Аналогии. Принцип Паули в макромире

    Принцип Паули в микромире запрещает находиться на одной орбитали двум электронам с одинаковыми характеристиками.

    Для простого человека, не разбирающегося в физике, тем более в квантовой теории, даже это упрощенное определение, скорее всего вызовет тоску и отторжение, как все не понятное.

    Когда в школе и в институтах училось мое поколение, этот принцип нам объяснили проще. Вокруг ядра атома электроны расположены почти как планеты вокруг Солнца. Так вот, на одной орбите вокруг Солнца движется только одна планета. Правда, если не учитывать, что вместе, например с Землей, движется почти по той же орбите и ее спутница - Луна. Однако Луна не равна Земле по размерам, массе. Потому она относительно Солнца находится почти на том же удалении, что и Земля, но траектория ее не равна траектории Земли. Так и электроны в атоме располагаются на своих энергетических уровнях по одному или максимум по два, но при этом они должны отличаться друг от друга своими характеристиками, например, направлением  собственного вращения как бы вокруг своей оси. Эту характеристику называют спином. Правда, оси у сгустка массы и энергии в виде электрона нет и аналогия собственному вращению Земли здесь условна.

    Надеюсь, что теперь даже ребенок сможет себе представить, как принцип Паули запрещает в атоме беспорядочность орбит электронов. Разрешены для движения только некоторые орбиты, как и у планет вокруг Солнца.

    Как-то во времена юности у меня возникла мысль, что и в нашей обычной жизни - в макромире - должен соблюдаться похожий принцип запрета (ограничения) характеристик движения тел. Очевидно, что скорости и направления движения, формы траекторий движения могут зависеть от массы и формы тела, а также от его энергетических возможностей. Принцип аналогии.

    Каждое тело в нашем мире, имеющее возможность двигаться, имеет свои разрешенные орбиты, то есть разрешенные пути движения, в зависимости от своей энерговооруженности. Чем меньше  рабочие скорости движения тела и меньше его размеры и масса, тем больше у него выбор направлений движения и формы траектории (формы маршрута движения).

    Например, человек пешком (без использования транспортных средств) может ходить по пересеченной местности без дорог и троп с обычной скоростью 2-5 км/час. При этом он легко может менять направление своего движения. Но если сравнить человека и муравья, то у муравья возможных траекторий больше, т.к. размеры ноги человека таковы, что траектории муравья могут меняться даже в пределах следа стопы человека на земле. Человек может двигаться по бездорожью, но не может двигаться по траекториям муравья. Однако, длина дневного перехода человека пешком всегда больше, чем у муравья. Да и за всю жизнь пройденный человеком путь больше, чем у муравья.

    Перемещение на повозке с лошадью ограничивает выбор траекторий (дорог). Например, дорога должна быть без резких изменений направления по горизонтали или по вертикали. Если на пути овраг с обрывистыми склонами, то человек может спускаться и подниматься, а на телеге надо поискать пологий спуск. Если на пути гора, то человек может преодолеть гору или обойти ее, а на транспорте без специально проложенной дороги  через гору не проедешь.

    Современному легковому или грузовому автомобилю нужны проложенные дороги. Причем, чем лучше качество покрытия и чем меньше поворотов и пересечений с другими дорогами, тем может быть выше разрешенная скорость движения автомобилей. Однако, на скоростных автострадах человеку запрещено ходить пешком. Принцип Паули запрещает находиться на одной орбите-дороге скоростному автомобилю и тихоходному пешеходу, а также - и велосипедисту, и трактористу. Как впрочем нельзя пешком ходить и по дорогам, где в городах ездят автомобили. Даже для велосипедистов в городах нужны свои дорожки, чтобы они не сбивали пешеходов, а их не сбивали машины.

    Получается, что правила дорожного движения в своей основе содержат тот же принцип запрета движения по дорогам-орбитам По железным дорогам нельзя двигаться автомобилям.

    Самолеты, как более скоростной вид транспорта уже не может двигаться по проселочным или обычным даже асфальтированным дорогам. Им нужны взлетно-посадочные полосы и трассы, разрешенные службами управления воздушным движением. Маршруты (орбиты) движения пеших путников запрещены для самолетов.

    Для баллистических ракет запрещены маршруты движения самолетов. Они могут летать в космос, но орбиты их движения также не могут быть любыми. Орбиты их движения должны учитывать силы тяготения Земли, Солнца и влияние других планет. Надо учитывать также энергетические возможности ракет. А вот для обычного самолета маршрут космической ракеты запрещен.

    Даже если изобретен космический корабль, способный преодолеть силу притяжения нашей звезды Солнца, то и в этом случае в зависимости от мощности двигателя и имеющегося количества топлива траектория его движения будет определяться еще силами, определяющими движение звезд в нашей галактике.

    А вот свет движется по прямой и лишь слегка отклоняется у массивных объектов. Правда у фотона света нет массы, но есть размер и скорость движения. По такой траектории вряд ли смогут двигаться вещественные тела, имеющие массу. Траектории движения света - это предельный случай разрешенных траекторий движения в нашей Вселенной.

    Так что в нашем мире - макромире существуют Вселенские правила движения по разрешенным траекториям...

      Резюме. Если использовать описанный принцип запрета маршрутов движения макротел, то наверное можно создавать новые транспортные средства более скоростные и массивные, чем известные сегодня. Только надо учитывать запрет на определенные маневры на маршруте. Тогда и система управления таким кораблем должна быть соответствующая этим запретам. Если, например корабль движется со скоростью 100 км/сек, то система управления должна обнаруживать препятствия - метеориты, астероиды, планеты на таком расстоянии, чтобы успеть включить нужный корректирующий двигатель, а он в свою очередь успел столкнуть корабль с опасной орбиты. В фантастических полетах в космосе с около световыми скоростями авторы не объясняют, как же им удается не столкнуться ни с какими препятствиями - метеоритами, планетами и звездами. Современным автомобилистам хорошо известно, как трудно удержать автомобиль на дороге, движущийся со скоростью 100-150 км/час, если он входит в крутой поворот. Если не успеть заранее притормозить. то автомобиль улетит с дороги и разобьется, т.к. нарушил запрет на высокую скорость при входе на орбиту поворота.
   
Соблюдайте принцип Паули в жизни и будете счастливы!