Красота физики. Постигая устройство природы

Я должен добавить, что такой подход к общей теории относительности, который помещает локальную симметрию в центр Мироздания, в чем-то неортодоксален. Обычно обращаются к другим концепциям, дающим другие поводы для введения метрического флюида. Но локальная симметрия – это сама суть проблемы, и такой минималистский подход отлично нам служит, когда мы переходим к созданию теорий других сил.

Эйнштейн, говоря о своей теории, пользовался другой терминологией. Какая-то часть ее содержит следы его личных периодов «блужданий во тьме» и кажется двусмысленной или запутанной, по крайней мере мне. Но в основном его понятие общей ковариантности соответствует нашей локальной галилеевой симметрии. Подводя итоги нашего обсуждения в одном предложении, мне кажется подходящим воздать честь его выбору:

Гравитоны – это олицетворение общей ковариантности.

Квантовая красота II: Процветание

Анализируя вещество, мы разлагаем его на электроны и атомные ядра (и в конечном счете, как мы увидим далее, еще на одну ступень – на электроны, кварки и глюоны). В этот список составных частей справедливо будет добавить фотоны, поскольку они являются материалом электромагнитного флюида. Из этого скудного набора ингредиентов, подчиняющихся нескольким странным, но строгим и хорошо структурированным правилам, возникает бесконечное разнообразие материальных миров химии, биологии и повседневной жизни.

В чем же секрет?

Это глава – короткая, но важная часть в развитии нашего Вопроса. В ней мы скрепим связь

Идеальное → Реальное

между странной музыкой квантовой теории и реальным миром материи. В последующих главах мы уточним наше понимание Идеальных основ в стиле:

…Идеальное → Идеальное → Идеальное → Реальное.

Но эта последняя связь, изобретенная здесь, будет оставаться прочной и по сути неизменной.

Мир химии обширен и увлекателен. Но нашей целью не является составление энциклопедического словаря. Чтобы ответить на наш Вопрос, достаточно, чтобы мы скрепили нашу последнюю связь. А чтобы эта задача одновременно поддавалась решению и решать ее было в радость, я сосредоточусь на том, что может показаться до смешного урезанной версией химии, где используется всего один элемент – углерод. Как вы увидите, этот уголок одного химического элемента уже создает целую страну чудес.

Чего хотят электроны?

Чего хотят электроны?

Этот вопрос имеет смысл, потому что все электроны, в отличие от людей, имеют одинаковые свойства и их «желания» легко перечислить. В основном их три, и о первых двух мы уже упоминали в предыдущей главе.

• Электроны подвержены электрическим силам, которые притягивают их к положительно заряженному ядру атома, но отталкивают друг от друга.

• Электроны описываются заполняющими пространство полями, волновыми функциями, которые предпочитают изменяться плавно и мягко. Последние принимают форму специфических образцов стоячей волны, называемых орбиталями, в которых находится оптимальный компромисс между притяжением ядра и естественной охотой электронов к перемене мест. Мне нравится представлять себе электроны, которые объясняют ядру атома: «Я нахожу тебя привлекательным, но мне нужно мое собственное пространство».