Однако основные структурные элементы в природе – это нечто более размытое и абстрактное: текучие вещества, которые распространяются по всей Вселенной и колеблются странными и завораживающими способами. Это и называется фундаментальной реальностью, в которой мы живём. Их называют полями – это нечто, что распространено повсюду во Вселенной, и это нечто имеет определённое значение в каждой точке пространства, которое меняется во времени. Чтобы было проще это представить – жидкость, которая колеблется и колышется по всей Вселенной. Помнишь, ездили на море? На само море можно смотреть часами – оно все время в движении. Одним из первых высказал эту идею Фарадей. Он считал, что всё в мире пронизано невидимыми объектами – электрическим и магнитным полями. Как пример, магниты. Возьми в руки два магнита и попробуй их поднести друг к другу разными сторонами. В одном случае – они притягиваются, в другом – отталкиваются. Смотри, здесь нет ничего. Их никто не притягивает и не отталкивает, но тем не менее – чувствуешь? Оба состояния очень хорошо ощущаются. Видишь? Можно сказать – волшебство, в этом есть нечто завораживающее. «Даже если пространство кажется пустым – там что-то есть» – так сказал Фарадей. Он назвал это силовыми линиями. Сейчас это просто магнитное поле. Одним из его экспериментов было заставить колебаться иглу – притом, что к ней никто не подходил и не трогал. Он открыл индукцию. Сейчас тот же эксперимент, только более современный – обычный разговор по сотовому телефону. И это тоже наследие Майкла Фарадея. Он предположил, что эти невидимые поля в буквальном смысле единственное, что мы видим. Иными словами, именно колебания электрического и магнитного полей и есть свет.
Прошло ещё пятьдесят лет, прежде чем его догадку подтвердил Максвелл. Лишь совсем недавно пришло осознание, что идея полей гораздо важнее, чем думал Фарадей. Речь идёт о теории квантовой механики. Ключевой момент квантовой механики – энергия не непрерывна. В мире энергия всегда упакована в небольшие неделимые порции (именно это и обозначает слово «квант» – «неделимый», или «порция»). Вот если взять данную идею и объединить её с идеями полей Фарадея – это и есть теория квантового поля. Из этой теории следует, что именно волны электромагнитного поля мы называем светом, а если к ним применить квантовую механику, то получится, что эти волны не такие уж гладкие и неделимые. Если пристально к ним присмотреться, то можно увидеть, что они состоят из маленьких частиц – фотонов. Наглядно это можно увидеть, допустим, в туман или тёмное время суток.
Теперь вспомни – осенью ездили к бабушке. Стоял очень густой туман. Практически ничего не было видно.
Не забыла, что тогда произошло? К нам навстречу вышел лесник с фонариком. Припоминаешь? А сейчас вспомни, как ты видела свет фонарика, когда он начал от нас удаляться. Очень скоро его не стало видно. Я тебе открою одну тайну лягушек. Хочешь? У них зрение другое. И если б рядом была лягушка, то она видела бы всё иначе: для неё свет так же изначально отдаляется, но когда ты уже перестала его видеть – лягушка по-прежнему видит, правда, не постоянный луч – прерывистый. Как будто фонариком играют: включают – выключают. По сути, она видит прерывистые частички света – фотоны.
Волшебство этой идеи заключается в том, что этот же принцип применим к каждой частице во Вселенной. Говоря иными словами, по всей этой комнате распространено нечто, называемое электрическим полем. Оно, как жидкость, наполняет эту комнату, да и, по сути, всю Вселенную, а колебания этой жидкости объединяются в маленькие комочки энергии, которые принято называть электронами. Все электроны в нашем теле не фундаментальны: они волны одного лежащего в основе поля, и все мы связаны друг с другом. Так же, как волны являются частью одного океана, электроны внутри твоего тела или тела твоей подружки, одноклассников являются электронами того же поля, что и внутри моего тела. Но это ещё не всё. В данной комнате присутствуют ещё и волны двух кварков. Все колебания этих полей дают начало тому, что мы называем верхним кварком и нижним кварком.
