კლასიკური ფიზიკა, რომელიც არსებობდა კვანტური მექანიკის გამოგონებამდე, აღწერს ბუნებას ჩვეულებრივი (მაკროსკოპული) მასშტაბით. კლასიკურ ფიზიკაში თეორიების უმეტესობა შეიძლება გამოვიტანოთ, როგორც მიახლოებები, რომლებიც მოქმედებს იმ მასშტაბებზე, რომელსაც ჩვენ შეჩვეული ვართ. კვანტური ფიზიკა (ის ასევე არის კვანტური მექანიკა) განსხვავდება კლასიკური მეცნიერებისგან იმით, რომ ენერგია, იმპულსი, კუთხოვანი იმპულსი და დაწყვილებული სისტემის სხვა რაოდენობები შემოიფარგლება დისკრეტული მნიშვნელობებით (კვანტიზაცია). ობიექტებს აქვთ განსაკუთრებული მახასიათებლები, როგორც ნაწილაკების, ასევე ტალღების სახით (ტალღის ნაწილაკების ორმაგობა). ასევე ამ მეცნიერებაში არსებობს სიზუსტის შეზღუდვები, რომლითაც შესაძლებელია სიდიდეების გაზომვა (გაურკვევლობის პრინციპი).
შეიძლება ითქვას, რომ ზუსტ მეცნიერებებში კვანტური ფიზიკის გაჩენის შემდეგ მოხდა ერთგვარი რევოლუცია, რამაც შესაძლებელი გახადა გადაეხედა და გაანალიზებულიყო ყველა ძველი კანონი, რომელიც ადრე უდავო ჭეშმარიტებად ითვლებოდა. ეს კარგია თუ ცუდი? ალბათ კარგია, რადგან ჭეშმარიტი მეცნიერება არასოდეს უნდა ჩერდებოდეს.
თუმცა, "კვანტური რევოლუცია" გახდაერთგვარი დარტყმა ძველი სკოლის ფიზიკოსებისთვის, რომლებიც უნდა შეგუებოდნენ იმ ფაქტს, რომ ის, რისიც ადრე სწამდათ, აღმოჩნდა მხოლოდ მცდარი და არქაული თეორიების ნაკრები, რომელიც საჭიროებს სასწრაფო გადახედვას და ახალ რეალობასთან ადაპტაციას.. ფიზიკოსთა უმეტესობამ ენთუზიაზმით მიიღო ეს ახალი იდეები ცნობილი მეცნიერების შესახებ, ხელი შეუწყო მის შესწავლას, განვითარებას და განხორციელებას. დღეს კვანტური ფიზიკა აყალიბებს დინამიკას მთელი მეცნიერებისთვის. სწორედ მისი წყალობით გაჩნდა უახლესი ექსპერიმენტული პროექტები (როგორიცაა დიდი ადრონული კოლაიდერი).
გახსნა
რა შეიძლება ითქვას კვანტური ფიზიკის საფუძვლებზე? იგი თანდათან წარმოიშვა სხვადასხვა თეორიებიდან, რომლებიც მიზნად ისახავდა ფენომენების ახსნას, რომლებიც ვერ შეესაბამებოდა კლასიკურ ფიზიკას, როგორიცაა მაქს პლანკის გადაწყვეტა 1900 წელს და მისი მიდგომა მრავალი სამეცნიერო პრობლემის გამოსხივების პრობლემისადმი და ენერგიისა და სიხშირის შესაბამისობა 1905 წლის ნაშრომში. ალბერტ აინშტაინის მიერ, რომელმაც ახსნა ფოტოელექტრული ეფექტები. კვანტური ფიზიკის ადრეული თეორია საფუძვლიანად გადაიხედა 1920-იანი წლების შუა ხანებში ერვინ შროდინგერის, ვერნერ ჰაიზენბერგის, მაქს ბორნის და სხვების მიერ. თანამედროვე თეორია ჩამოყალიბებულია სხვადასხვა სპეციალურად შემუშავებულ მათემატიკურ კონცეფციებში. ერთ-ერთ მათგანში არითმეტიკული ფუნქცია (ან ტალღის ფუნქცია) გვაძლევს ამომწურავ ინფორმაციას იმპულსის მდებარეობის ალბათობის ამპლიტუდის შესახებ.
კვანტური ფიზიკის საფუძვლები დუმებისთვის
ტალღის სამეცნიერო შესწავლასინათლის არსი 200 წელზე მეტი ხნის წინ დაიწყო, როდესაც იმ დროის დიდმა და აღიარებულმა მეცნიერებმა შემოგვთავაზეს, შეიმუშავეს და დაამტკიცეს სინათლის თეორია საკუთარი ექსპერიმენტული დაკვირვებების საფუძველზე. მათ ტალღა დაარქვეს.
1803 წელს ცნობილმა ინგლისელმა მეცნიერმა თომას იანგმა ჩაატარა თავისი ცნობილი ორმაგი ექსპერიმენტი, რის შედეგადაც მან დაწერა ცნობილი ნაშრომი "შუქისა და ფერის ბუნების შესახებ", რომელმაც უდიდესი როლი ითამაშა თანამედროვე იდეების ჩამოყალიბებაში. ეს ნაცნობი ფენომენები. ამ ექსპერიმენტმა მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ამ თეორიის ზოგად მიღებაში.
ასეთი ექსპერიმენტები ხშირად აღწერილია სხვადასხვა წიგნებში, მაგალითად, "კვანტური ფიზიკის საფუძვლები დუმებისთვის". თანამედროვე ექსპერიმენტები ელემენტარული ნაწილაკების აჩქარებასთან დაკავშირებით, მაგალითად, ჰიგსის ბოზონის ძიება დიდ ადრონულ კოლაიდერზე (მოკლედ LHC) ტარდება ზუსტად იმისთვის, რომ მოიძებნოს მრავალი წმინდა თეორიული კვანტური თეორიის პრაქტიკული დადასტურება.
ისტორია
1838 წელს მაიკლ ფარადეიმ, მთელი მსოფლიოს სასიხარულოდ, აღმოაჩინა კათოდური სხივები. ამ სენსაციურ კვლევებს მოჰყვა განცხადება რადიაციის პრობლემის შესახებ, ეგრეთ წოდებული "შავი სხეულის" შესახებ (1859), რომელიც გააკეთა გუსტავ კირხჰოფმა, ასევე ლუდვიგ ბოლცმანის ცნობილი ვარაუდი, რომ ნებისმიერი ფიზიკური სისტემის ენერგეტიკული მდგომარეობა ასევე შეიძლება. იყოს დისკრეტული (1877).). მოგვიანებით გაჩნდა მაქს პლანკის (1900) მიერ შემუშავებული კვანტური ჰიპოთეზა. იგი ითვლება კვანტური ფიზიკის ერთ-ერთ საფუძვლად. პლანკის გაბედული ჰიპოთეზა, რომ ენერგია შეიძლება გამოიყოფა და შეიწოვება დისკრეტულ "კვანტებში"(ან ენერგიის პაკეტები), ზუსტად შეესაბამება შავი სხეულის გამოსხივების დაკვირვებულ ნიმუშებს.
მსოფლიოში ცნობილმა ალბერტ აინშტაინმა დიდი წვლილი შეიტანა კვანტურ ფიზიკაში. კვანტური თეორიებით აღფრთოვანებულმა მან შექმნა საკუთარი. ფარდობითობის ზოგადი თეორია - ასე ჰქვია მას. კვანტურ ფიზიკაში აღმოჩენებმა ასევე მოახდინა გავლენა ფარდობითობის სპეციალური თეორიის განვითარებაზე. გასული საუკუნის პირველ ნახევარში ბევრმა მეცნიერმა დაიწყო ამ მეცნიერების შესწავლა აინშტაინის წინადადებით. ამ დროს ის იყო წინა პლანზე, ყველას მოსწონდა, ყველა დაინტერესდა მისით. გასაკვირი არ არის, რადგან მან დახურა ამდენი "ნახვრეტი" კლასიკურ ფიზიკურ მეცნიერებაში (თუმცა, მან ასევე შექმნა ახლები), შესთავაზა დროში მოგზაურობის, ტელეკინეზის, ტელეპათიისა და პარალელური სამყაროების სამეცნიერო დასაბუთება.
დამკვირვებლის როლი
ნებისმიერი მოვლენა ან მდგომარეობა პირდაპირ დამოკიდებულია დამკვირვებელზე. ჩვეულებრივ, ასე ეხსნება კვანტური ფიზიკის საფუძვლები მოკლედ იმ ადამიანებს, რომლებიც შორს არიან ზუსტი მეცნიერებებისაგან. თუმცა, რეალობა ბევრად უფრო რთულია.
ეს სრულყოფილად ემთხვევა ბევრ ოკულტურ და რელიგიურ ტრადიციას, რომლებიც საუკუნეების განმავლობაში ამტკიცებდნენ ადამიანების უნარს გავლენა მოახდინონ მათ გარშემო მოვლენებზე. გარკვეულწილად, ეს ასევე არის ექსტრასენსორული აღქმის მეცნიერული ახსნის საფუძველი, რადგან ახლა განცხადება, რომ ადამიანს (დამკვირვებელს) შეუძლია გავლენა მოახდინოს ფიზიკურ მოვლენებზე აზროვნების ძალით, აბსურდულად არ გამოიყურება.
დაკვირვებული მოვლენის ან ობიექტის თითოეულ საკუთრივ მდგომარეობას შეესაბამებადამკვირვებლის საკუთარი ვექტორი. თუ ოპერატორის (დამკვირვებლის) სპექტრი დისკრეტულია, დაკვირვებულ ობიექტს შეუძლია მიაღწიოს მხოლოდ დისკრეტულ საკუთრივ მნიშვნელობებს. ანუ დაკვირვების ობიექტს, ისევე როგორც მის მახასიათებლებს, სრულად განსაზღვრავს სწორედ ეს ოპერატორი.
კვანტური ფიზიკის საფუძვლები რთულ სიტყვებში
განსხვავებით ჩვეულებრივი კლასიკური მექანიკისგან (ან ფიზიკისაგან), არ შეიძლება ერთდროული წინასწარმეტყველება კონიუგირებული ცვლადების, როგორიცაა პოზიცია და იმპულსი. მაგალითად, ელექტრონები შეიძლება (გარკვეული ალბათობით) მდებარეობდნენ დაახლოებით სივრცის გარკვეულ რეგიონში, მაგრამ მათი ზუსტი მათემატიკური მდებარეობა რეალურად უცნობია.
მუდმივი ალბათობის სიმკვრივის კონტურები, რომლებსაც ხშირად უწოდებენ "ღრუბლებს", შეიძლება დახატოთ ატომის ბირთვის გარშემო, რათა განვსაზღვროთ, თუ სად არის ყველაზე სავარაუდო ელექტრონი. ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპი ადასტურებს ნაწილაკების ზუსტად ადგილმდებარეობის უუნარობას მისი კონიუგატური იმპულსის გათვალისწინებით. ამ თეორიის ზოგიერთ მოდელს აქვს წმინდა აბსტრაქტული გამოთვლითი ხასიათი და არ გულისხმობს გამოყენებული მნიშვნელობას. თუმცა, მათ ხშირად იყენებენ სუბატომური ნაწილაკების და სხვა დახვეწილი საკითხების დონეზე რთული ურთიერთქმედების გამოსათვლელად. გარდა ამისა, ფიზიკის ამ ფილიალმა მეცნიერებს საშუალება მისცა დაედგინათ მრავალი სამყაროს რეალური არსებობის შესაძლებლობა. ალბათ მალე შევძლებთ მათ ხილვას.
ტალღის ფუნქციები
კვანტური ფიზიკის კანონები ძალიან მოცულობითი და მრავალფეროვანია. ისინი კვეთენტალღის ფუნქციების კონცეფცია. ზოგიერთი სპეციალური ტალღური ფუნქცია ქმნის ალბათობების გავრცელებას, რომელიც არსებითად მუდმივია ან დროისგან დამოუკიდებელია, მაგალითად, როდესაც ენერგეტიკულ სტაციონარულ მდგომარეობაშია, დრო თითქოს ქრება ტალღის ფუნქციის მიმართ. ეს არის კვანტური ფიზიკის ერთ-ერთი ეფექტი, რომელიც მისთვის ფუნდამენტურია. საინტერესო ფაქტია, რომ დროის ფენომენი რადიკალურად გადაიხედა ამ უჩვეულო მეცნიერებაში.
პერტურბაციის თეორია
თუმცა, არსებობს რამდენიმე საიმედო გზა კვანტურ ფიზიკაში ფორმულებთან და თეორიებთან მუშაობისთვის საჭირო გადაწყვეტილებების შესაქმნელად. ერთ-ერთი ასეთი მეთოდი, რომელიც საყოველთაოდ ცნობილია როგორც "პერტურბაციის თეორია", იყენებს ანალიტიკურ შედეგს ელემენტარული კვანტური მექანიკური მოდელისთვის. იგი შეიქმნა ექსპერიმენტებიდან შედეგების მოსატანად კიდევ უფრო რთული მოდელის შესაქმნელად, რომელიც დაკავშირებულია უფრო მარტივ მოდელთან. ასე გამოდის რეკურსია.
ეს მიდგომა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია კვანტური ქაოსის თეორიაში, რომელიც უკიდურესად პოპულარულია მიკროსკოპულ რეალობაში სხვადასხვა მოვლენის ინტერპრეტაციისთვის.
წესები და კანონები
კვანტური მექანიკის წესები ფუნდამენტურია. ისინი აცხადებენ, რომ სისტემის განლაგების სივრცე აბსოლუტურად ფუნდამენტურია (მას აქვს წერტილოვანი პროდუქტი). კიდევ ერთი განცხადება არის ის, რომ ამ სისტემის მიერ დაკვირვებული ეფექტები ამავე დროს არის თავისებური ოპერატორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ვექტორებზე სწორედ ამ გარემოში. თუმცა, ისინი არ გვეუბნებიან, რომელ ჰილბერტის სივრცეში ან რომელ ოპერატორებში არსებობენამ მომენტში. მათი შერჩევა შესაძლებელია კვანტური სისტემის რაოდენობრივი აღწერისთვის.
მნიშვნელობა და გავლენა
ამ უჩვეულო მეცნიერების დასაწყისიდანვე, კვანტური მექანიკის შესწავლის მრავალმა ანტიინტუიტურმა ასპექტმა და შედეგმა გამოიწვია ხმამაღალი ფილოსოფიური დებატები და მრავალი ინტერპრეტაცია. ფუნდამენტური კითხვებიც კი, როგორიცაა სხვადასხვა ამპლიტუდის და ალბათობის განაწილების გამოთვლის წესები, იმსახურებს საზოგადოების და მრავალი წამყვანი მეცნიერის პატივისცემას.
რიჩარდ ფეინმანმა, მაგალითად, ერთხელ სევდიანად აღნიშნა, რომ არ იყო დარწმუნებული, რომ რომელიმე მეცნიერს საერთოდ ესმოდა კვანტური მექანიკა. სტივენ ვაინბერგის თქმით, ამ დროისთვის არ არსებობს კვანტური მექანიკის ერთი ინტერპრეტაცია, რომელიც ყველას მოერგება. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ მეცნიერებმა შექმნეს „ურჩხული“, რათა სრულად გაეგოთ და აეხსნათ, რომლის არსებობაც თავად არ შეუძლიათ. თუმცა, ეს არანაირად არ აზიანებს ამ მეცნიერების აქტუალობას და პოპულარობას, არამედ იზიდავს ახალგაზრდა პროფესიონალებს, რომლებსაც სურთ გადაჭრას მართლაც რთული და გაუგებარი პრობლემები.
გარდა ამისა, კვანტურმა მექანიკამ აიძულა სამყაროს ობიექტური ფიზიკური კანონების სრული გადახედვა, რაც კარგი ამბავია.
კოპენჰაგენის ინტერპრეტაცია
ამ ინტერპრეტაციის მიხედვით, კლასიკური ფიზიკიდან ჩვენთვის ცნობილი მიზეზობრიობის სტანდარტული განმარტება აღარ არის საჭირო. კვანტური თეორიების მიხედვით, ჩვენთვის ჩვეული გაგებით მიზეზობრიობა საერთოდ არ არსებობს. მათში არსებული ყველა ფიზიკური ფენომენი ახსნილია უმცირესი ელემენტის ურთიერთქმედების თვალსაზრისითნაწილაკები სუბატომურ დონეზე. ეს სფერო, მიუხედავად ერთი შეხედვით წარმოუდგენლობისა, ძალზე პერსპექტიულია.
კვანტური ფსიქოლოგია
რა შეიძლება ითქვას კვანტურ ფიზიკასა და ადამიანის ცნობიერებას შორის ურთიერთობაზე? ეს მშვენივრად არის დაწერილი 1990 წელს რობერტ ანტონ უილსონის მიერ დაწერილ წიგნში, სახელწოდებით კვანტური ფსიქოლოგია.
წიგნში მოყვანილი თეორიის მიხედვით, ჩვენს ტვინში მიმდინარე ყველა პროცესი განპირობებულია ამ სტატიაში აღწერილი კანონებით. ანუ ეს არის ერთგვარი მცდელობა კვანტური ფიზიკის თეორიის ფსიქოლოგიასთან ადაპტაციისთვის. ეს თეორია განიხილება პარამეცნიერულად და არ არის აღიარებული აკადემიური საზოგადოების მიერ.
უილსონის წიგნი გამოირჩევა იმით, რომ მასში მოცემულია სხვადასხვა ტექნიკისა და პრაქტიკის ნაკრები, რომლებიც მეტ-ნაკლებად ადასტურებს მის ჰიპოთეზას. ასეა თუ ისე, მკითხველმა თავად უნდა გადაწყვიტოს, სჯერა თუ არა ჰუმანიტარულ მეცნიერებებში მათემატიკური და ფიზიკური მოდელების გამოყენების ამგვარი მცდელობების სიცოცხლისუნარიანობას.
უილსონის წიგნი ზოგიერთის მიერ განიხილებოდა, როგორც მისტიკური აზროვნების გამართლებისა და მეცნიერულად დადასტურებულ ახალ ფიზიკურ ფორმულირებებთან დაკავშირების მცდელობად. ეს უაღრესად არატრივიალური და გასაოცარი ნამუშევარი მოთხოვნადია 100 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. წიგნი იბეჭდება, ითარგმნება და იკითხება მთელ მსოფლიოში. ვინ იცის, ალბათ კვანტური მექანიკის განვითარებასთან ერთად შეიცვლება სამეცნიერო საზოგადოების დამოკიდებულებაც კვანტური ფსიქოლოგიის მიმართ.
დასკვნა
ამ შესანიშნავი თეორიის წყალობით, რომელიც მალევე ცალკე მეცნიერებად იქცა, ჩვენ შევძელით გარემოს შესწავლარეალობა სუბატომური ნაწილაკების დონეზე. ეს არის უმცირესი დონე ყველა შესაძლოდან, სრულიად მიუწვდომელი ჩვენი აღქმისთვის. ის, რაც ფიზიკოსებმა ადრე იცოდნენ ჩვენი სამყაროს შესახებ, სასწრაფო გადახედვას საჭიროებს. ამას აბსოლუტურად ყველა ეთანხმება. აშკარა გახდა, რომ სხვადასხვა ნაწილაკებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება ერთმანეთთან სრულიად წარმოუდგენელ დისტანციებზე, რაც მხოლოდ რთული მათემატიკური ფორმულებით შეგვიძლია გავზომოთ.
უფრო მეტიც, კვანტურმა მექანიკამ (და კვანტურმა ფიზიკამ) დაამტკიცა მრავალი პარალელური რეალობის შესაძლებლობა, დროში მოგზაურობა და სხვა რამ, რაც ისტორიის მანძილზე მხოლოდ სამეცნიერო ფანტასტიკის საგნად ითვლებოდა. ეს უდავოდ უზარმაზარი წვლილია არა მხოლოდ მეცნიერებაში, არამედ კაცობრიობის მომავალში.
მსოფლიოს მეცნიერული სურათის მოყვარულთათვის ეს მეცნიერება შეიძლება იყოს როგორც მეგობარი, ასევე მტერი. ფაქტია, რომ კვანტური თეორია ფართო შესაძლებლობებს უხსნის პარასამეცნიერო თემაზე სხვადასხვა სპეკულაციებს, როგორც ეს უკვე აჩვენა ერთ-ერთი ალტერნატიული ფსიქოლოგიური თეორიის მაგალითზე. ზოგიერთი თანამედროვე ოკულტისტი, ეზოთერიკოსი და ალტერნატიული რელიგიური და სულიერი მოძრაობების მომხრეები (ყველაზე ხშირად ფსიქოკულტები) მიმართავენ ამ მეცნიერების თეორიულ კონსტრუქციებს, რათა დაასაბუთონ თავიანთი მისტიკური თეორიების, რწმენისა და პრაქტიკის რაციონალურობა და სიმართლე..
ეს უპრეცედენტო შემთხვევაა, როდესაც თეორეტიკოსების მარტივმა ვარაუდებმა და აბსტრაქტულმა მათემატიკურმა ფორმულებმა გამოიწვია ნამდვილი სამეცნიერო რევოლუცია და შექმნა ახალი მეცნიერება, რომელმაც გადაკვეთა ყველაფერი, რაც ადრე იყო ცნობილი. Ზოგიერთხარისხით, კვანტურმა ფიზიკამ უარყო არისტოტელესური ლოგიკის კანონები, რადგან მან აჩვენა, რომ „ან-ან“-ის არჩევისას არსებობს კიდევ ერთი (და შესაძლოა რამდენიმე) ალტერნატივა.
