Сегодня нам известно множество важных фактов, о которых сто лет назад ученые не имели ни малейшего представления. Считалось и было доказано, что законы природы действуют повсюду. Масса, импульс и другие базовые аспекты физического мира были общепонятными. Поэтому исследователи тонких сфер были ошеломлены, озадачены, разочарованы и часто отказывались верить, когда обнаруживали, что старые надежные законы природы не объясняют того, что они наблюдают. Старые законы просто не работали в мире атомов.
Чтобы адекватно описать природу на этом более глубоком, базовом уровне, была разработана новая концептуальная основа – новая логика и новая математика. Это была квантовая механика, изучающая действия и взаимодействия очень-очень маленьких частиц, что положило начало научной революции.
Примерно через 20 лет после появления квантовой механики на рубеже XX века физики получили возможность еще глубже проникнуть в ткань мироздания. По мере развития исследований и появления сведений об атомном ядре и составляющих его частицах (кварки, лептоны и др.) вновь возникла необходимость в разработке нового математического языка. В результате появилось то, что получило название «квантовая теория поля». Этот шаг ознаменовал переход квантовой физики от преимущественного изучения частиц к изучению полей, лежащих в основе частиц.
С этой точки зрения, как пишут нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек и его жена Бетси Девайн в своей книге с восхитительным названием «Фантастические реальности: 49 путешествий разума и поездка в Стокгольм», «электроны больше не являются частицами, движущимися в пространстве, элементами реальности, которые в определенный момент времени находятся “только там и нигде больше”. Они, скорее, представляют собой осциллирующие, распространяющиеся в пространстве волновые модели, которые всегда “здесь, там и везде”».
В квантовой теории поля, пишут Вильчек и Девайн, «первичными элементами реальности являются не отдельные частицы, а лежащие в их основе поля. Так, например, все электроны являются лишь возбуждениями соответствующего поля, закономерно названного электронным полем, которое охватывает все пространство и время» [4].