Кванттык механика ойлоп табылганга чейин болгон классикалык физика табиятты кадимки (макроскопиялык) масштабда сүрөттөйт. Классикалык физикадагы теориялардын көбүн биз көнүп калган масштабда иштеген жакындаштыруулар катары чыгарууга болот. Кванттык физика (ал кванттык механика да) классикалык илимден энергия, импульс, бурчтук импульс жана башка кошулган системанын чоңдуктары дискреттик маанилер (квантташтыруу) менен чектелиши менен айырмаланат. Объекттер бөлүкчө түрүндө да, толкун түрүндө да өзгөчө мүнөздөмөлөргө ээ (толкун бөлүкчөлөрүнүн коштугу). Ошондой эле бул илимде чоңдуктарды өлчөөгө боло турган тактыктын чеги бар (белгисиздик принциби).
Так илимдерде кванттык физика пайда болгондон кийин кандайдыр бир революция болуп, мурда талашсыз чындык деп эсептелген бардык эски мыйзамдарды кайра карап чыгууга жана талдоого мүмкүнчүлүк түздү деп айтууга болот. Бул жакшыбы же жаманбы? Балким, жакшы нерсе, анткени чыныгы илим эч качан токтоп калбашы керек.
Бирок «кванттык революция» болуп калдыэски мектептин физиктери үчүн кандайдыр бир сокку, алар мурда ишенип келген нерселер тез арада кайра карап чыгууга жана жаңы реалдуулукка ыңгайлашууга муктаж болгон жаңылыштык жана архаикалык теориялардын жыйындысы болуп калганы менен келишүүгө аргасыз болгон.. Көпчүлүк физиктер белгилүү илим жөнүндөгү бул жаңы идеяларды шыктануу менен кабыл алып, аны изилдөөгө, өнүктүрүүгө жана ишке ашырууга салым кошушкан. Бүгүнкү күндө кванттык физика бүтүндөй илимдин динамикасын аныктайт. Анын аркасында заманбап эксперименталдык долбоорлор (Чоң Адрон Коллайдери сыяктуу) пайда болду.
Ачылуу
Кванттык физиканын негиздери жөнүндө эмне айтууга болот? Ал 1900-жылы Макс Планктын чечими жана көптөгөн илимий маселелердин нурлануу проблемасына мамилеси, 1905-жылдагы эмгектеги энергия менен жыштыктын дал келиши сыяктуу классикалык физика менен айкалыштырууга мүмкүн болбогон кубулуштарды түшүндүрүүгө багытталган ар кандай теориялардан акырындык менен пайда болгон. Фотоэффекттерди түшүндүргөн Альберт Эйнштейн тарабынан. Кванттык физиканын алгачкы теориясы 1920-жылдардын орто ченинде Эрвин Шредингер, Вернер Гейзенберг, Макс Борн жана башкалар тарабынан кылдат кайра каралып чыккан. Азыркы теория ар кандай атайын иштелип чыккан математикалык концепцияларда түзүлгөн. Алардын биринде арифметикалык функция (же толкун функциясы) импульстун жайгашуу ыктымалдыгынын амплитудасы жөнүндө толук маалымат берет.
Муляждар үчүн кванттык физиканын негиздери
Толкунду илимий изилдөөЖарыктын маңызы мындан 200 жыл мурун, ошол кездеги улуу жана таанымал окумуштуулар өздөрүнүн эксперименталдык байкоолорунун негизинде жарык теориясын сунуштап, иштеп чыгып, далилдеген мезгилден башталган. Алар муну толкун деп аташкан.
1803-жылы атактуу англиялык окумуштуу Томас Янг өзүнүн атактуу кош экспериментин жүргүзүп, анын натыйжасында «Жарык жана түстүн табияты жөнүндө» аттуу атактуу эмгегин жазган, ал жөнүндө заманбап идеяларды калыптандырууда зор роль ойногон. бул тааныш көрүнүштөр. Бул эксперимент бул теорияны жалпы кабыл алууда чоң роль ойноду.
Мындай эксперименттер көп учурда ар кандай китептерде сүрөттөлөт, мисалы, "Мукандар үчүн кванттык физиканын негиздери". Элементардык бөлүкчөлөрдүн ылдамдашы менен заманбап эксперименттер, мисалы, Чоң Адрон Коллайдеринде (кыскача LHC) Хиггс бозонун издөө көптөгөн таза теориялык кванттык теориялардын практикалык ырастоосун табуу үчүн так жүргүзүлөт.
Тарых
1838-жылы Майкл Фарадей бүткүл дүйнөнү кубантып, катод нурларын ачкан. Бул сенсациялуу изилдөөлөрдөн кийин Густав Кирхгофтун «кара дене» (1859) деп аталган радиация проблемасы жөнүндөгү билдирүүсү, ошондой эле Людвиг Больцмандын ар кандай физикалык системанын энергетикалык абалдары да болушу мүмкүн деген атактуу божомолу менен коштолду. дискреттүү болуу (1877). Кийинчерээк Макс Планк (1900) тарабынан иштелип чыккан кванттык гипотеза пайда болгон. Ал кванттык физиканын негиздеринин бири болуп эсептелет. Планктын тайманбас гипотезасы, энергия дискреттик «кванттарда» чыгарылып да, жутулушу да мүмкүн.(же энергия пакеттери) кара дененин нурлануусунун байкалган үлгүлөрүнө так дал келет.
Дүйнөлүк атактуу Альберт Эйнштейн кванттык физикага чоң салым кошкон. Кванттык теориялардан таасирленип, ал өзүнүн теориясын иштеп чыккан. Салыштырмалуулуктун жалпы теориясы - ушундай деп аталат. Кванттык физикадагы ачылыштар да атайын салыштырмалуулук теориясынын өнүгүшүнө таасирин тийгизген. Көптөгөн илимпоздор өткөн кылымдын биринчи жарымында Эйнштейндин сунушу менен бул илимди изилдей башташкан. Ал кезде алдыңкы сапта турган, баары жактырчу, баары кызыгышат. Таң калыштуу эмес, анткени ал классикалык физика илиминде көптөгөн "тешиктерди" жапты (бирок ал жаңыларын да жаратты), убакыт саякатына, телекинезге, телепатияга жана параллелдүү дүйнөлөргө илимий негиздеме сунуш кылды.
Байкоочунун ролу
Бардык окуя же абал түздөн-түз байкоочудан көз каранды. Демейде так илимдерден алыс адамдарга кванттык физиканын негиздери ушундайча кыскача түшүндүрүлөт. Бирок, чындык алда канча татаал.
Бул кылымдар бою адамдардын айланасындагы окуяларга таасир этүү жөндөмдүүлүгүн талап кылган көптөгөн оккульттук жана диний салттарга толук дал келет. Кандайдыр бир деңгээлде бул экстрасенсордук кабылдоону илимий жактан түшүндүрүүгө да негиз болуп саналат, анткени азыр адам (байкоочу) физикалык окуяларга ойдун күчү менен таасир эте алат деген кеп сандырактай көрүнбөйт.
Байкалуучу окуянын же объекттин ар бир өздүк абалы дал келетбайкоочунун өздүк вектору. Оператордун (байкоочунун) спектри дискреттүү болсо, байкалган объект дискреттүү өздүк маанилерге гана жете алат. Башкача айтканда, байкоо объектиси, ошондой эле анын мүнөздөмөлөрү дал ушул оператор тарабынан толугу менен аныкталат.
Татаал сөздөр менен кванттык физиканын негиздери
Кадимки классикалык механикадан (же физикадан) айырмаланып, позиция жана импульс сыяктуу конъюгациялык өзгөрмөлөргө бир убакта болжолдоо мүмкүн эмес. Мисалы, электрондор (белгилүү бир ыктымалдуулук менен) болжол менен мейкиндиктин белгилүү бир аймагында жайгашышы мүмкүн, бирок алардын математикалык так абалы иш жүзүндө белгисиз.
Көбүнчө "булуттар" деп аталган туруктуу ыктымалдык тыгыздыктын контурлары электрондун кайсы жерде болушу мүмкүн экенин концептуалдаштыруу үчүн атомдун ядросунун айланасына тартылышы мүмкүн. Гейзенбергдин белгисиздик принциби бөлүкчөнүн конъюгациялык импульсун эске алуу менен анын ордун так аныктоо мүмкүн эместигин далилдейт. Бул теориянын кээ бир моделдери абстракттуу эсептөө мүнөзүнө ээ жана колдонулуучу маанини билдирбейт. Бирок алар көбүнчө субатомдук бөлүкчөлөрдүн деңгээлиндеги татаал өз ара аракеттенишүүнү жана башка тымызын нерселерди эсептөө үчүн колдонулат. Кошумчалай кетсек, физиканын бул тармагы илимпоздорго көптөгөн ааламдардын реалдуу жашоо мүмкүнчүлүгүн болжолдоого мүмкүндүк берген. Балким, биз аларды жакында көрө алабыз.
Толкун функциялары
Кванттык физиканын мыйзамдары өтө көлөмдүү жана ар түрдүү. менен кесилишеттолкун функциялары жөнүндө түшүнүк. Кээ бир өзгөчө толкун функциялары, мисалы, энергиянын стационардык абалында, толкун функциясына карата убакыт жоголуп жаткандай көрүнгөндө, табиятынан туруктуу же убакыттан көз каранды эмес ыктымалдыктардын жайылышын жаратат. Бул кванттык физиканын негизги эффекттеринин бири. Кызык факты – бул адаттан тыш илимде убакыт феномени түп-тамырынан бери кайра каралып чыккан.
Пертурбация теориясы
Бирок, кванттык физикада формулалар жана теориялар менен иштөө үчүн керектүү чечимдерди иштеп чыгуунун бир нече ишенимдүү жолдору бар. Мындай ыкмалардын бири, адатта, "турбалоо теориясы" деп аталат, элементардык кванттык механикалык модель үчүн аналитикалык натыйжаны колдонот. Ал жөнөкөй моделге байланыштуу дагы татаал моделди иштеп чыгуу үчүн эксперименттердин натыйжаларын алып келүү үчүн түзүлгөн. Рекурсия ушундай болот.
Бул ыкма өзгөчө кванттык хаос теориясында маанилүү, ал микроскопиялык реалдуулуктагы ар кандай окуяларды чечмелөө үчүн абдан популярдуу.
Эрежелер жана мыйзамдар
Кванттык механиканын эрежелери негизги болуп саналат. Алар системанын жайылтуу мейкиндиги таптакыр фундаменталдуу деп ырасташат (анын чекиттүү продукты бар). Дагы бир билдирүү, бул система тарабынан байкалган эффекттер ошол эле учурда дал ушул чөйрөдөгү векторлорго таасир этүүчү өзгөчө операторлор болуп саналат. Бирок алар бизге кайсы Гильберт мейкиндигинде же кайсы операторлор бар экенин айтышпайтушул учур. Алар кванттык системанын сандык сүрөттөмөсүн берүү үчүн ылайыктуу түрдө тандалышы мүмкүн.
Мааниси жана таасири
Бул адаттан тыш илимдин башынан эле кванттык механиканы изилдөөнүн көптөгөн антиинтуитивдик аспектилери жана натыйжалары катуу философиялык талаш-тартыштарды жана көптөгөн интерпретацияларды жаратты. Ар кандай амплитудаларды жана ыктымалдык бөлүштүрүүнү эсептөө эрежелери сыяктуу фундаменталдык суроолор да коомчулуктун жана көптөгөн алдыңкы окумуштуулардын урматтоосуна татыктуу.
Мисалы, Ричард Фейнман бир жолу окумуштуулардын эч кимиси кванттык механиканы такыр түшүнөөрүнө такыр ишенбегенин капалуу түрдө айткан. Стивен Вайнбергдин айтымында, учурда бардыгына ылайыктуу болгон кванттык механиканын чечмелөөсү жок. Бул илимпоздор өздөрү толук түшүнө албаган «желмогузду» жаратканынан кабар берет. Бирок бул бул илимдин актуалдуулугуна жана популярдуулугуна эч кандай зыян келтирбейт, бирок чындап эле татаал жана түшүнүксүз маселелерди чечүүнү каалаган жаш адистерди өзүнө тартат.
Мындан тышкары, кванттык механика Ааламдын объективдүү физикалык мыйзамдарын толук кайра карап чыгууга мажбур кылды, бул жакшы жаңылык.
Копенгаген чечмелөө
Бул чечмелөө боюнча, классикалык физикадан бизге белгилүү болгон себептүүлүктүн стандарттуу аныктамасынын кереги жок. Кванттык теорияларга ылайык, биз үчүн кадимки мааниде себептүүлүк такыр жок. Алардагы бардык физикалык кубулуштар эң кичине элементардын өз ара аракеттешүүсүнүн көз карашынан түшүндүрүлөтсубатомдук деңгээлдеги бөлүкчөлөр. Бул аймак, мүмкүн эместей көрүнгөнүнө карабастан, абдан келечектүү.
Кванттык психология
Кванттык физика менен адамдын аң-сезиминин ортосундагы байланыш жөнүндө эмне айтууга болот? Бул Роберт Антон Уилсон тарабынан 1990-жылы жазылган «Кванттык психология» китебинде эң сонун жазылган.
Китепте айтылган теория боюнча, мээбизде болуп жаткан процесстердин баары бул макалада айтылган мыйзамдарга байланыштуу. Башкача айтканда, бул кванттык физиканын теориясын психологияга ылайыкташтыруу аракетинин бир түрү. Бул теория пара-илимий деп эсептелет жана академиялык коомчулук тарабынан таанылган эмес.
Уилсондун китебинде анын гипотезасын аздыр-көптүр далилдеген ар кандай ыкмалардын жана практикалардын жыйындысы камтылгандыгы менен өзгөчөлөнөт. Кандай болбосун, окурман математикалык жана физикалык моделдерди гуманитардык илимдерге колдонуу аракетинин жашоого жарамдуулугуна ишенеби же жокпу, өзү чечиши керек.
Уилсондун китебин айрымдар мистикалык ой жүгүртүүнү актоо жана аны илимий жактан далилденген жаңы физикалык формулаларга байланыштыруу аракети катары кабыл алышкан. Бул өтө маанилүү эмес жана таң калыштуу иш 100 жылдан ашык убакыттан бери суроо-талапка ээ. Китеп дүйнө жүзү боюнча басылып, которулуп, окулат. Ким билет, балким кванттык механиканын өнүгүшү менен илимий коомчулуктун кванттык психологияга болгон мамилеси да өзгөрөт.
Тыянак
Жакында өзүнчө илимге айланган бул кереметтүү теориянын аркасында биз айлана-чөйрөнү изилдей алдыксубатомдук бөлүкчөлөрдүн деңгээлиндеги чындык. Бул мүмкүн болгон эң кичине деңгээл, биздин кабылдообузга таптакыр жетпейт. Физиктердин биздин дүйнө жөнүндө мурда билгендери шашылыш кайра карап чыгууну талап кылат. Албетте, баары макул. Ар кандай бөлүкчөлөр бири-бири менен акылга сыйбаган алыстыкта өз ара аракеттене алары айкын болду, биз аны татаал математикалык формулалар менен гана өлчөй алабыз.
Мындан тышкары, кванттык механика (жана кванттык физика) көптөгөн параллелдүү реалдуулуктардын, убакытта саякаттоолордун жана башка нерселердин тарых бою илимий фантастика катары гана каралышы мүмкүндүгүн далилдеди. Бул илимге гана эмес, адамзаттын келечегине да чоң салым экени талашсыз.
Дүйнөнүн илимий картинасын сүйүүчүлөр үчүн бул илим дос да, душман да болушу мүмкүн. Чындыгында, кванттык теория пара-илимий тема боюнча ар кандай спекуляциялар үчүн кеңири мүмкүнчүлүктөрдү ачат, бул буга чейин альтернативалуу психологиялык теориялардын биринин мисалында көрсөтүлгөн. Кээ бир заманбап оккультисттер, эзотериктер жана альтернативалуу диний жана руханий агымдардын жактоочулары (көбүнчө психокульттар) өздөрүнүн мистикалык теорияларынын, ишенимдеринин жана практикаларынын рационалдуулугун жана чындыгын негиздөө үчүн бул илимдин теориялык конструкцияларына кайрылышат.
Бул теоретиктердин жөнөкөй божомолдору жана абстракттуу математикалык формулалар чыныгы илимий революцияга алып келген жана мурда белгилүү болгон нерселердин баарын чийип салган жаңы илимди жараткан болуп көрбөгөндөй окуя. Кээ бирдаражасы, кванттык физика Аристотелдик логиканын мыйзамдарын жокко чыгарды, анткени ал "же-же" тандоодо дагы бир (жана балким бир нече) альтернатива бар экенин көрсөттү.
