Oglaševanje na portalu

Kvantna teorija polja. Kvantna fizika za telebane: bistvo v preprostih besedah. Tudi otrok bo razumel. Natančneje, še posebej otrok! To pravi kvantna teorija

Demonstracija, ki je ovrgla domneve velikega Isaaca Newtona o naravi svetlobe, je bila osupljivo preprosta. To "se lahko zlahka ponovi, kjer koli sije sonce," je angleški fizik Thomas Young povedal članom Kraljeve družbe v Londonu novembra 1803 in opisal, kar je zdaj znano kot eksperiment z dvojno režo ali Youngov poskus. Jung ni iskal težkih poti in iz svojih izkušenj ni delal bavbava. Preprosto se je domislil elegantnega in odločnega poskusa, s katerim je pokazal valovno naravo svetlobe z uporabo običajnih materialov, s čimer je ovrgel Newtonovo teorijo, da je svetloba sestavljena iz korpusk ali delcev.

Jungova izkušnja.

Youngov poskus (poskus z dvojno režo)- eksperiment, ki ga je izvedel Thomas Young in ki je postal eksperimentalni dokaz valovne teorije svetlobe.

Pri poskusu snop monokromatske svetlobe usmerimo na neprozorno platno z dvema vzporednima režama, za katerima je nameščeno projekcijsko platno. Širina rež je približno enaka valovni dolžini oddane svetlobe. Projekcijsko platno proizvaja vrsto izmeničnih interferenčnih robov. Interferenca svetlobe dokazuje veljavnost valovne teorije.

Toda rojstvo kvantne fizike v zgodnjih 1900-ih je jasno pokazalo, da je svetloba sestavljena iz drobnih, nedeljivih enot ali kvantov energije, ki jih imenujemo fotoni. Youngov poskus, ki je pokazal posamezne fotone ali celo posamezne delce snovi, kot so elektroni in nevtroni, je človeštvo prisilil k razmišljanju o naravi same realnosti. Nekateri so celo uporabili ta poskus, da bi trdili, da na kvantni svet vpliva človeška zavest, kar daje umom hrano za razmišljanje o našem mestu v ontologiji vesolja. Toda ali lahko preprost poskus res povzroči takšno spremembo pogleda na svet pri vseh?

Dvomljiv koncept merjenja

V sodobni interpretaciji izkušnje je snop monokromatske svetlobe usmerjen na neprozorno platno z dvema vzporednima režama, za katerima je nameščeno projekcijsko platno. Registrira udarce delcev, ki prehajajo skozi reže. V primeru fotonov je to fotografska plošča. Logično bi pričakovali, da bi fotoni šli skozi eno ali drugo režo in se kopičili za njimi.

Ampak to ni res. Gredo na določene dele zaslona, ​​drugim pa se preprosto izognejo, pri čemer ustvarjajo izmenično svetle in temne pasove – tako imenovane interferenčne obrobe. Nastanejo, ko se dva niza valov med seboj prekrivata. Kjer so valovi v isti fazi, se bo amplituda seštela in povzročila ojačitvene motnje – svetlobne črte. Ko valovi niso v fazi, nastane oslabljena interferenca – temne obrobe.

Vendar obstaja samo en foton, ki bo šel skozi obe reži. To je kot foton, ki gre skozi obe reži naenkrat in posega vase. To ne sodi v klasično sliko.

Z matematičnega vidika foton, ki gre skozi obe reži, ni fizični delec ali fizično valovanje, ampak nekaj, kar se imenuje valovna funkcija – abstraktna matematična funkcija, ki predstavlja stanje fotona (v tem primeru njegov položaj). Valovna funkcija se obnaša kot val. Zadene obe reži in iz vsake izvirajo novi valovi, ki se širijo in na koncu trčijo drug ob drugega. Kombinirano valovno funkcijo je mogoče uporabiti za izračun verjetnosti, kje se bo foton nahajal.

Jacob Biamonte, Skoltech, - o tem, kaj lahko kvantni računalniki počnejo zdaj

Zelo verjetno je, da bo foton tam, kjer obe valovni funkciji ustvarjata naraščajočo interferenco, in je malo verjetno, da bo v območjih oslabljene interference. Meritev - v tem primeru interakcija valovne funkcije s fotografsko ploščo - se imenuje "kolaps" valovne funkcije ali von Neumannova redukcija. Ta proces se zgodi med meritvijo na enem od tistih mest, kjer se foton materializira.

Von Neumannova redukcija (zmanjšanje ali kolaps valovne funkcije)- trenutna sprememba v opisu kvantnega stanja (valovna funkcija) objekta, ki se pojavi med merjenjem. Ker je ta proces v bistvu nelokalen in trenutnost spremembe implicira širjenje interakcij hitreje od svetlobne hitrosti, se domneva, da ne gre za fizični proces, temveč za matematično metodo opisa.

Ni je stvari, ki je človek ne opazi

Ta na videz nenavaden kolaps valovne funkcije je vir številnih težav v kvantni mehaniki. Pred prehodom svetlobe je nemogoče z gotovostjo reči, kje bo posamezen foton končal. Pojavi se lahko kjerkoli z verjetnostjo, ki ni enaka nič. Nemogoče je narisati pot fotona od vira do točke na zaslonu. Pot fotona ni mogoče predvideti; ni tako kot letalo, ki leti po isti poti od San Francisca do New Yorka.

Werner Heisenberg je tako kot drugi znanstveniki domneval, da realnost z matematičnega vidika ne obstaja, dokler ni opazovalca.

"Zamisel o objektivnem realnem svetu, katerega deli obstajajo tako kot skale ali drevesa in ne glede na to, ali jih opazujemo ali ne, je nemogoča," je zapisal. John Wheeler je uporabil tudi različico eksperimenta z dvojno režo, da bi trdil, da »noben elementarni kvantni pojav ni resnično kvantni pojav, dokler mu niso priča drugi (»opazni«).

Werner Carl Heisenberg je avtor številnih temeljnih del s področja kvantne teorije: postavil je temelje matrične mehanike, oblikoval razmerje negotovosti, uporabil formalizem kvantne mehanike za probleme feromagnetizma, anomalnega Zeemanovega učinka idr.

Kasneje je aktivno sodeloval pri razvoju kvantne elektrodinamike (Heisenberg-Paulijeva teorija) in kvantne teorije polja (S-matrična teorija), v zadnjih desetletjih svojega življenja pa je poskušal ustvariti enotno teorijo polja. Heisenberg je lastnik ene prvih kvantnomehanskih teorij jedrskih sil. Med drugo svetovno vojno je bil vodilni teoretik nemškega jedrskega projekta.

John Archibald Wheeler uvedel več izrazov (kvantna pena, moderacija nevtronov), vključno z dvema, ki sta se pozneje razširila v znanosti in znanstveni fantastiki - črna luknja in črvina luknja.

Toda kvantna teorija sploh ne artikulira, kaj bi morala biti "meritev". Preprosto predpostavlja, da mora biti merilna naprava klasična, ne da bi opredelil, kje je tanka meja med klasičnim in lažnim merjenjem. To je povod za nastanek zagovornikov ideje, da človeška zavest povzroči propad valovne funkcije. Maja 2018 so Henry Stapp in njegovi kolegi trdili, da eksperiment z dvojno režo in njegove sodobne različice nakazujejo, da je »zavestni opazovalec morda nepogrešljiv« za razumevanje kvantne teorije in ideje, da je um vsakega človeka osnova materialnega sveta.

Toda ti poskusi niso empirični dokazi. Pri poskusu z dvojno režo lahko izračunate le verjetnost. Če se verjetnost pojavi v več deset tisočih enakih fotonov v poskusu, je mogoče trditi, da se valovna funkcija zruši - zahvaljujoč dvomljivemu procesu, imenovanemu merjenje. To je vse, kar se da narediti.

Ne glede na osebo

Poleg tega obstajajo tudi drugi načini za interpretacijo Youngovega eksperimenta. Na primer de Broglie-Bohmova teorija, ki pravi, da je realnost tako val kot delec. In foton je vedno usmerjen v dvojno režo z določenim začetnim položajem in gre skozi eno ali drugo režo. Zato ima vsak foton svojo pot. Temu pravimo širjenje pilotnega vala, ki gre skozi obe reži, pride do interference, nato pa pilotni val usmeri foton v območje ojačevalne interference.

Bohmove trajektorije za prehod elektrona skozi dve reži. Podobna slika je bila ekstrapolirana tudi iz šibkih meritev posameznih fotonov.Slika: thequantumphysics

Poleg valovne funkcije v prostoru vseh možnih konfiguracij de Broglie-Bohmova teorija postulira realno konfiguracijo, ki obstaja, ne da bi bila sploh izmerjena. V njem je valovna funkcija definirana za obe reži, vendar ima vsak delec točno določeno trajektorijo, ki gre skozi točno eno režo. Končni položaj delca na zaslonu detektorja in reža, skozi katero gre, je določen z začetnim položajem delca. Takega začetnega položaja eksperimentator ne more spoznati ali ga ni mogoče nadzorovati, tako da je v vzorcu zaznavanja videti naključnost.

Leta 1979 so Chris Dewdney in njegovi kolegi na univerzi Birbeck modelirali teoretične trajektorije delcev, ki gredo skozi dve reži. V zadnjem desetletju so se eksperimentatorji prepričali, da takšne trajektorije obstajajo, čeprav uporabljajo precej kontroverzno metodo, imenovano šibko merjenje. Kljub protislovjem eksperimenti kažejo, da de Broglie-Bohmova teorija pojasnjuje obnašanje kvantnega sveta.

Birkbeck (Univerza v Londonu)- raziskovalna in izobraževalna ustanova z večernimi tečaji, specializirana za visokošolsko izobraževanje. Je del Univerze v Londonu.

Bistveno pri teh meritvah je, da teorija ne potrebuje opazovalcev, meritev ali človeškega sodelovanja.

Tako imenovane teorije kolapsa trdijo, da se kolaps valovnih funkcij zgodi naključno. Več ko je delcev v kvantnem sistemu, večja je verjetnost. Opazovalci preprosto zabeležijo rezultat. Ekipa Markusa Arndta z Univerze na Dunaju je testirala te teorije s pošiljanjem vedno večjih delcev skozi reže. Teorije kolapsa trdijo, da ko delci snovi postanejo večji od določene količine, ne morejo ostati v kvantnem polju, ki poteka skozi obe reži hkrati, kar bo uničilo interferenčni vzorec. Arndtova ekipa je poslala delec z več kot 800 atomi skozi reže in prišlo je do prerazporeditve jakosti svetlobe. Iskanje kritične vrednosti se nadaljuje.

Roger Penrose ima svojo različico teorije kolapsa: večja kot je masa predmeta v kvantnem polju, hitreje se bo zaradi gravitacijske nestabilnosti spreminjal iz enega stanja v drugega. Še enkrat, to je teorija, ki ne zahteva človeškega posredovanja. Zavest nima nič s tem. Dirk Bouwmeester s kalifornijske univerze v Santa Barbari preizkuša Penroseovo idejo z Youngovim eksperimentom.

V bistvu ideja ni le prisiliti foton, da gre skozi obe reži, ampak prisiliti eno od rež v superpozicijo - na dveh mestih hkrati. Po Penroseu bo premaknjena reža bodisi ostala v superpoziciji bodisi se sesedla, medtem ko bo foton prehajal, kar bo vodilo do različnih vrst interferenčnih vzorcev. Zrušitev bo odvisna od velikosti razpok. Bouwmeester se s tem eksperimentom ukvarja že desetletje in kmalu bo lahko potrdil ali ovrgel Penrosove trditve.

Kvantni računalnik bo razkril skrivnosti genetike

Če se ne zgodi nekaj revolucionarnega, bodo ti poskusi pokazali, da še ne moremo zahtevati absolutnega poznavanja narave realnosti. Tudi če so poskusi motivirani matematično ali filozofsko. In sklepi nevroznanstvenikov in filozofov, ki se ne strinjajo z naravo kvantne teorije in trdijo, da pride do kolapsa valovnih funkcij, so v najboljšem primeru preuranjeni, v najslabšem pa zmotni in samo zavajajo vse.

Fizika nam daje objektivno razumevanje sveta okoli nas, njeni zakoni pa so absolutni in veljajo za vse ljudi brez izjeme, ne glede na družbeni status in osebe.

A takšno razumevanje te vede ni bilo vedno prisotno. Konec 19. stoletja so bili storjeni prvi nevzdržni koraki k ustvarjanju teorije sevanja črnega fizičnega telesa, ki je temeljila na zakonih klasične fizike. Iz zakonov te teorije je sledilo, da mora snov oddajati določene elektromagnetne valove pri kateri koli temperaturi, zmanjšati amplitudo na absolutno nič in izgubiti svoje lastnosti. Z drugimi besedami, toplotno ravnotežje med sevanjem in določenim elementom ni bilo mogoče. Vendar je bila taka izjava v nasprotju z resničnimi vsakdanjimi izkušnjami.

Kvantno fiziko lahko podrobneje in razumljivo razložimo takole. Obstaja definicija absolutno črnega telesa, ki je sposobno absorbirati elektromagnetno sevanje katerega koli valovnega spektra. Dolžino njegovega sevanja določa samo njegova temperatura. V naravi ne more biti absolutno črnih teles, ki bi ustrezala neprozorni zaprti snovi z luknjo. Ko se segreje, kateri koli kos elementa začne svetiti in z nadaljnjim povečanjem stopnje postane rdeč in nato bel. Barva praktično ni odvisna od lastnosti snovi, za absolutno črno telo je značilna samo njegova temperatura.

Opomba 1

Naslednja stopnja v razvoju kvantnega koncepta je bilo učenje A. Einsteina, ki je znano pod Planckovo hipotezo.

Ta teorija je znanstveniku omogočila razlago vseh zakonov edinstvenega fotoelektričnega učinka, ki ne sodijo v okvire klasične fizike. Bistvo tega procesa je izginjanje snovi pod vplivom hitrih elektronov elektromagnetnega sevanja. Energija oddanih elementov ni odvisna od koeficienta absorbiranega sevanja in je določena z njegovimi značilnostmi. Vendar pa je število izpuščenih elektronov odvisno od nasičenosti žarkov

Ponovni poskusi so kmalu potrdili Einsteinove nauke, ne le s fotoelektričnim učinkom in svetlobo, temveč tudi z rentgenskimi in gama žarki. Učinek A. Comptona, ki je bil odkrit leta 1923, je javnosti predstavil nova dejstva o obstoju določenih fotonov z razporeditvijo elastičnega sipanja elektromagnetnega sevanja na prostih, majhnih elektronih, ki ga spremlja povečanje obsega in valovne dolžine.

Kvantna teorija polja

Ta doktrina nam omogoča, da določimo proces uvajanja kvantnih sistemov v okvir, imenovan v znanosti svobodne stopnje, ki predpostavljajo določeno število neodvisnih koordinat, ki so izjemno pomembne za nakazovanje celotnega gibanja mehaničnega koncepta.

Preprosto povedano, ti kazalniki so glavne značilnosti gibanja. Omeniti velja, da je zanimiva odkritja na področju harmonične interakcije osnovnih delcev naredil raziskovalec Steven Weinberg, ki je odkril nevtralni tok, in sicer princip razmerja med leptoni in kvarki. Za svoje odkritje leta 1979 je fizik postal Nobelov nagrajenec.

V kvantni teoriji je atom sestavljen iz jedra in posebnega oblaka elektronov. Osnova tega elementa vključuje skoraj celotno maso samega atoma - več kot 95 odstotkov. Jedro ima izključno pozitiven naboj, ki določa kemijski element, katerega del je sam atom. Najbolj nenavadna stvar pri strukturi atoma je, da jedro, čeprav predstavlja skoraj vso njegovo maso, vsebuje le eno desettisočinko njegove prostornine. Iz tega sledi, da je v atomu res zelo malo goste snovi, preostali prostor pa zavzema elektronski oblak.

Interpretacije kvantne teorije – princip komplementarnosti

Hiter razvoj kvantne teorije je povzročil radikalno spremembo klasičnih predstav o takih elementih:

  • struktura snovi;
  • gibanje osnovnih delcev;
  • vzročnost;
  • prostor;
  • čas;
  • narava spoznanja.

Takšne spremembe v zavesti ljudi so prispevale k radikalni preobrazbi slike sveta v jasnejši koncept. Za klasično interpretacijo materialnega delca je bila značilna nenadna sprostitev iz okolja, prisotnost lastnega gibanja in določena lokacija v prostoru.

V kvantni teoriji so osnovni delec začeli predstavljati kot najpomembnejši del sistema, v katerega je vključen, hkrati pa ni imel svojih koordinat in gibalne količine. V klasičnem spoznavanju gibanja je bil predlagan prenos elementov, ki so ostali enaki sebi po vnaprej načrtovani trajektoriji.

Dvoumna narava delitve delcev je zahtevala opustitev takšne vizije gibanja. Klasični determinizem je prepustil vodilno mesto statistični smeri. Če je bila prej celota v elementu zaznana kot skupno število sestavnih delov, potem je kvantna teorija določila odvisnost posameznih lastnosti atoma od sistema.

Klasično razumevanje intelektualnega procesa je bilo neposredno povezano z razumevanjem materialnega predmeta kot polno obstoječega po sebi.

Kvantna teorija je pokazala:

  • odvisnost znanja o predmetu;
  • neodvisnost raziskovalnih postopkov;
  • popolnost dejanj na številnih hipotezah.

Opomba 2

Pomen teh pojmov sprva še zdaleč ni bil jasen, zato so glavne določbe kvantne teorije vedno dobile različne interpretacije, pa tudi različne interpretacije.

Kvantna statistika

Vzporedno z razvojem kvantne in valovne mehanike so se hitro razvijale tudi druge komponente kvantne teorije - statistika in statistična fizika kvantnih sistemov, ki so vključevali ogromno delcev. Na podlagi klasičnih metod gibanja posameznih elementov je nastala teorija o obnašanju njihove celovitosti - klasična statistika.

V kvantni statistiki ni prav nobene možnosti razlikovanja med dvema delcema iste narave, saj se stanji tega nestabilnega koncepta med seboj razlikujeta le po prerazporeditvi delcev enake moči vpliva na sam princip identitete. V tem se kvantni sistemi predvsem razlikujejo od klasičnih znanstvenih sistemov.

Pomemben rezultat odkritja kvantne statistike je trditev, da vsak delec, ki je del katerega koli sistema, ni identičen istemu elementu. To implicira pomembnost naloge ugotavljanja posebnosti materialnega objekta v določenem segmentu sistemov.

Razlika med kvantno in klasično fiziko

Torej postopen odmik kvantne fizike od klasične fizike sestoji iz zavračanja razlage posameznih dogodkov, ki se dogajajo v času in prostoru, in uporabe statistične metode z njenimi verjetnostnimi valovi.

Opomba 3

Cilj klasične fizike je opisati posamezne objekte v določeni sferi in oblikovati zakone, ki urejajo spreminjanje teh objektov skozi čas.

Kvantna fizika zavzema posebno mesto v znanosti v globalnem razumevanju fizikalnih idej. Med najbolj nepozabnimi stvaritvami človeškega uma je teorija relativnosti – splošna in posebna, ki je povsem nov koncept smeri, ki združuje elektrodinamiko, mehaniko in teorijo gravitacije.

Kvantni teoriji je uspelo dokončno prekiniti vezi s klasičnimi tradicijami, ustvariti nov, univerzalen jezik in nenavaden način razmišljanja, kar je znanstvenikom omogočilo prodreti v mikrosvet z njegovimi energijskimi komponentami in podati njegov popoln opis z uvedbo posebnosti, ki jih v klasični fiziki ni bilo. Vse te metode so na koncu omogočile podrobnejše razumevanje bistva vseh atomskih procesov, hkrati pa je prav ta teorija v znanost vnesla element naključnosti in nepredvidljivosti.

KVANTNA TEORIJA

KVANTNA TEORIJA

teorije, katere temelje je leta 1900 postavil fizik Max Planck. Po tej teoriji atomi vedno oddajajo ali sprejemajo sevalno energijo samo po delih, diskontinuirano, in sicer v določenih kvantih (kvantih energije), katerih količina energije je enaka frekvenci nihanja (hitrost svetlobe deljena z valovno dolžino) ustrezna vrsta sevanja, pomnožena s Planckovim delovanjem (glej . Konstanta, mikrofizika, in Kvantna mehanika). Kvantno teorijo je postavil (Einstein) kot osnovo kvantne teorije svetlobe (korpuskularne teorije svetlobe), po kateri svetlobo sestavljajo tudi kvanti, ki se gibljejo s svetlobno hitrostjo (svetlobni kvanti, fotoni).

Filozofski enciklopedični slovar. 2010 .


Poglejte, kaj je "KVANTNA TEORIJA" v drugih slovarjih:

    Ima naslednje pododdelke (seznam je nepopoln): Kvantna mehanika Algebraična kvantna teorija Kvantna teorija polja Kvantna elektrodinamika Kvantna kromodinamika Kvantna termodinamika Kvantna gravitacija Teorija superstrun Glej tudi... ... Wikipedia

    KVANTNA TEORIJA, teorija, ki je v kombinaciji s teorijo RELATIVNOSTI predstavljala osnovo za razvoj fizike skozi 20. stoletje. Opisuje razmerje med MATERIJO in ENERGIJO na ravni ELEMENTARNIH ali subatomskih DELCEV, pa tudi... ... Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar

    kvantna teorija- Drug način raziskovanja je preučevanje interakcije snovi in ​​sevanja. Izraz "kvant" je povezan z imenom M. Plancka (1858 1947). To je problem "črnega telesa" (abstrakten matematični koncept za predmet, ki akumulira vso energijo... Zahodna filozofija od njenih začetkov do danes

    Združuje kvantno mehaniko, kvantno statistiko in kvantno teorijo polja... Veliki enciklopedični slovar

    Združuje kvantno mehaniko, kvantno statistiko in kvantno teorijo polja. * * * KVANTNA TEORIJA KVANTNA TEORIJA združuje kvantno mehaniko (glej KVANTNA MEHANIKA), kvantno statistiko (glej KVANTNA STATISTIKA) in kvantno teorijo polja... ... enciklopedični slovar

    kvantna teorija- kvantinė teorija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. kvantna teorija vok. Kvantna teorija, rus. kvantna teorija, f pranc. théorie des quanta, f; théorie quantique, f … Fizikos terminų žodynas

    Phys. teorija, ki združuje kvantno mehaniko, kvantno statistiko in kvantno teorijo polja. Vse temelji na ideji o diskretni (diskontinuirani) strukturi sevanja. Po kvantni teoriji se lahko vsak atomski sistem nahaja v določenem... ... Naravoslovje. enciklopedični slovar

    Kvantna teorija polja je kvantna teorija sistemov z neskončnim številom prostostnih stopenj (fizikalna polja (glej Fizična polja)). Qt.p., ki je nastal kot posplošitev kvantne mehanike (glej Kvantna mehanika) v povezavi s problemom opisa... ... Velika sovjetska enciklopedija

    - (QFT), relativistični kvant. teorija fizike sistemi z neskončnim številom prostostnih stopenj. Primer takšnega električnega sistema. mag. polja, za popoln opis katerega je v vsakem trenutku potrebno nastaviti električne jakosti. in mag. polja na vsaki točki... Fizična enciklopedija

    KVANTNA TEORIJA POLJA. Vsebina:1. Kvantna polja.................. 3002. Prosta polja in dualnost val-delec.................. 3013 Interakcijska polja.........3024. Teorija motenj............... 3035. Divergence in... ... Fizična enciklopedija

knjige

  • Kvantna teorija
  • Kvantna teorija, Bohm D.. Knjiga sistematično predstavlja nerelativistično kvantno mehaniko. Avtor podrobno analizira fizikalno vsebino in podrobno obravnava matematični aparat enega najpomembnejših...
  • Kvantna teorija polja Nastanek in razvoj Spoznavanje ene najbolj matematiziranih in abstraktnih fizikalnih teorij Številka 124, Grigoriev V. Kvantna teorija je najbolj splošna in najgloblja fizikalna teorija našega časa. O tem, kako so se spreminjale fizikalne predstave o materiji, kako je nastala kvantna mehanika in nato kvantna mehanika ...

Nikomur, ki ga zanima to vprašanje, ne svetujem, da si ogleda gradivo Wikipedije.
Kaj dobrega bomo tam brali? Wikipedia ugotavlja, da je »kvantna teorija polja« »veja fizike, ki preučuje obnašanje kvantnih sistemov z neskončno velikim številom prostostnih stopenj – kvantna (ali kvantizirana) polja; je teoretična osnova za opis mikrodelcev, njihovih interakcij in transformacij.”

1. Kvantna teorija polja: Prva prevara. Študij je, karkoli že rečete, sprejemanje in asimilacija informacij, ki so jih že zbrali drugi znanstveniki. Morda so mislili "raziskave"?

2. Kvantna teorija polja: Druga prevara. V nobenem teoretičnem primeru te teorije ni in ne more biti neskončno veliko število prostostnih stopenj. Prehod od končnega števila svobodnih stopenj k neskončnemu številu bi morali spremljati ne le kvantitativni, ampak tudi kvalitativni primeri. Znanstveniki pogosto posplošujejo naslednjo obliko: "Razmislite o N = 2, potem pa lahko zlahka posplošimo na N = neskončno." Še več, praviloma, če je avtor rešil (ali skoraj rešil) problem za N = 2, se mu zdi, da je dosegel najtežje.

3. Kvantna teorija polja: Tretja prevara. "Kvantno polje" in "kvantizirano polje" sta dve veliki razliki. Kot med lepo žensko in olepšano žensko.

4. Kvantna teorija polja: Četrta prevara. O preoblikovanju mikrodelcev. Še ena teoretična napaka.

5. Kvantna teorija polja: Peta prevara. Fizika delcev kot taka ni znanost, ampak šamanizem.

Beri naprej.
"Kvantna teorija polja je edina eksperimentalno preverjena teorija, ki je sposobna opisati in napovedati obnašanje osnovnih delcev pri visokih energijah (to je pri energijah, ki so bistveno višje od njihove energije mirovanja)."

6. Kvantna teorija polja: Šesta prevara. Kvantna teorija polja ni bila eksperimentalno potrjena.

7. Kvantna teorija polja: Sedma prevara. Obstajajo teorije, ki so bolj skladne z eksperimentalnimi podatki in zanje lahko prav tako »utemeljeno« rečemo, da so potrjene z eksperimentalnimi podatki. Posledično kvantna teorija polja ni »edina« izmed »potrjenih« teorij.

8. Kvantna teorija polja: Osma prevara. Kvantna teorija polja ni sposobna napovedati ničesar. Niti enega pravega eksperimentalnega rezultata s to teorijo ni mogoče "naknadno" niti "potrditi", kaj šele, da bi z njeno pomočjo kaj vnaprej izračunali. Sodobna teoretična fizika na sedanji stopnji vse »napovedi« dela na podlagi dobro znanih tabel, spektrov in podobnih stvarnih materialov, ki jih še nobena od uradno sprejetih in priznanih teorij še ni na noben način »zašila«.

9. Kvantna teorija polja: Deveta prevara. Pri energijah, ki so bistveno višje od energije mirovanja, kvantna teorija ne samo da ne daje ničesar, ampak je formulacija problema pri takih energijah v sodobnem stanju fizike nemogoča. Dejstvo je, da kvantna teorija polja, tako kot nekvantna teorija polja, kot katera koli trenutno sprejeta teorija, ne more odgovoriti na preprosta vprašanja: "Kakšna je največja hitrost elektrona?" , pa tudi na vprašanje "Ali je enaka največji hitrosti katerega koli drugega delca?"
Einsteinova teorija relativnosti pravi, da je največja hitrost katerega koli delca enaka hitrosti svetlobe v vakuumu, torej te hitrosti ni mogoče doseči. Toda v tem primeru velja vprašanje: "Kakšno hitrost je LAHKO doseči?"
Ni odgovora. Ker trditev relativnostne teorije ni resnična in je bila pridobljena iz napačnih premis, napačnih matematičnih izračunov, ki temeljijo na zmotnih idejah o dopustnosti nelinearnih transformacij.

Mimogrede, Wikipedije sploh ne beri. Nikoli. Moj nasvet tebi.

ODGOVOR PIROTEHNIKU

V tem konkretnem kontekstu sem zapisal, da je opis kvantne teorije polja v Wikipedii PREVARA.
Moj sklep iz članka: »Ne beri Wikipedije. Nikoli. Moj nasvet tebi."
Kako ste sklepali, da "ne maram znanstvenikov" na podlagi mojega zanikanja znanstvene narave nekaterih člankov v Wikipediji?

Mimogrede, nikoli nisem trdil, da je "kvantna teorija polja prevara."
Ravno obratno. Kvantna teorija polja je eksperimentalno zasnovana teorija, ki seveda ni tako nesmiselna kot posebna ali splošna relativnost.
A ŠE VEDNO – kvantna teorija je NAMOTNA V DELU POSTULIRANJA tistih pojavov, ki jih je LAHKO IZPELJATI KOT POSLEDICE.

Kvantna (kvantizirana - natančneje in pravilneje) narava sevanja vročih teles ni določena s kvantno naravo polja kot takega, temveč z diskretno naravo generiranja oscilatornih impulzov, to je ŠTEVILNEGA ŠTEVILA ELEKTRONOV. PREHODI iz ene orbite v drugo – na eni strani pa FIKSNA RAZLIKA V ENERGIJI različnih orbit.
Fiksna razlika je določena z lastnostmi gibanja elektronov v atomih in molekulah.
Te lastnosti je treba proučevati z uporabo matematičnega aparata zaprtih dinamičnih sistemov.
Uspelo mi je.
Glej članke na koncu.
Pokazal sem, da je STABILNOST ELEKTRONSKIH ORBIT mogoče razložiti iz običajne elektrodinamike ob upoštevanju omejene hitrosti elektromagnetnega polja. Iz istih pogojev je mogoče teoretično napovedati geometrijske dimenzije atoma vodika.
Največji zunanji premer atoma vodika je definiran kot dvakratni polmer, polmer pa ustreza potencialni energiji elektrona, ki je enaka kinetični energiji, izračunani iz razmerja E=mc^2/2 (em-ce- na kvadrat na pol).

1. Bugrov S.V., Žmud V.A. Modeliranje nelinearnih gibanj v dinamičnih problemih fizike // Zbirka znanstvenih del NSTU. Novosibirsk 2009. 1(55). strani 121 – 126.
2. Žmud V.A., Bugrov S.V. Modeliranje gibanja elektronov znotraj atoma na podlagi nekvantne fizike. // Zbornik 18. mednarodne konference IASTED “Applied Simulation and Modeling” (ASM 2009). sept. 7-9, 2009. Palma de Mallorka, Španija. Str.17 – 23.
3. Žmud V.A. Utemeljitev nerelativističnega nekvantnega pristopa k modeliranju gibanja elektrona v atomu vodika // Zbornik znanstvenih člankov NSTU. Novosibirsk 2009. 3 (57). strani 141 – 156.

Mimogrede, med možnimi odgovori na vprašanje "Zakaj tako ne marate znanstvenikov?"

KER IMAM RAD ZNANOST.

Šalo na stran: Znanstveniki ne bi smeli težiti k ljubezni ali neljubezni. Prizadevati si morajo za resnico. »Z umom ljubim« tiste, ki stremijo k resnici, ne glede na to, ali so znanstveniki ali ne. Se pravi, ODOBRIL sem. To ni razlog, zakaj ljubim s srcem. Ne zaradi iskanja resnice. Einstein si je prizadeval za resnico, a ne vedno, ne povsod. Takoj, ko se je odločil dokazati nezmotljivost svoje teorije, je popolnoma pozabil na resnico. Potem je kot znanstvenik v mojih očeh precej zbledel. Moral bi globlje razmišljati o plinasti naravi gravitacijskih leč, o "poštni" naravi zamude informacij - časa njihovega odhoda ne ocenjujemo po datumih prispetja na pismih! Ta dva datuma sta vedno različna. Ne identificiramo jih. Zakaj bi torej morali identificirati zaznani čas, zaznano hitrost itd. z realnim časom, hitrostjo itd.?
O tem, da ne maram bralcev? Zdravo! Poskušam jim odpreti oči. Ali to ni ljubezen?
Ljubim celo recenzente, ki ugovarjajo. Poleg tega imam še posebej rad tiste, ki razumno ugovarjajo. Tisti, ki ne želijo ugovarjati, ampak preprosto zanikati, trditi nasprotno brez kakršnega koli razloga, ne da bi prebrali moje argumente - preprosto se mi smilijo.
"Zakaj pišejo opombo o nečem, česar sploh niso prebrali?" - Mislim.

Na koncu še šala za moje bralce, ki so utrujeni od dolgih razprav.

KAKO NAPISATI NOBELOV GOVOR

1. Osvojite Nobelovo nagrado.
2. Poglej okoli sebe. Našli boste veliko prostovoljnih, neplačanih pomočnikov, ki bi bili počaščeni, da bi namesto vas napisali ta govor.
3. Preberi štiri dane možnosti. Lepo se smejte. Napišite karkoli - še vedno bo boljše od katere koli od teh možnosti, in te možnosti so zagotovo boljše od tistega, kar lahko napišete mimo točke 1 tega zaporedja.

In kar je najpomembnejše, nočemo opaziti, da so uporabne le v nekaterih rutinskih situacijah in da se za razlago strukture vesolja izkažejo za preprosto napačne.

Čeprav so nekaj podobnega že pred stoletji izrazili vzhodni filozofi in mistiki, je bil Einstein prvi, ki je o tem spregovoril v zahodni znanosti. To je bila revolucija, ki je naša zavest ni sprejela. S prizanesljivostjo ponavljamo: »vse je relativno«, »čas in prostor sta eno«, pri čemer se vedno zavedamo, da je to predpostavka, znanstvena abstrakcija, ki nima veliko skupnega z našo običajno stabilno realnostjo. Pravzaprav so ravno naše ideje tiste, ki se slabo ujemajo z resničnostjo - neverjetno in neverjetno.

Ko je bila zgradba atoma odkrita na splošno in je bil predlagan njegov "planetarni" model, so se znanstveniki soočili s številnimi paradoksi, za razlago katerih se je pojavila cela veja fizike - kvantna mehanika. Hitro se je razvijalo in močno napredovalo pri razlagi vesolja. Toda te razlage so tako težko razumljive, da jih do zdaj le malo ljudi razume vsaj na splošno.

Večino dosežkov kvantne mehanike namreč spremlja tako zapleten matematični aparat, da ga preprosto ni mogoče prevesti v noben človeški jezik. Matematika je tako kot glasba izjemno abstrakten predmet in znanstveniki se še vedno trudijo ustrezno izraziti pomen, na primer, konvolucije funkcij ali večdimenzionalnih Fourierjevih vrst. Jezik matematike je strog, vendar nima veliko povezave z našim neposrednim zaznavanjem.

Poleg tega je Einstein matematično pokazal, da sta naša pojmovanja časa in prostora iluzorna. V resnici sta prostor in čas neločljiva in tvorita en sam štiridimenzionalni kontinuum. Težko si je predstavljati, saj smo navajeni obravnavati samo tri dimenzije.

Planetarna teorija. Val ali delec

Do konca 19. stoletja so atomi veljali za nedeljive »elemente«. Odkritje sevanja je Rutherfordu omogočilo, da je prodrl pod "lupino" atoma in oblikoval planetarno teorijo o njegovi strukturi: glavnina atoma je koncentrirana v jedru. Pozitivni naboj jedra kompenzirajo negativno nabiti elektroni, katerih velikosti so tako majhne, ​​da je njihovo maso mogoče zanemariti. Elektroni se vrtijo okoli jedra po orbitah, podobnih vrtenju planetov okoli Sonca. Teorija je zelo lepa, vendar se pojavljajo številna protislovja.

Prvič, zakaj negativno nabiti elektroni ne "padejo" na pozitivno jedro? Drugič, v naravi atomi trčijo milijonkrat na sekundo, kar jim prav nič ne škodi – kako naj si razložimo neverjetno moč celotnega sistema? Po besedah ​​enega od "očetov" kvantne mehanike, Heisenberga, "noben planetarni sistem, ki upošteva Newtonove zakone mehanike, se ne bo nikoli več vrnil v prvotno stanje po trku z drugim podobnim sistemom."

Poleg tega so dimenzije jedra, v katerem je zbrana skoraj vsa masa, izjemno majhne v primerjavi s celim atomom. Lahko rečemo, da je atom praznina, v kateri se elektroni vrtijo z vrtoglavo hitrostjo. V tem primeru se tak "prazen" atom zdi kot zelo trden delec. Razlaga tega pojava presega klasično razumevanje. Dejstvo je, da na subatomski ravni hitrost delca narašča, čim bolj je prostor, v katerem se giblje, omejen. Torej čim bližje elektron privlači jedro, tem hitreje se giblje in bolj se od njega odbija. Hitrost gibanja je tako visoka, da "od zunaj" atom "izgleda trden", tako kot so lopatice vrtečega se ventilatorja videti kot disk.

Podatki, ki ne sodijo najbolje v okvir klasičnega pristopa, so se pojavili veliko pred Einsteinom. Prvič se je zgodil tak »dvoboj« med Newtonom in Huygensom, ki sta poskušala razložiti lastnosti svetlobe. Newton je trdil, da gre za tok delcev, Huygens je imel svetlobo za valovanje. V okviru klasične fizike je nemogoče uskladiti njuna stališča. Navsezadnje je zanjo valovanje preneseno vzbujanje delcev medija, koncept, ki se uporablja le za številne predmete. Noben od prostih delcev se ne more premikati po valoviti poti. Toda elektron se giblje v globokem vakuumu in njegovo gibanje opisujejo zakoni valovnega gibanja. Kaj je tukaj navdušeno, če ni medija? Kvantna fizika ponuja salomonsko rešitev: svetloba je hkrati delec in val.

Probabilistični elektronski oblaki. Struktura jedra in jedrski delci

Postopoma je postalo vse bolj jasno: vrtenje elektronov v orbitah okoli jedra atoma je popolnoma drugačno od vrtenja planetov okoli zvezde. Ker imajo elektrone valovno naravo, so opisani v smislu verjetnosti. Za elektron ne moremo reči, da se nahaja na taki in takšni točki v prostoru, lahko le približno opišemo, v katerih območjih se lahko nahaja in s kakšno verjetnostjo. Okoli jedra elektroni tvorijo »oblake« takih verjetnosti od najpreprostejših sferičnih do zelo bizarnih oblik, podobnih fotografijam duhov.

Kdor pa hoče končno razumeti strukturo atoma, se mora obrniti k njegovi osnovi, k zgradbi jedra. Veliki osnovni delci, ki ga sestavljajo - pozitivno nabiti protoni in nevtralni nevtroni - imajo tudi kvantno naravo, kar pomeni, da se gibljejo tem hitreje, čim manjši je volumen, v katerem so. Ker so dimenzije jedra izjemno majhne celo v primerjavi z atomom, ti osnovni delci drvijo naokrog s kar spodobnimi hitrostmi, blizu svetlobne. Za končno razlago njihove zgradbe in obnašanja bomo morali kvantno teorijo »prekrižati« s teorijo relativnosti. Na žalost taka teorija še ni nastala in se bomo morali omejiti na nekaj splošno sprejetih modelov.

Teorija relativnosti je pokazala (in poskusi dokazali), da je masa le ena od oblik energije. Energija je dinamična količina, povezana s procesi ali delom. Zato je treba osnovni delec dojemati kot verjetnostno dinamično funkcijo, kot interakcije, povezane z neprekinjenim preoblikovanjem energije. To daje nepričakovan odgovor na vprašanje, kako elementarni so osnovni delci in ali jih je mogoče razdeliti na »še enostavnejše« bloke. Če dva delca pospešimo v pospeševalniku in nato trčimo, ne dobimo dveh, ampak tri delce, in to popolnoma enake. Tretji bo preprosto nastal iz energije njunega trka – torej se bosta ločila in ne ločila hkrati!

Udeleženec namesto opazovalec

V svetu, kjer koncepti praznega prostora in izolirane materije izgubljajo svoj pomen, je delec opisan le skozi njegove interakcije. Da bi o njem kaj povedali, ga bomo morali »iztrgati« iz začetnih interakcij in ga, ko smo ga pripravili, izpostaviti drugi interakciji - meritvi. Kaj torej na koncu merimo? In kako legitimne so naše meritve na splošno, če naše posredovanje spremeni interakcije, v katerih sodeluje delec – in s tem spremeni delec sam?

V sodobni fiziki osnovnih delcev vse več kritik povzroča... sama figura znanstvenika opazovalca. Primerneje bi bilo, če bi ga imenovali "udeleženec".

Opazovalec-udeleženec je nujen ne samo za merjenje lastnosti subatomskega delca, ampak tudi za določitev teh lastnosti, saj je o njih mogoče razpravljati le v kontekstu interakcije z opazovalcem. Ko izbere metodo, s katero bo izvajal meritve, in glede na to se spoznajo možne lastnosti delca. Če spremenite opazovalni sistem, se spremenijo tudi lastnosti opazovanega objekta.

Ta pomemben trenutek razkriva globoko enotnost vseh stvari in pojavov. Sami delci, ki se nenehno spreminjajo drug v drugega in v druge oblike energije, nimajo stalnih ali natančnih lastnosti – te lastnosti so odvisne od načina, na katerega jih vidimo. Če morate izmeriti eno lastnost delca, se bo zagotovo spremenila druga. Takšna omejitev ni povezana z nepopolnostjo naprav ali drugimi povsem popravljivimi stvarmi. To je značilnost realnosti. Poskusite natančno izmeriti položaj delca in ne boste mogli povedati ničesar o smeri in hitrosti njegovega gibanja - preprosto zato, ker ju ne bo imel. Opišite točno gibanje delca – v vesolju ga ne boste našli. Tako nas sodobna fizika sooča s problemi povsem metafizične narave.

Načelo negotovosti. Kraj ali impulz, energija ali čas

Rekli smo že, da o subatomskih delcih ne moremo govoriti tako natančno, kot smo vajeni, v kvantnem svetu nam preostane le verjetnost. To seveda ni verjetnost, o kateri ljudje govorijo pri stavah na konjskih dirkah, ampak temeljna lastnost elementarnih delcev. Ne gre za to, da obstajajo, ampak lahko obstajajo. Ne gre za to, da imajo značilnosti, ampak da jih lahko imajo. Znanstveno gledano je delec dinamično verjetnostno vezje in vse njegove lastnosti so v nenehnem gibljivem ravnovesju, uravnovešenem kot Yin in Yang v starodavnem kitajskem simbolu Taiji.

Ni zaman Nobelov nagrajenec Niels Bohr, povzdignjen v plemiški stan, za svoj grb izbral prav ta znak in moto: »Nasprotja se dopolnjujejo«. Matematično porazdelitev verjetnosti predstavlja neenakomerna nihanja valov. Večja kot je amplituda valovanja na določenem mestu, večja je verjetnost, da delec tam obstaja. Poleg tega njegova dolžina ni konstantna - razdalje med sosednjimi grebeni niso enake in večja kot je amplituda valovanja, večja je razlika med njimi. Medtem ko amplituda ustreza položaju delca v prostoru, je valovna dolžina povezana z gibalno količino delca, to je smerjo in hitrostjo njegovega gibanja. Večja kot je amplituda (bolj natančno je mogoče delec lokalizirati v prostoru), bolj negotova postane valovna dolžina (manj je mogoče reči o gibalni količini delca). Če lahko določimo položaj delca z izjemno natančnostjo, ta sploh ne bo imel določenega zagona.

Ta temeljna lastnost je matematično izpeljana iz lastnosti valov in se imenuje načelo negotovosti. Načelo velja tudi za druge značilnosti osnovnih delcev. Drug tak med seboj povezan par sta energija in čas kvantnih procesov. Hitrejši kot je proces, bolj negotova je količina energije, ki je vanj vključena, in obratno – energijo je mogoče natančno označiti le za dovolj dolgotrajen proces.

Torej razumemo: o delcu ni mogoče reči ničesar dokončnega. Premika se sem ali tja ali bolje rečeno ne sem ne tja. Njegove značilnosti so to ali ono, bolje rečeno, ne to ali ono. Tukaj je, lahko pa je tam ali pa ga ni nikjer. Torej sploh obstaja?