Klasična fizika, koja je postojala prije izuma kvantne mehanike, opisuje prirodu na običnom (makroskopskom) mjerilu. Većina teorija u klasičnoj fizici može se zaključiti kao aproksimacije koje djeluju na ljestvici na koju smo navikli. Kvantna fizika (to je također kvantna mehanika) razlikuje se od klasične znanosti po tome što su energija, zamah, kutni moment i druge veličine spregnutog sustava ograničene na diskretne vrijednosti (kvantizacija). Objekti imaju posebne karakteristike i u obliku čestica i u obliku valova (dvostrukost valnih čestica). Također u ovoj znanosti postoje ograničenja točnosti s kojom se veličine mogu mjeriti (načelo nesigurnosti).
Može se reći da se nakon pojave kvantne fizike u egzaktnim znanostima dogodila svojevrsna revolucija koja je omogućila preispitivanje i analizu svih starih zakona koji su se prije smatrali nepobitnim istinama. Je li ovo dobro ili loše? Možda i dobra stvar, jer prava znanost nikada ne bi trebala stajati na mjestu.
Međutim, "kvantna revolucija" je postalasvojevrsni udarac za fizičare stare škole, koji su se morali pomiriti s činjenicom da se ono u što su prije vjerovali pokazalo samo skup pogrešnih i arhaičnih teorija kojima je potrebna hitna revizija i prilagodba novoj stvarnosti. Većina fizičara s entuzijazmom je prihvatila te nove ideje o dobro poznatoj znanosti, pridonoseći njenom proučavanju, razvoju i provedbi. Danas kvantna fizika postavlja dinamiku cijele znanosti u cjelini. Zahvaljujući njoj nastali su vrhunski eksperimentalni projekti (poput Velikog hadronskog sudarača).
Otvaranje
Što se može reći o temeljima kvantne fizike? Postupno je proizašao iz različitih teorija koje su imale namjeru objasniti fenomene koji se nisu mogli pomiriti s klasičnom fizikom, kao što je rješenje Maxa Plancka iz 1900. i njegov pristup problemu zračenja mnogih znanstvenih problema, te korespondencija između energije i frekvencije u radu iz 1905. Alberta Einsteina, koji je objasnio fotoelektrične efekte. Ranu teoriju kvantne fizike temeljito su revidirali sredinom 1920-ih Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born i drugi. Moderna teorija formulirana je u raznim posebno razvijenim matematičkim konceptima. U jednom od njih, aritmetička funkcija (ili valna funkcija) daje nam sveobuhvatne informacije o amplitudi vjerojatnosti lokacije impulsa.
Osnove kvantne fizike za lutke
Znanstvena studija valaBit svjetlosti započela je prije više od 200 godina, kada su veliki i priznati znanstvenici tog vremena predložili, razvili i dokazali teoriju svjetlosti na temelju vlastitih eksperimentalnih opažanja. Zvali su to val.
Godine 1803. poznati engleski znanstvenik Thomas Young izveo je svoj poznati dvostruki eksperiment, kao rezultat kojeg je napisao poznato djelo "O prirodi svjetlosti i boje", koje je odigralo veliku ulogu u oblikovanju modernih ideja o ove poznate pojave. Ovaj eksperiment odigrao je veliku ulogu u općem prihvaćanju ove teorije.
Takvi eksperimenti se često opisuju u raznim knjigama, na primjer, "Osnove kvantne fizike za lutke". Moderni eksperimenti s ubrzanjem elementarnih čestica, na primjer, potraga za Higgsovim bozonom na Velikom hadronskom sudaraču (skraćeno LHC) provodi se upravo kako bi se pronašla praktična potvrda mnogih čisto teorijskih kvantnih teorija.
Povijest
Godine 1838. Michael Faraday, na radost cijelog svijeta, otkrio je katodne zrake. Nakon ovih senzacionalnih studija uslijedila je izjava Gustava Kirchhoffa o problemu zračenja, takozvanog "crnog tijela" (1859.), kao i poznata pretpostavka Ludwiga Boltzmanna da energetska stanja bilo kojeg fizičkog sustava također mogu biti diskretan (1877).). Kasnije se pojavila kvantna hipoteza koju je razvio Max Planck (1900.). Smatra se jednim od temelja kvantne fizike. Planckova hrabra hipoteza da se energija može i emitirati i apsorbirati u diskretnim "kvantima"(ili energetskih paketa), točno odgovara promatranim obrascima zračenja crnog tijela.
Svjetski poznati Albert Einstein dao je veliki doprinos kvantnoj fizici. Impresioniran kvantnim teorijama, razvio je vlastitu. Opća teorija relativnosti - tako se zove. Otkrića u kvantnoj fizici također su utjecala na razvoj specijalne teorije relativnosti. Mnogi znanstvenici u prvoj polovici prošlog stoljeća počeli su proučavati ovu znanost na prijedlog Einsteina. Ona je tada prednjačila, svima se sviđala, svi su je zanimali. Nije ni čudo, jer je zatvorila toliko "rupa" u klasičnoj fizikalnoj znanosti (međutim, stvorila je i nove), ponudila znanstveno opravdanje za putovanje kroz vrijeme, telekinezu, telepatiju i paralelne svjetove..
Uloga promatrača
Svaki događaj ili stanje izravno ovisi o promatraču. Obično se tako ukratko objašnjavaju osnove kvantne fizike ljudima koji su daleko od egzaktnih znanosti. Međutim, stvarnost je puno kompliciranija.
Ovo se savršeno uklapa u mnoge okultne i religijske tradicije koje su stoljećima inzistirale na sposobnosti ljudi da utječu na događaje oko sebe. To je na neki način i osnova za znanstveno objašnjenje ekstrasenzorne percepcije, jer se sada izjava da je osoba (promatrač) u stanju utjecati na fizičke događaje snagom misli ne čini apsurdnom.
Svako svojstveno stanje promatranog događaja ili objekta odgovarasvojstveni vektor promatrača. Ako je spektar operatora (promatrača) diskretan, promatrani objekt može doseći samo diskretne vlastite vrijednosti. Odnosno, objekt promatranja, kao i njegove karakteristike, u potpunosti je određen upravo ovim operatorom.
Osnove kvantne fizike složenim riječima
Za razliku od konvencionalne klasične mehanike (ili fizike), ne može se napraviti simultana predviđanja konjugiranih varijabli kao što su položaj i zamah. Na primjer, elektroni mogu (s određenom vjerojatnošću) biti locirani približno u određenom području prostora, ali njihov je točan matematički položaj zapravo nepoznat.
Konture konstantne gustoće vjerojatnosti, koje se često nazivaju "oblacima", mogu se nacrtati oko jezgre atoma kako bi se zamislilo gdje će se elektron najvjerojatnije nalaziti. Heisenbergov princip nesigurnosti dokazuje nemogućnost preciznog lociranja čestice s obzirom na njen konjugirani impuls. Neki modeli u ovoj teoriji imaju čisto apstraktni računski karakter i ne podrazumijevaju primijenjenu vrijednost. Međutim, često se koriste za izračunavanje složenih interakcija na razini subatomskih čestica i drugih suptilnih materija. Osim toga, ova grana fizike omogućila je znanstvenicima pretpostaviti mogućnost stvarnog postojanja mnogih svjetova. Možda ćemo ih uskoro moći vidjeti.
Valne funkcije
Zakoni kvantne fizike vrlo su opsežni i raznoliki. Oni se sijeku sakoncept valnih funkcija. Neke posebne valne funkcije stvaraju širenje vjerojatnosti koje je inherentno konstantno ili neovisno o vremenu, na primjer, kada se u stacionarnom stanju energije čini da vrijeme nestaje u odnosu na valnu funkciju. Ovo je jedan od učinaka kvantne fizike, koja je za nju temeljna. Zanimljiva je činjenica da je fenomen vremena radikalno revidiran u ovoj neobičnoj znanosti.
Teorija perturbacije
Međutim, postoji nekoliko pouzdanih načina za razvoj rješenja potrebnih za rad s formulama i teorijama u kvantnoj fizici. Jedna takva metoda, obično poznata kao "teorija perturbacije", koristi analitički rezultat za elementarni kvantnomehanički model. Stvoren je da donese rezultate eksperimenata kako bi se razvio još složeniji model koji je povezan s jednostavnijim modelom. Ovako ispada rekurzija.
Ovaj pristup je posebno važan u teoriji kvantnog kaosa, koja je iznimno popularna za tumačenje različitih događaja u mikroskopskoj stvarnosti.
Pravila i zakoni
Pravila kvantne mehanike su temeljna. Tvrde da je prostor za implementaciju sustava apsolutno temeljan (ima točkasti proizvod). Druga je tvrdnja da su učinci koje promatra ovaj sustav ujedno i neobični operatori koji utječu na vektore upravo u ovom mediju. Međutim, oni nam ne govore u kojem Hilbertovom prostoru ili u kojim operatorima postojeovaj trenutak. Mogu se odabrati na odgovarajući način kako bi se dao kvantitativni opis kvantnog sustava.
Značenje i utjecaj
Od samog početka ove neobične znanosti, mnogi anti-intuitivni aspekti i rezultati proučavanja kvantne mehanike izazvali su glasne filozofske rasprave i mnoga tumačenja. Čak i temeljna pitanja, kao što su pravila za izračunavanje različitih amplituda i distribucija vjerojatnosti, zaslužuju poštovanje javnosti i mnogih vodećih znanstvenika.
Richard Feynman, na primjer, jednom je tužno primijetio da uopće nije siguran da itko od znanstvenika uopće razumije kvantnu mehaniku. Prema Stevenu Weinbergu, trenutno ne postoji jedinstvena interpretacija kvantne mehanike koja bi svima odgovarala. To sugerira da su znanstvenici stvorili "čudovište", da u potpunosti razumiju i objasne postojanje kojeg oni sami nisu u stanju. Međutim, to ni na koji način ne šteti relevantnosti i popularnosti ove znanosti, već privlači mlade stručnjake koji žele riješiti zaista složene i neshvatljive probleme.
Osim toga, kvantna mehanika je prisilila potpunu reviziju objektivnih fizičkih zakona svemira, što je dobra vijest.
Kopenhagenska interpretacija
Prema ovom tumačenju, standardna definicija kauzalnosti koja nam je poznata iz klasične fizike više nije potrebna. Prema kvantnim teorijama, uzročnost u za nas uobičajenom smislu uopće ne postoji. Sve fizičke pojave u njima su objašnjene sa stajališta međudjelovanja najmanjeg elementačestice na subatomskoj razini. Ovo područje, unatoč naizgled nevjerojatnosti, iznimno je obećavajuće.
Kvantna psihologija
Što se može reći o odnosu između kvantne fizike i ljudske svijesti? Ovo je lijepo napisano u knjizi koju je 1990. napisao Robert Anton Wilson pod nazivom Kvantna psihologija.
Prema teoriji iznesenoj u knjizi, svi procesi koji se odvijaju u našem mozgu su posljedica zakona opisanih u ovom članku. Odnosno, ovo je svojevrsni pokušaj prilagođavanja teorije kvantne fizike psihologiji. Ova teorija se smatra paraznanstvenom i akademska zajednica je ne priznaje.
Wilsonova knjiga je značajna po tome što u njoj nudi niz različitih tehnika i praksi koje manje-više dokazuju njegovu hipotezu. Na ovaj ili onaj način, čitatelj mora sam odlučiti vjeruje li ili ne u održivost takvih pokušaja primjene matematičkih i fizičkih modela na humanističke znanosti.
Wilsonovu knjigu neki su vidjeli kao pokušaj opravdavanja mističnog razmišljanja i vezanja ga uz znanstveno dokazane novonastale fizičke formulacije. Ovaj vrlo netrivijalan i upečatljiv rad bio je tražen više od 100 godina. Knjiga je objavljena, prevedena i čitana u cijelom svijetu. Tko zna, možda će se razvojem kvantne mehanike promijeniti i odnos znanstvene zajednice prema kvantne psihologije.
Zaključak
Zahvaljujući ovoj izvanrednoj teoriji, koja je ubrzo postala zasebna znanost, mogli smo istraživati okolišstvarnost na razini subatomskih čestica. Ovo je najmanja razina od svih mogućih, potpuno nedostupna našoj percepciji. Ono što su fizičari prije znali o našem svijetu treba hitnu reviziju. Apsolutno se svi slažu s ovim. Postalo je očito da različite čestice mogu komunicirati jedna s drugom na potpuno nezamislivim udaljenostima, koje možemo mjeriti samo složenim matematičkim formulama.
Nadalje, kvantna mehanika (i kvantna fizika) je dokazala mogućnost mnogih paralelnih stvarnosti, putovanja kroz vrijeme i drugih stvari koje su se kroz povijest smatrale samo stvarima znanstvene fantastike. Ovo je nesumnjivo ogroman doprinos ne samo znanosti, već i budućnosti čovječanstva.
Ljubiteljima znanstvene slike svijeta ova znanost može biti i prijatelj i neprijatelj. Činjenica je da kvantna teorija otvara široke mogućnosti za razna nagađanja o nekoj paraznanstvenoj temi, kao što je već pokazano na primjeru jedne od alternativnih psiholoških teorija. Neki moderni okultisti, ezoteričari i pristaše alternativnih religijskih i duhovnih pokreta (najčešće psihokulti) okreću se teorijskim konstrukcijama ove znanosti kako bi potkrijepili racionalnost i istinitost svojih mističnih teorija, uvjerenja i praksi.
Ovo je slučaj bez presedana, kada su jednostavne pretpostavke teoretičara i apstraktne matematičke formule dovele do prave znanstvene revolucije i stvorile novu znanost koja je prekrižila sve što je prije bilo poznato. U nekimstupnja, kvantna fizika opovrgnula je zakone Aristotelove logike, budući da je pokazala da pri odabiru "ili-ili" postoji još jedna (a možda i nekoliko) alternativa.
