La fisica classica, che esisteva prima dell'invenzione della meccanica quantistica, descrive la natura su scala ordinaria (macroscopica). La maggior parte delle teorie della fisica classica possono essere dedotte come approssimazioni operanti sulle scale a cui siamo abituati. La fisica quantistica (è anche meccanica quantistica) differisce dalla scienza classica in quanto l'energia, la quantità di moto, il momento angolare e altre quantità di un sistema accoppiato sono limitate a valori discreti (quantizzazione). Gli oggetti hanno caratteristiche speciali sia sotto forma di particelle che sotto forma di onde (dualità delle particelle d'onda). Anche in questa scienza ci sono dei limiti all'accuratezza con cui le quantità possono essere misurate (principio di incertezza).
Si può dire che dopo l'emergere della fisica quantistica nelle scienze esatte, si è verificata una sorta di rivoluzione, che ha permesso di riconsiderare e analizzare tutte le vecchie leggi che prima erano considerate verità indiscutibili. Questo è un bene o un male? Forse una buona cosa, perché la vera scienza non dovrebbe mai fermarsi.
Tuttavia, la "rivoluzione quantistica" è diventatauna specie di colpo per i fisici della vecchia scuola, che hanno dovuto fare i conti con il fatto che ciò in cui credevano prima si è rivelato solo un insieme di teorie errate e arcaiche bisognose di urgente revisione e adattamento alla nuova re altà. La maggior parte dei fisici ha accettato con entusiasmo queste nuove idee su una scienza ben nota, contribuendo al suo studio, sviluppo e implementazione. Oggi, la fisica quantistica stabilisce le dinamiche per tutta la scienza nel suo insieme. È grazie a lei che sono nati progetti sperimentali all'avanguardia (come il Large Hadron Collider).
Apertura
Cosa si può dire sui fondamenti della fisica quantistica? Emerse gradualmente da varie teorie volte a spiegare fenomeni non conciliabili con la fisica classica, come la soluzione di Max Planck nel 1900 e il suo approccio al problema della radiazione di molti problemi scientifici, e la corrispondenza tra energia e frequenza in un articolo del 1905 di Albert Einstein, che spiegava gli effetti fotoelettrici. La prima teoria della fisica quantistica fu completamente rivista a metà degli anni '20 da Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born e altri. La teoria moderna è formulata in vari concetti matematici appositamente sviluppati. In uno di essi, la funzione aritmetica (o funzione d'onda) fornisce informazioni complete sull'ampiezza della probabilità di localizzazione dell'impulso.
Fondamenti di fisica quantistica per manichini
Studio scientifico dell'ondaL'essenza della luce iniziò più di 200 anni fa, quando i grandi e riconosciuti scienziati dell'epoca proposero, svilupparono e dimostrarono la teoria della luce sulla base delle proprie osservazioni sperimentali. Lo chiamavano onda.
Nel 1803, il famoso scienziato inglese Thomas Young condusse il suo famoso doppio esperimento, a seguito del quale scrisse la famosa opera "Sulla natura della luce e del colore", che svolse un ruolo enorme nel plasmare le idee moderne su questi fenomeni familiari. Questo esperimento ha giocato un ruolo importante nell'accettazione generale di questa teoria.
Tali esperimenti sono spesso descritti in vari libri, ad esempio "Fondamenti di fisica quantistica per manichini". Esperimenti moderni con l'accelerazione di particelle elementari, ad esempio, la ricerca del bosone di Higgs al Large Hadron Collider (abbreviato LHC) viene effettuata proprio per trovare conferma pratica di molte teorie quantistiche puramente teoriche.
Cronologia
Nel 1838, Michael Faraday, per la gioia del mondo intero, scoprì i raggi catodici. A questi clamorosi studi fece seguito l'affermazione sul problema della radiazione, il cosiddetto "corpo nero" (1859), fatta da Gustav Kirchhoff, nonché la famosa ipotesi di Ludwig Boltzmann che gli stati energetici di qualsiasi sistema fisico possono anche essere discreti (1877).). Successivamente apparve l'ipotesi quantistica sviluppata da Max Planck (1900). È considerato uno dei fondamenti della fisica quantistica. L'audace ipotesi di Planck secondo cui l'energia può essere sia emessa che assorbita in "quanta" discreti(o pacchetti di energia), corrisponde esattamente ai modelli osservati di radiazione del corpo nero.
Il famoso Albert Einstein ha dato un grande contributo alla fisica quantistica. Impressionato dalle teorie quantistiche, ne sviluppò le sue. La teoria generale della relatività, così si chiama. Le scoperte della fisica quantistica hanno anche influenzato lo sviluppo della teoria della relatività speciale. Molti scienziati nella prima metà del secolo scorso iniziarono a studiare questa scienza su suggerimento di Einstein. Era in prima linea in quel momento, piaceva a tutti, tutti erano interessati a lei. Non c'è da stupirsi, perché ha chiuso così tanti "buchi" nella scienza fisica classica (tuttavia, ne ha anche creati di nuovi), ha offerto una giustificazione scientifica per i viaggi nel tempo, la telecinesi, la telepatia e i mondi paralleli.
Il ruolo dell'osservatore
Qualsiasi evento o stato dipende direttamente dall'osservatore. Di solito, questo è il modo in cui le basi della fisica quantistica vengono brevemente spiegate a persone che sono lontane dalle scienze esatte. Tuttavia, la re altà è molto più complicata.
Questo si adatta perfettamente a molte tradizioni occulte e religiose che hanno insistito per secoli sulla capacità delle persone di influenzare gli eventi che li circondano. In qualche modo, questa è anche la base per una spiegazione scientifica della percezione extrasensoriale, perché ora l'affermazione che una persona (osservatore) è in grado di influenzare gli eventi fisici con il potere del pensiero non sembra assurda.
A ogni autostato di un evento o oggetto osservato corrispondeautovettore dell'osservatore. Se lo spettro dell'operatore (osservatore) è discreto, l'oggetto osservato può raggiungere solo autovalori discreti. Cioè, l'oggetto di osservazione, così come le sue caratteristiche, è completamente determinato da questo stesso operatore.
Fondamenti di fisica quantistica in parole complesse
A differenza della meccanica classica (o fisica) convenzionale, non è possibile fare previsioni simultanee di variabili coniugate come posizione e quantità di moto. Ad esempio, gli elettroni possono (con una certa probabilità) essere localizzati approssimativamente in una certa regione dello spazio, ma la loro esatta posizione matematica è in re altà sconosciuta.
Contorni di densità di probabilità costante, spesso indicati come "nuvole", possono essere disegnati attorno al nucleo di un atomo per concettualizzare dove è più probabile che si trovi un elettrone. Il principio di indeterminazione di Heisenberg dimostra l'incapacità di localizzare con precisione una particella data la sua quantità di moto coniugata. Alcuni modelli in questa teoria hanno un carattere computazionale puramente astratto e non implicano un valore applicato. Tuttavia, sono spesso usati per calcolare interazioni complesse a livello di particelle subatomiche e altre materie sottili. Inoltre, questa branca della fisica ha permesso agli scienziati di presumere la possibilità dell'esistenza reale di molti mondi. Forse potremo vederli presto.
Funzioni d'onda
Le leggi della fisica quantistica sono molto voluminose e varie. Si intersecano conconcetto di funzioni d'onda. Alcune funzioni d'onda speciali creano una diffusione di probabilità che è intrinsecamente costante o indipendente dal tempo, ad esempio, quando in uno stato stazionario di energia, il tempo sembra scomparire rispetto alla funzione d'onda. Questo è uno degli effetti della fisica quantistica, che è fondamentale per essa. Il fatto curioso è che il fenomeno del tempo è stato radicalmente rivisto in questa insolita scienza.
Teoria delle perturbazioni
Tuttavia, ci sono diversi modi affidabili per sviluppare le soluzioni necessarie per lavorare con formule e teorie nella fisica quantistica. Uno di questi metodi, comunemente noto come "teoria delle perturbazioni", utilizza un risultato analitico per un modello meccanico quantistico elementare. È stato creato per portare i risultati degli esperimenti allo sviluppo di un modello ancora più complesso correlato a un modello più semplice. Ecco come risulta la ricorsione.
Questo approccio è particolarmente importante nella teoria del caos quantistico, che è estremamente popolare per interpretare vari eventi nella re altà microscopica.
Regole e leggi
Le regole della meccanica quantistica sono fondamentali. Affermano che lo spazio di implementazione di un sistema è assolutamente fondamentale (ha un prodotto puntinato). Un' altra affermazione è che gli effetti osservati da questo sistema sono allo stesso tempo operatori peculiari che influenzano i vettori proprio in questo mezzo. Tuttavia, non ci dicono in quale spazio di Hilbert o in quali operatori esistonoquesto momento. Possono essere scelti in modo appropriato per fornire una descrizione quantitativa di un sistema quantistico.
Significato e impatto
Dall'inizio di questa scienza insolita, molti aspetti e risultati anti-intuitivi dello studio della meccanica quantistica hanno provocato accesi dibattiti filosofici e molte interpretazioni. Anche domande fondamentali, come le regole per il calcolo delle varie ampiezze e distribuzioni di probabilità, meritano il rispetto del pubblico e di molti scienziati di primo piano.
Richard Feynman, ad esempio, una volta ha tristemente osservato di non essere affatto sicuro che nessuno degli scienziati capisse la meccanica quantistica. Secondo Steven Weinberg, al momento non esiste un'interpretazione della meccanica quantistica adatta a tutti. Ciò suggerisce che gli scienziati hanno creato un "mostro", per comprendere e spiegare appieno l'esistenza di cui loro stessi non sono in grado di farlo. Tuttavia, ciò non pregiudica in alcun modo la rilevanza e la popolarità di questa scienza, ma attrae giovani professionisti che vogliono risolvere problemi davvero complessi e incomprensibili.
Inoltre, la meccanica quantistica ha imposto una revisione completa delle leggi fisiche oggettive dell'Universo, che è una buona notizia.
Interpretazione di Copenaghen
Secondo questa interpretazione, la definizione standard di causalità a noi nota dalla fisica classica non è più necessaria. Secondo le teorie quantistiche, la causalità nel senso usuale per noi non esiste affatto. Tutti i fenomeni fisici in essi contenuti sono spiegati dal punto di vista dell'interazione del più piccolo elementareparticelle a livello subatomico. Quest'area, nonostante l'apparente improbabile, è estremamente promettente.
Psicologia quantistica
Cosa si può dire della relazione tra fisica quantistica e coscienza umana? Questo è scritto magnificamente in un libro scritto da Robert Anton Wilson nel 1990 intitolato Quantum Psychology.
Secondo la teoria esposta nel libro, tutti i processi che avvengono nel nostro cervello sono dovuti alle leggi descritte in questo articolo. Cioè, questo è una specie di tentativo di adattare la teoria della fisica quantistica alla psicologia. Questa teoria è considerata parascientifica e non è riconosciuta dalla comunità accademica.
Il libro di Wilson è degno di nota per il fatto che vi fornisce un insieme di varie tecniche e pratiche che più o meno confermano la sua ipotesi. In un modo o nell' altro, il lettore deve decidere da solo se crede o meno alla fattibilità di tali tentativi di applicare modelli matematici e fisici alle discipline umanistiche.
Il libro di Wilson è stato visto da alcuni come un tentativo di giustificare il pensiero mistico e legarlo a formulazioni fisiche nuove di zecca scientificamente provate. Questo lavoro altamente non banale e sorprendente è stato richiesto per più di 100 anni. Il libro è pubblicato, tradotto e letto in tutto il mondo. Chissà, forse con lo sviluppo della meccanica quantistica cambierà anche l'atteggiamento della comunità scientifica nei confronti della psicologia quantistica.
Conclusione
Grazie a questa straordinaria teoria, che presto è diventata una scienza separata, siamo stati in grado di esplorare l'ambientere altà a livello di particelle subatomiche. Questo è il livello più piccolo possibile, completamente inaccessibile alla nostra percezione. Ciò che i fisici sapevano in precedenza sul nostro mondo necessita di una revisione urgente. Assolutamente tutti d'accordo con questo. È diventato ovvio che particelle diverse possono interagire tra loro a distanze del tutto impensabili, che possiamo misurare solo con formule matematiche complesse.
Inoltre, la meccanica quantistica (e la fisica quantistica) ha dimostrato la possibilità di molte re altà parallele, viaggi nel tempo e altre cose che nel corso della storia sono state considerate solo roba di fantascienza. Questo è senza dubbio un enorme contributo non solo alla scienza, ma anche al futuro dell'umanità.
Per gli amanti dell'immagine scientifica del mondo, questa scienza può essere sia un'amica che un nemico. Il fatto è che la teoria quantistica apre ampie opportunità per varie speculazioni su un argomento parascientifico, come è già stato mostrato nell'esempio di una delle teorie psicologiche alternative. Alcuni moderni occultisti, esoteristi e sostenitori di movimenti religiosi e spirituali alternativi (il più delle volte psicoculti) si rivolgono alle costruzioni teoriche di questa scienza per sostanziare la razionalità e la verità delle loro teorie, credenze e pratiche mistiche.
Questo è un caso senza precedenti, quando semplici congetture di teorici e formule matematiche astratte hanno portato a una vera rivoluzione scientifica e hanno creato una nuova scienza che ha cancellato tutto ciò che era noto prima. In qualchelaurea, la fisica quantistica ha confutato le leggi della logica aristotelica, poiché ha dimostrato che quando si sceglie "o-o" c'è un' altra (e forse diverse) alternative.
