Kuantum mekaniği konusunda kafanız karışmadıysa bu, kuantum mekaniğini hiç anlamadığınız anlamına gelir.
Kuantum mekaniği
Her şeyden önce, kuantum mekaniği neden var? Tıpkı Newton'un neden evrensel yerçekimini keşfettiği gibi? Kuantum mekaniğinin kökeni. Çok aşina olduğumuz bir fizik probleminden kaynaklanıyor --- ışık, bir dalga veya bir parçacık.
Bu mesele, yüzlerce yıldır süren, aralıklı bir tartışma olmuştur.
En eski bilim adamı. Aristoteles zamanına kadar izlenebilir. O zamanlar insanlar gözleri parladığı için görebileceklerine inanıyorlardı. Ancak insanlar çabucak keşfetti. neden. Geceleri göremiyor musun? Daha sonra, insanların nesneyi görmesini sağlayan ışığın gözlere girdiğini yavaş yavaş fark ettim.
Yani ışık bir parçacık mı? Veya dalga?
Hertz deneyi. Elektromanyetik dalgaların varlığını kanıtladı ve Maxwell'in doğruluğunu ve büyüklüğünü kanıtladı. Görünüşe göre ışığın aslında elektromanyetik bir dalga olduğunu kanıtlıyor. Spesifik deney, Hertz'in odanın bir köşesinde elektromanyetik dalgalar yarattığı gibi görünüyor. Ardından diğer köşedeki deney aletinde elektrik kıvılcımı tespit edildi.
ancak. Fotoelektrik etki olgusu. Bununla birlikte, insanlar ışığı yalnızca bir tür parçacık olarak ele alabilir: fotoelektrik etki, ışık metal üzerinde parladığında elektronların yayılması anlamına gelir.
Ancak insanlar, ışığın yaydığı elektronların enerjisinin ışığın yoğunluğuyla değil, ışığın frekansıyla ilişkili olmasını garip buluyor. Fırlatılan elektronların sayısı enerjiyle değil, ışığın yoğunluğuyla ilgilidir.
Hayal edelim. Sürekli bir fenomense. Yani ışık metale çarpan bir dalgadır. Daha sonra dalganın genliği yani şiddeti şüphesiz atılan elektronların yoğunluğunu, dalganın frekansı da atılan elektron sayısını belirlemelidir. Ancak tam tersi oldu.
Daha sonra, belirli bir bilim adamı (benim Einstein hakkındaki izlenimime göre ayrıntıları hatırlayamıyorum) Planck'ın E = hv formülünü gördüğünde, aniden ışığa bir parçacık gibi davranılırsa bu fenomenin mükemmel bir şekilde açıklandığını keşfetti. Parçacık olarak ışığın frekansı yüksek olduğunda. Enerjisi de yüksektir. Daha yüksek enerjili elektronları püskürtmek için. Metale çarpan fotonların sayısı büyük olduğunda. Yani, ışık yoğunluğu yüksek olduğunda. Daha fazla foton çekebilir.
Ve ışığın bir parçacık olduğunu kanıtlayın. Hala Newton ve Hu Shi'den gelen tartışma dalgası. Yüzlerce yıldır sürdü. Yavaş yavaş insanlar dikkatlerini başka bir tür parçacık-elektrona çevirdi
elektronik
Önce elektronları keşfeden kişiyi tanıtın-JJ Thomson. Bir kuru üzümlü kek modeli önerildi, yani çekirdek büyük bir kek gibidir ve elektronlar bu pastanın içine gömülü kuru üzüm gibidir. Daha sonra Rutherford, birçok insanın çekirdeğin güneş gibi olduğuna ve ekstranükleer elektronların gezegenler gibi olduğuna inandığı gezegen modelini önerdi. Kendi farklı enerjisine göre çekirdeğin etrafında farklı yörüngelerde döner.
Bununla birlikte, gezegensel modeli tatmin etmenin ön koşulu, elektronun gerçekten gezegen benzeri bir parçacık olmasıdır. Bununla birlikte, elektronların çift yarık girişim deneyi bize elektronun aslında bir dalga olduğunu söylüyor gibi görünüyor, çünkü yalnızca bir dalga girişim saçakları oluşturabilir. Ancak, alfa parçacığı saçılma deneyi bize elektronun aslında bir parçacık olduğunu söylüyor gibi görünüyor, bitti! Dünya kaos içinde.
Daha sonra sayısız ünlü ortaya çıktı. De Broglie, Heisenberg, von Neumann, Schrödinger, Bohr, Born vb. Tam olarak ne yaptılar? Hepsini hatırlayamıyorum. Sadece, ulaştıkları son sonucun, onu gözlemlemediğinizde, elektronların bir atom çekirdeğinin etrafında bir olasılık bulutu şeklinde göründüğünü söyleyebilirim. Ve onu gözlemlediğinizde. Elektron hızla bir parçacığa dönüşür. İtaatkar bir şekilde ona bakmanıza izin verin. Doğru! Gözlem, kuantum mekaniğinin bir yorumunun konusudur, daha sonra başka bir sözde paralel dünyadan bahsedeceğiz.
Belirsizlik ilkesi
Bu paragrafta size sözde belirsizlik teoremini anlatacağım.Bunlardan en ünlüsü, momentum ve konum varyansı arasındaki ilişkidir.Tabii ki, enerji ve zaman gibi birçok başka grup var, bundan bahsetmeyeceğim. Momentum ve varyans için belirsizlik teoremi formülü: x * p > = h / 2 burada x konumun varyansını temsil eder. p, momentumun varyansını temsil eder. Varyans, bir parçacığı ölçmenin hatasını temsil eder. Başka bir deyişle, bir şeyi doğru bir şekilde ölçmek istiyorsanız, örneğin, konumun 1'e olasılığını doğru bir şekilde ölçmek istiyorum. O zaman şu anda konumun varyansı 0'dır, o zaman formüle göre, bu zamandaki momentumun varyansı sonsuza yaklaşır. Başka bir deyişle, şu anda, ne olursa olsun, momentumunu ölçemezsiniz ve hata her zaman sonsuz olacaktır. Başka bir deyişle, konumunu bir noktaya saptadığınızda, bir elektronun momentumu artık anlamlı değildir. Diğer bir deyişle. Şu anda, elektron artık momentum niteliğine sahip değildir.
Bu birçok insanın duyduğu şeydir.Bir parçacık için, ya konumunu ya da hızını her zaman bilirsiniz. İkisini de asla bilemezsiniz. Bu cümlenin anlaşılması saçma formülden daha kolay olmalıdır. !
Elektron çift yarık girişim deneyi
Başlangıçta, Schrödinger'in kedisi hakkında konuşmak istedim, ama bunun hakkında düşündüm. Gözlem ve çöküş arasındaki ilişkiden tam olarak bahsetmedim. Şimdi elektronların çift yarık girişim deneyinden bahsedeyim. Sanırım lisede herkes çift yarık girişim deneyleri yaptı. Sadece ışık değil, aslında bir elektron, dikkat edin, tek bir elektrondan bahsediyorum, aynı zamanda çift yarık girişim deneyleri de yapabilir, aynı zamanda girişim saçakları da üretecektir. Bir elektronun dalga olduğu söylenmesinin nedeni, eğer tek bir elektron varsa ya soldaki yarıktan ya da sağdaki yarıktan geçecek olmasıdır, nasıl girişim olabilir? Bununla birlikte, bir elektronun hala girişim saçakları oluşturması, maddenin yandan dalga-parçacık ikiliğini gösterir.
Bununla birlikte, sınıf arkadaşlarınızdan herhangi biri elektronun sol dikişten mi yoksa sağ dikişten mi geçtiğini söylemek zorunda kalırsa? Çok basit, dikişe oradan geçen elektronu tespit edebilecek bir alet yerleştirebiliriz ancak kalbinizin kapasitesine hazırlıklı olun. Doğru! Tahmin ettiğiniz gibi, elektronlar oradan geçerken parazit saçaklarının kaybolduğunu göstermek için çift yarık üzerine bir alet kurmama izin verin! Şu anda, floresan ekranda sadece parlak bir nokta var ve bilim adamlarına, onu gözlemlediğinizde artık bir dalga olmadığını, ancak bir parçacığa dönüştüğünü söylüyor. Buradaki sözde gözlemi nasıl tanımlayacağımı çözemediğimi görünce Aslında, bu bilim camiasında gerçekten sonuçsuzdur! İnsan olmadan yapılan gözlemin parçacıkların çökmesine neden olması mümkün olabilir mi? Aletler ayrıca parçacıkların çökmesine neden olabilir mi? Öyleyse, insan ve makine arasındaki fark nedir?
Kopenhag yorumu (kuantum mekaniğinin en yaygın yorumu) bize cihazın parçacığın çökmesine neden olduğunu söyler. Bununla birlikte, alet elektronun geçtiği konumu kaydederse, elektron artık hem sol hem de sağın üst üste binme durumundan geçmez.
Elektronlar parçalandı ve klasik fiziğin sözlerini dinlemeye başladı. Ancak bu belirsizlik bu araca aktarıldı. Başka bir deyişle, insanlar bu enstrümanı gözlemlemeden önce, bu enstrüman, sola dönük ve sağa dönük bir süperpozisyon durumundadır. Birinin bu enstrümanı gözlemleyeceğini bilin. Belirli bir yöne çöktü. Bu teoloji değil, kafan büyükse, o zaman gerçekten onun bir kısmını anladığın anlamına gelir.
Gözlem ve çöküş arasındaki ilişkiyi herkes anlarsa, sihirli bir kutuya atlayabiliriz - Schrödinger'in kedisi.
Schrödinger'in kedisi
Sanırım herkes bu deneye aşinadır, ancak henüz bilmeyen bazı insanlar için tekrar söyleyeceğim, bir kutuya bir kedi koyduk ve kutuda zehirli bir gaz şişesi var. Atom bozunduğunda,% 50 bozulma olasılığı olan parçacıklar tarafından kontrol edilen gaz silindiri kırılır, öfke açığa çıkarır, bu kediyi öldürür (sizi acımasız bilim adamları!) Şu anda, biz insanlar için, bu kutuyu açmadan önce kimse bu kedinin ölü mü diri mi olduğunu bilmiyor, bu nedenle bu kedi, biri bunu açana kadar yaşam ve ölümün üst üste binme durumunda. Kapaktaki kediye bakın (evet! Bu bir gözlem eylemidir) ve kedi olasılığa göre canlı bir kedi ya da ölü bir kediye dönüşecektir.
Bunu görünce biri bana bunun bir paradoks olduğunu söyleyecek. Aslında bu kedi ya canlı ya da ölü, ama biz bilmiyoruz. Ancak, durum böyle değil. Kuantum mekaniği yasalarına göre, bu Kedi gerçekten de yaşam ve ölümün üst üste binmiş durumundadır, bu da bu deneyin dehşetidir. Azgın olmayı seven (yine nasıl ben oluyorum) ayağa kalkıp diyecek başka bir sınıf arkadaşı var. Ya bir kişi yerleştirilirse? Öyleyse, açtığı zaman kişinin ölmediğini varsayalım, dışarı çıktığında size sakince söyleyecekti, tamamen saçmalıktı Lao Tzu içinde iyi yaşadı ve yaşamla ölüm arasındaki boşlukta olduğunu hissetmedi.
Ancak gözlemin çöküşe yol açtığını ve bir kedinin beyninin bu kendini gözlemleme yeteneğini üretmeye yetmediğini söylemiştik.Ancak bir kişi olarak her zaman kendi hayatta kalma durumumuzu gözlemliyoruz, bu yüzden bir kişi bunu koyuyor Kutunun içinde, ya ölmüştür ya da her zaman kendini, her zaman çökmüş bir halde gözlemlemektedir. Bu nedenle, Schrödinger'in insanı yok, sadece Schrödinger'in kedileri var. Kedilerin daha yüksek bir IQ'ya sahip olduğunu düşünüyorum. Schrödinger'in böcekleri deneyle daha uyumlu olabilir.
Uzak mesafeli iletim konsepti-kuantum dolaşıklığı
Aşağıda, Bell'in eşitsizliğini kıran ve Einstein'ın ısrarını bozan bir deney olan, ışık hızını takip etmeyen ve aşılamayan sözde kavram olan kuantumda ultra mesafe iletimi kavramını tanıtıyoruz. Büyük bir parçacığın iki küçük parçacıktan oluştuğunu varsayıyoruz. Belli bir anda, bu parçacık aniden iki küçük parçacığa ayrılıyor: Momentumun korunumu yasasına göre, bu iki parçacıktan biri solaksa, diğerinin sağ elini kullanması gerekiyor. Bununla birlikte, gözlemlemediğimizde, bu iki parçacık solak ve sağ elini kullanan bir süperpozisyon durumundadır.
Şu anda, bu iki parçacığın biri evrenin sonuna, diğeri de evrenin sonuna doğru yavaşça uçmasına izin veriyoruz. Sonuç olarak, iki parçacık, milyarlarca ışıkyılı, on milyarlarca ışıkyılı aralıklarla kademeli olarak ayrılır.Bu sırada, parçacıklardan birini aniden gözlemlersek, sonucun solak olduğu varsayılır. Daha sonra diğer parçacık otomatik olarak çökecek ve aynı anda gözlem yapılmadan sağa doğru dönecektir. Evet, evet, yayılma zamanına gerek yok, tamamen aynı anda oluyor. Bell'in eşitsizliğini tahrif eden, böylece kuantum davranışının rastgele olduğunu kanıtlayan bu durumdur ve bir rahatsızlık yoktur ve kuantumun benzer bir rastgele durum ürettiğini gözlemleyemeyiz. Bu kuantumdaki ultra mesafe durumudur.
Sözde Kopenhag yorumu. Herkesin anlaması gereken önemli bir nokta, kuantum teorisinin merkezinin süperpozisyon olduğudur. Elektronlar ve fotonlar, dalgaların ve parçacıkların süperpozisyon halleridir. Schrödinger'in zavallı büyük kedisi, yaşam ve ölümün bir üst üste binmesidir. Atmak istediğimiz bir fikir, bir şeyin şu veya bu şekilde sabit bir duruma sahip olması gerektiğidir. Bu tür fikirlerin bir kenara atılması gerekir, çünkü bu dünyanın kendisi çeşitli durumların üst üste binmiş halidir. Bu sadece bir makro çöküşü.
Son olarak, Bohr'un (yukarıdaki tüm teorilerin kurucusu) ünlü bir sözünü, onu okuyanlar için bırakın: Kuantum mekaniği konusunda kafanız karışmadıysa, bu kuantum mekaniğini hiç anlamadığınız anlamına gelir.
