Библиотека обучения TEMImageNet и модели глубокого обучения AtomSegNet для высокоточной сегментации атомов, локализации, шумоподавления и устранения размытия изображений с атомным разрешением.
Вероятностный подсчёт выявляет отдельные атомы под электронным микроскопом.
Высокое качество изображения атомов.
Изображения графита с атомным разрешением.
Изображение атомов – Микроскопия Австралия.
Две грани одной реальности
Взгляни на свои руки. Посмотри на предметы вокруг – на стол, на стены, на небо за окном. Всё это кажется плотным, незыблемым и отдельным друг от друга. Но если мы хотим понять, кто мы и где мы на самом деле находимся, нам нужно совершить путешествие вглубь материи.
Эта статья – попытка объединить то, что видят наши глаза и приборы, с тем, что говорит нам неумолимая логика. Мы начнем с того, что знает наука, и закончим тем, о чем она часто молчит, но что является фундаментом всего сущего.
Видимая сторона: Архитектура мира
Давай начнем с фактов, которые подтверждены экспериментально. Всё, что ты видишь, чувствуешь, вдыхаешь – это материя. И эта материя дискретна. Она не сплошная, она состоит из кирпичиков – атомов.
Мы – конструктор Вселенной
Атомы – это не абстракция и не просто модель на доске. Сегодня, благодаря невероятным технологиям (сканирующей туннельной микроскопии, электронной микроскопии высокого разрешения), лаборатории мира получают реальные изображения атомов. Мы видим эти аккуратные ряды в кристаллических решетках металлов, мы видим сложные структуры молекул.
Ты сам – ходячая коллекция атомов. Их в тебе миллиарды миллиардов.
Твои кости прочны, потому что атомы кальция и фосфора выстроились в жесткую структуру.
Твоя кровь красная, потому что атомы железа в гемоглобине отражают свет определенным образом.
Твои мысли – это электрические импульсы, бегущие по цепочкам ионов калия и натрия.
Мы – лишь временная конфигурация. Атомы, из которых состоит твое тело сегодня, не принадлежат тебе. Они были здесь задолго до твоего рождения – в земле, в воде, в других организмах, а миллиарды лет назад – в ядрах древних звезд. Мы берем их «в аренду», строим из них свою жизнь, а потом возвращаем обратно в общий круговорот природы.
Разнообразие форм
Важно понимать: атомы разные. Именно их разнообразие создает богатство нашего мира. Атом водорода прост и легок. Атом урана тяжел и перегружен энергией. Электроны, выстраиваясь в оболочки вокруг ядра, определяют «характер» атома: будет ли он агрессивно соединяться с другими (как кислород) или останется гордым одиночкой (как инертные газы).
Научный вывод: На этом уровне всё ясно. Мир материален, сложен и удивительно упорядочен. Но здесь стандартные учебники часто заводят нас в тупик одной красивой, но ложной метафорой.
Великая иллюзия пустоты
Здесь мы подходим к переломному моменту. Вспомни картинку из школьного учебника: крошечное ядро в центре и электроны, летающие вокруг него по орбитам, как планеты вокруг Солнца. Нам говорят: «Если увеличить ядро атома до размеров яблока, то электроны будут летать на расстоянии нескольких километров от него. Всё остальное – это пустота. Атом на 99,9999% пуст».
Этот вывод порождает экзистенциальный ужас. Получается, что мы – это призраки, почти полностью состоящие из «ничего».
Я категорически не согласен с этим утверждением. Эта модель (планетарная модель Резерфорда) устарела сто лет назад. Она удобна для расчетов, но ложна по своей сути. Концепция «пустоты» – это логическая ошибка. В природе не существует «Ничто». Если что-то существует (даже расстояние между объектами), значит, это уже «Нечто».
Давай посмотрим на «обратную сторону медали» – туда, где заканчивается старая физика и начинается реальность.
Обратная сторона: Невидимый океан
Если мы уберем из головы миф о пустоте, что останется? Останется среда. То, что наука по привычке называет вакуумом, на самом деле является плотнейшей, насыщенной средой. Я называю это Невидимым Морем.
Полевая природа материи
Представь себе безграничный океан. Вода в нем прозрачна. Если ты находишься под водой, ты можешь не видеть саму воду, но ты чувствуешь её давление, её движение. Современная квантовая физика (если отбросить упрощения) подтверждает это: вся Вселенная заполнена полями (электронным, электромагнитным, глюонным, полем Хиггса).
Что такое электрон? Это не твердый шарик, летящий в пустоте. Это возмущение поля. Представь, что по глади океана пошла волна. Электрон – это гребень этой волны. Что такое атом? Это сгусток вибраций, стоячая волна, узел напряжения в этом невидимом море.
Там, где нет атома (в так называемой «пустоте»), море никуда не исчезает. Оно просто находится в спокойствии, в штиле. Физики называют это «вакуумом физического поля» или «квантовой пеной», кипящей виртуальными частицами. Но суть одна: пространство заполнено энергией до краев. Пустоты нет.
Пространство – это материал
Опираясь на логику, мы должны признать: пространство материально. Вспомним Общую теорию относительности. Она говорит нам, что гравитация – это искривление пространства. Задай себе простой вопрос: Как может искривляться «ничто»? Пустоту нельзя согнуть, скрутить или растянуть. Гнуться может только ткань. Вибрировать может только среда (гравитационные волны). Следовательно, пространство – это физическая ткань, арена, «эфир» (в новом понимании), который является носителем всей материи. Мы не висим в пустоте, мы пронизаны этой тканью, мы – её часть.
Логика Вечности против мифа о Начале
Если мы принимаем, что пустоты нет, а есть бесконечный океан энергии, это меняет и наше представление о рождении Вселенной. Существует железный закон – Первый закон термодинамики: Энергия не может быть создана или уничтожена, она может только переходить из одной формы в другую.
Эта логика разрушает теорию «Большого Взрыва» в её поп-культурном понимании (что всё возникло из ничего в один момент).
Если энергию нельзя создать, значит, не было момента, когда её не было.
Значит, не было момента «Творения из Ничего».
«Из ничего» не возникает «нечто».
Вселенная – это не раздувающийся резиновый шар, который однажды лопнет. Это вечная, статичная в своих границах (или их отсутствии) арена. Это бесконечная энергетическая субстанция. Звезды рождаются и умирают, галактики сталкиваются, материя перетекает из формы в форму, но сама База – этот Энергетический Океан – была, есть и будет всегда.
Заключение: Единство
Что это знание дает тебе, читатель?
Оно возвращает почву под ноги. Ты – не случайная пыль в пустой холодной черноте. Ты – это форма, которую приняла вечная энергия Вселенной. Ты – как волна на поверхности океана. Волна может быть высокой или низкой, бурной или тихой, но она никогда не отделена от океана. Она и есть океан, просто принявший форму волны на короткое время.
Наука дает нам понимание деталей: как работают клетки, как соединяются атомы, как лечить болезни и строить города.
Глубинное понимание дает нам смыслы: мы часть единого целого, сотканные из вибраций вечного поля.
Материя, которую ты видишь – это лишь верхушка айсберга. Под ней скрывается гигантская, мощная, разумная в своих законах структура, которая никогда не возникала и никогда не исчезнет. И ты – её неотъемлемая часть.
Massarn.com – «Мы – узор из атомов: простое объяснение сложной реальности».