Klassinen fysiikka, joka oli olemassa ennen kvanttimekaniikan keksimistä, kuvaa luontoa tavallisessa (makroskooppisessa) mittakaavassa. Suurin osa klassisen fysiikan teorioista voidaan päätellä approksimaatioina, jotka toimivat meille tottuneilla asteikoilla. Kvanttifysiikka (se on myös kvanttimekaniikka) eroaa klassisesta tieteestä siinä, että kytketyn järjestelmän energia, liikemäärä, kulmamomentti ja muut suuret rajoittuvat diskreetteihin arvoihin (kvantisointi). Esineillä on erityispiirteitä sekä hiukkasten että a altojen muodossa (a altohiukkasten kaksinaisuus). Myös tässä tieteessä on rajansa tarkkuudella, jolla suuret voidaan mitata (epävarmuusperiaate).
Voidaan sanoa, että kvanttifysiikan ilmaantumisen jälkeen eksaktissa tieteessä tapahtui eräänlainen vallankumous, joka mahdollisti kaikkien vanhojen lakien uudelleenarvioinnin ja analysoinnin, joita aiemmin pidettiin kiistattomina totuuksina. Onko tämä hyvä vai huono? Ehkä hyvä asia, koska tositieteen ei pitäisi koskaan pysähtyä.
Kvanttivallankumouksesta on kuitenkin tulluteräänlainen isku vanhan koulukunnan fyysikoille, joiden täytyi tyytyä siihen tosiasiaan, että se, mihin he ennen uskoivat, osoittautui vain joukoksi virheellisiä ja arkaaisia teorioita, jotka vaativat kiireellistä tarkistamista ja mukauttamista uuteen todellisuuteen.. Useimmat fyysikot hyväksyivät innostuneesti nämä uudet ideat tunnetusta tieteestä ja osallistuivat sen tutkimiseen, kehittämiseen ja toteuttamiseen. Nykyään kvanttifysiikka asettaa dynamiikan koko tieteelle. Hänen ansiostaan syntyivät huippuluokan kokeelliset projektit (kuten Large Hadron Collider).
Avautuminen
Mitä voidaan sanoa kvanttifysiikan perusteista? Se syntyi vähitellen erilaisista teorioista, joiden tarkoituksena oli selittää ilmiöitä, joita ei voitu sovittaa yhteen klassisen fysiikan kanssa, kuten Max Planckin ratkaisu vuonna 1900 ja hänen lähestymistapansa monien tieteellisten ongelmien säteilyongelmaan sekä energian ja taajuuden vastaavuus vuonna 1905 julkaistussa artikkelissa. Albert Einstein, joka selitti valosähköisiä vaikutuksia. Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born ja muut muuttivat kvanttifysiikan varhaista teoriaa perusteellisesti 1920-luvun puolivälissä. Nykyaikainen teoria on muotoiltu erilaisiin erityisesti kehitettyihin matemaattisiin käsitteisiin. Yhdessä niistä aritmeettinen funktio (tai a altofunktio) antaa meille kattavaa tietoa impulssin sijainnin todennäköisyyden amplitudista.
Kvanttifysiikan perusteet nukkeille
Tieteellinen tutkimus aallostaValon olemus sai alkunsa yli 200 vuotta sitten, kun tuon ajan suuret ja tunnustetut tiedemiehet ehdottivat, kehittivät ja osoittivat valoteorian omiin kokeellisiin havaintoihinsa. He kutsuivat sitä aalloksi.
Vuonna 1803 kuuluisa englantilainen tiedemies Thomas Young suoritti kuuluisan kaksoiskokeensa, jonka tuloksena hän kirjoitti kuuluisan teoksen "Valon ja värin luonteesta", jolla oli v altava rooli nykyaikaisten käsitysten muovaamisessa. nämä tutut ilmiöt. Tällä kokeella oli tärkeä rooli tämän teorian yleisessä hyväksymisessä.
Tällaisia kokeita kuvataan usein eri kirjoissa, esimerkiksi "Fundamentals of Quantum Physics for Dummies". Nykyaikaiset kokeet alkuainehiukkasten kiihdyttämisessä, esimerkiksi Higgsin bosonin etsintä Large Hadron Colliderissa (lyhyesti LHC), suoritetaan nimenomaan käytännön vahvistuksen löytämiseksi monille puhtaasti teoreettisille kvanttiteorioille.
Historia
Vuonna 1838 Michael Faraday löysi katodisäteet koko maailman iloksi. Näitä sensaatiomaisia tutkimuksia seurasi Gustav Kirchhoffin lausunto säteilyongelmasta, niin sanotusta "musta kappaleesta" (1859), sekä Ludwig Boltzmannin kuuluisa oletus, että minkä tahansa fyysisen järjestelmän energiatilat voivat myös olla diskreetti (1877).). Myöhemmin Max Planckin (1900) kehittämä kvanttihypoteesi ilmestyi. Sitä pidetään yhtenä kvanttifysiikan perusteista. Planckin rohkea hypoteesi, jonka mukaan energiaa voidaan sekä emittoida että absorboida erillisissä "kvanteissa"(tai energiapaketteja), vastaa tarkasti havaittuja mustan kappaleen säteilykuvioita.
Maailmankuulu Albert Einstein antoi suuren panoksen kvanttifysiikkaan. Kvanttiteorioista vaikuttuneena hän kehitti oman. Yleinen suhteellisuusteoria - niin sitä kutsutaan. Kvanttifysiikan löydöt vaikuttivat myös erityissuhteellisuusteorian kehitykseen. Monet tiedemiehet viime vuosisadan ensimmäisellä puoliskolla alkoivat tutkia tätä tiedettä Einsteinin ehdotuksesta. Hän oli tuolloin eturintamassa, kaikki pitivät hänestä, kaikki olivat kiinnostuneita hänestä. Ei ihme, sillä hän sulki niin monia "reikiä" klassiseen fysiikan tieteeseen (hän loi kuitenkin myös uusia), tarjosi tieteellisen perustelun aikamatkoille, telekineesille, telepatialle ja rinnakkaisille maailmoille.
Tarkkailijan rooli
Jokainen tapahtuma tai tila riippuu suoraan tarkkailijasta. Yleensä näin kvanttifysiikan perusteet selitetään lyhyesti eksaktista tieteestä kaukana oleville ihmisille. Todellisuus on kuitenkin paljon monimutkaisempi.
Tämä sopii täydellisesti yhteen monien okkulttisten ja uskonnollisten perinteiden kanssa, jotka ovat vuosisatojen ajan vaatineet ihmisten kykyä vaikuttaa ympärillään oleviin tapahtumiin. Tämä on tavallaan myös perusta tieteelliselle selitykselle ekstrasensorisesta havainnosta, sillä nyt väite, että ihminen (tarkkailija) pystyy vaikuttamaan fyysisiin tapahtumiin ajatuksen voimalla, ei vaikuta absurdilta.
Havaitun tapahtuman tai objektin jokainen ominaistila vastaatarkkailijan ominaisvektori. Jos operaattorin (tarkkailijan) spektri on diskreetti, havaittava kohde voi saavuttaa vain diskreetit ominaisarvot. Toisin sanoen tarkkailukohde ja sen ominaisuudet ovat täysin tämän operaattorin määrittelemiä.
Kvanttifysiikan perusteet monimutkaisin sanoin
Toisin kuin perinteinen klassinen mekaniikka (tai fysiikka), konjugoitujen muuttujien, kuten aseman ja liikemäärän, samanaikaisia ennusteita ei voida tehdä. Esimerkiksi elektronit voivat (tietyllä todennäköisyydellä) sijaita suunnilleen tietyllä avaruuden alueella, mutta niiden matemaattinen tarkka sijainti on itse asiassa tuntematon.
Atomin ytimen ympärille voidaan piirtää vakion todennäköisyystiheyden ääriviivat, joita usein kutsutaan "pilviksi", jotta voidaan ymmärtää, missä elektroni todennäköisimmin sijaitsee. Heisenbergin epävarmuusperiaate todistaa kyvyttömyyden paikantaa tarkasti hiukkasen konjugoituneen liikemäärän perusteella. Joillakin tämän teorian malleilla on puhtaasti abstrakti laskennallinen luonne, eivätkä ne tarkoita sovellettua arvoa. Niitä käytetään kuitenkin usein monimutkaisten vuorovaikutusten laskemiseen subatomisten hiukkasten ja muiden hienovaraisten asioiden tasolla. Lisäksi tämä fysiikan haara antoi tutkijoille mahdollisuuden olettaa monien maailmojen todellisen olemassaolon mahdollisuus. Ehkä näemme ne pian.
A altofunktiot
Kvanttifysiikan lait ovat hyvin laajoja ja vaihtelevia. Ne leikkaavata altofunktioiden käsite. Jotkut erityiset a altofunktiot luovat todennäköisyyksien hajaannusta, joka on luonnostaan vakio tai ajasta riippumaton, esimerkiksi kun energian stationaaritilassa aika näyttää katoavan a altofunktion suhteen. Tämä on yksi kvanttifysiikan vaikutuksista, joka on sille perustavanlaatuinen. Kummallinen tosiasia on, että ajan ilmiötä on muutettu radikaalisti tässä epätavallisessa tieteessä.
Häirityksen teoria
On kuitenkin olemassa useita luotettavia tapoja kehittää ratkaisuja, joita tarvitaan kvanttifysiikan kaavojen ja teorioiden kanssa työskentelyyn. Yksi tällainen menetelmä, joka tunnetaan yleisesti "häiriöteoriana", käyttää analyyttistä tulosta alkeiskvanttimekaaniselle mallille. Se luotiin tuomaan tuloksia kokeista ja kehittämään entistä monimutkaisempi malli, joka liittyy yksinkertaisempaan malliin. Näin rekursio osoittautuu.
Tämä lähestymistapa on erityisen tärkeä kvanttikaaoksen teoriassa, joka on erittäin suosittu mikroskooppisen todellisuuden erilaisten tapahtumien tulkinnassa.
Säännöt ja lait
Kvanttimekaniikan säännöt ovat perustavanlaatuisia. He väittävät, että järjestelmän käyttöönottotila on ehdottoman perustavanlaatuinen (sillä on pistetuote). Toinen väite on, että tämän järjestelmän havaitsemat vaikutukset ovat samalla omituisia operaattoreita, jotka vaikuttavat vektoreihin juuri tässä väliaineessa. Ne eivät kuitenkaan kerro meille, missä Hilbert-avaruudessa tai mitkä operaattorit ovat olemassaTämä hetki. Ne voidaan valita sopivasti kvantitatiivisen kuvauksen antamiseksi kvanttijärjestelmästä.
Merkitys ja vaikutus
Tämän epätavallisen tieteen alusta lähtien monet kvanttimekaniikan tutkimuksen antiintuitiiviset näkökohdat ja tulokset ovat herättäneet äänekkäitä filosofisia keskusteluja ja monia tulkintoja. Jopa perustavanlaatuiset kysymykset, kuten erilaisten amplitudien ja todennäköisyysjakaumien laskentasäännöt, ansaitsevat kunnioituksen yleisöltä ja monilta johtavilta tutkijoilta.
Richard Feynman esimerkiksi huomautti kerran surullisesti, ettei hän ollut ollenkaan varma siitä, että kukaan tutkijoista ymmärsi kvanttimekaniikkaa ollenkaan. Steven Weinbergin mukaan kvanttimekaniikasta ei tällä hetkellä ole yhtä tulkintaa, joka sopisi kaikille. Tämä viittaa siihen, että tiedemiehet ovat luoneet "hirviön", ymmärtääkseen ja selittääkseen täysin sen olemassaolon, jonka olemassaoloa he eivät itse pysty. Tämä ei kuitenkaan heikennä tämän tieteen merkitystä ja suosiota millään tavalla, vaan houkuttelee nuoria ammattilaisia, jotka haluavat ratkaista todella monimutkaisia ja käsittämättömiä ongelmia.
Lisäksi kvanttimekaniikka on pakottanut maailmankaikkeuden objektiiviset fysiikan lait tarkistamaan täydellisesti, mikä on hyvä uutinen.
Kööpenhaminan tulkinta
Tämän tulkinnan mukaan meille klassisesta fysiikasta tunnettua kausaliteetin standardimääritelmää ei enää tarvita. Kvanttiteorioiden mukaan kausaalisuutta meille tavallisessa merkityksessä ei ole ollenkaan. Kaikki niissä olevat fysikaaliset ilmiöt selitetään pienimmän alkeisaineen vuorovaikutuksen näkökulmastahiukkasia subatomitasolla. Tämä alue on näennäiseltä epätodennäköisyydestä huolimatta erittäin lupaava.
Kvanttipsykologia
Mitä voidaan sanoa kvanttifysiikan ja ihmistietoisuuden välisestä suhteesta? Tämä on kauniisti kirjoitettu kirjaan, jonka Robert Anton Wilson kirjoitti vuonna 1990 nimeltä Quantum Psychology.
Kirjassa esitetyn teorian mukaan kaikki aivoissamme tapahtuvat prosessit johtuvat tässä artikkelissa kuvatuista laeista. Eli tämä on eräänlainen yritys mukauttaa kvanttifysiikan teoria psykologiaan. Tätä teoriaa pidetään paratieteellisenä, eikä akateeminen yhteisö tunnusta sitä.
Wilsonin kirja on tunnettu siitä, että hän tarjoaa siinä joukon erilaisia tekniikoita ja käytäntöjä, jotka enemmän tai vähemmän todistavat hänen hypoteesinsa. Tavalla tai toisella lukijan on itse päätettävä, uskooko hän tällaisten yritysten soveltaa matemaattisia ja fysikaalisia malleja humanistisiin tieteisiin.
Jotkut pitivät Wilsonin kirjaa yrityksenä perustella mystistä ajattelua ja sitoa se tieteellisesti todistettuihin uusiin fysikaalisiin formulaatioihin. Tälle erittäin ei-triviaalille ja silmiinpistävälle teokselle on ollut kysyntää yli 100 vuotta. Kirjaa julkaistaan, käännetään ja luetaan ympäri maailmaa. Kuka tietää, kenties kvanttimekaniikan kehittyessä tiedeyhteisön asenne kvanttipsykologiaan muuttuu myös.
Johtopäätös
Tämän merkittävän teorian ansiosta, josta tuli pian erillinen tiede, pystyimme tutkimaan ympäristöätodellisuus subatomisten hiukkasten tasolla. Tämä on pienin taso kaikista mahdollisista, täysin saavuttamattomissa havainnoillemme. Se, mitä fyysikot tiesivät aiemmin maailmastamme, tarvitsee pikaista tarkistusta. Tästä ovat ehdottomasti kaikki samaa mieltä. Kävi selväksi, että eri hiukkaset voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa täysin käsittämättömillä etäisyyksillä, joita voimme mitata vain monimutkaisilla matemaattisilla kaavoilla.
Lisäksi kvanttimekaniikka (ja kvanttifysiikka) on osoittanut monien rinnakkaisten todellisuuksien, aikamatkailun ja muiden asioiden mahdollisuuden, joita pidettiin kautta historian vain tieteiskirjallisuuden tavarana. Tämä on epäilemättä v altava panos paitsi tieteen, myös ihmiskunnan tulevaisuuden kann alta.
Tieteellisen maailmankuvan ystäville tämä tiede voi olla sekä ystävä että vihollinen. Tosiasia on, että kvanttiteoria avaa laajat mahdollisuudet erilaisille spekulaatioille parastieteellisestä aiheesta, kuten on jo osoitettu yhden vaihtoehtoisen psykologisen teorian esimerkissä. Jotkut modernit okkultistit, esoteerikot ja vaihtoehtoisten uskonnollisten ja henkisten liikkeiden kannattajat (useimmiten psykokultit) kääntyvät tämän tieteen teoreettisten rakenteiden puoleen perustellakseen mystisten teorioidensa, uskomustensa ja käytäntöjensä rationaalisuutta ja totuutta.
Tämä on ennennäkemätön tapaus, jolloin teoreetikkojen yksinkertaiset olettamukset ja abstraktit matemaattiset kaavat johtivat todelliseen tieteelliseen vallankumoukseen ja loivat uuden tieteen, joka ylitti kaiken aiemmin tunnetun. Joissakinkvanttifysiikka on kumonnut aristotelilaisen logiikan lait, koska se on osoittanut, että valittaessa "joko-tai" on yksi (ja ehkä useampi) vaihtoehto lisää.
