Беседы об информатике | страница 55
Вернемся к электронам. Вторым достаточно постоянным свойством электрона является его масса-энергия покоя. Вообще говоря, масса-энергия электрона изменяется в весьма больших пределах, но ни при каких условиях не может стать меньше некоторой постоянной величины, называемой массой покоя. Эта величина одинакова для всех электронов.
Совсем недавно, каких-нибудь пятьдесят лет тому назад, перечисление свойств электрона на этом бы закончилось. Все электроны во Вселенной представлялись в точности подобными друг другу. Но любой электрон обладает еще третьим свойством: собственным моментом количества движения, или, короче, спином. Абсолютная величина спина у всех электронов во Вселенной опять-таки одинаковая, но спин — вектор, он имеет не только абсолютную величину, но и направление. Направления спинов у разных электронов различны. Получается, что каждый электрон несет определенную информацию о самом себе. Эта информация складывается из значений заряда и массы, которые, взятые в совокупности, позволяют отличить электрон от неэлектрона, а также из направления спина, характерного для данного электрона среди других электронов.
Речь идет о классическом электроне. С позиций квантовой физики электрон вообще лишен индивидуальности: про электрон нельзя говорить «тот», «этот», «данный». Надо высказываться осторожно, например так: если вообще есть какие-либо причины выделять некоторый электрон среди других, то основанием к этому может служить направление его спина.
Сказанное поясним примером. Имеется ион атома гелия, то есть ядро гелия, несущее положительный электрический заряд, равный двум единицам, и связанный с этим ядром единственный электрон. Если наш ион находится в окружении свободных электронов, то почти наверняка он захватит один из них и превратится в нейтральный атом гелия. С той же степенью уверенности можно утверждать, что электрон не будет захвачен, если направление его спина совпадает с направлением спина электрона, уже связанного с ядром.
Так проявляется в данном случае принцип Паули, и так информация (некая физическая величина), которой располагает электрон, управляет построением структуры, которую называют атомом гелия.
Другим примером процесса создания структуры под воздействием информации является изготовление сдобной булочки на основе кулинарного рецепта.
Построение атома гелия, испечение сдобной булочки, застройка по архитектурному проекту городского района или целого города — в основе своей одинаковые процессы, отличающиеся лишь количественно.