научные понятия (полезно знать)

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Что такое спин?

После того, как мы выяснили, что такое абсолютный ноль и можно ли восстановить информацию о том, что ела черная дыра, на повестке дня появился еще один интересный вопрос. Вопрос сложный, поскольку лежит в области квантовой физики. Звучит он примерно так:

«Что, черт возьми, такое спин?»

Что еще за спин?
Если вы думаете, что экспрессия была лишней, вы ошибаетесь. Спин — одна из тех странных вещей в квантовой механике, пытаясь понять которые, вы думаете, что интуиция и личный жизненный опыт вам помогут. Но это не так. Напротив, ваша интуиция более вероятно упадет на колени перед вами. Попробуйте не доверять ей.

Начнем с того, что у всех частиц есть фундаментальный спин. Спин — «ось» от английского spin. Так же, как электрический заряд или масса, спин помогает определить тип частицы.

Некоторые частицы, вроде электронов, позитронов и кварков (протоны и нейтроны состоят из кварков, также фундаментальных частиц Стандартной модели), обладают спином ?. Они известны как «фермионы». Другие, фотоны, глюоны, а также W- и Z-частицы, обладают спином 1. Они известны как «бозоны». Очевидно, фермионы и бозоны ведут себя по-разному.

Если все это время вы согласно кивали, тонкий голосок у вас в голове, наверное, говорил что-то типа «полспина чего?». Стоит отметить, к внутреннему голосу по-хорошему нужно прислушиваться, поэтому давайте поговорим о том, как работает спин электрона.

Это как маленький гироскоп, но не совсем.

Почему электроны? Потому что если вы поймете, что такое спин электрона, все остальное будет простым. Попробуйте представить, что электрон — это маленький гироскоп. Он вращается и вертится без остановки. Вне зависимости от того, что вы делаете с ним, вы не можете замедлить или ускорить вращение электрона; вы просто можете изменить его положение.

Что бы вы ни делали, у электрона всегда будет спин ?. Но ? чего? Числа, известного как «приведенная постоянная Планка». Это очень маленькое число. Очень.

Вот вам первый странный факт. Обычно вы можете замедлить вращающееся тело. Супермен смог остановить вращение Земли, например.

С другой стороны, мы имеем дело с маленьким вращающимся гироскопом. Угловой момент — это одна из тех постоянных величин, которые сводят с ума физиков. При изменении направления спина электрона, угловой момент передается куда угодно — от орбиты до другого электрона.

Поскольку у электрона есть заряд, и поскольку он «вращается по оси», он создает небольшое магнитное поле. Так работает любой электромагнит. Мы можем обнаружить магнитное поле электрона или отклонить отдельные электроны, используя другие магниты, чтобы выяснить, в каком направлении вращается электрон. Но…

Магнитное поле работает совсем не так.

Возьмите маленький заряженный шарик и закрутите его вокруг оси. Вы создадите магнит. Вне зависимости от того, насколько велик или мал шар, оказывается, что магнитное поле будет точно предсказано кратным угловым моментом. Есть куча констант, связанных с зарядом и массой шарика, но не с размером.

Проблема в том, что если представить электрон таким же образом, описанная выше процедура не прокатит вообще. Магнитное поле будет в два раза больше. Точнее, в 2,0023193044 раза. Это число измерено с безумным уровнем точности и вычислено теоретически. В игру вступает эта чертова «квантовая теория поля», потому что мы можем сделать несколько точных предсказаний.

Странный факт номер два: вы не можете, не имеете права думать об электроне, как о маленькой микроскопической заряженной сфере. Просто получатся неправильные цифры.

Спин

Спин электрона предопределяет случайность.

Хотя у электронов есть фиксированный спин, вы можете предположить, что компоненты спина в определенном направлении могут принимать любое старое значение, которое нам нравится. Подумайте об этом в следующем примере. Допустим, у меня была метровая палка (длиной в 1 метр), одним концом воткнутая в землю под углом. Вы можете измерить высоту от верхнего конца до земли, и в зависимости от угла, получите значение между 0 и 1 метром.

Вы знаете, что Земля вращается, но если вы когда-нибудь видели глобус, вы в курсе, что он наклонен где-то под углом 23 с половиной градуса по отношению к плоскости орбиты. Другими словами, если вы измерите «ось» (или спин) Земли сверху донизу, вы получите меньше, чем полную длину оси. Ось представляется немного расшатанной из стороны в сторону.

С электронами такое не работает. Если вы создали небольшое магнитное поле, чтобы различить их, вы выясните, что отдельный электрон в 100 % случаев вертится вверх и в 100 % случаев вертится вниз, в зависимости от случая, и никогда — между. Что более странно, не имеет значения, как вы будете настраивать свою измерительную аппаратуру, вы всегда придете к одному и тому же начальному результату: либо одна сторона, либо другая, третьего не дано.

И здесь у нас рождается третий странный факт. Предположим, вы измеряете электрон и выясняете, что он обладает верхним спином. После вы пытаетесь измерить спин слева-направо. Здравый смысл подскажет вам, что число будет равно нулю, так как вы знаете, что электрон вертится снизу вверх, а не слева направо. Но как мы отмечали выше, здравый смысл вам не поможет. Выясняется, что: а) в половине случаев, когда вы измеряете электрон, он будет «слева», в половине — «справа», и б) право и лево определяется абсолютной случайностью. Правда. Ничто во вселенной не сможет сказать вам, какую сторону выберет электрон. Такого рода случайность сильно огорчала Эйнштейна (вспомните его высказывание о том, что Бог не играет в кости).

Вам нужно дважды повернуть электрон, чтобы он выглядел, «как прежде»

Спин

В прошлом мы часто говорили о волновой функции частиц. Квадрат волновой функции подскажет вам вероятность нахождения частицы в определенном месте в определенное время. Что примечательно в электроне (и во всех частицах со спином ?), так это то, что если вы повернете всю вселенную на 360 градусов, у волновой функции появится знак минуса в начале.

Это четвертый странный факт. Вам нужно дважды повернуть электрон вокруг оси, и он будет выглядеть так же, как и в начале.

Казалось бы, ничего странного. В конце концов, чего переживать о волновой функции, если знак минуса ничего не делает. -2 в квадрате = 2 в квадрате.

Тот же эффект возникнет, если вы представите, будто подменяете один электрон другим. Ничего не меняется, только появляется знак минус перед всей волновой функцией. Кажется незначительным, пока вы не поймете, что…

Знак минус — это то, что делает вас возможным.

Плюс и минус

Представьте два электрона со спинами в одном направлении, один и другой — наверх (эксперты также должны понять, что у двух электронов один и тот же импульс). Теперь поменяем их местами. Для нас ничего не изменилось, но в квантовой механике вся вселенная погрузилась в хаос. Волновая функция вроде бы не изменилась, поскольку никаких существенных отличий одного электрона от другого нет, но так или иначе, мы ставим знак минус в начале.

Еще раз: ничего не меняется, но умножается на -1. Единственное число, с которым это работает, это 0. Другими словами, нулевая волновая функция равна нулевой вероятности, или отсутствию шансов вообще.

Другой способ сказать это: электроны (и все фермионы: кварки, позитроны, нейтрино и т.д.) не могут находиться в одном и том же месте с одним и тем же спином. Это знаменитый «запрет Паули». Он предсказывает, что электроны в атомах не могут быть в одном и том же состоянии, но вместе этого занимают разные орбитали. Если бы все было не так, электроны занимали бы самые низкие уровни, и элементы вели бы себя скучновато, как водород. Скучно и не способствует зарождению жизни.

Бозоны, другой тип частиц, не работают по этому принципу. Поменяйте местами два бозона, и ничего не изменится. Поверните бозон единожды, и все вернется в нормальное русло. У них спин равен одному, что означает только то, что они ведут себя точно так, как вы ожидаете. Но таковы лишь бозоны, обнаруженные на сегодняшний день. У бозона Хиггса (если он существует) спин 0, у гравитона (если он существует) спин 2, но мы пока можем о них не говорить. Бозоны могут находиться в одном месте и обладать одним и тем же спином. Вот почему мы можем получить конденсат Бозе-Эйнштейна, который представляет собой кучу бозонов в одном состоянии.

«Фишка» не в том, что спин — странная штука, хотя с этим никто не спорит. «Фишка» в том, что спин лежит в центре куда более серьезных и фундаментальных вещей, в основе их работы, чем вы можете подозревать.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Кот Шрёдингера

Кот Шрёдингера - так называется занимательный мыслительный эксперимент, поставленный, как вы уже наверное догадались, Шрёдингером, а точнее, Нобелевским лауреатом по физике, австрийским ученым Эрвином Рудольфом Йозефом Александром Шрёдингером."Википедия" определяет эксперимент следующим образом: "В закрытый ящик помещён кот. В ящике имеется механизм, содержащий радиоактивное ядро и емкость с ядовитым газом. Параметры эксперимента подобраны так, что вероятность того, что ядро распадётся за 1 час, составляет 50 %. Если ядро распадается, оно приводит механизм в действие - открывается емкость с газом, и кот умирает.

Согласно квантовой механике, если над ядром не производится наблюдения, то его состояние описывается суперпозицией (смешением) двух состояний - распавшегося ядра и не распавшегося ядра, следовательно, кот, сидящий в ящике, и жив, и мертв одновременно. Если же ящик открыть, то экспериментатор обязан увидеть только какое-нибудь одно конкретное состояние: "ядро распалось, кот мёртв", или "ядро не распалось, кот жив".

Получается, что на выходе мы имеем живого или мертвого кота, однако в потенциале, кот и жив и мертв одновременно. Таким образом, Шрёдингер пытался доказать ограниченность квантовой механики, без применения к ней определенных правил.

Копенгагенская интерпретация квантовой физики - и в частности этого эксперимента - указывает на то, что кот приобретает свойства одной из потенциальных фаз (живой-мертвый) только после вмешательства в процесс наблюдателя.

То есть когда конкретный Шрёдингер открывает ящик, ему со стопроцентной уверенностью придется нарезать колбаски или позвонить ветеринару. Кот будет определенно жив или скоропостижно мертв. Но пока в процессе нет наблюдателя - конкретного человека обладающего несомненными достоинствами в виде зрения, и, как минимум, ясного сознания - кот будет находиться в подвешенном состоянии "между небом и землей".

Древняя притча о коте, который гуляет сам по себе, в этом контексте приобретает новые оттенки. Несомненно, кот Шрёдингера - не самое благополучное существо во Вселенной. Пожелаем же коту благополучного для него исхода и обратимся к другой занимательной задаче из таинственного и порой беспощадного мира квантовой механики.

Звучит она так: "Какой звук издает падающее в лесу дерево, если поблизости нет человека, способного этот звук воспринять?" Тут, в отличие от черно-белой судьбы несчастного/счастливого кота, мы сталкиваемся с разноцветной палитрой спекуляций: нет звука/есть звук, какой он, если он есть, а если его нет, то почему? Ответить на этот вопрос нельзя по очень простой причине - невозможности осуществить эксперимент. Ведь любой эксперимент подразумевает присутствие наблюдателя, способного воспринять и сделать выводы.

У знаменитого аргентинского писателя Хулио Картасара, яркого представителя "магического реализма", есть небольшой рассказ о том, как офисная мебель, оставшись без наблюдателя, двигается по кабинету, как бы используя свободное время для того, что бы размять "одеревеневшие" конечности.

То есть невозможно предположить, что происходит с объектами окружающей нас реальности в наше отсутствие. А если это невозможно воспринять, значит этого не существует. Как только мы покидаем комнату, все ее содержимое, вместе с самой комнатой перестает существовать или, точнее, продолжает существовать только в потенциале.

Одновременно там существуют пожар или наводнение, кража оборудования или незваные гости. Более того, в ней существуем и мы, в разных потенциальных состояниях. Один Я ходит по комнате и насвистывает дурацкую мелодию, другой Я грустно смотрит окно, третий - говорит с женой по телефону. В ней живет даже наша внезапная смерть или радостное известие в виде нежданного телефонного звонка.

Представьте на минуту все возможности, скрытые за дверью. А теперь представьте, что весь наш мир - это всего лишь скопище таких нереализованных потенциалов. Забавно, правда?

Однако тут возникает закономерный вопрос: ну и что? Да - забавно, да - интересно, но что, по сути, это меняет? Наука об этом скромно умалчивает. Для квантовой физики такие познания открывают новые пути в осознании Вселенной и ее механизмов, ну а нам, людям далеким от больших научных открытий, такая информация вроде бы ни к чему.

Да как это - ни к чему!? Ведь если существую я, смертный, в этом мире, значит, существую я, бессмертный, в другом мире! Если моя жизнь состоит из полосы неудач и огорчений, то где-то существую я - удачливый и счастливый? На самом деле, вне наших ощущений ничего нет, как нет комнаты, пока мы в нее не вошли. Наши органы восприятия лишь обманывают нас, рисуя в мозгу картину "окружающего" нас мира. Что же на самом деле находится вне нас пока остается тайной за семью печатями.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Сингуля́рность от лат. singularis — единственный, особенный:

• Сингулярность в философии (от лат. singularis — единственный) — единичность существа, события, явления.
• Математическая сингулярность (особенность) — точка, в которой математическая функция стремится к бесконечности или имеет какие-либо иные нерегулярности поведения (например, критическая точка).
• Гравитационная сингулярность — область пространства-времени, через которую невозможно гладко продолжить входящую в неё геодезическую линию. Часто в ней кривизна пространственно-временного континуума обращается в бесконечность, либо метрика обладает иными патологическими свойствами, не допускающими физической интерпретации.

• Космологическая сингулярность — состояние Вселенной в начальный момент Большого взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества.

• Технологическая сингулярность — предполагаемый некоторыми исследователями короткий период чрезвычайно быстрого технологического прогресса.
• Сингулярность в биологии — понятие, обычно используемое для обобщения процесса эволюции.
• Microsoft Singularity — проект по созданию высоконадежной операционной системы.

Понятие сингулярности существует и в физике, и в математике, но для рядового обывателя, если можно так выразиться, оно связано в первую очередь с мирозданием. Учёные в таких случаях говорят, что сингулярность - это точка, в которой было заключено всё вещество, из которого состоит наша Вселенная. То есть состояние в начальный момент Большого Взрыва. Возникновение гравитационной сингулярности (как одной из частей теории гравитации) было доказано в 1967 году С. Хокингом. Однако, до сих пор проблема существования сингулярности является одной из наиболее сложных проблем в физической космологии.



Сингулярность в математике - точка, в которой величина стремиться к бесконечности.
Собственно применительно к астрономии, черная дыра - та же сингулярность пространство времени. Т. е кривизна пространства-времени обращается в бесконечность. Или, например, это точка пространства, для достижения которой требуется бесконечное время.



одномерное пространство, в частности точка


Технологи́ческая сингуля́рность в футурологии — гипотетический взрывоподобный рост скорости научно-технического прогресса, предположительно следующий из создания искусственного интеллекта и самовоспроизводящихся машин, интеграции человека с вычислительными машинами либо значительного увеличения возможностей человеческого мозга за счёт биотехнологий.
Футурология (от лат. Futurum — будущее и греч. Λόγος — учение) — наука прогнозирования будущего, в том числе путём экстраполяции существующих технологических, экономических или социальных тенденций или попытками предсказания будущих тенденций.



это гипотетический взрывоподобный рост скорости научно-технического прогресса, предположительно следующий из создания искусственного интеллекта и самовоспроизводящихся машин, интеграции человека с вычислительными машинами либо значительного увеличения возможностей человеческого мозга за счёт биотехнологий.


простой пример - чёрная дыра. Материя с бесконечной массой сжимается в точку.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://dzen.ru/a/YuDcG3Be5ybaQqIP?from_site=mail
В чём квантовая физика конфликтует с классической? Топ-9 главных различий

27 июля 2022
11K прочитали









Если вы ещё не знакомы с квантовой физикой, то настало самое время посмотреть на ряд типовых отличий этой науки от классической ньютоновской теории. Ньютоновская физика гораздо более прозрачна и понятна большему числу людей, нежели квантовая.


Истина где-то рядом!

Тот, кто не был потрясён при первом знакомстве с квантовой теорией, очевидно, просто ничего не понял.

- так сказал Нильс Бор, лауреат Нобелевской премии за работы по исследованию структуры атома. С ним сложно поспорить, потому что мир буквально переворачивается.
Часто в квантовой физике появляются вопросы, на которые не способны ответить даже сами ученые. Мы получаем или парадокс, или вопрос без ответа в надежде найти объяснение чуть позже. По меркам многих читателей такая физика уже граничит с эзотерикой. Но, тем не менее, это наука и подчиняется она научной методологии. Есть эксперименты и есть даже модели большинства процессов. Сейчас наша цель именно что увидеть различия квантовой физики и физики классической.
С чего всё началось



Ищем причину

Классическая механика - штука хорошая, наглядная и имеющая подтверждения. Но всё так безоблачно, пока мы не заглянем на уровень глубже. Горе-беда начинаются при попытке объяснить существующие закономерности не на уровне "так устроено", который был характерен для Ньютона и на его этапе простителен, а на уровне "почему это так устроено". Например, не просто обозначить существование гравитации, а обнаружить ей причину.
И тут ученые пришли к страшному выводу:

Закономерности, выявленные отцами физики на макроуровне, не работают или работают с некоторыми серьезными допущениями на микроуровне.

В общем-то, момент обнаружения таких различий и можно уже считать формированием квантовой физики как отдельной области знания со всеми её "небылицами" и сложностями.
Например, строго по классической формулировке электрон должен был бы упасть на ядро рано или поздно. Но Бор отметил, что атом испускает энергию квантами, а не постоянно. Причем только в определенный момент.
Ещё страшнее стало, когда был обнаружен корпускулярно-волновой дуализм. Нужно было как-то логично увязать волновые и корпускулярные свойства. Было не совсем ясно, как частицы, которые мы привыкли визуализировать подобно мячикам, вдруг обладают свойствами волны.
Главное принципиальное отличие квантовой физики от классической



Самое важное!

Для начала давайте сформулируем главное принципиальное отличие квантовой теории от классической.
Что мы знаем про физику Ньютона? Как минимум - это точная наука, подчиняющаяся выявленным закономерностям.

Отклонение от ожидаемого результата тут связано или с недостаточным количеством данных, или с неверной формулировкой базовой закономерности, или банальной ошибкой.

Теперь посмотрим на мир квантовой физики. Тут не работает классическая линейная механика. Вводится такое понятие, как вероятность и даже случайность и это становится базой познания. Из линейной науки физика превращается в естественную, где законы вроде и есть, а вроде бы их и нет.

Главный инструмент квантовой физики - это не детерменизм, а вероятность наступления события. Даже самого невероятного события.

В качестве примера можно привести важный довод. Больше нет орбиты у электрона. Есть его вероятностное положение и зона вероятностного появления. Ну а бутылка с водой не стоит на столе, а находится там с вероятностью 95%. Остаётся целых 5% на то, что бутылки нет совсем.
Квантовая физика буквально формулирует метод познания как "не верь глазам своим". Классическая физика против, а оно всё вероятно.
Примеры невероятных различий или как пошатнулись устои

Теперь давайте посмотрим на реальные примеры различия двух миров и, я почти уверен, что если вы ещё совсем не знакомы с миром квантовой физики, то глаза вылезут на лоб.
Принцип неопределенности

Начнем с самого главного и сложного для восприятия принципа. В обычной физике точность описания положения или состояния объекта упирается только лишь в точность приборов для измерения и погрешность.


Неопределенность Гейзенберга

В квантовой физике всё совсем не так. Слышали про неопределенность Гейзенберга?

На квантовом уровне, измеряя один показатель, например скорость, ты не можешь одновременно получить точные значения других показателей — например, координаты

Как такое вообще возможно и где тут физика?
Представьте себе простой пример. Мы хотим определить положение четырехколесной тележки. Если проявить фантазию, то есть два способа. Ньютон бы взял рулетку и расчертил координатную плоскость. Как отметить на ней тележку уже ясно.
Но более глубокие мысли позволяют прийти к квантовому восприятию. По всей логике классической физики в тележку можно кидаться яблоками и по мере попадания яблока в телегу и исходя из скорости его движения можно рассчитать расстояние до телеги. Да вот беда...Каждое яблоко при попадании в тележку будет отодвигать её на некоторое расстояние. Это тоже можно рассчитать, исходя из классической механики. Но теперь заменим яблоки фотонами. Ведь изображение объекта формируется отражением света от этого объекта. И в случае, когда фотоны отодвигают тележку, рассчитать характеристики будет очень сложно. Вот и пришли к неопределенности. Ключ в том, что один фактор зависит от другого и мы не знаем как, а следовательно можем точно выявить лишь один параметр.


Вашу маму и тут, и там показывают



Помните откуда эта цитата?

Речь про квантовую суперпозицию. Об этом уже была отдельная развернутая статья на канале.
В классической физике если есть частица, то она есть здесь и сейчас. Смотрим мы на электрон и говорим, что в данный момент времени он обязательно находится тут.
Квантовая физика пошла дальше и сказала - электрон есть сейчас и здесь, и где-то ещё. Сразу в двух точках одновременно. А найти его мы сможем методом измерения с попаданием в цель с некоторой долей вероятности. Такое представление буквально ломает разум выпускникам средней школы :) Но тут стоит вспомнить классический двухщелевой эксперимент. Об этом поговорим как-нибудь отдельно.
Эффект наблюдателя




Пока не смотришь - это волна, смотришь - частица

Один из самых занятных эффектов, который пересекается и с квантовой суперпозицией.
Как в классической физике? Есть зерно металла и мы изучаем его под микроскопом. И оно ЕСТЬ. Через пару часов оно снова БУДЕТ.
В квантовой физике всё сложнее. Существует так называемая волновая функция. Страшный зверь в несколько этажей! Она описывает комплексную волну вероятности, которую невозможно увидеть.
При попытке частицу наблюдать, она как будто бы реагирует на процесс наблюдения и принимает наиболее вероятностное своё состояние. Происходит коллапс квантовой функции, который приводит к результату.
Это звучит примерно как: мужик, желающий слить бензин, заметил слежку и решил повести себя как добропорядочный гражданин! Но не может же частица обладать индивидуальным сознанием!? Или может? :)
Квантовая запутанность

В обычной физике два атома, находящиеся друг рядом с другом, не могут определять состояния друг друга. Это как два камня, которые лежат на дороге.




Источник фото speakerdeck.com

В квантовой физике всё интереснее. Вводится такое понятие, как квантовая запутанность. Сильное упрощение этого термина обозначает, что существуют группы частиц, которые непонятным на данный момент образом связаны друг с другом. Так, если состояние частицы изменилось, то состояние связанной частицы изменится вместе с ним. Под состоянием мы понимаем ряд факторов, который включает, например, спин частицы. Причем, связанные частицы могут находиться чуть ли не на разных сторонах галактики.
Не стоит думать, что это пустые фантазии. Уже появляется прикладное применение квантовой запутанности. На базе этого явления функционирует квантовый компьютер и тестируется способ беспроводной сверх-быстрой передачи данных. Причем, происходит это одновременно или мгновенно! Ну а скорость света, вроде как, превышать низя. С какой же скоростью тогда происходит обмен информацией?
Квантовый скачок



Довольно популярным эта тема была одно время

Квантовый скачок - это не только название известного фильма. Это ещё и физический процесс, который связан с изучением особенностей устройства атома. Мы уже косвенно затрагивали этот момент. Дело в том, что переход электрона с одной орбиты на другую происходит не как это предполагает классическая физика, а мгновенно. С полным отсутствием скорости, потому что в один миг.
Классическая физика видит этот процесс как движение лодки через реку. Рыбак переплывает реку из точки А в точку Б за 5 минут. По представлениям новой физики рыбак должен оказаться на другом берегу в один миг. Даже задуматься не успеешь. Быстрее, чем самое быстрое.
Материя есть лишь волна

Одним из выводов, который следует в том числе из приведенных выше рассуждений является закономерная логика работ Шрёдингера. Он построил все свои теории на простом доводе:

Частиц как таковых не существует. Любая частица, а следовательно - и материя, есть только лишь колебания энергии.

Значит, электрон - это лишь стоячая волна (имеет энергию, но не перемещается, пример - струна гитары) с определенными энергетическими характеристиками.По этой логике вся материя является энергия в той или иной форме.



Классическая физика, само собой, воспринимает материю лишь как материю. Камень он и есть камень. Никакой волны и энергий.
Идеи многомерной вселенной и новых сюжетных линий

При рассмотрении этих доводов Ньютон бы, наверное, сам прыгнул с крыши башни, чтобы как-то прийти в себя с помощью гравитации :)...
Само собой, мы сейчас не сможем описать всю глубину мыслей ученых на этот счёт. Поэтому, коротко обозначим главные постулаты.
Существует два понимания квантовой механики. Копенгагенская и многомировая.
Копенгагенская гласит, что:

Квантовые сущности описываются волновой функцией и при их взаимодействии с окружением волновая функция коллапсирует с конкретным значением, что мы и видим, как событие

Многомировая теория пошла дальше и обозначила следующее:

Каждая квантовая вероятность влечёт за собой возникновение отдельной вселенной, где происходит тот или иной исход. Это так называемое квантовое бессмертие.

На примере понять различие проще.
По первому взгляду на проблему если на человека упал с крыши камень, то получился коллапс квантовой функции и мы имеем как исход разбитую голову. По многомировой теории всё интереснее - такое событие провоцирует генерацию множества вселенных с множеством сюжетных линий. В одной получившейся вселенной у человека будет разбита голова, в другой - он погибнет. В третьей - он окажется в каске, а в четвертой просто набьет себе шишку. Остаётся найти наиболее вероятный для нашего восприятия расклад.
Для классической физики и для отца механики Ньютона это значит что-то из серии, что "в одной из возможных вселенных яблоко не упало на землю", а отлетело в космос :)...
Теория поля

Тут мы тоже не сможем раскрыть всю глубину понимания вопроса. Больно объемный материал. Отметим лишь только, что различные теории из "мира квантовой физики" позволяют ответить на такие вопросы, как "почему в космосе есть радиоволны".
Среди имеющихся представлений существует такая штука, как квантовая пена. Она заполняет все якобы пустое пространство и является агентом для передачи базовых взаимодействий.
Иными словами, если мы и не можем найти материю в классическом её понимании между объектами, то там всегда есть энергия и среда, способная к колебаниям.
Вместо заключения

Я надеюсь, что вам, уважаемые читатели, понятно, что вместить в одну большую статью всю глубину квантовой физики невозможно. Тут я постарался выделить наиболее кричащие различия в логике и методологии квантовой физики и физики обычной. Сложно тут претендовать на исчерпывающий материал.
Многие после изучения азов квантовой физики связывают это понимание с чем-то типа эзотерики. Но как ещё искать ответы на вопросы "почему", чтобы затем научиться использовать всё это в прикладном варианте. Этот уровень знаний гораздо более глубокий, нежели обычная линейная физика. И даже если мы изучим все виды резьбы, то это не поможет потом оттолкнуться от гравитационного поля. Значит, глубина для инженерного познания не менее важна, чем для философского.
Кстати, все отцы-основатели квантового познания были связаны и с религией. У Нильса Бора в семейном гербе этак вообще Инь-Ян красовался, а Шрёдингер параллельно изучению физики исследовал индийские Упанишады.
Обозначу сейчас не совсем популярную точку зрения, которая слегка противоречит названию моего проекта. Я не вижу ничего плохого в том, что физика и мистика находят точки пересечения, а некоторые моменты, которые раньше считались бесовством, сейчас уже имеют экспериментальное подтверждение.
Физика - это наука о природе, а природа сложна и многогранна. Странно тут полностью отбрасывать рассуждения и мысли наших предковна этот счёт. Ведь если говорить о том же понимании времени, то в философии представления об уровне, где можно увидеть любой процесс как последовательный набор кадров, появился гораздо раньше, нежели в физике.

Пожалуйста, подпишитесь и обязательно возвращайтесь за новым контентом на проект! Возврат подписчика сейчас очень важен для существования канала!