On monia paikkoja aloittaa tämä keskustelu, ja tämä on yhtä hyvä kuin muutkin: kaikella universumissamme on yhtä aikaa hiukkasten ja aaltojen luonne. Jos taikuudesta voitaisiin sanoa näin: "Kaikki nämä ovat aaltoja ja vain aaltoja", se olisi upea runollinen kuvaus kvanttifysiikasta. Itse asiassa kaikella tässä universumissa on aaltoluonteinen.

Tietysti myös kaikella maailmankaikkeudessa on hiukkasten luonne. Kuulostaa oudolta, mutta sitä se on.

Todellisten esineiden kuvaaminen hiukkasina ja aalloksi samanaikaisesti olisi hieman epätarkkoja. Tarkkaan ottaen kvanttifysiikan kuvaamat esineet eivät ole hiukkasia ja aaltoja, vaan ne kuuluvat kolmanteen luokkaan, joka perii aaltojen ominaisuudet (taajuus ja aallonpituus sekä eteneminen avaruudessa) ja joitain hiukkasten ominaisuuksia (ne voidaan laskea). ja paikallinen tietyssä määrin ). Tämä johtaa vilkkaaseen keskusteluun fysiikan yhteisössä siitä, onko edes oikein puhua valosta hiukkasena; ei siksi, että siinä olisi ristiriitaa siinä, onko valolla hiukkasluonne, vaan siksi, että fotonien kutsuminen "hiukkasiksi" "kvanttikentän viritteiden" sijaan johtaa oppilaita harhaan. Tämä koskee kuitenkin myös sitä, voidaanko elektroneja kutsua hiukkasiksi, mutta tällaiset kiistat jäävät puhtaasti akateemisiin piireihin.

Tämä kvanttiobjektien "kolmas" luonne heijastuu kvanttiilmiöistä keskustelevien fyysikkojen toisinaan hämmentävässä kielessä. Higgsin bosoni löydettiin hiukkasena Large Hadron Colliderissa, mutta olet luultavasti kuullut lauseen "Higgs-kenttä", tällainen siirretty asia, joka täyttää koko avaruuden. Tämä johtuu siitä, että tietyissä olosuhteissa, kuten hiukkasten törmäyskokeissa, on tarkoituksenmukaisempaa keskustella Higgsin kentän virityksistä kuin karakterisoida hiukkanen, kun taas muissa olosuhteissa, kuten yleisissä keskusteluissa siitä, miksi tietyillä hiukkasilla on massaa, on sopivampaa keskustella fysiikasta vuorovaikutuksena kvantin kanssa universaalin mittasuhteen kentän kanssa. Ne ovat vain eri kieliä, jotka kuvaavat samoja matemaattisia objekteja.

Kvanttifysiikka on diskreetti

Kaikki fysiikan nimissä - sana "kvantti" tulee latinan sanasta "kuinka paljon" ja heijastaa sitä tosiasiaa, että kvanttimallit sisältävät aina jotain, joka tulee diskreeteissä määrissä. Kvanttikentän sisältämä energia tulee jonkin perusenergian kerrannaisina. Valon osalta tämä liittyy valon taajuuteen ja aallonpituuteen – korkeataajuisella, lyhytaaltoisella valolla on valtava ominaisenergia, kun taas matalataajuisella pitkäaaltoisella valolla on vähän ominaisenergiaa.

Molemmissa tapauksissa erillisen valokentän sisältämä kokonaisenergia on tämän energian kokonaislukukerrannainen - 1, 2, 14, 137 kertaa - eikä siinä ole outoja murtolukuja, kuten puolitoista, "pi" tai neliö. kahden juuri. Tämä ominaisuus havaitaan myös atomien erillisissä energiatasoissa, ja energiakaistat ovat spesifisiä - jotkut energia-arvot ovat sallittuja, toiset eivät. Atomikellot toimivat kvanttifysiikan diskreettisyyden ansiosta käyttämällä valon taajuutta, joka liittyy siirtymiseen kahden sallitun cesiumin tilan välillä, mikä mahdollistaa ajan pitämisen "toisen hypyn" edellyttämällä tasolla.

Erittäin tarkkaa spektroskopiaa voidaan käyttää myös pimeän aineen kaltaisten asioiden etsimiseen, ja se on edelleen osa instituutin motivaatiota matalaenergisen perusfysiikan parissa.

Se ei ole aina ilmeistä - jopa jotkut periaatteessa kvanttiasiat, kuten mustan kappaleen säteily, liittyvät jatkuviin jakaumiin. Mutta lähemmin tarkasteltuna ja syvän matemaattisen laitteen yhdistämisen myötä kvanttiteoria muuttuu vielä oudommaksi.

Kvanttifysiikka on todennäköisyyttä

Yksi kvanttifysiikan yllättävimmistä ja (ainakin historiallisesti) kiistanalaisimmista näkökohdista on se, että on mahdotonta ennustaa varmasti yhden kvanttijärjestelmän kokeen tulosta. Kun fyysikot ennustavat tietyn kokeen lopputuloksen, heidän ennusteensa on todennäköisyys löytää jokainen tietty mahdollinen lopputulos, ja teorian ja kokeen vertailuun sisältyy aina todennäköisyysjakauman johtaminen monista toistetuista kokeista.

Kvanttijärjestelmän matemaattinen kuvaus on pääsääntöisesti "aaltofunktion" muodossa, joka esitetään kreikkalaisen pyökin psi:n yhtälöissä: Ψ. On monia keskusteluja siitä, mikä aaltofunktio tarkalleen ottaen on, ja he ovat jakaneet fyysikot kahteen leiriin: niihin, jotka näkevät aaltofunktion todellisena fyysisenä asiana (ontiset teoreetikot), ja niihin, jotka uskovat aaltofunktion olevan vain ilmaus tietomme (tai sen puute) tietyn kvanttiobjektin taustalla olevasta tilasta riippumatta (episteemiset teoreetikot).

Jokaisessa taustalla olevan mallin luokassa tuloksen löytämisen todennäköisyyttä ei määritä suoraan aaltofunktio, vaan aaltofunktion neliö (karkeasti sanottuna se on edelleen sama; aaltofunktio on monimutkainen matemaattinen objekti () ja siksi se sisältää kuvitteellisia lukuja, kuten neliöjuuren tai sen negatiivisen muunnelman), ja todennäköisyysoperaatio on hieman monimutkaisempi, mutta "aaltofunktion neliö" riittää saamaan idean perussisällön). Tämä tunnetaan Bornin säännönä saksalaisen fyysikon Max Bornin mukaan, joka laski sen ensimmäisenä (vuoden 1926 paperin alaviitteessä) ja yllätti monet ihmiset sen rumalla toteutuksella. Meneillään on paljon työtä Bornin säännön johtamiseksi perustavanlaatuisemmasta periaatteesta; mutta toistaiseksi mikään niistä ei ole menestynyt, vaikka se on tuottanut paljon mielenkiintoista tieteelle.

Tämä teorian puoli johtaa meidät myös hiukkasiin, jotka ovat useissa olomuodoissa samanaikaisesti. Voimme ennustaa vain todennäköisyyden, ja ennen mittaamista tietyllä tuloksella mitattava järjestelmä on välitilassa - superpositiotilassa, joka sisältää kaikki mahdolliset todennäköisyydet. Mutta onko järjestelmä todella useassa tilassa vai yhdessä tuntemattomassa, riippuu siitä, pidätkö onttisesta vai episteemisestä mallista. Molemmat johtavat meidät seuraavaan kohtaan.

Kvanttifysiikka on ei-paikallinen

Jälkimmäistä ei hyväksytty sellaisenaan laajalti, lähinnä siksi, että hän oli väärässä. Vuonna 1935 julkaistussa artikkelissa Einstein esitti yhdessä nuorten kollegojensa Boris Podolkiyn ja Nathan Rosenin (EPR-paperi) kanssa selkeän matemaattisen lausunnon jostakin, joka oli vaivannut häntä jo jonkin aikaa, mitä me kutsumme "kietoutumiseksi".

EPR:n työ väitti, että kvanttifysiikka tunnisti järjestelmien olemassaolon, joissa laajasti erillään sijaitsevista paikoista tehdyt mittaukset voidaan korreloida niin, että toisen tulos määritti toisen. He väittivät, että tämä tarkoitti sitä, että mittaustulokset oli määritettävä etukäteen jollakin yhteisellä tekijällä, koska muuten yhden mittauksen tulos joutuisi välittämään toisen mittauspisteeseen valonnopeutta suuremmalla nopeudella. Siksi kvanttifysiikan on oltava epätäydellinen, likiarvo syvemmälle teorialle ("piilotetun paikallismuuttujan" teoria, jossa yksittäisten mittausten tulokset eivät riipu jostain, joka on kauempana mittauspaikasta kuin signaali, joka kulkee nopeudella valo voi peittää (paikallisesti), mutta sen määrää jokin tekijä, joka on yhteinen molemmille järjestelmille kietoutuvassa parissa (piilotettu muuttuja).

Koko asiaa pidettiin käsittämättömänä alaviitteenä yli 30 vuoden ajan, koska sitä ei näyttänyt olevan mitenkään varmennettu, mutta 60-luvun puolivälissä irlantilainen fyysikko John Bell selvitti EPR:n seurauksia yksityiskohtaisemmin. Bell osoitti, että voit löytää olosuhteet, joissa kvanttimekaniikka ennustaa etämittausten välisiä korrelaatioita, jotka ovat vahvempia kuin mikään mahdollinen teoria, kuten E, P ja R ehdottamat. John Kloser ja Alain Aspect testasivat tätä kokeellisesti 70-luvulla. 80-luvun alku x - he osoittivat, että näitä monimutkaisia ​​järjestelmiä ei voida mahdollisesti selittää millään paikallisella piilomuuttujateorialla.

Yleisin lähestymistapa tämän tuloksen ymmärtämiseen on olettaa, että kvanttimekaniikka on ei-paikallinen: tietyssä paikassa tehtyjen mittausten tulokset voivat riippua kaukana olevan kohteen ominaisuuksista tavalla, jota ei voida selittää pisteessä kulkevilla signaaleilla. valonnopeus. Tämä ei kuitenkaan salli informaation välittämistä superluminaalisella nopeudella, vaikka tätä rajoitusta onkin yritetty kiertää kvanttiepälokaliteettia käyttämällä.

Kvanttifysiikka koskee (melkein aina) hyvin pientä

Kvanttifysiikalla on maine oudolta, koska sen ennusteet eroavat radikaalisti päivittäisestä kokemuksestamme. Tämä johtuu siitä, että sen vaikutukset ovat vähemmän voimakkaita mitä suurempi kohde - tuskin huomaat hiukkasten aaltokäyttäytymistä ja kuinka aallonpituus pienenee vauhdin kasvaessa. Makroskooppisen esineen, kuten kävelykoiran, aallonpituus on niin naurettavan pieni, että jos suurentaisit jokaisen huoneen atomin aurinkokunnan kokoiseksi, koiran aallonpituus olisi yhden atomin kokoinen tuossa aurinkokunnassa.

Tämä tarkoittaa, että kvanttiilmiöt rajoittuvat enimmäkseen atomien ja perushiukkasten mittakaavaan, joiden massat ja kiihtyvyydet ovat tarpeeksi pieniä, jotta aallonpituus jää niin pieneksi, ettei sitä voida suoraan havaita. Kuitenkin paljon ponnisteluja tehdään kvanttivaikutuksia osoittavan järjestelmän koon kasvattamiseksi.

Kvanttifysiikka ei ole taikuutta

Edellinen kohta tuo meidät tähän aivan luonnollisesti: kuinka oudolta kvanttifysiikka voikin näyttää, se ei selvästikään ole taikuutta. Se, mitä se olettaa, on outoa jokapäiväisen fysiikan standardien mukaan, mutta sitä rajoittavat ankarasti hyvin ymmärrettävät matemaattiset säännöt ja periaatteet.

Joten jos joku tulee luoksesi "kvanttiajatuksen" kanssa, joka näyttää mahdottomalta - ääretön energia, maaginen parantava voima, mahdoton avaruusmoottori - se on melkein varmasti mahdotonta. Tämä ei tarkoita, että emme voisi käyttää kvanttifysiikkaa tehdä uskomattomia asioita: kirjoitamme jatkuvasti uskomattomista läpimurroista kvanttiilmiöiden avulla, ja ne ovat jo yllättäneet ihmiskunnan, se tarkoittaa vain sitä, että emme mene termodynamiikan lakien pidemmälle. ja tervettä järkeä.

Jos yllä olevat kohdat eivät riitä sinulle, pidä tätä vain hyödyllisenä lähtökohtana jatkokeskustelulle.

Fysiikka on kaikista tieteistä salaperäisin. Fysiikka antaa meille ymmärrystä ympäröivästä maailmasta. Fysiikan lait ovat ehdottomia ja pätevät poikkeuksetta kaikkiin henkilöstä ja yhteiskunnallisesta asemasta riippumatta.

Tämä artikkeli on tarkoitettu yli 18-vuotiaille henkilöille.

Oletko jo yli 18?

Kvanttifysiikan perustavanlaatuisia löytöjä

Isaac Newton, Nikola Tesla, Albert Einstein ja monet muut ovat ihmiskunnan suuria oppaita fysiikan ihmeellisessä maailmassa, jotka profeettojen tavoin paljastivat ihmiskunnalle maailmankaikkeuden suurimmat salaisuudet ja kyvyn hallita fyysisiä ilmiöitä. Heidän kirkkaat päänsä leikkaavat järjettömän enemmistön tietämättömyyden pimeyden ja opastähden tavoin osoittivat tietä ihmiskunnalle yön pimeydessä. Yksi näistä johtajista fysiikan maailmassa oli Max Planck, kvanttifysiikan isä.

Max Planck ei ole vain kvanttifysiikan perustaja, vaan myös maailmankuulun kvanttiteorian kirjoittaja. Kvanttiteoria on kvanttifysiikan tärkein osa. Yksinkertaisesti sanottuna tämä teoria kuvaa mikrohiukkasten liikettä, käyttäytymistä ja vuorovaikutusta. Kvanttifysiikan perustaja toi meille myös monia muita tieteellisiä töitä, joista on tullut modernin fysiikan kulmakiviä:

• lämpösäteilyn teoria;
• erityinen suhteellisuusteoria;
• tutkimus termodynamiikan alalla;
• tutkimus optiikan alalla.

Kvanttifysiikan teoria mikrohiukkasten käyttäytymisestä ja vuorovaikutuksesta muodostui kondensoituneen aineen fysiikan, alkeishiukkasfysiikan ja korkean energian fysiikan perustaksi. Kvanttiteoria selittää meille monien maailmamme ilmiöiden olemuksen - elektronisten tietokoneiden toiminnasta taivaankappaleiden rakenteeseen ja käyttäytymiseen. Tämän teorian luoja Max Planck antoi löytönsä ansiosta ymmärtää monien asioiden todellisen olemuksen alkuainehiukkasten tasolla. Mutta tämän teorian luominen ei ole kaukana tutkijan ainoasta ansiosta. Hän oli ensimmäinen, joka löysi maailmankaikkeuden peruslain - energian säilymisen lain. Max Planckin panosta tieteeseen on vaikea yliarvioida. Lyhyesti sanottuna hänen löytönsä ovat korvaamattomia fysiikan, kemian, historian, metodologian ja filosofian kannalta.

kvanttikenttäteoria

Lyhyesti sanottuna kvanttikenttäteoria on teoria mikrohiukkasten kuvauksesta sekä niiden käyttäytymisestä avaruudessa, vuorovaikutuksesta toistensa kanssa ja keskinäisistä muutoksista. Tämä teoria tutkii kvanttijärjestelmien käyttäytymistä ns. vapausasteiden sisällä. Tämä kaunis ja romanttinen nimi ei sano mitään monille meistä. Nukkeille vapausasteet ovat riippumattomien koordinaattien lukumäärä, jotka tarvitaan osoittamaan mekaanisen järjestelmän liike. Yksinkertaisesti sanottuna vapausasteet ovat liikkeen ominaisuuksia. Steven Weinberg teki mielenkiintoisia löytöjä alkuainehiukkasten vuorovaikutuksen alalla. Hän löysi niin kutsutun neutraalivirran - kvarkkien ja leptonien välisen vuorovaikutuksen periaatteen, josta hän sai Nobel-palkinnon vuonna 1979.

Max Planckin kvanttiteoria

1700-luvun 1900-luvulla saksalainen fyysikko Max Planck ryhtyi tutkimaan lämpösäteilyä ja sai lopulta kaavan energian jakautumiselle. Näiden tutkimusten aikana syntynyt kvanttihypoteesi merkitsi kvanttifysiikan sekä 1900-luvulla löydetyn kvanttikenttäteorian alkua. Planckin kvanttiteoria on, että lämpösäteilyn aikana tuotettu energia säteilee ja absorboituu ei jatkuvasti, vaan episodisesti, kvanttisti. Vuodesta 1900 tuli tämän Max Planckin löydön ansiosta kvanttimekaniikan syntymävuosi. Kannattaa myös mainita Planckin kaava. Lyhyesti sanottuna sen olemus on seuraava - se perustuu kehon lämpötilan ja sen säteilyn suhteeseen.

Kvanttimekaaninen teoria atomin rakenteesta

Kvanttimekaaninen teoria atomin rakenteesta on yksi kvanttifysiikan ja ylipäätään fysiikan peruskäsiteteorioista. Tämä teoria antaa meille mahdollisuuden ymmärtää kaiken materiaalin rakenteen ja avaa salassapitoverhon sen suhteen, mistä asiat todellisuudessa koostuvat. Ja tähän teoriaan perustuvat johtopäätökset ovat hyvin odottamattomia. Tarkastellaan lyhyesti atomin rakennetta. Mistä atomi sitten oikein on tehty? Atomi koostuu ytimestä ja elektronien pilvestä. Atomin perusta, sen ydin, sisältää melkein koko atomin massan - yli 99 prosenttia. Ytimellä on aina positiivinen varaus, ja se määrittää kemiallisen alkuaineen, johon atomi kuuluu. Mielenkiintoisin asia atomin ytimessä on, että se sisältää lähes koko atomin massan, mutta samalla se vie vain kymmenen tuhannesosan tilavuudestaan. Mitä tästä seuraa? Ja johtopäätös on hyvin odottamaton. Tämä tarkoittaa, että atomin tiheä aine on vain yksi kymmenesosa. Ja entä kaikki muu? Kaikki muu atomissa on elektronipilviä.

Elektronipilvi ei ole pysyvä eikä edes itse asiassa aineellinen aine. Elektronipilvi on vain todennäköisyys sille, että elektroneja ilmaantuu atomissa. Toisin sanoen ydin vie atomissa vain kymmenen tuhannesosan, ja kaikki muu on tyhjyyttä. Ja jos otamme huomioon, että kaikki ympärillämme olevat esineet pölyhiukkasista taivaankappaleisiin, planeetoihin ja tähtiin koostuvat atomeista, käy ilmi, että kaikki aineellinen koostuu itse asiassa yli 99 prosentista tyhjyydestä. Tämä teoria vaikuttaa täysin uskomattomalta ja sen kirjoittaja ainakin harhaanjohtavalta ihmiseltä, koska ympärillä olevat asiat ovat vankan johdonmukaisia, painoa ja aistittavissa. Miten se voi koostua tyhjyydestä? Onko tähän aineen rakenteen teoriaan livahtanut virhe? Mutta tässä ei ole virhettä.

Kaikki materiaali näyttää tiheältä vain atomien välisen vuorovaikutuksen ansiosta. Asioilla on kiinteä ja tiheä konsistenssi vain atomien välisen vetovoiman tai hylkimisen vuoksi. Tämä varmistaa kemikaalien kidehilan tiheyden ja kovuuden, josta kaikki materiaali koostuu. Mutta mielenkiintoinen kohta, kun esimerkiksi ympäristön lämpötilaolosuhteet muuttuvat, atomien väliset sidokset, eli niiden vetovoima ja hylkiminen, voivat heiketä, mikä johtaa kidehilan heikkenemiseen ja jopa sen tuhoutumiseen. Tämä selittää aineiden fysikaalisten ominaisuuksien muutoksen kuumennettaessa. Esimerkiksi kun rautaa kuumennetaan, se muuttuu nestemäiseksi ja voidaan muotoilla mihin tahansa muotoon. Ja kun jää sulaa, kidehilan tuhoutuminen johtaa aineen tilan muutokseen, ja kiinteästä se muuttuu nesteeksi. Nämä ovat selkeitä esimerkkejä atomien välisten sidosten heikkenemisestä ja sen seurauksena kidehilan heikkenemisestä tai tuhoutumisesta, ja ne mahdollistavat aineen muuttumisen amorfiseksi. Ja syy sellaisiin salaperäisiin metamorfoosiin on juuri se, että aineet koostuvat tiheästä aineesta vain kymmenesosan verran ja kaikki muu on tyhjyyttä.

Ja aineet näyttävät olevan kiinteitä vain atomien välisten vahvojen sidosten vuoksi, joiden heikkeneessä aine muuttuu. Siten atomin rakenteen kvanttiteoria antaa meille mahdollisuuden tarkastella ympärillämme olevaa maailmaa täysin eri tavalla.

Atomiteorian perustaja Niels Bohr esitti mielenkiintoisen käsityksen, että atomin elektronit eivät säteile energiaa jatkuvasti, vaan vain siirtymähetkellä niiden liikeratojen välillä. Bohrin teoria auttoi selittämään monia atomin sisäisiä prosesseja ja teki myös läpimurron kemian tieteessä selittäen Mendelejevin luoman taulukon rajan. Sen mukaan viimeisen elementin, joka voi olla olemassa ajassa ja avaruudessa, sarjanumero on satakolmekymmentäseitsemän, ja sadastakolmekymmentäkahdeksasosasta alkavia elementtejä ei voi olla olemassa, koska niiden olemassaolo on ristiriidassa suhteellisuusteorian kanssa. Bohrin teoria selitti myös sellaisen fyysisen ilmiön luonteen kuin atomispektrit.

Nämä ovat vapaiden atomien vuorovaikutusspektrejä, jotka syntyvät, kun niiden välillä vapautuu energiaa. Tällaiset ilmiöt ovat tyypillisiä kaasumaisille, höyryisille ja plasmatilassa oleville aineille. Siten kvanttiteoria teki vallankumouksen fysiikan maailmassa ja antoi tutkijoille mahdollisuuden edetä paitsi tämän tieteen alalla, myös monien siihen liittyvien tieteiden alalla: kemia, termodynamiikka, optiikka ja filosofia. Ja antoi myös ihmiskunnan tunkeutua asioiden luonteen salaisuuksiin.

Ihmiskunnalla on vielä paljon tehtävää tietoisuudessaan ymmärtääkseen atomien luonteen, ymmärtääkseen niiden käyttäytymisen ja vuorovaikutuksen periaatteet. Kun ymmärrämme tämän, pystymme ymmärtämään ympärillämme olevan maailman luonteen, koska kaikki, mikä meitä ympäröi, alkaen pölyhiukkasista ja päättyen itse aurinkoon, ja me itse - kaikki koostuu atomeista, joiden luonne on salaperäinen ja hämmästyttävä ja täynnä monia salaisuuksia.

Tämä teksti esittelee uusia tuloksia neurologian alalla ja monien fysiikan ratkaisemattomien ongelmien ratkaisussa. Se ei käsittele metafysiikan kysymyksiä ja perustuu tieteellisesti todennettavissa olevaan dataan, vaan koskettaa filosofisia aiheita, jotka liittyvät elämään, kuolemaan ja maailmankaikkeuden syntymiseen.
Tiedon kerrostumisen ja kylläisyyden vuoksi saattaa olla tarpeen lukea se useita kertoja ymmärtääksemme monimutkaisten tieteellisten käsitteiden yksinkertaistamista ponnisteluistamme huolimatta.



Luku 1
Jumala on neuroneissa







Ihmisen aivot ovat noin sadan miljardin neuronin verkosto. Erilaiset tuntemukset muodostavat hermoyhteyksiä, jotka toistavat erilaisia ​​tunteita. Hermosolujen stimulaatiosta riippuen jotkut yhteydet vahvistuvat ja tehostuvat, kun taas toiset heikkenevät. Sitä kutsutaan neuroplastisuus.

Musiikin opiskelija luo vahvempia hermoyhteyksiä aivojen kahden pallonpuoliskon välille kehittääkseen musiikillista luovuutta. Lähes mitä tahansa lahjakkuutta tai taitoa voidaan kehittää harjoittelemalla.

Rudiger Gamm piti itseään toivottomana opiskelijana eikä pystynyt selviytymään edes alkeismatematiikan kanssa. Hän alkoi kehittää kykyjään ja muuttui ihmislaskimeksi, joka pystyy tekemään erittäin monimutkaisia ​​laskelmia. Rationaalisuus ja tunnevakaus toimivat samalla tavalla. Hermoyhteyksiä voidaan vahvistaa.

Kun teet jotain, muutat fyysisesti aivojasi saavuttaaksesi parempia tuloksia. Koska se on aivojen pää- ja perusmekanismi, itsetietoisuus voi rikastuttaa suuresti elämänkokemustamme.



sosiaalinen neurotiede



Erityiset hermosolut ja välittäjäaineet, kuten norepinefriini, laukaisevat puolustusmekanismin, kun tunnemme, että ajatuksemme on suojattava ulkoisilta vaikutuksilta. Jos jonkun mielipide poikkeaa meidän mielipiteestämme, aivoihin pääsee samoja kemikaaleja, jotka varmistavat selviytymisemme vaarallisissa tilanteissa.








Tässä suojaavassa tilassa enemmän aivojen primitiivinen osa häiritsee rationaalista ajattelua ja limbinen järjestelmä voi tukkia työmuistimme aiheuttaen fyysisesti "ajattelun rajoituksia".

Tämä näkyy kiusaamisessa tai pokeria pelatessa tai kun joku on itsepäinen riidassa.

Ei ole väliä kuinka arvokas idea on, tässä tilassa aivot eivät pysty käsittelemään sitä. Neuraalisella tasolla hän näkee sen uhkana, vaikka se olisi vaarattomia mielipiteitä tai tosiasioita, joiden kanssa saattaisimme muuten olla samaa mieltä.

Mutta kun ilmaisemme itseämme ja näkemyksiämme arvostetaan, aivojen suojaavien aineiden taso laskee ja dopamiinin siirtyminen aktivoi palkitsevia hermosoluja ja tunnemme voimamme ja itseluottamuksemme. Uskomuksemme vaikuttavat merkittävästi kehomme kemiaan. Tähän plasebovaikutus perustuu. Itsetunto ja itseluottamus liittyvät välittäjäaineeseen serotoniiniin.

Vakava puute johtaa usein masennukseen, itsetuhoiseen käyttäytymiseen ja jopa itsemurhaan. Kun yhteiskunta arvostaa meitä, se lisää dopamiinin ja serotoniinin tasoa aivoissa ja antaa meille mahdollisuuden vapauttaa emotionaalista kiinnittymistä ja lisätä itsetietoisuuttamme.



Peilihermosolut ja tietoisuus



Sosiaalipsykologia käsittelee usein ihmisen perustarvetta "löytää paikkansa" ja kutsuu sitä "normatiiviseksi sosiaaliseksi vaikuttamiseksi". Ikääntyessämme moraalinen ja eettinen kompassi on lähes kokonaan ulkoisen ympäristömme muovaama. Näin ollen toimintamme perustuu usein siihen, miten yhteiskunta meidät arvioi.








Mutta uudet neurotieteen löydöt antavat meille selkeämmän käsityksen kulttuurista ja yksilöllisyydestä. Uusi neurologinen tutkimus on vahvistanut empaattisten peilihermosolujen olemassaolon.

Kun koemme tunteita tai suoritamme toimia, tietyt neuronit syttyvät. Mutta kun näemme jonkun muun tekevän sen tai kuvittelemme sen, monet samoista hermosoluista syttyvät ikään kuin tekisimme sen itse. Nämä empaattiset neuronit yhdistävät meidät muihin ihmisiin ja antavat meille mahdollisuuden tuntea mitä muut tuntevat.

Koska nämä samat neuronit reagoivat mielikuvitukseemme, saamme heiltä emotionaalista palautetta samalla tavalla kuin toiselta ihmiseltä. Tämä järjestelmä antaa meille mahdollisuuden itsetutkiskeluun.

Peilihermosolut eivät tee eroa itsensä ja muiden välillä. Siksi olemme niin riippuvaisia ​​muiden arvioista ja halusta noudattaa niitä.

Olemme jatkuvasti kahdenlaisina sen välillä, miten näemme itsemme ja miten muut näkevät meidät. Se voi häiritä yksilöllisyyttämme ja itsetuntoamme.






Aivoskannaukset osoittavat, että koemme nämä negatiiviset tunteet jo ennen kuin olemme tietoisia niistä. Mutta kun olemme tietoisia itsestämme, voimme muuttaa vääriä tunteita, koska voimme hallita niitä aiheuttavia ajatuksia.

Tämä on neurokemiallinen seuraus siitä, kuinka muistot haalistuvat ja kuinka ne palautuvat proteiinisynteesin kautta.

Itsetutkiskelu vaikuttaa suuresti aivojen toimintaan ja aktivoi neokortikaalisia itsesäätelyalueita, joiden avulla voimme selkeästi hallita omia tunteitamme. Aina kun teemme tämän, rationaalisuus ja tunnevakaus paranevat. Ilman itsehillintää suurin osa ajatuksistamme ja teoistamme on impulsiivisia, ja se, että reagoimme satunnaisesti emmekä tee tietoisia valintoja,

ärsyttää meitä vaistomaisesti.






Tämän eliminoimiseksi aivot pyrkivät oikeuttamaan käyttäytymisemme ja kirjoittavat muistoja fyysisesti uudelleen muistin vahvistamisen avulla, mikä saa meidät uskomaan, että kontrolloimme toimintaamme. Tätä kutsutaan retrospektiiviseksi rationalisoinniksi, joka jättää suurimman osan negatiivisista tunteistamme ratkaisematta ja ne voivat leimahtaa milloin tahansa. Ne ruokkivat sisäistä epämukavuutta samalla kun aivot oikeuttavat edelleen irrationaalista käyttäytymistämme. Kaikki tämä alitajunnan monimutkainen ja lähes skitsofreeninen käyttäytyminen on aivoissamme olevien laajojen rinnakkaisten hajautettujen järjestelmien työtä.



Tietoisuudella ei ole tarkkaa keskustaa. Näennäinen yhtenäisyys johtuu siitä tosiasiasta, että jokainen yksittäinen piiri aktivoituu ja ilmenee tietyllä hetkellä. Kokemuksemme muuttaa jatkuvasti hermoyhteyksiämme, muuttaa fyysisesti tietoisuutemme rinnakkaisjärjestelmää. Suoraan tähän puuttumisella voi olla surrealistisia vaikutuksia, mikä herättää kysymyksen siitä, mitä tietoisuus on ja missä se sijaitsee.



Jos vasen aivopuolisko erotetaan oikeasta aivopuoliskosta, kuten aivohalkeaman läpikäyneiden potilaiden tapauksessa, säilytät kyvyn puhua ja ajatella vasemman pallonpuoliskon avulla, kun taas aivopuoliskon kognitiiviset kyvyt säilyvät. oikea pallonpuolisko on voimakkaasti rajoitettu. Vasen pallonpuolisko ei kärsi oikean puuttumisesta, vaikka tämä muuttaa käsitystäsi vakavasti.

Et esimerkiksi pysty kuvailemaan jonkun kasvojen oikeaa puolta, mutta huomaat sen, et näe sitä ongelmana etkä edes huomaa, että jokin on muuttunut. Koska tämä ei vaikuta vain havaintoonne todellisesta maailmasta, vaan myös mielikuviinne, tämä ei ole vain havaintoongelma, vaan olennainen tietoisuuden muutos.



Jumala on neuroneissa



Jokaisella neuronilla on sähköjännite, joka muuttuu ionien vaikutuksesta

mene soluun tai poistu siitä. Kun jännite saavuttaa tietyn tason, neuroni lähettää sähköisen signaalin muihin soluihin, joissa prosessi toistetaan.

Kun useat neuronit lähettävät signaalia samanaikaisesti, voimme mitata sen aaltona.

Aivoaallot ovat vastuussa melkein kaikesta, mitä aivoissamme tapahtuu, mukaan lukien muisti, huomio ja jopa äly.

Eritaajuiset värähtelyt luokitellaan alfa-, beeta- ja gamma-aaltoiksi. Jokainen aaltotyyppi liittyy erilaisiin tehtäviin. Aallot mahdollistavat aivosolujen virittymisen tehtävään sopivalle taajuudelle jättäen huomioimatta ulkopuoliset signaalit.

Aivan kuten radio virittyy radioasemalle. Tiedonsiirrosta hermosolujen välillä tulee optimaalinen, kun niiden toiminta on synkronoitu.

Siksi koemme kognitiivista dissonanssia – kahden yhteensopimattoman idean aiheuttamaa ärsytystä. Tahto on halu vähentää dissonanssia kunkin aktiivisen hermopiirin välillä.



Evoluutio voidaan nähdä samana prosessina, jossa luonto yrittää sopeutua eli "resonoida" ympäristön kanssa. Niinpä hän kehittyi tasolle, jolla hän sai itsetietoisuuden ja alkoi miettiä omaa olemassaoloaan.

Kun ihminen kohtaa paradoksin pyrkiä tavoitteeseen ja ajatella olemassaololla merkityksetöntä, syntyy kognitiivinen dissonanssi.






Siksi monet ihmiset kääntyvät henkisyyden ja uskonnon puoleen ja hylkäävät tieteen, joka ei pysty vastaamaan eksistentiaalisiin kysymyksiin: kuka minä olen? ja mitä varten minä olen?



minä...



"Peilihermosolut eivät tee eroa itsensä ja muiden välillä. "

Vasen pallonpuolisko on suurelta osin vastuussa johdonmukaisen uskomusjärjestelmän luomisesta, joka ylläpitää jatkuvuuden tunnetta elämässämme.

Uutta kokemusta verrataan olemassa olevaan uskomusjärjestelmään, ja jos se ei sovi siihen, se yksinkertaisesti hylätään. Tasapainoa hoitaa aivojen oikea puolipallo, jolla on päinvastainen rooli.



Vasen pallonpuolisko pyrkii säilyttämään kuvion, kun taas oikea pallonpuolisko jatkuvasti

kyseenalaistaa status quon. Jos erot ovat liian suuria, oikea pallonpuolisko pakottaa meidät harkitsemaan uudelleen maailmankuvaamme. Mutta jos uskomuksemme ovat liian vahvoja, oikeat aivot eivät ehkä voi voittaa hylkäämistämme. Tämä voi aiheuttaa suuria vaikeuksia heijastaa muita.

Kun uskomuksiamme määräävät hermoyhteydet eivät ole kehittyneitä tai aktiivisia, tietoisuutemme, kaikkien aktiivisten piirien yhtenäisyys, on täynnä peilihermosolujen toimintaa, aivan kuten nälkäisenä, tietoisuutemme on täynnä ravitsemukseen liittyviä hermosoluprosesseja.



Tämä ei ole seurausta siitä, että keskus "minä" antaa komentoja aivojen eri alueille.

Kaikki aivojen osat voivat olla aktiivisia tai ei-aktiivisia ja olla vuorovaikutuksessa ilman keskusydintä. Aivan kuten pikselit näytöllä voivat muodostaa tunnistettavan kuvan, ryhmä hermovuorovaikutuksia voi ilmaista itseään tietoisuutena.

Olemme joka hetki erilainen kuva. Kun heijastamme muita, kun olemme nälkäisiä, kun katsomme tätä elokuvaa. Joka sekunti meistä tulee erilainen ihminen, joka kulkee eri tilojen läpi.

Kun katsomme itseämme peilihermosolujen kautta, luomme idean yksilöllisyydestä.

Mutta kun teemme tämän tieteellisellä ymmärryksellä, näemme jotain aivan muuta.






Neuraaliset vuorovaikutukset, jotka luovat tietoisuutemme, ulottuvat paljon hermosolujemme ulkopuolelle. Olemme aivojen puolipallojen ja aistiemme välisten sähkökemiallisten vuorovaikutusten tulos, jotka yhdistävät hermosolumme muihin ympäristössämme oleviin hermosoluihin. Ei ole mitään ulkoista. Tämä ei ole hypoteettinen filosofia, tämä on peilihermosolujen perusominaisuus, jonka avulla voimme ymmärtää itseämme muiden kautta.



Olisi väärin pitää tätä hermotoimintaa omana, ympäristön poissulkeminen. Evoluutio heijastaa myös meidän puoltamme superorganismista, jossa selviytymisemme kädellisinä riippui kollektiivisista kyvyistä.

Ajan myötä neokortikaaliset alueet ovat kehittyneet sallimaan vaistonvaraisen siirtymisen ja hedonististen impulssien tukahduttamisen ryhmän hyödyksi. Geenimme alkoivat kehittää keskinäistä sosiaalista käyttäytymistä superorganismin rakenteissa, mikä hylkäsi ajatuksen "parimpien selviytymisestä".



Aivot toimivat tehokkaimmin, kun aivojen kehittyneiden alueiden ja vanhempien ja primitiivisempien alueiden välillä ei ole dissonanssia. Se, mitä kutsumme "itsekkäiksi taipumuksiksi", on vain rajoitettu tulkinta itsekkäästä käyttäytymisestä, kun ihmisen ominaisuudet havaitaan väärän yksilöllisyyden paradigman kautta...

… tieteellisen näkemyksen sijaan siitä, keitä olemme, välitön, jatkuvasti muuttuva kuva

yksi kokonaisuus ilman keskustaa.



Tämän uskomusjärjestelmän psykologinen seuraus on itsetietoisuus ilman viittausta kuvitteelliseen "minään", mikä johtaa lisääntyneeseen henkiseen selkeyteen, sosiaaliseen tietoisuuteen, itsehillintään ja siihen, mitä usein kutsutaan "olemassa tässä ja nyt".






On olemassa mielipide, että tarvitsemme historiaa, kronologista näkemystä elämästämme moraalisten arvojen muodostamiseksi.

Mutta nykyinen ymmärryksemme aivojen empatiasta ja sosiaalisesta luonteesta osoittaa, että puhtaasti tieteellinen näkemys ilman viittausta yksilöllisyyteen ja "historiaan" tarjoaa paljon tarkemman, rakentavamman ja eettisemmän käsitejärjestelmän kuin erilaiset arvomme.



Tämä on loogista, koska normaali taipumuksemme määritellä itsemme kuvitteelliseksi yksilöksi jatkuvasti ajaa aivot kognitiivisiin häiriöihin, kuten häiritseviin stereotypioihin ja tarpeeseen asettaa odotuksia.






Halu luokitella on kaikkien vuorovaikutusmuotojemme ytimessä. Mutta luokittelemalla egon sisäiseksi ja ympäristön ulkoiseksi, rajoitamme omia neurokemiallisia prosessejamme ja koemme näennäisen katkaisun tunteen.

Henkilökohtainen kasvu ja sen sivuvaikutukset, kuten onnellisuus ja tyytyväisyys, stimuloituvat, kun vuorovaikutuksessamme ei ole stereotypioita.



Meillä voi olla erilaisia ​​näkemyksiä ja olla eri mieltä toistensa kanssa, mutta vuorovaikutuksista, jotka hyväksyvät meidät sellaisina kuin olemme, tulee aivoja stimuloivia neuropsykologisia katalyyttejä.

hyväksyä muut ja hyväksyä rationaalisesti todistettavat uskomusjärjestelmät ilman kognitiivista dissonanssia.

Tämän hermotoiminnan ja vuorovaikutuksen stimulointi vapauttaa häiriötekijöiden ja viihteen tarpeen ja luo rakentavan käyttäytymisen syklejä ympäristöömme. Sosiologit ovat havainneet, että sellaiset ilmiöt kuin tupakointi ja ylensyöminen, tunteet ja ideat jakautuvat yhteiskunnassa samalla tavalla kuin hermosolujen sähköiset signaalit välittyvät niiden toiminnan synkronoituessa.






Olemme maailmanlaajuinen neurokemiallisten reaktioiden verkosto. Itsestään kehittyvä arvostuksen ja tunnustamisen kierre, jota ylläpitävät päivittäiset päätökset, on ketjureaktio, joka lopulta määrittää kollektiivisen kykymme voittaa näennäiset jakautumiset ja tarkastella elämää sen universaalissa rakenteessa.

kappale 2
universaali rakenne



Chirenin tutkimuksen aikana olen tehnyt yksinkertaisen mutta kattavan katsauksen hänen nykyisistä tuloksistaan.

Tämä on yksi yhdistämistyön tulkinnoista kvanttifysiikka ja suhteellisuusteoria.

Tämä aihe on monimutkainen ja sitä voi olla vaikea ymmärtää. Se sisältää myös joitain filosofisia johtopäätöksiä, joita käsitellään epilogissa.



Kuluneen vuosisadan aikana on tapahtunut monia uskomattomia saavutuksia, jotka ovat johtaneet muutokseen maailman ymmärtämisen tieteellisessä järjestelmässä. Einsteinin suhteellisuusteoria osoitti, että aika ja tila muodostavat yhden kankaan. MUTTA Niels Bohr paljasti aineen peruskomponentit, kiitos kvanttifysiikan - kentän, joka on olemassa vain "abstraktina fyysisenä kuvauksena".








Sen jälkeen Louis de Broglie havaitsi, että kaikella aineella, ei vain fotoneilla ja elektroneilla, on kvantti aalto-hiukkanen kaksinaisuus . Nämä johtivat uusien koulukuntien syntymiseen todellisuuden luonteesta sekä suosittuihin metafyysisiin ja pseudotieteellisiin teorioihin.

Esimerkiksi, että ihmismieli voi hallita maailmankaikkeutta positiivisen ajattelun avulla. Nämä teoriat ovat houkuttelevia, mutta ne eivät ole todennettavissa ja voivat haitata tieteellistä kehitystä.



Einsteinin erikois- ja yleisen suhteellisuusteorian lakeja käytetään nykytekniikassa, kuten GPS-satelliiteissa, joissa laskelmien tarkkuus voi poiketa yli 10 km vuorokaudessa, jos ei huomioida vaikutuksia, kuten ajan dilataatiota. Eli liikkuvalla kellolla aika kuluu hitaammin kuin paikallaan olevan kellon kohdalla.








Muita suhteellisuusteorian vaikutuksia ovat liikkuvien kohteiden pituuden supistuminen ja samanaikaisuuden suhteellisuusteoria, mikä tekee mahdottomaksi sanoa varmuudella, että kaksi tapahtumaa tapahtuu samanaikaisesti, jos ne erotetaan avaruudessa.

Mikään ei liiku valon nopeutta nopeammin. Tämä tarkoittaa, että jos 10 valosekuntia pitkää putkea työnnetään eteenpäin, kuluu 10 sekuntia ennen kuin toiminta tapahtuu toisella puolella. Ilman 10 sekunnin aikaväliä putkea ei ole olemassa kokonaisuudessaan.

Asia ei ole havainnojemme rajoituksissa, vaan suorassa seurauksessa suhteellisuusteoriasta, jossa aika ja tila ovat yhteydessä toisiinsa, eikä toinen voi olla olemassa ilman toista.

Kvanttifysiikka tarjoaa matemaattisen kuvauksen monista aalto-hiukkasten kaksinaisuuden sekä energian ja aineen vuorovaikutuksen kysymyksistä. Se eroaa klassisesta fysiikasta ensisijaisesti atomi- ja subatomitasolla. Nämä matemaattiset formulaatiot ovat abstrakteja ja niiden päätelmät ovat usein epäintuitiivisia.



Kvantti on minkä tahansa vuorovaikutukseen osallistuvan fyysisen kokonaisuuden pienin yksikkö. Alkuainehiukkaset ovat maailmankaikkeuden peruskomponentteja. Nämä ovat hiukkasia, jotka muodostavat kaikki muut hiukkaset. Klassisessa fysiikassa voimme aina jakaa kohteen pienempiin osiin, kvanttifysiikassa tämä on mahdotonta.

Siksi kvanttimaailma on joukko ainutlaatuisia ilmiöitä, jotka ovat klassisten lakien mukaan selittämättömiä. Esimerkiksi, kvanttisekoittuminen, valosähköinen vaikutus , Compton-sironta ja paljon muuta.








Kvanttimaailmalla on monia epätavallisia tulkintoja. Tunnetuimpia ovat Kööpenhaminan tulkinta ja Monien maailmojen tulkinta. Tällä hetkellä vaihtoehtoiset tulkinnat, kuten "holografinen universumi", ovat saamassa vauhtia.



de Broglien yhtälöt



Vaikka kvanttifysiikka ja Einsteinin suhteellisuuslait ovat yhtä tärkeitä maailmankaikkeuden tieteelliselle ymmärtämiselle, on olemassa monia ratkaisemattomia tieteellisiä ongelmia eikä vielä ole yhdistävää teoriaa.

Jotkut ajankohtaisista kysymyksistä ovat: Miksi universumissa on enemmän havaittavaa ainetta kuin antimateriaa? Mikä on aika-akselin luonne? Mikä on massan alkuperä?

Yksi tärkeimmistä vihjeistä näihin ongelmiin ovat de Broglien yhtälöt, joista hänelle myönnettiin Nobelin fysiikan palkinto.

Tämä kaava osoittaa, että kaikella aineella on korpuskulaarinen aalto-dualismi, eli joissain tapauksissa se käyttäytyy aallon tavoin ja toisissa - kuin hiukkanen. Kaava yhdistää Einsteinin yhtälön E = mc^2 energian kvanttiluonteeseen.



Kokeellinen näyttö sisältää C60-fullereenimolekyylien häiriön kaksoisrakokokeessa. Se tosiasia, että tietoisuutemme koostuu kvanttihiukkasista, on lukuisten mystisten teorioiden aihe.



Ja vaikka kvanttimekaniikan ja tietoisuuden välinen suhde on tuskin niin maaginen kuin esoteeriset elokuvat ja kirjat väittävät, vaikutukset ovat melko vakavia.

Koska de Broglien yhtälöt pätevät kaikkeen aineeseen, voidaan sanoa, että C = hf, missä C on tietoisuus, h on Planckin vakio ja f on taajuus. "C" on vastuussa siitä, mitä näemme "nyt", eli kvantti. , vuorovaikutuksen vähimmäisyksikkö.

Kaikkien "C"-hetkien summa nykyhetkeen asti on se, mikä muokkaa näkemyksemme elämästä. Tämä ei ole filosofinen tai teoreettinen lausunto, vaan suora seuraus kaiken aineen ja energian kvanttiluonteesta.

Kaava osoittaa, että elämä ja kuolema ovat abstrakteja aggregaatteja "C".

Toinen de Broglie-yhtälöiden seuraus on, että aineen tai energian värähtelynopeus ja sen käyttäytyminen aaltona tai hiukkasena riippuvat vertailukehyksen taajuudesta.

Nopeudesta johtuvat taajuudet korreloivat muiden kanssa ja johtavat ilmiöihin, kuten ajan dilataatioon.

Syynä tähän on se, että ajan käsitys ei muutu suhteessa viitekehykseen, jossa tila ja aika ovat kvanttien ominaisuuksia, eikä päinvastoin.



Antimateriaa ja häiriötöntä aikaa



Suuri hadronin törmäyskone. Sveitsi

Antihiukkasia syntyy kaikkialla universumissa, missä tapahtuu suurienergisiä hiukkasten välisiä törmäyksiä. Tämä prosessi on keinotekoisesti mallinnettu hiukkaskiihdyttimissä.

Samaan aikaan aineen kanssa syntyy myös antimateriaa. Siten antiaineen puute maailmankaikkeudessa on edelleen yksi suurimmista fysiikan ratkaisemattomista ongelmista.

Vangitsemalla antihiukkasia sähkömagneettisiin kenttiin voimme tutkia niiden ominaisuuksia. Hiukkasten ja antihiukkasten kvanttitilat ovat keskenään vaihdettavissa, jos niihin sovelletaan operaattoreita varauskonjugaatio ©, pariteetti (P) ja ajan käänteinen (T).

Eli jos antiaineesta koostuva fyysikko tekee kokeita laboratoriossa, myös antiaineesta käyttäen kemiallisia yhdisteitä ja antihiukkasista koostuvia aineita, hän saa täsmälleen samat tulokset kuin "oikea" vastineensa. Mutta jos ne yhdistyvät, vapautuu valtavasti niiden massaan verrannollista energiaa.

Äskettäin Fermi Labs havaitsi, että kvantit, kuten mesonit, siirtyvät aineesta antimateriaan ja takaisin nopeudella kolme biljoonaa kertaa sekunnissa.

Kun otetaan huomioon maailmankaikkeus kvanttivertailukehyksessä "C", on tarpeen ottaa huomioon kaikki kvantteihin soveltuvat kokeelliset tulokset. Mukaan lukien kuinka ainetta ja antimateriaalia syntyy hiukkaskiihdyttimissä ja kuinka mesonit siirtyvät tilasta toiseen.



C:lle tällä on vakavia seurauksia. Kvanttinäkökulmasta katsottuna jokaisella "C":n hetkellä on anti-C. Tämä selittää symmetrian eli antiaineen puutteen universumissa ja liittyy myös mielivaltaiseen emitterin ja absorboijan valintaan Wheeler-Feynmanin absorptioteoriassa.

Häiritsemätön aika T epävarmuusperiaatteessa on kvanttien olemassaoloon vaadittava aika tai sykli.

Aivan kuten mesonien tapauksessa, henkilökohtaisen aikakäsityksemme rajana eli nykyhetken vaihteluvälinä on "C":n siirtyminen "anti-C:ksi". Tämä itsensä tuhoamisen hetki ja sen tulkinta "C":stä on suljettu abstraktin aika-akselin kehykseen.



Jos määritellään vuorovaikutus ja otetaan huomioon kvantin aalto-hiukkaskaksoisisuuden perusominaisuudet, kaikki vuorovaikutukset koostuvat interferenssistä ja resonanssista.

Mutta koska tämä ei riitä selittämään perusvoimia, on käytettävä erilaisia ​​malleja. Tämä sisältää standardimallin, joka välittää tunnettujen subatomisten hiukkasten dynamiikan voimankantajien kautta, ja yleisen suhteellisuusteorian, joka kuvaa makroskooppisia ilmiöitä, kuten planeetan kiertoradat, jotka seuraavat ellipsiä avaruudessa ja spiraaleja avaruudessa. Mutta Einsteinin malli ei päde kvanttitasolla, ja standardimalli tarvitsee lisävoimankantajia selittämään massan alkuperää. Kahden mallin yhdistäminen tai teoria kaikesta

on ollut monien vielä epäonnistuneiden tutkimusten kohteena.



Teoria kaikesta



Kvanttimekaniikka ovat puhtaasti matemaattisia kuvauksia, joiden käytännön vaikutukset ovat usein ristiriidassa intuition kanssa. Klassisia käsitteitä, kuten pituus, aika, massa ja energia, voidaan kuvata samalla tavalla.

De Broglien yhtälöiden perusteella voimme korvata nämä käsitteet abstrakteilla vektoreilla. Tämä todennäköisyyspohjainen lähestymistapa fysiikan tärkeimpiin olemassa oleviin käsitteisiin mahdollistaa kvanttimekaniikan yhdistämisen Einsteinin suhteellisuusteoriaan.



De Broglien yhtälöt osoittavat, että kaikki vertailukehykset ovat kvantteja, mukaan lukien kaikki aine ja energia. Hiukkaskiihdyttimet ovat osoittaneet, että aine ja antimateriaali syntyvät aina samaan aikaan.

Paradoksi, kuinka todellisuus syntyy abstrakteista komponenteista, jotka kumoavat toisensa, voidaan selittää käyttämällä kvantteja viitekehyksenä.

Yksinkertaisesti sanottuna meidän on katsottava asioita fotonin silmin. Vertailukehys on aina kvantti ja se määrittää kuinka aika-avaruus kvantisoidaan.

Kun järjestelmä "kasvaa" tai "vähenee", sama tapahtuu aika-avaruuden kanssa. Kvanttimekaniikassa tätä kuvataan matemaattisesti aaltofunktion todennäköisyysamplitudina ja Einsteinin teoriassa aikadilataatioksi ja pituussupistumiseksi.

Kvanttivertailukehyksessä massa ja energia voidaan määritellä vain abstrakteina todennäköisyyksinä tai tarkempina ja matemaattisena perustana olevina vektoreina, jotka ovat olemassa vain, kun oletetaan aika-akseli. Ne voidaan määritellä interferenssiksi tai resonanssiksi viitekehyksen kanssa, joka määrittelee minimiyksikön tai aika-avaruusvakion "c", joka vastaa Planckin vakiota kvanttimekaniikassa.

Kokeet osoittavat, että aineen muuntaminen energiaksi antimateriaalin kautta synnyttää gammasäteitä päinvastaisella vauhdilla. Se, mikä näyttää olevan transformaatio, on vastakkaisten vektorien välinen suhde, joka tulkitaan etäisyydeksi ja ajaksi, aineeksi ja antiaineeksi, massaksi ja energiaksi tai häiriöksi ja resonanssiksi abstraktin aika-akselin "C" sisällä.

Vastakkaisten vektorien summa on aina nolla. Tämä aiheuttaa fysiikassa symmetria- tai säilymislakeja tai miksi nopeudella "c" aika ja avaruus ovat nolla pituuden supistumisen ja ajan laajenemisen vuoksi. Tämän seurauksena on Heisenbergin epävarmuusperiaate, jonka mukaan joitain fysikaalisten ominaisuuksien pareja, kuten asemaa ja liikemäärää, ei voida tietää samanaikaisesti suurella tarkkuudella.



Eräässä mielessä yksittäinen hiukkanen on oma kenttänsä. Tämä ei selitä jatkuvuuden tunnettamme, jossa "C" tuhoaa itsensä omalla vaaditulla alueella. Mutta kun näitä vektoreita tehostetaan tai kiihdytetään eksponentiaalisesti aika-akselin ympäri ja sisällä, taustalla olevat matemaattiset algoritmit, jotka kuvaavat perusvoimia, voivat synnyttää jatkuvan todellisuuden.

abstrakteista komponenteista.

Siksi harmonisen liikkeen yhtälöitä käytetään monilla fysiikan alueilla, jotka käsittelevät jaksollisia ilmiöitä, kuten kvanttimekaniikassa ja sähködynamiikassa. Ja niin Einsteinin ekvivalenssiperiaate, josta aika-avaruusmalli johdetaan, sanoo, ettei painovoiman ja kiihtyvyyden välillä ole eroa.

Koska painovoima on voima vain kun sitä tarkastellaan värähtelevässä vertailukehyksessä.

Tätä havainnollistaa logaritminen spiraali, joka pelkistyy kierteiseksi spiraaliksi viitekehyksessä, jolloin kohteet pyörivät ja liikkuvat kiertoradoilla. Esimerkiksi kaksi kasvavassa vertailukehyksessä kasvavaa omenaa näyttävät houkuttelevan toisiaan, vaikka koko näyttää olevan sama.

Häiriöiden kanssa tapahtuu päinvastoin. Yksinkertaisesti sanottuna esineiden koon suureneminen tai pieneneminen lähestyessämme tai poistuessamme määräytyy vertailukehyksen muutoksesta, kuten radio, joka virittyy eri aalloille poimiakseen radioaseman.



Tämä koskee myös painovoimaa. Itse asiassa, viitekehyksestä riippumatta, perustavanlaatuisia voimia ei ole. Kaikki vuorovaikutukset abstraktissa jatkuvuudessamme voidaan matemaattisesti kuvata interferenssin ja resonanssin termeillä, jos jatkuvasti muuttuva ja värähtelevä minimiyksikkö tai kvantti otetaan huomioon.

Kokeellinen todistus sisältää näkymätön vaikutuksen standardimallissa, jossa näemme voimien toiminnan, mutta emme voiman kantajia.



kvantti superpositio



Todellisuuden jatkuvuus ei edellytä, että kvanteilla on sekvenssi ajassa. Kvantti ei ole minkään tilan ja ajan käsitteen subjekti, ja se voi samanaikaisesti miehittää kaikki mahdolliset kvanttitilat. Tätä kutsutaan kvanttisuperpositioksi ja se osoitetaan esimerkiksi kaksoisrakokokeessa tai kvanttiteleportaatiossa, jossa jokainen universumin elektroni voi olla sama elektroni. Ainoa vaatimus abstraktille aika-akselille ja todellisuuden johdonmukaiselle jatkuvuudelle on algoritmi mallin tai abstraktin vektorisekvenssin kuvaamiseksi.

Koska tämä jatkuvuus määrää kykymme itsetietoisuuteen, se alistaa meidät sen matemaattisille seurauksille - fysiikan peruslaeille.

Vuorovaikutus on vain tulkinta abstraktista mallista. Siksi kvanttimekaniikka antaa vain matemaattisia kuvauksia - se voi kuvata vain malleja äärettömien todennäköisyyksien sisällä.

Kun todennäköisyys ilmaistaan ​​muodossa "C", nykyisen hetken tai todennäköisyysalueen "C" kuvaamiseen tarvittava tieto sisältää myös aika-akselin. Aika-akselin luonne on yksi fysiikan suurimmista ratkaisemattomista kysymyksistä, joka on johtanut moniin uusiin suosittuihin tulkintoihin.

Esimerkiksi holografinen periaate - osa kvanttigravitaatiota ja merkkijonoteoriaa - ehdottaa, että koko maailmankaikkeus voidaan nähdä vain kaksiulotteisena informaatiorakenteena.



Aika



Perinteisesti yhdistämme aika-akselin käsitteen tapahtumien sarjaan, jonka koemme lyhyt- ja pitkäaikaisten muistojen sarjan kautta. Meillä voi olla vain muistoja menneestä, ei tulevaisuudesta, ja olemme aina olettaneet, että tämä heijastaa ajan kulumista.

Tiedemiehet alkoivat epäillä tätä logiikkaa vasta, kun kvanttimekaniikan löydöt osoittivat, että jotkut ilmiöt eivät liity aikakäsitteeseemme ja että aikakäsitteemme on vain havainto havaittavissa olevien parametrien muutoksista.

Tämä näkyy myös ajan laajenemisessa ja pituuden supistuksessa, mikä on yksi syy, miksi Einstein totesi, että aika ja avaruus ovat yksi kangas.

Absoluuttisessa mielessä ajan käsite ei eroa etäisyyden käsitteestä.

Sekunnit ovat yhtä suuria kuin kevyet sekunnit, mutta sulkevat toisensa pois. Yksinkertaisesti sanottuna: koska etäisyys ja aika ovat vastakohtia, ajan kuluminen voidaan tulkita kellon osoittimien kulkemaksi matkaksi, kun ne liikkuvat ajan vastakkaiseen suuntaan.

Kun he liikkuvat eteenpäin etäisyydellä, he itse asiassa liikkuvat taaksepäin ajassa. Siksi jokainen pienin kokemusyksikkö imeytyy välittömästi ikuiseen nyt.

Tämä tulkinta eliminoi erimielisyyden aaltofunktion romahtamisen ja kvanttidekoherenssin välillä. Sellaiset käsitteet kuin "elämä" ja "kuolema" ovat puhtaasti älyllisiä rakenteita. Ja kaikki uskonnolliset päättelyt kuolemanjälkeisestä elämästä maailmassa, joka ei ole tämän todellisuuden matemaattisten lakien alainen, on myös fiktiota.



Toinen tärkeä seuraus on, että Big Bang -teoria, jossa maailmankaikkeus on peräisin yhdestä pisteestä, on väärinkäsitys. Perinteinen näkemys aika-avaruudesta, jossa tila on kolmiulotteinen ja aika on neljännen ulottuvuuden roolissa, on väärä. Jos haluamme tutkia maailmankaikkeuden alkuperää, meidän on katsottava eteenpäin, koska aikavektori "C" on vastapäätä etäisyysvektoria, josta havaitsemme laajenevan universumin. Vaikka tämä maailmankaikkeuden ajallinen kartta antaa vain abstrakteja käsitteitä ottamatta huomioon sen kvanttipohjaa.



Kokeellinen näyttö sisältää maailmankaikkeuden laajenemisen kiihtymisen sekä mustien aukkojen käänteisen tai regressiivisen metriikan ja monia niihin liittyviä ongelmia.

Big Bang -teorian kanssa, esimerkiksi horisonttiongelma.



Neurologiset seuraukset



Nämä päätelmät voivat herättää kysymyksiä vapaasta tahdosta, koska näyttää siltä, ​​että ajattelussamme toiminta tulee ensin ja sitten tietoisuus.

Suurin osa tätä kysymystä valaisevista tutkimuksista osoittaa, että toiminta todella tapahtuu ennen kuin se toteutuu. Mutta deterministinen näkökulma perustuu väärään käsitykseen ajasta, kuten kvanttimekaniikan todennäköisyyden matemaattiset kuvaukset osoittavat.



Nämä tulkinnat ovat tärkeitä tulevalle neurologiselle tutkimukselle, koska ne osoittavat, että mikä tahansa hermopiiri on vektori, joka määrittää kognitiivisen dissonanssin ja häiriön tai resonanssin "C:ssä". Kyky ymmärtää ja tietoisesti muuttaa näitä miljardeja vuosia kestäneen evoluution aikana hankittuja vektoreita vahvistaa, kuinka tärkeitä uskomusjärjestelmämme ovat tietoisuutemme laajentamisessa ja kuinka ne vaikuttavat työmuistiimme, joka on vastuussa kyvystämme luoda yhteyksiä ja hermoprosessit, jotka muodostavat merkityksen. Se selittää myös, että keinotekoinen tietoisuus vaatisi verkon

riippumattomia prosessoreita, eikä monimutkaisten algoritmien lineaarista sarjaa.



Rajoitettu tulkinta



Athene Unified Theory on ratkaisu, joka yhdistää kvanttifysiikan ja suhteellisuusteorian. Vaikka se vastaa moniin tässä lueteltuihin fysiikan kysymyksiin, tämä on minun rajoittunut tulkintani hänen tutkimuksensa ensimmäisistä kuukausista.

Lopputuloksesta riippumatta on selvää, että olemme siirtyneet aikakauteen, jolloin tiede on avoin kaikille. Ja jos pidämme internetin saatavilla ja neutraalina, voimme testata ideoidemme pätevyyttä, kehittää mielikuvitustamme luomalla uusia suhteita ja voimme jatkaa ymmärryksemme kehittämistä.

maailmankaikkeus ja mieli.



Epilogi



Kvanttimekaniikassa olemme oppineet omaksumaan toisenlaisen lähestymistavan todellisuuteen ja näkemään kaiken todennäköisyyksinä eikä varmuuksina. Matemaattisessa mielessä kaikki on mahdollista.

Sekä tieteessä että jokapäiväisessä elämässämme kykymme laskea tai arvata todennäköisyyksiä määräytyy älyllisen kykymme tunnistaa kuvioita.

Mitä avoimempia olemme, sitä selvemmin voimme nähdä nämä mallit ja perustaa toimintamme kohtuulliseen todennäköisyyteen.

Koska vasemman pallonpuoliskomme luonteeseen kuuluu hylätä ajatuksia, jotka eivät sovi nykyisiin näkemyksiimme, mitä enemmän olemme kiinnittyneitä uskomuksiimme, sitä vähemmän pystymme tekemään tietoisia valintoja itsellemme. Mutta hallitsemalla tätä prosessia laajennamme itsetietoisuuttamme ja lisäämme vapaata tahtoamme.

Sanotaan, että viisaus tulee iän mukana. Mutta avoimuudella ja skeptisyydellä – keskeiset tieteelliset periaatteet – emme tarvitse vuosikymmeniä yritystä ja erehdystä määrittääksemme, mikä uskomuksistamme saattaa olla väärä.

Kysymys ei ole siitä, ovatko uskomuksemme totta vai eivät, vaan siitä, onko emotionaalinen kiintymyksemme niihin hyötyä vai haittaa.



Vapaita valintoja ei ole olemassa niin kauan kuin olemme emotionaalisesti kiinnittyneitä uskomusjärjestelmään. Kun meillä on tarpeeksi itsetietoisuutta ymmärtääksemme tämän, voimme työskennellä yhdessä ymmärtääksemme todennäköisyyksiä siitä, mikä todella hyödyttää meitä eniten.

"Kvanttimekaniikan kehitys on altistanut klassisia tieteellisiä näkemyksiämme ennennäkemättömän kritiikin kohteeksi. Itsetietoisuus ja halukkuus tarkistaa hypoteesimme, joita tiede ja ihmiskunta jatkuvasti testaavat, määräävät, missä määrin saavutamme syvemmän ymmärryksen mielestä ja maailmankaikkeudesta.

Tervetuloa blogiin! Olen erittäin iloinen sinusta!

Olet varmasti kuullut monta kertaa kvanttifysiikan ja kvanttimekaniikan selittämättömistä mysteereistä. Sen lait kiehtovat mystiikkaa, ja jopa fyysikot itse myöntävät, etteivät he ymmärrä niitä täysin. Toisaalta on uteliasta ymmärtää näitä lakeja, mutta toisaalta ei ole aikaa lukea moniosaisia ​​ja monimutkaisia ​​fysiikkakirjoja. Ymmärrän sinua hyvin, koska rakastan myös tietoa ja totuuden etsimistä, mutta aika ei todellakaan riitä kaikille kirjoille. Et ole yksin, niin monet uteliaat kirjoittavat hakuriville: "kvanttifysiikka tutille, kvanttimekaniikka tutille, kvanttimekaniikka aloittelijoille, kvanttimekaniikka aloittelijoille, kvanttifysiikan perusteet, kvanttimekaniikan perusteet, kvanttifysiikka lapsille , mitä on kvanttimekaniikka". Tämä postaus on sinua varten.

Ymmärrät kvanttifysiikan peruskäsitteet ja paradoksit. Artikkelista opit:

• Mikä on häiriö?
• Mitä spin ja superpositio ovat?
• Mikä on "mittaus" tai "aaltofunktion romahdus"?
• Mitä on kvanttikettuminen (tai kvanttiteleportaatio tutille)? (katso artikkeli)
• Mikä on Schrödingerin kissa -ajatuskoe? (katso artikkeli)

Mitä on kvanttifysiikka ja kvanttimekaniikka?

Kvanttimekaniikka on osa kvanttifysiikkaa.

Miksi näitä tieteitä on niin vaikea ymmärtää? Vastaus on yksinkertainen: kvanttifysiikka ja kvanttimekaniikka (osa kvanttifysiikkaa) tutkivat mikromaailman lakeja. Ja nämä lait ovat täysin erilaisia ​​kuin makrokosmosemme lait. Siksi meidän on vaikea kuvitella, mitä tapahtuu elektroneille ja fotoneille mikrokosmuksessa.

Esimerkki makro- ja mikromaailman lakien välisestä erosta: makrokosmossamme, jos laitat pallon toiseen kahdesta laatikosta, toinen niistä on tyhjä ja toinen - pallo. Mutta mikrokosmuksessa (jos pallon sijasta - atomi) atomi voi olla samanaikaisesti kahdessa laatikossa. Tämä on toistuvasti todistettu kokeellisesti. Eikö ole vaikea laittaa sitä päähän? Mutta tosiasioiden kanssa ei voi kiistellä.

Vielä yksi esimerkki. Kuvasit nopeaa kilpa-punaista urheiluautoa ja kuvassa näit epäselvän vaakasuoran kaistaleen, ikään kuin auto olisi kuvan ottohetkellä ollut useista pisteistä avaruudessa. Huolimatta siitä, mitä näet kuvassa, olet silti varma, että auto oli sillä hetkellä, kun kuvasit sen. yhdessä tietyssä paikassa avaruudessa. Ei niin mikromaailmassa. Elektroni, joka pyörii atomin ytimen ympäri, ei itse asiassa pyöri, vaan sijaitsevat samanaikaisesti kaikissa pallon pisteissä atomin ytimen ympärillä. Kuin löyhästi kierretty pörröinen villapallo. Tätä fysiikan käsitettä kutsutaan "elektroninen pilvi" .

Pieni poikkeama historiaan. Ensimmäisen kerran tutkijat ajattelivat kvanttimaailmaa, kun vuonna 1900 saksalainen fyysikko Max Planck yritti selvittää, miksi metallit muuttavat väriä kuumennettaessa. Hän esitteli kvantin käsitteen. Ennen sitä tiedemiehet luulivat valon kulkevan jatkuvasti. Ensimmäinen henkilö, joka otti Planckin löydön vakavasti, oli silloin tuntematon Albert Einstein. Hän tajusi, että valo ei ole vain aalto. Joskus se käyttäytyy kuin hiukkanen. Einstein sai Nobel-palkinnon löydöstään, jonka mukaan valo säteilee osissa, kvantteina. Valon kvanttia kutsutaan fotoniksi ( fotoni, Wikipedia) .

Jotta kvantin lakien ymmärtäminen olisi helpompaa fysiikka ja mekaniikka (Wikipedia), on tietyssä mielessä välttämätöntä irtautua meille tutuista klassisen fysiikan laeista. Ja kuvittele, että sukelsit, kuten Alice, alas kaninkoloa, Ihmemaahan.

Ja tässä on sarjakuva lapsille ja aikuisille. Puhuu kvanttimekaniikan peruskokeesta kahdella raolla ja havainnolla. Kesto vain 5 minuuttia. Katso se ennen kuin syvennymme kvanttifysiikan peruskysymyksiin ja käsitteisiin.

Video kvanttifysiikasta tutille. Sarjakuvassa kiinnitä huomiota tarkkailijan "silmään". Siitä on tullut vakava mysteeri fyysikoille.

Mikä on häiriö?

Sarjakuvan alussa näytettiin nesteen esimerkillä, miten aallot käyttäytyvät - näytölle ilmestyy vuorotellen tummia ja vaaleita pystysuoria raitoja rakoineen levyn taakse. Ja siinä tapauksessa, että erilliset hiukkaset (esimerkiksi kiviä) "ammutaan" levyyn, ne lentävät 2 raon läpi ja osuvat näyttöön suoraan rakoja vastapäätä. Ja "piirrä" näytölle vain 2 pystysuoraa raitaa.

Valon häiriö- Tämä on valon "aalto" käyttäytymistä, kun näytöllä näkyy paljon vuorotellen kirkkaita ja tummia pystysuoria raitoja. Ja ne pystysuorat raidat kutsutaan häiriökuvioksi.

Makrokosmossamme havaitsemme usein, että valo käyttäytyy aallon tavoin. Jos laitat kätesi kynttilän eteen, seinälle ei tule selkeää varjoa kädestä, mutta ääriviivat ovat epäselvät.

Joten, se ei ole niin vaikeaa! Meille on nyt aivan selvää, että valolla on aaltoluonto, ja jos 2 rakoa valaistaan ​​valolla, niin niiden takana olevalla näytöllä näemme interferenssikuvion. Harkitse nyt toista kokeilua. Tämä on kuuluisa Stern-Gerlachin koe (joka suoritettiin viime vuosisadan 20-luvulla).

Sarjakuvassa kuvatussa installaatiossa ne eivät loistaneet valolla, vaan ”ampuivat” elektroneilla (erillisinä hiukkasina). Sitten, viime vuosisadan alussa, fyysikot ympäri maailmaa uskoivat, että elektronit ovat aineen alkuainehiukkasia ja että niillä ei pitäisi olla aaltoluonteista, vaan sama kuin kivillä. Loppujen lopuksi elektronit ovat aineen alkuainehiukkasia, eikö niin? Eli jos ne "heitetään" kahteen paikkaan, kuten kiviä, niin aukkojen takana olevalla näytöllä pitäisi nähdä 2 pystysuoraa raitaa.

Mutta… Tulos oli upea. Tutkijat näkivät häiriökuvion - paljon pystysuoria raitoja. Eli elektroneilla, kuten valolla, voi myös olla aaltoluonteinen, ne voivat häiritä. Toisaalta kävi selväksi, että valo ei ole vain aalto, vaan myös hiukkanen - fotoni (artikkelin alussa olevasta historiallisesta taustasta saimme tietää, että Einstein sai Nobel-palkinnon tästä löydöstä).

Saatat muistaa, että koulussa meille kerrottiin fysiikasta "hiukkasaallon dualismi"? Se tarkoittaa, että kun on kyse mikromaailman hyvin pienistä hiukkasista (atomeista, elektroneista), ne ovat sekä aaltoja että hiukkasia

Juuri tänään sinä ja minä olemme niin älykkäitä ja ymmärrämme, että edellä kuvatut kaksi koetta - elektroneilla ampuminen ja aukkojen valaiseminen valolla - ovat sama asia. Koska ammumme kvanttihiukkasia rakoihin. Nyt tiedämme, että sekä valo että elektronit ovat kvanttiluonteisia, ne ovat samanaikaisesti sekä aaltoja että hiukkasia. Ja 1900-luvun alussa tämän kokeen tulokset olivat sensaatio.

Huomio! Siirrytään nyt hienovaraisempaan asiaan.

Me loistamme rakoillamme fotonivirralla (elektronien) - ja näemme häiriökuvion (pystysuorat raidat) ruudulla olevien rakojen takana. Se on selvää. Mutta olemme kiinnostuneita näkemään, kuinka kukin elektroneista lentää raon läpi.

Oletettavasti yksi elektroni lentää vasempaan rakoon, toinen oikealle. Mutta sitten 2 pystysuoraa raitaa pitäisi ilmestyä näytölle suoraan aukkoja vastapäätä. Miksi interferenssikuvio saadaan? Ehkä elektronit ovat jotenkin vuorovaikutuksessa toistensa kanssa jo näytöllä lennon jälkeen rakojen läpi. Ja tuloksena on sellainen aaltokuvio. Kuinka voimme seurata tätä?

Heitämme elektroneja ei säteen sisällä, vaan yksi kerrallaan. Pudota se, odota, pudota seuraava. Nyt, kun elektroni lentää yksin, se ei enää pysty olemaan vuorovaikutuksessa näytöllä muiden elektronien kanssa. Rekisteröimme näytölle jokaisen elektronin heiton jälkeen. Yksi tai kaksi ei tietenkään "maalaa" meille selkeää kuvaa. Mutta kun lähetämme niitä yksitellen paljon koloihin, huomaamme... oi kauhua - ne taas "piirtävät" interferenssiaaltokuvion!

Alamme pikkuhiljaa tulla hulluksi. Loppujen lopuksi odotimme, että aukkoja vastapäätä olisi 2 pystysuoraa raitaa! Osoittautuu, että kun heitimme fotoneja yksi kerrallaan, jokainen niistä kulki ikään kuin 2 raon läpi samanaikaisesti ja häiritsi itseään. Fantasia! Palaamme tämän ilmiön selittämiseen seuraavassa osiossa.

Mitä spin ja superpositio ovat?

Tiedämme nyt, mitä häiriö on. Tämä on mikrohiukkasten - fotonien, elektronien, muiden mikrohiukkasten (kutsutaanko niitä tästä eteenpäin yksinkertaisuuden vuoksi fotoneiksi) - aaltokäyttäytymistä.

Kokeen tuloksena, kun heitimme 1 fotonin 2 rakoon, tajusimme, että se lentää ikään kuin kahden raon läpi samanaikaisesti. Miten muuten selittää häiriökuvio näytöllä?

Mutta kuinka kuvitella kuva, jossa fotoni lentää kahden raon läpi samanaikaisesti? Vaihtoehtoja on 2.

• 1. vaihtoehto: fotoni, kuten aalto (kuten vesi) "kelluu" 2 raon läpi samanaikaisesti
• 2. vaihtoehto: fotoni, kuten hiukkanen, lentää samanaikaisesti kahta lentorataa pitkin (ei edes kahta, vaan kaikki kerralla)

Periaatteessa nämä lausunnot ovat samanarvoisia. Olemme saapuneet "polkuintegraaliin". Tämä on Richard Feynmanin kvanttimekaniikan muotoilu.

Muuten, aivan Richard Feynman kuuluu hyvin tunnettuun ilmaisuun että voimme luottavaisesti sanoa, että kukaan ei ymmärrä kvanttimekaniikkaa

Mutta tämä hänen ilmaisunsa toimi vuosisadan alussa. Mutta nyt olemme älykkäitä ja tiedämme, että fotoni voi käyttäytyä sekä hiukkasena että aaltona. Se, että hän voi lentää 2 lähtöä samanaikaisesti jollain tavalla, joka on meille käsittämätön. Siksi meidän on helppo ymmärtää seuraava tärkeä kvanttimekaniikan lausunto:

Tarkkaan ottaen kvanttimekaniikka kertoo meille, että tämä fotonikäyttäytyminen on sääntö, ei poikkeus. Mikä tahansa kvanttihiukkanen on pääsääntöisesti useassa tilassa tai useassa pisteessä avaruudessa samanaikaisesti.

Makromaailman objektit voivat olla vain yhdessä tietyssä paikassa ja yhdessä tietyssä tilassa. Mutta kvanttihiukkanen on olemassa omien lakiensa mukaan. Ja hän ei välitä siitä, ettemme ymmärrä heitä. Tämä on pointti.

Meidän on vain hyväksyttävä aksiooma, että kvanttiobjektin "superpositio" tarkoittaa, että se voi olla kahdella tai useammalla lentoradalla samanaikaisesti, kahdessa tai useammassa pisteessä samanaikaisesti

Sama koskee toista fotoniparametria - spiniä (omaa kulmamomenttiaan). Spin on vektori. Kvanttiobjektia voidaan pitää mikroskooppisena magneetina. Olemme tottuneet siihen, että magneettivektori (spin) on joko suunnattu ylös tai alas. Mutta elektroni tai fotoni kertoo meille jälleen: "Kaverit, emme välitä mihin olette tottuneet, voimme olla molemmissa spin-tiloissa yhtä aikaa (vektori ylös, vektori alas), aivan kuten voimme olla kahdella lentoradalla samaan aikaan tai kahdessa pisteessä samaan aikaan!

Mikä on "mittaus" tai "aaltofunktion romahdus"?

Se jää meille vähän - ymmärtää, mikä on "mittaus" ja mikä on "aaltofunktion romahdus".

aaltofunktio on kuvaus kvanttiobjektin (fotonimme tai elektronimme) tilasta.

Oletetaan, että meillä on elektroni, se lentää itseensä määrittelemättömässä tilassa sen spin on suunnattu sekä ylös että alas samanaikaisesti. Meidän on mitattava hänen tilansa.

Mitataan magneettikentän avulla: elektronit, joiden spin on suunnattu kentän suuntaan, poikkeavat yhteen suuntaan ja elektronit, joiden spin on suunnattu kenttää vastaan, poikkeavat toiseen suuntaan. Fotoneja voidaan lähettää myös polarisoivalle suodattimelle. Jos fotonin spin (polarisaatio) on +1, se kulkee suodattimen läpi, ja jos se on -1, niin ei.

Lopettaa! Tässä herää väistämättä kysymys: eihän elektronilla ennen mittausta ollut mitään erityistä pyörimissuuntaa, eikö niin? Oliko hän kaikissa osavaltioissa samaan aikaan?

Tämä on kvanttimekaniikan temppu ja sensaatio.. Niin kauan kuin et mittaa kvanttiobjektin tilaa, se voi pyöriä mihin tahansa suuntaan (sillä on mikä tahansa suunta omalle liikemäärävektorilleen - spin). Mutta sillä hetkellä, kun olet mitannut sen tilan, näyttää siltä, ​​​​että se päättää, mikä spinvektori ottaa.

Tämä kvanttiobjekti on niin siisti - se tekee päätöksen tilastaan. Emmekä voi ennustaa etukäteen, minkä päätöksen se tekee, kun se lentää magneettikenttään, jossa mittaamme sen. Todennäköisyys, että hän päättää käyttää spinvektoria "ylös" tai "alas", on 50-50%. Mutta heti kun hän päättää, hän on tietyssä tilassa, jolla on tietty pyörimissuunta. Syy hänen päätökseensä on meidän "ulottuvuutemme"!

Tätä kutsutaan " aaltofunktio romahtaa". Aaltofunktio ennen mittausta oli määrittelemätön, ts. elektronin spinvektori oli samanaikaisesti kaikkiin suuntiin, mittauksen jälkeen elektroni kiinnitti spinvektorinsa tietyn suunnan.

Huomio! Erinomainen esimerkki-assosiaatio makrokosmostamme ymmärtämiseksi:

Pyöritä kolikkoa pöydällä kuin tasoa. Kolikon pyöriessä sillä ei ole erityistä merkitystä - päätä tai häntää. Mutta heti kun päätät "mittaa" tämän arvon ja lyö kolikon kädelläsi, näet kolikon tietyn tilan - päät tai hännät. Kuvittele nyt, että tämä kolikko päättää, minkä arvon sinulle "näyttää" - päätä vai häntää. Elektroni käyttäytyy suunnilleen samalla tavalla.

Muista nyt sarjakuvan lopussa esitetty kokeilu. Kun fotonit kuljetettiin rakojen läpi, ne käyttäytyivät kuin aalto ja osoittivat häiriökuvion näytöllä. Ja kun tiedemiehet halusivat korjata (mittaa) hetken, jolloin fotonit kulkivat raon läpi ja asettivat "tarkkailijan" näytön taakse, fotonit alkoivat käyttäytyä ei aaltojen, vaan hiukkasten tavoin. Ja "piirretty" 2 pystysuoraa raitaa näytölle. Nuo. mittaus- tai havainnointihetkellä kvanttiobjektit itse valitsevat, missä tilassa niiden tulisi olla.

Fantasia! Eikö olekin?

Mutta siinä ei vielä kaikki. Lopulta me pääsi mielenkiintoisimpaan.

Mutta ... minusta näyttää siltä, ​​​​että tietoa tulee olemaan ylikuormitettu, joten tarkastelemme näitä kahta käsitettä erillisissä viesteissä:

• Mitä ?
• Mikä on ajatuskoe.

Ja nyt, haluatko, että tiedot laitetaan hyllyille? Katso Kanadan teoreettisen fysiikan instituutin tuottama dokumentti. 20 minuutissa se kertoo sinulle hyvin lyhyesti ja kronologisessa järjestyksessä kaikista kvanttifysiikan löydöistä, alkaen Planckin löydöstä vuonna 1900. Ja sitten he kertovat, mitä käytännön kehitystä tällä hetkellä tehdään kvanttifysiikan tietämyksen perusteella: tarkimmista atomikelloista kvanttitietokoneen supernopeisiin laskelmiin. Suosittelen lämpimästi katsomaan tämän elokuvan.

Nähdään!

Toivotan teille kaikille inspiraatiota kaikkiin suunnitelmiinne ja projekteihinne!

P.S.2 Kirjoita kysymyksesi ja ajatuksesi kommentteihin. Kirjoita, mistä muista kvanttifysiikan kysymyksistä olet kiinnostunut?

P.S.3 Tilaa blogi - artikkelin alla oleva tilauslomake.

Puiden kultaiset lehdet loistivat kirkkaasti. Ilta-auringon säteet koskettivat ohentuneita latvoja. Valo murtautui oksien läpi ja järjesti yliopiston "kapterkan" seinälle spektaakkelin omituisista hahmoista.

Sir Hamiltonin mietteliäs katse liikkui hitaasti ja katseli chiaroscuron peliä. Irlantilaisen matemaatikon päässä oli todellinen ajatusten, ideoiden ja johtopäätösten sulatusuuni. Hän tiesi hyvin, että monien ilmiöiden selittäminen newtonilaisen mekaniikan avulla on kuin varjojen leikkimistä seinällä, joka kietoi hahmoja petollisesti yhteen ja jättää monia kysymyksiä vastaamatta. "Ehkä se on aalto... tai ehkä se on hiukkasvirta", tutkija pohti, "tai valo on ilmentymä molemmista ilmiöistä. Kuin varjosta ja valosta kudottuja hahmoja.

Kvanttifysiikan alku

On mielenkiintoista seurata mahtavia ihmisiä ja yrittää ymmärtää, kuinka mahtavia ideoita syntyy, jotka muuttavat koko ihmiskunnan evoluution kulkua. Hamilton on yksi niistä, jotka seisoivat kvanttifysiikan alkuperässä. Viisikymmentä vuotta myöhemmin, 1900-luvun alussa, monet tiedemiehet osallistuivat alkuainehiukkasten tutkimukseen. Saatu tieto oli epäjohdonmukaista ja koomatonta. Ensimmäiset horjuvat askeleet kuitenkin otettiin.

Mikromaailman ymmärtäminen 1900-luvun alussa

Vuonna 1901 esiteltiin ensimmäinen atomin malli ja sen epäonnistuminen tavallisen sähködynamiikan näkökulmasta. Samana aikana Max Planck ja Niels Bohr julkaisivat monia teoksia atomin luonteesta. Huolimatta täydellisestä ymmärryksestään atomin rakenteesta ei ollut olemassa.

Muutamaa vuotta myöhemmin, vuonna 1905, vähän tunnettu saksalainen tiedemies Albert Einstein julkaisi raportin valokvantin olemassaolosta kahdessa tilassa - aallossa ja korpuskulaarisessa (hiukkasissa). Hänen työssään esitettiin argumentteja, jotka selittivät mallin epäonnistumisen syytä. Einsteinin näkemystä rajoitti kuitenkin vanha ymmärrys atomin mallista.

Niels Bohrin ja hänen kollegoidensa lukuisten töiden jälkeen vuonna 1925 syntyi uusi suunta - eräänlainen kvanttimekaniikka. Yleinen ilmaus - "kvanttimekaniikka" ilmestyi kolmekymmentä vuotta myöhemmin.

Mitä tiedämme kvanteista ja niiden omituisuuksista?

Nykyään kvanttifysiikka on mennyt tarpeeksi pitkälle. Monia erilaisia ​​ilmiöitä on löydetty. Mutta mitä me todella tiedämme? Vastauksen esittää yksi moderni tiedemies. "Voidaan joko uskoa kvanttifysiikkaan tai olla ymmärtämättä sitä", on määritelmä. Ajattele sitä itse. Riittää, kun mainitaan sellainen ilmiö kuin hiukkasten kvanttikettuminen. Tämä ilmiö on syöttänyt tieteellisen maailman täydelliseen hämmennykseen. Vielä järkyttävämpää oli, että tuloksena oleva paradoksi ei ole yhteensopiva Einsteinin kanssa.

Fotonien kvanttiketkeytymisen vaikutuksesta keskusteltiin ensimmäisen kerran vuonna 1927 viidennessä Solvayn kongressissa. Niels Bohrin ja Einsteinin välillä syntyi kiivas riita. Kvanttikietoutumisen paradoksi on muuttanut täysin käsityksen aineellisen maailman olemuksesta.

Tiedetään, että kaikki kappaleet koostuvat alkuainehiukkasista. Näin ollen kaikki kvanttimekaniikan ilmiöt heijastuvat tavalliseen maailmaan. Niels Bohr sanoi, että jos emme katso kuuta, sitä ei ole olemassa. Einstein piti tätä järjettömänä ja uskoi, että esine on olemassa tarkkailijasta riippumatta.

Kvanttimekaniikan ongelmia tutkiessa tulee ymmärtää, että sen mekanismit ja lait ovat yhteydessä toisiinsa eivätkä noudata klassista fysiikkaa. Yritetään ymmärtää kiistanalaisin alue - hiukkasten kvanttikettuminen.

Kvanttikietouden teoria

Aluksi kannattaa ymmärtää, että kvanttifysiikka on kuin pohjaton kaivo, josta voi löytää mitä tahansa. Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck ja monet muut fyysikot tutkivat kvanttikietoutumien ilmiötä viime vuosisadan alussa. Koko 1900-luvun tuhannet tiedemiehet ympäri maailmaa tutkivat sitä aktiivisesti ja kokeilivat.

Maailma on fysiikan tiukkojen lakien alainen

Miksi tällainen kiinnostus kvanttimekaniikan paradokseihin? Kaikki on hyvin yksinkertaista: elämme tiettyjä fyysisen maailman lakeja noudattaen. Kyky "ohittaa" ennaltamääräys avaa maagisen oven, jonka takana kaikki tulee mahdolliseksi. Esimerkiksi käsite "Schrödingerin kissa" johtaa aineen hallintaan. Tietojen teleportointi tulee myös mahdolliseksi, mikä aiheuttaa kvanttiketutumista. Tiedon välittäminen tulee välittömäksi etäisyydestä riippumatta.
Asiaa tutkitaan edelleen, mutta suuntaus on myönteinen.

Analogia ja ymmärrys

Mitä ainutlaatuista kvanttiketuutumisessa on, miten se ymmärretään ja mitä sille tapahtuu? Yritetään selvittää se. Tämä vaatii ajatuskokeilua. Kuvittele, että sinulla on kaksi laatikkoa käsissäsi. Jokaisessa niistä on yksi pallo, jossa on raita. Nyt annamme yhden laatikon astronautille, ja hän lentää Marsiin. Heti kun avaat laatikon ja näet, että pallon raita on vaakasuora, toisessa laatikossa pallossa on automaattisesti pystysuora raita. Tämä on kvanttikietoutumista, joka ilmaistaan ​​yksinkertaisilla sanoilla: yksi esine määrittää ennalta toisen sijainnin.

On kuitenkin ymmärrettävä, että tämä on vain pinnallinen selitys. Kvanttikietoutumisen saamiseksi on välttämätöntä, että hiukkasilla on sama alkuperä, kuten kaksosilla.

On erittäin tärkeää ymmärtää, että kokeilu keskeytyy, jos jollakulla ennen sinua oli mahdollisuus katsoa ainakin yhtä esineistä.

Missä kvanttisidotusta voidaan käyttää?

Kvanttisidonnan periaatetta voidaan käyttää välittämään tietoa pitkiä matkoja välittömästi. Tällainen johtopäätös on ristiriidassa Einsteinin suhteellisuusteorian kanssa. Se sanoo, että suurin liikkeen nopeus on luonnostaan ​​​​vain valossa - kolmesataa tuhatta kilometriä sekunnissa. Tällainen tiedonsiirto mahdollistaa fyysisen teleportaation olemassaolon.

Kaikki maailmassa on tietoa, myös aine. Kvanttifysiikot tulivat tähän johtopäätökseen. Vuonna 2008 teoreettisen tietokannan perusteella oli mahdollista nähdä kvanttikietoutuminen paljaalla silmällä.

Tämä osoittaa jälleen kerran, että olemme suurten löytöjen - liikkeen avaruudessa ja ajassa - partaalla. Aika universumissa on diskreetti, joten hetkellinen liike valtavien etäisyyksien yli mahdollistaa pääsyn erilaisiin aikatiheyksiin (perustuu Einsteinin, Bohrin hypoteeseihin). Ehkä tulevaisuudessa se on todellisuutta aivan kuten matkapuhelin on nykyään.

Eetterin dynamiikka ja kvanttisekoittuminen

Joidenkin johtavien tutkijoiden mukaan kvanttikettuminen selittyy sillä, että avaruus on täynnä jonkinlaista eetteriä - mustaa ainetta. Kuten tiedämme, mikä tahansa alkeishiukkanen on olemassa aallon ja hiukkasen (hiukkasen) muodossa. Jotkut tutkijat uskovat, että kaikki hiukkaset ovat pimeän energian "kankaalla". Tätä ei ole helppo ymmärtää. Yritetään selvittää se toisella tavalla - assosiaatiomenetelmällä.

Kuvittele itsesi meren rannalla. Kevyt tuulta ja vähän tuulta. Näetkö aallot? Ja jossain kaukana, auringon säteiden heijastuksissa, näkyy purjevene.
Laiva on meidän alkuainehiukkasemme ja meri eetteriä (pimeää energiaa).
Meri voi olla liikkeessä näkyvien aaltojen ja vesipisaroiden muodossa. Samalla tavalla kaikki alkuainehiukkaset voivat olla vain meri (sen olennainen osa) tai erillinen hiukkanen - pisara.

Tämä on yksinkertaistettu esimerkki, kaikki on hieman monimutkaisempaa. Hiukkaset, joissa ei ole tarkkailijaa, ovat aallon muodossa, eikä niillä ole tiettyä sijaintia.

Valkoinen purjevene on arvokas esine, se eroaa meriveden pinnasta ja rakenteesta. Samalla tavalla energian valtameressä on "huippuja", jotka voimme havaita niiden meille tuntemien voimien ilmentymäksi, jotka ovat muokanneet maailman aineellista osaa.

Mikromaailma elää omien lakiensa mukaan

Kvanttikietouden periaate voidaan ymmärtää, jos otamme huomioon sen tosiasian, että alkuainehiukkaset ovat aaltojen muodossa. Ilman tiettyä sijaintia ja ominaisuuksia, molemmat hiukkaset ovat energian valtameressä. Sillä hetkellä, kun tarkkailija ilmestyy, aalto "muuttuu" kosketettavaksi esineeksi. Toinen hiukkanen, joka tarkkailee tasapainojärjestelmää, saa päinvastaiset ominaisuudet.

Kuvattua artikkelia ei ole tarkoitettu kvanttimaailman laajoihin tieteellisiin kuvauksiin. Kyky ymmärtää tavallista ihmistä perustuu esitettävän aineiston ymmärtämisen saatavuuteen.

Alkuainehiukkasten fysiikka tutkii kvanttitilojen kietoutumista alkuainehiukkasen spinin (kiertoon) perusteella.

Tieteellisellä kielellä (yksinkertaistettu) - kvanttikettuminen määritellään erilaisilla spineillä. Tarkkaillessaan esineitä tutkijat näkivät, että pyörimistä voi olla vain kaksi - pitkin ja poikki. Kummallista kyllä, muissa asennoissa hiukkaset eivät "posseera" tarkkailijalle.

Uusi hypoteesi - uusi näkemys maailmasta

Mikrokosmoksen - alkuainehiukkasten avaruuden - tutkiminen synnytti monia hypoteeseja ja oletuksia. Kvanttisidonnan vaikutus sai tutkijat pohtimaan jonkinlaisen kvanttimikrohilan olemassaoloa. Heidän mielestään jokaisessa solmussa - leikkauspisteessä - on kvantti. Kaikki energia on kiinteä hila, ja hiukkasten ilmentyminen ja liikkuminen on mahdollista vain hilan solmujen kautta.

Tällaisen ritilän "ikkunan" koko on melko pieni, ja mittaus nykyaikaisilla laitteilla on mahdotonta. Tämän hypoteesin vahvistamiseksi tai kumoamiseksi tutkijat päättivät kuitenkin tutkia fotonien liikettä spatiaalisessa kvanttihilassa. Tärkeintä on, että fotoni voi liikkua joko suoraan tai siksakina - pitkin hilan lävistäjä. Toisessa tapauksessa, kun hän on voittanut suuremman etäisyyden, hän kuluttaa enemmän energiaa. Näin ollen se eroaa suorassa linjassa liikkuvasta fotonista.

Ehkä ajan myötä opimme, että elämme spatiaalisessa kvanttiverkossa. Tai se voi osoittautua vääräksi. Kuitenkin kvanttiketuilun periaate osoittaa hilan olemassaolon mahdollisuuden.

Yksinkertaisesti sanottuna hypoteettisessa spatiaalisessa "kuutiossa" yhden puolen määritelmällä on selkeä vastakkainen merkitys toiselle. Tämä on avaruuden rakenteen säilyttämisen periaate - aika.

Epilogi

Kvanttifysiikan maagisen ja salaperäisen maailman ymmärtämiseksi on syytä tarkastella lähemmin tieteellisen kehityksen kulkua viimeisen viidensadan vuoden aikana. Ennen oli, että maapallo oli litteä, ei pallomainen. Syy on ilmeinen: jos otat sen muodon pyöreänä, vesi ja ihmiset eivät voi vastustaa.

Kuten näemme, ongelma oli olemassa ilman täydellistä näkemystä kaikista toimivista voimista. On mahdollista, että nykytieteeltä puuttuu näkemys kaikista vaikuttavista voimista kvanttifysiikan ymmärtämiseksi. Vision aukot synnyttävät ristiriitaisuuksien ja paradoksien järjestelmän. Ehkä kvanttimekaniikan maaginen maailma sisältää vastaukset esitettyihin kysymyksiin.