рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Образование
- /
- Корпускулярная и континуальная концепция описания природы
Реферат Курсовая Конспект
Корпускулярная и континуальная концепция описания природы
Корпускулярная и континуальная концепция описания природы - раздел Образование, КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ “Если При Первом Знакомстве С Современной Картиной Мира Она Не Вызвала В Вас ...
“Если при первом знакомстве с современной картиной мира она не вызвала в Вас резкого неприятия – Вы в ней чего-то недопоняли” – шутят физики. Узловые моменты этой теории – концепция происхождения Вселенной и квантовая механика – прямо противоречат здравому смыслу[1]. Но они (во всяком случае, что касается квантовой механики) дают возможность совершенно точных расчетов, ни в чем не противоречащих опыту. “Я буду рассказывать как устроена Природа; если вам не понравится, как она устроена, это будет мешать вашему пониманию. Физики научились решать эту проблему: они поняли, что нравится им теория или нет – неважно. Важно другое – дает ли теория предсказания, которые согласуются с экспериментом. Тут не имеет значения, хороша ли теория с философской точки зрения, легка ли для понимания, безупречна ли с точки зрения здравого смысла. Квантовая электродинамика дает совершенно абсурдное с точки зрения здравого смысла описание Природы. И оно полностью соответствует эксперименту. Так что я надеюсь, что вы сможете принять Природу такой, как Она есть – абсурдной”[2], – остается повторить нам вместе с одним из творцов этой картины, Р.Фейнманом. “Эйнштейн утверждал, что если квантовая механика верна, то мир сошел с ума, – говорит один из современных теоретиков. – Эйнштейн был прав. Мир действительно сошел с ума”.
Чтобы разобраться, в чем здесь соль, “начнем издалека, и в своих выводах пойдем еще дальше”. Принято говорить, что элементарная частица “нелокальна”; она “размазана” в некоторой области пространства, причем эта область имеет определенную форму, иногда достаточно сложную[3], которая определена волновой функцией Шредингера: квадрат амплитуды этой функции соответствует так называемой “плотности вероятности” пребывания частицы в том или ином объеме пространства. Сложность начинается с того, что функция Шредингера для уединенной частицы нигде не обращается в нуль, и, стало быть, она, пусть с исчезающе малой вероятностью, “размазана” по всей Вселенной[4]. Это приводит к ряду следствий, фантастических с точки зрения здравого смысла.
Одним из них является туннельный эффект. Не слишком быстро катящийся по бильярдному сукну шарик, ударившись о борт, не может оказаться на полу. Не то в квантовой механике. “...Собранная из пластмассовых шариков пространственная модель отражает свойства молекулы примерно в той степени, в которой фотография прыжка с шестом отражает спортивную карьеру прыгуна”[5]. Элементарная частица может “просочиться” сквозь потенциальный барьер, обладая энергией, значительно меньшей, чем нужно для его преодоления. Вся химия основана на том, что не только электроны, но и атомы, и целые фрагменты молекул оказываются там и тогда, где и когда их появление было необходимо для существования вещества или протекания реакции, но где они по самым разнообразным причинам могли не появиться или даже не могли появиться. В макромире это выглядело бы так, что стул каждый оказывался бы под вами, как только вы делали бы попытку сесть.
В классической электродинамике заряженная частица реагирует на электромагнитное поле только если оно имеется в той области пространства, где частица находится. В квантовой электродинамике частица “ощущает” поле, даже если вероятность ее пребывания там, где имеется это поле, равна нулю. “Поле действует там, где его нет”. Это – так называемый эффект Ааронова – Бома, эффект действия на расстоянии без всяких посредников. Однако в квантовой механике он не является противоречием. Дилемма дальнодействия-близкодействия, сформулированная в рамках классических представлений о локализованных частицах, теряет свою актуальность в квантовой физике, где частицы нелокальны. Более того, если каким-либо способом измерить координату (а, значит, локализовать частицу), эффект исчезает.
Сложность достигает апогея, если речь идет не об одной, а по крайней мере о двух частицах. В так называемом парадоксе Эйнштейна – Подольского – Розена два протона, рожденных в некоем процессе распада, разлетаются в противоположных направлениях. Если за протонами не ведется наблюдения, их свойства не определены и должны быть представлены как суперпозиция всех возможных состояний; другими словами, каждый из протонов движется во всех возможных направлениях. Что же происходит в тот момент, когда один из них исчезает, например, аннигилировав в столкновении с антипротоном? У другой частицы, которая к тому времени могла улететь на противоположный конец Вселенной, мгновенно, вне времени, появляются вполне определенные импульс и координата – такие, разумеется, чтобы были выполнены все законы сохранения... Частицы словно бы продолжают оставаться в контакте, как бы ни были они удалены друг от друга... Эта полная нелепица с точки здравого смысла (которая, однако, не противоречит законам природы), на языке квантовой механики называется “редукцией волнового пакета”. Между тремя и более частицами в аналогичном случае будет наблюдаться еще более сильное нелокальное взаимодействие.
Эйнштейн настаивал, что “действия призраков на расстоянии” быть не должно, и свойства протонов в мысленном эксперименте должны быть определены с начального момента[6]. Квантовая механика в “копенгагенской интерпретации”, т.е. в ее понимании Н.Бором, исключает возможность такого описания. Однако в 1957 г. Хью Эверетт из Принстона попытался сохранить эйнштейновскую определенность свойств частиц “с самого начала”. Результатом стала гипотеза “множественности миров”, в которой Сатана изгоняется с помощью Вельзевула. Волновая функция в этой модели не претерпевает редукции: согласно Эверетту каждый раз, когда частица должна “сделать выбор” между двумя возможностями... сама Вселенная расщепляется на две, причем частица делает один из фиксированных выборов в первой вселенной и альтернативный ему – в другой. Соответственно, если спектр выборов более широк, Вселенных возникнет больше.
Долгое время эта теория, мягко говоря, популярностью не пользовалась. Однако недавно Мари Гелл-Ман (Калифорнийский технологический институт) и Джеймс Б.Хартл (Калифорнийский университет в Санта-Барбаре) возродили ее в модифицированном виде. “Гелл-Ман предсказывал, что эта точка зрения станет доминирующей к концу нашего столетия”[7].
Каковы взаимодействия этих “множественных миров” между собой? Предложен ряд самых разных вариантов: это и фридмонные[8] миры Маркова, и “сопряженные” мир и антимир Наана... Миры с предельно большими дефектами масс[9], практически равными сумме масс составляющих их структур, но для самих себя (внутренне) выглядящие как неисчерпаемые вселенные, извне, из других миров (соприкасающихся с ними), выглядят микрообъектами с весьма малыми внешними массами и размерами, и, возможно, могут быть отождествлены существующим либо еще неоткрытым элементарным частицам, которые, тем самым, оказываются целыми макромирами (или потенциально содержат их в себе). Таким образом, элементарные частицы оказываются микротуннелями между соприкасающимися макромирами, а наш мир “снаружи”[10] также может выглядеть как микрочастица.
Как тут не вспомнить замечательное стихотворение Валерия Брюсова “Мир электрона”:
Быть может, эти электроны -
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны,
И память сорока веков!
Еще, быть может, каждый атом –
Вселенная, где сто планет;
Там все, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.
Их меры малы, но все та же
Их бесконечность, как и здесь...
Могут существовать метагалактики, обладающие различными геометрическими и физическими свойствами, имеющие различные величины физических констант и размерностей пространства. Для всех таких Метагалактик есть лишь одно общее свойство: каждая из них должна быть причинно-связным объектом[11].
Однако, возвращаясь к концепции Эверетта, нужно сказать, что все метагалактики, кроме той, в которой произошел зафиксированный в наблюдении выбор, остаются виртуальными, т.е. ненаблюдаемыми. Эта ненаблюдаемость, следствием которой является несуществование, еще и еще раз поднимает весьма острый вопрос о принципиальной роли наблюдателя во Вселенной. Одно из решений этого вопроса известно под наименованием антропного принципа. Оно может стать связующим звеном между различными блоками наших представлений о мире и объединить их в целостную картину.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Учебное издание... Кокин Александр Васильевич доктор геолого минералогических наук...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Корпускулярная и континуальная концепция описания природы
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.023 сек.
Новости и инфо для студентов