Постинг
30.12.2012 13:21 -
Квантов Свят и Материя - 1 част
Известно време след като общата теория за относителност на Айнщайн била публикувана сър Артър Едингтън бил попитан вярно ли е това,че в света има само трима души способни да осмислят в действителност теорията на Айнщайн .
Едингтън се позамислил и казал :
" Кой е третият който имате предвид господа "
en.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
en.wikipedia.org/wiki/General_relativity
en.wikipedia.org/wiki/General_relativity
Ситуацията когато говорим за квантова механика е още по необичайна и сложна .
en.wikipedia.org/wiki/Quantum_mechanics
Може ли нещо да се твърди че съществува изобщо ,ако то никога не може да бъде измерено,наблюдавано и експериментално изучено с конвенционалните научни методи на познание и научен инструментариум ?
Може ли един и същ физически обект да бъде физически наличен на няколко различни места и локации едновременно по едно и също време?
Може ли да имаме ефект без причина ?
Може ли измерването на дадена система да влияе самата физическа система и друга такава на невероятни растояния от първата едновременно не със скоростта на светлината,а моментално .
Нека разгледаме трите най озадачаващите феномени в теоретичният квантов свят .
Спонтанен Радиоактивен Разпад
Експериментът с двойният процеп
Квантово усукване (завихряне )
Спонтанен радиоактивен разпад:
Повече от 100 години са отминали откакто Бекерел е открил радиоактивноста в урановите кристали.
Ние сме все така неспособни да разберем и предскажем с абсолютна точност какво се случва и кога се случва то за индивидуален радиоактивен атом на атомно ниво.
Кога атомът ще деградира и ще се разпадне е абсолютно случайно събитие за нас.
Природата на радиоактивността си остава забулена за нас в мистерия .
Повечето изотопи на деветдесет и двата базисни елементи в природата заедно с всички елементи създадени впоследствие от човешка ръка с по висок атомен номер се разпадат спонтанно в различни други елементи .
Ние асоциираме понятие като полуживот описващо времето за което половината от количеството на нашият тестов елемент ще ще се разпадне на производни елементи .
Това време много силно варира в различните изотопи,но е строго определено и специфично за всеки изотоп .
Например изотоп на Въглерод -14 е най често използуваният научен тест за определяне възрастта при артефакти,останки от хора и научни анализи още наречен
Въглерод -14 и Карбон 14
Той има период на полуразпад 5730 години.
Изотопа на Йод -131 силно радиоактивният елемент наличен в големи количества след експлозиите в Фокушима има период на полуразпад 8 дни.
Уран 238 период на полуразпад 4 милиарда години
Полоний -212 само 300 наносекунди .
Ефекти на радиактивността върху личността :-)
Радиоактивният разпад се случва по строго определени физически закони на материята .
Експоненциалното намаление на веществото в оригиналната тестова мостра е с нива специфични за всеки изотоп .
Радиоактивният разпад трансформира ядрата на атомите чрез емисия на различни частици .
Както е известно досега на науката това намаление не се влияе от външни физически фактори като температура,налягане ,скорост.
Самото предсказание обаче когато говорим за атомно ниво на това кога ще се случи събитието.
Кога ще деградира атомът и кога ще се разпадне той е абсолютно статистическа величина -статистически закон за нас.
Ние не знаем и не можем да предскажем прецизно на атомно ниво кога става това за индивидуални атоми .
Просто детерминираме вероятност това да се случи в този специфичен атом и той да се разпадне в този и този времеви интервал без да можем конретно да определим точният момент на събитието.
Нашата неспособност да предскажем изхода от събития и съдбата на индивидуално атомно ниво в материята ние ние описваме с две обяснения .
1-Ние просто още не знаем и не сме съвсем наясно с това как работи атомът .
Атомите на два специфично еднакви изотопа може да са абсолютно различни.
Възможно е да има вътрешна структурна и цялост за която ние изобщо не сме наясно за която ние нямаме познание да достигнем но която определя "съдбата " и стабилността на разпад при всеки един атом .
Това физиката асоциира с т.нар.
Сценарий на Скритият параметър .
Сценарият на скритият параметър идва в две разновидности :
1- Ние може и да достигнем технологична напредналост и напредък напред в времето и да развием нашите способности и знания и разбирания до точката в която ще правим ясни изчисления и да предвидим поне на принципно ниво точното време за разпад на индивидуалните атоми.
2-Има вътрешна структура за която ние изобщо не сме наясно и тя се отличава от атом до атом дори и за атомите на еднакви елементи.
Тя определя кога точно атомът ще деградира и ще се разпадне ,но тайната на атомите ще остане скрита за нас за винаги .
Поради фундаментални лимити и ограничения в това което може да наблюдаваме от нашата перспектива.
.jpg)
Втората гледна точка :
Структурно всеки атом от един и същ изотоп са идентични.
Структурата им определя техният полуживот което може да се измери и е достъпно е за калкулация от нас.
Разпада на индивидуалните атоми от друга страна е изключително по само себе си случайно събитие,управлявано според нашите разбирания в момента ексклузивно от теорията на вероятностите и хаоса на случайните събития отвъд което няма друг вид фундаментални закони които да направляват материята и бъдат откривани .
http://en.wikipedia.org/wiki/Chaos_theory
http://en.wikipedia.org/wiki/Probability_theory
Втората гледна точка е превалентна и водеща сред водещите учени за по голямата част на това столетие с някои изключения Сред изключенията и Айнщайн с своята прословута фраза:
" Аз не мога да повярвам че бог играе зарове със вселената "
(въпреки че дори Айнщайн не изключва пробабилистична (вероятностна Вселена).
Интуитивно погледнато е много трудно да се възприеме аргументът ,че вселената е плод на хаос и случайни събития.
Как атомът знае кога да се разпадне е въпросът .
В крайна сметка теорията за вероятностите е развита като дисциплина за да опише детерминистични феномени които са прекалено комплексни и сложни за описание от нас в детайли.
(Хвърляне на зарове,смъртност,атмосферна турбуленция пр )
Изисква се нещо повече за да се повярва ,че вселената е по самосебе си вътрешно пробабилистична и плод на случайност където бог просто е хвърлил заровете.
Ако атомът може сам да премине през трансформация самичък без външна намеса и движеща сила отвън която да задвижи тази негова трансформация тогава какво остава за самата вселена като цяло .
Експериментът с двойният процеп .
Повече от едно столетие има разделение в мненията на учените относно природата на светлината.
Около 1700 г .известният Холандски математик астроном и физик Кристиан Хайдън изказва становище че светлината е вълнов феномен.
В същото време Нютон поддържа становище че светлината е съставна от миниатюрни корпускули .
Сто години по късно вълновата теория взема преднина експериментално с откриването на интерференцията.
За пръв път експериментът с двойният процеп е извършен от Томас Йанг .
Малко по късно през 1900г. видимата светлина е идентифицирана като електромагнитна радиация с определена дължина на вълната и банд където нашият лимит и способност да виждаме и създаваме на тази база своя собственна реалност е строго дефинирана в рамките както следва по долу :
Между 400 и 700 нанометра видим спектър .
Нашите сетива улавят само това .
За сравнение mantis-shrimp скаридата е притежателя на най перфектното и съвършенното зрение от живо същество на планетата Земя .
Те имат тринокулярно зрение и е способни да виждат в почти целият наличен спектрален периметър за разлика от нас.
Експериментално е потвърдено,че светлината се ръководи и подчинявана на диференциалните уравнения на шотландският теоретичен физик и математик Максуел..jpg)
Уравненията на Максуел заедно с силата на Лоренц дават основи за класическата електродинамика ,класическата оптика и електрическите вериги.
Тези открития от своя страна дават основа на електричеството и модерните комуникационни технологии.
Така случаят с светлината изглеждал за момент приключен. en.wikipedia.org/wiki/Wave
en.wikipedia.org/wiki/Maxwell%27s_equations
Случаят наистина бил приключен докато не се намесил роденият в Германия Швейцарски чиновник от бюрото за патенти
Алберт Айнщайн ..jpg)
Алберт Айнщайн е един от най великите физици на всички времена и е считан днес за баща и родоначалник на модерната физика.
Айнщайн неволно отваря вратата на квантовата механика и квантовият свят с всичките му парадокси като предлага модел в който светлината е Куантизирана в т.нар. пакети кванти или -фотони .
(един quant -квант може да се аналогизира с количество захар в магазин която вие купувате наливно или на пакети по килограм така 1 quant е точно строго определено количество светлина)
Предложението на Айнщайн обяснява фотоелектическият ефект и това му печели Нобелова награда през 1921 г.
Това което се случва обаче е,че заедно с теорията му на относителността се повдигат много повече въпроси отколкото се решават.
Ако вземем светлинна пушка и стреляме по процеп с екран отзад независимо автоматично или на единично с "светлинни куршуми " кванти (фотони) ние получаваме следната картина :
Абсолютно същият експеримент с двоен процеп и кохерентна (еднородна ) светлина облъчваща два паралелно стоящи процепа с дължина точно тази на дължината на светлинната вълна .
Всеки от процепите след това действува като източник на светлина върху прожекционен екран на който светлината рисува интерференчна вълнова картина с редуващи се светли и тъмни ивици .
Светлината рисува интерференчна картина доказателство за вълновият си характер и природа на съставните си части .
.jpg)
Експериментът с интерференчната картина ясно показва вълновата природа на светлината и ясно игнорира корпускулярната теория и факта,че светлината пътува в прави линии с малки корпускули .
По неведом обаче за нас начин светлината в единият вариант се държи като материална частица,а в вторият като електромагнитна вълна .
Учените били сило озадачени и започват да разсъждават над двойственният характер на светлината .
Те теоризират вълновите пакети светлина наречени Quants .
През 1900г. откритието на интерференчната картина с двойният процеп остава валидно дори когато интензитетът на светлината се намали драстично .
Проблемният факт е ,че ако електрони (малки парченца материя ) се изстрелят по двата отвора вместо светлина интерференчната картина се почвява напълно аналогична с тази получена от светлината в екрана .
Това объркало и смутило мира на учените .
Това е в пълно противоречие с класическата физика където електроните са малки частици от материя и се очаква да се държат и групират като такива без изобщо каквато и да било инерференция да се наблюдава при тях поради фактът че материята не може да се държи като електромагнитна вълна .
Вместо това обаче опит след опит те наблюдавали интерференция абсолютно както при светлината.
Нещо повече .
Същата картина се наблюдавала дори ако електроните биват изстрелвани един по един -поединично.
Изводите и резултатите в физиката са повече от трагични :
1-Единичен електрон напуска пушката като електрон (материална частица )
2-превръща се в потенциална вълна,минава през двата процепа едновременно като или удвоява себе си или просто минава без да го анализираме
3-След преминаване си се материализира отново в елементарна частица или не се материализира ,а се удря в стената като вълнова функция за да изчертае сходство в вълнова интерференчна картина .
Математическата интерпретация е още по трагична .
Минава и през двата отвора и минава през нито единият отвор .
Удря линия в стената като електрон и удря стената като вълна.
Всички налични възможности се казва са суперпозиционирани една спрямо друга в системата.
Физиците решили в крайна сметка да сложат край на играта и да проверят тази лудост за да видят през кой точно отвор в процепа минава електрона и как минава и какво точно става .
Кой електрон минава от единият, кой през другият отвор,кой вълна и кой частица
Речено сторено просто решили да приложат физическо наблюдение над единично изстрелваните електрони .
В този момент се сблъскали с сбсолютно противоречив факт .
Интерференчната вълнова картина изчезвала и вълновата функция се заменяла с материална частица и две прави линии изчертани от натрупаните изстреляни електрони доказателство за материалният произход на частицата и липса на интерференчната картина на вълнова функция..jpg)
Изследователите започнали да спекулират,че частицата по неведом за тях начин знае,наясно е,че е наблюдавана .
Тогава каква се явява ролята на самият наблюдател,как той е позиционирам спрямо системата ?
Този експеримент има фундаментални последствия за всичко и света в който живеем и може да се твърди с абсолютна сигурност че ние съществуваме и като материални частици материя и като вълнови функции в квантовият свят и се материализираме единственно под въздействие на определен наблюдател и волята му .
Именно тези противоречия в фактите довели до формулирането на т.нар Квантова теория от учени като Планк,Бор,Шрьодингер Хаизенберг,Дирак ,Де брогли,Пили и др.
В сърцето на концепцията е теорията за несигурността .
en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty_principle
(същата теория чийто алгоритми са внедрени и оперират прословутите ни финансови и деривативни пазари в капитализмът довеждащи до отчаяние не един прословут брокер позволил си да се вземе на сериозно в предсказанията си накъде ще отиде пазарът )
Теорията на несигурността постулира,че е фундаментално невъзможно да се измери едновременно точната позиция и точният момент на една частица .
Същото е валидно и за точната енергия в точно определен момент от време за частицата -не може да бъде измерена с точност .
Лимитите на наблюдението са поради факта ,че всяко наблюдение внася изкривяване в оригиналните стойности на системата която е наблюдавана което от своя страна води до калапс на вълновата функция .
en.wikipedia.org/wiki/Wave_function_collapse
Така поне един quant енергия се внася който е напълно достатъчен да хвърли цялата система в безпорядък и да предизвика
Wave function colapse (колапс на функцията )
ефективно правейки наблюдението върху системата фундаментално невъзможно .
Математически частиците се описват като вълнови функции денотирани в гръцки букви psi .
Това е силно абстрактно понятие и обект по мнението на много учени то е посветено на физическия смисъл,но позволява изчисления на физически значими параметри .
Например : Корен квадратен от абсолютната стойност на psi в определена точка в пространството е пропорционална на вероятността от детекция на частицата в точно тази точка ако се извърши измерване.
В специфичният експеримент с двата процепа има 50 % вероятност електрона да мине през единият или през другият отвор с равни вероятности (при пълна абсолютна симетрия )
Това е отразено в psi функцията която става суперпозиционирана в двате страни на процепите на единият и на другият процеп.
Ако измерване се направи в точно този момент вълновата функция колабира и интерференчната картина изчезва.
Повече от 70 години откакто квантовата механика е измислена тя успява да устои добре на всеки един тест и предсказанията за изхода на експериментите се потвърждават .
Но ве пак стои отворен огромен въпрос :
Какво представлява реалноста в така наличните факти и наблюдавани резултати.
Учените на Американският департамент по енергетика и лабораторията на ускорителя FERMILAB конструираха уред наречен Холометър който ще мери гравитaционните отклонения на гравитационните вълни до най малка скала както никога досега в сложна терминология и начин на действие и всичко с цел да направят възможно прецизното анализиране на това какво всъщност представлява реалността и холографска ли е по своята същност природата и реалността в която живеем .
en.wikipedia.org/wiki/Holometer
Именно това въвежда стринг и супер стринг теориите както и холографският принцип спекулиращ че цялата физическа реалност е просто прожекция в Event horizont -а на черна дупка.
От друга страна предположението,че всички атоми на даден изотоп са наистина идентични в детерминистична вселена следва да води до тяхното еднакво поведение .
Ако те са стабилни или нестабилни да речем с среден живот 2000 г ние бихме очаквали всички едновременно да деградират и да се разпаднат едновременно в този времеви интервал .
След години измервания и открития на толкова много елементарни частици вкл.субатомни частици науката все още няма доказателство от какъвто и да било вид за индивидуалността на атомно ниво ..jpg)
Фундаментални градивни блокчета на материята според последните достижения на науката .
" Вярваш ли -попитал Айнщайн колегата си Нийлс Бор че Луната не е там на мястото си когато ние не гледаме към нея "
.
" Докажи ми обратното математически и аз ще повярвам в това" отговорил Бор.
Според Нийлс Бор физическата реалност е това което ние може да наблюдаваме.
Атомите и частиците са реални,но psi функцията има единственно символично значение след като не представлява нищо реално Безсмисленно е да спекулираме над природата на реалноста в неща които не можем да измерим наблюдаваме и проверим експериментално за да видим .
Тези спекулации лежат предимно извън реалността на науката и те не могат да бъдат поставени на тест експериментално .Това е така известната
Копенхаген Интерпретация .
en.wikipedia.org/wiki/Copenhagen_interpretation която домири в възгледите на по голямата част от учените днес.
Не само Айнщайн дори Шрьодингер който е централна фигура формулирал уравненията описващи квантовата механика и поведение бил некомфортно с ролята си на наблюдател в Копенхаген интерпретацията.
Шрьодингер проектира експеримент с намерение да покаже,че ролята на наблюдателя в квантовата механика е непълна .
Котка се слага в запечатана кутия заедно с радиоактивна субстанция която има характеристика сточно 50 % шанс да се получи разпадане на атом в определен час .Ако този атом се разпадне задвижва спусков механизъм който освобождава токсично отровен газ който убива котката а Шрьодингер .
Сега според квантовата механика при липса на наблюдател котката съществува като суперпозиция суперпозиционирана между двете състояния на живота и смъртта като едновременно тя е и жива и мъртва едновременно .
en.wikipedia.org/wiki/Quantum_superposition
Точно преди да се отвори кутията се казва ,че котката е в суперпозиционирано състояние.
Когато обаче ние отворим кутията вече и извършим физическото наблюдението тогава psi Вълновата функция колабира и съдбата на котката бива решена.
Но това е очевиден абсурд .
Понеже котката трябва да е или жива или мъртва,независимо дали ние гледаме или не.
Все пак излезне ако е мъртва в кутията ние може лесно да изършим реверсивен анализ и да детерминираме това от колко време котката е мъртва в края на краищата.
en.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger%27s_cat
Ако квантовата механика и квантовият свят ви се струва невероятно частица да се държи едновременно като частица и вълна или това че може да бъде суперпозиционирана в едно и друго ъстояние едновременно и една частица едновременно да мине през два различни процепа просто изчакайте следващото твърдение на квантовият свят :
Според квантовата теория две частици които си взаимодействуват стават вплетени уи усукани от момента в който се инициира взаимодействието им .От този момент нататък и двете се описват като математическа единична вълнова функция .Ако в този момент измерване бъде направено на една от частиците то незабавно повлиява и състоянието на другата без значение каква е систанцията и разстоянието на което са разделени тези две частици .Това е т известния Quantum Entanglement -квантово вплитане и усукване.
en.wikipedia.org/wiki/Quantum_entanglement
юююююююююююююwww.wired.com/wiredscience/2010/06/human-quantum-entanglement-detector/
Едингтън се позамислил и казал :
" Кой е третият който имате предвид господа "
en.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
en.wikipedia.org/wiki/General_relativity
en.wikipedia.org/wiki/General_relativity
Ситуацията когато говорим за квантова механика е още по необичайна и сложна .
en.wikipedia.org/wiki/Quantum_mechanics
Може ли нещо да се твърди че съществува изобщо ,ако то никога не може да бъде измерено,наблюдавано и експериментално изучено с конвенционалните научни методи на познание и научен инструментариум ?
Може ли един и същ физически обект да бъде физически наличен на няколко различни места и локации едновременно по едно и също време?
Може ли да имаме ефект без причина ?
Може ли измерването на дадена система да влияе самата физическа система и друга такава на невероятни растояния от първата едновременно не със скоростта на светлината,а моментално .
Нека разгледаме трите най озадачаващите феномени в теоретичният квантов свят .
Спонтанен Радиоактивен Разпад
Експериментът с двойният процеп
Квантово усукване (завихряне )
Спонтанен радиоактивен разпад:
Повече от 100 години са отминали откакто Бекерел е открил радиоактивноста в урановите кристали.
Ние сме все така неспособни да разберем и предскажем с абсолютна точност какво се случва и кога се случва то за индивидуален радиоактивен атом на атомно ниво.
Кога атомът ще деградира и ще се разпадне е абсолютно случайно събитие за нас.
Природата на радиоактивността си остава забулена за нас в мистерия .
Повечето изотопи на деветдесет и двата базисни елементи в природата заедно с всички елементи създадени впоследствие от човешка ръка с по висок атомен номер се разпадат спонтанно в различни други елементи .
Ние асоциираме понятие като полуживот описващо времето за което половината от количеството на нашият тестов елемент ще ще се разпадне на производни елементи .
Това време много силно варира в различните изотопи,но е строго определено и специфично за всеки изотоп .
Например изотоп на Въглерод -14 е най често използуваният научен тест за определяне възрастта при артефакти,останки от хора и научни анализи още наречен
Въглерод -14 и Карбон 14
Той има период на полуразпад 5730 години.
Изотопа на Йод -131 силно радиоактивният елемент наличен в големи количества след експлозиите в Фокушима има период на полуразпад 8 дни.
Уран 238 период на полуразпад 4 милиарда години
Полоний -212 само 300 наносекунди .
Ефекти на радиактивността върху личността :-)
Радиоактивният разпад се случва по строго определени физически закони на материята .
Експоненциалното намаление на веществото в оригиналната тестова мостра е с нива специфични за всеки изотоп .
Радиоактивният разпад трансформира ядрата на атомите чрез емисия на различни частици .
Както е известно досега на науката това намаление не се влияе от външни физически фактори като температура,налягане ,скорост.
Самото предсказание обаче когато говорим за атомно ниво на това кога ще се случи събитието.
Кога ще деградира атомът и кога ще се разпадне той е абсолютно статистическа величина -статистически закон за нас.
Ние не знаем и не можем да предскажем прецизно на атомно ниво кога става това за индивидуални атоми .
Просто детерминираме вероятност това да се случи в този специфичен атом и той да се разпадне в този и този времеви интервал без да можем конретно да определим точният момент на събитието.
Нашата неспособност да предскажем изхода от събития и съдбата на индивидуално атомно ниво в материята ние ние описваме с две обяснения .
1-Ние просто още не знаем и не сме съвсем наясно с това как работи атомът .
Атомите на два специфично еднакви изотопа може да са абсолютно различни.
Възможно е да има вътрешна структурна и цялост за която ние изобщо не сме наясно за която ние нямаме познание да достигнем но която определя "съдбата " и стабилността на разпад при всеки един атом .
Това физиката асоциира с т.нар.
Сценарий на Скритият параметър .
Сценарият на скритият параметър идва в две разновидности :
1- Ние може и да достигнем технологична напредналост и напредък напред в времето и да развием нашите способности и знания и разбирания до точката в която ще правим ясни изчисления и да предвидим поне на принципно ниво точното време за разпад на индивидуалните атоми.
2-Има вътрешна структура за която ние изобщо не сме наясно и тя се отличава от атом до атом дори и за атомите на еднакви елементи.
Тя определя кога точно атомът ще деградира и ще се разпадне ,но тайната на атомите ще остане скрита за нас за винаги .
Поради фундаментални лимити и ограничения в това което може да наблюдаваме от нашата перспектива.
.jpg)
Втората гледна точка :
Структурно всеки атом от един и същ изотоп са идентични.
Структурата им определя техният полуживот което може да се измери и е достъпно е за калкулация от нас.
Разпада на индивидуалните атоми от друга страна е изключително по само себе си случайно събитие,управлявано според нашите разбирания в момента ексклузивно от теорията на вероятностите и хаоса на случайните събития отвъд което няма друг вид фундаментални закони които да направляват материята и бъдат откривани .
http://en.wikipedia.org/wiki/Chaos_theory
http://en.wikipedia.org/wiki/Probability_theory
Втората гледна точка е превалентна и водеща сред водещите учени за по голямата част на това столетие с някои изключения Сред изключенията и Айнщайн с своята прословута фраза:
" Аз не мога да повярвам че бог играе зарове със вселената "
(въпреки че дори Айнщайн не изключва пробабилистична (вероятностна Вселена).
Интуитивно погледнато е много трудно да се възприеме аргументът ,че вселената е плод на хаос и случайни събития.
Как атомът знае кога да се разпадне е въпросът .
В крайна сметка теорията за вероятностите е развита като дисциплина за да опише детерминистични феномени които са прекалено комплексни и сложни за описание от нас в детайли.
(Хвърляне на зарове,смъртност,атмосферна турбуленция пр )
Изисква се нещо повече за да се повярва ,че вселената е по самосебе си вътрешно пробабилистична и плод на случайност където бог просто е хвърлил заровете.
Ако атомът може сам да премине през трансформация самичък без външна намеса и движеща сила отвън която да задвижи тази негова трансформация тогава какво остава за самата вселена като цяло .
Експериментът с двойният процеп .
Повече от едно столетие има разделение в мненията на учените относно природата на светлината.
Около 1700 г .известният Холандски математик астроном и физик Кристиан Хайдън изказва становище че светлината е вълнов феномен.
В същото време Нютон поддържа становище че светлината е съставна от миниатюрни корпускули .
Сто години по късно вълновата теория взема преднина експериментално с откриването на интерференцията.
За пръв път експериментът с двойният процеп е извършен от Томас Йанг .
Малко по късно през 1900г. видимата светлина е идентифицирана като електромагнитна радиация с определена дължина на вълната и банд където нашият лимит и способност да виждаме и създаваме на тази база своя собственна реалност е строго дефинирана в рамките както следва по долу :
Между 400 и 700 нанометра видим спектър .
Нашите сетива улавят само това .
За сравнение mantis-shrimp скаридата е притежателя на най перфектното и съвършенното зрение от живо същество на планетата Земя .
Те имат тринокулярно зрение и е способни да виждат в почти целият наличен спектрален периметър за разлика от нас.
Експериментално е потвърдено,че светлината се ръководи и подчинявана на диференциалните уравнения на шотландският теоретичен физик и математик Максуел.
.jpg)
Уравненията на Максуел заедно с силата на Лоренц дават основи за класическата електродинамика ,класическата оптика и електрическите вериги. Тези открития от своя страна дават основа на електричеството и модерните комуникационни технологии.
Така случаят с светлината изглеждал за момент приключен. en.wikipedia.org/wiki/Wave
en.wikipedia.org/wiki/Maxwell%27s_equations
Случаят наистина бил приключен докато не се намесил роденият в Германия Швейцарски чиновник от бюрото за патенти
Алберт Айнщайн .
.jpg)
Алберт Айнщайн е един от най великите физици на всички времена и е считан днес за баща и родоначалник на модерната физика.
Айнщайн неволно отваря вратата на квантовата механика и квантовият свят с всичките му парадокси като предлага модел в който светлината е Куантизирана в т.нар. пакети кванти или -фотони .
(един quant -квант може да се аналогизира с количество захар в магазин която вие купувате наливно или на пакети по килограм така 1 quant е точно строго определено количество светлина)
Предложението на Айнщайн обяснява фотоелектическият ефект и това му печели Нобелова награда през 1921 г.
Това което се случва обаче е,че заедно с теорията му на относителността се повдигат много повече въпроси отколкото се решават.
Ако вземем светлинна пушка и стреляме по процеп с екран отзад независимо автоматично или на единично с "светлинни куршуми " кванти (фотони) ние получаваме следната картина :
Абсолютно същият експеримент с двоен процеп и кохерентна (еднородна ) светлина облъчваща два паралелно стоящи процепа с дължина точно тази на дължината на светлинната вълна .
Всеки от процепите след това действува като източник на светлина върху прожекционен екран на който светлината рисува интерференчна вълнова картина с редуващи се светли и тъмни ивици .
Светлината рисува интерференчна картина доказателство за вълновият си характер и природа на съставните си части .
.jpg)
Експериментът с интерференчната картина ясно показва вълновата природа на светлината и ясно игнорира корпускулярната теория и факта,че светлината пътува в прави линии с малки корпускули .
По неведом обаче за нас начин светлината в единият вариант се държи като материална частица,а в вторият като електромагнитна вълна .
Учените били сило озадачени и започват да разсъждават над двойственният характер на светлината .
Те теоризират вълновите пакети светлина наречени Quants .
През 1900г. откритието на интерференчната картина с двойният процеп остава валидно дори когато интензитетът на светлината се намали драстично .
Проблемният факт е ,че ако електрони (малки парченца материя ) се изстрелят по двата отвора вместо светлина интерференчната картина се почвява напълно аналогична с тази получена от светлината в екрана .
Това объркало и смутило мира на учените .
Това е в пълно противоречие с класическата физика където електроните са малки частици от материя и се очаква да се държат и групират като такива без изобщо каквато и да било инерференция да се наблюдава при тях поради фактът че материята не може да се държи като електромагнитна вълна .
Вместо това обаче опит след опит те наблюдавали интерференция абсолютно както при светлината.
Нещо повече .
Същата картина се наблюдавала дори ако електроните биват изстрелвани един по един -поединично.
Изводите и резултатите в физиката са повече от трагични :
1-Единичен електрон напуска пушката като електрон (материална частица )
2-превръща се в потенциална вълна,минава през двата процепа едновременно като или удвоява себе си или просто минава без да го анализираме
3-След преминаване си се материализира отново в елементарна частица или не се материализира ,а се удря в стената като вълнова функция за да изчертае сходство в вълнова интерференчна картина .
Математическата интерпретация е още по трагична .
Минава и през двата отвора и минава през нито единият отвор .
Удря линия в стената като електрон и удря стената като вълна.
Всички налични възможности се казва са суперпозиционирани една спрямо друга в системата.
Физиците решили в крайна сметка да сложат край на играта и да проверят тази лудост за да видят през кой точно отвор в процепа минава електрона и как минава и какво точно става .
Кой електрон минава от единият, кой през другият отвор,кой вълна и кой частица
Речено сторено просто решили да приложат физическо наблюдение над единично изстрелваните електрони .
В този момент се сблъскали с сбсолютно противоречив факт .
Интерференчната вълнова картина изчезвала и вълновата функция се заменяла с материална частица и две прави линии изчертани от натрупаните изстреляни електрони доказателство за материалният произход на частицата и липса на интерференчната картина на вълнова функция.
.jpg)
Изследователите започнали да спекулират,че частицата по неведом за тях начин знае,наясно е,че е наблюдавана .
Тогава каква се явява ролята на самият наблюдател,как той е позиционирам спрямо системата ?
Този експеримент има фундаментални последствия за всичко и света в който живеем и може да се твърди с абсолютна сигурност че ние съществуваме и като материални частици материя и като вълнови функции в квантовият свят и се материализираме единственно под въздействие на определен наблюдател и волята му .
Именно тези противоречия в фактите довели до формулирането на т.нар Квантова теория от учени като Планк,Бор,Шрьодингер Хаизенберг,Дирак ,Де брогли,Пили и др.
В сърцето на концепцията е теорията за несигурността .
en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty_principle
(същата теория чийто алгоритми са внедрени и оперират прословутите ни финансови и деривативни пазари в капитализмът довеждащи до отчаяние не един прословут брокер позволил си да се вземе на сериозно в предсказанията си накъде ще отиде пазарът )
Теорията на несигурността постулира,че е фундаментално невъзможно да се измери едновременно точната позиция и точният момент на една частица .
Същото е валидно и за точната енергия в точно определен момент от време за частицата -не може да бъде измерена с точност .
Лимитите на наблюдението са поради факта ,че всяко наблюдение внася изкривяване в оригиналните стойности на системата която е наблюдавана което от своя страна води до калапс на вълновата функция .
en.wikipedia.org/wiki/Wave_function_collapse
Така поне един quant енергия се внася който е напълно достатъчен да хвърли цялата система в безпорядък и да предизвика
Wave function colapse (колапс на функцията )
ефективно правейки наблюдението върху системата фундаментално невъзможно .
Математически частиците се описват като вълнови функции денотирани в гръцки букви psi .
Това е силно абстрактно понятие и обект по мнението на много учени то е посветено на физическия смисъл,но позволява изчисления на физически значими параметри .
Например : Корен квадратен от абсолютната стойност на psi в определена точка в пространството е пропорционална на вероятността от детекция на частицата в точно тази точка ако се извърши измерване.
В специфичният експеримент с двата процепа има 50 % вероятност електрона да мине през единият или през другият отвор с равни вероятности (при пълна абсолютна симетрия )
Това е отразено в psi функцията която става суперпозиционирана в двате страни на процепите на единият и на другият процеп.
Ако измерване се направи в точно този момент вълновата функция колабира и интерференчната картина изчезва.
Повече от 70 години откакто квантовата механика е измислена тя успява да устои добре на всеки един тест и предсказанията за изхода на експериментите се потвърждават .
Но ве пак стои отворен огромен въпрос :
Какво представлява реалноста в така наличните факти и наблюдавани резултати.
Учените на Американският департамент по енергетика и лабораторията на ускорителя FERMILAB конструираха уред наречен Холометър който ще мери гравитaционните отклонения на гравитационните вълни до най малка скала както никога досега в сложна терминология и начин на действие и всичко с цел да направят възможно прецизното анализиране на това какво всъщност представлява реалността и холографска ли е по своята същност природата и реалността в която живеем .
en.wikipedia.org/wiki/Holometer
Именно това въвежда стринг и супер стринг теориите както и холографският принцип спекулиращ че цялата физическа реалност е просто прожекция в Event horizont -а на черна дупка.
От друга страна предположението,че всички атоми на даден изотоп са наистина идентични в детерминистична вселена следва да води до тяхното еднакво поведение .
Ако те са стабилни или нестабилни да речем с среден живот 2000 г ние бихме очаквали всички едновременно да деградират и да се разпаднат едновременно в този времеви интервал .
След години измервания и открития на толкова много елементарни частици вкл.субатомни частици науката все още няма доказателство от какъвто и да било вид за индивидуалността на атомно ниво .
.jpg)
Фундаментални градивни блокчета на материята според последните достижения на науката .
" Вярваш ли -попитал Айнщайн колегата си Нийлс Бор че Луната не е там на мястото си когато ние не гледаме към нея "
.
" Докажи ми обратното математически и аз ще повярвам в това" отговорил Бор.
Според Нийлс Бор физическата реалност е това което ние може да наблюдаваме.
Атомите и частиците са реални,но psi функцията има единственно символично значение след като не представлява нищо реално Безсмисленно е да спекулираме над природата на реалноста в неща които не можем да измерим наблюдаваме и проверим експериментално за да видим .
Тези спекулации лежат предимно извън реалността на науката и те не могат да бъдат поставени на тест експериментално .Това е така известната
Копенхаген Интерпретация .
en.wikipedia.org/wiki/Copenhagen_interpretation която домири в възгледите на по голямата част от учените днес.
Не само Айнщайн дори Шрьодингер който е централна фигура формулирал уравненията описващи квантовата механика и поведение бил некомфортно с ролята си на наблюдател в Копенхаген интерпретацията.
Шрьодингер проектира експеримент с намерение да покаже,че ролята на наблюдателя в квантовата механика е непълна .
Котка се слага в запечатана кутия заедно с радиоактивна субстанция която има характеристика сточно 50 % шанс да се получи разпадане на атом в определен час .Ако този атом се разпадне задвижва спусков механизъм който освобождава токсично отровен газ който убива котката а Шрьодингер .
Сега според квантовата механика при липса на наблюдател котката съществува като суперпозиция суперпозиционирана между двете състояния на живота и смъртта като едновременно тя е и жива и мъртва едновременно .
en.wikipedia.org/wiki/Quantum_superposition
Точно преди да се отвори кутията се казва ,че котката е в суперпозиционирано състояние.
Когато обаче ние отворим кутията вече и извършим физическото наблюдението тогава psi Вълновата функция колабира и съдбата на котката бива решена.
Но това е очевиден абсурд .
Понеже котката трябва да е или жива или мъртва,независимо дали ние гледаме или не.
Все пак излезне ако е мъртва в кутията ние може лесно да изършим реверсивен анализ и да детерминираме това от колко време котката е мъртва в края на краищата.
en.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger%27s_cat
Ако квантовата механика и квантовият свят ви се струва невероятно частица да се държи едновременно като частица и вълна или това че може да бъде суперпозиционирана в едно и друго ъстояние едновременно и една частица едновременно да мине през два различни процепа просто изчакайте следващото твърдение на квантовият свят :
Според квантовата теория две частици които си взаимодействуват стават вплетени уи усукани от момента в който се инициира взаимодействието им .От този момент нататък и двете се описват като математическа единична вълнова функция .Ако в този момент измерване бъде направено на една от частиците то незабавно повлиява и състоянието на другата без значение каква е систанцията и разстоянието на което са разделени тези две частици .Това е т известния Quantum Entanglement -квантово вплитане и усукване.
en.wikipedia.org/wiki/Quantum_entanglement
юююююююююююююwww.wired.com/wiredscience/2010/06/human-quantum-entanglement-detector/
