Существует ли «программный код» атома?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Вся материя состоит из атомов, а атомы, как известно, состоят из субатомных частичек. Субатомные частицы тоже из чего-то состоят. Все эти элементы выстраиваются в интересные и сложные конструкции.

Если остановиться на уровне строения атома и не переходить к ещё более мелким частичкам, то взаимное расположение субатомных частиц описывается некоторой стандартной моделью. Эта структура много раз претерпевала различные изменения. Сегодня наиболее актуальной версией считается модель атома Шрёдингера. Она отличается от атома Резерфорда фактически лишь тем, что электроны не вращаются как планеты вокруг ядра, а имеют вероятностное расположение. Ядро окружено электронами, которые находятся в конкретной точке с некоторой долей вероятности.

Стандартная планетарная модель атома
Стандартная планетарная модель атома
Автор: brgfx Источник: ru.freepik.com

Описываемая упорядоченность структуры имеет некоторые характерные черты. На первый взгляд может даже показаться, что существует стандартный код атома. Он содержит информацию о строении этого атома, о том, как должны располагаться его субатомные частицы и какие свойства у конструкции будут. Есть даже ряд конспирологических теорий, которые построены именно на таком представлении и опираются на некоторое «программное описание» каждого атома. Впрочем, тут даже не конспирологии речь — почему-то версия о существовании описания атома сразу приходит на ум практически всем изучающим физику частиц.

Но на самом деле ситуация отличается и процесс формирования атома имеет совершенно другую логику. При этом она не менее интересная.

Это можно сравнить с простым конструктором неокуб. Так называется головоломка, в которой главная часть — магнитные шарики. Из этих деталей можно образовывать самые разные конструкции и собирать модели. Процесс сборки такой модели во многом напоминает то, что происходит при формировании атомов.

Фактически, при появлении атома мы имеем дело с простейшей комбинаторикой. Фрагменты соединяются в таком сочетании и не соединяются в другом. Взаимодействие магнитных сил каждого шарика приводит тому, что в какой-то момент удается слепить стабильную пространственную модель.

Если заменить магнитные шарики субатомными частицами, а магнитное притяжение — базовыми физическими взаимодействиями, то станет ясно каким образом формируется и конструкция атома.

Само собой, важно помнить про сложные способы образования связей субатомных. Если в неокубе достаточно просто примагнитить шарик, то в случае атома всё сводится к таким явлениям, как термоядерный синтез.

Дальше работает линейная логика. Очень полезно обратиться к знаниям о появлении первых атомов и формировании материи после большого взрыва.

Сначала сформировались ядра водорода из протонов и нейтронов. Некоторые ядра образовывали и гелий. Температура системы начала опускаться. Новых реакций нуклеосинтеза не происходило, зато при дальнейшем остывании ядра атомов смогли прихватить свободные электроны и сформировать более привычные для нас системы. Дальше всё это продолжало развиваться и стали появляться тяжелые атомы. Обратите внимание, что никакой осмысленной модели мы тут не наблюдаем. Не о каком коде атома, который существовал заранее, тоже говорить не приходится. Если уж и ориентироваться тут на теорию симуляции, то следует рассматривать весь процесс формирования как запрограммированный и имеющей конечной целью конкретный атом.

Система функционировала подобным образом некоторое время, а мы видим результат. Может быть и не против самый тяжелый стабильный элемент присвоить себе ещё нейтроны или протоны, но тут в дело вступают противоположные процессы. Вспомните логику радиоактивного распада. Если её утрировать и упрощать, то ситуация будет сведена к тому, что слишком большой радиус атома не позволяет в должной мере удерживать все субатомные частички вместе.

Получается, что строение атома определяется наличием тех или иных описаний поведения субатомных частиц при некоторых условиях, а не наличием инструкции для создания конкретного атома. Это куда больше напоминает код атома. Мы видим элементарную комбинаторику, которая базируется на фундаментальных физических взаимодействиях. Структура из субатомных частиц получается устойчивой, или развалится через некоторое время в случае невозможности сохранять баланс.

Изображение в превью:
Автор: macrovector
Источник: ru.freepik.com
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Изучаю физику и стараюсь познать устройство мира с её помощью. Делюсь наработками и открытиями с вами. Кандидат наук, научный сотрудник и когда-то преподаватель. Автор научных статей в рецензируемых журналах. Рассказываю интересное про популярную науку и физику на YouTube, заходите в гости! Читайте мои статьи на этой страничке ixbt и в Telegram-канале!

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Можно ли спастись от бегемота, забравшись на дерево: почему знаменитый совет может оставить человека без выхода

Со стороны бегемот совсем не похож на животное, рядом с которым понадобится дерево. Короткие ноги, округлое тяжёлое тело, почти ленивые движения в воде. Кажется, что при необходимости достаточно...

Чихуахуа оказались отчасти койотами — и это наконец объясняет их дерзкий и бесстрашный характер

Маленький размер, вес менее трех килограммов, дрожь в теле и привычка сидеть в дорожной сумке создали породе чихуахуа репутацию хрупкого декоративного аксессуара. Однако любой кинолог, ветеринар...

С какой скоростью на самом деле растут горы: древний супервулкан дал геологам точный ответ

Определение скорости роста горных хребтов — одна из самых сложных прикладных задач физической геологии. Земная кора непрерывно деформируется под действием тектонических сил, однако...

Как гиена разгрызает кости, которые не поддаются льву: в чём секрет её челюстей?

Когда лев завершает трапезу, на земле остаются фрагменты скелета, которые для большинства хищников представляют лишь несъедобный остаток. Бедренная кость антилопы гну или ребро зебры не поддаются...

Механическая клавиатура, которая отлично подружилась с MacBook Neo: обзор VAIVER Leaf V3

Механических клавиатур сейчас огромное количество, и на бумаге многие из них выглядят практически одинаково: переключатели, несколько вариантов подключения, подсветка, компактный корпус. Но когда...

Зачем раньше в деревнях на заборы вешали глиняные горшки и бутылки

В любом деревенском пейзаже раньше да и иногда и сегодня можно было увидеть стеклянные бутылки или банки, насаженные на колья изгороди, и глиняные крынки, висящие на плетне. Но для чего же...