Квантовые законы микромира

“...Я смело могу сказать, что квантовой
механики никто не понимает”

Р.Фейнман

Вещество состоит из атомов. Это предполагалось давно, более 2000 лет назад. Теперь атомы удаётся увидеть воочию. Знание того, что вещество состоит из атомов, настолько важно, что, по мнению автора эпиграфа - одного из видных современных физиков, следует сохранить это знание среди остальных, если предстоит выбирать.

Атомы устроены так: вокруг тяжёлого, положительно заряженного ядра крутятся лёгкие отрицательные электроны. Это было выяснено из экспериментов в начале 20-го века. К этому времени было известно, что вращающийся электрон излучает свет и теряет энергию движения, в результате чего он неизбежно должен упасть на ядро. Значит, атомы должны исчезать. Кроме этого, при столкновениях атомов должны изменяться движения их электронов, и атомы должны различаться по типу движения своих электронов. Ни того, ни другого в действительности нет: атомы существуют без изменений и совершенно одинаковые в соответствующих химических элементах.

Проблема решения этих противоречий кажется “внутренним” делом физики, и нет ощущения, что она связана с общими представлениями о Мире. Во всяком случае, трудно предположить, что решение этой загадки повлечёт за собой пересмотр обыденных представлений о Движении и о формах познания Мира. Открытие связи между Пространством, Временем и Тяготением сильно изменило обыденные представления о Природе, но открытие законов микромира произвело ещё больший эффект в области знаний, так как оно показало принципиальные границы знания.

Писать о законах микромира, не прибегая к специальному математическому языку, так же трудно, как пересказывать словами музыкальное произведение. Здесь и не ставится задача научить законам микромира. Нашей задачей будет дать представление о том, какой это необыкновенный Микро-Мир и насколько реальность богаче всех фантазий.

Хочется отметить еще одну особенность области знаний о микромире. О теории относительности и об Эйнштейне широко известно в том плане, что с ними связывается выдающееся достижение мысли, изменившее наше представление о Мире. Узкий круг знает о значении законов микромира и об учёных, их открывших. Но соотношение между первым и вторым открытиями по значимости для человечества такое же, как между, например, яхтой и океанским лайнером. И дело не в том, что на законах микромира основаны все современные супердостижения электроники, а теория относительности имеет ограниченное применение на практике. Дело в том, что законы микромира, подтверждающиеся с колоссальной точностью, изменили наше отношение к самому познанию Природы.

Итак, почему атомы существуют и они одинаковые у определённого химического элемента? “А потому. Так устроена Природа”. Как Вам нравится такой ответ? Думаете, это не всерьёз?  Да нет. Так, примерно, ответил выдающийся датский учёный Нильс Бор в 1913 году. Такой ответ шокирует и сейчас, а тогда это произвело оглушающий эффект. Конечно, не это заявление сделало Бора великим. Бор написал некое соотношение, которое позволило связать частоты оптического излучения атома с предложенным им его строением. Суть умозрительных построений Бора была примерно такой: неизвестно почему, но в атоме: 1) электроны могут двигаться только по определённым путям - орбитам, и переходить с одной с орбиты на другую электрон может только скачком и 2) есть самая маленькая орбита в атоме, и меньше её орбит нет. Эти высказывания и называют постулатами Бора.

То, что сделал Бор, было революцией, прежде всего, в форме научного творчества. Но у Бора были свои, почти мистические соображения на предмет, почему атом так устроен. Бор в молодости был почитателем религиозного философа Сёрена Кьеркегора, который исповедовал идею скачкообразных изменений в состоянии души человека, как основной путь познания. Это, вероятно, помогло в психологическом плане Бору, и он провозгласил, что в микромире, недоступном непосредственному восприятию, возможны скачкообразные движения, и в том Мире нет привычной нам непрерывности, а царствует дискретность. Бор отличался, вообще говоря, и позднее своей склонностью к “сумасшедшим идеям”, считая их, как и скачки, правильным методом познания. Можно по-разному относится к деятельности Бора, но именно ему и его одержимости мы обязаны продвижениям в область нового для людей Мира.

Итак, согласие постулатов Бора с экспериментами заставляет думать, что Движение в микромире необычное. Вспомним парадокс Зенона: неужели есть действительно скачкообразные элементы движения?  Оказалось, что не так просто и даже наоборот. И вот в каком смысле. Электроны это маленькие частички, и в этом никто, в том числе Бор, не сомневался. Значит, если направить поток электронов на непроницаемый экран с маленькой дырочкой, то из-за дискретности движения электроны будут "дёргаться" в отверстии и по-разному пролетать его. Так и было: электроны, пролетев отверстие, оставляли как пули точечные следы в разных местах за экраном на регистрирующей плёнке. Когда следы густо покрывали плёнку, обнаруживалось, что есть места, куда электроны попадали часто, а в другие - редко, и в целом картина попаданий была такой, какая получается при освещении плёнки через отверстие в экране. Этот результат и означает “наоборот”, так как свет и его прохождение через дырочку управляется законами движения волн, т.е. объектами, распределёнными в пространстве и уж никак не похожими на частички - корпускулы, сосредоточенные в определённом месте пространства.

Волновое поведение квантовых частиц можно увидеть и при их пролёте через экран с двумя маленькими соседними отверстиями. Можно ожидать, что картина следов на плёнке от частиц, прошедших через два отверстия, будет слагаться из следов от частиц, прошедших каждая через своё отверстие. Действительно, ведь каким бы ни было движение частиц, каждая из них проходит или одно или другое отверстие. Проверить такое предположение просто: надо получить картину следов на плёнке от каждого отверстия отдельно при закрытом другом и потом, сложив эти две картины, сопоставить результат с полученным при открытых обоих отверстиях. Однако, в действительности получается неожиданное несовпадение: результат сложения существенно отличается от картины следов в случае одновременно открытых двух отверстий. Это различие такое, как будто каждая частица проходит через оба отверстие одновременно, как волна.

Есть от чего прийти в недоумение – в микромире получается странное сочетание дискретности и волнообразности движения. Если загадок больше не загадывать, то можно сказать, что на самом деле эта двойственность поведения, или дуализм, есть характерная особенность квантовых законов. И достижение науки не только в том, что она обнаружила эту двойственность, но и в том, что она может сказать, в каких условиях проявляется одно, а в каких - другое.

Пойдёмте в микромир, где “посмотрим” на квантовое (порционное) движение. Положим на ладонь маленькую частичку и будем смотреть на неё. Обычная частичка будет лежать на ладони неподвижно. Кантовая - будет казаться размытой как бы облачком. Начнём сжимать ладонь и обнаружим , что чем сильнее мы её сжимаем, тем больше облачко препятствует сжатию.

Такое поведение частички вызывает ряд вопросов. Первый - откуда берётся энергия сопротивления сжатию? Ответ: эту энергию сообщает ей сжатие ладони. Это значит, что всякое удержание облачка в ограниченной области обеспечивает покоящейся частице какую-то энергию. Получается, что энергия такой частицы будет нулевой только на безграничной плоскости, по которой облачко “размажется”. Соответственно такой картине в атоме электрон тоже является облачком, и его падение на ядро аналогично сжатию облачка в центре, чему оно сопротивляется. Поэтому электрон и не падает на ядро, а остаётся в каком-то движении, которое и может рассматриваться как неустранимое квантовое движение на самой низкой орбите в модели Бора.

Чтобы выяснить иные особенности поведения квантовой частички, положим её на блюдце. Там безграничному размазыванию облачка будут препятствовать загнутые вверх края блюдца. Посмотрим , что произойдёт с облачком , если блюдце качнуть. Толчок блюдца вызывает движение обычной, неквантовой частички; у квантовой же возбуждение движения изменяет распределение плотности в облачке. При этом окажется, что есть только вполне определённые формы облачка, что соответствует возможности двигаться электрону в атоме только по определённым орбитам.

Выясним, действительно ли частичка осталась в облачке частичкой и то, что мы видим, есть только результат её быстрого, неуловимого для нас движения. Попробуем поймать частичку, накрывая облачко прозрачным стаканчиком. Результат получится таким: иногда всё облачко окажется внутри стакана, иногда в стакане не будет ничего. При этом, как мы уже знаем, как только нам удастся накрыть частичку стаканом, и облачко сгустится там, сразу энергия движения частицы увеличится, и это почувствуется в виде давления на стенки стакана. Но никогда не получится так, что внутри стакана окажется одна часть облачка, а снаружи другая. Выходит, что частичка остается частичкой.

Казалось бы, столь странное поведение микрочастицы можно связать с ее быстрым “шевелением”. Однако пока мы размышляли над увиденным, облачко исчезло с блюдца. Как и куда оно исчезло, попробуем выяснить, положив на блюдце новую частичку, и уже не будем спускать с неё глаз. Облачко, как и прежде, распространится по всему блюдцу, а спустя некоторое время опять исчезнет. Повторяя этот опыт несколько раз, мы обнаружим, что происходит не медленное перетекание облачка через край блюдца, а именно: 1) внезапное его исчезновение и 2) время нахождения облачка в блюдце разное от раза к разу и довольно случайное.

Опять хочется спросить, а это почему? На это уместно ответить подобно Бору –“потому”. Конечно, можно вежливее сказать, что это явление связанно с особенностями квантового движения, и оно называется квантовым “туннелированием”, и что подобное явление свойственно волновому движению. В частности, так бывает при прохождении света через сильно отражающие слои.

Но гораздо более содержательным здесь будет ответ “потому”, поскольку он означает необходимость пересмотра наших общих представлений о том, что такое осмысленные вопросы и осмысленные ответы. Н. Бор потратил очень много сил на анализ этого. Прежде всего, он выяснил, что осмысленно говорить можно только о том, что можно измерить и наблюдать в принципе. Та картина квантового движения, которая была нарисована выше, игнорирует именно этот вопрос: а как, собственно, удалось “увидеть” всё то, о чём рассказывалось.

При анализе различных ситуаций и парадоксов квантового движения выяснилось, что описывать и рассчитывать квантовое движение – это одно, а наблюдать можно далеко не всё, что описывается. То, о чём рассказывалось выше, основывалось на описании. Причём эти предсказания даются с фантастической, гораздо большей, чем требуется в повседневной жизни, точностью. Соотношение точностей такое же, как у атомных и механических часов. Другое дело - предсказание наблюдений.

Вот что говорит квантовая теория об описанных явлениях в опытах “частичка на блюдце”. При попытках поймать частичку-облачко, накрывая её стаканчиком в одном и том же месте много раз, успех будет случайным: иногда удастся поймать, иногда нет. При этом там, где облачко гуще, попытки чаще увенчаются успехом. Случайность обнаруживается и при поимке частички, и в длительности пребывания частички на блюдечке до момента её пропажи из-за туннелирования. В обеих ситуациях проявляется не только скачкообразное изменение состояния частички при попытке определить её положение, но и случайный характер этих скачкообразных изменений.

До тех пор пока за квантовым объектом не наблюдают и не делают измерений, т.е. частичка живёт "своей жизнью", считается, что облачко имеет такую форму, как предписывается. При этом предсказываются и формы облачков при возбуждении движения частички качанием блюдца. Но все эти предсказания, увы, ничего не значат для нас, потому что они существуют, “пока наблюдения не проводятся”. А раз мы предполагаем, что можем видеть облачко, то это значит, что мы наблюдаем и тем самым как-то действуем на облачко. И это кардинально меняет дело.

Измерения и наблюдения в обыденной жизни не сказываются заметным образом на объектах; поэтому описанное выше кажется странным, даже в чем-то мистическим. Как разглядывание неживого может подействовать на него? Но на самом деле ничего таинственного здесь нет. Ведь чтобы видеть облачко, его нужно, по крайней мере, освещать, и чем детальнее хотим его рассмотреть, тем сильнее должно быть действие света на облачко. А если захотеть частичку потрогать, как в опыте со стаканчиком, то вносимые изменения облачка будут такими, что от его первоначальной формы вообще ничего не останется. Так здесь воплощается идея, выраженная в английской поговорке следующим образом: “чтобы попробовать пудинг, надо его съесть”. Причём, если учесть, что “пудинг” микроскопический, то, чтобы его распробовать, придётся съесть его целиком и тем самым уничтожить предмет исследования.

На самом деле это не значит, что в квантовом мире нельзя ничего измерить с желаемой точностью. Например, можно поймать частичку сколь угодно маленьким стаканчиком. Но при определении мгновенного положения частички нельзя определить ее скорость в момент поимки. И наоборот, чем точнее измеряется скорость, тем неопределённее будет наше знание положения частицы. Это “правило жизни” в микро-Мире называют принципом неопределенности: нельзя точно определить и положение и скорость частички в квантовом Мире одновременно. Удивительно, что этот Принцип напоминает апорию Зенона “Стрела”, где утверждалось, что движения нет вообще, так как летящая стрела находится и здесь и не здесь одновременно, и для определения её мгновенной скорости в определённом месте надо знать её положение в двух местах и в два момента времени. Но различие между принципом и апорией в том, что в первом движение не отрицается, а наоборот, утверждается, что есть его необычные, квантовые формы.

Следующее утверждение квантовой теории ещё необычнее. При измерениях, состояния квантовых объектов меняются скачком, который происходит в непредсказуемый момент времени. Так, если мы хотим точно зафиксировать положение частицы на блюдечке, необходимо будет её поймать узким стаканчиком. После многих попыток это удастся случайно сделать, и всё облачко окажется в стаканчике. С позиций повседневного опыта случайность – это результат неосведомлённости или неспособности предвидеть результат на основе имеющихся знаний. В квантовом мире случайность – это принципиальная невозможность предсказать результат. Что это значит, можно пояснить на таком примере.

 При стрельбе в мишень трудно, но можно точно предсказать место попадания пули после её вылета из ствола. Это можно сделать с помощью сверхскоростной фотографии. Теоретически такое предсказание возможно, если будет точно задана скорость пули после вылета из ствола. В этом случае между причиной (начальным состоянием пули) и следствием (местом попадания) есть точная связь, и она называется причинно-следственной связью. Из повседневного опыта мы знаем, что у всего есть своя причина, часто нам просто не известная. В квантовом мире такой связи нет, и это поясняет пример пролёта частички через маленькое отверстие в непроницаемом листе.

Как говорилось выше, уже пролетевшие сквозь отверстие частички будут оставлять на экране позади листа следы в случайных местах. Если попытаться увидеть, как летит частичка до входа в отверстие, то придётся сделать соответствующие измерения, которые повлияют непредсказуемым образом на состояние частицы. Таким образом, любое выяснение деталей причины с целью уточнения следствия приведёт к неконтролируемому вмешательству, искажающему результат явления.

На протяжении всей истории квантовой науки именно этот разрыв между причиной и следствием вызывал наибольшее неприятие. Трудно согласиться с тем, что нет в принципе причинно–следственной связи в ее обычном понимании. Кажется, что некое внутреннее устройство или движение и вызывают непредсказуемость. Сейчас есть много оснований считать, что никакие скрытые свойства не в состоянии объяснить поведение квантовых объектов. Так что обыденный макро-Мир, в котором так отчётливо видны, по большей части, связи между причинной и следствием, имеет в основе своего устройства микро-Мир, в котором таких связей нет и в котором царит, до известной степени, произвол и анархия.

Теперь уместно задаться вопросом, а как же получается в нашем Мире та определённость – детерминизм, благодаря которой нам удаётся планировать и достигать цели. И где граница между этими двумя столь разными Мирами? Это вопрос был одним из проблемных на начальном этапе становления квантовой науки. Казалось бы, мерой квантового характера объекта является его размер: если объект маленький, например, невидимый в микроскоп, то его поведение определяется квантовыми законами. Оказалось, что не так. Маленькие вирусы вполне не квантовые объекты. Ещё меньшие электроны в атомах – квантовые объекты, а в виде электрического тока в люминесцентных лампах подчиняются законам Макромира. Более того, электроны могут оставлять видимые следы своего движения - траектории - в фотографических материалах. Правда, эти следы состоят из маленьких  крупинок.

Итак, что-то должно характеризовать ту "малость", которая определяет область действия законов Микромира. Нужная характеристика несколько необычная для понимания. Она называется действием и определяет количество движения на отрезке пути. Было установлено, что, если Действие, определяющее состояние движения объекта, намного больше определённой величины, называемой постоянной Планка, то это движение подчиняется обычным неквантовым законам. И наоборот, движения, у которых Действие мало или сравнимо с Постоянной Планка, подчиняются странным законам Микромира. Это утверждение называется принципом соответствия Бора. Остаётся добавить, что немецкий физик Макс Планк, в честь которого называется указанная величина, первым "вошёл" в квантовый Мир в 1900 году.

Необычность квантовых законов проявляется и в других свойствах микро-Мира. Например, в том, как в нём различаются объекты. Возвращаясь к опытам с блюдцем, положим на него две частицы и попробуем в образовавшемся облачке выделить одну из них. В привычной нам неквантовой ситуации взять одну из находящихся в блюдце частиц и именно ту, которую хотим, не представляет проблемы. Даже, когда частицы одинаковые, они различимы, например, по их положениям или траекториям на блюдце. Иное дело в квантовом Мире. Там частицы в единой для них области движения принципиально неразличимы. Эта неразличимость, или тождественность, приводит к неожиданным свойствам коллективов частиц.

Оказывается, что есть два существенно разных типа частиц, с разным проявлением неразличимости, У одних тождественность проявляется в стремлении частиц скапливаться вместе, у других – наоборот: частицы избегают друг друга. Это значит, что, если частицы первого типа положить на блюдечко, они сосредоточатся в центре, где и будет наибольшее сгущение облачка. Частицы второго типа распределятся так, что будут заметны две области сгущения облачка. При этом, как говорилось, неправильно связывать область сгущения с какой-либо одной из частиц. Следует отметить, что стремление к сближению и рассредоточению не вызываются какими-то силами, подобными привычным нам. Это происходит в коллективах частиц, которые взаимно не притягиваются и не отталкиваются.

Характер неразличимости - тип частиц - определяет неожиданная причина: их собственное вращение, точнее, количество этого движения. В этом впервые приходится столкнуться и заговорить о внутреннем строении самих частиц, например, электроне. Конечно, можно представить, что электрон, имеющий хоть и маленький, но конечный размер, как-то вращается. Возможно даже предположить, что это вращение может быть как-то убыстрено или замедленно. Оказалось, что всё не так. У каждого типа частиц количество этого вращения строго определено. Это собственное неизменное вращение называется спином частицы. Величина спина не может иметь любые значения, как у волчка, а имеет строго определённые, "порционные" значения, которые (кто бы мог подумать!), кратны половине величины Постоянной Планка. Если спин частицы нулевой или равен чётному количеству половинок, то коллективы таких частиц имеют тенденцию скапливаться вместе. Если величина спина равна нечётному числу половинок Постоянной Планка, то такие частицы стремятся разойтись.

Электрон, например, имеет спин, равный половине Постоянной Планка, и в коллективах электронов, кроме обычного электрического расталкивания, есть ещё и квантовое. Поэтому в атомах, у которых много электронов, они располагаются не на самой нижней орбите, где им тесно, а заселяются более просторно на удалённые от ядра орбиты. Правило заселения по орбитам регулирует закон, называемый принципом запрета Паули в честь неординарного, как и Бор, творца квантового мировоззрения.

Из этого складывается впечатление, что собственное вращение частиц скорее похоже на вихри в среде, например, в воде, чем на вращение твёрдого тела. Такой образ строения вещества предлагал в 17 в. Рене Декарт, который полагал, что всё в мире состоит из малых вихрей. Конечно, строение материи значительно сложнее, и многое остаётся до сих пор не выясненным. Но одна из сторон образа вихревого строения оказалась на удивление приемлемой. Именно, наблюдая за вихрями на воде, можно увидеть, как они, сближаясь, видоизменяются: иногда пропадают, иногда усиливаются. Можно предположить, что подобные взаимопревращения возможны и в микромире. Так оно и оказалось после открытия большого разнообразия квантовых частиц.

Эти частицы называются элементарными, хотя их элементарность весьма условна. Во-первых, их сейчас насчитывают более 400. Во-вторых, они имеют свойство взаимно превращаться в другие и, наконец, они почти все недолговечны и живут от момента рождения до исчезновения - превращения в другие - в лучшем случае миллионную долю секунды. Есть вечные частицы: электроны и протоны. Есть удивительная частица нейтрон: в свободном состоянии он живёт 15 минут, а в ядре атома может жить вечно. Остальные быстро распадаются и при столкновениях превращаются в другие.

Раз элементарные частицы могут превращаться в другие, то, конечно, хочется узнать их устройство. Нет ли ещё меньших элементов вещества, чем эти частицы. Сейчас определённого ответа на эти вопросы нет, но то, что предполагается, вызывает удивление своей необычностью. Ответ звучит примерно так: все частицы могут состоять из остальных, в частности, из тех, которые они образуют.

Это кажется невероятным. Ведь привычно считать, что часть меньше целого. И всякое целое состоит из частей как, скажем, атом состоит из выделяемых своих составляющих – электронов и ядра. Кажется, что и они могут состоять из определённых частей. Но в микромире не так.

Во-первых, сумма масс составляющих может быть меньше массы образованной ими частицы. Так, при столкновении двух элементарных частиц в результате могут получиться другие, с суммарной массой больше, чем у исходных. Образующийся при этом дефект масс восполняется за счёт энергии столкновения в соответствии со знаменитой формулой Эйнштейна. Если же при столкновении частицы образуют одну частицу, то её масса меньше суммы масс исходных частиц. В этом случае разница между начальной и конечной массами превращается в энергию связи исходных частиц.

Во-вторых, нельзя сказать, что элементарная частица состоит из определённых составляющих, как, например, атом. При соударениях частиц они могут превращаться в разнообразные наборы других частиц.

Чтобы выйти из такого положения полной неопределённости в устройстве частиц, предполагается, что они состоят из не выделяемых элементов. Сейчас основными кирпичиками большинства элементарных частиц считаются т.н. кварки – очень массивные частицы, которые существуют только в связанных с другими кварками состояниях. Разорвать связь между кварками невозможно, и они не обнаруживаются в свободном виде. Однако при энергичных столкновениях элементарных частиц происходит перегруппировка связей между кварками, и в результате образуются новые их наборы – другие элементарные частицы.

Здесь может показаться, что число рождающихся частиц в конкретной реакции не может быть произвольным, так как начальный набор кварков ограничен. Однако в действительности в реакциях может возникнуть такое количество частиц, что содержащихся в них кварков больше, чем их было сначала. Поскольку у кварков нет свойства состоять из кварков и они действительно считаются основными составляющими материи, то как же объясняется наблюдаемое? Чтобы ответить на этот вопрос, надо сказать ещё об одном.

Квантовая теория предсказывает ещё одно удивительное свойство строения материи – наличие в природе античастиц и антивещества. Формально античастицы это те же элементарные частицы, у которых собственное время течёт вспять по отношению к нашему ходу времени. Никаких особенностей античастицы не имеют, кроме одной – при соприкосновении частицы со своим антиподом - соответствующей античастицей - они взаимно уничтожаются, и их массы превращаются в энергию излучения. Такой процесс называют аннигиляцией вещества. И обратно: при наличии энергии в любой форме возможно превратить её в пару частица-античастица, родившихся “из ничего”.

Теперь, возвращаясь к вопросу о рождении частиц, следует сказать, что разность между числом кварков и антикварков не меняется при реакции, а число новых возникших кварков и антикварков одинаково. Это, до некоторой степени, похоже на то, как в музыкальном инструменте не содержатся звуки, которые он способен производить.

Существование в природе античастиц вызывает два вопроса. Первый – нет ли вместе с нами где-то во Вселенной антимира, и второй – до какой степени наш мир симметричный.

На первый вопрос ответ такой: при возникновении нашей Вселенной её развитие пошло случайным образом по существующему сейчас пути. Наш мир как один из двух близнецов родился первым и тем самым подавил масштабное существование антимира. К этому стоит добавить, что, возможно, именно это определило и направление течения времени – “стрелу времени” – в эволюции Вселенной.

Второй вопрос означает, действительно ли в нашем мире правое и левое различаются условно, и нет ли какого либо предпочтения одного перед другим. На этот вопрос ответ был получен экспериментально. Было показано, что правое и левое в нашем мире различаются не условно. Это различие такой же природы, как и биологическое: у людей сердце преимущественно встречается слева, и поэтому преобладают правши. Так и на элементарном уровне есть частицы, у которых направление собственного вращения жёстко связано с направлением движения. Такое подобно движению пуль, вылетевших из нарезных стволов. Если нарезки во всех стволах будут одного направления, то направления вращения всех летящих пуль будут одинаковыми. В природе в подавляющем большинстве ситуаций направление спина частиц не связано с направлением их движения. И это означает равноправие правого и левого. Но есть исключения. В этих исключительных ситуациях проявилось преобладание одного над другим. Т.е. в нашем Мире есть частицы, у которых направление вращения жёстко связано с направлением их движения, подобно винтам, и при этом встречаются, можно сказать, “винты” только одного типа. Это может проявляться в видимом вращении всегда только в одном направлении подвешенного металлического диска, одна сторона которого покрыта слоем радиоактивного 60Со, так как вылетающие из вещества “пули” передают ему вращение, противоположное собственному. Следует отметить, что у “винтов” в Антимире направление вращения противоположно нашему.

Подводя итог квантовым представлениям, отметим, что сами квантовые законы установлены достаточно точно, чтобы описать строение материи. Однако само строение материи оказывается настолько сложным, что знание только квантовых законов недостаточно для выяснения устройства материи, в частности, пустоты, называемой вакуумом. Именно из него – “из ничего” – и рождаются пары частиц–античастиц. Вакуум имеет крайне сложное устройство, которое до сих пор не выяснено. Решению проблемы вакуума посвящена программа, известная как Теория Великого Объединения, которая должна объяснить и что же это такое элементарные частицы, и как рождался наш Мир.

Ещё одна глубокая проблема связана с фактом существования самих квантовых представлений. Это - проблема причинности в нашем Мире. Квантовые представления обозначили принципиальную границу возможности предсказания следствия из определённой причины. Поэтому необходимо отдельно рассмотреть, как получается определённость в условиях случайности.