Архивы: квантовая механика

Quantum Mechanics – Interpretations

Whenever we talk about Quantum Mechanics, one of the first questions would be, “What about the cat?” This question, действительно, is about the interpretations of Quantum Mechanics. The standard interpretation, так называемый копенгагенской интерпретацией, leads to the famous Schrodinger’s cat.
Продолжить чтение

Quantum Field Theory

In this post on Quantum Mechanics (QM), we will go a bit beyond it and touch upon Quantum Field Theory – the way it is used in particle physics. In the last couple of posts, I outlined a philosophical introduction to QM, as well as its historical origin – how it came about as an ad-hoc explanation of the blackbody radiation, and a brilliant description of the photoelectric effect.
Продолжить чтение

Historical Origin of Quantum Mechanics

В этом разделе, we will try to look at the historical origin of Quantum Mechanics, which is usually presented succinctly using scary looking mathematical formulas. The role of mathematics in physics, as Richard Feynman explains (in his lectures on QED given in Auckland, New Zealand in 1979, available on YouTube, but as poor quality recordings) is purely utilitarian.
Продолжить чтение

Квантовая механика

Квантовая механика (QM) is the physics of small things. How do they behave and how do they interact with each other? Conspicuously absent from this framework of QM is why. Why small things do what they do is a question QM leaves alone. И, if you are to make any headway into this subject, your best bet is to curb your urge to ask why. Nature is what she is. Our job is to understand the rules by which she plays the game of reality, and do our best to make use of those rules to our advantage in experiments and technologies. Ours is not to reason why. Действительно.

Продолжить чтение

Неуверенно Принцип

Принцип неопределенности это второе, что в физике, которая захватила воображение публики. (Первый E=mc^2.) Это говорит что-то, казалось бы, проста — Вы можете измерить два бесплатных свойства системы только до определенного точностью. Например, если вы пытаетесь выяснить, где электрон (измерить свою позицию, то есть) более и более точно, его скорость становится все более неопределенной (или, измерение импульса становится неточным).

Где этот принцип пришел из? Прежде чем мы сможем задать этот вопрос, мы должны изучить, что принцип действительно говорит. Вот несколько возможных интерпретаций:

  1. Положение и импульс частицы неразрывно взаимосвязаны. Как мы измерить импульс более точно, вид частиц “распространяется,” как характер Джорджа Гамова, Г-н. Томпкинс, кладет это. Другими словами, это просто одна из тех вещей; то, как устроен мир.
  2. Когда мы измеряем положение, мы нарушить импульс. Наши измерительные зонды являются “слишком жирный,” так сказать. Как мы увеличиваем точность позиционирования (по сияющий свет более коротких длин волн, например), мы нарушить импульс более (так как сокращение длины волны света имеет более высокую энергию / импульс).
  3. Тесно связана с этой интерпретацией является мнение, что принцип неопределенности является перцептивно предел.
  4. Мы также можем думать о принцип неопределенности как когнитивный предела, если учесть, что будущая теория может превзойти таких ограничений.

Все в порядке, последние две интерпретации мои собственные, поэтому мы не будем обсуждать их здесь подробно.

Первая точка зрения в настоящее время популярны и связана с так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики. Это вроде как закрытых отчетности индуизма — “Такова природа Абсолюта,” например. точный, может быть. Но мало практической пользы. Давайте игнорировать его для это не слишком открыты для дискуссий.

Вторая интерпретация обычно понимается в качестве экспериментальной сложности. Но если понятие экспериментальной установки расширена за счет включения неизбежный человека-наблюдателя, мы приходим к третьему зрения восприятия ограничения. С этой точки зрения, это на самом деле возможно “получать” Принцип неопределенности.

Давайте предположим, что мы используем луч света с длиной волны \lambda наблюдать частицу. Точность в положении мы можем надеяться достичь, это порядка \lambda. Другими словами, \Delta x \approx \lambda. В квантовой механике, импульс каждого фотона в световом пучке обратно пропорционально длине волны. По крайней мере один фотон отражается частицы, так что мы можем видеть его. Так, классическим законом сохранения, импульс частицы должен измениться, по крайней мере \Delta p \approx постоянная\lambda от того, что было перед измерением. Таким образом, через восприятия аргументов, мы получаем нечто похожее на принципе неопределенности Гейзенберга \Delta x \Delta p = постоянная.

Мы можем сделать этот аргумент более строгий, и получить оценку стоимости постоянная. Разрешение микроскопа определяется по эмпирической формуле 0.61\lambda/NA, где NA это числовая апертура, который имеет максимальную величину одного. Таким образом, Наилучшее пространственное разрешение составляет 0.61\lambda. Каждый фотон в световом пучке имеет импульс 2\pi\hbar/\lambda, который является неопределенность импульса частиц. Итак, мы получаем \Delta x \Delta p = (0.61\lambda)(2\pi\hbar) \approx 4\hbar, примерно на порядок больше, чем квантово-механического предела. Благодаря более строгих статистических аргументов, связаны с пространственным разрешением и ожидаемый импульс, передаваемый, это может можно вывести принцип неопределенности Гейзенберга через эту линию рассуждений.

Если мы рассмотрим философскую точку зрения, что наша реальность является когнитивная модель нашего чувственного раздражителей (который является единственным мнение, что имеет смысл для меня), мой четвертый толкование принципа неопределенности составляет когнитивный ограничение также имеет немного воды.

Справка

В последней части этого поста отрывок из моей книги, Unreal Вселенная.

Секс и физика — По Фейнмана

Физика проходит через век самоуспокоенности раз в то время. Самодовольство происходит от чувства полноты, такое ощущение, что мы обнаружили все, что нужно знать, Путь ясен и методы хорошо понял.

Исторически, эти приступы самодовольства следуют быстрого развития, что революционизировать способ физика делается, показывая нам, как неправильно мы были. Это унизительно урок истории, вероятно, что побудило Фейнман сказать:

Такой возраст самоуспокоенности существовала на рубеже 19-го века. Известные персоны, как Кельвин отметил, что все, что осталось сделать, это сделать более точные измерения. Майкельсона, которые сыграли решающую роль в революции, чтобы следовать, посоветовали не вступать “мертвых” поле, как физика.

Кто бы мог подумать, что в менее чем за десятилетие в 20 веке, мы бы завершить изменить наше представление о пространстве и времени? Кто в здравом уме не будет говорить сейчас, что мы снова будем менять наши представления о пространстве и времени? Я делаю. С другой стороны, никто никогда не обвинил меня в правой виду!

Другой революция произошла в ходе прошлого века — Квантовая механика, который покончил с нашего понятия детерминизма и нанесла серьезный удар по парадигме система-наблюдателя физики. Подобные революции повторится. Давайте не держаться за наши понятия, как непреложный; они не. Давайте не думать о наших старых мастеров, как непогрешимый, потому что они не являются. Как Фейнмана сам хотел бы отметить,, физика в одиночку держит больше примеров ошибочности своих старых мастеров. И я чувствую, что полный оборот в мысли просрочена сейчас.

Вы можете быть удивлены, что все это имеет отношение к сексу. Хорошо, Я просто подумал, секс будет продаваться лучше. Я был прав, не я? Я имею в виду, Вы все еще здесь!

Фейнман также сказал,,

Фото "Пещерный человек Чак" Кокер cc

Эйнштейн о Боге и Dice

Хотя Эйнштейн является самым известным за его теории относительности, он был также главной движущей силой появления квантовой механики (QM). Его ранние работы в фотоэлектрических эффектов проложили путь для будущих разработок в УК. И он получил Нобелевскую премию, не для теории относительности, но для этой ранней работе.

Затем она должна быть сюрпризом для нас, что Эйнштейн не очень верю в КМ. Он провел последнюю часть своей карьеры пытается мысли устройство экспериментов, которые бы доказать, что QM не соответствует тому, что он считал, что законы природы. Почему это, что Эйнштейн не мог принять квантовую механику? Мы никогда не будем знать наверняка,, и я думаю, вероятно, так хорошо, как кто-либо еще,.

Беда Эйнштейна с КМ приводится в этой знаменитой цитатой.

Это действительно трудно примирить понятия (или, по крайней мере, в некоторых интерпретациях) КМ с целью слово, в котором Бог имеет контроль над всем. В КМ, наблюдения вероятностный характер. То есть, если мы каким-то образом удалось отправить два электрона (в том же состоянии,) по той же балке и наблюдать их через некоторое время, мы можем получить два различных наблюдаемых свойств.

Мы можем интерпретировать это несовершенство наблюдения как нашей неспособности настроить одинаковые начальные состояния, или отсутствие точности в наших измерениях. Эта интерпретация приводит к так называемым теориям скрытых переменных — считается недействительным по разным причинам. Интерпретация популярных в настоящее время является то, что неопределенность является неотъемлемым свойством природы — так называемый копенгагенской интерпретацией.

В Копенгагене картинке, частицы имеют позиции только тогда, когда наблюдается. В других случаях, они должны рассматриваться как вид распространился в пространстве. В двойном щели вмешательство эксперимент с использованием электронов, например, мы не должны просить, имеет ли частности электрона на щель или другой. Пока есть помехи, это вид занимает как.

Беспокойство, что для Эйнштейна в этой интерпретации будет то, что даже Бог не сможет сделать электронный взять одну щель или другой (не нарушая при этом интерференционную картину, то есть). И если Бог не может разместить один крошечный электрон, куда он хочет, как он собирается управлять всей Вселенной?