Обновено на
Квантовата физика променя изцяло същността на света, който наблюдаваме.
Квантовата физика е раздел от физиката, който изучава поведението на материята и енергията на най-малките възможни мащаби – на нивото на атомите, електроните, фотоните и други елементарни частици.
Основните принципи на квантовата физика включват вероятностната интерпретация на вълновата функция, квантовата суперпозиция, принципът на неопределеност на Хайзенберг, и квантовото заплитане. Тя представлява фундаментален фронт на изследванията в съвременната физика и е отговорна за много от революциите в нашето разбиране за природата на вселената.
Какво всъщност ни казва квантовата физика за света в който живеем
Според основните принципи на квантовата физика:
Частицата е вълна
Всъщност вероятностната интерпретация на вълновата функция ни казва, че частицата е вълна, а вълната е частица.
Чрез вълновата функция може да се направи графика на това как изглежда вълната на една частица.
С други думи Макс Борн ни казва, че в точки, в които стойността на PSI (ψ ) е голяма, било положителна или отрицателна, ще има голяма вероятност да намерим електрона в тази точка. Но няма задължително да намериш електрона там – това е само по-голяма вероятност.
Вижте по-подробно за вероятностната интерпретация на вълновата функция.
Частицата съществува в няколко възможни състояния едновременно
Квантова суперпозиция е принцип на квантовата механика, според който частица, например електрон, съществува в няколко теоретично възможни състояния едновременно; но когато се измерва или наблюдава, дава резултат, кореспондиращ на само една възможна конфигурация.
Точно както определен даден електрон може да е тук или там в даден момент, квантовата механика предполага, че първото хвърляне на монета е довело едновременно до ези и тура, а крайния резултат е точно определен в зависимост от наблюдателя.
Квантовата механика признава, че вярванията на хората за резултата от дадено решение – независимо дали ще бъде добро или лошо, често отразяват какъв е окончателният им избор. По този начин вярванията на хората взаимодействат или се „заплитат“ с евентуалното си действие.
Квантовата суперпозиция е една от основните идеи на квантовата теория и е силно контрастна спрямо класическата механика, където обекти могат да заемат точно определени състояния. Класическата механика се занимава с обекти, които вече са построени с помощта на наблюдаващият и са приели своята форма от всички видове вероятности, пак с помощта на наблюдаващият.
Вижте по-подробно за „Квантова суперпозиция; частицата може да бъде едновременно на няколко места“
Частиците са виртуални (неопределени)
Според принципа на неопределеността на Хайзенберг не можеш да определиш едновременно къде е и къде отива една частица. Колкото по-точно знаеш къде е в началото, толкова по-неясно е къде ще се озове след това. Друг начин да се каже е: колкото по-точно знаеш позицията на една частица, толкова по-неточно знаеш импулса на тази частица. Това е идеята за принципа на неопределеността. Това не е просто ограничение на нашите инструменти за наблюдение и изследване, а е фундаментален принцип на квантовата механика.
Съотношението на неопределеност е формулирано през 1927 г. от Вернер Хайзенберг.
Ако разгледаме стандартното отклонение ∆×, с което се определя мястото (местоположението) × и стандартното отклонение Δ p, с което се определя импулсът p на дадена частица, важи:
Съотношението на неопределеност относно мястото и импулса се обяснява като непосредствено последствие на вълновия характер на природата в квантовата физика. Самият Хайзенберг дава дори това обяснение. Съотношението на неопределеност важи дори тогава, когато измерването на мястото и на импулса се състои върху отражение на системата
Частиците си взаимодействат мигновено без значение от разстоянието
Това означава, че информацията се разпространява мигновено, без ограничението на време и пространство.
Това се доказва от принципа на квантовото заплитане. Когато две частици са квантово свързани, ако променим състоянието на едната частица, то мигновено се променя и състоянието на другата частица, без значение от разстоянието между тях.
Вижте повече за „Квантово заплитане. Свързаност без значение на разстоянието“
Квантовата физика променя мирогледа на човечеството.
Квантовата физика разкрива фундаментални аспекти на природата на вселената, които са извън обективните ни представи за това как работи светът. Принципи като квантовата суперпозиция и неопределеността променят начина ни на мислене. Реалността, която се открива от разбирането ни на квантовата физика е нещо много повече от това, което е пред очите ни и останалите сетива.
Квантовата физика провокира философски размисли и дебати относно природата на реалността, свободната воля, ролята на наблюдателя и др. Тези разисквания допринасят за промяна в мирогледа на хората относно смисъла на съществуването и нашето място във вселената.
Така че квантовата физика и уравнението на Шрьодингер са важни фактори, които влияят на мирогледа на човечеството, както по отношение на науката и технологията, така и по отношение на философските и метафизическите ни разсъждения.
Основния философски извод, който може да се направи е, че основата на света в който живеем е частица, която е и вълна. Всеки сам определя как вижда света около него и вътре в него – свят изграден от „тухла по тухла“ или свят от непрекъснато променяща се вибрация.
Вашият коментар