Если раньше численное моделирование было немыслимо без привлечения профессиональных вычислителей и программистов, то появившиеся сейчас математические пакеты (Mathcad, Matlab, Mathematica и др.) позволяют физикам осуществлять расчеты самостоятельно. К этому стоит добавить создание мощных средств визуализации. Современная компьютерная графика и анимация позволяют рассчитать и нарисовать на экране монитора сцены из жизни микромира.

Образы, основанные на уравнениях Шредингера и Дирака, сродни работам абстракционистов — захватывающие, противоречивые и совершенно непонятные. Там нет ничего похожего на

предметы нашего повседневного мира. Обыденный язык бесполезен для описания этих картин, впрочем, как и для объяснения квантовой механики. Пока ученые сами не понимают, что же они видят на экране: реальные объекты или фантазии. Это дает некий повод назвать компьютерное моделирование искусством.

Кружение электронов в нанопроволочке (толщиной порядка 10-9 метра). Подобные устройства планируют применять в электронике, и при столь малых размерах волновая природа частиц становится существенной: она может улучшить или ухудшить работу микросхемы. На этом рисунке поток электронов начинается от «солнца» — места контакта проводников. Волновую природу электронов художник показал игрой цвета

Во многом непонятность и загадочность квантовомеханических картин проистекает из положения дел в современной физике, пока не прояснившей до конца природы элементарных частиц. Гипотезу о корпускулярно-волновом дуализме частиц вещества впервые в 1924 году выдвинул французский ученый Луи де Бройль. Он утверждал, что электроны, атомы и их более сложные сочетания могут проявлять одновременно два свойства: быть волной и частицей. С одной стороны, электроны и атомы ведут себя как частицы: поглощаются и испускаются поштучно, обладают скоростью и импульсом. Но с другой — для них характерны признаки волнового процесса: дифракция и интерференция. В одних условиях проявляются их волновые свойства, в других — корпускулярные.



2 из 157