원자와 공허가 주장하는 우주의 시작. 반대 운동

Democritus에 따르면 우주는 움직이는 물질이고 물질의 원자와 후자의 공허함은 존재만큼 현실적입니다. 영원히 움직이는 원자, 결합, 모든 것을 창조하고 분리는 후자의 죽음과 파괴로 이어집니다. Democritus의 체계는 다른 고대 그리스 철학과 마찬가지로 변증법적 특징을 가지고 있었습니다. V. I. 레닌은 원자와 공허함의 바로 그 구별에서 이미 변증법의 요소를 보았다.

비존재로서의 공허함의 개념에 대한 원자론자들의 도입은 깊은 철학적 의미를 가졌다. 비존재의 범주는 사물의 출현과 변화를 설명할 수 있게 했다. 사실, 데모크리토스에서 존재와 비존재는 별개로 나란히 공존했습니다. 이것이 이론의 형이상학적 성격이었다. 아리스토텔레스는 우리가 "동일한 연속체, 이제는 액체, 이제는 응고"를 본다고 지적하면서 이를 극복하려 했습니다. 따라서 질의 변화는 단순한 연결과 분리만이 아닙니다. 그러나 현대 과학 수준에서 그는 이에 대해 적절한 설명을 할 수 없었고 Democritus는 이러한 현상의 원인이 원자 간 공허함의 양의 변화라고 설득력있게 주장했습니다.

공허함의 개념은 공간적 무한의 개념으로 이어졌습니다. 고대 원자론의 형이상학 적 특징은 또한 존재의 끊임없는 "벽돌"의 끝없는 양적 축적 또는 감소, 연결 또는 분리로서의이 무한대에 대한 이해에서 나타납니다. 그러나 이것은 Democritus가 일반적으로 질적 변형을 거부했음을 의미하지는 않으며 반대로 그의 세계 그림에서 큰 역할을했습니다. 전체 세계가 다른 세계로 변형됩니다. 분리된 것들도 변형됩니다. 영원한 원자는 흔적도 없이 사라질 수 없기 때문에 새로운 것을 생성합니다. 변환은 이전 전체의 파괴, 즉 원자의 분리의 결과로 발생하며, 그런 다음 새로운 전체를 구성합니다. Democritus에 따르면 원자는 나눌 수 없으며 절대적으로 밀도가 높으며 물리적 부분이 없습니다. 그러나 모든 신체에서 그들은 적어도 그들 사이에 최소한의 공허함이 남아있는 방식으로 결합됩니다. 물체의 일관성은 원자 사이의 이러한 간격에 따라 달라집니다.

Elean 존재의 징후 외에도 원자는 피타고라스 "한계"의 속성을 가지고 있습니다. 각 원자는 유한하고 특정 표면으로 제한되며 불변의 기하학적 모양을 갖습니다. 반대로 "무한"인 공허함은 아무것도 제한되지 않으며 진정한 존재의 가장 중요한 표시 인 형태가 없습니다. 원자는 감각으로 인지할 수 없습니다. 그들은 공기 중에 떠 다니는 먼지 입자와 같으며 크기가 너무 작아서 태양 광선이 떨어지기 전까지는 창을 통해 방으로 침투합니다. 그러나 원자는 이러한 먼지 알갱이보다 훨씬 작습니다. 사고의 광선, 이성의 광선만이 그들의 존재를 드러낼 수 있습니다. 그들은 또한 색상, 냄새, 맛 등 일반적인 감각적 특성이 없기 때문에 감지할 수 없습니다.

심플리키우스는 "피타고라스학파와 데모크리토스는 감각적 특성의 원인을 찾는 과정에서 형태(즉, 원자)에 이르렀다"고 분명히 말합니다. 물질의 구조를 "원소", "4개의 뿌리", 부분적으로는 아낙사고라스의 "씨앗"보다 더 기본적이고 질적으로 균질한 물리적 단위로 환원하는 것은 과학사에서 매우 중요했습니다.

영국 학자 Mac Diarmid는 Democritus를 포함하여 그리스 소크라테스 이전의 철학에 대한 많은 후기 보고서의 주요 출처가 된 Aristotle의 학생 Theophrastus의 증언을 연구하면서 어떤 모순을 지적했습니다. 어떤 곳에서는 원자 형태의 차이에 대해서만 이야기하고 다른 곳에서는 순서와 위치의 차이에 대해서도 이야기합니다. 그러나 이해하기 어렵지 않습니다. 순서와 위치(회전)는 단일 원자가 아니라 하나의 복합체에서 복합체 또는 원자 그룹에서 다를 수 있습니다. 이러한 원자 그룹은 위 또는 아래(위치)에 위치할 수 있을 뿐만 아니라 신체를 수정하는 다른 순서(예: 문자 HA 및 AN)로 위치할 수 있습니다. Democritus는 현대 생화학의 법칙을 예측할 수 없었지만 실제로 동일한 구성의 두 유기 물질, 예를 들어 두 개의 다당류의 비 유사성은 분자의 순서에 따라 달라진다는 것을이 과학에서 알고 있습니다. 지어졌습니다. 매우 다양한 단백질 물질은 주로 분자 내 아미노산 배열 순서에 따라 달라지며 가능한 조합의 수는 거의 무한합니다. Democritus가 그 존재를 가정한 물질의 기본 입자는 원자, 분자, 미립자, 화학 원소 및 좀 더 복잡한 화합물의 특성을 어느 정도 결합했습니다.

원자는 또한 크기가 달랐고, 차례로 중력이 의존했습니다. 아시다시피 원자량에 대한 추측은 에피쿠로스의 것입니다. 그러나 Democritus는 크기에 따라 더 무겁거나 가벼운 원자의 상대적인 무게를 인식하면서 이미 이 개념으로 가는 길에 있었습니다. 예를 들어, 그는 인간의 영혼뿐만 아니라 공기를 구성하는 가장 작고 매끄러운 구형의 불 원자를 가장 가벼운 원자로 간주했습니다.

Democritus의 소위 amers 또는 "수학적 원자론"에 대한 질문은 원자의 모양과 크기와 관련이 있습니다. 많은 고대 그리스 철학자 (Pythagoreans, Eleians, Anaxagoras, Leucippus)가 수학적 연구에 참여했습니다. 의심 할 여지없이 Democritus는 또한 뛰어난 수학적 정신이었습니다. 그러나 Democritus의 수학은 일반적으로 인정되는 것과 달랐습니다. 아리스토텔레스에 따르면 그녀는 "수학을 산산조각 냈다." 그것은 원자론적 개념에 기반을 두고 있었습니다. Democritus는 공간을 무한대로 나눌 수 있다는 것이 불합리함, 즉 아무것도 만들 수 없는 제로 값으로의 변환으로 이어진다는 Zeno의 의견에 동의하면서 자신의 불가분의 원자를 발견했습니다. 그러나 물리적 원자는 수학적 점과 일치하지 않았습니다. Democritus에 따르면 원자는 크기와 모양, 모양이 다르며 일부는 더 크고 다른 일부는 더 작습니다. 그는 갈고리 모양, 닻 모양, 거칠고 각진 형태의 곡선 원자가 있다고 가정했습니다. 그렇지 않으면 서로 달라붙지 않을 것입니다. Democritus는 원자가 물리적으로 나눌 수 없다고 믿었지만 정신적으로 부분을 구별 할 수 있습니다. 물론 거부 할 수없는 점은 자체 무게가 없지만 확장됩니다. 이것은 0이 아니라 최소값입니다. 가치, 그리고 불가분의 정신적 부분 원자 - "amera"(chasteless). 일부 증거에 따르면(그 중에는 Giordano Bruno의 소위 "Democritus Square"에 대한 설명이 있음) 가장 작은 원자에는 위쪽, 아래쪽, 왼쪽, 오른쪽, 앞, 뒤, 중간의 7개의 amer가 있습니다. 예를 들어 보이지 않는 원자와 같은 육체가 아무리 작아도 그 안에 있는 부분(측면)은 항상 상상할 수 있지만 정신적으로도 불가능하다는 감각 지각 데이터와 일치하는 수학이었습니다. 무한대로 나눕니다.

확장된 점 중에서 Democritus는 확장된 선을 구성했으며 그 중 평면은 확장되었습니다. 예를 들어 Democritus에 따르면 원뿔은 밑면과 평행한 얇은 원 때문에 감각적으로 감지되지 않는 가장 얇은 것으로 구성됩니다. 따라서 Democritus는 증명과 함께 선을 접음으로써 밑면과 높이가 같은 원기둥 부피의 1/3과 같은 원뿔 부피에 대한 정리를 발견했습니다. 그는 또한 피라미드의 부피를 계산했습니다. 두 발견 모두 아르키메데스에 의해 인정되었습니다(그리고 이미 다르게 입증되었습니다).

Democritus의 견해에 대해 보고한 저자들은 그의 수학에 대해 거의 이해하지 못했습니다. 아리스토텔레스와 그 이후의 수학자들은 그것을 날카롭게 거부했기 때문에 잊혀졌습니다. 일부 현대 학자들은 Democritus에서 원자와 amers의 차이를 부인하거나 Democritus가 물리적으로나 이론적으로 원자를 나눌 수 없다고 생각한다고 믿습니다. 그러나 후자의 관점은 너무 큰 모순을 낳는다. 수학의 원자론적 이론이 존재했으며 이후 에피쿠로스 학파에서 부활했습니다.

원자의 수는 무한하고 원자의 구성 수도 무한합니다(다양함). 문학에서 때때로 무관심 또는 다양성의 원리라고 불리는 이 원리("그렇지 않다면 더 이상 그렇지 않다")는 우주에 대한 데모크리토스적 설명의 특징입니다. 그것의 도움으로 움직임, 공간 및 시간의 무한성을 입증하는 것이 가능했습니다. Democritus에 따르면 무수한 원자 형태의 존재로 인해 원자의 기본 운동 방향과 속도가 무한히 다양해지며, 이로 인해 원자가 만나고 충돌하게 됩니다. 따라서 모든 세계 형성은 결정되며 물질의 영원한 운동의 자연스러운 결과입니다.

이오니아 철학자들은 이미 영구 운동에 대해 이야기했습니다. 그러나 이 견해는 여전히 물일론과 연관되어 있었다. 세상은 끊임없이 움직이고 있습니다. 왜냐하면 그들이 이해하는 세상은 살아 있는 존재이기 때문입니다. Democritus는 문제를 완전히 다르게 해결합니다. 그것의 원자는 움직이지 않습니다(영혼의 원자는 동물이나 사람의 몸과 관련된 원자일 뿐입니다). 영구 운동은 원래 회오리 바람에 의해 발생하는 원자의 충돌, 반발, 접착, 분리, 변위 및 낙하입니다. 더욱이 원자는 충격에 의한 것이 아니라 "모든 방향으로 흔들림" 또는 "진동"과 같은 고유한 기본 움직임을 가지고 있습니다. 후자의 개념은 개발되지 않았습니다. 에피쿠로스는 직선에서 원자의 임의적 편차를 도입하여 원자 운동에 대한 데모크리토스 이론을 수정했을 때 이를 알아차리지 못했습니다.

물질 구조에 대한 그의 그림에서 Democritus는 또한 이전 철학 (Melissus에 의해 공식화되고 Anaxagoras에 의해 반복됨)에서 제시된 원칙, 즉 "무에서 아무것도 발생하지 않는다"는 존재 보존의 원칙에서 진행되었습니다. 그는 그것을 시간과 운동의 영원성과 연관시켰는데, 이는 물질(원자)의 통일성과 그 존재 형태에 대한 특정한 이해를 의미했습니다. 그리고 Eleans가이 원칙이 이해할 수있는 "진정한 존재"에만 적용된다고 믿었다면 Democritus는 그것을 실제적이고 객관적으로 존재하는 세계인 자연에 기인했습니다.

세계의 원자론적 그림은 단순해 보이지만 웅장합니다. 물질의 원자 구조에 대한 가설은 그 원리에서 가장 과학적이었고 이전에 철학자들이 만든 모든 것 중에서 가장 설득력이 있었습니다. 그녀는 신의 개입에 관한 초자연적 세계에 대한 종교적, 신화 적 사상의 대부분을 가장 결정적인 방식으로 휩쓸 었습니다. 또한 세계 공허에서 원자의 움직임, 충돌 및 접착에 대한 그림은 인과 관계의 가장 간단한 모델입니다. 원자론자들의 결정론은 플라톤적 목적론의 대립이 되었다. Demokritov의 세계 그림은 이미 뚜렷한 유물론이며 세계에 대한 그러한 철학적 설명은 가능한 한 신화적인 것과는 반대로 고대의 조건에있었습니다.

Leucippus와 Democritus는 원자론의 관점에서 무한 세계에 대해 일관되게 가르쳤습니다. 그들의 견해에 따르면 많은 세계가 공간에 동시에 존재합니다. 그들은 서로 매우 다른 거리와 다른 개발 단계에서 다르고 (일부는 동일합니다). 그들 각각은 태어나고 번성하고 죽습니다. 이 세계의 충돌은 우주 재앙을 일으킬 수 있습니다. S. Mugler는 이 견해를 흥미로운 방식으로 설명합니다. Democritus는 서로 전체 세계의 몰락에 대해 이야기하지 않습니다. 유해한 영향을 미칠 수 있는 유출의 형태로 한 세계의 개별 원자가 다른 세계로(우주 방사선이라고 할 수 있습니다). 그러나 Hippolytus는 실제로 원자가 아니라 세계의 충돌에 대해 이야기합니다. 그러나 Plutarch는 또한 질병의 원인으로 지구에 외계인의 낙진에 대해 이야기합니다. Lucretius는 비슷한 생각을 가지고 있습니다.

원자 이론에서 진행하여 Democritus는 장대 한 우주 발생 가설을 그립니다. Democritus에 따르면 소용돌이와 같은 운동은 우리 세계의 형성 이유였으며 현재 전성기에 있는 이 세계는 우주의 자연 법칙에 종속됩니다. 소용돌이 운동 과정에서 물질의 질적 분화가 일어났다. 형태가 다소 균일 한 원자의 유사 인력 법칙의 작용의 결과로 지구와 천체가 운동 속도로 인해 가열되어 일어났습니다. 그러나 같은 법이 정반대의 결과를 낳았다. 서로 다른 원자는 서로 반발합니다. 따라서 매력과 반발의 과정은 전체 주변 세계의 형성으로 이어졌습니다. 여기에서 F. Engels의 말은 17-18 세기의 형이상학 적 자연 과학과는 대조적으로 특히 적절합니다. "그리스 철학자에게 세계는 본질적으로 혼돈에서 나온 것, 발전한 것, 된 것이었습니다."

Democritus에 따르면 세상에서 일어나는 모든 일은 초자연적 힘의 대상이 아니라 필연의 법칙에만 적용됩니다. 필요성 Democritus는 인과 관계의 끝없는 사슬로 괴로워했습니다. 그는 세상의 첫 번째 원인을 찾지 않았습니다. 그는 그것을 부인했습니다. 그러나 그는 모든 현세 현상의 인과적 토대를 끊임없이 찾고 있었다. 이것은 그의 작품 전체주기의 제목 인 "천상의 원인"으로 입증됩니다. "공기 원인"; "지상 원인"; "화재의 원인과 불 속에 있는 것"; "소리의 원인"; "종자, 식물 및 과일의 원인"; "살아있는 존재의 원인"; "혼합 원인". 기술 문서의 일부로 - "유리하고 불리한 원인" 및 윤리적 메모 - "법률의 원인".

일부 학자들은 원인의 진정성에 대해 이의를 제기하려고 시도했습니다. 그러나 이러한 시도에는 심각한 근거가 없습니다. "원인"이 4부작과는 별도로 Diogenes Laertius의 목록에 나열되어 있지만, Diogenes의 마지막 문구는 그가 나열한 모든 것이 고대에 정통한 것으로 간주되었으며 "다른" 저술(목록에 포함되지 않음)만이 부분적으로 변경되었음을 분명히 나타냅니다. 또는 정품이 아닙니다. 현상의 원인을 찾는 것은 Democritus에 따르면 과학의 주요 임무 중 하나이자 과학자 ( "현자")의 활동이었습니다. "원인"의 제목이 부정확하게 전달되고 페르시아 왕좌를 차지하는 것보다 하나의 이유를 찾는 것이 낫다는 데모크리토스의 유명한 말이 전설이라면 자연 과학 및 철학의 전체 내용은 Democritus의 구절은 철학자에게 가장 중요한 것은 현상의 인과 패턴을 찾는 것이라고 증언합니다. 사회 철학, 감각 이론, 살아있는 자연의 기원에 대한 교리, 동물학, 식물학, 심리학의 질문-우리에게 내려온 파편으로 판단 할 때 Democritus의 과학적 관심 범위였습니다. 그리고 각 질문에 대한 그의 조사는 인과적 설명으로 가득 차 있었습니다. 종종 이것은 유추에 의한 사실의 빈약한 공급에서 만들어진 가상의 설명입니다. 그러나 이것은 항상 자연적 원인에 의한 현상의 설명이며, 이것이 Democritus가 정확한 관찰과 훌륭한 추측을 많이 하는 이유입니다.

목적론적 관점, 즉 자연에서 '궁극적 원인'과 목적을 찾았던 아리스토텔레스로부터 '신의 섭리'를 믿는 기독교 저술가로 끝맺는 유물론적 결정론의 모든 반대자들은 데모크리토스를 공격했다.

사실, Democritus는 세상을 "통해" 인과 관계로 설명할 수 있는 가능성에 매료되어 모든 종류의 임의적 사건은 일어나고 있는 일의 진정한 원인에 대한 무지에서 생성된 주관적인 환상일 뿐이라고 선언했습니다. Democritus에 따르면 그들에 대한 지식은 모든 사고를 필수품으로 바꿉니다.

Democritus는 고대에 널리 퍼진 소우주와 대우주 사이의 유추 원리를 널리 사용하여 주로 인간의 관행에서 나온 그의 글에서 예를 인용했습니다. 따라서 심플리키우스는 앞서 언급한 디오니시우스와 마찬가지로 데모크리토스의 우연의 부정이 자연현상에 적용되지 않는다고 생각한다.

Democritus에 따르면 사람이 보물을 발견하면 우연이 아니라 땅을 파거나 올리브 나무를 심었기 때문입니다. 또 다른 사람은 만날 것이라고 예상하지 못한 사람을 만났습니다. 그 이유는 그가 시장에 갔기 때문입니다 등등 모든 현상에는 원인이 있으므로 기회가 없습니다. 마찬가지로 세계와 사물은 우연히 발생하는 것이 아니라 회오리 바람에서 원자와 전체 우주의 충돌과 반발로 인해 발생합니다. 일부 소식통에 따르면 Democritus는 물질 현상의 개념을 구현하는 회오리 바람을 필수품이라고 불렀습니다. 그러나 분명히 그는 일시적으로 발생하는 소용돌이와 무관하게 영원한 원자 운동의 필요성을 불렀다고 말하는 것이 더 정확할 것입니다. 그러나 아리스토텔레스와 그의 주석가들의 목적론에 따르면 원자의 자기 이동 과정은 "자동적", 즉 자발적이고 때로는 "우연적"인 것으로 특징 지어지며 이는 Democritus의 견해를 왜곡합니다.

Epicurus에 따르면 Democritus 철학의 필요성은 치명적입니다. "물리학 자들"을 비판하면서 Epicurus는 "자연 주의자들이 (존경하는) 예정의 노예가되는 것보다 신들의 신화를 따르는 것이 낫다"고 썼습니다. 아마도 아리스토텔레스에게 더 큰 영향을 미쳤던 아리스토텔레스의 비판에 호응하여 에피쿠로스는 인간의 자유 의지를 정당화하기 위해 원자 운동의 교리를 수정하고 원자가 낙하할 때 직선에서 벗어나도록 허용했습니다. . 결국 영혼의 원자도 움직이고 무한대로 이어지는 원인과 결과의 사슬에 의존하면 사람은 필요의 노예가됩니다. 그의 논문에서 K. Marx는 Democritus와 Epicurus 시스템 간의 이러한 차이가 필수적임을 보여주었습니다. 에피쿠로스의 수정은 미립자의 운동에서 불확실성 관계를 발견한 현대 과학의 예견으로 밝혀졌습니다.

그러나 데모크리토스의 가르침을 생각해보면 그가 숙명론자가 아니었음이 분명해진다. 그는 문자 그대로의 의미에서만 기회를 거부했습니다. 즉, 맹목적인 "운명"을 거부했습니다. 그는 현상의 자연스러운 과정으로서의 필요성을 고수했습니다. 반면에 그는 운명론자들의 피할 수 없는 운명을 부인했다. 고대 그리스의 비극작가.

운명론(스토아주의에서 고전적 형태를 취함)의 관점에서 볼 때 모든 사건은 원인과 결과의 사슬에 의해 태곳적 과거부터 현재와 미래까지 미리 결정됩니다. Pseudo-Plutarch만이 Democritus의 견해를 이런 식으로 해석했습니다. 그러나 이 단편에서는 원자의 움직임이 영원하기 때문에 현재의 원인도 포함되어 있다고 합니다. 그러나 각 현상에 대해 Democritus는 특정 원인을 찾고 사심없는 과학적 검색을 수행했으며 이는 그가 운명론의 관점에 서면 말이되지 않습니다. Democritus의 윤리는 또한 운명론이 없으며 인간의 자유 의지를 전제로 합니다. 이것은 Epicurus에 의해 완전히 인식되었지만 이러한 불일치를 보았고 Democritus에서 "이론은 실제와 충돌한다"고 믿었습니다.

Democritus의 결정론의 본질에 대한 질문은 소련 과학자 I. D. Rozhansky가 조사했습니다. 그의 책에서 그는 Anaxagoras와 Democritus의 우주론적 견해를 비교했습니다. Anaxagoras에 따르면 우주 형성이 여기뿐만 아니라 다른 곳에서도 일어날 수 있다면이 세상은 모든면에서 우리와 비슷할 것입니다. 이러한 관점은 아낙사고라가 우주를 자신을 재생산하는 살아있는 유기체로 이해한 것과 관련이 있습니다. Democritus는 이에 동의하지 않습니다. 수많은 세계가 완전히 다를 수 있습니다.

Democritus 이후의 양자 컴퓨팅 / Scott Aaronson; 당. 영어로부터. — M.: 알피나 논픽션, 2018.

나는 페르시아의 왕이 되는 것보다 하나의 인과적 설명을 찾고 싶습니다.

민주당

그런데 왜 데모크리토스인가? 처음부터 시작합시다. Democritus는 누구입니까? 고대 그리스 친구. 그는 기원전 450년경에 태어났습니다. 이자형. 압데라(Abdera)라고 불리는 음산한 그리스 지방 도시에서 아테네인들은 그곳의 공기가 우둔함을 낳는다고 말했습니다. 내 출처, 즉 Wikipedia에 따르면 그는 Leucippus의 학생이었습니다. 그는 소크라테스 이전의 사람이라고 불리지만 사실은 소크라테스와 동시대 사람이었다. 이것은 그것에 첨부된 중요성에 대한 몇 가지 아이디어를 제공합니다. 그건 그렇고, Democritus가 소크라테스를 만나기 위해 특별히 아테네를 방문한 적이 있다는 전설이 있지만 그를 만났을 때 감히 그의 이름을 밝히지 않았습니다.

Democritus의 작품 중 거의 아무것도 우리에게 전해지지 않았습니다. 중세까지 포함된 무언가가 남아 있었지만 지금은 사라졌습니다. 우리는 그를 비판하기 위해 데모크리토스를 언급하는 다른 철학자들(예를 들어, 아리스토텔레스)로부터 주로 그에 대한 정보를 얻습니다.

그들은 무엇을 비판하고 있습니까? Democritus는 전체 우주가 매우 명확하고 이해하기 쉬운 법칙에 따라 끊임없이 움직이는 공허의 원자로 구성되어 있다고 믿었습니다. 이 원자들은 서로 충돌할 수 있고 충돌할 때 튕겨 나오거나 더 큰 물체에 함께 붙을 수 있습니다. 크기, 무게 및 모양이 다를 수 있습니다. 일부는 구이고 일부는 실린더이고 일부는 다른 것일 수 있습니다. 한편, 데모크리토스는 색이나 맛과 같은 사물의 성질은 원자의 성질에 의해 결정되는 것이 아니라 많은 원자의 상호작용에서 생긴다고 주장한다. 바다를 구성하는 원자가 "본질적으로 파란색"이라면 어떻게 파도 꼭대기에서 하얀 거품을 형성할 수 있겠습니까?

잊지 마세요, 이것은 기원전 400년경입니다. 이자형. 지금까지 모든 것이 매우 좋습니다.

왜 Democritus는 모든 것이 원자로 구성되어 있다고 생각합니까? 그는 몇 가지 논증을 제시하는데, 그 중 하나는 다음과 같이 자신의 말로 공식화할 수 있습니다. 더 나아가 칼을 들고 사과를 두 부분으로 자른다고 가정해 봅시다. 한쪽의 점이 첫 번째 조각에 떨어지고 다른 쪽의 점이 두 번째 조각에 떨어지는 것은 분명하지만 정확히 경계에 위치한 점은 어떻습니까? 그들은 사라질 것인가? 아니면 더블? 대칭이 깨질까요? 이러한 가능성 중 어느 것도 특별히 우아해 보이지 않습니다.

덧붙여서, 원자론자와 반원자론자 사이의 격렬한 논쟁은 오늘날에도 여전히 진행되고 있습니다. 공간과 시간 자체가 실제로 10-33 cm 또는 10-43 s의 플랑크 스케일에서 불가분의 원자로 구성되어 있는지에 대한 질문이 논의됩니다. 다시 말하지만, 물리학자들은 이 문제에 대해 의존할 수 있는 실험 데이터가 거의 없으며 본질적으로 2400년 전의 데모크리토스와 같은 위치에 있습니다. 이 문제에 대해 무지하고 정보가 부족한 평신도의 의견을 알고 싶다면 원자론자에게 걸겠습니다. 그리고 내가 이것을 위해 사용할 주장은 Democritus가 사용한 것과 완전히 다르지 않습니다. 다시 말하지만, 그것들은 주로 연속체에 대한 다루기 힘든 수학적 어려움에 기반합니다.

아직 우리에게 내려온 Democritus의 몇 안되는 구절 중 하나는 이성과 감정 사이의 대화입니다. 마음은 대화를 시작합니다. "사람들 사이의 합의에 의해서만 단맛이 있고, 합의-쓴맛, 합의-색깔이 있습니다. 나에게 있어 이 줄만으로도 데모크리토스는 이미 플라톤, 아리스토텔레스, 그리고 감히 이름을 지을 수 있는 다른 고대 철학자들과 동등한 위치에 있습니다. 2000년 후에 나타날 전체 과학적 세계관을 한 문장으로 더 정확하게 공식화하는 것은 어려울 것입니다! 그러나 대화는 거기서 끝나지 않습니다. 감정이 대답합니다. “멍청한 마음! 당신이 모든 데이터를 우리에게서 받았음에도 불구하고 당신은 정말로 우리를 전복시키려고 합니까?

나는 Schrödinger의 어떤 책에서 이 대화를 처음 접했습니다. 그래, 슈뢰딩거! - 알다시피, 우리는 책 제목에 명시된 "양자 컴퓨팅"을 향해 천천히 움직이고 있습니다. 걱정하지 마세요, 우리는 확실히 그들에게 갈 것입니다.

그런데 왜 슈뢰딩거가 이 대화에 관심을 가져야 할까요? 사실 그는 많은 것에 관심이 있었습니다. 그는 지적 일부일처제를 좋아하지 않았습니다(다른 일부일처제도 좋아하지 않았습니다). 그러나 그의 관심에 대한 가능한 이유 중 하나는 그가 양자 역학의 창시자 중 한 명이라는 사실입니다. 제 생각에는 20세기의 가장 놀라운 발견(상대성 이론이 약간 뒤따름)입니다. 이성과 감정 사이의 천년의 논쟁에 완전히 새로운 면모를 더한 이론.

이것이 우리가 말하는 것입니다. 우리가 고려하고자 하는 우주의 모든 고립된 영역에 대해 양자역학은 이 영역 상태의 시간에 따른 진화를 설명합니다. 우리는 이를 모든 가능한 구성의 선형 조합(중첩)으로 나타냅니다. 이 영역의 기본 입자. 따라서 이것은 각 특정 입자가 여기에 있고 거기에 있지 않고 위치 할 수있는 모든 장소의 일종의 가중 합계에있는 매우 사치스러운 현실 그림입니다. 그러나 이론은 작동합니다. 우리 모두가 알다시피, 그녀는 Democritus가 말한 "원자와 공허"를 아주 잘 설명합니다.

그녀는 또한 자신의 어려움이 있습니다. 예를 들어 감각에 의해 제공되는 신뢰할 수 있는 데이터의 경우는 그리 좋지 않습니다. 문제가 무엇입니까? 글쎄요, 양자 역학을 진지하게 생각한다면 이론적으로 당신 자신이 동시에 다른 장소의 중첩 상태에 있어야 한다는 것이 밝혀졌습니다. 결국 당신도 소립자로 만들어졌죠? 특히 두 위치 A와 B의 중첩에 위치한 특정 입자를 고려하고 있다고 상상해보십시오. 이 경우 양자 역학에 대한 가장 순진하고 문자 그대로의 읽기는 우리 우주가 둘로 갈라져야 한다고 예측해야 합니다. "가지": 하나는 입자가 A에 있고 A에서 볼 수 있고 다른 하나는 입자가 B에 있고 그에 따라 B에서 볼 수 있습니다! 그리고 당신은 어떻게 생각하세요: 당신은 당신이 무언가를 볼 때마다 정말로 당신 자신의 여러 복사본으로 나뉘나요? 나는 개인적으로 그런 느낌이 없습니다!

그런 미친 이론이 가장 실용적인 수준에서 물리학자들에게 어떻게 유용할 수 있는지 궁금할 것입니다. 본질적으로 일어날 수 있는 모든 일이 실제로 일어난다고 주장하면서 어떻게 예측조차 할 수 있습니까? 글쎄, 나는 당신이 측정을 할 때 일어나는 일에 대한 별도의 규칙이 있다고 아직 말하지 않았습니다. 말하자면 추가로 방정식 자체에 "연결된"외부 규칙입니다. 이 규칙은 기본적으로 입자에 대한 당신의 관점이 입자가 정확히 원하는 위치를 결정하도록 강제하고 입자가 확률적으로 선택한다고 말합니다. 다음으로 규칙은 이러한 확률을 계산하는 방법을 정확하게 알려줍니다. 물론 계산은 완벽하고 확실하게 확인되었습니다.

그러나 여기에 문제가 있습니다. 우주는 자신의 삶을 살며 자신의 일에 신경을 씁니다. 이 측정 규칙을 적용할 때와 적용하지 않을 때를 어떻게 알 수 있습니까? 그리고 일반적으로 "측정"으로 간주되는 것은 무엇입니까? "누군가가 보기 전까지는 이러저러한 일이 일어나고, 완전히 다른 일이 일어난다!"라는 물리 법칙을 상상하기는 어렵습니다. 자연의 법칙은 보편적이라고 가정합니다. 그들은 초신성과 퀘이사를 설명하는 것과 같은 방식으로 인간을 설명해야 합니다. 즉, 단순한 규칙에 따라 상호 작용하는 거대하고 복잡한 입자 집합체입니다.

따라서 물리학의 관점에서 "차원"으로 이 모든 번거로움을 제거할 수 있다면 모든 것이 훨씬 더 간단하고 명확해질 것입니다! 그렇다면 우리는 데모크리토스를 오늘날의 방식으로 바꾸어 말할 수 있습니다. 양자 중첩에서 발전하는 원자와 공허함 외에는 아무 것도 없습니다.

그러나 잠깐, 우리가 측정에 코를 찌르지 않고 양자 역학의 순수한 아름다움을 방해하는 것이 없다면 "우리"(그 대명사가 의미하는 바가 무엇이든)가 양자 역학이 현실을 정확하게 반영한다는 증거를 어떻게 얻을 수 있습니까? 왜 우리 모두는 우리 존재의 사실 자체에 의해 매우 방해받는 것처럼 보이는 이 이론을 만장일치로 믿었습니까?
이것이 바로 물리학자와 철학자들이 거의 100년 동안 논쟁해 온 데모크리토스 딜레마의 현대판 모습입니다. 솔직히 고백합니다. 이 책에서는 해결하지 않을 것입니다.

그리고 한 가지 더, 이 책에서 다루지 않을 것입니다. 제가 좋아하는 양자역학의 "해석"을 여러분에게 강요하지 않겠습니다. 당신은 당신의 양심이 당신에게 믿으라고 말하는 해석을 고수할 자유가 있습니다. (나는 어떤 견해를 가지고 있는가? 글쎄, 나는 문제의 존재를 언급하는 한 각 해석에 동의하고 문제를 해결했다고 주장하는 한 동의하지 않는다!)

종교가 유일신론과 다신론으로 나뉘듯이 양자역학의 해석도 "일관된 중첩 속에 자신을 두는 것"이라는 질문에 접근하는 방식에 따라 분류될 수 있습니다. 한편으로, 우리는 코펜하겐 해석과 그 손자, 베이지안 해석과 인식론적 해석과 같이 큰 열정으로 이 질문을 깔개 아래로 휩쓸었던 해석을 가지고 있습니다. 물론 그것들은 양자 시스템과 측정 장치를 모두 포함하지만, 그들 사이에는 항상 선이 있습니다. 물론 선은 다른 실험에서 이동하고 다른 위치를 차지할 수 있지만 각 실험에서 확실히 존재합니다. 원칙적으로 당신은 정신적으로 다른 사람들을 이 선의 양자적 측면에 둘 수 있지만, 당신 자신은 항상 고전적 측면에 남아 있습니다. 왜? 양자 상태는 당신의 지식을 표현한 것일 뿐이고 당신은 정의상 고전적인 존재이기 때문입니다.

하지만 자신을 포함한 우주 전체에 양자역학을 적용하고 싶다면? 인식론적 해석에서 대답은 단순히 그러한 질문을 하는 것이 관례가 아니라는 것입니다! 그건 그렇고, 이것은 정확히 Bohr가 가장 좋아하는 철학적 움직임이자 그의 살인자 주장이었습니다. "당신은 그런 질문을 할 수 없습니다!"

다른 한편으로는 우리 자신을 중첩에 두는 문제를 다루기 위해 여전히 다양한 방식으로 시도하는 해석이 있습니다: 다세계 해석, Bohm의 역학 등.

우리와 같은 완고한 문제 해결자들에게 이것은 단어에 대한 훌륭한 논쟁처럼 보일 수 있습니다. 왜 우리가 관심을 가져야 합니까? 그리고 나는 이것에 동의할 준비가 되어 있습니다. 그것이 정말로 단어에 대한 논쟁이라면 차이가 없을 것이며 우리는 그것에 대해 걱정할 필요가 없습니다! 그러나 1970년대 후반에 지적된 바와 같이. David Deutsch, 우리는 첫 번째 유형과 두 번째 유형의 해석을 구별할 수 있는 실험을 고안할 수 있는 위치에 있습니다. 이런 종류의 가장 간단한 실험은 자신을 일관된 중첩 상태에 놓고 무슨 일이 일어나는지 보는 것입니다! 또는 그것이 너무 위험하다면 다른 사람을 일관된 중첩의 위치에 두십시오. 그 생각은 인간이 정기적으로 중첩된 위치에 있는 자신을 발견한다면 "고전적 관찰자"를 우주의 나머지 부분과 분리하는 선을 긋는 문제는 그 의미를 잃을 것이라는 것입니다.

하지만 인간의 뇌는 물기가 많고 해면질이며 엉성한 것이므로 5억 년 동안 일관된 중첩 상태를 유지하지 못할 수도 있습니다. 이 실험을 대체할 수 있는 것은 무엇입니까? 음, 우리는 컴퓨터를 중첩 상태로 만들 수 있습니다. 컴퓨터가 복잡할수록 두뇌와 우리 자신을 더 많이 닮을수록 양자와 고전 사이의 바로 그 "선"을 더 멀리 이동할 수 있습니다. 보시다시피, 여기에서 양자 컴퓨팅 아이디어까지 아주 작은 단계만 남았습니다.

나는 이 모든 것으로부터 좀 더 일반적인 교훈을 얻고 싶습니다. 철학적 질문에 대한 대화를 시작하는 요점은 무엇입니까? 사실 미래에 우리는 공허한 철학적 수다라는 의미에서 매우 적극적으로 참여할 것입니다. 이에 대한 표준 답변이 있습니다. 그들은 철학이 지적 정리에 관여하고 있다고 말합니다. 이들은 물리학 자 뒤에 와서 그들이 남긴 쓰레기를 분류하여 정리하려고 노력하는 청소부입니다. 이 개념에 따르면 철학자들은 의자에 앉아 물리학이나 일반적으로 과학에서 흥미로운 무언가가 나타나기를 기다립니다. 그 후, 그들은 (역 기호가 있는 은유를 사용하기 위해) 독수리처럼 참신함에 모여들어 다음과 같이 선언합니다. 아, 그게 진짜 의미입니다.

글쎄, 언뜻보기에 모든 것이 지루해 보입니다. 하지만 그런 일에 익숙해지면 어쨌든 지루하다는 것을 알게 될 것 같습니다!

개인적으로 저는 주로 결과에 관심이 있습니다. 사소하지 않고 잘 정의되고 아직 해결되지 않은 문제에 대한 해결책을 찾는 것입니다. 여기서 철학의 역할은 무엇인가? 나는 지적 관리인보다 더 흥미롭고 고귀한 철학의 역할을 제안하고 싶습니다. 철학은 스카우트가 될 수 있습니다. 그녀는 물리학이 나중에 거주하게 될 지적 환경을 매핑하는 선구적인 연구원이 될 수 있습니다. 자연과학의 모든 영역이 철학에 의해 미리 조사된 것은 아니지만 일부는 그랬습니다. 그리고 최근 역사에서 양자 컴퓨팅이 참고 사례가 될 수 있는 것 같습니다. 물론 사람들에게 "닥치고 세어라"라고 말하는 것은 좋지만 문제는 그들이 정확히 무엇을 세어야 하는가입니다. 적어도 양자 컴퓨팅(내 전문 분야)에서 우리가 계산하기를 좋아하는 것, 즉 양자 채널의 용량, 양자 알고리즘의 오류 확률은 철학이 아니라면 아무도 계산하지 않을 것이라고 생각하는 것입니다.

Abdera의 철학자 Democritus는 Elean과 Heraclitean의 관점을 조화 시켰습니다. 그는 이 두 가지 견해를 종합했습니다. 그는 헤라클레이토스처럼 세상의 모든 것이 움직이고 변화하며 부분으로 나뉜다고 믿었지만, 엘레아 학파를 따라서 불가분하고 변하지 않는 것만이 존재가 될 수 있다고 믿었다. 결국, 존재는 영원하며, 이 개념 자체에서 파생되며, 부분으로 구성된 것은 항상 존재하지 않기 때문에 영원은 나눌 수 없습니다 (부분이 함께 있으면 존재하고 분리되면 존재하지 않습니다) ). Democritus는 모든 것이 부분으로 구성되어 있다고 믿었지만 각 부분도 부분으로 구성되어 있으므로 모든 것이 임의로 오랫동안 나뉩니다. 그러나 분할이 무한히 가능하다면, 일반적으로 모든 것이 부분으로 구성되고 모든 것이 분할 가능하다면 무엇을 존재라고 부를 수 있습니까? 나눌 수 있는 것은 영원하지 않지만 모든 것은 나눌 수 있습니다. 즉, 모든 것이 영원하지 않지만 존재는 영원할 수만 있으므로 전혀 존재하지 않습니다. 그러나 존재는 존재하지 않을 수 없으며, 이는 개념 자체에서 비롯됩니다. 따라서 모든 것이 무한대가 아니라 분할이 불가능한 특정 한계까지 분할되어 있다고 가정할 필요가 있습니다. 즉, 매우 작지만 더 이상 나눌 수 없는 특정 입자가 있다는 것입니다. 그것은 분리될 수 없기 때문에 파괴될 수 없습니다. 그것은 영원히 존재합니다. 즉, 존재의 진정한 기반, 운반자, 존재 자체입니다. 그리스어로 "tomos"처럼 들립니다. 그리스어로 음의 입자는 "a"입니다. 따라서 불가분의 것은 "atomos" 또는 "atom"입니다. 보시다시피 이 단어는 Democritus가 처음 사용했으며 2000년 동안 모든 서양 언어에 존재했습니다. 현대적 의미의 원자는 데모크리토스의 원자와 전혀 같지 않다는 것이 분명합니다. 오늘날 이 용어는 물질의 아주 작은 요소를 나타내지만 결코 나눌 수 없는 것은 아닙니다. 우리는 원자가 기본 입자로 구성되어 있고 복잡한 구조를 가지고 있음을 알고 있습니다. Democritus에게 원자는 필연적으로 불가분의 존재이며 따라서 영원하며 진정한 존재로 간주될 수 있는 것입니다. 결국 원자의 유일한 속성은 항상 존재하는 것입니다. 원하지 않아도 할 수 없었습니다. 원자(불가분)는 불변의 존재, 즉 존재에 운명이 정해져 있습니다. Democritus는 모든 것의 영구적 인 기초에 대한 그의 교리에서 원자-영원하고 불가분하며 변하지 않는 우주의 입자-Eleatic 철학자의 견해를 공유합니다.

그러나 Heraclitus를 따라 그는 세상이 끊임없이 변화한다고 믿었습니다. 사실 Democritus에 따르면 무한한 수의 원자가 있고 공허에서 움직이고 충돌하고 결합하고 얼마 동안 함께 존재 한 다음 새로운 충돌의 영향으로 분리되고 다시 움직이며 상호 작용합니다. 서로 서로 함께. 원자의 연결은 사물의 탄생, 분리, 죽음으로 이어집니다. 이와 같이 모든 대상은 생기고 소멸하며, 세상은 영원한 운동이자 변화이다. 모든 것은 완전히 다르지만 동시에 같은 원자로 구성되어 있기 때문에 대체로 하나이고 동일합니다. 세계의 다양성은 공허 속에서 움직이는 원자라는 하나의 기반으로 축소됩니다. 우주의 다양성 배후에 있는 것처럼 Thales는 하나의 시작을 가지고 있습니다. 물, Anaximenes에는 공기가 있고 Pythagoras에는 숫자가 있으므로 Democritus에는 원자가 있습니다. 같은 재료로 만들어진 것인데 왜 서로 다를까요? 그것들을 형성하는 원자는 서로 다른 방식과 비율로 각 사물에서 결합되기 때문입니다.

모든 물체는 불가분의 입자들의 일시적인 조합일 뿐이며 함께 있는 동안에만 존재합니다. 존재하는 것, 존재하지 않는 것, 따라서 실제 존재가 아닌 것, 즉 일반적으로 대체로 존재하지 않지만 구성 요소는 불변의 원자 집합뿐입니다. 같은 방식으로 사물의 속성은 일시적으로 존재합니다. 사물이 없으며 사물의 속성이 없습니다. 따라서 그것들은 또한 원자 조합의 산물일 뿐이므로 대체로 존재하지 않습니다. Democritus는 우리 주변에서 보는 모든 것이 실제 현실이 아니라고 말합니다. 우리를 둘러싸고 있는 그 진실하지 않은 세계 뒤에는 실재하지만 보이지 않는 원자와 공허의 세계가 있습니다. 그는 진정으로 존재하는 존재이며 우리가 감각적으로 인식하는 모든 것은 그 산물일 뿐이므로 덧없는, 유령, 신기루, 환영입니다. 산도 없고, 천체도 없고, 물도 없고, 땅도 없고, 공기도 없고, 식물과 동물도 없다고 압데라 사상가는 말합니다. 모두 있지만 우리는 그것이 거기에 있다고 생각합니다. 그러나 실제로 존재하는 것은 오직 원자와 공허뿐이다.

Democritus 세계의 원자적 그림을 설명하기 위해 비유를 들어 보겠습니다. 모든 사람은 모자이크와 같은 유형의 미술을 잘 알고 있습니다. 하나의 패턴이나 장식 또는 다른 조합을 만들 수있는 컬러 유리 또는 칩 세트가 있습니다. 그들로부터 어떤 종류의 그림을 만든 다음 그것을 분해하고 다른 것을 만들어 봅시다. 이 모든 그림이 실제로 존재합니까? 아니오, 그것들은 존재하지 않으며 단지 가능성일 뿐입니다. 그러나 실제로 존재하는 것은 무엇입니까? 이 모자이크 유리 세트만 있고 다른 것은 없습니다! 그래서 Democritus에 따르면 우주는 사물과 그 속성이 아니라 유일한 현실인 원자의 합일뿐입니다.

독백과 대화로 이루어진 이야기

신사 숙녀 여러분! 아시다시피, 러더퍼드는 1911년에 원자 구조에 대한 일관된 이론을 제안했습니다. 그러나 Democritus는 그보다 2500 년 전에도 발표했습니다. 전체 우주에는 원자와 공허함 만 있습니다. 우리의 감각을 넘어서는 원자의 "회오리 바람"은 작은 모래알에서 은하계에 이르기까지 우리 주변의 모든 것을 일으 킵니다.

오늘날 우리는 말할 수 있습니다. 뛰어난 그리스인이 옳았습니다. 원자 교리는 우리 동료들의 작업에서 다시 한 번 훌륭하게 확인되었으며, 가장 예상하지 못한 분야에서 확인이 발견되었습니다. 우리는 소위 "원자 메모리"에 대해 이야기하고 있습니다.

사람은 때때로 자신의 "전생"에 대한 기억을 어디에서 얻습니까? 깊은 지식이나 상상의 게임으로도 설명할 수 없는 세부 사항을 설명하는 이유는 무엇입니까? 이러한 기이함은 원자가 자신의 "기억"을 가지고 있음을 인식해야만 설명할 수 있습니다.

그리고 오늘 우리는 Democritus 이후에 반복할 것입니다. 원자만이 우주에서 영원합니다. 안정적인 빛의 요소는 수천 년 동안 살며 다소 오랜 기간 동안 결합에 들어가지만 결국에는 항상 다시 자유로워집니다. 그러므로 우리 중 누구의 몸을 구성하는 무수한 원자 중에는 아메리카의 발견이나 시스티나 성당의 창설 당시 존재했던 입자가 있을 수 있습니다. 그러나 이 모든 것은 우리 중 누구라도 콜럼버스나 미켈란젤로에게 "소속된" 원자를 운반할 수 있다는 것을 의미합니다!

이 사실을 "원자 메모리"와 연결하면 매우 흥미로운 결과를 얻을 수 있습니다. 실제로 미켈란젤로의 뛰어난 두뇌를 구성하는 원자가 그의 재능에 대한 정보를 "기억"하면 다시 일정량 모이면 새로운 천재를 일으킬 것입니다.

최근 발전 덕분에 이 가설을 확인할 수 있습니다. 우리 실험실에서 만든 기술을 사용하면 구조를 약간 변경하여 원자를 "표시"할 수 있습니다. 이것은 핵이나 전자 껍질의 안정성에 영향을 미치지 않지만 원자는 특수 검출기를 사용하여 감지할 수 있는 "비콘"이 됩니다. 그리고 "표지된" 원자가 한 곳에 모일수록 신호가 더 강해집니다. 그리고 이러한 원자를 "습득"한 사람이 재능을 가지고 있을 가능성이 더 큽니다.

오늘 우리는 시간 규모면에서 장대 한 경험을 할 것입니다. 우리의 먼 후손들에 의해 완성될 것입니다.

무대에 있는 Mr. Schlesser는 실험을 위해 자신의 혈액을 제공함으로써 우리를 도와주기로 친절히 동의했습니다... 네, 소매를 걷어붙이세요. 그가 젊음에도 불구하고 우리 시대의 음악적 천재라는 명성을 누리고 있다는 것은 우리 모두가 알고 있습니다.

테스트 튜브를 이미 터 아래에 놓을 것입니다... 여기에는 안정적인 보호 기능이 있으며 배경이 증가하지 않습니다. 30초만 부탁드립니다. 시작!

정확히 400년 후 탐색이 시작됩니다. 탐지기의 도움으로 오늘날 우리가 명명한 원자가 가장 많이 포함된 신체를 가진 사람들을 찾을 수 있습니다. 그리고 나서 - 나는 확신합니다 - "원자 기억"의 가설이 확인될 것입니다.

이 방의 창문은 강을 굽어보고 있습니다. 이제 "표시된" 혈액을 물에 붓습니다. 그리고 시간이 원자를 다시 모아 미래의 천재를 만들도록 하세요!

“여기 신호가 훨씬 강합니다. 바로 거기, 대로 저편에.

-간이 식당?..

-거의 ~ 아니다. 대로를 걸어보세요.

- 점점 강해지고 있습니다.

-나에게주세요...

- 엎드려.

- 여기는 자리가 없습니다.

- 저기, 옥상에서 할 수 있습니다.

-앉아?

그래, 그 옥상에서. 갔다.

“천재에게는 적합한 장소가 아닙니다. 불균형한 마음?

- 어디 보자.

신호가 거의 최대치에 도달했습니다.

-이제 지나가는 사람들을 살펴 보겠습니다. 수신기를 그들에게 향하게 하십시오. 차례로.

-젠장! 이것?! 그럴 리가 없어!

- 장비가 거짓말을 하고 있습니까?

- 백업 감지기를 켭니다.

-똑같다. 하지만 이것은…

- 글쎄, 뭘 쳐다보고 있니? 그리고 또한 인텔...텔레...괜찮아 보여요...프로...단순한 사람을 한두 잔으로 대접하고 싶나요? 부끄러워 하지마.

- 뮤지션이 아니신가요?

-나? 신이시여... 저는 시인입니다. 이전의.

-시를 썼습니까?

네, 아직 대학에 있습니다. 아직은… 일반적으로 오랫동안. 음, 건강을 위해 전 시인을 마십니까?

– 감사합니다… 한 세기 동안… 여러분의 관대함을 결코 잊지 않을 것입니다… 여러분.

-갑시다.

실험이 실패하면 어떻게 될까요? 이론이 잘못된건가요?

-결국 우주에는 원자와 공허함만 있는 걸까요?

– 음… 알다시피, 원자도 가장 공허합니다.

Democritus의 아이디어가 개발 되었다면 현대 과학은 수천년 전에 나타날 수 있습니다. 그의 가장 놀라운 통찰력은 공허 속에서 자유롭게 움직이고 존재하는 모든 것을 구성하는 가장 작은 불가분의 입자인 원자에 대한 교리였습니다. 위대한 그리스인은 "원자와 공허함 외에는 아무것도 없습니다. 맛과 색과 같은 감각에서 영혼과 신과 같은 무형의 존재에 이르기까지 그 밖의 모든 것-그는 외모만을 선언했습니다. 이러한 아이디어는 일반적으로 받아 들여지는 아이디어와 크게 달랐기 때문에 고대 물리학의 왕관은 아리스토텔레스가 지구, 물, 공기 및 불의 네 가지 요소에 대해 개발 한 교리였으며 혼합하면 모든 물질이 생성됩니다. 그러한 과정의 역학은 Democritus 원자의 결합보다 더 명확하지 않았지만, 이 경우 적어도 사람들은 눈에 보이거나 만질 수 있는 요소를 다루고 있었습니다.

네 가지 힘

아리스토텔레스의 원소는 물질의 고체, 액체, 기체 상태와 20세기에야 비로소 이해된 플라스마에 대략적으로 해당합니다. 그러나 이 이론은 과학적으로 무익했습니다. 원자가 그 기초에서 식별될 때까지 검증 가능한 가설이 나오지 않았습니다.

"공기"(가스). 데모크리토스의 고대 로마 추종자인 루크레티우스 카루스(Lucretius Carus)는 "사물의 본성에 관하여"라는 시에서 공기가 작고 보이지 않는 입자로 구성되어야 함을 설득력 있게 보여주었습니다. 그러나 비가시성은 상식과 잘 맞지 않습니다. 그리고 19세기에야 영국인 John Dalton은 원자의 존재를 지지하는 새로운 주장을 추가했습니다.

1801년에 그는 용기 내의 기체 혼합물이 동일한 부피에서 개별적으로 취한 각 기체의 압력의 합과 같은 압력을 생성한다는 것을 발견했습니다. 이는 공허 속을 날아다니는 원자의 경우와 같이 서로 다른 가스가 동일한 부피를 공유한다는 것을 의미합니다. Dalton은 또한 물질이 각 유형의 특정 수의 원자에서 분자를 형성하는 것처럼 특정 비율로만 서로 화학적으로 결합한다는 점에 주목했습니다.

Rudolf Clausius가 열을 무작위 운동과 연관시키고 James Maxwell이 가스 입자의 속도를 계산했을 때 원자와 분자에 대한 아이디어 지지자들이 크게 증가했습니다. 그런 다음 Ludwig Boltzmann은 진공 상태에서 원자의 혼란스러운 운동에 대한 연구를 시작하여 통계 물리학이라는 강력한 수학적 장치를 만들었습니다.

그러나 이론의 성공에도 불구하고 원자의 비가시성은 그 실체에 대한 의구심을 불러일으켰습니다. Boltzmann에게 이러한 의심은 그의 목숨을 앗아갔습니다. 가스의 운동론에 대한 끊임없는 공격으로 그는 박해광을 발전 시켰고 1906 년에 상대가 거의 남지 않았을 때 그는 자살했습니다.

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"물"(액체). Democritus는 원자 사이의 공극에 의한 액체의 이동성을 설명했습니다. Lucretius가 쓴 것처럼 물 입자는 물고기의 코 앞에서 갈라지며 이를 위해서는 장소가 필요합니다. 이동하면서 물고기 꼬리 뒤에 수렴하는 입자에 도달할 때까지 다음 입자를 밀어냅니다. 그러나 물에는 공극이 있으므로 압축해야 합니다. 한편, 기체와 달리 액체는 압력을 받아도 부피가 일정합니다. 이것은 Democritus의 이론과 모순되었습니다. 물의 비압축성은 1873년 네덜란드인 Jan van der Waals에 의해 원자 이론과 조화를 이루었고, 원자와 분자 사이에 작용하는 특수한 힘을 발명했습니다. van der Waals에 따르면 그들은 사람처럼 상호 작용합니다. 멀리서 서로를 알아 차리지 못하고 근처에서 매력을 느끼지만 너무 가까워지면 서로를 격퇴합니다. 따라서 기체 분자는 자유롭게 날아다니는 반면 액체에서는 고정된 거리를 유지하여 스트레칭과 특히 압축에 저항합니다.

액체와 기체 구조의 원자 이론은 1909년 프랑스의 물리학자 Jean Baptiste Perrin이 1905년 Albert Einstein이 개발한 Brownian 운동 이론(예: 액체에 떠 있는 작은 입자의 무작위 운동)을 실험적으로 테스트했을 때 마침내 확인되었습니다. 분자의 혼란스러운 영향으로 인해 발생하는 꽃가루. Perrin의 실험은 원자와 분자 자체는 아니지만 그 작용의 즉각적인 결과를 관찰한 최초의 실험이었습니다. 이것은 Boltzmann을 구하지 못했고 van der Waals는 이듬해 노벨상을 받았습니다.

"지구"(크리스탈). 원자가 접근하는 것을 막는 반 데르 발스 힘은 그들 사이에 Democritus가 매우 중요하다고 생각한 공백을 유지합니다. 그러나 이러한 힘은 원자의 움직임을 방해하지 않습니다. 그렇다면 고체는 어떻게 부피뿐만 아니라 모양도 유지합니까? 불과 100년 전만 해도 솔리드 스테이트의 본질은 수수께끼로 남아 있었습니다. 물론 그들은 경도와 탄성을 측정하는 방법을 알고 있었고 19 세기 말 러시아 결정 학자 Evgraf Fedorov는 결정 격자의 가능한 대칭 유형 230 개 (!)를 순전히 수학적으로 식별했습니다. 1913년에 등장한 X선 회절 분석으로 가시화할 수 있게 되었습니다. 그러나 이 모든 것은 원자가 엄격한 기하학적 질서로 정렬되고 그것을 보존하는 이유를 설명하지 못했습니다.

폴리머는 1차원 결정체입니다. 원자 그룹의 규칙적인 배열은 결정의 특징이 아닙니다. 일부 분자는 긴 사슬에 결합할 수 있습니다 - 폴리머. 이러한 거대분자는 1차원 결정으로 간주될 수 있습니다. 그러나 3차원 결정이 단단하면 로프와 같은 고분자 거대분자는 자유롭게 구부러지고 늘어나는 것에만 저항합니다. 종종 그들은 말려서 다단계 얽힌 나선을 형성합니다. 구성에 따라 이러한 분자는 서로 다른 강도로 접촉점에서 서로 결합할 수 있습니다. 이것은 폴리머의 물리적 특성의 다양성을 결정합니다. 예를 들어, 폴리에틸렌은 분자가 주로 약한 반 데르 발스 힘에 의해 결합되기 때문에 쉽게 녹습니다. 더 강한 쌍극자 결합은 폴리에스터에 탄성을 부여합니다. 반면에 Kevlar는 분자가 상당히 강한 수소 결합에 의해 결합되어 있기 때문에 강도 면에서 많은 결정질 물질에 승산이 있습니다. 그러나 물질의 한 부류로서의 중합체는 주로 모든 생물학적 과정의 기초가 되기 때문에 중요합니다.

대답은 양자 역학에 의해 주어졌습니다. 소우주에서 서로 가까운 입자는 임의의 방식으로 움직일 수 없다는 것이 밝혀졌습니다. 상호 작용의 에너지는 특정 위치에 해당하는 고정 값만 취할 수 있습니다. 결정의 각 원자 층은 다음 층의 원자 배열을 엄격하게 결정합니다. 결정 격자에 들어가는 원자를 대체하기 위해 전달된 에너지는 "양자 도약"에 필요한 특정 임계값을 초과해야 합니다. 약한 충격은 입자에 영향을 주지 않습니다. 따라서 물체의 경도는 미립자의 불연속 양자 상호 작용의 직접적인 결과입니다. 고체 상태에서 액체 상태로 전환하려면 원자가 고정된 위치에서 튀어나올 수 있도록 격자가 느슨해져야 합니다. 이것은 에너지가 필요합니다. 그리고 기체로 변하려면 여전히 반 데르 발스 힘을 극복하기 위한 에너지를 추가해야 합니다.

"불"(플라즈마). Democritus에서 불가분의 원자의 속성은 형태에 따라 다릅니다. 그는 불의 구형 원자에 특별한 역할을 할당했으며, 스스로 이동할 수 있다고 생각했습니다. 크기가 작기 때문에 다른 원자 사이의 가장 작은 공극에 침투하여 움직임을 전달하며 Democritus는 열, 생명 및 정신의 원천을 보았습니다. 그리고 여기에서 예기치 않게 현대 과학과 많은 유사점이 발견됩니다. 그러나 "불의 원자"가 하전 입자 (전자 및 이온)를 의미한다면. 결국, 살아있는 유기체에서 신경 자극이 전달되는 것은 이온 덕분입니다.

가스 원자는 고온, 하드 방사선 또는 고전압의 영향으로 이온과 전자로 분리됩니다. 1928년 미국의 화학자 Irving Langmuir는 이 하전 입자 혼합물을 플라즈마라고 불렀습니다. 번개 방전이 공기를 관통하는 덕분에 전기를 잘 전도합니다. 플라즈마 입자는 기체처럼 쌍으로 충돌할 뿐만 아니라 전기적으로도 상호 작용합니다. 이 때문에 많은 입자 그룹이 함께 움직일 수 있으며 특정 조건에서 파동이 플라즈마를 통과합니다. 오로라 섬광은 지구 자기장에 의해 포착된 태양 플라즈마 흐름에서 이러한 "집합 효과"에 의해 발생합니다.

자기장과의 상호 작용은 플라즈마의 또 다른 중요한 특성입니다. 전적으로 플라즈마로 구성된 태양 활동의 변동을 담당하는 것은 바로 그것입니다. 지구에서 항성 융합 에너지를 받기 위해서는 플라즈마를 자기장으로 유지하면서 수억도까지 가열해야 합니다. 그러나 플라즈마의 복잡한 거동으로 인해 이 문제는 아직 완전히 해결되지 않았습니다.

구체화된 모순어법

기체, 액체, 결정 - 상호 배타적으로 보이는 물질의 세 가지 집합 상태. 그러나 오늘날 다양한 "원소"의 특성을 결합하는 일종의 물리적 및 화학적 모순인 많은 전이 상태가 발견되었습니다.

고체 액체(유리). 중세 대성당의 스테인드 글라스 창에서 유리의 아래쪽 부분은 일반적으로 위쪽 부분보다 약간 두껍습니다. 종종 이것은 유리가 결정질 고체가 아니라 점성이 매우 높은 액체와 비슷하며 수백 년 동안 약간의 배수 시간이 있다는 사실로 설명됩니다. 이 설명의 전반부는 정확합니다. 유리는 결정처럼 규칙적인 구조를 가지고 있지 않습니다. 유리가 응고됨에 따라 점도가 급격히 증가합니다. 분자는 점점 더 움직이기 어려워지고 마침내 동결되어 액체의 스냅샷을 형성합니다.

1927년 호주의 Thomas Parnell 교수는 역사상 가장 긴 실험 중 하나를 시작했습니다. 깔때기를 역청으로 채우고 투명 캡 아래 삼각대에 놓고 기다렸습니다. 교수의 생애 동안 깔때기에서 두 방울 만 떨어졌고 2000 년에는 평균 9 년 간격으로 8 방울이 떨어졌습니다. 역청의 점도는 물보다 2000억 배 높으며 일상 생활에서 이러한 점성이 있는 액체는 고체로 인식됩니다.

그렇다면 대성당의 창문은 유동적입니까? 예, 하지만 농축 효과를 설명하는 데 필요한 것보다 훨씬 느립니다. 고대 망원경의 유리 렌즈에서는 변형이 관찰되지 않았습니다. 상온에서 유리의 점도는 역청보다 10억 배나 높아서 우주의 전체 수명 동안 한 방울도 형성되지 않습니다. 두껍게하는 것은 이전에 엄격하게 일정한 두께의 유리를 주조 할 수 없었고 스테인드 글라스 창은 신뢰성을 위해 가장자리가 두꺼운 조각을 넣었다는 사실로 설명됩니다.

액정. 결정은 정렬된 구조의 표준이며 각 원자는 정렬된 위치를 알고 있습니다. 액체의 분자는 무작위로 움직입니다. 그러나 이러한 극단 사이에는 이동성이 여전히 유지되지만 이미 질서가 있는 물질 조직의 중간 형태가 있습니다. 액정의 분자는 길쭉한 모양을 하고 쌍으로 된 상호 작용으로 인해 서로 평행하게 정렬하려고 합니다. 이것이 물질이 다른 방향에서 다르게 보이는 이유입니다.

나노구조 물질 물질의 특성은 경계 근처, 예를 들어 결정 표면 근처에서 강하게 변합니다. 대부분의 원자가 경계 근처에 있는지 확인하면 물질이 비정상적으로 작동할 수 있습니다. 예를 들어, 가장 밝은 LED는 층이 번갈아 있는 이종 구조를 기반으로 만들어지며 때로는 원자 두께가 몇 개에 불과합니다. 육각형 셀에 결합된 탄소 원자의 1원자 층인 그래핀은 독특한 양자 특성을 보여줍니다. 사실 그래핀은 2차원 결정입니다. 그래핀 층이 비틀리면서 가장 유명한 유형의 나노 구조인 탄소 나노튜브를 형성합니다. 그래핀과 나노튜브는 컴퓨터 성능의 성장이 앞으로 수십 년 동안 계속될 것이라는 희망을 마이크로전자 공학에 제공합니다(기사 "Depth of the plane", "VS" No. 12, 2010 참조). 한편, 실험실에서는 새로운 나노구조가 만들어지고 있습니다. 그들 중 일부는 이미 자율적으로 움직일 수 있으며 미래에 분자 나노머신의 요소가 될 것입니다. 이러한 "스마트한" 나노구조 물질을 만드는 데 근본적으로 불가능한 것은 없습니다. 결국 이것이 생명체가 배열되는 방식입니다.

액정의 발견자 중 한 명인 독일의 물리학자 오토 레만(Otto Lehmann)은 일반 결정의 성질에 대해 다소 이상한 견해를 가지고 있었습니다. 그는 단단한 격자의 존재를 믿지 않았고 일부 결정은 매우 부드럽고 거의 액체일 수 있다고 믿었습니다. 1888년 프라하의 식물학자 Friedrich Reinitzer는 Lehman에게 특정 조건에서 액상 구조를 발달시키기 시작한 한 쌍의 특이한 화합물을 보냈습니다. Leman은 이것이 그의 이론의 최종 확인이라고 생각했습니다. 그러나 반대로 물리적 공동체는 결정이 단단한 격자를 가지고 있다고 점점 더 확신하게 되었고 구조화된 액체가 존재한다는 사실 자체를 거부했습니다. 그들의 실체에 대한 독립적인 확인은 1908년까지 나타나지 않았다. 그리고 액정은 반세기 동안 잊혀졌습니다. 갑자기 많은 응용 프로그램을 찾은 1960 년대에만 기억되었습니다. 주요한 것 중 하나는 전기장의 작용에 따라 분자가 회전하여 빛의 흐름을 가리거나 통과시키는 능력과 관련이 있습니다. 그녀 덕분에 액정은 평면 스크린의 기초가 되었습니다.

초임계 유체. 액체와 기체를 분리하는 경계를 극복하려면 증발열이라는 "에너지세"를 지불해야 합니다. 하지만 이 경계는 우회할 수 있습니다. 예를 들어, 소위 임계점(374 ° C, 218 기압)보다 높은 온도와 압력의 물에서는 액체 상태와 기체 상태의 차이가 사라집니다. 물은 초임계 유체가 된다고 합니다. 이 임계점 주변의 온도와 압력을 변경하면 상전이 없이 초임계 유체를 물과 증기로 원활하게 전환할 수 있습니다.

2008년, 수중 중부 대서양 해령의 적도 부분에서 독일 해양학자들은 407 ° C와 심지어 464 ° C의 온도를 가진 열수 분출구를 발견했습니다. 약 3000m 깊이의 압력은 300기압을 초과합니다. 이것은 물이 아니라 수증기가 아니라 심해에서 많은 미네랄 물질을 운반하는 초 임계 수액이 샘에서 나온다는 것을 의미합니다. 이 스트림의 산도(pH) 값은 바닷물의 8.0에 비해 식초의 경우 2.8에 도달한다고 말하면 충분합니다.

초임계 유체는 우수한 용매입니다. 이 속성은 예를 들어 디카페인 커피를 얻는 데 사용됩니다. 여기서는 물 대신에 임계 온도가 31 ° C이고 압력이 73 기압인 이산화탄소가 사용됩니다. 기체와 같은 특성으로 인해 초임계 이산화탄소는 커피 원두 깊숙이 침투하여 액체 특성을 나타내며 커피에 함유된 카페인을 최대 99%까지 용해 및 제거합니다.

고체 기체(에어로겔). 액체가 그 모양을 유지하기 위해서는 냉각되어 응고될 수 있습니다. 그러나 액체를 형성하는 또 다른 방법이 있습니다. 예를 들어 샤워 젤은 만지면 액체처럼 느껴지지만 샴푸와 달리 손바닥에 퍼지지 않습니다. 젤은 폴리머 분자의 구조를 가진 액체입니다. 스펀지처럼 표면 장력으로 인해 액체를 유지하는 3차원 네트워크를 형성합니다. 반면 프레임은 자체 강성으로 인해 형태를 유지하며 일반적으로 물질은 액체와 고체의 중간 상태에 있습니다.

프레임워크를 파괴하지 않고 젤에서 액체를 기계적으로 추출할 수 없습니다. 그러나 온도와 압력을 높여 액체가 초임계 유체로 바뀌면 조심스럽게 "분출"할 수 있습니다. 프레임은 그대로 유지되며 최종 건조 후 밀도도 증가합니다. 그 결과 에어로젤이라는 초다공성 고체 물질이 탄생했습니다. 그것은 석영 프레임에서 메탄올을 증발시켜 1931년에 처음 만들어졌습니다. 오늘날 석영 에어로젤은 고체 물질 중 가장 낮은 밀도(1.9kg/m3)에 대한 기록을 보유하고 있으며 이는 공기보다 밀도가 1.5배에 불과합니다. 동시에 내구성이 뛰어나고(자체 무게의 100배를 견딜 수 있음) 열전도율이 매우 낮아 항공 우주 기술에서 히터로 사용할 수 있습니다.

에어로젤 트랩은 우주 먼지 샘플을 수집하기 위해 미국의 행성 간 스테이션 스타 더스트에서 사용되었습니다. 다른 어떤 물질도 유성체를 녹이지 않고는 속도를 늦출 수 없습니다.

우주의 마트료시카

XIX-XX 세기의 전환기에 원자가 현실의 가장 근본적인 층이 아니라는 것이 분명해졌습니다.

가스를 분해하다. 광선은 상호 간섭을 일으키지 않고 교차합니다. 가스는 용기에서 혼합되며 각각 전체 부피를 차지합니다. 그러나 유령과 같은 고체가 서로를 통과하는 것을 막는 것은 무엇입니까? 원자가 서로 튕기는 이유는 무엇입니까? Democritus는 견고함으로 이것을 설명했습니다. Van der Waals - 반발력. 양자 역학은 모든 것이 전자에 관한 것이라고 말합니다.

그것들을 설명하는 방정식은 두 개의 전자가 같은 상태(동일한 위치와 속도)에 있으면 더 이상 존재하지 않을 것이라고 말합니다. 그러나 이것은 전자가 동일한 양자 상태를 가질 수 없도록 에너지 및 전하 보존 원칙을 위반할 것입니다. 이 원리는 1924년에 그것을 공식화한 물리학자의 이름을 따서 파울리 배제로 알려져 있습니다. 원자가 공간에서 같은 위치를 차지하는 것을 방지하고 원자핵 주변의 전자를 에너지가 다른 껍질로 분배하는 것도 바로 이 금지입니다.

그리고 Pauli의 금지는 또한 태양이 블랙홀로 변하는 것을 막을 것입니다. 태양의 중력은 열핵 반응에 의해 가열된 플라즈마의 압력에 의해 균형을 이룹니다. 그러나 조만간 중력이 우세하여 물질을 압축하기 시작하여 전자 껍질을 서로 밀고 원자에서 전자를 찢습니다. 증가하는 군중 속에서 전자가 파울리 금지를 준수하는 유일한 방법은 더 높은 에너지와 운동 속도로 상태를 점유하는 것입니다. 물질의 밀도가 높을수록 온도에 관계없이 전자의 이동 속도가 빨라지고 압력이 강해집니다. 전자 가스의 이러한 상태를 퇴화(degenerate)라고 합니다. 원자핵이 일반 수정보다 100배 더 가깝게 모이면 퇴화 전자의 압력이 다시 별의 중력과 균형을 이루고 압축이 중지됩니다. 이러한 초밀도 별은 높은 온도와 작은 크기(태양보다 100배 작음) 때문에 백색 왜성이라고 불렸습니다.

살아있는 물질 양자 법칙은 원자가 안정적인 구조인 분자를 형성하도록 합니다. 그들 중 일부는 화학 반응을 촉매할 수 있습니다. 그리고 자신의 복사본 합성을 직간접적으로 촉매하는 분자가 있습니다. 그러한 분자 중 하나는 DNA입니다. 그것이 제어하는 ​​자동 촉매 과정은 엄청나게 복잡합니다. 그것의 가장 중요한 부분은 닫힌 껍질 - 세포의 형성입니다. 생화학 반응이 일어나고 특별한 메커니즘이 세포막을 통해 환경과 물질을 교환하고 다른 세포와 상호 작용합니다. 많은 나노머신이 세포 내부에서 작동합니다. 그들은 DNA에 저장된 코드에 따라 조립된 단백질인 유기 폴리머로 구성됩니다. 그들이 일으키는 일련의 반응은 결국 DNA 사본을 가진 새로운 세포의 생성으로 이어집니다. 생물은 우주에서 가장 복잡한 형태의 물질 조직입니다. 그러나 모든 것은 생명의 기본 메커니즘을 이해하고 인위적으로 재현할 수 있음을 시사합니다.

핵 물질. 1911년 어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford)가 알파 입자의 산란에 관한 실험에서 원자핵을 발견했을 때 원자는 단순한 공극에 불과하다는 것이 밝혀졌습니다. 그것의 전자 껍질은 질량의 0.03%만을 차지하고, 99.97%는 핵에 집중되어 있는데, 그 배경은 축구장의 핀 머리처럼 보입니다. 핵은 핵자-양성자와 중성자-반 데르 발스 힘의 작용하에 액체에서 입자의 상호 작용과 원격으로 유사한 상호 작용으로 핵 물질이 초 밀도 액체처럼 보입니다. 그것은 표면 장력을 가지고 있으며, 핵에서 핵이 증발할 수 있고, 파도가 그 위로 굴러갈 수 있습니다. 높은 파도는 핵을 두 방울, 즉 방사성 붕괴로 분리시킬 수 있습니다. 그리고 두 개의 핵 방울을 강하게 밀면 전기적 반발력을 극복하고 합쳐집니다. 이것이 핵융합입니다.

전자와 마찬가지로 양성자와 중성자는 파울리 배타법칙을 따르므로 서로 융합하지 않습니다. 별이 태양보다 몇 배 더 무거워지면 내부 압력이 너무 높아져 퇴화 전자가 거의 빛의 속도로 가속됩니다. 더 이상 가속할 수 없기 때문에 압력 증가가 멈추고 압축이 계속됩니다. 그런 다음 전자는 양성자와 반응하기 시작하여 양성자를 공간이 덜 필요한 중성자로 바꿉니다. Pauli 원리에 따라 그들은 또한 퇴보합니다. 즉, 고밀도 조건에서 엄청난 속도를 얻습니다. 전자보다 수천 배 더 큰 축퇴 중성자는 훨씬 더 많은 압력을 견딜 수 있습니다. 중력과 새로운 평형이 있습니다. 그것이 달성되는 우주 물체를 중성자 별이라고합니다. 중성자만으로 구성된 거대한(직경 약 20km) 원자핵이며 밀도는 핵보다 훨씬 높습니다. 그런 중성자 물질로 만든 명함의 무게는 사야노-슈센스카야 수력발전소의 댐만큼 나간다.

축퇴 중성자가 중력 압축에 저항하는 능력도 제한적이라는 것을 추측하는 것은 어렵지 않지만, 그것이 압도할 경우 어떤 일이 일어날지 아직 명확하지 않습니다. 일반적으로 블랙홀로의 멈출 수 없는 붕괴가 있을 것이라고 합니다. 그러나 아마도 중력이 중성자별의 깊이에서 만날 수 있는 또 다른 수준의 저항이 있을 것입니다.

쿼크 물질. 중성자를 가진 양성자는 데모크리토스 원자로 인식될 수 없습니다. 현대 개념에 따르면 각각은 글루온 (영어 접착제에서 "접착제") 필드로 연결된 세 개의 쿼크로 구성됩니다. 이 필드는 전기장과 매우 ​​다릅니다. 6가지 전하(3가지 색상 및 3가지 반색)가 있으며 상호작용의 힘은 거리에 따라 감소하지 않고 증가합니다. 먼 거리에서 쿼크는 "사랑"의 힘으로 진공 상태에서 새로운 파트너를 만드는 방식으로 끌립니다. 따라서 짧은 순간을 제외하고는 쿼크를 따로 분리하여 연구할 수 없습니다.

Large Hadron Collider에서 원자핵은 거의 빛의 속도로 충돌합니다. 그 충격은 핵물질이 10조도까지 가열될 정도로 강력하다. 핵자는 문자 그대로 조각으로 나뉩니다. 쿼크와 글루온의 조밀한 혼합물이 빅뱅 후 1마이크로초 후에 우주를 채운 쿼크-글루온 플라스마인 쿼크-글루온 플라즈마로 밝혀졌습니다. 핵 물질과 마찬가지로 쿼크-글루온 플라즈마는 액체와 비슷합니다. 쿼크도 파울리 금지법을 따르기 때문입니다. 즉, 매우 가까워지면 서로 밀어냅니다.

충돌체에서 핵이 충돌하는 힘으로 큰 덩어리의 물질을 압축하되 수조도까지 가열하는 것을 피하면 쿼크 물질이 발생할 수 있습니다. 아마도 그것은 쿼크 별이라고 불리는 가장 무거운 중성자 별의 깊이에서 형성되었을 것입니다. 이론적으로 생성된 차가운 쿼크 물질은 안정적이며 압력이 제거된 후에도 붕괴되지 않습니다. 즉, 중성자 별이 충돌하는 동안 쿼크 물질은 이상한 물질의 작은 물방울인 수조 개의 "스트래펠렛"으로 우주를 가로질러 튀길 수 있습니다. 기묘체가 지구와 충돌하면 지구를 관통하여 특이한 유형의 지진 신호를 발생시킵니다. 1993년의 지진 기록에서도 유사한 신호가 몇 개 발견되었지만 그 해석에 대한 확신은 없습니다.

쿼크는 현실의 마지막 수준이 아닐 수도 있습니다. 그들이 프리온으로 구성된다는 이론이 있습니다. 그러나 이론가조차도 그것들에 대해 매우 신중하게 이야기합니다.