Как увидеть атомы и субатомные частицы? Что будет, если уменьшиться до атомных размеров?

Весь наш материальный мир состоит из атомов. Атомы - это буквально база, основа всего того, что нас окружает. За последние 100 лет ученые очень много спорили о том, что же из себя представляют атомы, как они выглядят в действительности. Наверняка вы знаете о том, что было разработано несколько различных моделей атомов ("пудинг с изюмом", планетарная, квантовая и др.). Но раз уж атомы действительно существуют и из них состоит наш мир, то как они выглядят на самом деле за пределами любых схем и моделей? Можем ли мы их вообще увидеть и каким бы мы видели мир, если б смогли уменьшиться до размеров атома?

О том, что атомы вообще существуют мы знаем из различных экспериментов. Например, одним из достоверных экспериментальных подтверждений того, что атомы реально существуют, стал опыт Штерна (1911 г.). И всё-таки очень бы хотелось не просто знать о существовании атомов, как о голом факте, но хотя бы одним глазком заглянуть в атомный или может быть даже субатомный мир.

До недавнего времени считалось, что "сфотографировать" или вообще как-то реально увидеть атомы нельзя, так как они настолько малы, что любое фотографирование на таких масштабах по определению невозможно никакой техникой. Мы не можем фотографировать атомы в обычном смысле слова "фотографировать", так как мы не можем схватывать отраженный от атомов свет, потому что длина волны видимого света находится далеко за пределами размеров даже самых крупных атомов. То есть атомы в тысячи раз меньше волны видимого света, поэтому никакое устройство не способно хоть как-то зафиксировать, "поймать" атом, как фотоаппарат фиксирует наше селфи.

Однако мы живем в удивительное время: "фотографии" атомов уже существуют. В Интернете можно найти фотографии атомов, сделанные при помощи сканирующего туннельного микроскопа, птихографии, а недавно появилась новость, что ученым всё-таки удалось сделать фото атома цифровой камерой.

Всё это конечно впечатляет, но не очень. Дело в том, что, например, туннельные микроскопы не ловят отраженный свет, а прощупывают некую поверхность сверхтонкой иголочкой, находящейся под напряжением. Таким образом, мы как бы не смотрим на атом, а щупаем его, создавая как бы вслепую наощупь некий образ, и на выходе получается не столько фотография, сколько некий чёрно-белый "образ", который микроскоп смог "нащупать" своей иголочкой. Более современные фото тоже весьма размытые и невнятные.

А хочется вот прям увидеть атом как он есть! А вот бы еще можно было не только сфотографировать атомы, но и записать видео того, что происходит на субатомном уровне, как частицы себя ведут, как двигаются и взаимодействуют друг с другом! Но вот тут-то и начинается самое интересное.

Дело в том что, как мы знаем из Квантовой физики, в микромире действуют совершенно иные законы. Атомы - это не "шарики" вещества, которые просто хаотически летают в пространстве туда-сюда, сцепляясь и расцепляясь друг с другом. На атомном уровне, а тем более на уровне субатомных частиц мы бы увидели то, что повергло бы нас в шок. Например, мы бы увидели как частицы могут проходить через несколько щелей или отверстий одновременно, сохраняя свою целостность, не разделяясь и никак не раздваиваясь при этом. Мы бы также увидели, как некоторые частицы, буквально появляются из ниоткуда и тут же уходят в никуда ("виртуальные частицы"). Кроме того, мы бы могли своими глазами увидеть квантовые поля, из которых, как считается, в общем-то и состоит наш мир. Кстати, свет, как известно, совмещая в себе свойства как частицы, так и волны, является квантовым полем. То есть увидев квантовое поле, мы бы поняли, как в одно целое соединяются казалось бы противоречащие друг друг явления - частицы и волны.

Ну хорошо, мы не можем ни сфотографировать, ни увидеть атомы во всей красе никаким микроскопом, но физики же как-то изучают их свойства, строят сложнейшие формулы и теории. Значит у физиков должен быть ну хоть какой-то ответ на вопрос о том, что мы увидим, если сами уменьшимся до атомного уровня? Но тут опять мы натыкаемся на ряд проблем. Если человека уменьшить до атомов, то из чего тогда будет состоять сам такой человек? Он должен состоять из чего-то, что сильно меньше атомов и всех известных субатомных частиц. Это уже проблема.

Ну допустим мы всё-таки смогли уменьшиться до атомных размеров. Что мы видим? Как уже было сказано выше, мы можем вообще хоть что-то видеть, потому что имеем в глазах светочувствительные рецепторы (палочки и колбочки), которые воспринимают свет в определенном диапазоне длины волны.

Если длина волны света выходит за данный диапазон, то воспринять её зрением мы не можем. Но раз мы уменьшили себя, то значит уменьшились и наши рецепторы и теперь мы не можем видеть волны, которые значительно больше нас самих. То есть мы перестанем видеть в обычном видимом свете, как видит человек стандартных размеров. Мы перестанем видеть большинство цветов, зато будем видеть рентгеновское излучение. Но на нашей планете в рентгеновском свете темно. Поэтому уменьшившись хотя бы до размеров атома, мы окажемся в полной темноте. Но даже если мы возьмем с собой какой-нибудь рентгеновский фонарик, то вследствие эффекта комптоновского рассеяния на таких масштабах каждый фотон, летящий в нас, чтобы мы могли что-то увидеть, будет нас буквально сносить с места, сбивать с ног. Более того, информацию для зрения несет как правило не один фотон, а несколько. То есть мы будем просто расстреляны фотонами так, что нас будет швырять из стороны в сторону и вряд ли мы сможем что-то внятное видеть в таком состоянии.

Таким образом, в микромире процесс зрения, способность к зрению, зрение как явление вообще разрушается, перестает иметь смысл, становится физически невозможным и бессмысленным. Механика этого "разрушения" понятна, как описано выше, но удивительно, что мир вообще устроен именно так. То есть атомы и субатомные частицы есть (атомы даже можно "пощупать"), на микроуровне что-то реально происходит, но то, что там происходит не подразумевает видение, зрения, не подразумевает саму возможность видения или вообще зрение как явление и процесс.

На последок хотелось бы немного пофилософствовать. Да, мы не видим атомы и субатомные частицы. Но это только полбеды. Мы не видим также и молекулы, не видим волны и поля и много чего еще. При этом многое из того, что мы видим - это лишь иллюзия нашего восприятия (как тот же цвет например). Но что из себя представляет объективный мир на самом деле, вне нашего восприятия? Каким мы бы увидели мир, если бы могли видеть и воспринимать вообще всё, что есть сразу таким какое оно есть само по себе? Видеть - значит воспринимать. Увидеть мир, каким он является сам по себе вне нашего восприятия, значит воспринять не воспринимая. Похоже, чем-то подобным и занимается математика. Что из себя представляет объективная реальность вне нашего восприятия - не это ли главный вопрос науки? Не потому ли нам (как человечеству) так непросто дается познание мира, потому что мы буквально пытаемся увидеть невидимое, воспринять мир таким, каким он должен быть без нашего восприятия, ответить на вопрос о том, что бы было, если б ничего не было? А есть ли он вообще - мир без наблюдателя?

Читаю быстро, с теорией знаком. Полагаю, что ТС изложил принципы макркосма в микрокосме, а можно и наоборот. Разницы нет. Все теории стоят друг друга

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Почему например провод от зарядки состоящий из атомов, которые движутся, не разлетаются?

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Если нас уменьшить до субатомных величин, то, первый встреченный нами фотон, скорее всего, стал бы для на с и последним.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Автор ставит интересные, но сложные и
неочевидные вопросы.
Любопытно узнать мнение самого автора
на такой вопрос.

Слушал тут как-то Семихатова... профессор толмачит,что скорее всего теорию объясняющую всё в итоге разработают. Математически подтвердят. Только вот понять ее смогут еденицы,ибо настолько она будет сложна.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

И земля налетит на небесную ось.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Не удивлён, что Перельман от денег отказался. Когда узнаешь всю сущность вокруг, деньги так себе аргумент. Ты приходишь к какому-то пониманию единоначалия всего вокруг.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Я за солипсизм!.
Нет ничего и никого кроме меня!.. И меня тоже нет, это ультра-солипсизм.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Уменьшился, пришёл в атом, пошатал протоны, нейтроны. Электроны, суко, шустрые, не пошатать..

от чего же тогда отражается видимый свет, который дает нам картину мира, если вся материя состоит из атомов, размер которых меньше длины волны этого самого света?

Это сообщение отредактировал avrakedavra - 3.10.2025 - 12:43

Кино было "Внутреннее пространство"

И в чем проблема сделать фото в другом диапазоне, рентген же делают?

Вы прослушали лекцию "Квантовая физика для самых маленьких"

Проблема в эффекте наблюдателя.
Чтобы пронаблюдать за объектом, надо его изменить; и на уровне квантового мира этот закон приобретает грандиозные последствия.

Это сообщение отредактировал Voronezher - 3.10.2025 - 12:44

в свете этого предположения, мне вот интересно, как атомы группируются, чтобы создать видимое отражение, которое может воспринимать наше зрение, при том что самих атомов мы не видим.... Но при этом мы как-то видим окружающий мир...
грубо говоря, как я представляю, мы видим мир так, как его воспринимает наш мозг, а по факту он выглядит как структура, нечто подобное как фильме "Матрица".
Отсюда у меня неприятная новость - господа, мы в матрице!!! И мы просто набор разных кислот и их производных, разбавленных водой, ну ладно, не водой, оксидом водорода, т.e. H2O.
с другой стороны мы чувствуем боль, страдания, любовь (ли то, что мы воспринимаем как любовь), радость и прочая... И как атомы с электронами создают эти не материальные ощущения?! Да, знаю, в мозг вбрасывается эндорфины/дофамины и прочая, но как атомы понимают, что это хорошо/плохо/зашибись?!
Отсюда еще более печальный вывод - нас создали искусственно, но с возможностью рождаться?! при чем в во внутриутробном периоде к нам подлезают нужные нам атомы...

P.S. сейчас на работе, но вечером я спокойно сяду, возьму в руку благородный напиток и продолжу, наверное, рассуждение.

Это сообщение отредактировал Госцарь - 3.10.2025 - 12:49

Интересно когда виртуальные ии (люди) будут исследовать мир который мы им создадим, то будет как у нас сейчас, докопались до предела и не могут понять что из чего состоит. А по сути просто из ничего. Энергии на чипе

Размещено через приложение ЯПлакалъ

попахивает пиздежом? особенно про фото цифровой камерой.

Как сделать золото?
Бери атомы ртути и убирай с них лишнее!

ИМХО, весь этот микромир, он при ближайшем рассмотрении такой же микро, как и для нас всех вид на вселенную с поверхности земли .
то есть. вот мы живем в мире, где минимальной значимой величиной является звезда, кхуям планеты, они даже ен светятся. так вот чтобыпоявилась звезда нужно чтобы 10 в тридцатой степени килограммов вещества собрались вместе и прореагировали...
следующий значимый размер в сторону уменьшения это протон или нейтрон, которые тоеж вроде как самодостаточные, но они это 10 в минус тридцатой степени кг вещества. (поправьте если не так) но суть вы уже уловили, разница между двумя значимыми единицами материи - 60 сука порядков! и следующий значимый эквивалент надо скать в пределах либо от 10 в минус девяностой степени кг существования вещества - но у нас совершенно нечем доебаться до настолько мелкой херни. либо от 10 в девяностой кг существования вещества - а это уже сложно представить, это таких размеров черная дыра, что она возможно уже своим существованием порождает и время и пространство и все сущее, а так же делает константой скорость света.
нет, атм конечно была теории макса планка котоаря говорила что при таких размерах и массах обычные законы физики не действуют, но не говорила что создание таких масс не возможнов принципе.
что если ан критических величинах постепенно начинают включаться иные силы и взаимодействия, и например при приближении к скорости света когда время в привычном нам понимании останавливается начинает свое действие иной аналог времени, способный видоизменять частицы уже в своем русле.

Ты просто литросексуал

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Спросите у Человека-Муравья

10^-90 - это почти "нихуя"

Вот и напомнило мне:
Открыли Василь Иваныч и Петька магазин, в котором все есть, Петька на кассе.

Заходит мужик:
- Дайте два килограмма крокодильего хвоста.
Петька порылся хоп-хоп, нашел

Заходит этот же мужик:
- Дайте 20 шт барсучьих яиц.
Ну Петька порылся, нашел.

В 3-ий раз:
- Дайте 2 кг нихуя.
Петька в непонятках идет к Василю Иванычу, тот говорит, что сам обслужит.

Заходит, значит В. И. и выключает свет. Дальше диалог
В. И: видишь че-нить?
Мужик: нихуя!
В. И: вот бери 2 кг и пиздуй отсюда!