Если бы вас попросили построить масштабную модель любого атома, используя нечто, размером с горошину в качестве ядра, вам бы потребовалась площадь размером в стадион, чтобы изобразить даже самые близкие к ядру орбиты электронов. Если горошину поместить в центр воображаемой линии, длиной в 46 км, маленький шарик, помещенный на конце этой линии, представлял бы электрон атома. На самом деле, в физической материи очень мало самой материи. Когда вы смотрите на звезды в ночном небе, вы видите нечто похожее на то, как если бы вы стояли на ядре любого атома “твердого” материала и смотрели вовне на окружающую среду. Чтобы продемонстрировать электрон, физик показал бы изогнутую траекторию на фотографической пластинке. А вот то, чего бы он вам не сказал: это всего лишь косвенное свидетельство. Никто никогда не видел самого электрона, зарегистрировано только его влияние на плотную среду. Конечно, возможно выполнить точное математическое вычисление того, что мы называем электроном. Чтобы проделать эту работу, следует знать напряженность магнитного поля, заряд электрона и скорость. Но поскольку магнитное поле создается движением зарядов, которые, в свою очередь, представляют собой эмпирически наблюдаемый феномен, мы обнаруживаем, что весь математический камуфляж скрывает тот факт, что все, что мы действительно знаем, - заряженные частицы влияют друг на друга. Мы все еще не знаем, что такое заряженные частицы, или почему они создают эффект действия на расстоянии.
Ведущие ученые первыми согласились бы с тем, что нет такой вещи, как научное объяснение чего-либо. Скорее, наука – это метод или инструмент познания, осмысление отношения одного или более наблюдений к другому. В физике такое осмысление обычно осуществляется посредством языка математики. Наше научное знание – результат изучения явления посредством наблюдения и последующего анализа этого наблюдения. А в смысле проникновения в фундаментальную суть вещей, мы вообще ничего не понимаем.
Магнитное поле – это ни что иное, как математический метод выражения относительного движения между электрическими полями. Электрические поля – это совокупность математических интерпретаций абсолютно эмпирического наблюдения, представленная как Закон Кулона. Другими словами, наш лес научных знаний и объяснений состоит из деревьев, в которых мы ничего не понимаем, кроме их существования и взаимовлияния.
Тому, кто не знаком с внутренней работой современной науки, может казаться, что современный человек постиг окружающую среду и контролирует ее. Ничего не может быть дальше от истины. Ведущие ученые, исследующие передовые современные теории, постоянно спорят между собой. Как только теория начинает обретать широкое признание как надежное представление о физических законах, кто-то обнаруживает неточность, и теория либо модифицируется, либо полностью отметается. Возможно, самый лучший тому пример – уравнение Ньютона “F=MA”. Оно обрело статус физического закона прежде, чем было признано ошибочным. Не то, чтобы это уравнение не было очень полезным: мы пользовались им для конструирования всего, начиная от телевизионной трубки и кончая космическими ракетами. Но его точность исчезает, когда уравнение применяется к ускорителям атомных частиц, таким как циклотрон. Чтобы точно предсказать траекторию частиц, необходимо выполнить коррекцию с учетом теории относительности, сформулированной Эйнштейном. Интересно отметить, что эта коррекция основана на факте, что скорость света не зависит от его источника.