Vek kvantne mehanike dovodi u pitanje fundamentalnu prirodu stvarnosti

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
Začeta na prelazu iz 20. veka, a zatim se pojavila u svom punom obliku sredinom 1920-ih, kvantna mehanika je matematika koja objašnjava materiju. To je teorija za opisivanje fizike mikrosveta, gde atomi i molekuli u interakciji stvaraju svet ljudskog iskustva. I to je u srcu svega zbog čega je vek koji je tek prošao tako dramatično za razliku od veka koji mu je prethodio.

Od mobilnih telefona do superkompjutera, DVD-a do pdf-a, kvantna fizika je podstakla današnju ekonomiju zasnovanu na elektronici, transformišući trgovinu, komunikaciju i zabavu.

Ali kvantna teorija je naučila naučnike mnogo više od toga kako da naprave kompjuterske čipove. Učilo je da stvarnost nije onakva kakva se čini...

011522_sn100-quantum_feat2-800x450.jpg
 
Poruka
9.511
Začeta na prelazu iz 20. veka, a zatim se pojavila u svom punom obliku sredinom 1920-ih, kvantna mehanika je matematika koja objašnjava materiju. To je teorija za opisivanje fizike mikrosveta, gde atomi i molekuli u interakciji stvaraju svet ljudskog iskustva. I to je u srcu svega zbog čega je vek koji je tek prošao tako dramatično za razliku od veka koji mu je prethodio.

Od mobilnih telefona do superkompjutera, DVD-a do pdf-a, kvantna fizika je podstakla današnju ekonomiju zasnovanu na elektronici, transformišući trgovinu, komunikaciju i zabavu.

Ali kvantna teorija je naučila naučnike mnogo više od toga kako da naprave kompjuterske čipove. Učilo je da stvarnost nije onakva kakva se čini...

Pogledajte prilog 1084529

Istina, no sad se prvi put postavlja ozbiljno pitanje oko mu G2.....

 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
evo čitam malo po internetu...

Kvantna revolucija

Otkriće kvantne neizvesnosti bilo je ono što je prvo impresioniralo svet dubinom kvantne revolucije. Nemački fizičar Verner Hajzenberg je 1927. godine zaprepastio naučnu zajednicu otkrićem da deterministička uzročno-posledična fizika nije uspela kada se primeni na atome. Bilo je nemoguće, zaključio je Hajzenberg, izmeriti i lokaciju i brzinu subatomske čestice u isto vreme. Ako ste jedno precizno izmerili, ostala je izvesna neizvesnost za drugi.

„Čestica može imati tačno mesto ili tačnu brzinu, ali ne može imati i jedno i drugo“, kako je objavljeno 1929. godine Science News Letter, prethodnik Science News-a. „Grubo rečeno, nova teorija smatra da slučajnost vlada fizičkim svetom .” Hajzenbergov princip neizvesnosti „predodređen je da revolucioniše ideje univerzuma koje drže naučnici i laici u još većoj meri od Ajnštajnove relativnosti.

011522_sn100-quantum_heisenberg-671x450.jpg
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
Hajzenbergov proboj bio je kulminacija serije kvantnih iznenađenja.

Prvo je došlo do otkrića nemačkog fizičara Maksa Planka, 1900. godine, da se svetlost i drugi oblici zračenja mogu apsorbovati ili emitovati samo u diskretnim paketima, koje je Plank nazvao kvanti.

Nekoliko godina kasnije Albert Ajnštajn je tvrdio da svetlost takođe putuje kroz svemir kao paketi, ili čestice, kasnije nazvane fotoni. Mnogi fizičari su odbacili takve rane kvantne tragove kao beznačajne.

Ali 1913. danski fizičar Niels Bor koristio je kvantnu teoriju da objasni strukturu atoma. Ubrzo je svet shvatio da stvarnost treba preispitati.
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
Do 1921. svest o kvantnoj revoluciji je počela da se širi van granica konferencija o fizici. Te godine, Science News Bulletin, prva iteracija časopisa Science News, distribuirao je ono što se „verovalo da je prvo popularno objašnjenje“ kvantne teorije zračenja, koje je dao američki fizički hemičar Vilijam D. Harkins.

On je proglasio da je kvantna teorija „od mnogo praktičnijeg značaja“ od teorije relativnosti.

„Pošto se bavi odnosima između materije i zračenja“, napisao je Harkins, kvantna teorija „je od fundamentalnog značaja u vezi sa skoro svim procesima koje poznajemo“. Elektricitet, hemijske reakcije i način na koji materija reaguje na toplotu zahtevaju kvantno-teorijska objašnjenja.

Što se tiče atoma, tradicionalna fizika tvrdi da se atomi i njihovi delovi mogu kretati „na veliki broj različitih načina“, rekao je Harkins. Ali kvantna teorija tvrdi da „od svih stanja kretanja (ili načina kretanja) propisanih starijom teorijom, samo se određeni broj zaista javlja. Dakle, događaji za koje se ranije verovalo da se „dešavaju kao kontinuirani procesi, zapravo se dešavaju u koracima“.
 

bmaxa

Elita
Poruka
18.848
ne znam, no mislim, nakon dugih naklapanja s kolegama, da fundamentalnu fiziku tek čeka novi prevrat.
Kvatna je pojmovno bila gotova oko 1930, više manje.

Nespojiva je s OTR.

Trebat će tu nešto bitno novo....
Fizika je u krizi od tada, jer fizika malog se ne slaze sa fizikom velikog. Mnoge su teorije pokusane, ali to mozes da dokazes ko sto Bibliju mozes da dokazes :P
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
Ali 1921. kvantna fizika je ostala embrionalna. Neke od njegovih implikacija su bile uočene, ali je njegov pun oblik ostao nerazvijen do detalja.

Hajzenberg je 1925. godine prvi transformisao zagonetnu zbrku tragova u koherentnu matematičku sliku. Njegov odlučujući napredak je bio razvoj načina za predstavljanje energija elektrona u atomima koristeći matričnu algebru. Uz pomoć nemačkih fizičara Maksa Borna i Paskuala Džordana, Hajzenbergova matematika je postala poznata kao matrična mehanika.

Ubrzo nakon toga, austrijski fizičar Ervin Šredinger razvio je konkurentnu jednačinu za energiju elektrona, posmatrajući navodne čestice kao talase opisane matematičkom talasnom funkcijom. Ispostavilo se da je Šredingerova „talasna mehanika” matematički ekvivalentna Hajzenbergovom pristupu zasnovanom na česticama, a „kvantna mehanika” je postala opšti termin za matematiku koja opisuje sve subatomske sisteme.
 
Poruka
9.511
Ali 1921. kvantna fizika je ostala embrionalna. Neke od njegovih implikacija su bile uočene, ali je njegov pun oblik ostao nerazvijen do detalja.

Hajzenberg je 1925. godine prvi transformisao zagonetnu zbrku tragova u koherentnu matematičku sliku. Njegov odlučujući napredak je bio razvoj načina za predstavljanje energija elektrona u atomima koristeći matričnu algebru. Uz pomoć nemačkih fizičara Maksa Borna i Paskuala Džordana, Hajzenbergova matematika je postala poznata kao matrična mehanika.

Ubrzo nakon toga, austrijski fizičar Ervin Šredinger razvio je konkurentnu jednačinu za energiju elektrona, posmatrajući navodne čestice kao talase opisane matematičkom talasnom funkcijom. Ispostavilo se da je Šredingerova „talasna mehanika” matematički ekvivalentna Hajzenbergovom pristupu zasnovanom na česticama, a „kvantna mehanika” je postala opšti termin za matematiku koja opisuje sve subatomske sisteme.
ne da mi se da prevodim što sam napisao na eng...no stojim za tog

For me, Schrodinger’s wave function remains the biggest mystery in physics.
He virtually invented “something”. Of course, others like Klein and Gordon were dabbling in similar stuff, but wave function remains a mystery. Something out of blue.
Historically, all concepts we use in physics, for instance mass, momentum, energy, force… have always been something empirical we got used to, and then the founders of modern mechanics had mathematically defined them. But- that was a mathematization & precise formulation of something rooted in human experience,mental processes & speech. Further development of classical mechanics (Lagrange, Jacobi, Hamilton, Poisson) was expansion & a more abstract formulation of that old stuff. Abstraction based on human, empirical experience of the world.
But, with this wave function- it is another cup of tea. First they thought it was a wave of matter, which is, from the empirical point of view, acceptable. But it turned out to be something wrong & Born finally came with this probability wave interpretation. Sure it works. But- what the heck is a “probability wave”? It is as meaningful as the big bang, time point zero, i.e.- nothing.
All other generalizations (universal wave function, Everett, Hawking,…) are just upgrading something which is, essentially- incomprehensible.
I have no problem with multiverse, cosmic landscape, holographic principle, ..- all of them are mentally-intuitively acceptable &, when you consider them, not something cognitively spectacular.
But Schrodinger’s wave function is, for me, something incomprehensible. I don’t get how he got it.
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
ne da mi se da prevodim što sam napisao na eng...no stojim za tog

For me, Schrodinger’s wave function remains the biggest mystery in physics.
He virtually invented “something”. Of course, others like Klein and Gordon were dabbling in similar stuff, but wave function remains a mystery. Something out of blue.
Historically, all concepts we use in physics, for instance mass, momentum, energy, force… have always been something empirical we got used to, and then the founders of modern mechanics had mathematically defined them. But- that was a mathematization & precise formulation of something rooted in human experience,mental processes & speech. Further development of classical mechanics (Lagrange, Jacobi, Hamilton, Poisson) was expansion & a more abstract formulation of that old stuff. Abstraction based on human, empirical experience of the world.
But, with this wave function- it is another cup of tea. First they thought it was a wave of matter, which is, from the empirical point of view, acceptable. But it turned out to be something wrong & Born finally came with this probability wave interpretation. Sure it works. But- what the heck is a “probability wave”? It is as meaningful as the big bang, time point zero, i.e.- nothing.
All other generalizations (universal wave function, Everett, Hawking,…) are just upgrading something which is, essentially- incomprehensible.
I have no problem with multiverse, cosmic landscape, holographic principle, ..- all of them are mentally-intuitively acceptable &, when you consider them, not something cognitively spectacular.
But Schrodinger’s wave function is, for me, something incomprehensible. I don’t get how he got it.
Prevešću ja, lakše je za praćenje...

Za mene, Šredingerova talasna funkcija ostaje najveća misterija u fizici.

On je praktično izmislio „nešto“. Naravno, drugi poput Klajna i Gordona su se bavili sličnim stvarima, ali talasna funkcija ostaje misterija. Nešto iz vedra neba.
Istorijski gledano, svi koncepti koje koristimo u fizici, na primer masa, impuls, energija, sila... uvek su bili nešto empirijsko na šta smo navikli, a potom su ih osnivači moderne mehanike matematički definisali. Ali- to je bila matematiizacija i precizna formulacija nečega ukorenjenog u ljudskom iskustvu, mentalnim procesima i govoru. Dalji razvoj klasične mehanike (Lagranž, Jakobi, Hamilton, Poason) bio je proširenje i apstraktnija formulacija te stare stvari. Apstrakcija zasnovana na ljudskom, empirijskom iskustvu sveta.

Ali, sa ovom funkcijom talasa - to je još jedna šolja čaja. Prvo su mislili da je to talas materije, što je, sa empirijske tačke gledišta, prihvatljivo. Ali ispostavilo se da nešto nije u redu i Born je konačno došao sa ovom interpretacijom talasa verovatnoće. Naravno da radi. Ali- šta je dođavola „talas verovatnoće“? Značajan je kao i veliki prasak, vremenska tačka nula, odnosno ništa.

Sve ostale generalizacije (univerzalna talasna funkcija, Everett, Hoking,...) samo su nadograđivanja nečega što je u suštini – neshvatljivo.
Nemam problem sa multiverzumom, kosmičkim pejzažom, holografskim principom, ..- svi oni su mentalno-intuitivno prihvatljivi i, kada ih uzmete u obzir, nisu nešto kognitivno spektakularno.

Ali Šredingerova talasna funkcija je, za mene, nešto neshvatljivo. Ne razumem kako je to dobio.
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
Nije bilo jasno kako bi pristup koji zamišlja elektrone kao čestice mogao biti ekvivalentan onom za koji se pretpostavlja da su elektroni talasi. Bor, koji se do tada smatrao najistaknutijim svetskim atomskim fizičarima, duboko je razmišljao o ovom pitanju i do 1927. došao do novog stanovišta koje je nazvao komplementarnost.

Bor je tvrdio da su pogledi na čestice i talase komplementarni; oba su bila neophodna za potpuni opis subatomskih pojava. Da li je "čestica" - recimo, elektron - pokazala svoju talasnu ili čestičnu prirodu zavisilo je od eksperimentalne postavke koja je posmatra. Aparat dizajniran da pronađe česticu pronašao bi česticu; aparat za otkrivanje talasnog ponašanja bi pronašao talas.

Otprilike u isto vreme, Hajzenberg je izveo svoj princip neizvesnosti. Kao što talas i čestica nisu mogli da se posmatraju u istom eksperimentu, tako ni položaj i brzina ne mogu biti precizno izmereni u isto vreme. Kako je fizičar Volfgang Pauli prokomentarisao: „Sada postaje dan u kvantnoj teoriji.

Ali kvantna avantura je zapravo tek počela.
 

Scott Isle

Poznat
Poruka
9.093
Prevešću ja, lakše je za praćenje...

Za mene, Šredingerova talasna funkcija ostaje najveća misterija u fizici.

On je praktično izmislio „nešto“. Naravno, drugi poput Klajna i Gordona su se bavili sličnim stvarima, ali talasna funkcija ostaje misterija. Nešto iz vedra neba.

Nije iz vedra neba, nego iz postojecih jednacina za ocuvanje energije i za ocuvanje impulsa. Nije bilo Njutnove jabuke i proizvoljne sile kad je Ajnstajn proucavao svjetlost na kvantnim prostorima, nema stolice i drveta. Moras poceti od necega. I tako i Srodinger, njegova jednacina je direktna matematicka posljedica postojecih jednacina za ocuvanje impulsa i energije, a to je ono sto znamo, uslovno receno.
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
Mnogi fizičari, među njima i Ajnštajn, žalili su zbog implikacija Hajzenbergovog principa neizvesnosti. Njegovo uvođenje 1927. godine eliminisalo je mogućnost preciznog predviđanja ishoda atomskih posmatranja.

Kao što je Born pokazao, mogli ste samo da predvidite verovatnoće za različite moguće ishode, koristeći proračune zasnovane na talasnoj funkciji koju je Šredinger uveo.

Ajnštajn je čuveno uzvratio da ne može da veruje da će Bog igrati kockice sa univerzumom.

Još gore, po Ajnštajnovom mišljenju, dualnost talasa i čestica koju je opisao Bor implicira da fizičar može da utiče na stvarnost tako što će odlučiti koju vrstu merenja da izvrši. Sigurno je, verovao je Ajnštajn, stvarnost postojala nezavisno od ljudskih posmatranja.

Po tom pitanju, Bor je angažovao Ajnštajna u nizu diskusija koje su postale poznate kao Bor-Ajnštajn debata, kontinuirani dijalog koji je došao do vrhunca 1935. Te godine je Ajnštajn, sa saradnicima Natanom Rozenom i Borisom Podolskim, opisao misaoni eksperiment koji navodno pokazuje da kvantna mehanika ne može biti potpuna teorija stvarnosti.

011522_sn100-quantum_einstein-bohr-628x450.jpg
 
Poslednja izmena:

bmaxa

Elita
Poruka
18.848
Mnogi fizičari, među njima i Ajnštajn, žalili su zbog implikacija Hajzenbergovog principa neizvesnosti. Njegovo uvođenje 1927. godine eliminisalo je mogućnost preciznog predviđanja ishoda atomskih posmatranja.

Kao što je Born pokazao, mogli ste samo da predvidite verovatnoće za različite moguće ishode, koristeći proračune zasnovane na talasnoj funkciji koju je Šredinger uveo.

Ajnštajn je čuveno uzvratio da ne može da veruje da će Bog igrati kockice sa univerzumom.

Još gore, po Ajnštajnovom mišljenju, dualnost talasa i čestica koju je opisao Bor implicira da fizičar može da utiče na stvarnost tako što će odlučiti koju vrstu merenja da izvrši. Sigurno je, verovao je Ajnštajn, stvarnost postojala nezavisno od ljudskih posmatranja.
Ajnstajn je bio materijalista pa je razumljivo. Posledica toga da posmatrac utice na posmatrano je da umom mozemo uticati na realnost.
 

Scott Isle

Poznat
Poruka
9.093
Bitno otkrice je Ejnstajnova eksperimentalna formula E=hf, energija "cestice," E gdje je h Plankova konstanta i f je frekvencija, dakle vrijeme. Konstanta i vrijeme. Iz toga proizilazi za recimo stajace oscilatore sto su cestice u atomu, proizilazi redukovana plankova konstanta h/2pi. I sa obrtnom frekvencijom w=2*pi*f, dobijes E = w * h/2pi. I to h/2pi je kvantizovano zbog pi, energija postoji kod stajacih cestica samo na odredjenim kvantnim razdaljinama h/2pi, energija je kvantizovana na prostoru velicine atoma.
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
U kratkom rezimeu u Science News Letter-u u maju 1935. Podolski je objasnio da kompletna teorija mora uključivati matematički „parnjak za svaki element fizičkog sveta“.

Drugim rečima, trebalo bi da postoji kvantna talasna funkcija za svojstva svakog fizičkog sistema. Ipak, ako dva fizička sistema, od kojih je svaki opisan talasnom funkcijom, stupe u interakciju, a zatim se razlete, „kvantna mehanika... nam ne omogućava da izračunamo talasnu funkciju svakog fizičkog sistema nakon razdvajanja“. (U tehničkom smislu, ova dva sistema postaju „zapetljana“, termin koji je skovao Šredinger.)

Dakle, kvantna matematika ne može da opiše sve elemente stvarnosti i stoga je nepotpuna.
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
Bor je ubrzo odgovorio, kao što je objavljeno u Science News Letter-u u avgustu 1935. On je izjavio da je Ajnštajn i kriterijumi njegovih kolega za fizičku stvarnost dvosmisleni u kvantnim sistemima.

Ajnštajn, Podolski i Rozen su pretpostavili da sistem (recimo elektron) poseduje određene vrednosti za određena svojstva (kao što je njegov impuls) pre nego što su te vrednosti izmerene.

Kvantna mehanika, objasnio je Bor, sačuvala je različite moguće vrednosti za osobine čestice dok se jedna od njih ne izmeri. Ne biste mogli pretpostaviti postojanje „elementa stvarnosti“ bez specificiranja eksperimenta za njegovo merenje.
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
Ajnštajn nije popustio. On je priznao da je princip neizvesnosti ispravan u odnosu na ono što je vidljivo u prirodi, ali je insistirao da neki nevidljivi aspekt stvarnosti ipak određuje tok fizičkih događaja.

Početkom 1950-ih, fizičar Dejvid Bom razvio je takvu teoriju „skrivenih varijabli“ koja je vratila determinizam u kvantnu fiziku, ali nije dao predviđanja koja bi se razlikovala od standardne matematike kvantne mehanike.

Ajnštajn nije bio impresioniran Bohmovim naporom. „Taj način mi se čini previše jeftin“, napisao je Ajnštajn Bornu, svom doživotnom prijatelju.
 

Sensei

Buduća legenda
Moderator
Poruka
33.565
Ajnštajn je umro 1955, Bor 1962, ne popuštajući jednom drugom.

U svakom slučaju, to je izgledalo kao nerešiv spor, jer bi eksperimenti davali iste rezultate u svakom slučaju.

Ali 1964. godine, fizičar Džon Stjuart Bel je izveo pametnu teoremu o zapletenim česticama, omogućavajući eksperimentima da ispitaju mogućnost skrivenih varijabli.

Počevši od 1970-ih, pa sve do danas, eksperiment za eksperimentom potvrđivao je standardna kvantnomehanička predviđanja. Sud prirode je odbacio Ajnštajnov prigovor.
 

Top
  Blokirali ste reklame
Dragi prijatelju, nemojte da blokirate reklame - isključite Ad Blocker na Forumu, jer će tako mesto vaših susreta na Krstarici ostati besplatno za korišćenje.