В масштабе привычного нам мира все эти микроскопические бурления, конечно, сглаживаются, и мы их не чувствуем. Но стоит помнить о том, что хаотические перемещения частиц ежесекундно создают триллионы вероятностей. В обычном, ньютоновском, мире мы не можем проходить сквозь стены. А вот законы квантовой физики гласят, что в поведении каждой составляющей наше тело частицы заложена вероятность того, что однажды эта частица может пройти сквозь стену.
Стандартная модельЧем глубже физики проникали в мир элементарных частиц, тем более разнообразным он оказывался. На сегодня выделено 17 частиц, которые считаются фундаментальными. Они делятся на три типа:
кварки (верхний, нижний и др.);
лептоны (электрон, мюон, тау нейтрино и др.);
бозоны (глюон, фотон и др.).
Все частицы связаны тремя фундаментальными взаимодействиями сильным, слабым ядерными взаимодействиями и электромагнитным (есть еще четвертое, гравитационное, но его мы в этой модели не найдем, о чем ниже).
Эти 17 частиц ключевые ингредиенты Вселенной. Они объединены физиками в так называемую Стандартную модель, которую описывает квантовая теория поля. Эта теория чрезвычайно влиятельна: почти все предсказания Стандартной модели о свойствах микромира подтвердились с точностью до одной миллиардной от одной миллиардной доли метра это предел возможностей нынешней техники. И все-таки Стандартная модель не смогла стать теорией всего.
Она никак не объясняет проблему массы. В самом деле, почему элементарным частицам свойственны такие масса и заряд, какие у них есть? Почему, скажем, электрон в 1836 раз легче протона?
Она игнорирует гравитацию, а ведь это четвертое фундаментальное взаимодействие. Вообще, именно гравитация оказалась главным камнем преткновения для тех, кто хочет создать стройную модель реальности. Теория относительности, как мы помним, объясняет гравитацию искривлением пространства. А в квантовой теории все силы возникают благодаря обмену между частицами. Если эти теории объединять, то должна существовать еще одна, 18-я, частица переносчик гравитации гравитон. Если бы он в самом деле существовал и был бы таким же крошечным точечным объектом, как прочие кварки и бозоны, то порождал бы чрезвычайно мощное силовое поле, создающее мириады вторичных гравитонов до бесконечности.