Пошук остаточних законів природи
Цей сайт присвячений великій інтелектуальній пригоді - пошуку остаточних законів природи. Мрія про остаточну теорію багато в чому надихає роботи в області фізики високих енергій. Хоча ми й не знаємо, як можуть виглядати остаточні закони або скільки років пройде, перш ніж вони будуть відкриті, все-таки ми думаємо, що вже в сучасних теоріях уловлюються проблиски контурів остаточної теорії.
Сама ідея остаточної теорії суперечлива і є в наші дні предметом інтенсивних суперечок. Це протиріччя вже досягло комітетських кабінетів конгресу США: фізика високих енергій стає усе більше дорогою наукою й обіг учених за суспільною підтримкою частково обґрунтовується історичною місією відкриття остаточних законів
Із самого початку в наміри входив виклад тих питань, які виникають у зв'язку із самою ідеєю остаточної теорії як частини інтелектуальної історії нашого часу, розраховане на людей без спеціальної підготовки по фізиці й вищій математиці. Мова йде про ключові ідеї, що лежать в основі сучасних фундаментальних досліджень по фізиці. Але це не підручник по фізиці, і Ви не зустрінете окремих глав, повністю присвячених часткам, взаємодіям, симетріям і струнам. Навпроти, тут уплетені поняття сучасної фізики в обговорення того, що таке остаточна теорія і як ми збираємося неї шукатися
Остаточна теорія
ми в будь-який момент часу описується двома числами, значеннями хвильової функції, що відповідають тут і
там.
Опис нашої міфічної частки в рамках класичної фізики дуже просто: вона з визначеністю перебуває
або тут, або там, хоча й може перестрибувати з тут у там або назад у результаті дії якогось
динамічного закону. У квантовій механіці справа обстоит складніше. Коли ми не спостерігаємо частку, то стан системи
може бути чистим тут, і в цьому випадку значення там хвильової функції повинне звернутися в нуль, або чистим там, і
тоді значення тут хвильової функції повинне звернутися в нуль. Однак можливо (і більш типово), що жодне з
значень хвильової функції в нуль не звертається й частка не перебуває з визначеністю ні тут, ні там. Якщо ми
подивимося, чи перебуває частка тут або там, ми звичайно знайдемо неї в одному із цих положень, але ймовірність, що вона
виявиться тут, буде визначатися квадратом значення тут хвильової функції перед виміром 62, а ймовірність
виявлення частки там буде рівнятися квадрату значення там її хвильової функції. Згідно копенгагенской
інтерпретації, коли ми вимірюємо, чи перебуває частка в конфігурації тут або там, значення хвильової функції
стрибком міняються; або значення тут стає рівним одиниці, а значення там - нулю, або навпаки. Однак знання
хвильової функції не дозволяє пророчити точно, що відбудеться, а дозволяє довідатися тільки ймовірності цих стрибків.
Система всього лише із двома конфігураціями так проста, що вид рівняння Шр.дингера для неї можна представити, не
використовуючи символи. Між вимірами швидкість зміни значення тут хвильової функції дорівнює деякому
постійному числу, помноженому на значення тут, плюс деяке інше постійне число, помножене на значення
там; швидкість зміни значення там дорівнює третій константі, помноженої на значення тут, плюс четверта константа,
помножена на значення там. Ці чотири постійних числа спільно називаються гамильтонианом такий простій
системи. Гамильтониан характеризує не якийсь конкретний стан системи, а саму систему; знання гамильтониана
дозволяє повністю визначити, як змінюється стан системи при будь-яких початкових умовах. Сама квантова
механіка не говорить нам, як виглядає гамильтониан; його конкретний вид повинен визначатися нашими
експериментальними й теоретичними знаннями про природу обговорюваної системи 63.
Ця ж проста система може бути використана для ілюстрації ідеї Бору про додатковість, якщо розглянути
інші способи опису стану тієї ж частки. Наприклад, існує пари станів, що нагадують стани з
певним імпульсом, які можна умовно назвати станами стій і йди64,
[...]
Початок
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127]
У світі фізики
Наука та техніка