Вы никогда не касались этого мира

Нет, это не очередной пранк и не оптическая иллюзия.

Взяв утром в руки чашку горячего кофе, коснувшись своего лица или случайно поймав мяч на футбольном поле, вы можете почувствовать тепло, текстуру или даже сильную боль.

Но фактически вы не прикоснулись к этим объектам и ни разу в жизни ни до чего не дотрагивались.

Почему?

Все дело в молекулярной физике.

Как мы знаем, основой всего материального мира являются атомы.

Каждый атом состоит из массивного ядра (в котором плотно упакованы положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны) и крошечных отрицательно заряженных электронов, которые буквально «роятся» вокруг этого ядра на огромной скорости.

Главное правило электростатики гласит:

• противоположные заряды притягиваются;
• одноименные заряды отталкиваются.

Когда вы подносите палец к столу, внешние электронные облака атомов вашей кожи приближаются к электронным облакам атомов стола.

Отрицательный заряд сталкивается с отрицательным зарядом.

Возникает мощнейшая Кулоновская сила отталкивания.

Это можно представить как два металлических шара, между которыми закреплена очень жесткая невидимая пружина.

Как бы сильно вы ни толкали шары друг к другу, пружина сожмется, но не позволит металлу соприкоснуться.

На атомном уровне между вашим пальцем и любым предметом всегда остается крошечный, мизерный зазор.

Вы буквально парите над стулом, на котором сидите, на расстоянии в миллионные доли миллиметра.

Но почему тогда мы так отчетливо чувствуем прикосновение?

Сила реакции и обман рецепторов

Здесь в игру вступает механика.

Наша воображаемая пружина кулоновского отталкивания работает в обе стороны: с какой силой атомы пальца давят на атомы стола, с точно такой же силой стол давит на палец.

Великий физик Исаак Ньютон сформулировал это в своем третьем законе:

Например, когда вы просто стоите на полу, вы давите на него своим весом.

Вы не проваливаетесь сквозь землю только потому, что пол отвечает вам силой реакции опоры, равной вашему весу.

Есть и более наглядный пример.

Если легонько стукнуть кулаком по ладони друга, боль почувствуете вы оба.

Сила удара распределяется поровну на обе руки.

Так что с точки зрения физики вы можете с уверенностью заявить другу:

«Это не я тебя ударил — это твоя рука ударила мою с точно такой же силой.»

Кулоновская сила отталкивания сжимает ткани вашего пальца.

Кожа деформируется, и эту механическую деформацию мгновенно фиксируют специальные датчики — механорецепторы.

Они превращают физическое давление в электрический импульс и отправляют его по нервным волокнам прямо в мозг.

Мозг расшифровывает этот сигнал и говорит:

«О, мы трогаем что-то твердое.»

Наше осязание — это не контакт материи.

Это интерпретация мозгом электромагнитного сопротивления.

Химия ощущений: как мы чувствуем тепло?

Но как тогда быть с другими ощущениями?

Например, мы чувствуем тепло чашки чая.

Если физического контакта нет, то как тепло передается нашему телу?

Здесь физика уступает место термодинамике.

Тепло — это не особая жидкость.

Это скорость движения атомов.

В горячей чашке атомы колеблются невероятно быстро.

И хотя электронные облака чашки не касаются электронов ваших пальцев, они подходят достаточно близко, чтобы их электромагнитные поля начали взаимодействовать.

Быстрые атомы чашки начинают раскачивать через эти «невидимые пружины» атомы на кончиках ваших пальцев.

Те начинают двигаться быстрее.

Кожа нагревается.

Терморецепторы отправляют в мозг сигнал:

«Осторожно, горячо!»

Мы чувствуем чужую энергию на расстоянии, даже не соприкасаясь телами.

Мир, сотканный из пустоты

Таковы удивительные правила нашей Вселенной.

Физика доказывает поразительную вещь.

Наш мир в каком-то смысле состоит из пустоты и невидимых силовых полей.

Сами атомы пусты более чем на 99,9999999%, а то, что мы привыкли считать твердой реальностью, — лишь иллюзия, созданная электромагнитным отталкиванием и работой нашей нервной системы.

Познавать эти законы, сомневаться в очевидном и копать глубже — одна из важнейших задач науки.

Понимая истинную природу вещей, от микромира атомов до масштабов Вселенной, мы учимся мыслить шире и создавать технологии будущего.

Так что в следующий раз, когда будете держать чашку или обнимать близкого человека, помните:

Вы делитесь энергией через невидимые квантовые поля.

И это звучит гораздо более космически, чем простое физическое касание.