Квантовая механика и что будет через 35 лет
Автор: Ник ТрейсиЛадно , пацаны, сегодня о серьезном. ) О сути квантовой механики, а вернее о ее состоятельности в качестве фундаментальной науки, которая может быть выражена понятным и проверяемым и предсказываемым языком физики. То есть человеческим языком.
Так вот, многие, как и я ранее, могут сильно не париться сутью квантовых процессов и насколько они разительно отличаются от привычной механической Ньютоновской физики. Просто принимают это на веру.
Одно из самых разительных моих открытий лично для меня стало то, что элементарных частиц в нашем стереотипном понимании не существует. Элементарная частица по определению не делима. Люди обычно под такой частицей подразумевают нечто твердое и очень маленькое, что уже не разделить на две половины. Оказывается это не так в понятиях квантовой механики. Нет никаких очень маленьких твердых частичек. Есть сгустки энергий, которые характеризуются по семействам в зависимости от квантовых чисел, в том числе от массы и энергии. Так вот электрон или протон могут столкнуться на таких скоростях что они распадутся на кучу мелкой дряни, но суть частицы ( тут видимо имеется ввиду заряд и спин) останется в форме другой частицы из другого семейства. Я тут открою секрет . Чем тяжелее частица тем быстрее ей кабзда. Живут они очень не долго. В отличии от электрона например. Но этот наш парень. Из нашего привычного семейства.
А если вообще отбросить всю эту детективную историю с пропажей частичек, то по сути мир на квантовом уровне абсолютно лишен понимания классических процессов механики. В это мире по сути нет масс ( хотя мы видим что все вокруг видимое даже в микроскоп имеет массу) . Масса там это выражение для ее энергии. Энергию стали выражать через массу мне кажется для математического удобства в том числе. Так лучше получались уравнения. Хотя мы знаем что среди частиц есть и безмассовые. Тот же фотон например(квант света). Если вы попросите физика допытаться чем масса отличается от энергии на уровне субатомных размеров в пределах планковской длины то ему придется завернуть вам очень сложную лекцию с раскладом уравнений, где вы уловите что это отличие чисто виртуальное, абстрактное и связано с формализмом языка, где для обективизма один параметр должен выражаться через другой . Мы обязаны вводить массу в том числе из ОТО Эйнштейна, где гравитация напрямую регистрируется через массу и динамику масс. А вообще я кажется понял. Масса выражается из тех элементарных частиц которые сохраняют хоть какую то стабильность жизни. НО все равно по сути это сгустки квантов энергии.
Но еще большим для меня пониманием стала другая более важная вещь. Пионеры квантовой механики в кои входил и товарищ Вернер Гейзенберг попытались объяснить это миру с точки зрения философского и мирского понимания сути такой физики. В числе главного мы должны уяснить, что все, что мы можем сегодня объяснять научным методом – все это ограничено для понимания в пределах символов и слов человеческого разума).
Это на самом деле корень всех видимых противоречий, которые выводятся на первый взгляд из квантовой механики. Например одно из самых известных это почему электрон ( для примера) в опыте с двумя щелями ведет себя и как частица и как волна. Наш разум, одетый в сапоги Декартовской математики, не может это уловить на уровне интуитивно понятного тезиса. Мы привыкли - ты либо то, либо это. Но не надо мне вот сейчас говорить что и то и другое. ( самйлик) В том то вот и дело, квантовая физика вынуждена вводить эту непонятную сущность, которая одновременно волна ( поле )и в то же время частица с массой. Эта сущность описывается функцией вероятности. Мы можем узнать либо где именно сейчас частица либо какая у нее скорость, но не можем знать о том и другом. Функция вероятности позволяет выявить тенденцию ( наиболее вероятную) где сейчас может находить электрон. Забавно, что когда электрон фиксируют он почти в точности оказывается там, где предсказала схлопнувшаяся волновая функция ( коллапс волновой функции) .
Мы не можем утверждать что у электрона нет какой то реальной непрерывной траектории, по которой он двигается. Мы всегда можем знать только вероятность его проявления в момент регистрации эксперимента.
Почему это так ? Потому что мы не можем разглядеть электрон без того чтобы сильно его не пнуть под зад гамма излучением ( квантами огромной энергии). лишь в момент их столкновения вы поймете где был электрон , но его разнесет на такие ошметки, что вы ничего не будет знать о его скорости. Проблема вся чисто техническая по сути. НО еще и ограничена языком. Гейзенберг как то даже упоминал, что физики сначала задумались создать отдельный язык для квантовой механики который будут понимать пять человек, но сразу усекли, что этот язык умрет и не даст развития главным образом потому, что он не будет широкодоступным для обсуждения. Поэтому физики квантовой механики сразу от идеи отказались. Сегодня квантовая механика объясняется обычным человеческим языком и овладеть ее сутью и пониманием процессов на высоком уровне может любая старшеклассница которая освоила интегральные вычисления, волновые функции и функции вероятности и владеет операторами матрицами. Там ничего сложно нет на самом деле. Просто звучит как приговор) а разобраться легкотня. ( правда придется полистать учебники))
Вообще эти квантовые процессы завораживают. Это без бээ. Там если литератором выгребать смысловые посылы явлений и уравнений может родится невиданный зверь. Это фактически волшебство, как его понимали средневековые рыцари и те парни, что сжигали красивых ведьм на костре над корзиной с девятью кошками. Только волшебство настоящие. Суть этого волшебства в том что мы состоим, по сути, из ничего. Просто когда то у этого черного ( пусть) ничего появилась одна маленькая сияющая искринка и из нее произошло все остальное. Это очень краткий курс теории большого взрыва на самом деле )
Я думаю квантовая механика сегодня на грани перехода в новую область физики. Сто лет спустя ( квантовая физике сто лет недавно было, друзья) мы значительно продвинулись в понимании квантовых процессов и я думаю недалек момент, когда мы вскроем новые границы мира , в том числе общения, перемещения и здравоохранения. Технологии- то что мы почти не замечаем- развиваются очень ударно. Возьмите подростка из 90го года. И отпустите его к такому же из 2025. Один другого не поймет. Другой набьет морду . Отгадайте кто откуда.
И вполне реально что вы сегодня просто охереете от того что будет через еще 35 лет.
Есть у кого версии ? ))