Klasická fyzika, ktorá existovala pred vynálezom kvantovej mechaniky, popisuje prírodu v bežnej (makroskopickej) mierke. Väčšina teórií klasickej fyziky sa dá odvodiť ako aproximácie fungujúce na mierkach, na ktoré sme zvyknutí. Kvantová fyzika (je to aj kvantová mechanika) sa líši od klasickej vedy tým, že energia, hybnosť, uhlová hybnosť a ďalšie veličiny spojeného systému sú obmedzené na diskrétne hodnoty (kvantizácia). Objekty majú špeciálne vlastnosti ako vo forme častíc, tak aj vo forme vĺn (dualita vlnových častíc). Aj v tejto vede existujú hranice presnosti, s ktorou je možné merať veličiny (princíp neistoty).
Dá sa povedať, že po vzniku kvantovej fyziky v exaktných vedách nastala akási revolúcia, ktorá umožnila prehodnotiť a rozobrať všetky staré zákony, ktoré boli dovtedy považované za nespochybniteľné pravdy. Je to dobré alebo zlé? Možno je to dobrá vec, pretože skutočná veda by nikdy nemala stáť na mieste.
Nastala však „kvantová revolúcia“.akási rana pre fyzikov starej školy, ktorí sa museli vyrovnať s tým, že to, čomu predtým verili, sa ukázalo byť len súborom mylných a archaických teórií, ktoré potrebovali urgentnú revíziu a prispôsobenie sa novej realite.. Väčšina fyzikov s nadšením prijala tieto nové myšlienky o známej vede a prispela k jej štúdiu, rozvoju a implementácii. Kvantová fyzika dnes určuje dynamiku celej vedy ako celku. Vďaka nej vznikli špičkové experimentálne projekty (ako Veľký hadrónový urýchľovač).
Otvorenie
Čo možno povedať o základoch kvantovej fyziky? Postupne sa vynoril z rôznych teórií určených na vysvetlenie javov, ktoré sa nedali zosúladiť s klasickou fyzikou, ako napríklad riešenie Maxa Plancka v roku 1900 a jeho prístup k problému žiarenia mnohých vedeckých problémov a súlad medzi energiou a frekvenciou v článku z roku 1905 Albert Einstein, ktorý vysvetlil fotoelektrické efekty. Raná teória kvantovej fyziky bola dôkladne revidovaná v polovici 20. rokov 20. storočia Erwinom Schrödingerom, Wernerom Heisenbergom, Maxom Bornom a ďalšími. Moderná teória je formulovaná v rôznych špeciálne vyvinutých matematických konceptoch. V jednom z nich nám aritmetická funkcia (alebo vlnová funkcia) poskytuje komplexné informácie o amplitúde pravdepodobnosti umiestnenia impulzu.
Základy kvantovej fyziky pre figuríny
Vedecká štúdia vlnyPodstata svetla začala pred viac ako 200 rokmi, keď veľkí a uznávaní vedci tej doby navrhli, rozvinuli a dokázali teóriu svetla na základe vlastných experimentálnych pozorovaní. Nazvali to vlna.
V roku 1803 uskutočnil slávny anglický vedec Thomas Young svoj slávny dvojitý experiment, v dôsledku ktorého napísal slávne dielo „O povahe svetla a farieb“, ktoré zohralo obrovskú úlohu pri formovaní moderných predstáv o tieto známe javy. Tento experiment zohral hlavnú úlohu vo všeobecnom prijatí tejto teórie.
Takéto experimenty sú často opísané v rôznych knihách, napríklad „Základy kvantovej fyziky pre figuríny“. Moderné experimenty s urýchľovaním elementárnych častíc, napríklad hľadanie Higgsovho bozónu vo Veľkom hadrónovom urýchľovači (skrátene LHC) sa vykonáva práve s cieľom nájsť praktické potvrdenie mnohých čisto teoretických kvantových teórií.
História
V roku 1838 objavil Michael Faraday na radosť celého sveta katódové lúče. Po týchto senzačných štúdiách nasledovalo vyhlásenie o probléme žiarenia, takzvané „čierne teleso“(1859), ktoré vytvoril Gustav Kirchhoff, ako aj slávny predpoklad Ludwiga Boltzmanna, že energetické stavy akéhokoľvek fyzikálneho systému môžu tiež byť diskrétny (1877). Neskôr sa objavila kvantová hypotéza vyvinutá Maxom Planckom (1900). Považuje sa za jeden zo základov kvantovej fyziky. Planckova odvážna hypotéza, že energia môže byť emitovaná aj absorbovaná v diskrétnych „kvantách“(alebo energetické balíčky), presne zodpovedá pozorovaným vzorcom žiarenia čierneho telesa.
Svetoznámy Albert Einstein výrazne prispel ku kvantovej fyzike. Pod dojmom kvantových teórií vyvinul svoju vlastnú. Všeobecná teória relativity – tak sa to volá. Objavy v kvantovej fyzike ovplyvnili aj vývoj špeciálnej teórie relativity. Mnohí vedci v prvej polovici minulého storočia začali študovať túto vedu na návrh Einsteina. Bola vtedy v popredí, každý ju mal rád, každý sa o ňu zaujímal. Niet sa čomu čudovať, veď uzavrela toľko „dier“v klasickej fyzikálnej vede (vytvorila však aj nové), ponúkla vedecké opodstatnenie pre cestovanie v čase, telekinézu, telepatiu a paralelné svety.
Úloha pozorovateľa
Akákoľvek udalosť alebo stav závisí priamo od pozorovateľa. Zvyčajne sa takto stručne vysvetľujú základy kvantovej fyziky ľuďom, ktorí majú ďaleko od exaktných vied. Realita je však oveľa komplikovanejšia.
Toto dokonale zapadá do mnohých okultných a náboženských tradícií, ktoré po stáročia trvali na schopnosti ľudí ovplyvňovať udalosti okolo seba. Určitým spôsobom je to základ aj pre vedecké vysvetlenie mimozmyslového vnímania, pretože teraz sa nezdá absurdné tvrdenie, že človek (pozorovateľ) je schopný ovplyvňovať fyzikálne deje silou myšlienky.
Každý vlastný stav pozorovanej udalosti alebo objektu zodpovedávlastný vektor pozorovateľa. Ak je spektrum operátora (pozorovateľa) diskrétne, pozorovaný objekt môže dosahovať iba diskrétne vlastné hodnoty. To znamená, že objekt pozorovania, ako aj jeho charakteristiky sú úplne určené práve týmto operátorom.
Základy kvantovej fyziky v zložitých slovách
Na rozdiel od konvenčnej klasickej mechaniky (alebo fyziky) nie je možné simultánne predpovedať konjugované premenné, ako je poloha a hybnosť. Napríklad elektróny sa môžu (s určitou pravdepodobnosťou) nachádzať približne v určitej oblasti priestoru, ale ich matematicky presná poloha je v skutočnosti neznáma.
Obrysy s konštantnou hustotou pravdepodobnosti, často označované ako „oblaky“, možno nakresliť okolo jadra atómu, aby sa konceptualizovalo, kde sa s najväčšou pravdepodobnosťou nachádza elektrón. Heisenbergov princíp neistoty dokazuje neschopnosť presne lokalizovať časticu vzhľadom na jej konjugovanú hybnosť. Niektoré modely v tejto teórii majú čisto abstraktný výpočtový charakter a neimplikujú aplikovanú hodnotu. Často sa však používajú na výpočet zložitých interakcií na úrovni subatomárnych častíc a iných jemných látok. Okrem toho toto odvetvie fyziky umožnilo vedcom predpokladať možnosť skutočnej existencie mnohých svetov. Možno ich čoskoro uvidíme.
Vlnové funkcie
Zákony kvantovej fyziky sú veľmi rozsiahle a rozmanité. Pretínajú sa skoncept vlnových funkcií. Niektoré špeciálne vlnové funkcie vytvárajú rozptyl pravdepodobností, ktorý je vo svojej podstate konštantný alebo nezávislý od času, napríklad keď sa v stacionárnom stave energie zdá, že čas mizne vzhľadom na vlnovú funkciu. Toto je jeden z efektov kvantovej fyziky, ktorá je pre ňu zásadná. Zaujímavým faktom je, že fenomén času bol v tejto nezvyčajnej vede radikálne revidovaný.
Perturbačná teória
Existuje však niekoľko spoľahlivých spôsobov, ako vyvinúť riešenia potrebné na prácu so vzorcami a teóriami v kvantovej fyzike. Jedna z takýchto metód, bežne známa ako „teória porúch“, využíva analytický výsledok pre elementárny kvantovo-mechanický model. Bol vytvorený, aby priniesol výsledky z experimentov s cieľom vyvinúť ešte zložitejší model, ktorý súvisí s jednoduchším modelom. Takto dopadne rekurzia.
Tento prístup je obzvlášť dôležitý v teórii kvantového chaosu, ktorá je mimoriadne populárna na interpretáciu rôznych udalostí v mikroskopickej realite.
Pravidlá a zákony
Pravidlá kvantovej mechaniky sú základné. Tvrdia, že priestor nasadenia systému je absolútne zásadný (má bodový súčin). Ďalším tvrdením je, že efekty pozorované týmto systémom sú zároveň zvláštnymi operátormi, ktoré ovplyvňujú vektory práve v tomto médiu. Nepovedia nám však, v ktorom Hilbertovom priestore alebo ktorí operátori existujútento moment. Môžu byť zvolené vhodne, aby poskytli kvantitatívny popis kvantového systému.
Význam a dosah
Od samého začiatku tejto nezvyčajnej vedy mnohé antiintuitívne aspekty a výsledky štúdia kvantovej mechaniky vyvolali hlasné filozofické debaty a mnohé interpretácie. Dokonca aj základné otázky, ako sú pravidlá pre výpočet rôznych amplitúd a rozdelenia pravdepodobnosti, si zaslúžia rešpekt zo strany verejnosti a mnohých popredných vedcov.
Richard Feynman napríklad raz smutne poznamenal, že si vôbec nie je istý, či niektorý z vedcov vôbec rozumie kvantovej mechanike. Podľa Stevena Weinberga v súčasnosti neexistuje jeden výklad kvantovej mechaniky, ktorý by vyhovoval všetkým. To naznačuje, že vedci vytvorili „monštrum“, aby plne pochopili a vysvetlili existenciu, ktorej sami nie sú schopní. To však nijako neubližuje relevantnosti a popularite tejto vedy, ale priťahuje mladých odborníkov, ktorí chcú riešiť naozaj zložité a nepochopiteľné problémy.
Okrem toho si kvantová mechanika vynútila úplnú revíziu objektívnych fyzikálnych zákonov vesmíru, čo je dobrá správa.
Výklad z Kodane
Podľa tejto interpretácie už nie je potrebná štandardná definícia kauzality, ktorú poznáme z klasickej fyziky. Podľa kvantových teórií kauzalita v pre nás obvyklom zmysle vôbec neexistuje. Všetky fyzikálne javy v nich sú vysvetlené z pohľadu interakcie najmenšieho elementárnehočastice na subatomárnej úrovni. Táto oblasť je napriek zdanlivej nepravdepodobnosti mimoriadne sľubná.
Kvantová psychológia
Čo možno povedať o vzťahu medzi kvantovou fyzikou a ľudským vedomím? Toto je krásne napísané v knihe, ktorú napísal Robert Anton Wilson v roku 1990 s názvom Quantum Psychology.
Podľa teórie uvedenej v knihe sú všetky procesy prebiehajúce v našom mozgu spôsobené zákonmi opísanými v tomto článku. To znamená, že ide o akýsi pokus o prispôsobenie teórie kvantovej fyziky psychológii. Táto teória sa považuje za paravedeckú a akademická obec ju neuznáva.
Wilsonova kniha je pozoruhodná tým, že v nej poskytuje súbor rôznych techník a praktík, ktoré viac-menej potvrdzujú jeho hypotézu. Tak či onak, čitateľ sa musí sám rozhodnúť, či verí alebo neverí v životaschopnosť takýchto pokusov aplikovať matematické a fyzikálne modely na humanitné vedy.
Wilsonovu knihu niektorí považovali za pokus ospravedlniť mystické myslenie a spojiť ho s vedecky overenými novotvarmi fyzikálnych formulácií. Toto veľmi netriviálne a nápadné dielo je žiadané už viac ako 100 rokov. Kniha vychádza, prekladá a číta sa po celom svete. Ktovie, možno s rozvojom kvantovej mechaniky sa zmení aj postoj vedeckej komunity ku kvantovej psychológii.
Záver
Vďaka tejto pozoruhodnej teórii, ktorá sa čoskoro stala samostatnou vedou, sme mohli preskúmať životné prostredierealitu na úrovni subatomárnych častíc. Toto je najmenšia úroveň zo všetkých možných, úplne neprístupná nášmu vnímaniu. To, čo fyzici predtým vedeli o našom svete, si vyžaduje okamžitú revíziu. S týmto súhlasí úplne každý. Ukázalo sa, že rôzne častice môžu navzájom interagovať na úplne nepredstaviteľné vzdialenosti, ktoré môžeme merať iba zložitými matematickými vzorcami.
Kvantová mechanika (a kvantová fyzika) navyše dokázala možnosť mnohých paralelných realít, cestovania v čase a iných vecí, ktoré boli v histórii považované len za sci-fi. Je to nepochybne obrovský prínos nielen pre vedu, ale aj pre budúcnosť ľudstva.
Pre milovníkov vedeckého obrazu sveta môže byť táto veda priateľom aj nepriateľom. Faktom je, že kvantová teória otvára široké možnosti pre rôzne špekulácie na paravedeckú tému, ako sa už ukázalo na príklade jednej z alternatívnych psychologických teórií. Niektorí moderní okultisti, ezoterici a priaznivci alternatívnych náboženských a duchovných hnutí (najčastejšie psychokultov) sa obracajú na teoretické konštrukcie tejto vedy, aby dokázali racionalitu a pravdivosť svojich mystických teórií, presvedčení a praktík.
Toto je bezprecedentný prípad, keď jednoduché dohady teoretikov a abstraktné matematické vzorce viedli k skutočnej vedeckej revolúcii a vytvorili novú vedu, ktorá prečiarkla všetko, čo bolo predtým známe. V niektorýchstupňa kvantová fyzika vyvrátila zákony aristotelovskej logiky, pretože ukázala, že pri výbere „buď-alebo“existuje ešte jedna (a možno niekoľko) alternatív.
