Феномен Квантовой теории (часть I). Автор теории квантовой
2.2. Философский анализ понятия «состояние» в квантовой теории. Квантовая магия
2.2. Философский анализ понятия «состояние» в квантовой теории
Что же думают философы насчет категории «состояние» в квантовой физике? Это понятие и его толкование во многом определяют отношение исследователей к квантовой механике. «Состояние» — фактически одно из ключевых понятий, с помощью которых постигается физический смысл квантовой механики. В этом его методологическое и логическое значение.
Сложившийся на основе механистических представлений идеал понимания требовал назвать точные и однозначные характеристики состояния системы в каждый момент времени. Однако в квантовой механике этот идеал был перечеркнут.
Отсутствие ясного философского осмысления понятия «состояние», его философской интерпретации и подмена ее частными научными представлениями поставили перед естествоиспытателями вопрос: что такое «состояние» в квантовой механике, что такое «состояние» вообще?
Первоначально понятие «состояние» применительно к микромиру пытались определить на основе классических методологических требований, используя привычный механистический подход, что оказалось невозможным. Опираясь на классические представления о состоянии, Л. де Бройль пытался объяснить состояние микрообъектов движением волны с «привязанной» к ней частицей (теория «волны-пилота»). Согласно этой теории, ?- Поделитесь на страничке
Следующая глава >
esoterics.wikireading.ru
Ответы на вопрос "19. Концепция квантовой механики."
Концепция квантовой механики.
Квантовая механика — это теория, которая устанавливает способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем, а также связь величин, характеризующих частицы и их системы, с физическими величинами, непосредственно измеряемыми на опыте.
Квантовая механика помогла человечеству описать и осознать такие явления, как:
1) ферромагнетизм твердых тел;
2) сверхтекучесть твердых тел;
3) сверхпроводимость твердых тел;
4) была объяснена природа и происхождение нейтронных звезд, белых карликов и других астрофизических объектов.
На этом значение квантовой механики не заканчивается. В теории квантовая механика делится на два вида:
1) нерелятивистскую квантовую механику;
2) релятивистскую квантовую механику.
Различие релятивистской и нерелятивистской квантовой механики. Естественно, что если существует два направления квантовой механики, то значит, они должны противоречить друг другу. Через это противоречие можно просмотреть значение как нерелятивистской, так и релятивистской квантовой механики.
Вот эти характеристики, различающие оба направления:
1) нерелятивистская квантовая механика более «строгая», это законченная фундаментальная физическая теория, главной особенностью которой является ее непротиворечивость. Релятивистская квантовая механика является более «мягкой», она допускает наличие противоречий в теории;
2) в нерелятивистской теории принято считать, что информация, помогающая взаимодействию, передается мгновенно. Релятивистская же квантовая механика утверждает, что взаимодействие распространяется со строго определенной скоростью. Следовательно, должно существовать что- то, что будет способствовать такой передаче. И этим «помощником» является физическое поле.
Одним из основоположников квантовой механики можно назвать Планка. Он первым выступил против существовавшей в то время теории теплового излучения.
В основе теории теплового излучения лежала статистическая физика и классическая электродинамика.
Эти две отрасли науки не дополняли друг друга, а наоборот, приводили к противоречию всю теорию теплового излучения.
Суть его точки зрения заключается в том, что свет излучается не непрерывно, а порциями. А точнее — дискретными порциями энергии, т. е. квантами.
В квантовой механике выделяют так называемые дискретные состояния. Смысл данного состояния в том, что тело большого масштаба непрерывно изменяет свою скорость. Причем изменение этой скорости может происходить как в сторону ее увеличения, так и в сторону ее уменьшения. Для изменения скорости имеют большое значение разнообразные физические явления. Именно эти явления способствуют увеличению скорости или же, наоборот, ее уменьшению.
www.konspektov.net
Начало квантовой теории. Новый ум короля [О компьютерах, мышлении и законах физики]
Начало квантовой теории
Как же разрешить все эти загадки? Очевидно, что исходную ньютоновскую схему частиц-корпускул необходимо дополнить максвелловским полем. Можно ли встать на противоположную точку зрения и предположить, что мир построен только из полей, а частицы представляют собой не что иное, как небольшие «сгустки» поля определенного вида? Этот подход имеет свои трудности, ибо такие частицы могли бы непрерывно изменять свою форму, извиваться и совершать колебания бесконечно большим числом способов. Но ничего подобного в действительности не наблюдается. В реальном мире все частицы одного вида, по-видимому, идентичны. Например, любые два электрона тождественны. Даже атомы и молекулы могут изменять свои конфигурации только дискретно[141]. Если частицы — это всего лишь поля, то необходимо ввести в теорию нечто новое, что заставило бы их иметь дискретные характеристики.
В 1990 году блестящий, но осторожный немецкий физик Макс Планк выдвинул революционную идею для подавления высокочастотных мод излучения «абсолютно черного тела». Идея состояла в том, что излучение и поглощение электромагнитного поля может происходить только «квантами», энергия Е которых связана с частотой v следующим соотношением:
E = hv
где h — новая фундаментальная постоянная природы, известная как постоянная Планка. Самое удивительное, что эта «бунтарская» идея позволила Планку достичь теоретического согласия с наблюдаемой зависимостью интенсивности излучения «абсолютно черного тела» от частоты (закон излучения Планка). (По современным данным постоянная Планка очень мала и составляет около 6,6 х 10-34 Дж/с.) Смелая гипотеза Планка стала первым проблеском квантовой теории, но это событие не привлекло к себе внимания физиков до тех пор, пока Эйнштейн не выдвинул еще одну поразительную идею о том, что электромагнитное поле не только излучается, но и существует в виде таких дискретных порций. Таким образом, согласно Эйнштейну (и Ньютону, который высказывал аналогичное утверждение за два столетия раньше) свет представляет собой поток частиц! Вспомним, что в начале XIX века блестящий теоретик и экспериментатор Томас Юнг наглядно продемонстрировал волновую природу света, а Максвелл и Герц теоретически показали, что свет представляет собой колебания электромагнитного поля.
Каким образом свет может быть одновременно и частицами, и волнами? Ведь корпускулярная и волновая концепции представляются полностью противоположными. Тем не менее, одни экспериментальные факты явно указывают на то, что свет — это поток частиц, а другие на то, что свет — это волны. В 1923 году французский аристократ и проницательный физик маркиз Луи де Бройль продвинулся в этом вопросе еще дальше, высказав в своей докторской диссертации (которая снискала одобрение Эйнштейна!) идею о том, что частицы материи иногда ведут себя как волны! Частота v волны де Бройля любой частицы с массой m также удовлетворяет соотношению Планка. Комбинируя это с формулой Эйнштейна Е = mc2, можно найти связь частоты v с массой m:
hv = Е = mс2.
Таким образом, согласно идее де Бройля, раздельное существование частиц и полей, бывшее в почете у классической теории, отвергается природой! Действительно, все, что осциллирует с частотой v, может существовать только в виде дискретных порций с массой hv/c2. Природа каким-то образом «умудряется» построить непротиворечивый мир, в котором частицы и осцилляции поля суть одно и то же! Или, точнее, мир природы состоит из каких-то более тонких составляющих, а представления о «частице» и «волне» лишь частично отражают реальность.
Еще один яркий пример проявления соотношения Планка нашел в 1913 году Нильс Бор — датский физик и выдающийся мыслитель XX века. Правила Бора требовали, чтобы угловой момент (гл.6 «Уравнение Шредингера; уравнение Дирака») электрона на ядерной орбите мог принимать только значения, кратные величине h/2?, для которой Дирак ввел более удобное обозначение ?:
? = h/2?
Таким образом, разрешены только следующие значения углового момента (относительно любой оси),
0, ?, 2?, 3?, 4?…
С учетом этого нововведения «планетарная» модель атома позволила с большой точностью вычислить частоты энергетических уровней и объяснить те «безумные» правила, которым в действительности следует природа.
Несмотря на поразительный успех, блестящая гипотеза Бора была только временной схемой, своего рода «новой заплатой на старые меха» и получила название «старой квантовой теории». Сегодняшняя квантовая физика произошла из двух независимых схем, предложенных позже немцем Вернером Гейзенбергом и австрийцем Эрвином Шредингером («матричной механики» в 1925 году и «волновой механики» в 1926 году, соответственно). Сначала две эти две схемы казались совершенно различными, но вскоре они были включены в более общую теорию как ее эквивалентные представления. Это было сделано главным образом британским физиком-теоретиком Полем Адриеном Морисом Дираком. В последующих главах мы попытаемся окинуть беглым взглядом квантовую теорию и ее необычные следствия.
Следующая глава >
fil.wikireading.ru
КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ - это... Что такое КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ?
- КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ
- КВАНТОВАЯ ХРОМОДИНАМИКА
Смотреть что такое "КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ" в других словарях:
Квантовая теория — имеет следующие подразделы (список неполный): Квантовая механика Алгебраическая квантовая теория Квантовая теория поля Квантовая электродинамика Квантовая хромодинамика Квантовая термодинамика Квантовая гравитация Теория суперструн См. также… … Википедия
КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ — теория, основы который были заложены в 1900 физиком Максом Планком. Согласно этой теории, атомы всегда излучают или принимают лучевую энергию только порциями, прерывно, а именно определенными квантами (кванты энергии), величина энергии которых… … Философская энциклопедия
квантовая теория — Другой путь исследований изучение взаимодействия материи и радиации. Термин «квант» связывают с именем М. Планка (1858 1947). Это проблема «черного тела» (абстрактное математическое понятие для обозначения объекта, аккумулирующего всю энергию … Западная философия от истоков до наших дней
КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ — объединяет квантовую механику, квантовую статистику и квантовую теорию поля … Большой Энциклопедический словарь
квантовая теория — объединяет квантовую механику, квантовую статистику и квантовую теорию поля. * * * КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ, объединяет квантовую механику (см. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА), квантовую статистику (см. КВАНТОВАЯ СТАТИСТИКА) и квантовую теорию поля… … Энциклопедический словарь
квантовая теория — kvantinė teorija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. quantum theory vok. Quantentheorie, f rus. квантовая теория, f pranc. théorie des quanta, f; théorie quantique, f … Fizikos terminų žodynas
КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ — физ. теория, объединяющая квантовую механику, квантовую статистику и квантовую теорию поля. В сё основе лежит представление о дискретной (прерывистой) структуре излучения. Согласно К. т. всякая атомная система может находиться в определённых,… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Квантовая теория поля — Квантовая теория поля квантовая теория систем с бесконечным числом степеней свободы (полей физических (См. Поля физические)). К. т. п., возникшая как обобщение квантовой механики (См. Квантовая механика) в связи с проблемой описания… … Большая советская энциклопедия
КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ — (КТП), релятивистская квант. теория физ. систем с бесконечным числом степеней свободы. Пример такой системы эл. магн. поле, для полного описания к рого в любой момент времени требуется задание напряжённостей электрич. и магн. полей в каждой точке … Физическая энциклопедия
КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ. — КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ. Содержание:1. Квантовые поля ................. 3002. Свободные поля и корпускулярно волновой дуализм .................... 3013. Взаимодействие полей .........3024. Теория возмущений ............... 3035. Расходимости и… … Физическая энциклопедия
Книги
- Квантовая теория, Бом Д.. В книге систематически изложена нерелятивистская квантовая механика. Автор детально разбирает физическое содержание и подробно рассматривает математический аппарат одного из самых важных… Подробнее Купить за 2091 грн (только Украина)
- Квантовая теория, Бом Д.. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. В книге систематически изложена нерелятивистская квантовая механика. Автор детально разбирает… Подробнее Купить за 1741 руб
- Квантовая теория, Клегг Брайан, Болл Филипп, Клиффорд Леон. Про кота Шрёдингера знают, пожалуй, все, но знаете ли вы про уравнение Шрёдингера? Как устроены лазеры, транзисторы, и электронные микроскопы? Чем опасна перенормировка? Почему жидкость… Подробнее Купить за 925 руб
Автор квантовой теории: Макс Планк
Основоположником квантовой физики считается немецкий физик-теоретик Макс Карл Эрнст Людвиг Планк. Именно он в 1900 г. заложил основы квантовой теории, предположив, что при тепловом излучении энергия испускается и поглощается отдельными порциями – квантами.
Позже было доказано, что любому излучению присуща прерывность.
Из биографии
Родился Макс Планк 23 апреля 1858 г. в г. Киле. Его отец, Иоганн Юлиус Вильгельм фон Планк, был профессором права. В 1867 г. Макс Планк начал обучаться в Королевской Максимилиановской гимназии в Мюнхене, куда к тому времени переехала его семья. В 1874 г. Планк закончил гимназию и занялся изучением математики и физики в Мюнхенском и Берлинском университетах. Планку был всего 21 год, когда в 1879 г. он защитил свою диссертацию «О втором законе механической теории тепла», посвящённую второму началу термодинамики. Через год он защищает вторую диссертацию «Равновесное состояние изотропных тел при различных температурах» и становится приват-доцентом факультета физики в Мюнхенском университете.
Весной 1885 г. Макс Планк – экстраординарный профессор кафедры теоретической физики Кильского университета. В 1897 г. был издан курс лекций Планка по термодинамике.
В январе 1889 г. Планк приступил к выполнению обязанностей экстраординарного профессора кафедры теоретической физики Берлинского университета, а в 1982 г. он стал ординарным профессором. Одновременно он возглавил Институт теоретической физики.
С 1887 по 1924 г. Планк опубликовал свои работы по термодинамике физико-химических процессов. Особую известность получила созданная им теория химического равновесия разведенных растворов.
В 1913/14 учебном году Планк занимал пост ректора Берлинского университета.
Квантовая теория Планка
Берлинский период стал наиболее плодотворным в научной карьере Планка. Занимаясь проблемой теплового излучения с 1890 г., в 1900 г. Планк предположил, что электромагнитное излучение не является непрерывным. Оно излучается отдельными порциями – квантами. А величина кванта зависит от частоты излучения. Планком была выведена формула распределения энергии в спектре абсолютно чёрного тела. Он установил, что свет испускается и поглощается порциями-квантами с определённой частотой колебаний. А энергия каждого кванта равна частоте колебания, умноженной на постоянную величину, получившую название константы Планка.
E = hn, где n – частота колебаний, h –константа Планка.
Константу Планка называют основной константой квантовой теории, или квантом действия.
Это величина, связывающая величину энергии кванта электромагнитного излучения с его частотой. Но так как любое излучение происходит квантами, то константа Планка справедлива для любой линейной колебательной системы.
19 декабря 1900 г., когда на заседании Берлинского физического общества Планк доложил о своём предположении, стал днём рождения квантовой теории.
В 1901 г. на основе данных по излучение чёрного тела Планку удалось вычислить значение постоянной Больцмана. Он также получил число Авогадро (число атомов в одном моле) и установил величину заряда электрона с высочайшей точностью.
В 1919 г. Планк стал лауреатом Нобелевской премии по физике за 1918 г. за заслуги «в деле развития физики благодаря открытию квантов энергии».
В 1928 г. Максу Планку исполнилось 70 лет. Он вышел в формальную отставку. Но сотрудничество с Обществом фундаментальных наук кайзера Вильгельма не прекратил. В 1930 г. он стал президентом этого общества.
Планк был членом академий наук Германии и Австрии, научных обществ и академий Ирландии, Англии, Дании, Финляндии, Нидерландов, Греции, Италии, Венгрии, Швеции, США и Советского Союза. Германское физическое общество учредило медаль Планка. Это высшая награда этого общества. И первым почётным её обладателем стал сам Макс Планк.
Умер Планк 4 октября 1947 г, не дожив всего лишь полгода до своего 90-летия.
www.phisiki.com
Феномен квантовой теории | Обзор паранормальных явлений и феноменов
Феномен квантовой теории как таковой, по сей день мучает физиков. Многие вопросы квантовой физики остаются без ответа. Роберт Фейнман, лауреат Нобелевской премии, любил поговаривать, что на самом деле никто не понимает квантовой теории.
Разумеется, на сегодняшний день квантовая теория самая успешная разработка человеческого разума, точность предсказаний в ней равна почти 1/10 000 000 000. Однако, данная теория все равно довольно зыбкая, она кишит вероятностями и случайными результатами, хотя и определяет многие принципы Вселенной. Если теория Ньютона дает ясные ответы, то квантовая теория определяет только вероятности. Это может показаться странным, но все достижения технологий последних лет, такие как компьютеры, Интернет, лазеры, мобильные телефоны, телевидение, микроволновки и прочее, процессы, происходящие в этих устройствах и системах, основываются на шатких позициях вероятностей квантовой теории.
Слышали о парадоксе «кошки Шредингера»? Он сформулирован одним из разработчиков квантовой теории, австрийским физиком Эрвином Шредингером в 1935 году. Суть его заключается в том, что в черный изолированный от внешнего мира ящик помещается кошка. В этом же ящике находятся баллон с ядовитым газом, радиоактивный элемент (например, атом урана), и счетчик радиоактивных частиц Гейгера. Если уран распадется, то счетчик Гейгера среагирует на излучение частиц, сработает механизм по запуску ядовитого газа, кошка умрет, если уран останется в стабильном состоянии, то кошка будет жива. Вероятность того и другого исхода событий 50 на 50. Но сказать точно, в каком состоянии находится кошка, нельзя, пока наблюдатель не откроет ящик. Получается кошка одновременно и жива и мертва. В квантовой физике такое неопределенное состояние называется суперпозицией – смешение двух состояний, когда над объектом не производится наблюдение, то его состояние, в данном случае урана, может быть распавшемся или не распавшемся, отсюда состояние кошки – живая и мертвая.
Эрвин Шредингер сам был раздражен такой интерпретацией, говоря, что если к этому на самом деле относиться серьезно, то ему придется пожалеть, что он принимал участие во всей этой затее.
Дальше хуже. Согласно квантовой теории, нельзя узнать точно, уран распался или нет. Таким образом, необходимо сложить две возможности, а именно, волновую функцию целого атома урана с волновой функцией распавшегося атома урана. А это значит, для описания состояния кошки надо сложить два ее состояния, т.е., кошка окажется ни мертвой, ни живой. Она будет суммой мертвой кошки и живой кошки.
Продолжение следует…
А теперь юмор по теме:
www.faramir-review.ru
