Klassisk fysikk, som eksisterte før oppfinnelsen av kvantemekanikk, beskriver naturen i en vanlig (makroskopisk) skala. De fleste teoriene i klassisk fysikk kan utledes som tilnærminger som opererer på skalaene vi er vant til. Kvantefysikk (det er også kvantemekanikk) skiller seg fra klassisk vitenskap ved at energien, momentumet, vinkelmomentet og andre mengder av et koblet system er begrenset til diskrete verdier (kvantisering). Objekter har spesielle egenskaper både i form av partikler og i form av bølger (dualitet av bølgepartikler). Også i denne vitenskapen er det grenser for nøyaktigheten som mengder kan måles med (usikkerhetsprinsippet).
Det kan sies at etter fremveksten av kvantefysikken i de eksakte vitenskapene, fant det sted en slags revolusjon, som gjorde det mulig å revurdere og analysere alle de gamle lovene som tidligere ble ansett som uomtvistelige sannheter. Er dette bra eller dårlig? Kanskje en god ting, for sann vitenskap bør aldri stå stille.
Men «kvanterevolusjonen» har blittet slags slag for fysikerne av den gamle skolen, som måtte innfinne seg med at det de trodde på før, viste seg å bare være et sett med feilaktige og arkaiske teorier med behov for akutt revisjon og tilpasning til den nye virkeligheten.. De fleste fysikere aksepterte entusiastisk disse nye ideene om en velkjent vitenskap, og bidro til dens studie, utvikling og implementering. I dag setter kvantefysikk dynamikken for all vitenskap som helhet. Det er takket være henne at banebrytende eksperimentelle prosjekter (som Large Hadron Collider) oppsto.
Åpning
Hva kan sies om grunnlaget for kvantefysikk? Det dukket gradvis opp fra forskjellige teorier ment å forklare fenomener som ikke kunne forenes med klassisk fysikk, som Max Plancks løsning i 1900 og hans tilnærming til problemet med stråling av mange vitenskapelige problemer, og samsvaret mellom energi og frekvens i en artikkel fra 1905 av Albert Einstein, som forklarte fotoelektriske effekter. Den tidlige teorien om kvantefysikk ble grundig revidert på midten av 1920-tallet av Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born og andre. Moderne teori er formulert i ulike spesialutviklede matematiske begreper. I en av dem gir den aritmetiske funksjonen (eller bølgefunksjonen) oss omfattende informasjon om amplituden til impulsplasseringssannsynligheten.
Fundamentals of quantum physics for dummies
Vitenskapelig studie av bølgenEssensen av lys begynte for mer enn 200 år siden, da datidens store og anerkjente vitenskapsmenn foreslo, utviklet og beviste teorien om lys basert på deres egne eksperimentelle observasjoner. De k alte det bølge.
I 1803 gjennomførte den berømte engelske vitenskapsmannen Thomas Young sitt berømte dobbelteksperiment, som et resultat av at han skrev det berømte verket "On the Nature of Light and Color", som spilte en enorm rolle i å forme moderne ideer om disse kjente fenomenene. Dette eksperimentet spilte en viktig rolle i den generelle aksepten av denne teorien.
Slike eksperimenter er ofte beskrevet i forskjellige bøker, for eksempel "Fundamentals of Quantum Physics for Dummies". Moderne eksperimenter med akselerasjon av elementarpartikler, for eksempel søket etter Higgs-bosonet ved Large Hadron Collider (LHC forkortet) utføres nettopp for å finne praktisk bekreftelse av mange rent teoretiske kvanteteorier.
Historie
I 1838 oppdaget Michael Faraday, til glede for hele verden, katodestråler. Disse oppsiktsvekkende studiene ble fulgt av uttalelsen om strålingsproblemet, den såk alte "svarte kroppen" (1859), laget av Gustav Kirchhoff, samt den berømte antakelsen til Ludwig Boltzmann om at energitilstandene til ethvert fysisk system også kan være diskret (1877).). Senere dukket kvantehypotesen utviklet av Max Planck (1900) opp. Det regnes som et av grunnlagene for kvantefysikk. Plancks dristige hypotese om at energi både kan sendes ut og absorberes i diskrete "kvanter"(eller energipakker), tilsvarer nøyaktig de observerte mønstrene for svartlegemestråling.
Den verdensberømte Albert Einstein ga et stort bidrag til kvantefysikk. Imponert av kvanteteorier utviklet han sine egne. Den generelle relativitetsteorien – det er det den heter. Oppdagelser innen kvantefysikk påvirket også utviklingen av den spesielle relativitetsteorien. Mange forskere i første halvdel av forrige århundre begynte å studere denne vitenskapen etter forslag fra Einstein. Hun var i forkant på den tiden, alle likte henne, alle var interessert i henne. Ikke så rart, fordi hun tettet så mange "hull" i klassisk fysisk vitenskap (hun skapte imidlertid også nye), ga en vitenskapelig begrunnelse for tidsreiser, telekinese, telepati og parallelle verdener.
observatørens rolle
Enhver hendelse eller tilstand avhenger direkte av observatøren. Vanligvis er det slik det grunnleggende om kvantefysikk blir kort forklart til folk som er langt fra de eksakte vitenskapene. Virkeligheten er imidlertid mye mer komplisert.
Dette passer perfekt med mange okkulte og religiøse tradisjoner som i århundrer har insistert på menneskers evne til å påvirke begivenhetene rundt seg. På en eller annen måte er dette også grunnlaget for en vitenskapelig forklaring på ekstrasensorisk persepsjon, for nå virker ikke påstanden om at en person (observatør) er i stand til å påvirke fysiske hendelser med tankens kraft absurd.
Hver egentilstand for en observert hendelse eller objekt tilsvareregenvektor til observatøren. Hvis spekteret til operatøren (observatøren) er diskret, kan det observerte objektet bare nå diskrete egenverdier. Det vil si at objektet for observasjon, så vel som dets egenskaper, er fullstendig bestemt av denne operatøren.
Grunnleggende om kvantefysikk i komplekse ord
I motsetning til konvensjonell klassisk mekanikk (eller fysikk), kan man ikke gjøre samtidige prediksjoner av konjugerte variabler som posisjon og momentum. For eksempel kan elektroner (med en viss sannsynlighet) være lokalisert omtrent i et bestemt område i rommet, men deres matematiske nøyaktige posisjon er faktisk ukjent.
Konturer med konstant sannsynlighetstetthet, ofte referert til som "skyer", kan tegnes rundt kjernen til et atom for å konseptualisere hvor et elektron er mest sannsynlig lokalisert. Heisenberg-usikkerhetsprinsippet beviser manglende evne til nøyaktig å lokalisere en partikkel gitt dens konjugerte momentum. Noen modeller i denne teorien har en rent abstrakt beregningskarakter og innebærer ikke anvendt verdi. Imidlertid brukes de ofte til å beregne komplekse interaksjoner på nivå med subatomære partikler og andre subtile saker. I tillegg tillot denne grenen av fysikk forskere å anta muligheten for den virkelige eksistensen av mange verdener. Kanskje vi snart kan se dem.
Wave-funksjoner
Kvantefysikkens lover er veldig omfangsrike og varierte. De krysser medkonseptet med bølgefunksjoner. Noen spesielle bølgefunksjoner skaper en spredning av sannsynligheter som iboende er konstant eller uavhengig av tid, for eksempel når tiden er i en stasjonær energitilstand, ser det ut til at tiden forsvinner i forhold til bølgefunksjonen. Dette er en av effektene av kvantefysikk, som er grunnleggende for den. Det merkelige faktum er at fenomenet tid har blitt radik alt revidert i denne uvanlige vitenskapen.
Perturbation theory
Det er imidlertid flere pålitelige måter å utvikle løsningene som trengs for å jobbe med formler og teorier innen kvantefysikk. En slik metode, ofte kjent som "perturbasjonsteori", bruker et analytisk resultat for en elementær kvantemekanisk modell. Den ble opprettet for å bringe resultater fra eksperimenter for å utvikle en enda mer kompleks modell som er relatert til en enklere modell. Slik blir rekursjonen.
Denne tilnærmingen er spesielt viktig i teorien om kvantekaos, som er ekstremt populær for å tolke ulike hendelser i mikroskopisk virkelighet.
Regler og lover
Reglene for kvantemekanikk er grunnleggende. De hevder at distribusjonsrommet til et system er helt grunnleggende (det har et punktprodukt). Et annet utsagn er at effektene observert av dette systemet samtidig er særegne operatorer som påvirker vektorer i akkurat dette mediet. De forteller oss imidlertid ikke hvilket Hilbert-rom eller hvilke operatører som finnes idette øyeblikket. De kan velges hensiktsmessig for å gi en kvantitativ beskrivelse av et kvantesystem.
Mening and impact
Helt fra begynnelsen av denne uvanlige vitenskapen har mange anti-intuitive aspekter og resultater av studiet av kvantemekanikk provosert frem høylytte filosofiske debatter og mange tolkninger. Selv grunnleggende spørsmål, som reglene for beregning av ulike amplituder og sannsynlighetsfordelinger, fortjener respekt fra publikum og mange ledende forskere.
Richard Feynman, for eksempel, bemerket en gang trist at han slett ikke var sikker på at noen av forskerne forsto kvantemekanikk i det hele tatt. Ifølge Steven Weinberg er det for øyeblikket ingen tolkning av kvantemekanikk som passer alle. Dette antyder at forskere har skapt et "monster", for å fullt ut forstå og forklare eksistensen som de selv ikke er i stand til. Dette skader imidlertid ikke relevansen og populariteten til denne vitenskapen på noen måte, men tiltrekker seg unge fagfolk som ønsker å løse virkelig komplekse og uforståelige problemer.
Dessuten har kvantemekanikk tvunget til en fullstendig revisjon av universets objektive fysiske lover, noe som er gode nyheter.
Københavnertolkning
I følge denne tolkningen er standarddefinisjonen av kausalitet kjent for oss fra klassisk fysikk ikke lenger nødvendig. I følge kvanteteorier eksisterer ikke kausalitet i vanlig forstand for oss i det hele tatt. Alle fysiske fenomener i dem er forklart fra synspunktet om samspillet til den minste elementærepartikler på subatomært nivå. Dette området er, til tross for den tilsynelatende usannsynligheten, ekstremt lovende.
kvantepsykologi
Hva kan man si om forholdet mellom kvantefysikk og menneskelig bevissthet? Dette er vakkert skrevet i en bok skrevet av Robert Anton Wilson i 1990 k alt Quantum Psychology.
I henhold til teorien i boken, skyldes alle prosessene som skjer i hjernen vår lovene beskrevet i denne artikkelen. Det vil si at dette er et slags forsøk på å tilpasse teorien om kvantefysikk til psykologi. Denne teorien anses som paravitenskapelig og er ikke anerkjent av det akademiske miljøet.
Wilsons bok er kjent for det faktum at han gir den et sett med forskjellige teknikker og praksiser som mer eller mindre beviser hypotesen hans. På en eller annen måte må leseren selv avgjøre om han mener at slike forsøk på å anvende matematiske og fysiske modeller på humaniora er holdbare eller ikke.
Wilsons bok ble av noen sett på som et forsøk på å rettferdiggjøre mystisk tenkning og knytte den til vitenskapelig beviste nymotens fysiske formuleringer. Dette svært ikke-trivielle og slående verket har vært etterspurt i mer enn 100 år. Boken er utgitt, oversatt og lest over hele verden. Hvem vet, kanskje med utviklingen av kvantemekanikk, vil holdningen til det vitenskapelige miljøet til kvantepsykologi også endre seg.
Konklusjon
Takket være denne bemerkelsesverdige teorien, som snart ble en egen vitenskap, var vi i stand til å utforske miljøetvirkeligheten på nivå med subatomære partikler. Dette er det minste nivået av alle mulige, fullstendig utilgjengelig for vår oppfatning. Det fysikere tidligere visste om vår verden trenger snarlig revisjon. Absolutt alle er enige i dette. Det ble åpenbart at ulike partikler kan samhandle med hverandre på helt utenkelige avstander, som vi bare kan måle med komplekse matematiske formler.
Videre har kvantemekanikk (og kvantefysikk) bevist muligheten for mange parallelle realiteter, tidsreiser og andre ting som gjennom historien bare ble ansett som science fiction. Dette er utvilsomt et enormt bidrag, ikke bare til vitenskapen, men også til menneskehetens fremtid.
For elskere av det vitenskapelige bildet av verden, kan denne vitenskapen være både en venn og en fiende. Faktum er at kvanteteori åpner for store muligheter for ulike spekulasjoner om et paravitenskapelig emne, som allerede har vist seg i eksemplet med en av de alternative psykologiske teoriene. Noen moderne okkultister, esoterikere og tilhengere av alternative religiøse og spirituelle bevegelser (oftest psykokulter) henvender seg til de teoretiske konstruksjonene av denne vitenskapen for å underbygge rasjonaliteten og sannheten til deres mystiske teorier, tro og praksis.
Dette er en enestående sak, da enkle formodninger om teoretikere og abstrakte matematiske formler førte til en ekte vitenskapelig revolusjon og skapte en ny vitenskap som strøk over alt som var kjent fra før. I noengrad, har kvantefysikk tilbakevist lovene i aristotelisk logikk, siden den har vist at når man velger "enten-eller" er det ett til (og kanskje flere) alternativer.
