Теперь сосредоточимся на характере материи, любой материи, с квантовой точки зрения. Классическая физика добилась успеха в описании движения классических тел, но само существование предметов, физических тел, осталось для классической физики загадкой. Только квантовая физика дает последовательное описание материи – твердой, жидкой и газообразной, а также молекул, атомов и элементарных частиц. В наши цели не входит изложение этих теорий, однако стоит обсудить их принципиальные понятия, основные элементы, из которых состоит мир.
Всякое физическое тело состоит из физического поля, или физических полей , и элементарных частиц . Эти сущности совершенно не похожи на то, с чем мы сталкиваемся в повседневной жизни. Здесь я должен добавить несколько слов о терминологии. Выше мы говорили о материи, о материальных телах. Все знают (или думают, что знают), что такое материя. Материя – это камень, стул, стол, органы нашего тела; материя – это все, что можно определить в пространстве (включая жидкости и газы). Материальный предмет можно увидеть, почувствовать, толкнуть его и ощутить толчок от него. А физическое поле – мы будем говорить о нем ниже – это такая физическая реальность, которую обычно нельзя увидеть и ощутить, и она не имеет определенных размеров, а распространяется по всему пространству.
Теперь постараемся понять, что такое физическое поле. Сегодня физика знает различные виды физических полей, однако первой физической теорией, которая ввела в физику последовательное и подробное описание поля, была электромагнитная теория Максвелла, описывающая электромагнитное поле. Кроме того, электромагнитное поле встречается в нашей жизни настолько повсеместно, что мы с трудом можем представить себе жизнь без окружающих нас электромагнитных устройств: электрических лампочек, радиоприемника, телевизора, микроволновой печи и так далее. Как же определить это поле в понятиях, доступных нам? Рассмотрим, например, поля, создаваемые электрическими зарядами, положительным и отрицательным (рис. 2).
...
Статическое электрическое поле
С левой стороны рис. 2 можно видеть «изображение» электрического поля, создаваемого по ложительным электрическим заря дом (+) (в центре рисунка). Стрелки изображают силы, действующие в различных точках поля. Все стрелки направлены от заряда, расположенного в центре. Это означает, что на положительный электрический заряд, помещенный в определенную точку, действует сила отталкивания от заряда, расположенного в центре. Длина стрелок на рис. 2 меняется в зависимости от величины этой силы. Можно видеть, что длина стрелок уменьшается с удалением от центрального заряда. Это отражает тот факт, что электрическая сила уменьшается с ростом расстояния от центрального заряда. С правой стороны рис. 2 изображено электрическое поле, создаваемое отрицательным зарядом (-). Он притягивает положительные заряды, поэтому все стрелки направлены к нему.
