Понять суть квантовой физики, на достаточном для нас дилетантском уровне, проще всего через её отличия от физики классической. Для этого вовсе не нужно знать досконально эту самую физику, достаточно вспомнить (или вновь для себя открыть) всего-то несколько основных положений классической физики, изучающей свойства физической материи:
[1] Каждый конкретный физический объект в каждый момент времени может иметь только одну координату (систему координат), то есть, объект не может одновременно находиться в двух и более местах;
[2] Время в классической физике линейно и непрерывно;
[3] Физические объекты обладают такими параметрами как: вес, твёрдость, степень прозрачности, электрический заряд, вектор и импульс движения;
[4] Объекты нормальной (классической физики) могут быть маленькими, но их можно разглядеть в микроскоп и измерить их параметры. Они (эти объекты) могут находиться от наблюдателя очень далеко, но их можно разглядеть в телескоп и измерить их параметры, даже если они находятся от нас на расстоянии многих световых лет;
[5] Физические свойства объекта существуют сами по себе (объективны) и не зависят от измерений этих свойств (от того, смотрит на них кто-то или нет);
[6] Измерения физических свойств одного независимого объекта не влияют на результаты измерения свойств другого независимого от него объекта.
Словом, объекты нормальной физики также «нормальны». Двигаются буквально «по линеечке» их параметры легко измерять. Например, если металлическим шариком выстрелить из рогатки, то можно, раз измерив параметры его движения, в любой последующий момент сказать: где шарик находится и в какой точке упадёт на землю. А если «выстрелить» одновременно несколькими шариками, то каждый из них полетит по своей, полностью независимой, траектории и никак не будет влиять на «судьбу» других шариков.
Всё понятно, всё подтверждается личным житейски опытом. А если объекты классической физики не двигаются, то спокойно пребывают на одном и том же месте: никуда не пропадают и не появляются «ниоткуда». Всё очень удобно и правильно.
В квантовой физике всё как-то «ненормально». И объекты у неё «элементарные частицы» совсем уже «невидимые». Ни фотографий, ни чёткого описания: что это за чудо природы такое. Сколько ни изучают фотон единицу света, а до сих пор не могут сказать, что это: физическая частица или волна (точнее полевая структура)? А фотографию электрона вы когда-нибудь видели? А позитрона? А нейтрона? Правда сейчас квантовая физика занимается уже и атомами и даже молекулами, в том числе достаточно большими, которые с помощью мощного электронного микроскопа уже можно разглядеть и их пространственную структуру нарисовать. Уже легче, в смысле привычнее. В руках не подержишь, но хоть увидеть можно.
При этом эти «большие объекты» ведут себя в классических экспериментах квантовой физики, как классические квантовые элементарные частицы, то есть «ненормально».
На мой взгляд, самое главное отличие квантовой механики состоит в том, что, в отличие от тупикового движения классической физики в познании Природы по принципу «от частного к целому», здесь в основу положено рассмотрение любой выделенной части Мира как единого целого.
Именно поэтому специалисты по квантовой физике обычно используют понятие «система» вместо слова «объект», так как в своих экспериментах или теоретических построениях рассматривают взаимодействующую между собой совокупность свойств объектов (систему свойств), входящих в некую систему.
Слово «объект» с точки зрения квантовой физики «вульгарно», так как подразумевает, что его, этот «объект» можно увидеть. Но как можно увидеть электрон или квант света? Тем более, когда этот квант или электрон ведёт себя как полевая структура? Но для нас дилетантов вполне достаточно понятия «объект». Так проще представить себе происходящее. Для ума понятнее.
Объекты квантовой механики.
В отличии от классической физики, квантовая механика говорит о фундаментальной целостности Вселенной, которую нельзя разложить на отдельные «кирпичики». Любая материальная частица может быть преобразована в другую; энергия может превращаться в частицы, и наоборот.
Свойства электронной оболочки атома.
На субатомном уровне вместо твёрдых материальных объектов классической физики квантовая физика оперирует вероятностными моделями полевых структур, которые описывают существующие между ними взаимосвязи. Согласно квантовой физике, область пространства, в которой вероятность нахождения электрона наибольшая, называется «орбиталью». Электроны с близкими энергиями образуют энергетический уровень электронное облако.
В соответствии с концепциями квантовой физики (механики) каждый электрон атома имеет несколько возможных, жёстко фиксированных орбиталей (орбит). Для каждой из этих орбит определён радиус (R) окружности, по которой вращается электрон. В нормальном или стационарном состоянии атома электрон всегда будет на самой нижней из возможных орбит.
Электрон может «перескакивать» с одной орбиты на другую. Если его энергия повышается он «прыгает» на более высокую орбиту, а атом переходит в «возбуждённое» состояние. С этой орбиты он может перейти либо вверх, либо вниз. Если электрон возвращается на более низкую орбиту, он испускает (сбрасывает) избыточную энергию в виде фотона (кванта электромагнитного излучения).