala koji su nedostupni za obradu konvencionalnim metodama (gasno i lučno zavarivanje).

To omogućava nove tehnološke operacije, npr. bušenje Veoma uski kanali u vatrostalnim materijalima, razne operacije u proizvodnji filmskih mikro krugova, kao i povećanje brzine obrada detalji.

At bušenje rupa u dijamantskim točkovima skraćuje vreme obrade jednog točka sa 2-3 dana na 2 minuta.

Laseri se najviše koriste u mikroelektronici, gdje je to poželjno zavarivanje veze, ne lemljenje.

Fizika mikrosvijeta

Strukturni nivoi materije u fizici

(ubaci sliku)

Strukturni nivoi supstanci u mikrokosmosu

Molekularni nivo- nivo molekularne strukture supstanci. Molekula – jedinstveni kvantno-mehanički sistem koji objedinjuje atome

Atomski nivo- nivo atomska struktura supstance.

Atom – strukturni element mikrokosmosa, koji se sastoji od jezgra i elektronske ljuske.

Nivo nukleona- nivo jezgra i čestica njegovih komponenti.

Nukleon – opšti naziv za proton i neutron, koji su komponente atomskih jezgara.

Quark nivo- nivo elementarnih čestica – kvarkova i leptona

Atomska struktura

Veličine atoma su reda veličine 10-10 m.

Veličine atomskih jezgara svih elemenata su oko 10-15 m, što je desetine hiljada puta manje od veličine atoma

Jezgro atoma je pozitivno, a elektroni koji rotiraju oko jezgre nose sa sobom negativan električni naboj. Pozitivan nuklearni naboj jednak zbiru negativni naboji elektrona. Atom je električno neutralan.

Rutherfordov planetarni model atoma . (ubaci sliku)

Prikazane su kružne orbite četiri elektrona.

Elektrone u orbitama drže sile električne privlačnosti između njih i jezgra atoma

Elektron ne može biti u istom energetskom stanju. U elektronskoj ljusci elektroni su raspoređeni u slojevima. Svaka ljuska sadrži određenu količinu: u prvom sloju najbližem jezgru - 2, u drugom - 8, u trećem - 18, u četvrtom - 32, itd. Nakon drugog sloja, orbite elektrona se računaju u podslojeve .

Energetski nivoi atoma i konvencionalni prikaz procesa apsorpcije i emisije fotona (vidi sliku)

Prilikom prelaska sa niskog energetskog nivoa na viši energetski nivo, atom apsorbuje energiju (kvant energije) jednaku energetskoj razlici između prelaza. Atom emituje kvantum energije ako elektron u atomu prijeđe s višeg energetskog nivoa na niži (prijelazi naglo).

Opća klasifikacija elementarnih čestica

Elementarne čestice- to su nerazgradive čestice čija unutrašnja struktura nije kombinacija drugih slobodnih čestica, nisu atomi ili atomska jezgra, osim protona

Klasifikacija

Fotoni

Elektroni

• Barioni

Neutron

Osnovne karakteristike elementarnih čestica

Težina

leptoni (svjetlo)

mezoni (srednji)

barioni (teški)

Životni vijek

stabilan

Kvazistabilan (raspada pod slabim i elektromagnetnim interakcijama)

Rezonancije (nestabilne kratkotrajne čestice koje se raspadaju zbog jakih interakcija)

Interakcije u mikrokosmosu

Jaka interakcija pruža jaka veza i neutroni u jezgrima atoma, kvarkovi u nukleonima

Elektromagnetna interakcija obezbeđuje vezu između elektrona i jezgara, atoma u molekulima

Slaba interakcija pruža prelaz između različite vrste kvarkovi, posebno, određuju raspad neutrona, izazivaju međusobne prijelaze između različitih vrsta leptona

Gravitaciona interakcija u mikrokosmosu na udaljenosti od 10-13 cm ne može se zanemariti, međutim na udaljenostima reda 10-33 cm počinju se pojavljivati ​​posebna svojstva fizičkog vakuuma - virtualne superteške čestice okružuju se gravitacijskim poljem koje iskrivljuje geometriju prostora

Karakteristike interakcije elementarnih čestica

Vrsta interakcije	Relativni intenzitet	Raspon cm	Čestice između kojih dolazi do interakcije	Čestice su nosioci interakcije
				Ime	Mass GeV
Jaka			Hadroni (neutroni, protoni, mezoni)	Gluoni
Elektromagnetski			Sva električno nabijena tijela i čestice	Photon
Slabo			Sve elementarne čestice osim fotona	Vektorske obozone W + , W - , Z 0
Gravitacijski			Sve čestice	Gravitoni (hipotetski čestice)

Strukturni nivoi organizacije materije (polje)

Polje

Gravitacioni (kvanta – gravitoni)

Elektromagnetski (kvanta - fotoni)

Nuklearna (kvanta - mezoni)

Elektronski pozitivno (kvantni – elektroni, pozitroni)

Strukturni nivoi organizacije materije (materija i polje)

Materija i polje su različiti

Masom mirovanja

Prema obrascima kretanja

Po stepenu propusnosti

Po stepenu koncentracije mase i energije

Kao čestice i talasni entiteti

Opšti zaključak : razlika između supstanci i polja ispravno karakterizira stvarni svijet u makroskopskoj aproksimaciji. Ova razlika nije apsolutna, a pri prelasku na mikro-objekte njena relativnost se jasno otkriva. U mikrokosmosu, koncepti „čestica“ (materija) i „talasa“ (polja) djeluju kao dodatne karakteristike koje izražavaju unutrašnju nedosljednost suštine mikroobjekata.

Kvarkovi su komponente elementarnih čestica

Svi kvarkovi imaju delimični električni naboj. Kvarkovi su karakterizirani neobičnost, šarm i lepota.

Barionski naboj svih kvarkova je 1/3, a naboj odgovarajućih antikvarkova 1/3. Svaki kvark ima tri stanja, ova stanja se nazivaju stanja boje: R - crveno, G - zeleno i B - plavo

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Test

Mikrosvijet: koncepti moderne fizike

Uvod

Mikrosvet je svet izuzetno malih mikroobjekata koji se ne mogu direktno posmatrati. (Prostorna dimenzija koja se računa od 10-8 do 10-16 cm, a životni vijek - od beskonačnosti do 10-24 s.)

Kvantna mehanika (talasna mehanika) je teorija koja uspostavlja metodu opisa i zakone kretanja na mikro nivou.

Proučavanje fenomena mikrosvijeta dovelo je do rezultata koji su se oštro razlikovali od onih općenito prihvaćenih u klasičnoj fizici, pa čak i u teoriji relativnosti. Klasična fizika je svoj cilj vidjela u opisivanju objekata koji postoje u svemiru i u formuliranju zakona koji upravljaju njihovim promjenama tokom vremena. Ali za takve pojave kao što su radioaktivni raspad, difrakcija, emisija spektralnih linija, može se samo tvrditi da postoji izvjesna vjerovatnoća da je pojedinačni objekt ovakav i da ima to i takvo svojstvo. Kvantna mehanika nema mjesta za zakone koji upravljaju promjenama u jednom objektu tokom vremena.

Klasičnu mehaniku karakterizira opis čestica specificiranjem njihovog položaja i brzina i ovisnosti ovih veličina o vremenu. U kvantnoj mehanici, identične čestice pod identičnim uslovima mogu se ponašati različito.

1. Mikrosvijet: koncepti moderne fizike koji opisuju mikrosvijet

Prelaskom na proučavanje mikrosvijeta, otkriveno je da je fizička stvarnost ujedinjena i da ne postoji jaz između materije i polja.

Dok su proučavali mikročestice, naučnici su se suočili sa paradoksalnom situacijom sa stanovišta klasične nauke: isti objekti su pokazivali i talasna i korpuskularna svojstva.

Prvi korak u tom pravcu napravio je njemački fizičar M. Planck. Kao što je poznato, krajem 19.st. Pojavila se poteškoća u fizici, koja je nazvana "ultraljubičasta katastrofa". U skladu sa proračunima koji koriste formulu klasične elektrodinamike, intenzitet toplotnog zračenja potpuno crnog tijela trebao se povećati bez ograničenja, što je jasno u suprotnosti sa iskustvom. U procesu istraživanja toplotnog zračenja, koje je M. Planck nazvao najtežim u svom životu, došao je do zapanjujućeg zaključka da se u procesima zračenja energija može odavati ili apsorbirati ne kontinuirano i ne u bilo kojoj količini, već samo u određenim nedjeljivim količinama. porcije - kvanti. Energija kvanta se određuje kroz broj oscilacija odgovarajuće vrste zračenja i univerzalne prirodne konstante, koju je M. Planck uveo u nauku pod simbolom h: E = h y.

Ako uvođenje kvanta još nije stvorilo pravu kvantnu teoriju, kao što je M. Planck više puta naglašavao, onda su 14. decembra 1900. godine, na dan kada je formula objavljena, postavljeni njeni temelji. Stoga se u historiji fizike ovaj dan smatra rođendanom kvantne fizike. A budući da je koncept elementarnog kvanta akcije kasnije poslužio kao osnova za razumijevanje svih svojstava atomske ljuske i atomskog jezgra, onda se 14. decembar 1900. treba smatrati i rođendanom cijele atomske fizike i početkom nova era prirodne nauke.

Prvi fizičar koji je s entuzijazmom prihvatio otkriće elementarnog kvanta djelovanja i kreativno ga razvio bio je A. Einstein. 1905. prelazi briljantna ideja kvantizovana apsorpcija i oslobađanje energije tokom toplotnog zračenja do zračenja uopšte i na taj način potkrepio novu doktrinu svetlosti.

Ideja o svjetlosti kao struji kvanta koji se brzo kreće bila je izuzetno hrabra, gotovo odvažna i malo tko je u početku vjerovao u njenu ispravnost. Prije svega, sam M. Planck se nije složio sa proširenjem kvantne hipoteze na kvantnu teoriju svjetlosti, pozivajući svoju kvantnu formulu samo na zakone toplinskog zračenja crnog tijela koje je razmatrao.

A. Ajnštajn je to predložio mi pričamo o tome o prirodnom zakonu univerzalne prirode. Ne osvrćući se na preovlađujuća gledišta u optici, primijenio je Planckovu hipotezu na svjetlo i došao do zaključka da korpuskularnu strukturu svjetlosti treba prepoznati.

Kvantna teorija svjetlosti, ili Einsteinova fotonska teorija A, tvrdila je da je svjetlost talasni fenomen koji se neprestano širi u svemiru. A istovremeno, svjetlosna energija, da bi bila fizički djelotvorna, koncentriše se samo na određenim mjestima, pa svjetlost ima diskontinuiranu strukturu. Svjetlost se može posmatrati kao tok nedjeljivih energetskih zrnaca, svjetlosnih kvanta ili fotona. Njihova energija je određena elementarnim kvantom Planckove akcije i odgovarajućim brojem vibracija. Svjetlost različitih boja sastoji se od svjetlosnih kvanta različitih energija.

Einsteinova ideja svjetlosnih kvanta pomogla je razumjeti i vizualizirati fenomen fotoelektričnog efekta, čija je suština izbacivanje elektrona iz tvari pod utjecajem elektromagnetnih valova. Eksperimenti su pokazali da prisustvo ili odsustvo fotoelektričnog efekta nije određeno intenzitetom upadnog vala, već njegovom frekvencijom. Ako pretpostavimo da svaki elektron izbacuje jedan foton, onda postaje jasno sljedeće: efekat se javlja samo ako je energija fotona, a samim tim i njegova frekvencija, dovoljno visoka da prevlada sile vezivanja između elektrona i materije.

Ispravnost ovakvog tumačenja fotoelektričnog efekta (za ovaj rad Ajnštajn je 1922. dobio Nobelovu nagradu za fiziku) potvrđena je 10 godina kasnije u eksperimentima američkog fizičara R.E. Milliken. Otkrio 1923. godine američki fizičar A.H. Comptonov fenomen (Comptonov efekat), koji se uočava kada se izloži vrlo teškom x-zrake na atome sa slobodnim elektronima, ponovo i konačno potvrdio kvantnu teoriju svjetlosti. Ova teorija je jedna od najeksperimentalnije potvrđenih fizičkih teorija. Ali talasna priroda svetlosti već je bila čvrsto utvrđena eksperimentima o interferenciji i difrakciji.

Nastala je paradoksalna situacija: otkriveno je da se svjetlost ponaša ne samo kao val, već i kao tok čestica. U eksperimentima difrakcije i interferencije otkrivaju se njegova valna svojstva, a u fotoelektričnom efektu otkrivaju se korpuskularna svojstva. U ovom slučaju, foton se pokazao kao vrlo posebna vrsta korpuskule. Glavna karakteristika njegove diskretnosti - njen inherentni dio energije - izračunata je preko čisto valne karakteristike - frekvencije y (E = Nu).

Kao i sva velika prirodna naučna otkrića, nova doktrina svjetlosti imala je temeljni teorijski i epistemološki značaj. Staro stanovište o kontinuitetu prirodnih procesa, koje je M. Planck temeljito poljuljao, Ajnštajn je isključio iz mnogo šireg polja fizičkih pojava.

Razvijajući ideje M. Plancka i A. Einsteina, francuski fizičar Louis de Broche je 1924. iznio ideju o valna svojstva ah materija. U svom djelu “Svjetlost i materija” pisao je o potrebi korištenja talasnih i korpuskularnih koncepata ne samo u skladu sa učenjem A. Einsteina u teoriji svjetlosti, već iu teoriji materije.

L. de Broglie je tvrdio da su valna svojstva, zajedno sa korpuskularnim, inherentna svim vrstama materije: elektronima, protonima, atomima, molekulima, pa čak i makroskopskim tijelima.

Prema de Broglieu, svako tijelo mase m koje se kreće brzinom V odgovara talasu:

Zapravo, slična formula je bila poznata ranije, ali samo u odnosu na kvante svjetlosti - fotone.

mikrokosmos kvantnomehanička genetika fizika

2. Pogledi M. Plancka, Louisa De Brogliea, E. Schrödingera, W. Heisenberga, N. Bohra i drugih o prirodi mikrosvijeta

Austrijski fizičar E. Schrödinger je 1926. godine pronašao matematičku jednačinu koja određuje ponašanje talasa materije, takozvanu Schrödingerovu jednačinu. Engleski fizičar P. Dirac je to generalizovao.

Odvažna misao L. de Brogliea o univerzalnom “dualizmu” čestica i valova omogućila je konstruiranje teorije uz pomoć koje je bilo moguće obuhvatiti svojstva materije i svjetlosti u njihovom jedinstvu. U ovom slučaju, kvanti svjetlosti postali su poseban momenat opće strukture mikrokosmosa.

Talasi materije, koji su u početku predstavljeni kao vizuelno realni talasni procesi slični akustičnim talasima, poprimili su apstraktan matematički izgled i, zahvaljujući nemačkom fizičaru M. Bornu, dobili simbolično značenje kao „talasi verovatnoće“.

Međutim, de Broljeva hipoteza trebala je eksperimentalnu potvrdu. Najuvjerljiviji dokaz postojanja valnih svojstava materije bilo je otkriće difrakcije elektrona 1927. od strane američkih fizičara K. Davissona i L. Germera. Nakon toga su provedeni eksperimenti za otkrivanje difrakcije neutrona, atoma, pa čak i molekula. U svim slučajevima, rezultati su u potpunosti potvrdili de Broglieovu hipotezu. Još važnije je bilo otkriće novih elementarnih čestica predviđenih na osnovu sistema formula razvijene talasne mehanike.

Prepoznavanje dualnosti talas-čestica u modernoj fizici postalo je univerzalno. Svaki materijalni objekat karakteriše prisustvo korpuskularnih i talasnih svojstava.

Činjenica da se isti predmet pojavljuje i kao čestica i kao val uništila je tradicionalne ideje.

Forma čestice implicira entitet sadržan u malom volumenu ili konačnom području prostora, dok se val širi preko ogromnih područja prostora. U kvantnoj fizici, ova dva opisa stvarnosti se međusobno isključuju, ali podjednako neophodna kako bi se u potpunosti opisali fenomeni o kojima je riječ.

Konačno formiranje kvantne mehanike kao konzistentne teorije dogodilo se zahvaljujući radu njemačkog fizičara W. Heisenberga, koji je uspostavio princip nesigurnosti? i danski fizičar N. Bohr, koji je formulirao princip komplementarnosti, na osnovu kojeg se opisuje ponašanje mikro-objekata.

Suština W. Heisenbergove relacije nesigurnosti je sljedeća. Recimo da je zadatak odrediti stanje čestice koja se kreće. Kada bi bilo moguće koristiti zakone klasične mehanike, onda bi situacija bila jednostavna: trebalo je samo odrediti koordinate čestice i njen impuls (količinu kretanja). Ali zakoni klasične mehanike ne mogu se primijeniti na mikročestice: nemoguće je ne samo praktično, već i općenito utvrditi s jednakom točnošću lokaciju i veličinu kretanja mikročestice. Samo jedno od ova dva svojstva može se tačno odrediti. U svojoj knjizi “Fizika atomskog jezgra” W. Heisenberg otkriva sadržaj relacije nesigurnosti. On piše da nikada nije moguće istovremeno tačno znati oba parametra - poziciju i brzinu. Nikada ne možete istovremeno znati gdje se čestica nalazi i koliko brzo i u kom smjeru se kreće. Ako se izvede eksperiment koji pokazuje gdje se tačno nalazi čestica ovog trenutka, tada je kretanje poremećeno do te mjere da se čestica nakon toga ne može pronaći. Suprotno tome, sa preciznim mjerenjem brzine, nemoguće je odrediti lokaciju čestice.

Sa stanovišta klasične mehanike, odnos nesigurnosti izgleda apsurdno. Da bismo što bolje procijenili trenutnu situaciju, moramo imati na umu da mi ljudi živimo u makrosvijetu i u principu ne možemo izgraditi vizualni model koji bi bio adekvatan mikrosvijetu. Relacija neizvjesnosti je izraz nemogućnosti promatranja mikrosvijeta, a da se on ne naruši. Svaki pokušaj da se pruži jasna slika mikrofizičkih procesa mora se oslanjati ili na korpuskularnu ili na talasnu interpretaciju. U korpuskularnom opisu mjerenje se provodi kako bi se dobila tačna vrijednost energije i veličine kretanja mikročestice, na primjer, tokom raspršenja elektrona. U eksperimentima usmjerenim na precizna definicija Naprotiv, koristi se objašnjenje talasa, posebno kada elektroni prolaze kroz tanke ploče ili kada se posmatra skretanje zraka.

Postojanje elementarnog kvanta akcije predstavlja prepreku da se istovremeno i sa jednakom tačnošću utvrđuju veličine koje su „kanonski povezane“, tj. položaj i veličina kretanja čestica.

Temeljni princip kvantne mehanike, uz odnos neizvjesnosti, je princip komplementarnosti, kojem je N. Bohr dao sljedeću formulaciju: „Koncepti čestica i valova se međusobno nadopunjuju i istovremeno su u suprotnosti, oni su komplementarne slike onoga što se dešava”1.

Kontradikcije u čestično-valnim svojstvima mikro-objekata rezultat su nekontrolirane interakcije mikro-objekata i makro-uređaja. Postoje dvije klase uređaja: u nekima se kvantni objekti ponašaju kao valovi, u drugima - kao čestice. U eksperimentima ne promatramo stvarnost kao takvu, već samo kvantni fenomen, uključujući rezultat interakcije uređaja s mikroobjektom. M. Born je figurativno primijetio da su valovi i čestice „projekcije“ fizičke stvarnosti na eksperimentalnu situaciju.

Naučnik koji proučava mikrosvijet tako se od posmatrača pretvara u glumca, budući da fizička stvarnost zavisi od uređaja, tj. konačno od proizvoljnosti posmatrača. Stoga je N. Bohr smatrao da fizičar ne poznaje samu stvarnost, već samo svoj kontakt s njom.

Bitna karakteristika kvantne mehanike je probabilistička priroda predviđanja ponašanja mikro-objekata, koja se opisuje pomoću E. Schrödingerove valne funkcije. Talasna funkcija određuje parametre budućeg stanja mikroobjekta s različitim stupnjevima vjerovatnoće. To znači da će se prilikom izvođenja istih eksperimenata sa istim objektima svaki put dobiti različiti rezultati. Međutim, neke vrijednosti će biti vjerovatnije od drugih, npr. bit će poznata samo distribucija vjerovatnoća vrijednosti.

Uzimajući u obzir faktore neizvjesnosti, komplementarnosti i vjerovatnoće, N. Bohr je dao takozvano „kopenhaško“ tumačenje suštine kvantne teorije: „Ranije je bilo opšteprihvaćeno da fizika opisuje svemir. Sada znamo da fizika opisuje samo ono što možemo reći o Univerzumu.”1

N. Borov stav dijelili su W. Heisenberg, M. Born, W. Pauli i niz drugih manje poznatih fizičara. Zagovornici kopenhaške interpretacije kvantne mehanike nisu prepoznavali kauzalnost ili determinizam u mikrosvijetu i vjerovali su da je osnova fizičke stvarnosti fundamentalna neizvjesnost – indeterminizam.

Predstavnicima Kopenhaške škole oštro se suprotstavio G.A. Lorentz, M. Planck, M. Laue, A. Einstein, P. Langevin i dr. A. Einstein je o tome pisao M. Bornu: „U našoj naučni stavovi razvili smo se u antipode. Vi vjerujete u Boga koji igra kockice, a ja vjerujem u potpunu zakonitost objektivnog postojanja... Ono u šta sam čvrsto uvjeren je da će se na kraju odlučiti na teoriju u kojoj neće biti vjerovatnoće, već činjenice. povezani.” 2. Suprotstavio se principu nesigurnosti, za determinizam, i protiv uloge koja je dodijeljena činu posmatranja u kvantnoj mehanici. Dalji razvoj fizike pokazao je da je Ajnštajn bio u pravu, koji je verovao da je kvantna teorija u svom postojećem obliku jednostavno nepotpuna: činjenica da se fizičari još uvek ne mogu osloboditi neizvesnosti ne ukazuje na ograničenja naučne metode, kako je N. Bohr tvrdio, već samo nepotpunost kvantne mehanike . Ajnštajn je davao sve više i više novih argumenata u prilog svom gledištu.

Najpoznatiji je takozvani paradoks Einstein-Podolsky-Rosen, ili EPR paradoks, uz pomoć kojeg su htjeli dokazati nepotpunost kvantne mehanike. Paradoks je misaoni eksperiment: šta bi se dogodilo da se čestica koja se sastoji od dva protona raspadne tako da se protoni razlete u suprotne strane? Zbog zajedničkog porijekla, njihova svojstva su povezana ili, kako kažu fizičari, u korelaciji. Prema zakonu održanja impulsa, ako jedan proton leti prema gore, onda drugi mora letjeti dolje. Nakon što smo izmjerili zamah jednog protona, definitivno ćemo znati zamah drugog, čak i ako je odleteo na drugi kraj Univerzuma. Postoji nelokalna veza između čestica, koju je Ajnštajn nazvao „delovanje duhova na daljinu“, u kojoj svaka čestica u bilo kom trenutku zna gde je druga i šta joj se dešava.

EPR paradoks je nekompatibilan sa nesigurnošću koja se postavlja u kvantnoj mehanici. Ajnštajn je verovao da postoje neki skriveni parametri koji nisu uzeti u obzir. Pitanja: da li determinizam i kauzalnost postoje u mikrosvijetu; Da li je kvantna mehanika potpuna? da li postoje skriveni parametri koje ne uzima u obzir, predmet je debate među fizičarima više od pola veka, a svoje rešenje na teorijskoj razini našao je tek krajem 20. veka.

Godine 1964. J.S. Bela je tvrdio da kvantna mehanika predviđa jaču korelaciju između međusobno povezanih čestica nego što je Ajnštajn predvideo.

Bellov teorem kaže da ako postoji neki objektivni Univerzum i ako su jednadžbe kvantne mehanike strukturno slične tom Univerzumu, onda postoji neka vrsta nelokalne veze između dvije čestice koje ikada dođu u kontakt. Suština Bellove teoreme je da ne postoje izolovani sistemi: svaka čestica Univerzuma je u „trenutnoj“ komunikaciji sa svim ostalim česticama. Čitav sistem, čak i ako su njegovi dijelovi razdvojeni ogromnim udaljenostima i nema signala, polja, mehaničke sile, energija, itd., funkcioniše kao jedinstven sistem.

Sredinom 1980-ih, A. Aspect (Univerzitet u Parizu) je eksperimentalno testirao ovu vezu proučavajući polarizaciju parova fotona koje emituje jedan izvor prema izolovanim detektorima. Prilikom poređenja rezultata dvije serije mjerenja, pronađena je konzistentnost između njih. Sa stanovišta poznatog fizičara D. Bohma, eksperimenti A. Aspecta su potvrdili Bellovu teoremu i podržali poziciju nelokalnih skrivenih varijabli, čije postojanje je pretpostavio A. Einstein. U D. Bohmovoj interpretaciji kvantne mehanike, nema nesigurnosti u koordinatama čestice i njenog impulsa.

Naučnici su sugerirali da se komunikacija odvija putem prijenosa informacija, čiji su nosioci posebna polja.

3. Genetika talasa

Otkrića u kvantnoj mehanici imala su plodan uticaj ne samo na razvoj fizike, već i na druge oblasti prirodnih nauka, pre svega biologiju, u okviru kojih se razvijao koncept talasne, odnosno kvantne genetike.

Kada su 1962. J. Watson, A. Wilson i F. Crick dobili Nobelovu nagradu za otkriće dvostruke spirale DNK koja nosi nasljedne informacije, genetičarima se činilo da su glavni problemi prijenosa genetskih informacija blizu rješavanja . Sve informacije su zapisane u genima, čija je sveukupnost ćelijskih hromozoma određuje program razvoja organizma. Zadatak je bio dešifrirati genetski kod, što je značilo čitav niz nukleotida u DNK.

Međutim, stvarnost nije opravdala očekivanja naučnika. Nakon otkrića strukture DNK i detaljnog razmatranja učešća ovog molekula u genetskim procesima, glavni problem fenomena života - mehanizmi njegove reprodukcije - ostao je suštinski neriješen. Dešifrovanje genetskog koda omogućilo je da se objasni sinteza proteina. Klasični genetičari polazili su od činjenice da su genetski molekuli, DNK, materijalne prirode i rade kao supstanca, predstavljajući materijalnu matricu na kojoj je ispisan materijalni genetski kod. U skladu s njim razvija se tjelesni, materijalni i materijalni organizam. Ali pitanje kako je prostorno-vremenska struktura organizma kodirana u hromozomima ne može se rešiti na osnovu poznavanja nukleotidnog niza. Sovjetski naučnici A.A. Lyubishchev i A.G. Gurvič je još 20-ih i 30-ih godina izrazio ideju da je razmatranje gena kao čisto materijalnih struktura očigledno nedovoljno za teorijski opis fenomena života.

AA. Ljubiščev je u svom radu „O prirodi naslednih faktora“ objavljenom 1925. godine napisao da geni nisu ni delovi hromozoma, ni molekuli autokatalitičkih enzima, ni radikali, ni fizička struktura. Smatrao je da gen treba prepoznati kao potencijalnu supstancu. Bolje razumijevanje ideja A.A. Lyubishchev je promoviran analogijom genetskog molekula s muzičkim zapisom. Sama muzička nota je materijalna i predstavlja ikone na papiru, ali se te ikone ne realizuju u materijalnom obliku, već u zvukovima, koji su akustični talasi.

Razvijajući ove ideje, A.G. Gurvič je tvrdio da je u genetici „neophodno uvesti koncept biološkog polja, čija su svojstva formalno posuđena iz fizičkih koncepata“1. Glavna ideja A.G. Gurvič je bio da se razvoj embrija odvija prema unaprijed utvrđenom programu i poprima oblike koji već postoje u njegovom polju. On je prvi objasnio ponašanje komponenti organizma u razvoju kao celine na osnovu koncepata terena. U polju se nalaze oblici koje embrion uzima tokom razvoja. Gurvič je virtualnu formu koja u svakom trenutku određuje rezultat procesa razvoja nazvao dinamički preformiranom formom i time u prvobitnu formulaciju polja unio element teleologije. Razvijajući teoriju ćelijskog polja, proširio je ideju polja kao principa koji regulira i koordinira embrionalni proces, također na funkcioniranje organizama. Potkrijepivši opću ideju polja, Gurvich ju je formulirao kao univerzalni princip biologije. Otkrio je biofotonsko zračenje iz ćelija.

Ideje ruskih biologa A.A. Lyubishchev i A.G. Gurvič su gigantsko intelektualno dostignuće, ispred svog vremena. Suština njihovih misli sadržana je u trijadi:

Geni su dualistički – oni su supstanca i polje u isto vrijeme.

Elementi polja hromozoma označavaju prostor – vreme organizma – i na taj način kontrolišu razvoj biosistema.

Geni imaju estetsko-imaginativne i govorne regulatorne funkcije.

Ove ideje ostale su potcijenjene sve do pojave radova V.P. Kaznacheeva 60-ih godina 20. stoljeća, u kojem su eksperimentalno potvrđena predviđanja naučnika o prisutnosti terenskih oblika prijenosa informacija u živim organizmima. Naučni pravac u biologiji, koju predstavlja škola V.P. Kaznacheev, nastala je kao rezultat brojnih osnovna istraživanja prema takozvanom zrcalnom citopatskom efektu, izraženom u činjenici da su se žive ćelije odvojile kvarcno staklo, koji ne dozvoljavaju ni jednom molekulu materije da prođe, ipak razmjenjuju informacije. Nakon rada V.P. Kaznacheev, postojanje signalnog talasnog kanala između ćelija biosistema više nije bilo upitno.

Istovremeno sa eksperimentima V.P. Kaznacheev, kineski istraživač Jiang Kanzhen proveo je niz supergenetskih eksperimenata koji su ponovili predviđanje A.L. Lyubishchev i A.G. Gurvič. Razlika između Jiang Kanzhenovog rada je u tome što on nije provodio eksperimente na ćelijski nivo, ali na nivou organizma. Polazio je od činjenice da DNK - genetski materijal - postoji u dva oblika: pasivnom (u obliku DNK) i aktivnom (u obliku elektromagnetnog polja). Prvi oblik čuva genetski kod i osigurava stabilnost tijela, dok je drugi u stanju da ga mijenja utječući na njega bioelektričnim signalima. Kineski naučnik je dizajnirao opremu koja je bila sposobna da čita, prenosi na daljinu i uvodi talasne supergenetske signale iz donorskog biosistema u organizam akceptor. Kao rezultat toga, razvio je nezamislive hibride, "zabranjene" službenom genetikom, koja djeluje samo u smislu stvarnih gena. Tako su rođene životinjske i biljne himere: kokoške-patke; kukuruz, iz čijih je klipova izraslo pšenično klasje itd.

Izvanredni eksperimentator Jiang Kanzheng intuitivno je razumio neke aspekte eksperimentalne valne genetike koju je zapravo stvorio i vjerovao da su nosioci terenske genetske informacije ultravisokofrekventno elektromagnetno zračenje korišteno u njegovoj opremi, ali nije mogao dati teorijsko opravdanje.

Poslije eksperimentalni rad V.P. Kaznacheev i Jiang Kanzhen, što se nije moglo objasniti u terminima tradicionalne genetike, postojala je hitna potreba za teorijskim razvojem modela talasnog genoma, u fizičkom, matematičkom i teorijskom biološkom razumijevanju rada DNK hromozoma na terenu. i dimenzije materijala.

Prve pokušaje rješavanja ovog problema napravili su ruski naučnici P.P. Garyaev, A.A. Berezin i A.A. Vasiliev, koji je postavio sljedeće zadatke:

pokažu mogućnost dualističke interpretacije rada ćelijskog genoma na nivoima materije i polja u okviru fizičko-matematičkih modela;

pokazati mogućnost normalnog i “anomalnog” načina rada genoma ćelije koristeći matrice slika-znakova fantomskog talasa;

*pronaći eksperimentalne dokaze o ispravnosti predložene teorije.

U okviru teorije koju su razvili, nazvane valovna genetika, izneseno je, potkrijepljeno i eksperimentalno potvrđeno nekoliko osnovnih principa, što je značajno proširilo razumijevanje fenomena života i procesa koji se odvijaju u živoj tvari.

*Geni nisu samo materijalne strukture, već i talasne strukture
matrice prema kojima se, kao po šablonima, gradi tijelo.

Uzajamni prijenos informacija između stanica, pomažući tijelu da se formira kao cijeli sistem i prilagoditi koordiniran rad svih sistema u tijelu, nastaje ne samo hemijski - kroz sintezu raznih enzima i drugih "signalnih" supstanci. P.P. Garyaev je sugerirao, a zatim eksperimentalno dokazao da ćelije, njihovi hromozomi, DNK, proteini prenose informacije pomoću fizičkih polja - elektromagnetnih i akustičnih valova i trodimenzionalnih holograma, očitanih laserskim kromosomskim svjetlom i emitujući tu svjetlost, koja se pretvara u radio valove i prenosi nasljedno. informacije u prostoru tela. Genom viših organizama se smatra bioholografskim kompjuterom koji formira prostorno-vremensku strukturu biosistema. Nosioci matrica polja na kojima je organizam izgrađen su frontovi talasa specificirani genogramima i takozvani solitoni na DNK - posebna vrsta akustična i elektromagnetna polja proizvedena od strane genetskog aparata samog organizma i sposobna za posredničke funkcije u razmjeni strateških regulatornih informacija između ćelija, tkiva i organa biosistema.

U genetici talasa potvrđene su ideje Gurviča - Ljubiščeva - Kaznačejeva - Jiang Kanžena o nivou polja genskih informacija. Drugim riječima, dualizam kombinovanog jedinstva “val – čestica” ili “materija – polje”, prihvaćen u kvantnoj elektrodinamici, pokazao se primjenjivim u biologiji, što je svojevremeno i predvidio AG. Gurvič i AA. Lyubishchev. Gen-supstanca i gensko polje ne isključuju jedno drugo, već se nadopunjuju.

Živa materija se sastoji od neživih atoma i elementarnih čestica koje kombinuju fundamentalna svojstva talasa i čestica, ali ta ista svojstva koriste biosistemi kao osnovu za razmenu talasne energije i informacija. Drugim riječima, genetski molekuli emituju informacijsko-energetsko polje u kojem je kodiran cijeli organizam, njegovo fizičko tijelo i duša.

*Geni nisu samo ono što čini takozvanu genetiku
ical code, ali i sve ostalo, večina DNK koji je nekada bio
smatrao besmislenim.

Ali upravo se ovaj veliki dio hromozoma analizira u okviru talasne genetike kao glavne „inteligentne“ strukture svih ćelija u telu: „Nekodirajući regioni DNK nisu samo smeće, već strukture namenjene nekima svrha sa nejasnom svrhom.. nekodirajuće DNK sekvence (koje čine 95-99% genoma) su strateški informacioni sadržaj hromozoma... Evolucija biosistema je stvorila genetske tekstove i genom - biokompjuter - biokompjuter kao kvazi-inteligentni “subjekt”, na svom nivou “čitanja i razumijevanja” ovih “tekstova”1. Ova komponenta genoma, koja se naziva supergeno-kontinuum, tj. supergen, osigurava razvoj i život ljudi, životinja, biljaka, a također programira prirodno umiranje. Ne postoji oštra i nepremostiva granica između gena i supergena, oni djeluju kao jedinstvena cjelina. Geni obezbeđuju materijalne „replike“ u obliku RNK i proteina, a supergeni transformišu unutrašnja i spoljašnja polja, formirajući od njih talasne strukture u kojima su informacije kodirane. Genetsko zajedništvo ljudi, životinja, biljaka i protozoa je da su na nivou proteina ove varijante praktički iste ili malo različite u svim organizmima i kodirane su genima koji čine samo nekoliko procenata. ukupna dužina hromozoma. Ali razlikuju se na nivou "smećeg dijela" hromozoma, koji čini gotovo cijelu njihovu dužinu.

*Sopstvene informacije o hromozomima nisu dovoljne za razvoj
tijelo. Hromozomi su fizički obrnuti duž neke dimenzije
Kineski vakuum, koji daje glavni dio informacija za razvoj em
Briona. Genetski aparat je sposoban sam i uz pomoć vakuuma
generiraju komandne valne strukture kao što su hologrami, obezbjeđujući
utiču na razvoj organizma.

Značajni za dublje razumijevanje života kao kosmo-planetarne pojave bili su eksperimentalni podaci do kojih je došao P.P. Garyaev, koji je dokazao nedovoljnost ćelijskog genoma da u potpunosti reproducira program razvoja organizma u uvjetima izolacije informacija o biopolju. Eksperiment se sastojao od izgradnje dvije komore od kojih su u svakoj stvoreni svi prirodni uvjeti za razvoj punoglavaca iz žabljih jaja - potreban sastav zraka i vode, temperatura, uvjeti osvjetljenja, barski mulj itd. Jedine razlike bile su u tome što je jedna komora napravljena od perma-loja - materijala koji ne dozvoljava elektromagnetnih talasa, a drugi je od običnog metala, koji nije smetnja za talase. Jednaka količina oplođenih žabljih jaja stavljena je u svaku komoru. Kao rezultat eksperimenta, u prvoj komori su se pojavile sve nakaze, koje su uginule nakon nekoliko dana, u drugoj su se pravovremeno izlegli punoglavci koji su se normalno razvijali, koji su se kasnije pretvorili u žabe.

Jasno je da za normalan razvoj punoglavci u prvoj komori nedostajao im je neki faktor koji je nosio nedostajući dio nasljedne informacije, bez kojeg se organizam ne bi mogao „sastaviti“ u cijelosti. A budući da zidovi prve komore odsijecaju punoglavce samo od zračenja koje je slobodno prodiralo u drugu komoru, prirodno je pretpostaviti da filtriranje ili izobličenje prirodne informacijske pozadine uzrokuje deformitet i smrt embrija. To znači da je komunikacija genetskih struktura sa eksternim informacionim poljem svakako neophodna harmoničan razvoj tijelo. Eksterni (egzobiološki) signali polja nose dodatne, a možda i dodatne glavne informacije u Zemljin genski kontinuum.

* DNK tekstovi i hologrami hromozomskog kontinuuma mogu se čitati u višedimenzionalnim prostorno-vremenskim i semantičkim verzijama. Postoje talasni jezici ćelijskog genoma, slični ljudskim.

U talasnoj genetici, potvrđivanje jedinstva fraktalne (ponavljajući se na različitim skalama) strukture sekvenci DNK i ljudskog govora zaslužuje posebnu pažnju. Činjenica da četiri slova genetske abecede (adenin, guanin, citozin, timin) u DNK tekstovima formiraju fraktalne strukture otkrivena je još 1990. godine i nije izazvala nikakvu posebnu reakciju. Međutim, otkriće fraktalnih struktura nalik genima u ljudskom govoru bilo je iznenađenje i za genetičare i za lingviste. Postalo je očigledno da je prihvaćeno i već poznato poređenje DNK sa tekstovima, koje je bilo metaforičke prirode nakon otkrića jedinstva fraktalne strukture i ljudskog govora, potpuno opravdano.

Zajedno sa osobljem Matematičkog instituta Ruske akademije nauka, grupa P.P. Garyaeva je razvila teoriju fraktalne reprezentacije prirodnih (ljudskih) i genetskih jezika. Praktično testiranje ove teorije u oblasti „govornih“ karakteristika DNK pokazalo je strateški ispravnu orijentaciju istraživanja.

Baš kao u eksperimentima Jiang Kanzhena, grupa P.P. Garyaev, dobijen je efekat translacije i uvođenja talasne supergenetske informacije od donora do akceptora. Stvoreni su uređaji - generatori solitonskih polja, u koje su se mogli unositi govorni algoritmi, na primjer, na ruskom ili engleski jezici. Takve govorne strukture pretvorile su se u solitonska modulirana polja - analoge onima kojima ćelije rade u procesu valnih komunikacija. Tijelo i njegov genetski aparat “prepoznaju” takve “talasne fraze” kao svoje i djeluju u skladu s govornim preporukama koje je osoba uvela izvana. Bilo je moguće, na primjer, stvaranjem određenih govornih i verbalnih algoritama obnoviti zračenjem oštećeno sjeme pšenice i ječma. Štaviše, sjemenke biljaka su "razumijele" ovaj govor, bez obzira na kojem jeziku se govorio - ruskom, njemačkom ili engleskom. Eksperimenti su izvedeni na desetinama hiljada ćelija.

Da bi se ispitala efikasnost programa talasa koji stimulišu rast u kontrolnim eksperimentima, u genom biljke su putem generatora uvedeni besmisleni govorni pseudokodovi, koji nisu imali uticaja na metabolizam biljke, dok je smisleni ulazak u semantičke slojeve biopolja biljnog genoma dao efekat oštro, ali kratkoročno ubrzanje rasta.

Prepoznavanje ljudskog govora biljnim genomima (bez obzira na jezik) u potpunosti je u skladu sa stavom lingvističke genetike o postojanju protojezika genoma biosistema u ranim fazama njihova evolucija, zajednička za sve organizme i očuvana u opšta struktura Zemljin genski fond. Ovdje se može vidjeti korespondencija s idejama klasika strukturalne lingvistike N. Chomskyja, koji je vjerovao da svi prirodni jezici imaju duboku urođenu univerzalnu gramatiku, nepromjenjivu za sve ljude i, vjerovatno, za njihove vlastite supergenetske strukture.

Zaključak

Fundamentalno nove tačke u proučavanju mikrosvijeta bile su:

· Svaka elementarna čestica ima i korpuskularna i talasna svojstva.

· Materija se može pretvoriti u zračenje (uništenjem čestice i antičestice nastaje foton, tj. kvant svjetlosti).

· Možete predvidjeti lokaciju i impuls elementarne čestice samo sa određenom vjerovatnoćom.

· Uređaj koji proučava stvarnost utiče na to.

· Precizno mjerenje je moguće samo kada se emituje mlaz čestica, ali ne i jedna čestica.

Bibliografija

1. P.P. Gorjajev, "Genetski kod talasa", M., 1997.

2. G. Idlis, “Revolucija u astronomiji, fizici i kosmologiji”, M., 1985.

3. A.A. Gorelov. „Koncepti moderne prirodne nauke"tečaj predavanja,

4. Moskva “Centar” 2001

5. V.I. Lavrinenko, V.P. Ratnikov, „Koncepti savremene prirodne nauke“, M., 2000.

6. Koncepti savremene prirodne nauke: Udžbenik za univerzitete / Ed. prof. V.N. Lavrinenko, prof. V.P. Ratnikova. -- 3. izdanje, revidirano. i dodatne -- M.: JEDINSTVO-DANA, 2006.

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

Teorija atomsko-molekularne strukture svijeta. Objekti mikrosvijeta: elektron, fundamentalne čestice, fermioni, leptoni, hadroni, atom, atomsko jezgro i molekul. Razvoj kvantne mehanike i fenomena mikrosvijeta. Koncepti mikrosvijeta i kvantne mehanike.

sažetak, dodan 26.07.2010


Pojava neklasičnih koncepata u fizici. Talasna priroda elektrona. Davissonov i Germerov eksperiment (1927). Osobine kvantnomehaničkog opisa mikrosvijeta. Heisenbergova matrična mehanika. Elektronska struktura atoma i molekula.

prezentacija, dodano 22.10.2013


Istorija nastanka kvantne teorije. Otkriće Comptonovog efekta. Sadržaj koncepata Rutherforda i Bohra o strukturi atoma. Osnovni principi Broglieove teorije valova i Heisenbergov princip nesigurnosti. Dualnost talas-čestica.

sažetak, dodan 25.10.2010


Fizički koncepti antike i srednjeg vijeka. Razvoj fizike u modernom vremenu. Prijelaz s klasičnih na relativističke koncepte u fizici. Koncept nastanka reda iz haosa od Empedokla i Anaksagore. Savremena fizika makro- i mikrosvijeta.

sažetak, dodan 27.12.2016


Istorija razvoja kvantne teorije. Slika kvantnog polja svijeta. Osnovni principi kvantnomehaničkog opisa. Princip uočljivosti, jasnoća kvantnomehaničkih pojava. Odnos neizvjesnosti. N. Borov princip komplementarnosti.

sažetak, dodan 22.06.2013


Toplotno zračenje, Planckova kvantna hipoteza. Kvantna svojstva elektromagnetnog zračenja. Einsteinova formula za fotoelektrični efekat. Čestica-talasni dualizam materije. Heisenbergove relacije nesigurnosti. Stacionarna Schrödingerova jednadžba.

tutorial, dodano 05.06.2013


Glavni predstavnici fizike. Osnovni fizički zakoni i koncepti. Koncepti klasične prirodne nauke. Atomistički koncept strukture materije. Formiranje mehaničke slike svijeta. Uticaj fizike na medicinu.

sažetak, dodan 27.05.2003


Fizičko značenje de Broljevih talasa. Heisenbergova relacija nesigurnosti. Čestica-talasna dualnost svojstava čestica. Uslov za normalizaciju valne funkcije. Schrödingerova jednačina kao osnovna jednačina nerelativističke kvantne mehanike.

prezentacija, dodano 14.03.2016


Principi neklasične fizike. Moderne ideje o materiji, prostoru i vremenu. Osnovne ideje i principi kvantne fizike. Moderne ideje o elementarnim česticama. Struktura mikrosvijeta. Fundamentalne fizičke interakcije.

sažetak, dodan 30.10.2007


Određivanje centra gravitacije molekula i opis Schrödingerove jednadžbe za potpunu valnu funkciju molekula. Proračun energije molekula i sastavljanje jednadžbe za vibracioni dio molekularne valne funkcije. Kretanje elektrona i molekularna spektroskopija.

Kratak sažetak moderne fizike mikrosvijeta :

1 . Mikrosvijet se sastoji od dvije vrste čestica, koje se prvenstveno razlikuju po veličini: od čestica ultra mikro svijeta ( Na primjer , foton ) i čestice mikrosvijeta ( Na primjer , elektron ). Ultra mikro svijet je tri reda veličine manji od čestica mikro svijeta . Obično 10 na minus osamnaestu potenciju .

2. Dakle, imamo tri smjera kretanja čestica ( pirinač .1 ) I , respektivno , tri mjesta za polja : gravitaciono polje , električno i magnetno polje . Na osnovu toga možemo govoriti o jedinstvenoj prirodi sva tri polja i to , da su sva tri polja neodvojiva jedno od drugog u mikrokosmosu . ( U prirodi postoje supstance , stvaranje magnetnih ili električnih polja odvojeno ). Kao posljedica ove izjave, ako se provodnik za električnu struju uvede u magnetsko polje , onda na njega ne može uticati električno polje , koje je uvijek ortogonalno na magnetsko polje .

3. Obratimo pažnju na to , da svaka čestica mikrosvijeta ima još tri stepena slobode , koji se koriste za rotaciono kretanje . Vidi sl. 1 . Fizičar Hopkins kaže , taj prostor se može transformirati u vrijeme i obrnuto . Kako razumjeti ovu izjavu ? Znamo zakon održanja energije , koji glasi : zbir kinetičke i potencijalne energije tijela je konstantan . Kretanje čestice u prostoru mikrokosmosa je oscilatorno . Oscilatorno kretanje je rezultat zbrajanja dva pokreta : translatorno i rotaciono . Kinematička energija je energija translacionog kretanja , a potencijal je pohranjena energija tijela nepomično u prostoru na različite načine . Translacijsko kretanje se vrši u prostoru , i rotirajući u vremenu i ova kretanja imaju matematičke granične uslove , o kojoj nam je pričao fizičar Hopkins .

4. vjerujem , da se sve čestice ultra mikrokosmosa razlikuju jedna od druge samo po frekvenciji vibracija . Na primjer , ultraljubičasto i infra svjetlo : isti foton , ali sa različitim frekvencijama . vjerujem , ta frekvencija je oblik skladištenja energije , T .e. frekvencija određuje količinu kinetičke i potencijalne energije čestice . Budući da Einsteinova formula uzima u obzir samo kinetičku energiju čestice koja se kreće , onda ovu formulu treba prilagoditi . Očigledno , Pod masom čestice moramo razumjeti specifičnu masu , T . e . masa zapremine stvorena frekvencijom vibracija : masa čestice mora biti podijeljena umnoškom amplitude vibracije i površine valne dužine ili matematičkog očekivanja ovog vala.

5. Svaka elementarna čestica mikrokosmosa sadrži svoju specifičnu vrstu ultra mikro čestica sa svojom frekvencijom. Na primjer , elektroni sadrže fotone iste frekvencije ( pod novim imenom: “ bions ”), ali frekvencija emitovanog fotona je prilagođena uslovima specifične orbite elektrona . Slika 4 pruža dokaze za ovu hipotezu. : svi elektromagnetski talasi moraju biti iste dužine i amplitude u određenoj orbiti . Ali prijelaz iz orbite u drugu orbitu je praćen promjenom frekvencijskih parametara : T . e . amplituda i talasna dužina . Svaka orbita ima svoju nivo energije potencijal en ep gii , kao posledica zakona održanja energije . Razlog str e gularno bijeg energije kvarka iz elementarne čestice mikrosvijeta može uzrokovati rezonantne fenomene .

Blok elektrona u orbiti ima obrtni moment , koji je proizvod mase elektrona i radijusa orbite , što dovodi do rotacije samih orbita . Svaka orbita elektrona u atomu je inherentno električno zatvoreno kolo i stoga stvara elektromagnetno polje oko sebe. Dakle, brzina elektrona u orbiti je ista , kao u električnom kolu . Ovo polje sprečava da se elektroni približavaju protonima jezgra . Smjer linija magnetskog polja može se odrediti pomoću pravila gimleta .

7 . Fizička literatura to ukazuje , da elektron ima spin 2. Zaista , Kada se foton pusti, on se rotira za 90 stepeni , T . e . od 1 / 2 leđa se vraća u prvobitni položaj , što daje 1 više / 2 nazad . Zatim mijenja ivicu okreta i opet 1 / 2 i 1 / 2 , T . e . ukupno okretanje je 2 .

7. Naš univerzum - fizički zatvoren prostor . Ograničeno je fizičkim konstantama : Na primjer , brzina svjetlosti je 300.000 km u sekundi ili temperaturna granica je 273 , 16 stepeni Celzijusa . Dakle, poštuje Zakon o održanju energije i stoga već postoji milijardama godina . Kako se ova činjenica može objasniti? , da kretanje planeta po orbitama nije prestalo ? Pretpostavljam , da se planete kreću po inerciji nakon impulsa Eksplozije , tada bi se ta energija tokom milijardi godina donekle izgubila zbog susreta s meteoritima i solarnim vjetrom. Bilješka , šta čestice ultra mikro svijeta rade kada se kreću oscilatorna kretanja oko svoje putanje, T . e . njihovo kretanje je oscilatorni proces određene frekvencije . Oscilatorni proces u prirodi je prijelaz potencijalne energije u kinetičku energiju i natrag. Iz ovoga proizilazi da , da kretanje bilo kojeg tijela u zatvorenom prostoru mora koristiti rezervu potencijalne energije kroz mehanizam frekvencije.

Ne znamo zašto postoje temperature , ograničenja vakuuma i ograničena brzina svjetlosti . Možda postoji krioplazma , nešto kao crna rupa , ugovaranje ene str giyu donekle , nakon čega dolazi do Velikog praska .

8. Eksperimentalno, naučnici nisu uspjeli postići brzinu svjetlosti ili temperaturu od nula Kelvina. . Oni su ih približili ovim granicama samo za asimptotski malu količinu . Ovi eksperimenti su zahtijevali ogroman utrošak energije . Tako je utvrđeno da , da u regionu malih količina nastaju ogromni troškovi energije . Iz klasične fizike znamo formulu sile F kada mase komuniciraju : m 1 M 2 Gdje r je rastojanje između masa :

F = m 1 *M 2 /r^ 2 . Težina protona ili elektrona je oko 0 , 91 * 10 na snagu minus 31 kg ( masa je za red veličine manja ), gustina 6 , 1 * 10 do 17. snaga kg / m ^ 3 . Udaljenost između čestica u slaboj interakciji ( 2 * 10 do minus 1 5 stepeni ) m i sa jakom interakcijom ( 10 na minus 18. stepen ) poznato . Međutim, prilikom izračunavanja sile privlačenja ovih čestica treba uzeti u obzir činjenicu , da je svaka mikro čestica mikro oscilatorno kolo . Pogledaj o objašnjenje tačke 10. To nam pokazuje primjena formule klasične fizike na proračune interakcije čestica mikrosvijeta , da ne postoje granice između klasične fizike i kvantne ili relativističke .

9. Nabijeni objekti , Na primjer , elektrona uzrokuju ne samo elektrostatičko polje, već i električnu struju. Postoji značajna razlika u ova dva fenomena. Za nastanak elektrostatičkog polja potrebni su stacionarni naboji, nekako fiksirani u prostoru, a za nastanak električne struje, naprotiv, potrebno je prisustvo slobodnih, nefiksiranih nabijenih čestica, koje u elektrostatičkom polju stacionarnih naboja doći u stanje uređeno kretanje duž linija polja . Na primjer , električno pražnjenje statički elektricitet , koncentrisan u grmljavinskom oblaku - munja . Ovaj pokret je struja .

10. Ali postoji još jedan razlog za pojavu električne struje . Svaka ultra i mikro čestica tipa elektrona ima svoju frekvenciju vibracije i , dakle , je mikro oscilirajući krug , na koje se primjenjuje formula Josepha Thomsona :

f = 1/2 P je kvadratni korijen od L*C, Gdje L = 2*EL/I na kvadrat i

C = 2* Ec/U na kvadrat , gdje je E 1 c i e 1L je energija električnog polja i magnetskog fluksa, respektivno . Formula pokazuje konstantan odnos između L( u Henryju , ) I C ( u faradima , koji se pretvaraju u centimetre ).

( jedinica induktivnosti u sistem GHS; 1 cm = 1·10 -9 gn ( Henry ), cm , cm ... kapacitet, Centimetar - jedinica kapaciteta u sistem GHS = 1·10 -12 f ( farads ), cm . )

Ako su dimenzije ovih veličina u centimetrima , tada je nazivnik ove formule obim . Dakle , električno polje oko elektrona je niz koaksijalnih krugova . Sa povećanjem poluprečnika kruga, brzina kretanja ultra mikro čestice bi se trebala povećati od perioda , odnosno frekvenciju vibracije elektrona -f konstantan . Posledica ovoga povećava se potrošnja kinetičke energije za udaljenije čestice i smanjuje se njihova sposobnost da induciraju električnu struju u vodiču.

Ali obratimo pažnju na Sliku 3 , gde je prikazano , da vektori E 1 With i E 1L odvojeni u prostoru i međusobno ortogonalni . Ovu okolnost treba uzeti u obzir pri indukciji električne struje u vodiču . Ako primijenimo zakon održanja energije na veličine E 1L i E 1 With , zatim E 1L je kinetička energija pokretne struje elektrona -ja, A E 1 c je potencijalna energija električnog polja kao funkcija njegove jačine U. Energija E1 L I E1c reaktivan . U slučaju čestica mikrosvijeta, njihovi vektori su ortogonalni na koordinatnu os OS , ali su u različitim ravnima ortogonalnih koordinata . (C pogledaj pirinač . 2 ). Oba vektora su odvojena u prostoru . Zbog toga ne dolazi do njihovog međusobnog poništavanja i učestalost mikročestica ne opada tokom vremena .

U električnim krugovima reaktancija se obično označava sa X , i ukupni otpor u krugovima naizmjenične struje Z, aktivni otpor - R a zbir svih otpora naziva se impedansa . Z = R+jX

Veličina impedanse je omjer amplituda napona i struje, dok je faza razlika između faza napona i struje.

Ako X >0 za reaktanciju se kaže da je induktivna

Ako X =0 za impedanciju se kaže da je čisto otporna (aktivna)

EU da li X <0 говорят, что реактивное сопротивлние является ёмкостным .

U stvarnom oscilatornom kolu , korišteno , Na primjer , u radiotehnici , reaktivnu induktivnu energiju možemo kompenzirati kapacitivnom reaktivnom energijom jer kod kapacitivne reaktanse vektor struje vodi napon, a kod induktivne reaktanse vektor struje zaostaje za naponom za 90 stepeni i nalaze se u istoj ravni ali ne u isto vrijeme. Budući da je jedna od karakteristika induktivnosti sposobnost da se struja koja teče kroz nju održava konstantnom, onda kada struja opterećenja teče, fazni pomak između struje i napona (struja „zaostaje“ za naponom za fazni ugao). Različiti znaci struje i napona tokom perioda faznog pomaka, kao posljedicu, dovode do smanjenja energije elektromagnetnih polja induktiviteta, koja se nadopunjuje iz mreže. Za većinu industrijskih potrošača to znači sljedeće: duž mreža između izvora električne energije i potrošača, pored aktivne energije koja obavlja koristan rad, teče i reaktivna energija koja ne obavlja koristan rad.

Iz navedenog proizilazi da , šta d Za postojanje električne struje potrebno je dopremati energiju spolja u provodnik u obliku elektromagnetna polja.

Dodatno objašnjenje . Kapacitet R raste sa brojem zavoja elektromagneta .

R = 1/(2 π * C * f), Gdje f- frekvencija , I C- kapacitet .

Induktivnost L=N 2 * μ *A/l,

Gdje L- induktivnost , N- broj zavoja žičanog provodnika, µ - koeficijent magnetne permeabilnosti jezgra , A- zapremina jezgra , l - prosečna dužina jezgra .

f = 1/(2 π * √ (L * C))

Dakle , R = 1/(4π 2 *C*N*√( μ*A/l)).

Da bismo razumjeli svojstva fotona, hajde da izvedemo jednostavan eksperiment. Spustimo dvije lopte iste težine sa iste visine na čeličnu ploču. Jedna lopta je napravljena od plastelina, a druga je lopta- čelika. Lako je primijetiti da je veličina odskoka od ploče različita za njih i veća za čeličnu kuglu. Veličina odskoka određena je elastičnom deformacijom materijala lopte. Sada usmjerimo snop svjetlosti na peća , tj. fluks fotona. Iz optike je poznato da je upadni ugao zraka striktno jednak kutu refleksije. Kada se dva tijela sudare, oni razmjenjuju energiju proporcionalno njihovoj masi. U slučaju fotonskog snopa, potonji samo mijenja vektor kretanja. Ne proizlazi li iz ove činjenice da postoji neobično visoka vrijednost elastične deformacije fotona, odnosno superelastičnosti? Uostalom, poznat nam je fenomen superplastičnosti nekih legura.

11. Koja je uloga elastične deformacije u mikrokosmosu? Znamo da komprimirana opruga ima potencijalnu energiju, što je veća, to je veća elastična deformacija opruge. Znamo da se tokom oscilatornog procesa potencijalna energija pretvara u kinetičku i obrnuto. Također je poznato da sve čestice mikrosvijeta podležu oscilatornom kretanju, odnosno da imaju svoju frekvenciju oscilovanja, koja stvara elektromagnetno polje oko čestice. Dakle, svaka čestica mikrokosmosa je mikro oscilatorno kolo poput radiotehničkog oscilatornog kruga. Prema tome, elektromagnetno polje mora stvoriti obrtni moment u čestici:M = r i *F i , I - gdje je određena tačka primjene ovog momenta.Imajte na umu da se frekvencija mikročestice ne mijenja s vremenom.Zbog toga se veličina momenta i veličina električne struje koja ga uzrokuje ne mijenjaju s vremenom. A to je moguće samo u slučaju supravodljivosti!

Ovaj obrtni moment rotira česticu oko X i Y osi uzastopno, stvarajući elastičnu torzijsku deformaciju. Ove superelastične deformacije vraćaju česticu u prvobitno stanje. Na taj način stvara se oscilatorno kretanje čestice s prijelazom potencijalne energije svojstvene elastičnoj torzijskoj deformaciji u kinetičku energiju kretanja čestice u prostoru duž osi.Z .

Mehanizam takvog prijelaza može se zamisliti kao uvijanje tube paste. U stvari, promjena volumena dovodi do istiskivanja paste iz otvora cijevi, koji se nalazi okomito na ravninu uvrtanja cijevi. Ovaj unutrašnji impuls uzrokuje da se čestica kreće duž oseZ. Pojavljuje se nanomotor visoke efikasnosti. Nešto slično se može primijetiti i u takozvanom točku za pranje rublja. Ako os takvog točka nije fiksirana, tada ćemo umjesto rotirajućeg kotača dobiti translacijsko kotrljanje.Za implementaciju ovog motora potrebno je stvoriti materijal s neobično visokim vrijednostima elastične torzijske deformacije. Tada će se otvoriti put za putovanje brzinom svjetlosti.

12. Tako ekstremno visoka svojstva mikročestica nastaju u materijalima na temperaturama blizu nula Kelvina. Nije li materija povremeno skupljena u neku vrstu crne rupe, koja predstavlja krioplazmu na Kelvinovim temperaturama? Nije li ova materija, zahvaljujući svojim natprirodnim svojstvima, akumulator potencijalne energije, koja se, kada dostigne kritični nivo, Eksplozijom pretvara u kinetičku energiju?

Fundamentalna otkrića u oblasti fizike kasnog XIX - početka XX veka. otkrili da je fizička stvarnost ujedinjena i da ima i valna i korpuskularna svojstva. Proučavajući toplotno zračenje, M. Planck je došao do zaključka da se u procesima zračenja energija ne oslobađa u bilo kojoj količini i kontinuirano, već samo u određenim dijelovima - kvantima.

Kvant je najmanji konstantni dio zračenja.

Ajnštajn je proširio Plankovu hipotezu o toplotnom zračenju na zračenje uopšte i potkrepio novu teoriju svetlosti - teoriju fotona. Struktura svjetlosti je korpuskularna. Svetlosna energija je koncentrisana na određenim mestima, pa stoga svetlost ima isprekidanu strukturu – tok svetlosnih kvanta, tj. fotoni. Foton je posebna čestica (korpuskula). Foton je kvant energije vidljive i nevidljive svjetlosti, rendgenskog i gama zračenja, koji istovremeno ima svojstva čestice i vala, nema masu mirovanja, ima brzinu svjetlosti i pod određenim uvjetima stvara pozitron + elektronski par. Ova Einsteinova teorija objasnila je fenomen fotoelektričnog efekta - izbacivanje elektrona iz materije pod utjecajem elektromagnetnih valova. Prisustvo fotoelektričnog efekta određeno je frekvencijom vala, a ne njegovim intenzitetom. Za stvaranje teorije fotona A. Ajnštajn je 1922. dobio Nobelovu nagradu. Ovu teoriju je eksperimentalno potvrdio 10 godina kasnije američki fizičar R.E. Milliken.

Paradoks: svetlost se ponaša i kao talas i kao tok čestica. Talasna svojstva se javljaju tokom difrakcije i interferencije, korpuskularna svojstva - tokom fotoelektričnog efekta.

Nova teorija svjetlosti dovela je N. Bohra do razvoja teorije atoma. Zasniva se na 2 postulata:

1. Svaki atom ima nekoliko stacionarnih elektronskih orbita, kretanje duž kojih omogućava da elektron postoji bez zračenja.

2. Kada se elektron kreće iz jednog stacionarnog stanja u drugo, atom emituje ili apsorbuje dio energije.

Ovaj atomski model je dobro objasnio atom vodonika, ali nije objasnio višeelektronske atome, jer Teorijski rezultati su se razlikovali od eksperimentalnih podataka. Ova neslaganja su naknadno objašnjena valnim svojstvima elektrona. To je značilo da elektron, budući da je čestica, nije čvrsta lopta ili tačka, već ima unutrašnju strukturu koja se mijenja ovisno o svom stanju. Model atoma, koji prikazuje njegovu strukturu u obliku orbita u kojima se kreću elektroni u tački, zapravo je stvoren radi jasnoće; ne može se shvatiti doslovno. (Ovo je analogija odnosa, a ne objekata.) U stvarnosti, takve orbite ne postoje; elektroni nisu ravnomjerno raspoređeni u atomu, već na takav način da je prosječna gustina naelektrisanja veća u nekim tačkama, a manja u drugim. Elektronska orbita se formalno naziva krivulja koja povezuje tačke najveće gustine. Nemoguće je vizualno predstaviti procese koji se odvijaju u atomu u obliku mehaničkih modela. Klasična fizika ne može objasniti ni najjednostavnije eksperimente za određivanje strukture atoma.

Godine 1924. francuski fizičar Louis de Broglie je u svom djelu “Svjetlost i materija” izrazio ideju o valnim svojstvima sve materije. Njegov matematički opis dali su austrijski fizičar E. Schrödinger i engleski fizičar P. Dirac. Ova ideja je omogućila da se izgradi teorija koja pokriva korpuskularna i talasna svojstva materije u njihovom jedinstvu. U ovom slučaju, kvanti svjetlosti postaju posebna struktura mikrosvijeta.

Dakle, dualnost talas-čestica dovela je do stvaranja kvantne mehanike. Zasniva se na dva principa: principu odnosa nesigurnosti, koji je formulisao W. Heisenberg 1927. godine; N. Borov princip komplementarnosti. Heisenbergov princip kaže: u kvantnoj mehanici ne postoje stanja u kojima bi lokacija i impuls imali potpuno određenu vrijednost; nemoguće je istovremeno znati oba parametra - položaj i brzinu, odnosno nemoguće je odrediti i položaj i impuls mikročestice sa jednakom tačnošću.

N. Bohr je formulirao princip komplementarnosti na sljedeći način: “Koncepti čestica i valova se međusobno nadopunjuju i istovremeno su u suprotnosti, oni su komplementarne slike onoga što se događa.” Kontradikcije u čestično-valnim svojstvima mikro-objekata rezultat su nekontrolirane interakcije mikročestica sa uređajima: u nekim uređajima kvantni objekti se ponašaju kao valovi, u drugim - kao čestice. Zbog odnosa nesigurnosti, korpuskularni i talasni modeli za opisivanje kvantnog objekta nisu u suprotnosti, jer nikada se ne pojavljuju u isto vrijeme. Dakle, ovisno o eksperimentu, objekt pokazuje ili svoju korpuskularnu prirodu ili svoju talasnu prirodu, ali ne oboje odjednom. Dopunjujući jedan drugog, oba modela mikrosvijeta nam omogućavaju da dobijemo njegovu cjelokupnu sliku.