Дарактардын алтын куз жалбырагы жаркырап. Кечки күндүн нурлары ичкерилген чокуларга тийди. Жарык бутактарды жарып өтүп, университеттин "каптерка" дубалында бүлбүлдөгөн таң калыштуу фигуралардын спектаклин койду.
Сэр Гамильтондун ойлуу көздөрү хиароскуронун оюнун карап, акырын жылып кетти. Ирландиялык математиктин башында ойлордун, идеялардын жана корутундулардын чыныгы эриген идиштери болгон. Көптөгөн кубулуштарды Ньютон механикасынын жардамы менен түшүндүрүү дубалдагы көлөкөлөрдүн оюнуна окшоп, фигураларды алдамчылык менен чырмалышып, көптөгөн суроолорду жоопсуз калтырарын ал жакшы түшүнгөн. "Балким, бул толкун… же бул бөлүкчөлөрдүн агымы," деп ойлоду окумуштуу, "же жарык бул эки кубулуштун тең көрүнүшү. Көлөкө менен жарыктан токулган фигуралар сыяктуу."
Кванттык физиканын башталышы
Улуу адамдарды көрүү жана бүткүл адамзаттын эволюциясынын жүрүшүн өзгөрткөн улуу идеялардын жаралышын түшүнүүгө аракет кылуу кызыктуу. Гамильтон кванттык физиканын башатында тургандардын бири. Элүү жылдан кийин, 20-кылымдын башында көптөгөн окумуштуулар элементардык бөлүкчөлөрдү изилдөө менен алектенишкен. Алынган билимдер ыраатсыз жана жыйналбаган. Бирок, алгачкы солкулдатуу кадамдар жасалды.
20-кылымдын башында микродүйнөнү түшүнүү
1901-жылы атомдун биринчи модели көрсөтүлүп, кадимки электродинамика позициясынан анын бузулушу көрсөтүлгөн. Ошол эле мезгилде Макс Планк менен Нильс Бор атомдун табияты боюнча көптөгөн эмгектерди жарыялашкан. Алардын түйшүктүү эмгектерине карабастан, атомдун түзүлүшүн толук түшүнгөн жок.
Бир нече жылдан кийин, 1905-жылы, анча белгилүү эмес немис окумуштуусу Альберт Эйнштейн жарык квантынын эки абалда - толкундуу жана корпускулярдык (бөлүкчөлөр) болушу мүмкүндүгү жөнүндө докладын жарыялаган. Анын ишинде моделдин иштебей калышынын себебин түшүндүргөн аргументтер келтирилген. Бирок Эйнштейндин көз карашы атом модели жөнүндөгү эски түшүнүк менен чектелген.
1925-жылы Нильс Бор жана анын кесиптештеринин көптөгөн эмгектеринен кийин жаңы багыт – кванттык механиканын бир түрү пайда болгон. Жалпы сөз айкашы - "кванттык механика" отуз жылдан кийин пайда болгон.
Кванттар жана алардын кызыкчылыктары жөнүндө эмне билебиз?
Бүгүнкү күндө кванттык физика жетишерлик деңгээлде өттү. Көптөгөн түрдүү кубулуштар ачылган. Бирок биз чынында эмнени билебиз? Жоопту заманбап окумуштуулардын бири келтирет. Ричард Фейнмандын аныктамасы: «Кванттык физикага ишенсе да, түшүнбөсө да болот». Өзүң ойлонуп көр. Бул бөлүкчөлөрдүн кванттык чырмалышуусу сыяктуу кубулушту айтсак жетиштүү болот. Бул көрүнүш илимий дүйнөнү толук баш аламандыктын абалына алып келди. Андан да шокпайда болгон парадокс Ньютон менен Эйнштейндин мыйзамдарына туура келбейт.
Биринчи жолу фотондордун кванттык чырмалышынын эффектиси 1927-жылы бешинчи Солвей конгрессинде талкууланган. Нильс Бор менен Эйнштейндин ортосунда кызуу талаш-тартыш жаралган. Кванттык чырмалуунун парадоксу материалдык дүйнөнүн маңызын түшүнүүнү толугу менен өзгөрттү.
Бардык денелер элементардык бөлүкчөлөрдөн тураары белгилүү. Демек, кванттык механиканын бардык кубулуштары кадимки дүйнөдө чагылдырылат. Нильс Бор эгер биз айды карабасак, анда ал жок деп айткан. Эйнштейн муну акылга сыйбаган нерсе деп эсептеп, объект байкоочудан көз каранды эмес деп эсептеген.
Кванттык механиканын маселелерин изилдөөдө анын механизмдери жана мыйзамдары бири-бири менен байланышта экенин жана классикалык физикага баш ийбей турганын түшүнүү керек. Келгиле, эң талаштуу аймакты - бөлүкчөлөрдүн кванттык чырмалышуусун түшүнүүгө аракет кылалы.
Кванттык чырмалыш теориясы
Башында кванттык физика түбү жок кудукка окшош экенин түшүнүү керек, анда бардык нерсени табууга болот. Өткөн кылымдын башында кванттык чырмалышкан кубулуш Эйнштейн, Бор, Максвелл, Бойл, Белл, Планк жана башка көптөгөн физиктер тарабынан изилденген. Бүткүл 20-кылым бою дүйнө жүзү боюнча миңдеген илимпоздор аны активдүү изилдеп, эксперимент жасашты.
Дүйнө физиканын катуу мыйзамдарына баш ийет
Эмне үчүн кванттык механиканын парадоксуна мынчалык кызыгуу бар? Баары абдан жөнөкөй: биз физикалык дүйнөнүн белгилүү мыйзамдарына баш ийип жашайбыз. Алдын ала тагдырды "кыйлап өтүү" жөндөмү сыйкырдуу эшикти ачатжерде баары мүмкүн болот. Мисалы, «Шредингердин мышыгы» түшүнүгү затты башкарууга алып барат. Ошондой эле кванттык чырмалууну пайда кылган маалыматты телепорттоо мүмкүн болот. Маалыматты берүү аралыкка карабастан, заматта болуп калат. Бул маселе дагы эле изилденип жатат, бирок оң тенденцияга ээ.
Аналогия жана түшүнүү
Кванттык чырмалыштын өзгөчөлүгү эмнеде, аны кантип түшүнүүгө болот жана аны менен эмне болот? Келгиле, аны түшүнүүгө аракет кылалы. Бул кээ бир ой экспериментти талап кылат. Колуңузда эки куту бар деп элестетиңиз. Алардын ар биринде сызыктары бар бирден топ бар. Азыр космонавтка бир куту беребиз, ал Марска учат. Сиз кутучаны ачып, топтун сызыгы горизонталдуу экенин көрсөңүз, анда башка кутуда шар автоматтык түрдө вертикалдуу тилкеге ээ болот. Бул жөнөкөй сөздөр менен айтылган кванттык чырмалыш болот: бир объект экинчисинин абалын алдын ала аныктайт.
Бирок, бул үстүртөн гана түшүндүрмө экенин түшүнүү керек. Кванттык чырмалууну алуу үчүн бөлүкчөлөрдүн эгиздер сыяктуу келип чыгышы бирдей болушу керек.
Эгер сизден мурун кимдир-бирөө объекттердин жок дегенде бирин кароо мүмкүнчүлүгүнө ээ болсо, эксперимент үзгүлтүккө учурай турганын түшүнүү абдан маанилүү.
Кванттык чырмалууну кайда колдонсо болот?
Кванттык чырмалышуу принциби маалыматты алыс аралыкка өткөрүү үчүн колдонулушу мүмкүнзаматта. Мындай тыянак Эйнштейндин салыштырмалуулук теориясына карама-каршы келет. Анда кыймылдын максималдуу ылдамдыгы жарыкка гана мүнөздүү деп айтылат - секундасына үч жүз миң километр. Маалыматтын мындай өткөрүлүшү физикалык телепортациянын болушуна мүмкүндүк берет.
Дүйнөдөгү бардык нерсе, анын ичинде материя да маалымат. Мындай жыйынтыкка кванттык физиктер келишти. 2008-жылы теориялык маалымат базасына таянып, кванттык чырмалууну жөн көз менен көрүүгө мүмкүн болгон.
Бул дагы бир жолу биздин улуу ачылыштардын босогосунда экенибизди айгинелейт - мейкиндикте жана убакытта кыймыл. Ааламдагы убакыт дискреттүү, ошондуктан эбегейсиз аралыктар боюнча көз ирмемдик кыймыл ар кандай убакыт тыгыздыгына (Эйнштейн, Бор гипотезаларынын негизинде) кирүүгө мүмкүндүк берет. Балким, келечекте ал бүгүнкү уюлдук телефон сыяктуу реалдуулукка айланат.
Этердинамика жана кванттык чырмалыш
Айрым алдыңкы илимпоздордун пикири боюнча, кванттык чырмалыш мейкиндиктин кандайдыр бир эфир – кара зат менен толгондугу менен түшүндүрүлөт. Ар кандай элементардык бөлүкчө, биз билгендей, толкун жана корпускула (бөлүкчө) түрүндө болот. Кээ бир илимпоздор бардык бөлүкчөлөр кара энергиянын "канвасында" бар деп эсептешет. Муну түшүнүү оңой эмес. Келгиле, аны башка жол менен чечүүгө аракет кылалы – ассоциация ыкмасы.
Өзүңүздү жээкте элестетиңиз. Жеңил жел жана бир аз жел. толкундарды көрүп жатасызбы? Ал эми алыста бир жерде, күндүн нурларынын чагылышында парустук кайык көрүнөт.
Кеме биздин элементардык бөлүкчөбүз болот, ал эми деңиз эфир (караңгы) болот.энергия). Деңиз көрүнгөн толкундар жана суу тамчылары түрүндө кыймылда болушу мүмкүн. Ошол сыяктуу эле, бардык элементардык бөлүкчөлөр жөн гана деңиз (анын ажырагыс бөлүгү) же өзүнчө бир бөлүкчө - тамчы болушу мүмкүн.
Бул жөнөкөйлөштүрүлгөн мисал, баары бир аз татаалыраак. Байкоочунун катышуусу жок бөлүкчөлөр толкун формасында жана туруктуу жайгашкан жери жок.
Ак желкендүү кайык өзгөчө объект болуп саналат, ал деңиз суунун үстүнкү бетинен жана түзүлүшүнөн айырмаланат. Ошол сыяктуу эле, энергия океанында дүйнөнүн материалдык бөлүгүн түзгөн бизге белгилүү болгон күчтөрдүн көрүнүшү катары кабыл ала турган "чокулар" бар.
Микродүйнө өз мыйзамдары менен жашайт
Элементардык бөлүкчөлөрдүн толкун формасында экендигин эске алсак, кванттык чырмалуунун принциби түшүнүлөт. Белгилүү бир жайгашкан жери жана өзгөчөлүктөрү жок, эки бөлүкчө тең энергия океанында. Байкоочу пайда болгон учурда толкун тийүүгө мүмкүн болгон объектке "айланат". Экинчи бөлүкчө тең салмактуулук системасын байкап, карама-каршы касиеттерге ээ болот.
Сүрөттөлгөн макала кванттык дүйнөнү кеңири илимий сүрөттөөгө багытталган эмес. Жөнөкөй адамдын түшүнүү жөндөмү берилген материалды түшүнүү мүмкүнчүлүгүнө негизделет.
Бөлүкчөлөр физикасы элементардык бөлүкчөнүн спининин (айланышынын) негизинде кванттык абалдардын чырмалышын изилдейт.
Илимий тил (жөнөкөйлөштүрүлгөн) - кванттык чырмалыш ар кандай айлануулар менен аныкталат. ATОбъекттерге байкоо жүргүзүү процессинде окумуштуулар эки гана айлануу болушу мүмкүн экенин көрүштү - бойлото жана туурасынан. Кызык жери, башка позицияларда бөлүкчөлөр байкоочуга "поза бербейт".
Жаңы гипотеза - дүйнөгө жаңы көз караш
Микрокосмосту - элементардык бөлүкчөлөр мейкиндигин изилдөө көптөгөн гипотезаларды жана божомолдорду жаратты. Кванттык чырмалуунун таасири окумуштууларды кандайдыр бир кванттык микролаттиканын бар экендиги жөнүндө ойлонууга түрттү. Алардын ою боюнча, ар бир түйүндө – кесилишкен чекитте – квант бар. Бардык энергия интегралдык тор болуп саналат жана бөлүкчөлөрдүн көрүнүшү жана кыймылы тордун түйүндөрү аркылуу гана мүмкүн.
Мындай тордун "терезесинин" өлчөмү өтө кичинекей жана заманбап жабдууларды өлчөө мүмкүн эмес. Бирок бул гипотезаны ырастоо же жокко чыгаруу үчүн окумуштуулар мейкиндик кванттык торчодогу фотондордун кыймылын изилдөөнү чечишкен. Жыйынтык: фотон түз же зигзагдарда кыймылдай алат - тордун диагоналы боюнча. Экинчи учурда, көбүрөөк аралыкты басып өтүп, ал көбүрөөк энергия коротот. Демек, ал түз сызыкта кыймылдаган фотондон башкача болот.
Балким, убакыттын өтүшү менен биз мейкиндик кванттык торчодо жашап жатканыбызды билебиз. Же бул божомол туура эмес болушу мүмкүн. Бирок, бул торчолордун бар болуу мүмкүнчүлүгүн көрсөткөн кванттык чырмалуунун принциби.
Жөнөкөй сөз менен айтканда, гипотетикалык мейкиндик «кубунда» бир жүздүн аныктамасы экинчисине так карама-каршы мааниге ээ. Бул мейкиндиктин түзүлүшүн сактоо принциби -убакыт.
Эпилог
Кванттык физиканын сыйкырдуу жана сырдуу дүйнөсүн түшүнүү үчүн илимдин акыркы беш жүз жылдагы жүрүшүнө кылдаттык менен көз салуу керек. Мурда Жер шар формасында эмес, жалпак болчу. Себеби анык: анын формасын тегерек кылып алсаңыз, анда суу жана адамдар туруштук бере албайт.
Биз көрүп тургандай, көйгөй бардык аракеттеги күчтөрдүн толук көз карашы жок болгон учурда болгон. Заманбап илимде кванттык физиканы түшүнүү үчүн бардык аракеттеги күчтөрдүн көрүнүшү жок болушу мүмкүн. Көз караштагы боштуктар карама-каршылыктардын жана парадокстордун системасын пайда кылат. Балким, кванттык механиканын сыйкырдуу дүйнөсүндө бул суроолорго жооп бар.
