Kvantna teorija šahovske družbe a. Ali je kvantna teorija način opisovanja realnosti ali našega znanja o njej? Druge knjige o podobnih temah

  • 1.2. Pogled na svet in znanstveni dosežki naravne filozofije antike. atomistika. geocentrična kozmologija. Razvoj matematike in mehanike
  • 3.1 Znanstvene revolucije v zgodovini naravoslovja
  • 3.2. Prva znanstvena revolucija. Heliocentrični sistem sveta. Nauk o pluralnosti svetov
  • 3.3. Druga znanstvena revolucija. Ustvarjanje klasične mehanike in eksperimentalnega naravoslovja. Mehanska slika sveta
  • 3.4. Kemija v mehanskem svetu
  • 3.5. Naravoslovje sodobnega časa in problem filozofske metode
  • 3.6. Tretja znanstvena revolucija. Dialektizacija naravoslovja
  • 3.7. Čiščenje naravoslovja
  • 3.8. Raziskave na področju elektromagnetnega polja in začetek propada mehanistične slike sveta
  • I Naravoslovje XX stoletja
  • 4.1 Četrta znanstvena revolucija. Prodor v globine snovi. Teorija relativnosti in kvantna mehanika. Končni sesut mehanistične slike sveta
  • 4.2. Znanstvena in tehnološka revolucija, njena naravoslovna komponenta in zgodovinske stopnje
  • 4.3. Panorama sodobnega naravoslovja 4.3.1. Značilnosti razvoja znanosti v XX stoletju
  • 4.3.2. Fizika mikrokozmosa in megasveta. Atomska fizika
  • 4.3.3. Dosežki v glavnih smereh sodobne kemije
  • 4.3.4. Biologija XX stoletja: poznavanje molekularne ravni življenja. Ozadje sodobne biologije.
  • 4.3.5. Kibernetika in sinergija
  • Oddelek III
  • I Prostor in čas
  • 1.1 Razvoj predstav o prostoru in času v prednewtonovskem obdobju
  • 1. 2. Prostor in čas
  • 1.3. Dolge in bližnje dosege. Razvoj koncepta "polje"
  • 2.1 Galilejevo načelo relativnosti
  • 2.2. Načelo najmanjšega ukrepanja
  • 2.3. Posebna relativnost a. Einstein
  • 1. Načelo relativnosti: vsi zakoni narave so enaki v vseh inercialnih referenčnih okvirih.
  • 2.4. Elementi splošne relativnosti
  • 3. Zakon ohranjanja energije v makroskopskih procesih
  • 3.1. "živa sila"
  • 3.2. Delo v mehaniki. Zakon o ohranjanju in preoblikovanju energije v mehaniki
  • 3.3. Notranja energija
  • 3.4. Pretvorba različnih vrst energije drug v drugega
  • 4. Načelo naraščanja entropije
  • 4.1. Idealen Carnotov cikel
  • 4.2. Koncept entropije
  • 4.3. Entropija in verjetnost
  • 4.4. Red in kaos. puščica časa
  • 4.5. "Maxwellov demon"
  • 4.6. Problem toplotne smrti vesolja. Boltzmannova hipoteza fluktuacije
  • 4.7. Sinergetika. Rojstvo reda iz kaosa
  • I Elementi kvantne fizike
  • 5.1. Razvoj pogledov na naravo svetlobe. Planckova formula
  • 5.2. Energija, masa in zagon fotona
  • 5.3. De Brogliejeva hipoteza. Valovne lastnosti snovi
  • 5.4. Heisenbergovo načelo negotovosti
  • 5.5. Bohrovo načelo komplementarnosti
  • 5.6. Koncept integritete v kvantni fiziki. Paradoks Einstein-Podolsky-Rosen
  • 5.7. Valovi verjetnosti. Schrödingerjeva enačba. Načelo vzročnosti v kvantni mehaniki
  • 5.8. Stanja fizičnega sistema. Dinamični in statistični vzorci v naravi
  • 5.9. Relativistična kvantna fizika. Svet antidelcev. kvantna teorija polja
  • I K izgradnji enotne teorije polja 6.1. Noetherjev izrek in ohranitveni zakoni
  • 6.2. Koncept simetrije
  • 6.3. Merilne simetrije
  • 6.4. Interakcije. Razvrstitev osnovnih delcev
  • 6.5. Proti enotni teoriji polja. Ideja o spontanem zlomu vakuumske simetrije
  • 6.6. Sinergetska vizija evolucije vesolja. Historizem fizičnih predmetov. Fizični vakuum kot začetna abstrakcija v fiziki
  • 6.7. Antropsko načelo. "Fina nastavitev" vesolja
  • Oddelek IV
  • 1. Kemija v sistemu "družba-narava".
  • I Kemijske oznake
  • Oddelek V
  • I Teorije o nastanku življenja
  • 1.1. kreacionizem
  • 1.2. Spontana (spontana) generacija
  • 1.3. Teorija stabilnega stanja
  • 1.4. Teorija panspermije
  • 1.5. Biokemična evolucija
  • 2.1. Lamarckova teorija evolucije
  • 2.2. Darwin, Wallace in izvor vrst z naravno selekcijo
  • 2.3. Sodoben koncept evolucije
  • 3.1. Paleontologija
  • 3.2. Geografska porazdelitev
  • 3.3. Razvrstitev
  • 3.4. Reja rastlin in živali
  • 3.5. Primerjalna anatomija
  • 3.6. Prilagodljivo sevanje
  • 3.7. Primerjalna embriologija
  • 3.8. Primerjalna biokemija
  • 3.9. Evolucija in genetika
  • Oddelek VI. Oseba
  • I Izvor človeka in civilizacije
  • 1.1 Pojav človeka
  • 1.2. Problem etnogeneze
  • 1.3. kulturna geneza
  • 1.4. Pojav civilizacije
  • Človek in biosfera
  • 7.1 Koncept V.I. Vernadskega o biosferi in fenomenu človeka
  • 7.2. Vesoljski cikli
  • 7.3. Cikel evolucije. Človek kot kozmično bitje
  • I kazalo vsebine
  • Oddelek I. Znanstvena metoda 7
  • Oddelek II. Zgodovina naravoslovja 42
  • Oddelek III. Elementi sodobne fizike 120
  • Oddelek IV. Osnovni pojmi in predstavitve kemije246
  • Oddelek V.. Nastanek in razvoj življenja 266
  • Oddelek VI. Človek 307
  • 344007, Rostov na Donu,
  • 344019, Rostov na Donu, ul. Sovetskaya, 57. Kakovost tiska ustreza priloženim diapozitivom.
  • 5.9. Relativistična kvantna fizika. Svet antidelcev. kvantna teorija polja

    Kvantna mehanika, ki je bila v prvih delih Bohra, Schrödingerja, Heisenberga in drugih znanstvenikov predvsem teorija atomskih spektrov, je v kratkem času dobila intenziven razvoj in je bila posplošena na teorijo, ki opisuje obnašanje mikroobjektov v mikrokozmosu. Fiziki so svet okoli nas začeli deliti na tri ravni: mega-, makro- in mikrosvet. To je postalo mogoče zahvaljujoč sintezi kvantne mehanike in posebne teorije relativnosti, zahvaljujoč ustvarjanju relativistične kvantne mehanike.

    Leta 1927 je angleški fizik Paul Dirac ob upoštevanju Schrödingerjeve enačbe opozoril na njen nerelativistični značaj. Hkrati kvantna mehanika opisuje predmete mikrosveta, in čeprav so bili do leta 1927 znani le trije: elektron, proton in foton (tudi nevtron je bil eksperimentalno odkrit šele leta 1932), je bilo jasno, da se premikajo. pri hitrostih, ki so zelo blizu svetlobni ali enaki hitrosti, zato je za bolj ustrezen opis njihovega vedenja potrebna uporaba posebne teorije relativnosti. Dirac je sestavil enačbo, ki je opisala gibanje elektrona, upoštevajoč zakone tako kvantne mehanike kot Einsteinovo relativnostno teorijo in dobil formulo za energijo elektrona, ki sta ji zadostili dve rešitvi: ena rešitev je dala znano elektron s pozitivno energijo, drugi - neznani elektronski dvojček, vendar z negativno energijo. Tako nastane ideja o delcih in njihovi ustrezni

    antidelci, o svetovih in protisvetovih. Hkrati se je razvila kvantna elektrodinamika. Njegovo bistvo je v tem, da se polje ne obravnava več kot neprekinjen neprekinjen medij. Dirac je uporabil pravila kvantizacije v teoriji elektromagnetnega polja, zaradi česar je dobil diskretne vrednosti polja. Odkritje antidelcev je poglobilo razumevanje polja. Veljalo je, da ni elektromagnetnega polja, če ni kvantov tega polja - fotonov. Zato mora biti v tem delu prostora praznina. Konec koncev je posebna teorija relativnosti "izgnala" eter iz teorije, lahko rečemo, da je zmagalo stališče o vakuumu, o praznini. Toda ali je vakuum prazen? To je vprašanje, ki se je znova pojavilo v zvezi z odkritjem Diraca. Zdaj so dejstva dobro znana, ki dokazujejo, da je vakuum prazen le v povprečju. V njej se nenehno rojeva in izginja ogromno virtualnih delcev in antidelcev. Tudi če izmerimo naboj elektrona, potem bi, kot se je izkazalo, goli naboj elektrona enak neskončnosti. Merimo naboj elektrona v "krznenem plašču" virtualnih delcev, ki ga obdajajo.

    Pravzaprav je ideja o vakuumu kot nenehni aktivnosti virtualnih delcev, ki jih vsebuje, vsebovana v Heisenbergovem principu negotovosti. Heisenbergovo načelo negotovosti ima poleg zgoraj navedenega tudi naslednji izraz: Glede na to lahko kvantni učinki začasno kršijo zakon o ohranjanju energije. Za kratek čas je mogoče vzeto energijo kot »posojeno« porabiti za ustvarjanje kratkoživih delcev, ki izginejo, ko se »posojilo« energije vrne. To so virtualni delci. Izhajajoč iz "nič", se spet vračajo v "nič". Tako se izkaže, da vakuum v fiziki ni prazen, ampak je morje izbruhov, ki se rodijo in takoj ugasnejo.

    Kvantna teorija polja je jedro vse sodobne fizike, je splošen pristop k vsem znanim vrstam interakcij. Eden njegovih najpomembnejših rezultatov je ideja o vakuumu, vendar ne več praznem, ampak nasičenem z vsemi vrstami nihanja vseh vrst polj. Vakuum v kvantni teoriji polja je opredeljen kot najnižje energijsko stanje kvanta

    oblikovano polje, katerega energija je le v povprečju enaka nič. Vakuum je torej "Nekaj", imenovano "Nič".

    Relativistična kvantna teorija polja, ki se je začela z deli Diraca, Paulija, Heisenberga ob koncu 20. let našega stoletja, se je nadaljevala v delih Feynmana, Tomonage, Schwingerja in drugih znanstvenikov, ki dajejo vedno popolnejšo predstavo o fizična nerazgradljivost sveta na posamezne elemente. Tu se načelo celovitosti odraža pri obravnavanju interakcije mikroobjektov z določenim stanjem fizičnega vakuuma. V tej interakciji vsi osnovni delci razkrijejo svoje lastnosti. Vakuum se obravnava kot objekt fizičnega sveta, ki izraža le trenutek njegove fizične nerazgradljivosti.

    Kakšna je usoda koncepta "vakuma" v sodobni fiziki XXI stoletja? Zakaj je naš svet sestavljen pretežno iz materije, medtem ko je »antimaterija« dolgo časa ostala skrita našim pogledom? Na ta in druga vprašanja bomo poskušali odgovoriti v kratkem orisu trenutnega stanja fizike elementarnih delcev na prelomu tretjega tisočletja, podanega v naslednjem poglavju. Ob zaključku pogovora o kvantni fiziki ugotavljamo, da so njeni rezultati popolnoma spremenili naše predstave o svetu, naš pristop k strukturi fizikalnih zakonov. Posledično se je razvila nova vrsta znanstvenega mišljenja, imenovana neklasična, v kateri je prostor za naključje, verjetnost, integriteto.

    vprašanja za samokontrola

      Napišite Planckovo formulo in razložite njen fizični pomen.

      Kateri fizični učinki so eksperimentalna potrditev Planckove hipoteze?

      Kaj je de Brogliejeva hipoteza? Kakšna je de Brogliejeva valovna dolžina?

      Opišite poskus z dvema režama in razložite, kako razumete dualnost valov in delcev mikroobjektov.

      Kakšne nove ideje o svetu se porajajo v relativistični kvantni fiziki? Povejte nam o antidelcih in virtualnih delcih.

      Kaj je fizični vakuum v kvantni teoriji polja?

    Druge knjige o podobnih temah:

      avtorknjigaOpisLetoCenavrsta knjige
      Šahov Anatolij Aleksejevič Monografska formulacija z enotnega metodološkega stališča razvitega kvantnega koncepta popolne teoretične utemeljitve realnosti in posploševanja sodobnih dosežkov različnih znanosti v ... - @Sputnik+, @(format: 60x90/16, 80 strani) @ @ @2017
      260 papirnata knjiga
      Šahov Anatolij Aleksejevič Monografska formulacija z enotnega metodološkega stališča razvitega kvantnega koncepta popolne teoretične utemeljitve realnosti in posploševanja sodobnih dosežkov različnih znanosti v ... - @Sputnik +, @(format: 60x90/16, 134 strani) @ @ @2017
      333 papirnata knjiga
      V. A. Filin V tej knjigi avtor uporablja kvantno teorijo za opis razvoja družbe in poskuša z naravoslovnega vidika analizirati eno najbolj destruktivnih sil - birokratski sistem ... - @Librocom, @(format: 60x90/16 , 56 strani) @Relata Refero @ @2009
      86 papirnata knjiga
      V. A. FilinKvantna teorija družbenega razvoja. Nov pogled na gospodarske in politične proceseV tej knjigi avtor s kvantno teorijo opiše razvoj družbe in skuša z naravoslovnega vidika analizirati eno najbolj destruktivnih sil - birokratski sistem ... - @Librokom, @(format: 60x90/16 , 80 strani) @Relata Refero @ @2011
      286 papirnata knjiga
      Filin V.A.Kvantna teorija družbenega razvoja. Nov pogled na gospodarske in politične proceseV tej knjigi avtor uporablja kvantno teorijo za opis razvoja družbe in skuša z naravoslovnega vidika analizirati eno najbolj destruktivnih sil - birokratski sistem ... - @URSS, @(format: 60x90/16 , 80 strani) @Relata Refero @ @2012
      189 papirnata knjiga
      V. A. FilinKvantna teorija družbenega razvoja. Nov pogled na gospodarske in politične proceseV tej knjigi avtor s kvantno teorijo opiše razvoj družbe in skuša z naravoslovnega vidika analizirati eno najbolj destruktivnih sil - birokratski sistem ... - @Librokom, @(format: 60x90/16 , 80 strani) @ @ @2011
      244 papirnata knjiga
      Paul ParsonsZnanstvene teorije v 30 sekundahTeorija kaosa, poenotenje ali teorija vsega, teorija relativnosti, Schrödingerjeva mačka in zakoni gibanja? Zagotovo veste, kaj je. Mislim, slišali ste za to, seveda. Toda ali ste vedeli ... - @StorySide AB, @(format: 60x90/16, 56 strani) @30 sekund @ zvočna knjiga @ naložljiva2009
      189 zvočna knjiga
      George MusserNelokalnost. Fenomen, ki spreminja koncept prostora in časa ter njegov pomen za črne luknje, Veliki pok in teorije vsegaRecenzije`Lokalnost je bila eno od temeljnih načel, ki je določila zmagoviti razvoj fizike v 20. stoletju. Vendar so paradoksi in protislovja lokalnih zakonov in kvantne teorije privedli do… - @Alpina Non-fiction, @(format: 60x90/16, 370 strani) @ @ @2018
      332 papirnata knjiga

      Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

      Študentje, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki uporabljajo bazo znanja pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

      HTML različice dela še ni.
      Arhiv dela lahko prenesete s klikom na spodnjo povezavo.

      Podobni dokumenti

        Teoretična utemeljitev delovanja družbe kot monografski prikaz sistema temeljnih določil družboslovja. Študija problematike javne uprave. Pojem kontinuuma in objektivne značilnosti stanja družbe.

        poročilo, dodano 16.03.2010

        Problemi razvoja in delovanja družbe, mesto človeka v njej. Pozitivna vrednost odstopanja od družbeno odobrenih ciljev in vrednot družbe po Durkheimovi teoriji. Družbene funkcije in status. Parsons in Mills teorije družbe.

        povzetek, dodan 03.12.2009

        Karakterizacija družbene strukture družbe, preučevanje njenih glavnih elementov: razredi, posestva, mestni in podeželski prebivalci, sociodemografske skupine, narodne skupnosti. Značilnosti socialne mobilnosti in analiza problema civilne družbe.

        povzetek, dodan 01.02.2010

        Struktura družbe, narava razvoja in vsebina njenih dejavnosti. Družbeni prostor in odnosi z javnostmi kot pogoj za oblikovanje različnih družbenih sfer: politične, duhovne, družbene in ekonomske, njihovo bistvo in medsebojni vpliv.

        predstavitev, dodano 29.11.2011

        Struktura družbe kot integralnega družbenega organizma. sfere družbe. Družbena dejavnost. Identifikacija posebnih lastnosti družbe kot celote. Upravljanje ljudi, stvari na različnih ravneh: od družine, podjetja, organizacije do državne ravni.

        test, dodano 7.10.2008

        Teorija razvoja družbe. Ciklični in linearni modeli družbenega razvoja. Razvoj človeškega mišljenja. Teorija družbenih konfliktov, progresivni razvoj družbe. Globalizacija sodobne družbe. Problemi razredov v sodobni družbi.

        povzetek, dodan 17.09.2008

        Pojem družbene strukture družbe, opis njenih elementov. Analitični pregled družbene strukture družbe kot celote. Stanje družbene strukture družbe v postsovjetski Rusiji, njena preobrazba v današnjem času, iskanje načinov za njeno izboljšanje.

        seminarska naloga, dodana 06.05.2010

      Demonstracija, ki je obrnila ideje velikega Isaaca Newtona o naravi svetlobe na glavo, je bila neverjetno preprosta. "Z veliko lahkoto ga je mogoče ponoviti povsod, kjer sije sonce," je novembra 1803 dejal angleški fizik Thomas Young članom Kraljeve družbe v Londonu in opisal to, kar se danes imenuje eksperiment z dvojno režo. In Yang ni bil navdušen mladenič. Prišel je do elegantnega in dodelanega, ki je pokazal valovno naravo svetlobe in s tem ovrgel Newtonovo teorijo, da je svetloba sestavljena iz telesc, torej delcev.

      Kvantna teorija je veliko bolj zapletena kot ta vizualizacija.

      Toda rojstvo kvantne fizike v zgodnjih 1900-ih je pokazalo, da je svetloba sestavljena iz drobnih, nedeljivih enot – ali kvantov – energije, ki ji pravimo fotoni. Ne glede na to, ali gre za posamezne fotone ali celo posamezne delce snovi, kot so elektroni in nevroni, je Youngov eksperiment uganka, ki sproža vprašanja o sami naravi resničnosti. Nekateri so ga celo uporabili za trditve, da na kvantni svet vpliva človeška zavest. Toda ali lahko preprost poskus to res dokaže?

      Ali lahko zavest določa resničnost?

      V sodobni kvantni obliki Youngov eksperiment vključuje streljanje posameznih delcev svetlobe ali snovi skozi dve reži ali luknji, vrezani v neprozorno pregrado. Na eni strani pregrade je zaslon, ki beleži prihod delcev (recimo fotografska plošča v primeru fotonov). Zdrava pamet nas vodi v pričakovanje, da bodo fotoni šli skozi eno ali drugo režo in se kopičili za ustreznim prehodom.

      Ali naša prizadevanja za opis resničnosti niso nič drugega kot igra s kockami, s katero poskušamo napovedati želeni izid? James Owen Weatherall, profesor logike in filozofije znanosti na Univerzi Irvine, je na straneh Nautil.us razmišljal o skrivnostih kvantne fizike, problemu kvantnega stanja in o tem, kako je odvisno od naših dejanj, znanja in subjektivnega zaznavanja realnosti in zakaj se ob napovedovanju različnih verjetnosti izkaže, da imamo vsi prav.

      Fiziki se dobro zavedajo, kako uporabiti kvantno teorijo – vaš telefon in računalnik sta dokaz za to. Toda vedeti, kako nekaj uporabiti, še zdaleč ni popolno razumevanje sveta, ki ga opisuje teorija, ali celo tega, kaj pomenijo različna matematična orodja, ki jih uporabljajo znanstveniki. Eno takšnih matematičnih orodij, o statusu, o katerem se fiziki že dolgo prepirajo, je "kvantno stanje" Kvantno stanje je vsako možno stanje, v katerem je lahko kvantni sistem. V tem primeru je treba pod »kvantnim stanjem« razumeti tudi vse potencialne verjetnosti izpada ene ali druge vrednosti pri igranju »kock«. — pribl. ur..

      Ena najbolj presenetljivih značilnosti kvantne teorije je, da so njene napovedi verjetnostne. Če izvajate poskus v laboratoriju in uporabljate kvantno teorijo za napovedovanje izida različnih meritev, lahko teorija v najboljšem primeru napove le verjetnost izida: na primer 50 % za napovedovanje izida in 50 % za drugačen . Vloga kvantnega stanja je določiti verjetnost izidov. Če je kvantno stanje znano, lahko izračunate verjetnost, da boste dobili kateri koli možni izid za kateri koli možen eksperiment.

      Ali kvantno stanje predstavlja objektivni vidik realnosti ali je to le način, kako nas okarakterizirati, torej tisto, kar človek ve o realnosti? O tem vprašanju se je aktivno razpravljalo že na samem začetku študija kvantne teorije, v zadnjem času pa je ponovno postalo aktualno, kar je navdihnilo nove teoretične izračune in kasnejša eksperimentalna preverjanja.

      "Če spremeniš samo svoje znanje, se stvari ne bodo več zdele čudne."

      Če želite razumeti, zakaj kvantno stanje ponazarja nečije znanje, si predstavljajte primer, v katerem izračunavate verjetnost. Preden vaš prijatelj vrže kocko, uganete, na kateri strani bo pristal. Če vaš prijatelj vrže navaden šeststranski kocko, bo verjetnost, da bo vaše ugibanje pravilna, približno 17 % (ena šestina), ne glede na to, kaj ugibate. V tem primeru verjetnost pove nekaj o vas, in sicer o tem, kaj veste o mrtvi. Recimo, da med metanjem obrnete hrbet in vaš prijatelj vidi rezultat - naj bo šest, vendar tega rezultata ne poznate. In dokler se ne obrneš, izid zvitka ostaja negotov, čeprav tvoj prijatelj to ve. Verjetnost, ki predstavlja človeško negotovost, tudi če je resničnost gotova, se imenuje epistemično, iz grške besede za "znanje".

      To pomeni, da bi lahko vi in ​​vaš prijatelj določila različne verjetnosti in nobeden od vaju ne bi bil narobe. Rekli boste, da je verjetnost metanja šestice na kocko 17 %, vaš prijatelj, ki že pozna rezultat, pa ga bo imenoval 100 %. To je zato, ker vi in ​​vaš prijatelj poznate različne stvari in verjetnosti, ki ste jih poimenovali, predstavljajo različne stopnje vašega znanja. Edina napačna napoved bi bila tista, ki izključuje možnost, da bi se šestica sploh pojavila.

      V zadnjih petnajstih letih so se fiziki spraševali, ali je lahko kvantno stanje epistemično na enak način. Recimo, da je neko stanje snovi, kot je porazdelitev delcev v prostoru ali izid igre s kockami, gotovo, vendar ne veste. Kvantno stanje je po tem pristopu le način opisovanja nepopolnosti vašega znanja o strukturi sveta. V različnih fizičnih situacijah lahko obstaja več načinov za opredelitev kvantnega stanja, odvisno od znanih informacij.

      Preberite tudi:

      O kvantnem stanju je mamljivo razmišljati na ta način, ker postane drugačno, ko se merijo parametri fizičnega sistema. Izvajanje meritev spremeni to stanje iz enega, kjer ima vsak možen izid verjetnost, ki ni nič, v stanje, kjer je možen samo en izid. To je podobno tistemu, kar se zgodi pri igri s kockami, ko poznate rezultat. Morda se zdi čudno, da se svet lahko spremeni samo zato, ker merite. A če gre le za spremembo v vašem znanju, ni več presenetljivo.

      Drug razlog, da kvantno stanje štejemo za epistemično, je ta, da je nemogoče ugotoviti, kakšno je bilo kvantno stanje, preden je bilo izvedeno z enim samim poskusom. Prav tako spominja na igro s kockami. Recimo, da se vaš prijatelj ponudi za igranje in trdi, da je verjetnost, da zavrte šestico, le 10%, medtem ko vi vztrajate pri 17%. Ali lahko en sam poskus pokaže, kdo od vas ima prav? št. Dejstvo je, da je dobljeni rezultat primerljiv z obema ocenama verjetnosti. Ni mogoče vedeti, kdo od vaju dveh ima prav v določenem primeru. V skladu z epistemičnim pristopom k kvantni teoriji je razlog, zakaj večine kvantnih stanj ni mogoče določiti eksperimentalno, kot igra s kockami: za vsako fizično situacijo obstaja več verjetnosti, ki so skladne z množico kvantnih stanj.

      Rob Speckens, fizik na Inštitutu za teoretično fiziko v Waterlooju v Ontariu, je leta 2007 objavil članek, v katerem je predstavil "teorijo igrač", zasnovano tako, da posnema kvantno teorijo. Ta teorija ni ravno analogna kvantni teoriji, saj je poenostavljena na izjemno preprost sistem. Sistem ima samo dve možnosti za vsak svoj parameter: na primer "rdeča" in "modra" za barvo ter "zgoraj" in "spodaj" za položaj v prostoru. Toda tako kot pri kvantni teoriji je vključevala stanja, ki bi jih lahko uporabili za izračun verjetnosti. In napovedi, narejene z njegovo pomočjo, sovpadajo z napovedmi kvantne teorije.

      Speckensova "teorija igrač" je bila vznemirljiva, saj so bila tako kot v kvantni teoriji njena stanja "nedoločljiva" - in ta negotovost je bila v celoti posledica dejstva, da se epistemična teorija res nanaša na resnične fizične situacije. Z drugimi besedami, "teorija igrač" je bila podobna kvantni, njena stanja pa so bila edinstveno epistemična. Ker v primeru zavračanja epistemičnega pogleda negotovost kvantnih stanj nima jasne razlage, so Speckens in njegovi sodelavci menili, da je to zadosten razlog, da kvantna stanja štejemo tudi za epistemična, vendar bi v tem primeru morala biti »teorija igrač« razširili na bolj kompleksne sisteme (tj. fizične sisteme, ki jih razlaga kvantna teorija). Od takrat je privedlo do številnih študij, v katerih so nekateri fiziki skušali z njeno pomočjo razložiti vse kvantne pojave, drugi pa so poskušali pokazati njeno zmotnost.

      "Te predpostavke so dosledne, vendar to ne pomeni, da so resnične."

      Tako nasprotniki teorije dvignejo roke višje. Na primer, en široko razpravljan rezultat iz leta 2012, objavljen v Nature Physics, je pokazal, da če je mogoče en fizični eksperiment izvesti neodvisno od drugega, potem ne more biti negotovosti glede "pravilnega" kvantnega stanja, ki opisuje ta poskus. To vsa kvantna stanja so "pravilna" in "pravilna", razen tistih, ki so popolnoma "neresnična", in sicer: "napačna" so stanja, kot so tista, ko je verjetnost zavrtanja šestice enaka nič.

      Druga študija, ki so jo leta 2014 objavili v Physical Review Letters Joanna Barrett in drugi, je pokazala, da Speckensovega modela ni mogoče uporabiti za sistem, v katerem ima vsak parameter tri ali več stopenj svobode – na primer rdeča, modra in zelena za barve in ne samo »rdeče« in »modre« – brez kršitve napovedi kvantne teorije. Zagovorniki epistemičnega pristopa predlagajo eksperimente, ki bi lahko pokazali razliko med napovedmi kvantne teorije in napovedmi katerega koli epistemičnega pristopa. Tako bi lahko bili vsi eksperimenti, izvedeni v okviru epistemičnega pristopa, do neke mere skladni s standardno kvantno teorijo. V zvezi s tem je nemogoče razlagati vsa kvantna stanja kot epistemična, saj je kvantnih stanj več, epistemične teorije pa pokrivajo le del kvantne teorije, ker dajejo drugačne rezultate od kvantnega.

      Ali ti rezultati izključujejo zamisel, da kvantno stanje kaže značilnosti našega uma? Da in ne. Argumenti proti epistemičnemu pristopu so matematični izreki, ki so dokazani s posebno strukturo, ki se uporablja za fizikalne teorije. Ta okvir, ki ga je razvil Speckens kot način razlage epistemičnega pristopa, vsebuje več temeljnih predpostavk. Eden od njih je, da je svet vedno v objektivnem fizičnem stanju, neodvisno od našega znanja o njem, ki lahko sovpada s kvantnim stanjem ali pa tudi ne. Druga je, da fizične teorije dajejo napovedi, ki jih je mogoče predstaviti s standardno teorijo verjetnosti. Te predpostavke so dosledne, vendar to ne pomeni, da so pravilne. Rezultati kažejo, da v takem sistemu ne more biti rezultatov, ki bi bili epistemični v enakem smislu kot Speckensova "teorija igrač", dokler je skladna s kvantno teorijo.

      Ali lahko temu naredite konec, je odvisno od vašega pogleda na sistem. Tu se mnenja razlikujejo.

      Owee Maroni, fizik in filozof na Univerzi v Oxfordu ter eden od avtorjev članka, objavljenega leta 2014 v Physical Review Letters, je v elektronskem sporočilu dejal, da so "najbolj verjetni psi-epistemični modeli" (tj. tisti, ki lahko biti vgrajen v sistem Speckens) so izključeni. Tudi Matt Leifer, fizik na Univerzi v Champagneu, ki je napisal številne prispevke o epistemičnem pristopu k kvantnim stanjem, je dejal, da je bilo to vprašanje zaprto že leta 2012 - če se seveda strinjate, da sprejmete neodvisnost začetnih stanj. (k čemur se nagiba Leifer).

      Speckens je bolj previden. Strinja se, da ti rezultati močno omejujejo uporabo epistemičnega pristopa do kvantnih stanj. Poudarja pa, da te rezultate pridobi znotraj njegovega sistema in kot ustvarjalec sistema opozarja na njegove omejitve, kot so predpostavke o verjetnosti. Epistemični pristop k kvantnim stanjem tako ostaja pomemben, a če je tako, potem moramo ponovno razmisliti o osnovnih predpostavkah fizikalnih teorij, ki jih mnogi fiziki brez dvoma sprejemajo.

      Kljub temu je jasno, da je bil dosežen pomemben napredek pri temeljnih vprašanjih kvantne teorije. Mnogi fiziki se nagibajo k temu, da vprašanje o pomenu kvantnega stanja imenujejo zgolj interpretativno ali še huje, filozofsko, če jim ni treba razviti novega pospeševalnika delcev ali izboljšati laserja. Problem imenujemo »filozofski«, se zdi, da ga vzamemo iz prerazporeditve matematike in eksperimentalne fizike.

      Toda delo na epistemičnem pristopu kaže na nelegitimnost tega. Speckens in njegovi sodelavci so vzeli razlago kvantnih stanj in jo spremenili v natančno hipotezo, ki je bila nato napolnjena z matematičnimi in eksperimentalnimi rezultati. To ne pomeni, da je sam epistemični pristop (brez matematike in eksperimentov) mrtev, pomeni, da morajo njegovi zagovorniki postavljati nove hipoteze. In to je nesporen napredek - tako za znanstvenike kot za filozofe.

      James Owen Weatherall je profesor logike in filozofije znanosti na Univerzi Irvine v Kaliforniji. Njegova zadnja knjiga Čudna fizika praznine preučuje zgodovino preučevanja strukture praznega prostora v fiziki od 17. stoletja do danes.

      Vam je bil članek všeč? Deli
      Vrh