Klasična fizika, ki je obstajala pred izumom kvantne mehanike, opisuje naravo v običajnem (makroskopskem) merilu. Večino teorij v klasični fiziki je mogoče razbrati kot približke, ki delujejo na lestvicah, ki smo jih vajeni. Kvantna fizika (je tudi kvantna mehanika) se od klasične znanosti razlikuje po tem, da so energija, zagon, kotna količina in druge količine povezanega sistema omejene na diskretne vrednosti (kvantizacija). Objekti imajo posebne značilnosti tako v obliki delcev kot v obliki valov (dvojnost valovnih delcev). Tudi v tej znanosti obstajajo omejitve glede natančnosti, s katero je mogoče meriti količine (načelo negotovosti).
Lahko rečemo, da se je po nastanku kvantne fizike v eksaktnih znanostih zgodila nekakšna revolucija, ki je omogočila ponovno preučitev in analizo vseh starih zakonov, ki so prej veljali za nesporne resnice. Je to dobro ali slabo? Morda dobra stvar, saj prava znanost nikoli ne bi smela stati na mestu.
Vendar pa je postala "kvantna revolucija".nekakšen udarec za fizike stare šole, ki so se morali sprijazniti s tem, da se je tisto, v kar so verjeli prej, izkazalo za le niz zmotnih in arhaičnih teorij, ki jih je treba nujno pregledati in prilagoditi novi realnosti.. Večina fizikov je z navdušenjem sprejela te nove ideje o dobro znani znanosti in prispevala k njenemu preučevanju, razvoju in izvajanju. Danes kvantna fizika določa dinamiko za vso znanost kot celoto. Po njeni zaslugi so nastali vrhunski eksperimentalni projekti (kot je Veliki hadronski trkalnik).
Odprtje
Kaj lahko rečemo o temeljih kvantne fizike? Postopoma je izhajal iz različnih teorij, namenjenih razlagi pojavov, ki jih ni bilo mogoče uskladiti s klasično fiziko, kot je rešitev Maxa Plancka iz leta 1900 in njegov pristop k problemu sevanja številnih znanstvenih problemov ter korespondenca med energijo in frekvenco v prispevku iz leta 1905. avtorja Alberta Einsteina, ki je razložil fotoelektrične učinke. Zgodnjo teorijo kvantne fizike so sredi dvajsetih let prejšnjega stoletja temeljito revidirali Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born in drugi. Sodobna teorija je oblikovana v različnih posebej razvitih matematičnih konceptih. V enem izmed njih nam aritmetična funkcija (ali valovna funkcija) daje izčrpne informacije o amplitudi verjetnosti lokacije impulza.
Osnove kvantne fizike za lutke
Znanstvena študija valaBistvo svetlobe se je začelo pred več kot 200 leti, ko so veliki in priznani znanstveniki tistega časa predlagali, razvili in dokazali teorijo svetlobe na podlagi lastnih eksperimentalnih opazovanj. Poimenovali so ga val.
Leta 1803 je slavni angleški znanstvenik Thomas Young izvedel svoj slavni dvojni eksperiment, na podlagi katerega je napisal znamenito delo "O naravi svetlobe in barve", ki je imelo veliko vlogo pri oblikovanju sodobnih idej o ti znani pojavi. Ta eksperiment je imel pomembno vlogo pri splošnem sprejetju te teorije.
Takšni poskusi so pogosto opisani v različnih knjigah, na primer "Osnove kvantne fizike za lutke". Sodobni poskusi s pospeševanjem elementarnih delcev, na primer iskanje Higgsovega bozona na Velikem hadronskem trkalniku (na kratko LHC), se izvaja prav zato, da bi našli praktično potrditev številnih čisto teoretičnih kvantnih teorij.
Zgodovina
Leta 1838 je Michael Faraday na veselje celega sveta odkril katodne žarke. Tem senzacionalnim študijam je sledila izjava o problemu sevanja, tako imenovanega "črnega telesa" (1859), ki jo je podal Gustav Kirchhoff, pa tudi slavna domneva Ludwiga Boltzmanna, da lahko energijska stanja katerega koli fizičnega sistema tudi biti diskreten (1877).). Kasneje se je pojavila kvantna hipoteza, ki jo je razvil Max Planck (1900). Velja za enega od temeljev kvantne fizike. Planckova drzna hipoteza, da se lahko energija oddaja in absorbira v diskretnih "kvantah"(ali energijskih paketov), natančno ustreza opaženim vzorcem sevanja črnega telesa.
Svetovno znani Albert Einstein je veliko prispeval k kvantni fiziki. Navdušen nad kvantnimi teorijami je razvil svojo. Splošna teorija relativnosti - tako se ji reče. Odkritja v kvantni fiziki so vplivala tudi na razvoj posebne teorije relativnosti. Številni znanstveniki so v prvi polovici prejšnjega stoletja začeli preučevati to znanost na predlog Einsteina. Takrat je bila v ospredju, vsem je bila všeč, vsi so jo zanimali. Nič čudnega, saj je zaprla toliko "luknj" v klasični fiziki (vendar je ustvarila tudi nove), ponudila znanstveno utemeljitev za potovanje skozi čas, telekinezo, telepatijo in vzporedne svetove..
Vloga opazovalca
Vsak dogodek ali stanje je neposredno odvisno od opazovalca. Ponavadi tako na kratko razložijo osnove kvantne fizike ljudem, ki so daleč od natančnih znanosti. Vendar je realnost veliko bolj zapletena.
To se popolnoma ujema z mnogimi okultnimi in verskimi tradicijami, ki so stoletja vztrajale pri sposobnosti ljudi, da vplivajo na dogodke okoli sebe. To je na nek način tudi osnova za znanstveno razlago ekstračutnega zaznavanja, saj se zdaj trditev, da je človek (opazovalec) sposoben vplivati na fizične dogodke z močjo misli, ne zdi absurdna.
Vsako lastno stanje opazovanega dogodka ali predmeta ustrezalastnega vektorja opazovalca. Če je spekter operaterja (opazovalca) diskreten, lahko opazovani objekt doseže le diskretne lastne vrednosti. To pomeni, da predmet opazovanja, pa tudi njegove značilnosti, v celoti določa prav ta operater.
Osnove kvantne fizike v zapletenih besedah
Za razliko od običajne klasične mehanike (ali fizike) ne moremo hkrati predvidevati konjugiranih spremenljivk, kot sta položaj in zagon. Na primer, elektroni se lahko (z določeno verjetnostjo) nahajajo približno v določenem območju prostora, vendar je njihov matematični natančen položaj dejansko neznan.
Obrisi stalne gostote verjetnosti, ki jih pogosto imenujemo "oblaki", se lahko narišejo okoli jedra atoma, da se zamisli, kje se najverjetneje nahaja elektron. Heisenbergovo načelo negotovosti dokazuje nezmožnost natančnega lociranja delca glede na njegov konjugirani zagon. Nekateri modeli v tej teoriji imajo čisto abstrakten računski značaj in ne pomenijo uporabljene vrednosti. Vendar se pogosto uporabljajo za izračun kompleksnih interakcij na ravni subatomskih delcev in drugih subtilnih snovi. Poleg tega je ta veja fizike omogočila znanstvenikom, da domnevajo možnost resničnega obstoja številnih svetov. Morda jih bomo lahko kmalu videli.
valovne funkcije
Zakoni kvantne fizike so zelo obsežni in raznoliki. Sekajo se zkoncept valovnih funkcij. Nekatere posebne valovne funkcije ustvarjajo razpršitev verjetnosti, ki je sama po sebi konstantna ali neodvisna od časa, na primer, ko se v stacionarnem stanju energije zdi, da čas izgine glede na valovno funkcijo. To je eden od učinkov kvantne fizike, ki je zanjo temeljna. Zanimivo dejstvo je, da je bil fenomen časa v tej nenavadni znanosti radikalno revidiran.
Teorija motenj
Vendar obstaja več zanesljivih načinov za razvoj rešitev, potrebnih za delo s formulami in teorijami v kvantni fiziki. Ena taka metoda, splošno znana kot "teorija motenj", uporablja analitični rezultat za elementarni kvantno mehanski model. Ustvarjen je bil, da bi prinesel rezultate eksperimentov za razvoj še bolj zapletenega modela, ki je povezan s preprostejšim modelom. Tako se izkaže rekurzija.
Ta pristop je še posebej pomemben v teoriji kvantnega kaosa, ki je izjemno priljubljena za interpretacijo različnih dogodkov v mikroskopski realnosti.
Pravila in zakoni
Pravila kvantne mehanike so temeljna. Trdijo, da je prostor za uvajanje sistema absolutno temeljen (ima pik produkt). Druga trditev je, da so učinki, ki jih opazi ta sistem, hkrati svojevrstni operaterji, ki vplivajo na vektorje prav v tem mediju. Vendar nam ne povedo, v katerem Hilbertovem prostoru ali v katerih operaterjih obstajajota trenutek. Lahko jih ustrezno izberete, da podate kvantitativni opis kvantnega sistema.
Pomen in vpliv
Od samega začetka te nenavadne znanosti so številni anti-intuitivni vidiki in rezultati študija kvantne mehanike izzvali glasne filozofske razprave in številne interpretacije. Celo temeljna vprašanja, kot so pravila za izračun različnih amplitud in porazdelitev verjetnosti, si zaslužijo spoštovanje javnosti in številnih vodilnih znanstvenikov.
Richard Feynman je na primer nekoč žalostno pripomnil, da sploh ni prepričan, da kdo od znanstvenikov sploh razume kvantno mehaniko. Po mnenju Stevena Weinberga trenutno ni ene interpretacije kvantne mehanike, ki bi ustrezala vsem. To nakazuje, da so znanstveniki ustvarili "pošast", ki bi v celoti razumela in razložila obstoj, katere sami ne zmorejo. Vendar to nikakor ne škoduje ustreznosti in priljubljenosti te znanosti, ampak privablja mlade strokovnjake, ki želijo rešiti res zapletene in nerazumljive probleme.
Poleg tega je kvantna mehanika prisilila k popolni reviziji objektivnih fizikalnih zakonov vesolja, kar je dobra novica.
tolmačenje v Kopenhagenu
Po tej razlagi standardna definicija vzročnosti, ki nam je znana iz klasične fizike, ni več potrebna. Po kvantnih teorijah vzročnost v običajnem pomenu za nas sploh ne obstaja. Vsi fizikalni pojavi v njih so razloženi z vidika interakcije najmanjšega elementadelci na subatomski ravni. To področje je kljub navidezni neverjetnosti izjemno obetavno.
Kvantna psihologija
Kaj lahko rečemo o razmerju med kvantno fiziko in človeško zavestjo? To je lepo napisano v knjigi, ki jo je leta 1990 napisal Robert Anton Wilson z naslovom Kvantna psihologija.
Po teoriji, predstavljeni v knjigi, so vsi procesi, ki se dogajajo v naših možganih, posledica zakonov, opisanih v tem članku. Se pravi, da je to nekakšen poskus prilagajanja teorije kvantne fizike psihologiji. Ta teorija velja za paraznanstveno in je akademska skupnost ne priznava.
Wilsonova knjiga je značilna po tem, da v njej ponuja nabor različnih tehnik in praks, ki bolj ali manj dokazujejo njegovo hipotezo. Tako ali drugače se mora bralec sam odločiti, ali verjame v izvedljivost takšnih poskusov uporabe matematičnih in fizičnih modelov v humanističnih vedah.
Wilsonovo knjigo so nekateri videli kot poskus, da bi upravičili mistično razmišljanje in ga povezali z znanstveno dokazanimi novodobnimi fizikalnimi formulacijami. To zelo netrivialno in presenetljivo delo je bilo povpraševano že več kot 100 let. Knjiga je objavljena, prevedena in brana po vsem svetu. Kdo ve, morda se bo z razvojem kvantne mehanike spremenil tudi odnos znanstvene skupnosti do kvantne psihologije.
Sklep
Zahvaljujoč tej izjemni teoriji, ki je kmalu postala ločena znanost, smo lahko raziskovali okoljerealnost na ravni subatomskih delcev. To je najmanjša raven od vseh možnih, popolnoma nedostopna našemu zaznavanju. Kar so fiziki prej vedeli o našem svetu, je treba nujno revidirati. S tem se absolutno vsi strinjajo. Postalo je očitno, da lahko različni delci medsebojno delujejo na povsem nepredstavljivih razdaljah, ki jih lahko izmerimo le s kompleksnimi matematičnimi formulami.
Poleg tega je kvantna mehanika (in kvantna fizika) dokazala možnost številnih vzporednih resničnosti, potovanja v času in drugih stvari, ki so skozi zgodovino veljale le za stvar znanstvene fantastike. To je nedvomno velik prispevek ne samo znanosti, ampak tudi prihodnosti človeštva.
Za ljubitelje znanstvene slike sveta je ta znanost lahko tako prijatelj kot sovražnik. Dejstvo je, da kvantna teorija odpira široke možnosti za različna ugibanja na paraznanstveno temo, kot se je pokazalo že na primeru ene od alternativnih psiholoških teorij. Nekateri sodobni okultisti, ezoteriki in pristaši alternativnih verskih in duhovnih gibanj (najpogosteje psihokulti) se obračajo na teoretične konstrukcije te znanosti, da bi utemeljili racionalnost in resničnost svojih mističnih teorij, prepričanj in praks.
To je primer brez primere, ko so preproste domneve teoretikov in abstraktne matematične formule pripeljale do prave znanstvene revolucije in ustvarile novo znanost, ki je prečrtala vse, kar je bilo prej znano. V nekaterihstopnje, je kvantna fizika ovrgla zakone Aristotelove logike, saj je pokazala, da pri izbiri "ali-ali" obstaja še ena (in morda več) alternativa.
