Kuantum mekaniğinin icadından önce var olan klasik fizik, doğayı sıradan (makroskopik) bir ölçekte tanımlar. Klasik fizikteki teorilerin çoğu, alıştığımız ölçeklerde işleyen yaklaşık değerler olarak çıkarılabilir. Kuantum fiziği (aynı zamanda kuantum mekaniğidir) klasik bilimden farklıdır, çünkü enerji, momentum, açısal momentum ve birleştirilmiş bir sistemin diğer miktarları ayrık değerlerle (niceleme) sınırlıdır. Nesnelerin hem parçacık biçiminde hem de dalga biçiminde (dalga parçacıklarının ikiliği) özel özellikleri vardır. Ayrıca bu bilimde, niceliklerin ölçülebileceği doğruluğun sınırları vardır (belirsizlik ilkesi).
Kuantum fiziğinin kesin bilimlerde ortaya çıkmasından sonra, daha önce tartışılmaz gerçekler olarak kabul edilen tüm eski yasaları yeniden düşünmeyi ve analiz etmeyi mümkün kılan bir tür devrimin gerçekleştiği söylenebilir. Bu iyi mi kötü mü? Belki de iyi bir şey çünkü gerçek bilim asla hareketsiz kalmamalı.
Ancak, "kuantum devrimi"Daha önce inandıkları şeylerin, acil olarak gözden geçirilmesi ve yeni gerçekliğe adapte edilmesi gereken bir dizi hatalı ve arkaik teori olduğu gerçeğiyle yüzleşmek zorunda kalan eski okul fizikçileri için bir tür darbe.. Çoğu fizikçi, iyi bilinen bir bilim hakkındaki bu yeni fikirleri coşkuyla kabul ederek, onun çalışmasına, geliştirilmesine ve uygulanmasına katkıda bulundu. Bugün, kuantum fiziği bir bütün olarak tüm bilimin dinamiklerini belirliyor. En son deneysel projelerin (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi) ortaya çıkması onun sayesinde oldu.
Açılış
Kuantum fiziğinin temelleri hakkında ne söylenebilir? Max Planck'ın 1900'deki çözümü ve birçok bilimsel problemin radyasyon sorununa yaklaşımı ve 1905 tarihli bir makalede enerji ve frekans arasındaki yazışma gibi klasik fizikle uzlaştırılamayan fenomenleri açıklamaya yönelik çeşitli teorilerden yavaş yavaş ortaya çıktı. Fotoelektrik etkileri açıklayan Albert Einstein tarafından. Kuantum fiziğinin ilk teorisi 1920'lerin ortalarında Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born ve diğerleri tarafından baştan sona revize edildi. Modern teori, özel olarak geliştirilmiş çeşitli matematiksel kavramlarda formüle edilmiştir. Bunlardan birinde, aritmetik fonksiyon (veya dalga fonksiyonu) bize dürtü konumu olasılığının genliği hakkında kapsamlı bilgi verir.
Aptallar için kuantum fiziğinin temelleri
Dalganın bilimsel çalışmasıIşığın özü, 200 yıldan daha uzun bir süre önce, o zamanın büyük ve tanınmış bilim adamlarının kendi deneysel gözlemlerine dayanarak ışık teorisini önerdiği, geliştirdiği ve kanıtladığı zaman başladı. Buna dalga dediler.
1803'te ünlü İngiliz bilim adamı Thomas Young ünlü çifte deneyini gerçekleştirdi ve bunun sonucunda modern fikirlerin şekillenmesinde büyük rol oynayan ünlü "Işığın ve Rengin Doğası Üzerine" adlı eseri yazdı. bu tanıdık fenomenler. Bu deney, bu teorinin genel kabul görmesinde büyük rol oynadı.
Bu tür deneyler genellikle çeşitli kitaplarda anlatılır, örneğin, "Aptallar için Kuantum Fiziğinin Temelleri". Temel parçacıkların hızlandırılmasıyla ilgili modern deneyler, örneğin Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (kısaca LHC) Higgs bozonunun araştırılması, pek çok tamamen teorik kuantum teorisinin pratik onayını bulmak için tam olarak gerçekleştirilir.
Tarih
1838'de Michael Faraday, tüm dünyayı memnun edecek şekilde katot ışınlarını keşfetti. Bu sansasyonel çalışmaları, Gustav Kirchhoff tarafından yapılan ve "kara cisim" (1859) olarak adlandırılan radyasyon sorunu hakkındaki açıklamanın yanı sıra Ludwig Boltzmann'ın herhangi bir fiziksel sistemin enerji durumlarının da aynı şekilde olabileceğine dair ünlü varsayımı izledi. ayrık olun (1877).). Daha sonra Max Planck (1900) tarafından geliştirilen kuantum hipotezi ortaya çıktı. Kuantum fiziğinin temellerinden biri olarak kabul edilir. Planck'ın enerjinin ayrık "kuanta"da hem yayılabileceği hem de emilebileceği yönündeki cesur hipotezi(veya enerji paketleri), tam olarak gözlemlenen kara cisim ışıma modellerine karşılık gelir.
Dünyaca ünlü Albert Einstein kuantum fiziğine büyük katkı yaptı. Kuantum kuramlarından etkilenerek kendi kuramını geliştirdi. Genel görelilik teorisi - buna denir. Kuantum fiziğindeki keşifler, özel görelilik teorisinin gelişimini de etkiledi. Geçen yüzyılın ilk yarısında birçok bilim adamı Einstein'ın önerisiyle bu bilimi incelemeye başladı. O zamanlar ön plandaydı, herkes onu severdi, herkes onunla ilgilenirdi. Hiç şüphe yok, çünkü klasik fizik biliminde pek çok "delik" kapattı (ancak yenilerini de yarattı), zaman yolculuğu, telekinezi, telepati ve paralel dünyalar için bilimsel bir gerekçe sundu.
Gözlemcinin rolü
Herhangi bir olay veya durum doğrudan gözlemciye bağlıdır. Kesin bilimlerden uzak insanlara genellikle kuantum fiziğinin temelleri kısaca bu şekilde anlatılır. Ancak gerçek çok daha karmaşık.
Bu, yüzyıllardır insanların çevrelerindeki olayları etkileme yeteneği üzerinde ısrar eden birçok okült ve dini geleneğe mükemmel bir şekilde uyuyor. Bir şekilde, bu aynı zamanda duyu dışı algının bilimsel bir açıklamasının temelidir, çünkü artık bir kişinin (gözlemcinin) fiziksel olayları düşünce gücüyle etkileyebileceği ifadesi saçma görünmüyor.
Gözlenen bir olay veya nesnenin her bir özdurumu,gözlemcinin özvektörü. Operatörün (gözlemcinin) spektrumu ayrık ise, gözlenen nesne yalnızca ayrık özdeğerlere ulaşabilir. Yani, gözlem nesnesi ve özellikleri tamamen bu operatör tarafından belirlenir.
Karmaşık kelimelerle kuantum fiziğinin temelleri
Geleneksel klasik mekaniğin (veya fiziğin) aksine, konum ve momentum gibi eşlenik değişkenlerin eşzamanlı tahminleri yapılamaz. Örneğin, elektronlar (belirli bir olasılıkla) yaklaşık olarak uzayın belirli bir bölgesinde yer alabilirler, ancak matematiksel kesin konumları aslında bilinmemektedir.
Genellikle "bulutlar" olarak adlandırılan sabit olasılık yoğunluğunun konturları, bir elektronun en olası nerede bulunduğunu kavramsallaştırmak için bir atomun çekirdeğinin etrafına çizilebilir. Heisenberg Belirsizlik İlkesi, eşlenik momentumu verilen bir parçacığın yerinin tam olarak belirlenemeyeceğini kanıtlar. Bu teorideki bazı modeller tamamen soyut bir hesaplama karakterine sahiptir ve uygulanan değeri ima etmez. Bununla birlikte, genellikle atom altı parçacıklar ve diğer ince konular seviyesindeki karmaşık etkileşimleri hesaplamak için kullanılırlar. Ek olarak, bu fizik dalı, bilim adamlarının birçok dünyanın gerçek varlığı olasılığını varsaymalarına izin verdi. Belki yakında onları görebiliriz.
Dalga fonksiyonları
Kuantum fiziğinin yasaları çok hacimli ve çeşitlidir. Onlarla kesişirlerdalga fonksiyonları kavramı. Bazı özel dalga fonksiyonları, doğası gereği sabit veya zamandan bağımsız bir olasılık dağılımı yaratır; örneğin, durağan bir enerji durumunda, zaman dalga fonksiyonuna göre kayboluyormuş gibi görünür. Bu, onun için temel olan kuantum fiziğinin etkilerinden biridir. İlginç olan şu ki, zaman olgusu bu olağandışı bilimde kökten revize edilmiştir.
Pertürbasyon teorisi
Ancak, kuantum fiziğinde formüller ve teorilerle çalışmak için gereken çözümleri geliştirmenin birkaç güvenilir yolu vardır. Yaygın olarak "pertürbasyon teorisi" olarak bilinen böyle bir yöntem, temel bir kuantum mekanik modeli için analitik bir sonuç kullanır. Daha basit bir modelle ilgili daha da karmaşık bir model geliştirmek için deneylerden elde edilen sonuçları getirmek için oluşturuldu. Özyineleme böyle ortaya çıkıyor.
Bu yaklaşım, çeşitli olayları mikroskobik gerçeklikte yorumlamak için son derece popüler olan kuantum kaos teorisinde özellikle önemlidir.
Kurallar ve yasalar
Kuantum mekaniğinin kuralları temeldir. Bir sistemin konuşlandırma alanının kesinlikle temel olduğunu iddia ederler (bir nokta çarpımı vardır). Başka bir ifade, bu sistem tarafından gözlemlenen etkilerin aynı zamanda bu ortamdaki vektörleri etkileyen özel operatörler olduğudur. Ancak, bize hangi Hilbert uzayının veya hangi operatörlerin var olduğunu söylemezler.şu an. Kuantum sisteminin nicel bir tanımını vermek için uygun şekilde seçilebilirler.
Anlam ve etki
Bu olağandışı bilimin en başından beri, kuantum mekaniği çalışmasının birçok sezgisel olmayan yönü ve sonuçları, yüksek sesle felsefi tartışmalara ve birçok yoruma yol açtı. Çeşitli genlikleri ve olasılık dağılımlarını hesaplama kuralları gibi temel sorular bile halkın ve önde gelen birçok bilim insanının saygısını hak ediyor.
Richard Feynman, örneğin, bir keresinde, bilim adamlarından hiçbirinin kuantum mekaniğini anladığından hiç emin olmadığını üzülerek belirtti. Steven Weinberg'e göre, şu anda kuantum mekaniğinin herkese uygun tek bir yorumu yok. Bu, bilim adamlarının varlığını tam olarak anlamak ve açıklamak için kendilerinin yapamadıkları bir "canavar" yarattıklarını göstermektedir. Ancak bu, bu bilimin alaka düzeyine ve popülaritesine hiçbir şekilde zarar vermez, ancak gerçekten karmaşık ve anlaşılmaz sorunları çözmek isteyen genç profesyonelleri cezbeder.
Ayrıca, kuantum mekaniği, Evrenin nesnel fiziksel yasalarının tam bir revizyonunu zorunlu kıldı, bu iyi bir haber.
Kopenhag yorumu
Bu yoruma göre, klasik fizikten bildiğimiz standart nedensellik tanımına artık gerek yok. Kuantum teorilerine göre, bizim için olağan anlamda nedensellik hiçbir şekilde mevcut değildir. İçlerindeki tüm fiziksel fenomenler, en küçük temel öğelerin etkileşimi açısından açıklanır. Atom altı seviyede parçacıklar. Bu alan, imkansız gibi görünse de son derece umut verici.
Kuantum psikolojisi
Kuantum fiziği ve insan bilinci arasındaki ilişki hakkında ne söylenebilir? Bu, 1990 yılında Robert Anton Wilson tarafından yazılan Kuantum Psikolojisi adlı kitapta çok güzel bir şekilde yazılmıştır.
Kitapta ortaya konan teoriye göre beynimizde meydana gelen tüm süreçler bu makalede anlatılan kanunlardan kaynaklanmaktadır. Yani bu, kuantum fiziği teorisini psikolojiye uyarlamaya yönelik bir tür girişimdir. Bu teori bilim dışı kabul edilir ve akademik topluluk tarafından tanınmaz.
Wilson'ın kitabı, içinde hipotezini az çok kanıtlayan bir dizi çeşitli teknik ve uygulama sağlamasıyla dikkate değerdir. Öyle ya da böyle, okuyucu, matematiksel ve fiziksel modelleri beşeri bilimlere uygulama girişimlerinin uygulanabilirliğine inanıp inanmadığına kendisi karar vermelidir.
Wilson'ın kitabı, bazıları tarafından mistik düşünceyi haklı çıkarma ve onu bilimsel olarak kanıtlanmış yeni model fiziksel formülasyonlara bağlama girişimi olarak görüldü. Bu son derece önemsiz ve çarpıcı çalışma 100 yıldan fazla bir süredir talep görüyor. Kitap tüm dünyada yayınlandı, tercüme edildi ve okundu. Kim bilir belki de kuantum mekaniğinin gelişmesiyle birlikte bilim camiasının kuantum psikolojisine karşı tutumu da değişecektir.
Sonuç
Yakında ayrı bir bilim haline gelen bu olağanüstü teori sayesinde çevreyi keşfedebildikatom altı parçacıklar düzeyinde gerçeklik. Bu, algımız için tamamen erişilemeyen, mümkün olan en küçük seviyedir. Fizikçilerin daha önce dünyamız hakkında bildiklerinin acilen gözden geçirilmesi gerekiyor. Kesinlikle herkes buna katılıyor. Sadece karmaşık matematiksel formüllerle ölçebileceğimiz, tamamen düşünülemez mesafelerde farklı parçacıkların birbirleriyle etkileşime girebildiği ortaya çıktı.
Ayrıca, kuantum mekaniği (ve kuantum fiziği) birçok paralel gerçekliğin, zaman yolculuğunun ve tarih boyunca yalnızca bilimkurgu olarak kabul edilen diğer şeylerin olasılığını kanıtladı. Bu kuşkusuz sadece bilime değil, insanlığın geleceğine de büyük bir katkıdır.
Dünyanın bilimsel resmini sevenler için bu bilim hem dost hem de düşman olabilir. Gerçek şu ki, kuantum teorisi, alternatif psikolojik teorilerden birinin örneğinde daha önce gösterildiği gibi, parabilimsel bir konuda çeşitli spekülasyonlar için geniş fırsatlar sunuyor. Bazı modern okültistler, ezoterikçiler ve alternatif dini ve manevi hareketlerin (çoğunlukla psikokültlerin) destekçileri, mistik teorilerinin, inançlarının ve uygulamalarının rasyonelliğini ve gerçekliğini kanıtlamak için bu bilimin teorik yapılarına yönelirler.
Bu, teorisyenlerin basit varsayımlarının ve soyut matematiksel formüllerin gerçek bir bilimsel devrime yol açtığı ve daha önce bilinen her şeyi aşan yeni bir bilim yarattığı eşi görülmemiş bir durumdur. bazılarındaBir dereceye kadar, kuantum fiziği Aristoteles mantığının yasalarını çürütmüştür, çünkü "ya-ya da"yı seçerken bir tane daha (ve belki de birkaç) alternatif olduğunu göstermiştir.
