Современное описание микромира

    Если  потенциал взаимодействия V(x)=0, т.е.,  электрон движется свободно в дали от ядра, то энергия Е равна его кинетической энергии, Е= , и следовательно, длина его волны постоянна: 

    и равна  длине волны де Бройля. В этом случае уравнение Шредингера в точности совпадает с уравнением струны. При движении в атоме электрон взаимодействует с протоном по закону Кулона, поэтому V(x)=- , где е – заряд электрона и протона. Теперь уже «длина волны электрона» 

    не  имеет определенного значения и  меняется от точки к точке. Однако и в теории колебаний струны такой случай – не новость: если вместо однородной струны колеблется неоднородная, т.е. со всевозможными грузами и утолщениями на ней, то ее колебания будут описываться именно таким уравнением. Решения его лишь отдаленно напоминают правильные синусоиды, но они сохраняют главное свойство прежних решений: для них характерно наличие узлов, неподвижных в процессе колебаний, по числу которых эти решения можно пронумеровать.

    Таким образом, формально уравнение Шредингера ничем не отличается от уравнения  нагруженной струны, но смысл их решений, конечно, различен. Вся его  сложность – в понятиях, которые  мы связываем с величинами, удовлетворяющими этому уравнению.

    Первый  постулат Бора неким «усилием воли»  предписывал электронам двигаться  только по тем орбитам в атоме, которые удовлетворяют квантовому условию: . Это был плодотворный, но не естественный для физики принцип, и поэтому он вызвал у современников сложную смесь восхищения и недовольства. Требования Шредингера значительно понятнее: как бы хитро не двигался электрон в атоме, он должен все-таки находиться внутри атома. Поэтому Ψ- функция, которая это движение «представляет», независимо от своей природы должна быть сосредоточена вблизи ядра. Вот из этого единственного и естественного граничного условия однозначно следует, что уравнение Шредингера имеет решение не всегда, а только при определенных значениях энергии En, которым соответствуют собственные функции Ψn(x). Возможные значения энергии электрона в атоме водорода можно найти, решив уравнение Шредингера с потенциалом

    Эти дискретные значения энергии 

    стационарных  состояний нумеруются целым числом n. Легко видеть, что эти значения в точности совпадают с энергией электрона на стационарных орбитах в атоме Бора, и поэтому надобность в постулатах Бора отпадает – при сохранении всех положительных результатов его модели.

    В свое время эти следствия теории Шредингера покорили многих своей простотой  и естественностью, в уравнение Шредингера поверили. 
 

    3. Особенности  волновой  генетики. 
 

      Генетика (греч. genētikos относящийся к  происхождению) — наука о наследственности  и изменчивости организмов. Термин  предложен в 1906 г. английским  биологом Бейтсоном (W. Bateson). Способность организма обеспечивать в ряду поколений преемственность морфологических, физиологических и биохимических признаков и особенностей развития называют наследственностью. В процессе наследования воспроизводятся основные видоспецифические, групповые (этнические, популяционные) и семейные черты строения и функционирования организмов, их индивидуального развития (онтогенеза). Наследуются не только определенные конечные комплексные структурно-функциональные характеристики организма (например, черты лица, некоторые особенности обменных процессов, темперамента и др.), но и физико-химические особенности строения и функционирования основных биополимеров клетки, прежде всего нуклеиновых кислот и белков. Явление наследственности требует для своей реализации существования специфических носителей наследственной информации, т.е. специфического генетического материала, который должен обладать способностью к ауторепродукции (репликации, редупликации) и способностью к программированию основных биосинтетических процессов, протекающих в клетке. У большинства организмов, в т.ч. и у человека, генетическим материалом служат дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), составляющие основной компонент хромосом клеточных ядер. Изучение структуры и механизма функционирования генетического материала в живых системах и их изменчивости составляет основной предмет генетики. Полный комплект генетического материала, передаваемый потомку, называется геномом.

    Процесс образования фантомов ДНК был обнаружен учеными еще в 1984 г. Обнаружение и регистрация волновых реплик ДНК in vitro подтвердила эти результаты. Это еще раз подтверждает нашу гипотезу о способности ДНК быть структурой волнового автореплицирования и автосканирования внутриклеточного метаболического статуса, а в итоге всего организма с целью биокомпьютерного регулирования жизнедеятельности. Это полностью соответствует основному положению нашей концепции «волнового генома»: хромосомный континуум работает как стратегическая знаковая система на 2-х уровнях — вещества и поля одновременно, реализуя свои функции в качестве квазиразумной системы. Однако это не единственная волновая система саморегуляции многоклеточных организмов. Вторая система основывается на когерентных излучениях хромосом в Уф-, видимой и ИК- областях спектра. Это дает возможность хромосомному аппарату использовать принципы голографической свертки-развертки генетической информации, квантовую нелокальность ее, а также лингвистические особенности работы дуэта «рибосома-иРНК» в рамках понятия квазиразумности генома как биокомпьютера. Сейчас сложилась парадоксальная и многообещающая ситуация в генетике, молекулярной биологии и, соответственно, в медицине. Изучен геном человека. На это понадобились 10 лет усилий программы «Геном человека», и теперь известна последовательность всех букв в нашем генетическом тексте.

    Трансгенная инженерия набирает силу, и уже  множество растений, животных и бактерий являются носителями искусственно внедренных в них полезных для человека генов. Сделаны первые шаги в клонировании животных с перспективой получить первый клон человека. Но вот парадокс — чем выше наши технологические успехи в генетике и молекулярной биологии, тем дальше мы от всеобъемлющего понимания принципов работы генетического аппарата. Все несомненные успехи в этой области преимущественно связаны с функциями генов, которые кодируют белки. Эти гены занимают около 2% всей генетической памяти хромосом. Остальная, главная часть, т.е. 98%, до сих пор является непонятой генетиками и, вероятно, поэтому они назвали ее «мусором». Есть гипотезы, но все они призваны оправдать существование «мусорной» ДНК как некоего помощника для 2% «кодирующей» ДНК. Либо «мусор» трактуют как «кладбище вирусов»(!)

    Игнорировать  или так наивно понимать роль 98% генома — явная ошибка. Более того, правильно  ли мы видим истинную роль 2% генетической информации, если 98% её для нас фактически — «terra incognita»? Понимаем слабо, поскольку не можем полностью излечивать рак, не можем противостоять ВИЧ, не можем бороться против туберкулеза, не можем продлить жизнь людей, по крайней мере, до рубежа 200 лет и т.д. Обещания генетиков обернулись опасными для жизни трансгенными продуктами питания, грозящим дисбалансом биосферы. Клонирование животных дает нам, в основном, тщательно скрываемых уродов, или животных, которые аномально быстро стареют и умирают, как знаменитая овечка Долли.

    Вполне  естественно, что научное сообщество, например, в лице большой группы шведских ученых, начинает бить тревогу  по этому поводу. Где выход из этого странного состояния обилия экспериментального и противоречивого материала и дефицита достаточно полного теоретического осмысления принципов работы хромосом? Та же группа шведских ученых полагает, что одним из прорывных научных направлений являются наши разработки. Суть наших идей, и что они дают практике, сводится к следующему. Мы исходим из очень простых стратегических соображений. Для успеха в попытках кардинально лечить людей и резко затормозить процессы их старения надо понять языки, на которых клетки общаются друг с другом. В какой-то степени нам удалось это сделать. Оказалось, что это языки тех самых 98% «мусора» в нашем собственном генетическом аппарате. Что нам дают эти новые знания? Ответ таков: теперь, зная об этом и имея физико-математическое описание дополнительных информационных процессов в генетическом аппарате, мы создали аппаратуру, которая моделирует волновые информационные функции живой клетки и ее генетического аппарата. Устройства такого рода являются фактически первыми квантовыми биокомпьютерами. Они позволили осуществить дальнюю многокилометровую передачу генетико-метаболической информации в форме особых электромагнитных полей, введение ее в биосистему-акцептор и стратегическое управление в отношении ее, биосистемы, биохимического и физиологического состояний. В частности, удалось регенерировать эндокринные железы у животных, а также резко затормозить старение людей. 

    Заключение. 

    Микромир  образуют микрочастицы, которыми являются элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны, фотоны и другие простые  частицы), а также сложные частицы, образованные из сравнительно небольшого числа элементарных частиц (молекулы, атомы, ядра атомов и т.п.) Термин "микрочастица" отражает только одну сторону объекта, к которому он применяется. Всякий микрообъект (молекула, атом, электрон, фотон и т.д.), представляет собой образование особого рода, сочетающее в себе свойства и частицы, и волны. Может быть, правильнее было бы называть его "частицей-волной". Микрообъект не способен воздействовать непосредственно на наши органы чувств - ни видеть, ни осязать его нельзя. Ничего подобного микрообъектам в воспринимаемом нами мире не существует. Микротела не похожи ни на что из того, что нам хоть когда-нибудь приходилось видеть.

    Обнаружено, что элементарные частицы могут  взаимно превращаться, т.е. не являются "последними кирпичиками" мироздания. Стало ясно, что число элементарных частиц не должно быть особенно большим.

    В механике микромира уравнение Шредингера для волновой функции играет ту же роль, что и уравнение Ньютона  в классической механике. В уравнении, объясняющем поведение электрона в атоме, содержится волновая функция, квадрат модуля которой определяет положение электрона в данной точке в каждый момент времени. Главным открытием квантовой механики является вероятностный характер законов микромира.

    Частицам  вещества в микромире присущ корпускулярно-волновой дуализм: в одних явлениях они проявляют волновые свойства, а в других - корпускулярную природу. Поэтому для изучения свойств микромира применяют принцип дополнительности, введенный Н. Бором в 1927 г.

    Фундаментальным в квантовой теории является принцип неопределенности, определяющий границы применимости классических представлений при описании свойств микромира. Невозможно с одинаковой точностью определить и положение, и импульс микрочастиц.

    В результате экспериментов по рассеянию альфа-частиц Резерфордом была предложена планетарная модель строения атома. При заполнении электронами орбит в атоме соблюдается принцип Паули: два электрона не могут находиться в одном и том же состоянии.

    Важнейший философский вывод из квантовой механики заключается в принципиальной неопределенности результатов измерений и, следовательно, невозможности точного предвидения будущего.  
 
 

    Список  используемой литературы. 

    1.Пономарев  Л.И. «Под знаком кванта» - М 1989г.

    2.Горелов А.А. «Концепции современного естествознания» - М.: Центр, 2002г.

    3.Карпенков  С.Х. «Концепции современного  естествознания» - М.: ГУП «Издательство  Высшая школа», 2003г.