Kuantum teorisi aslında gerçeklik hakkında ne diyor? Kuantum Toplum Teorisi Benzer konulardaki diğer kitaplar.
Gerçeği tanımlama çabalarımız, istenen sonucu tahmin etmeye çalışan bir zar oyunundan başka bir şey değil mi? Irvine Üniversitesi'nde Mantık ve Bilim Felsefesi Profesörü James Owen Weatherall, Nautil.us'taki bilmeceler üzerine düşündü kuantum fiziği, kuantum durumu sorunu ve bunun eylemlerimize, bilgimize ve öznel gerçeklik algımıza nasıl bağlı olduğu ve neden farklı olasılıkları tahmin ederken hepimizin haklı çıktığı ortaya çıkıyor.
Fizikçiler, kuantum teorisinin nasıl uygulanacağının gayet iyi farkındadır - telefonunuz ve bilgisayarınız bunun kanıtıdır. Ancak bir şeyin nasıl kullanılacağını bilmek, teorinin tanımladığı dünyayı ve hatta bilim adamlarının kullandığı çeşitli matematiksel araçların ne anlama geldiğini tam olarak anlamaktan çok uzaktır. Fizikçilerin uzun süredir statüsünü tartıştığı böyle bir matematiksel araç, "kuantum durumu" dur. ⓘ Bir kuantum durumu, bir kuantum sisteminin içinde olabileceği olası herhangi bir durumdur. Bu durumda, "kuantum durumu", "zar" oynarken bir veya başka bir değerden düşmenin tüm potansiyel olasılıkları olarak da anlaşılmalıdır. — Yaklaşık. ed..
Kuantum teorisinin en çarpıcı özelliklerinden biri tahminlerinin olasılıksal olmasıdır. Laboratuvarda bir deney yapıyorsanız ve çeşitli ölçümlerin sonucunu tahmin etmek için kuantum teorisini kullanıyorsanız, teori en iyi ihtimalle sadece sonucun olasılığını tahmin edebilir: örneğin, sonucu tahmin etmek için %50 ve farklı olması için %50 . Kuantum durumunun rolü, sonuçların olasılığını belirlemektir. Kuantum durumu biliniyorsa, herhangi bir durum elde etme olasılığını hesaplayabilirsiniz. olası sonuç olası herhangi bir deney için.
Kuantum durumu, gerçekliğin nesnel bir yönünü mü temsil ediyor yoksa sadece bizi, yani bir kişinin gerçeklik hakkında bildiklerini karakterize etmenin bir yolu mu? Bu soru, kuantum teorisi çalışmasının en başında aktif olarak tartışıldı ve son zamanlarda yeniden güncel hale geldi, yeni teorik hesaplamalara ve müteakip deneysel doğrulamalara ilham verdi.
"Yalnızca bilginizi değiştirirseniz, hiçbir şey size garip gelmeyecektir."
Kuantum durumunun neden birinin bilgisini gösterdiğini anlamak için, içinde bir olasılık hesapladığınız bir durum hayal edin. Arkadaşınız zar atmadan önce hangi tarafa geleceklerini tahmin edersiniz. Arkadaşınız normal bir altı kenarlı zar atarsa, ne tahmin ederseniz edin, tahmininizin doğru olma olasılığı yaklaşık %17 (altıda bir) olacaktır. Bu durumda, olasılık sizin hakkınızda, yani zar hakkında bildiklerinizi söyler. Diyelim ki fırlatırken arkanızı dönüyorsunuz ve arkadaşınız sonucu görüyor - altı olsun ama siz bu sonucu bilmiyorsunuz. Ve siz arkanızı dönene kadar, arkadaşınız bilse de zar atmanın sonucu belirsiz kalır. Gerçeklik kesin olsa bile insanın belirsizliğini temsil eden olasılığa denir. epistemik, Yunanca "bilgi" kelimesinden.
Bu, sizin ve arkadaşınızın farklı olasılıklar belirleyebileceğiniz ve ikinizin de yanılmayacağınız anlamına gelir. Bir zarda altı gelme olasılığının %17 olduğunu söyleyeceksiniz ve sonucu zaten bilen arkadaşınız buna %100 diyecektir. Bunun nedeni, sizin ve arkadaşınızın farklı şeyler bilmeniz ve adlandırdığınız olasılıkların temsil etmesidir. değişen dereceler senin bilgin Tek yanlış tahmin, altı gelme olasılığını tamamen ortadan kaldıran tahmin olacaktır.
Son on beş yıldır fizikçiler, bir kuantum halinin aynı şekilde epistemik olup olamayacağını merak ettiler. Parçacıkların uzaydaki dağılımı veya bir zar oyununun sonucu gibi maddenin bazı hallerinin kesin olduğunu varsayalım, ama siz bilmiyorsunuz. Bu yaklaşıma göre kuantum durumu, dünyanın yapısı hakkındaki bilginizin eksikliğini tanımlamanın bir yoludur. Farklı fiziksel durumlarda, bilinen bilgilere bağlı olarak bir kuantum durumunu tanımlamanın birkaç yolu olabilir.
Ayrıca okuyun:
Bir kuantum durumunu bu şekilde düşünmek cazip gelebilir çünkü fiziksel bir sistemin parametreleri ölçüldüğünde durum farklılaşır. Ölçüm yapmak, bu durumu her olası sonucun sıfır olmayan bir olasılığa sahip olduğu bir durumdan yalnızca bir sonucun mümkün olduğu bir duruma değiştirir. Bu, sonucu bildiğiniz zaman bir zar oyununda olana benzer. Ölçüm yaptığınız için dünyanın değişebilmesi garip gelebilir. Ancak bu sadece bilginizdeki bir değişiklikse, artık şaşırtıcı değil.
Kuantum halinin epistemik olduğunu düşünmenin bir başka nedeni de, tek bir deney kullanılarak gerçekleştirilmeden önce kuantum halinin neye benzediğini belirlemenin imkansız olmasıdır. Aynı zamanda bir zar oyununa benzer. Diyelim ki arkadaşınız oynamayı teklif ediyor ve altı atma olasılığının yalnızca %10 olduğunu iddia ederken, siz %17'de ısrar ediyorsunuz. Tek bir deney hanginizin haklı olduğunu gösterebilir mi? Numara. Gerçek şu ki, ortaya çıkan sonuç her iki olasılık tahminiyle karşılaştırılabilir. Belirli bir durumda hanginizin haklı olduğunu bilmenin bir yolu yok. Kuantum teorisine epistemik yaklaşıma göre, çoğu kuantum durumunun deneysel olarak belirlenememesinin nedeni bir zar oyunu gibidir: her fiziksel durum için, kuantum durumlarının çokluğuyla tutarlı birkaç olasılık vardır.
Teorik Fizik Enstitüsü'nde (Waterloo, Ontario) fizikçi olan Rob Speckens, 2007'de yayınlandı bilimsel çalışma, burada kuantum teorisini taklit etmek için tasarlanmış bir "oyuncak teorisi" sundu. Bu teori, son derece basit bir sisteme basitleştirildiği için kuantum teorisine tam olarak benzemez. Sistem, parametrelerinin her biri için yalnızca iki seçeneğe sahiptir: örneğin, renk için "kırmızı" ve "mavi" ve uzaydaki konum için "üst" ve "alt". Ancak, kuantum teorisinde olduğu gibi, olasılıkları hesaplamak için kullanılabilecek durumları içeriyordu. Ve onun yardımıyla yapılan tahminler, kuantum teorisinin tahminleriyle örtüşüyor.
Speckens'in "oyuncak teorisi" heyecan vericiydi çünkü kuantum teorisinde olduğu gibi durumları "tanımlanamazdı" - ve bu belirsizlik tamamen epistemik teorinin gerçekten de gerçek fiziksel durumlarla ilgili olmasından kaynaklanıyordu. Başka bir deyişle, "oyuncak teorisi" kuantum teorisine benziyordu ve durumları benzersiz bir şekilde epistemikti. Epistemik görüşün reddedilmesi durumunda, kuantum durumlarının belirsizliğinin net bir açıklaması olmadığından, Speckens ve meslektaşları bunu kuantum durumlarını da epistemik olarak kabul etmek için yeterli bir neden olarak değerlendirdiler, ancak bu durumda "oyuncak teorisi" genişletilmelidir. daha karmaşık sistemlere (yani kuantum teorisi ile açıklanan fiziksel sistemler). O zamandan beri, bazı fizikçilerin onun yardımıyla tüm kuantum fenomenlerini açıklamaya çalıştığı, bazılarının ise yanlışlığını göstermeye çalıştığı bir dizi çalışmaya yol açtı.
"Bu varsayımlar tutarlı, ancak bu onların doğru olduğu anlamına gelmiyor."
Böylece teorinin muhalifleri ellerini daha yükseğe kaldırıyor. Örneğin, Nature Physics'te yayınlanan ve geniş çapta tartışılan 2012 tarihli bir sonuç, bir fizik deneyi diğerinden bağımsız olarak yapılabiliyorsa, o deneyi tanımlayan "doğru" kuantum durumu hakkında hiçbir belirsizlik olmayacağını gösterdi. O. tamamen "gerçek dışı" olanlar dışında tüm kuantum durumları "doğru" ve "doğru" dur, yani: "yanlış", altıyı yuvarlama olasılığının sıfır olduğu durumlar gibi durumlardır.
Joanna Barrett ve diğerleri tarafından 2014 yılında Physical Review Letters'da yayınlanan bir başka çalışma, Speckens modelinin her parametrenin üç veya daha fazla serbestlik derecesine sahip olduğu bir sisteme uygulanamayacağını gösterdi; örneğin, renkler için kırmızı, mavi ve yeşil ve sadece "kırmızı" ve "mavi" değil - kuantum teorisinin tahminlerini ihlal etmeden. Epistemik yaklaşımın savunucuları, kuantum teorisinin tahminleri ile herhangi bir epistemik yaklaşım tarafından yapılan tahminler arasındaki farkı gösterebilecek deneyler önerirler. Böylece, epistemik yaklaşım çerçevesinde gerçekleştirilen tüm deneyler, standart kuantum teorisi ile bir dereceye kadar tutarlı olabilir. Bu bağlamda, tüm kuantum durumlarını epistemik olarak yorumlamak imkansızdır, çünkü daha fazla kuantum durumu vardır ve epistemik teoriler, kuantum teorisinin yalnızca bir bölümünü kapsar, çünkü kuantum olandan farklı sonuçlar verirler.
Bu sonuçlar, bir kuantum halinin zihnimizin özelliklerini gösterdiği fikrini dışlıyor mu? Evet ve hayır. Epistemik yaklaşıma karşı çıkan argümanlar, özel bir yapıyla ispatlanan matematiksel teoremlerdir. fiziksel teoriler. Epistemik yaklaşımı açıklamanın bir yolu olarak Speckens tarafından geliştirilen bu çerçeve, birkaç temel varsayım içermektedir. Bunlardan biri, dünyanın her zaman objektif olmasıdır. Fiziksel durumu, bizim bilgimizden bağımsız olarak, kuantum durumuyla örtüşebilir veya örtüşmeyebilir. Bir diğeri, fiziksel teorilerin standart olasılık teorisi kullanılarak temsil edilebilecek tahminler yapmasıdır. Bu varsayımlar tutarlıdır, ancak bu onların doğru olduğu anlamına gelmez. Sonuçlar, böyle bir sistemde kuantum teorisi ile tutarlı olduğu sürece Speckens'in “oyuncak teorisi” ile aynı anlamda epistemik sonuçlar olamayacağını göstermektedir.
Buna bir son verip veremeyeceğiniz, sisteme bakış açınıza bağlıdır. Burada görüşler farklıdır.
Örneğin, Oxford Üniversitesi'nde fizikçi ve filozof ve 2014'te Physical Review Letters'da yayınlanan bir makalenin yazarlarından biri olan Owee Maroni, bir e-postada "en makul psi-epistemik modeller" (yani Sisteme takılacak Speckens) hariç tutulmuştur. Ayrıca, Champagne Üniversitesi'nde kuantum durumlarına epistemik yaklaşım üzerine birçok makale yazan fizikçi Matt Leifer, konunun 2012'de kapatıldığını söyledi - tabii ki başlangıç durumlarının bağımsızlığını kabul ederseniz. (Leifer'ın eğilimli olduğu).
Speckens daha uyanık. Bu sonuçların epistemik yaklaşımın kuantum hallerine uygulanmasını ciddi şekilde sınırladığını kabul ediyor. Ancak bu sonuçların kendi sistemi içinde elde edildiğini vurgular ve sistemin yaratıcısı olarak olasılık varsayımları gibi sınırlamalarına dikkat çeker. Bu nedenle, kuantum durumlarına epistemik yaklaşım geçerli olmaya devam ediyor, ancak öyleyse, birçok fizikçinin sorgulamadan kabul ettiği fiziksel teorilerin temel varsayımlarını yeniden gözden geçirmemiz gerekiyor.
Bununla birlikte, kuantum teorisinin temel sorularında önemli ilerlemeler kaydedildiği açıktır. Pek çok fizikçi, yeni bir parçacık hızlandırıcı veya bir lazer geliştirmek zorunda olmadıkları sürece, bir kuantum durumunun anlamı sorusunu yalnızca yorumlayıcı veya daha kötüsü felsefi olarak adlandırma eğilimindedir. Sorunu "felsefi" olarak adlandırarak, onu matematiğin ve deneysel fiziğin yeniden dağıtımından çıkarıyor gibiyiz.
Ancak epistemik yaklaşım üzerinde çalışmak, bunun gayrimeşruluğunu göstermektedir. Speckens ve meslektaşları, kuantum durumlarının yorumunu alıp, daha sonra matematiksel ve deneysel sonuçlar. Bu, epistemik yaklaşımın kendisinin (matematik ve deneyler olmadan) öldüğü anlamına gelmez, savunucularının yeni hipotezler ortaya koyması gerektiği anlamına gelir. Ve bu, hem bilim adamları hem de filozoflar için inkar edilemez bir ilerlemedir.
James Owen Weatherall California, Irvine Üniversitesi'nde Mantık ve Bilim Felsefesi Profesörüdür. Son kitabı Strange Physics of the Void, 17. yüzyıldan günümüze kadar fizikte boş uzayın yapısını inceleme tarihini inceliyor.
İyi çalışmalarınızı bilgi bankasına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın
Bilgi tabanını çalışmalarında ve işlerinde kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim adamları size çok minnettar olacaklar.
Çalışmanın henüz HTML versiyonu bulunmamaktadır.
Eserin arşivini aşağıdaki linke tıklayarak indirebilirsiniz.
Benzer Belgeler
Sosyal bilimin ana hükümleri sisteminin monografik bir ifadesi olarak toplumun işleyişinin teorik olarak doğrulanması. Araştırma soruları hükümet kontrollü. Süreklilik kavramı ve toplum durumunun nesnel özellikleri.
rapor, 16.03.2010 tarihinde eklendi
Toplumun gelişimi ve işleyişi ile ilgili sorunlar, insanın içindeki yeri. Durkheim'ın teorisine göre toplumun sosyal olarak onaylanmış amaç ve değerlerinden sapmanın pozitif değeri. Sosyal işlevler ve statü. Parsons ve Mills toplum teorileri.
özet, 03.12.2009 eklendi
Karakteristik sosyal yapı toplum, ana unsurlarının incelenmesi: sınıflar, mülkler, kentsel ve kırsal sakinler, sosyo-demografik gruplar, ulusal topluluklar. Sosyal hareketliliğin özellikleri ve sivil toplum sorununun analizi.
özet, 02/01/2010 eklendi
Toplumun yapısı, gelişimin doğası ve faaliyetlerinin içeriği. Toplumun çeşitli alanlarının oluşumu için bir koşul olarak sosyal alan ve halkla ilişkiler: politik, manevi, sosyal ve ekonomik, bunların özü ve karşılıklı etkisi.
sunum, 29.11.2011 eklendi
Bütünsel bir sosyal organizma olarak toplumun yapısı. toplumun alanları. Sosyal aktivite. Bir bütün olarak toplumun özel özelliklerinin tanımlanması. İnsanların yönetimi, farklı düzeylerdeki şeyler: aile, işletme, organizasyon ve devlet düzeyine kadar.
testi, 10/07/2008 eklendi
Toplumun gelişme teorisi. Döngüsel ve doğrusal modeller sosyal Gelişim. İnsan düşüncesinin gelişimi. Sosyal çatışma teorisi, toplumun ilerici gelişimi. Küreselleşme modern toplum. Modern toplumda sınıfların sorunları.
özet, 17.09.2008 tarihinde eklendi
Toplumun sosyal yapısı kavramı, unsurlarının bir açıklaması. Bir bütün olarak toplumun sosyal yapısının analitik olarak gözden geçirilmesi. Toplumun sosyal yapısının durumu Sovyet sonrası Rusya, günümüzdeki dönüşümü, onu iyileştirmenin yollarını aramak.
dönem ödevi, 05/06/2010 eklendi
Büyük Isaac Newton'ın ışığın doğası hakkındaki fikirlerini alt üst eden gösteri inanılmaz derecede basitti. "Güneşin parladığı her yerde büyük bir kolaylıkla tekrarlanabilir" dedi İngiliz fizikçi Thomas Young, Kasım 1803'te Londra Kraliyet Derneği Üyelerine, şimdi çift yarık deneyi olarak adlandırılan şeyi anlatıyor. Ve Yang hevesli bir genç değildi. Işığın dalga doğasını gösteren zarif ve ayrıntılı bir fikir buldu ve böylece Newton'un ışığın taneciklerden, yani parçacıklardan oluştuğu teorisini çürüttü.
Kuantum teorisi bu görselleştirmeden çok daha karmaşık.
Ancak 1900'lerin başında kuantum fiziğinin doğuşu, ışığın foton dediğimiz küçük, bölünmez enerji birimlerinden -ya da kuantumlardan- oluştuğunu açıkça ortaya koydu. İster tek fotonlarla, ister elektronlar ve nöronlar gibi tek madde parçacıklarıyla yapılsın, Young'ın deneyi, gerçekliğin doğası hakkında soru işaretleri uyandıran bir bilmecedir. Hatta bazıları bunu, kuantum dünyasının insan bilincinden etkilendiğini iddia etmek için kullandı. Ancak basit bir deney bunu gerçekten gösterebilir mi?
Bilinç gerçeği belirleyebilir mi?
Modern kuantum formunda, Young'ın deneyi, tek tek ışık veya madde parçacıklarını opak bir bariyere kesilmiş iki yarık veya delikten ateşlemeyi içerir. Bariyerin bir tarafında, parçacıkların gelişini kaydeden bir ekran bulunur (örneğin, fotonlar söz konusu olduğunda bir fotoğraf plakası). Sağduyu, fotonların bir ya da diğer yarıktan geçip karşılık gelen geçidin arkasında birikeceğini beklememize yol açar.