Hvad er den største forskel mellem kvante teori og klassisk teori?


Svar 1:

Et af kvantemekanikens mysterier er den såkaldte bølgepartikeldualitet. Et kvanteobjekt opfører sig som en bølge, indtil det måles, på hvilket tidspunkt det bliver lokaliseret som en partikel. F.eks. Detekteres lys, som vi betragter som en bølge i diskrete enheder kaldet fotoner, mens elektroner, som vi betragter som partikler, kan forstyrre som bølger. Klassisk set er bølger bølger og partikler er partikler.

Der er en anden nysgerrig egenskab ved kvantemekanik, der er ret dybtgående. I kvantemekanik kan du ikke slukke for en interaktion. Jeg vil forsøge at forklare dette mere detaljeret nedenfor.

I klassisk fysik kan du slukke for en interaktion ved at indstille en af ​​komponenterne til nul. Tag for eksempel lys. Vi kan slå amplituden af ​​en lysstråle ned, indtil den er nul. På det tidspunkt bør lys ikke længere have nogen indflydelse. Dette er ikke muligt inden for kvantemekanik, og årsagen er, at der er et kvantevakuum.

Det vigtigste eksempel på, hvordan kvantevakuum påvirker et fysisk system, er det almindelige atom. Hvis et atom er i en ophidset tilstand, skal det være stabilt i henhold til kvantebehandlingen af ​​atomet alene.

Hvis vi betragter lys som en klassisk bølge, kan det interagere med atomet gennem dets dipolmoment ifølge

HI=d^EH_I=\hat{d}\cdot E

, hvor

EE

er det elektriske felt ved atomet. Denne form for interaktion fungerer i mange tilfælde undtagen når

E=0E=0

. I dette tilfælde har du slukket for det elektriske felt, og atomet er stabilt, selvom det er i en ophidset tilstand. Selvfølgelig observerer vi ikke dette i virkeligheden. Løsningen er, at alt skal behandles kvantemekanisk, inklusive feltet.

I kvantemekanik skal alt, hvad vi kan måle, være repræsenteret af en operatør. Operatører handler på kvantetilstande. I tilfælde af det elektriske felt,

EE

er nu operatør,

E^\hat{E}

der handler om feltets tilstand. Nu kan vi ikke indstille operatøren til nul. Vi kan indstille staten til nul, men det kaldes vakuumtilstand og er stadig en gyldig tilstand af feltet. Derfor forsvinder interaktionen ikke i det kvantemekaniske billede. Dette forklarer, hvorfor ophidsede atomer forfalder ved at udsende en foton, et fænomen kendt som spontan emission.

Interessant nok forudsagde Einstein faktisk, at spontan emission skal forekomme fænomenologisk, men på det tidspunkt var den fulde kvantebehandling af lys-stof-interaktionen ikke blevet udviklet. Han forudsagde også laser godt inden den blev udviklet.

I det hele taget er tanken om, at et kvantefelt er allestedsnærværende, selv i vakuumtilstand, en stærk indsigt i virkelighedens kvante natur og noget, der helt mangler i klassisk fysik. Dette er en af ​​grundene til, at fysikere ofte mener, at virkeligheden i sidste ende skal beskrives af kvantemekanik.


Svar 2:

Der er lille forskel mellem de to teorier, begge for det meste, følg strenge regler for at sikre reproducerbarhed og måling. En anden lidt mere nedsættende og unøjagtig måde at beskrive klassisk fysik er at angive, at den bryder sammen, når den anvendes til ekstremt små genstande som atomer eller til genstande, der bevæger sig i nærheden af ​​lysets hastighed. Hvorfor siger jeg, at udsagnet om:

"Klassisk fysik nedbrydes, når det anvendes til ekstremt små genstande som atomer eller genstande, der bevæger sig med lysets hastighed." er unøjagtig?

Udsagnet er afgivet på en fuldstændig upartisk måde og under henvisning til de epistemologiske definitioner efterfulgt af klassisk mekanik. Når man ser på dette lys er der ingen forskel mellem de anførte mål for kvantemekanik og klassisk fysik, begge følger den samme ende; hvilket er at forklare naturfænomener. Spørgsmålet er, hvis de lykkes? Vi ved, at klassisk mekanik ikke kunne forklare mange fænomener på det subatomære niveau, men dette skyldtes ikke iboende fejl i systemet, som det ofte hævdes, men snarere på den tilsyneladende mangel på løsninger. Er det enten logisk eller moralsk korrekt at påstå utvetydigt, at klassisk fysik kollapsede på dette tidspunkt, og en helt ny fysik var nødvendig for at forklare naturen fra dette tidspunkt? Jeg tror ikke. Alt, hvad der var nødvendigt, var tid til at finde en løsning, tid, som desværre ikke var kommende.

Når det tager tid at undersøge de konklusioner og løsninger, der tilbydes af kvantemekanikken, der bruger en statistisk snarere end en empirisk tilgang, bliver det snart tydeligt, at ikke kun disse konklusioner og løsninger er meget mistænkelige, men at de er baseret på lige så mistænkte matematik. Fra starten med Max Plancks opdagelse af lyskvanta var alt, hvad han opdagede, baseret på metoderne i klassisk fysik, selv om hans brug af statistikker på det tidspunkt ville have været betragtet som meget kontroversielt, men de matematiske metoder, der blev anvendt, var stadig underlagt kontrol med normerne for klassisk fysik. Derfor blev opdagelsen af ​​lyskvanta opnået gennem reproducerbart eksperimentelt bevis, der let kan replikeres til i dag. Der kan derfor kun herske tvivl om resultaterne af Max Planck om, at al energi blev kvantificeret og diskret om, at disse kvanta blev fundet i mangfoldigheder af det fysiske handlingsmængde, som er et meget lille antal kaldet planck-konstanten.

Alt er godt op til dette punkt. Der er ingen reel forskel mellem klassisk fysik og kvantemekanik. Det er faktisk overraskende at lære, at der er et enkelt bestemt punkt, hvor skismen mellem klassisk fysik og kvantemekanik forekommer. Alt andet kan let forklares i form af klassisk fysik. Selv Heisenbergs usikkerhedsprincip accepteres i en vis udstrækning af klassisk fysik med den begrundelse, at det er uundgåeligt, at det i den ekstreme lille skala er, at det på et tidspunkt vil være umuligt at observere ekstremt små mængder energi eller afstand nøjagtigt. Forskellen med kvantemekanik findes i at lade spørgsmålet være åbent “…… ..men måske på et fjernt tidspunkt i fremtiden ……?” siger klassisk fysik, ”Aldrig!” siger kvantemekanik. Opfindelsen af ​​femto-sekundære lasere ser ud til at underminere kvantemekanikstanden, men lader dette være til side for øjeblikket.

Tag atomens struktur, igen er det næsten helt baseret på principperne i klassisk fysik. Da Rutherford opdelte atomet, gjorde han det ved hjælp af klassiske metoder, selv plancks konstant var ikke blevet opdaget på dette tidspunkt.

Hvis kvantemekaniksteorien om bølge-partikeldualitet virkelig holdt godt, ville opdagelsen af ​​atomets struktur endda have været mulig? Ville atomet eller kernen eller protonen forblive som partikler længe nok til, at Rutherford kunne opdage, at størstedelen af ​​atomens masse var koncentreret i kernen? Tænk over det; lidt mystisk logik fra klassisk fysik, men som igen let kan forklares bort med kvantemekanik ved hjælp af en vis skurrende logik og lige så dodgy matematik. På samme måde, hvad med atomspektre? Endnu engang ikke noget mysterium her, det er baseret på eksperimentelle metoder, der blev formuleret længe før Plancks konstante, men hvis resultater ikke desto mindre var nøjagtige nok til at forklare, hvordan energi blev udvekslet i atomet gennem ændringer i elektronens energi.

Så for størstedelen er opdagelserne af kvantemekanik, der virkelig betyder noget, baseret på normerne i klassisk fysik og involverer empirisk bevis. Hvor klassisk fysik og kvantemekanik afviger sig kraftigt er ved vedtagelsen af ​​bølgefartikelduality.

På dette tidspunkt må det siges, at der overhovedet ikke er noget galt i at anvende teorien om bølgepartikeldualitet på lys (fotoner). Efter alt, hvad det var blevet konstateret, at lys har en bestemt endelig hastighed, og at det altid bevæger sig med hastigheden på c (

3×1083 \times 10^{8}

m), blev aldrig fundet i hvile osv. Forudsætningen var, at det var en bølge, og beviserne til støtte for denne antagelse havde eksisteret i mange år, til dette blev tilføjet de nye diskrete, partikellignende egenskaber, der var blevet opdaget af Planck og verificeret og forklaret senere af Einstein. Intet modstridende hidtil og faktisk omkring 60 år senere i 1980, da der blev skabt ultralyds lydbølger, der demonstrerede egenskaberne ved et fast stof, idet de kunne bryde sten i stykker, gik ideen ind i mainstream. Så der var intet ekstraordinært ved at tænke på lys som en bølge, der demonstrerede partikellignende egenskaber.

Hvor ting faldt fra hinanden var, når partikler som elektron, protonen, neutronen og selve atomet blev tilskrevet med bølgelignende egenskaber. Dette skyldtes, at det blev beregnet, at elektroner var ladede partikler, og som sådan skulle udstråle al deres energi og falde ind i kernen i løbet af få pico-sekunder. For at redegøre for dette blev det foreslået, at elektroner var bølger eller partikler, som situationen krævede. Det er denne antagelse, der strider mod al fastlagt logik og antagelse: at en ting kan være enten dette eller det, som situationen krævede. En sådan omstændighed er i strid med al logik, al observation og al erfaring. Man kan sige, at ja, vand over en sådan temperatur bliver til damp, eller at det under en bestemt temperatur størkner som is, eller at det ved normal temperatur er flydende. Desværre inden for kvantemekanik er der ingen sådanne kvalificerende omstændigheder eller kriterier, hvor elektronet antager egenskaberne for en bølge eller et fast stof på grund af en fremherskende tilstand. I stedet afhænger det af situationen. Det virkelig latterlige aspekt af denne situation er, at det ikke fungerer. Forestil dig en foton med en bølgelængde på 600 nm. Hvordan kan et elektron med diameter

109 10^{-9}

nm muligt absorbere en sådan bølgelængde, eller er det på dette præcise øjeblik, at noget udløser en ændring fra 600 nm bølge til lille partikel? Hvem kan fortælle det? Er det muligt, at elektronet (husk, at det er en bølgepartikel) ekspanderer til at fylde næsten alt atomet? Der ville stadig være et problem, fordi atomet selv ville være tusind gange mindre end bølgelængden.

Den måde, hvorpå lys forplantes i henhold til kvantemekanik, er også lige så mærkelig. F.eks. Har fotonen, mens den forplantes fra punkt A til punkt B, ikke en fysisk eksistens, men eksisterer som en matematisk bølgefunktion. Hvordan støttede sane folk sådanne zany ideer! Og hvad er matematikken bag det? Matematikken involverer såkaldte imaginære tal eller ekstra dimensionel matematik, der overhovedet ikke giver nogen mening i vores verdens synspunkt, hvilket er, hvad fysik angiveligt er optaget af.

Se på dannelsen af ​​radiobølger. I henhold til kvantemekanikken dannes radiobølger af den hurtige svingning af elektroner og vibrationen af ​​ioner i lederens krystalgitter. Sætter tro på min egen "Gestalt Aether Theory" gik jeg ud på en lem og forudsagde, at i Cesium-bjælken atomur, selvom elektroner inden i cæsiumatomet svingede nøjagtigt 9192631770 Hz / sek. ingen radiobølger blev dannet! Temmelig skræmmende, på trods af denne tro på min teori, forudsagde jeg, at selvom elektronet vibrerede ved nøjagtigt 9192631770 Hz / sek, ville der ikke blive produceret nogen mikrobølgestråling. Sikker nok viste det sig, at forudsigelsen var rigtig, svingningen af ​​elektronet resulterede i en ændring i atomens tilstand og ikke i produktionen af ​​mikrobølger !!! Et kæmpe resultat og et, der flyver fuldstændigt i lyset af kvantemekanikken og dets forudsigelser og teorier. (Ingen tvivl om, at dette er tilfældet, er allerede på plads!)

Så intet om kvantemekanik og især at gøre med bølge-partikel dualitet fungerer. Til dem, der insisterer på, at det fungerer ………? Hvad kan jeg sige?

Kvanteelektrodynamik hævder, at elektromagnetiske bølger forplantes på følgende måde: Oscillerende eller bevægende elektroner i lederen udstråler elektromagnetiske bølger (fotoner), når en foton udsendes, den gennemgår spontan udslettelse, hvilket resulterer i oprettelsen af ​​et elektron / positron-par. Elektronpositronparret gennemgår på sin side næsten øjeblikkelig gensidig udslettelse, hvilket resulterer i en ny foton, der har nøjagtigt egenskaberne ved den originale foton. At denne teori ikke fungerer er så åbenlyst, at der ikke er behov for at uddybe. Hvordan er for eksempel denne proces opmærksom på de involverede energier og frekvenser, så den er i stand til at gengive den nøjagtige energifrekvens og den nødvendige bølgelængde? Dette er ikke kun et ether, det er en super ether! Hvordan fungerer det varierende i intensitet med distancearbejde? Hvordan bevares energier intakte? Hvad med radiobølger? Og så videre? Kort sagt, som det kan ses, fra et epistemologisk synspunkt er der ikke meget grund eller virkelighed involveret i noget af dette, de er bare nogle teorier på niveau med den mytiske lore, der er blevet sat derude og understøttet af matematik, der bruger flere dimensioner!

Gestalt Aether Theory hævder, at alt, hvad der er nødvendigt, er en realistisk fotonmodel til at løse alle disse forskelle og for at resultere i en enkelt definitiv teori, der ikke har nogen ty til multidimensioner eller matematisk fudging eller eventyrlogik.

Kernen i dette argument er, at både klassisk fysik og kvantemekanik er nøjagtigt de samme, hvis de meget kontroversielle dele af kvantemekanikken undersøges igen. For mere information om min bog: "En gestalt ether-thoery om lysets natur og beslægtede fænomener." er tilgængelig på Amazon.


Svar 3:

I klassisk har vi objekter, partikler, felter beskrevet af glat varierende kontinuerlige tal - reelle tal - og alt kan være overalt, ethvert elektrisk felt eller gravitation felt eller hvad som helst, der kan have nogen værdi på ethvert sted og når som helst. Konglomerationer af partikler og felter kan kontinuerligt ændre deres mikroskopiske atomniveaustruktur.

I Quantum har vi stadig partikler og felter, men de er aspekter af de samme ting - kvantefelter. De grundlæggende stykker stof og deres interaktion og ændringerne i konglomerationer af disse partikler / felter er adskilte. En varm genstand mister en foton og en anden og en anden med tilfældigt varierende bølgelængder, men falder aldrig kontinuerligt, kun i bestemte trin.

Det er kun en stor forskel. Den anden er i den grundlæggende logik af de grundlæggende objekter. I klassisk har du kun 'og' kombinationer - en elektron findes i dette rum * og * har spin up * og * hastighed sådan og det, og lige herover er en muon i dette rum, * og * dens spin er også op, * og *…. snart. Nogle gange ved du ikke, om du har en eller anden kombination, for eksempel hvis du ved, at to personer står på en skala, der læser '200 pund', hvis det er en voksen på 150 lb + et barn på 50 lb eller et barn på 160 pund + 40 lb, eller hvad. Men det er bare klassisk resonnement, ved hjælp af logik til at sortere gennem kombinationer af muligheder, indtil du regner med, at du faktisk har en fysisk virkelighed på 148 pund * og * et barn på 52 pund.

I modsætning hertil tillader Quantum, endda kræver, rodet kombinationer af ting. "Bølgefunktioner" eller "tilstande", der er lineære kombinationer i Hilbert-rum, der f.eks. Beskriver en spin-up-elektron her * og * en spin-down-elektron derovre, * plus * (ikke "eller" men "plus" ) et spin “her” og et spin “derop”. Og dette kan gøres på to måder - en "singlet" eller

Sz=0S_z=0

egenstat for en “triplet”. Hmm… hvordan oversættes det til klassisk? Det gør det ikke!

Vi har sammenfiltring, og dette er ikke kun klassisk ontologi med usikkerheder. Vi kan bruge sandsynlighedsfordelinger til, når vi har delvis viden om et klassisk system. Men med et kvantesystem kan vi ikke fjerne usikkerhed. Tingene er ikke kun delvist kendt; de er delvist virkelige. Dette er konklusionen fra årtier med forskning, herunder Bell's Theem, the Delayed Choice Experiment og så meget mere dækket af alle kvantetekster.


Svar 4:

Dette er et godt spørgsmål, og du kan få mange forskellige svar. Men kvantemekanik viser, at ting ser ud til at fungere drastisk anderledes i det subatomære verden end den verden, vi er mere fortrolig med.

I klassisk fysik kan du beskrive alle de relevante objekter i et system på en temmelig mekanisk måde. Det vil sige, afhængigt af systemets art, kan du trække en ligning ud (som Newtons love, Maxwells ligninger, Einsteins relativitetsteori) og beskrive, hvordan det overordnede system opfører sig i overensstemmelse med opførslen af ​​dets forskellige objekter, som igen afhænger af den relevante ligning.

En slags helhed styrer imidlertid opførelsen af ​​kvantesystemer, der ikke kan fanges i den form for ligning, hvor du tilslutter variablerne og mekanisk får dit resultat. Kvantemekanik udviser to funktioner, ikke-lokalitet og kontekstualitet, og det betyder, at alle partiklerne i et system påvirker alle de andre på måder, der ikke kan forudsiges perfekt. Og selvfølgelig kan der ikke findes lokalitet mellem to partikler i en ubegrænset afstand. Resultatet her er, at kvantebølgefunktionen findes i et højdimensionelt rum (på grund af ikke-lokalitet og kontekstualitet) på grund af den enorme information, der er nødvendig for at bestemme resultatet af systemet.