A fizikai megismerés határai

A fórum törzse, az érdeklődök kérdéseinek színhelye.

A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: Banzai » 2014.03.19. 15:27

Pár hónapja folytattunk erről a témáról egy jó kis beszélgetést egy másik fórumon, talán nem bánják az ebben résztvevők sem ha beidézem ennek egy részletét. Azt gondolom érdekes téma, amelyben a a megismerés határait boncolgatjuk a mérés szerepét és talán vannak olyan felvetései amelyeken érdemes elgondolkodni.


Banzai írta:Nyilván annyit és úgy érzékelünk amennyire szükségünk van a lét és fajfenntartás érdekében. Szűk intervallumban működő érzékszerveink a világ egy apró szeletét tudják csak felfogni, még ez is oké, ezért készítünk mérőeszközöket.

Szerintem a mérés csupán jeleket ad ad válaszul a kérdéseinkre, amelyet azután a magunk által kitalált skálákkal, mértékegységekkel, próbálunk értelmezni. Az értelmezés után nyilván a mérés eredménye már információ lesz, vagyis új ismeret a rendszerről. A probléma az, hogy a kvantumvilág annyira különbözik a makrovilágtól, hogy sokszor a kérdéseket sem tudjuk feltenni amikor tulajdonságokat keresünk, ráadásul ez a 'konvertálás' sokszor elveszíti a lényeget, vagy torzítja a képet.

De nekem továbbra is az a problémám, hogy hogyan tudjuk megismerni a kvantumrendszert beavatkozás nélkül. Hogy tudom megnézni hogy mi van a kártyavár alatt, amikor nem nyúlhatok hozzá? Miért interferál az elektron önmagával, amikor különböző időpontban lövöm őket ki? Van-e más eszköz a megismerésre a mérésen kívül? Nyilván itt jön a matek, és teljesen okés is, a baj csak az, ha igazolni akarjuk hogy a valós fizikában, a mi világunkban működik a matekunk, akkor is mérni kell. Jó példa rá a húrteória, gyönyörű elmélet gyönyörű matekkal csodálatos, konstrukcióval felfedezzük a kvantum világot, de mivel nem lehet mérni (és még nem ad jóslatokat) nincs több érvényessége, mint a vallásnak.
Akit mélyebben érdekel a téma annak ajánlom a John Gribbin: Schrödinger kiscicái és a valóság keresése c. könyvet, nagyon érdekes olvasmány.


Rigel írta:Erre talán tudok válaszolni.
Feltételezve, hogy ha nem bolygatjuk meg a kvantum-rendszert, akkor a saját hullámfüggvénye szerint determinisztikusan fejlődik, viszont ha megmérjük, akkor csak egyetlen diszkrét állapotról kapunk információt, a problémádra a válasz egyszerű: csak megfelelően kismértékben szabad megbolygatni a kvantumrendszert, és a tapasztalt viselkedéséből visszakövetkeztetni a bolygatás nélküli esetre.

Bármilyen meglepő, de a "kétrés kísérlet" éppen ezt csinálja! Pont annyira befolyásolja a két szabad rés biztosításával a hullámfüggvényt, hogy az még ne "omoljon össze" egy diszkrét állapotba, de érdekes vizsgálható viselkedésre kényszerítse. Rávesszük a hullámfüggvényt, hogy a bonyolult és kimutathatatlan természetes viselkedése helyett egy kontrollált helyzetben produkálja magát, és a hullámfüggvény ezt teszi: interferenciát mutat.

Tulajdonképpen a napokban szóba került kísérletek, akár a kapcsoltsággal foglalkozók is, pont arról szólnak, hogy a hullámfüggvényt ravaszul olyan helyzetbe kényszerítsük, amikor még nem áll be diszkrét állapotba, de a következményei vizsgálatával elárul valamit arról a viselkedéséről, amit akkor végez, amikor nem mérjük.


Banzai írta:Honnan tudjuk, hogy a visszakövetkeztetés pontos és nincs benne hiba? Honnan tudjuk hogy a visszakövetkeztetett kép teljes?

Vizsgáljuk amíg nem áll be diszkrét állapotba, de addig csak a nyomait, hatásait tudjuk megfigyelni, az pedig nem azonos a szuperpozíciós állapottal vagy annak közvetlen vizsgálatával. Szerintem pont ezért nem értjük a QMet.


Rigel írta:Gondolom, itt jön a képbe a matematika. Ismert a kísérleti konfiguráció, ismert a mérési eredmény, keresünk tehát egy olyan matematikai összefüggést, ami pontosan kiadja a mért adatokat, és reménykedünk benne, hogy ugyanezen matematikai összefüggés írja le a hullámfüggvény viselkedését nemcsak a kísérleti konfigurációban, hanem azon kívül is általában.

És persze itt kerül szóba az, hogy ha megtaláltuk a matematikai összefüggést, akkor sem garantálja semmi, hogy ennek van "szemléletes" interpretációja a makrofizikára alapuló emberi fogalomkészletünkben.
A helyzetünk egyébként hasonló, mint amikor csak egy nagykalapácsod és egy pajszered van a zsebóra megjavítására. Próbálkozhatsz ezekkel az eszközökkel is, de valószínű, hogy soha nem fog sikerülni a dolog.


Banzai írta:Rigel írta:Ismert a kísérleti konfiguráció

Sokszor sajnos ez sem teljesen ismert. Sok körülménytől eltekintünk az idealizálás és a modellalkotás megkönnyítése érdekében. Legtöbbször már maga a konfiguráció is 'csak' egy modell.

Rigel írta:reménykedünk benne, hogy ugyanezen matematikai összefüggés írja le a hullámfüggvény viselkedését nemcsak a kísérleti konfigurációban, hanem azon kívül is általában

A remény sajnos legtöbbször nem elég...
Nem az interpretáció a lényeg szerintem, hanem az, hogy létezik-e a teljes megismerés. Ha megtalálnánk akkor talán bizonyítottá válna hogy létezik az objektív valóság. Kérdés hogy képesek leszünk-e egyszer a pajszer és a kalapács helyett tökéletesebb eszközökkel dolgozni...és talán egyszer még órát is gyártani.


Aurora írta:A könyv arra tért ki, hogy nem egy mérési eseményt nézünk, hanem nagyon sokat, és mérések sokaságát viszgáljuk, akkor egyre jobban ki lehet olvasni az általunk vizsgált mikroszkópikus jelenség egyedi tulajdonságai. A mérés nemhogy torzítja, hanem sokszor tönkre is teszi a mikrorendszert.
z elméletek is a mérések alapján vizsgált mikroszkópikus jelenségeket írják le, nem lehet a méréstől elszakadni. A kísérleti fizikusok a detektoraikban keletkező makroszkópikus hatásokat (péládul szikrák) elemzik. A detektorok drasztikusan módosítják mérés közben a vizsgálni kívánt mikroszkópikus jelenséget, de nem lehet mást csinálni.

A mikroszkópikus jelenségek fázisa nem sérül, és ezért van még interferencia. (Mert itt a mérés csak a legvégén, az interferencia kialakulása után történt, az ernyőn.)
Vannak tisztán kevert állapotok, amiket lehet érzékelni. Például a koherensen sugárzó atom, amely nincs diszkrét állapotban (stacionárius állapotban), hanem végtelensok diszkrét állapotok szuperpozicíójában van.


Banzai írta:Vagyis akkor kapunk egy szuper, kiátlagolt képet egy tönkretett és torzított mikrorendszer tulajdonságairól?
Én bízom benne hogy másként is lehet majd csinálni, bár fogalmam sincs hogyan. Ugye ismerjük a régi hasonlatot, hogy a szétvert Dávid-szobor apró szilánkjaiból, szeretnénk kideríteni Michelangelo gondolatait és művészetét.


Aurora írta:A részecskegyorsítós kísérletek igazából pont "a nagykalapács és pajszer segítségével vizsgáljuk az óra szerkezetét" eset.

Rigel írta:Ja. Csakhogy én az óra megjavítását hoztam analógiás példának.
A javításhoz szerszámok kellenének, de csak olyanok állnak a rendelkezésünkre, amik alkalmatlanok a feladat elvégzésére. Ez áll párhuzamban azzal, hogy vannak ugyan matematikai összefüggéseink a kvantumfolyamatok leírására, viszont csak olyan makroszkópos valóságra vonatkozó fogalmaink vannak, amikkel lehetetlen interpretálni ugyanezeket a kvantumfolyamatokat. Az emberi fogalomkészlet alkalmatlan eszköz erre a feladatra. (Az absztrakt matematika fogalomkészlete persze alkalmas, de éppen az a nagy interpretációs probléma, hogy ezt senkinek sem sikerült "lefordítani" az emberi fogalomkészletre.)


Banzai írta:Szerintem a kvantumfizikát nem ezért nem értjük. Aki érti a matekját, és használja, vagy pozitron emissziós tomográfot épít, az sem érti a miérteket. Nekem továbbra is a méréssel van a bajom, de nézzétek el nekem...
Mérek, tehát beavatkozom a rendszerbe, a mérésem által hatok rá, vagyis megváltoztatom. Kérdezek tőle és válaszol valamilyen formában ahogy éppen tud. Sokszor a kérdés (mérés) már determinálja az adható válaszok lehetőségeit. A probléma hogy létezhet-e olyan megismerés amikor nem kérdezünk és válaszokat várunk, hanem önmaga teljességében látjuk meg a dolgok lényegét. A szilánkokat profin tudjuk már kezelni, ismerjük a paramétereit…stb, de a szoborról szinte fogalmunk sincs.

„Rigel írta:Az emberi fogalomkészlet alkalmatlan eszköz erre a feladatra. (Az absztrakt matematika fogalomkészlete persze alkalmas, de éppen az a nagy interpretációs probléma, hogy ezt senkinek sem sikerült "lefordítani" az emberi fogalomkészletre.)

Azt gondolom nem ez az interpretációs probléma lényege. Pl a többször idézett cramer féle tranzakciós interpretáció, vagy a rejtett paraméteres interpretáció, semmivel sem érthető a közember számára mint az absz. matek. Az interpretációk nem fordítani akarnak emberi fogalomkészletre, hanem megmagyarázni a miérteket, sokszor az interp. mögött is külön-külön komoly matek áll... Pl a sokvilág vs. koopenhágai interp., tökéletesen más magyarázatot ad adott jelenségre. Utóbbi teljesen elveti a hullámcsomag összeomlásának axiómáját (mellesleg ez tökéletes összhangban van John Bell kísérleteivel, és ösztönösen is érthetővé teszi őket), míg az előző egy az egyben erre épül.


Rigel írta:Banzai írta:Nekem továbbra is a méréssel van a bajom, de nézzétek el nekem...

Semmi gond.

Tudod, a probléma ott van, hogy valójában MINDEN mérés befolyásolja a mért dolgot, viszont itt "fent" a makroszkópikus világban olyan csekély volt ez a befolyásolás, hogy senkinek sem tűnt fel. Ezért aztán teljes lelki nyugalommal hittük azt, hogy a dolgokat nyugodtan megmérhetjük, és a kapott adat mindig a dologra lesz jellemző. Egy fenét. Pusztán csak elhanyagoltuk a mérés, mint beavatkozás, hatását a mért rendszerre.

Ha innen indulsz ki, akkor máris nem akkora probléma a "mérési problémád", hiszen abból a téves elképzelésből próbálsz következtetni, hogy beavatkozás nélkül lemérhetünk valamit.


Banzai írta:A probléma hogy létezhet-e olyan megismerés amikor nem kérdezünk és válaszokat várunk, hanem önmaga teljességében látjuk meg a dolgok lényegét.

Szerintem nem létezhet.

Banzai írta:Az interpretációk nem fordítani akarnak emberi fogalomkészletre, hanem megmagyarázni a miérteket.

Akkor most már csak azt kell tisztázni, hogy mit értesz "megmagyarázás" alatt.
Én például azt, hogy "elérni valami működésének a megértését emberi aggyal". Az itt a feneség, hogy az emberi agy beépített emberi fogalomkészlet kezelésére alkalmas (pl. négydimenziós testet senki sem tud maga elé képzelni!) így pedig visszajutottunk oda, hogy valójában az agyunk által kezelhető fogalmakra és viszonyokra próbáljuk fordítani a tiszta matematikát.
Amennyire én ismerem a kvantumfizikai interpretációkat, mindegyikbe visszacsempészik az emberi józan ész fogalomkészletének egyes elemeit a "magyarázat" kedvéért. De mivel ezidáig egyik sem bizonyult tökéletesen helyesnek, bennem (Feynman után szabadon) felmerült az a gondolat, hogy éppen az emberi aggyal "megragadható" elemek használata okozza az interpretációk tökéletlenségét. Mint amikor nagykalapáccsal akarunk zsebórát javítani.
Lehet, hogy nem kéne egy "szemléletes" magyarázat kialakításán görcsölni. Szerintem...


Banzai írta:Absz. egyetértünk ebben. Én nem azt mondom hogy beavatkozás nélkül mérhetünk bármit is, pont ez a problémám hogy ez nem lehetséges, főleg a kvantum világban. Ezért kellene egy olyan módszer, eszköz, elv.. stb, ami mérés nélkül teszi lehetővé a megismerést.
Ezért idéztem a húrelméletet, ami mérés nélkül a matematika szépségével próbálja összerakni a mozaikot, csak mérés hiányában fogalmunk sincs hogy van-e relevanciája. De tovább menve, akár az is lehetséges hogy a szuperhúrelmélet tökéletesen le fogja írni a világot, felhasználva a 21.-22.sz század matekját, megtaláljuk 2087ben azt a calabi yau teret ami a mi fizikánkhoz hasonló jellemzőket produkál, csak amikor a méréses bizonyításhoz eljutunk azt kapjuk hogy nem egyezik az elmélettel, közben pedig lehet hogy csak azért nem mert a mérésekkel megváltoztatjuk a konstrukciót, és tudjuk meglátni a teljes összefüggésrendszert.

Szóval lehet hogy ez megint paradoxon? Lehet hogy meg tudjuk majd kreálni a tökéletes elméletet, de lehet hogy soha nem fogjuk tudni igazolni?

Rigel írta:Lehet, hogy nem kéne egy "szemléletes" magyarázat kialakításán görcsölni. Szerintem...

Jó, de akkor feladod azt a reményt hogy az ember valaha is megértse a QM-et? Oké használjuk az egyenleteit, meg dolgozunk vele stb... de ne akarjuk megérteni? Olyanok legyünk mint a buta sofőr, aki csak vezeti az autót, de fogalma sincs hogy működik? Nem így vagyunk összerakva.


Aurora írta:Banzai irta: Vagyis akkor kapunk egy szuper, kiátlagolt képet egy tönkretett és torzított mikrorendszer tulajdonságairól?

Igen, kiátlagolt és torzított kép. Viszont, ha sok mérést végzünk, akkor mindegyik egy kicsit másképp tönkretett, így a statisztikus kiértékelés felszínre hozhatja, a mikroszkópikus rendszer eredeti tulajdonságait.
Vagyis szerintem érzéseim szerint...

Banzai irta:Én bízom benne hogy másként is lehet majd csinálni, bár fogalmam sincs hogyan. Ugye ismerjük a régi hasonlatot, hogy a szétvert Dávid-szobor apró szilánkjaiból, szeretnénk kideríteni Michelangelo gondolatait és művészetét.

Ha mikroszkópikus lenne a detektor, akkor alig sértené a mikrorendszert. De ennél nagyon lassan halnának el az interferenciatagok, vagyis nagyon sokáig kellene várni, hogy a rendszer beessen az egyik sajátállapotába. Vagyis távolról sem lenne ez a detektor ideális. Ideális detektor az, ami csak a kvantumrendszer sajátállapotait méri, valamekkora valószínűséggel. Ilyen szigorúan véve csak végtelen méretű detektornál fordulna elő, véges méretnél mindig van egy tranziensz szakasz, amelyben a kevert állapotok szeparálódnak, és a mérőberendezés egy sajátállapotba "esik". Vagyis a "hullámfüggvény összeomlik". Minél kisebb a detektor, annál lassabb ez a kollapszus.

Csakhogy a mérés a mikrorendszer számára úgy, ha mint ahogy hatott Hiroshima számára az atomrobbanás. Meg kell elégedni azzal, hogy mi makroszkópikus hatásokat kapunk a mikrorendszer felől, és mi ezt a nyelvet vizsgálhatjuk. Viszont mégis összefüggés van a mérőberendezésben levő makroszkópikus jelek (pl. szikrák) sokasága és a mikrokozmosz jelenségeinek lefolyása között. Lehet, hogy a mikroszkópikus jelenség megsemmisül a mérés során, de úgy érzem, hogy különböző mérés másképp semmisíti meg a kvantumfolyamatot. És emiatt a mérések sokasága mégis hű képét adja a sértetlen mikroszkópikus jelenségről.

Csakhogy a mérés a mikrorendszer számára úgy, ha mint ahogy hatott Hiroshima számára az atomrobbanás. Meg kell elégedni azzal, hogy mi makroszkópikus hatásokat kapunk a mikrorendszer felől, és mi ezt a nyelvet vizsgálhatjuk. Viszont mégis összefüggés van a mérőberendezésben levő makroszkópikus jelek (pl. szikrák) sokasága és a mikrokozmosz jelenségeinek lefolyása között. Lehet, hogy a mikroszkópikus jelenség megsemmisül a mérés során, de úgy érzem, hogy különböző mérés másképp semmisíti meg a kvantumfolyamatot. És emiatt a mérések sokasága mégis hű képét adja a sértetlen mikroszkópikus jelenségről.

Simonyi: Villamosságtan című könyv bevezetőjében nagyon érdekesen van tárgyalva, hogy az emberek alapvetően a mechanikához vannak szokva, általa alakult ki a fizikai szemlélet. És a villamos jelenségek nem voltak szemléletesek mondjuk akkor amikor megjelent az elektromosság felfedezése során. A XX. század embere számára már természetesebb az elektromágnesség, mert abba nőt bele. Mégis az elektromosság tanításánál használnak mechanikai analógiákat, például a feszültségnél, hogy az olyan, mint egy edény magassága, a kapacitás pedig, olyan, mint az edény térfogata. Hogy így jobban elképzelhető legyen.
A kvantummechanika is talán egyre inkább szemléletesebbé fog válni az idő múlásával, ahogy az emberek a kvantummechanika vívmányai között nőnek fel.

Egy felvillanás önmagában nem hordoz sok információt. Viszont a felvillanások sokasága viszont jellemzi a teljes mikroszkópikus rendszert. Ugyanis a hullámfüggvény ugyanis nem egy részecskéhez tartozik, hanem a részecskék sokaságához.
Ha nézzük a ró(x,p) sürüségfüggvényt, akkor ez a klasszikus statisztikus fizikában nagyon jól müködik. Viszont a kvantummechanikában az x és p közötti határozatlansági reláció miatt nem lehet helyes mennyiség. Viszont, a hullámfüggvény csak x-től, vagy pedig csak p-től függ, így ennek abszolútérték négyzete olyan valószínűségi sűrűséget ad, ami már tiszteletben tartja a komplementaritás elvét.
Úgy gondolom, csak akkor lenne baj, hogy a mikrorendszer megsemmisül a mérés során, ha mondjuk mikroeseményt akarunk vizsgálni. De abból csak egy fényfolt lesz a detektoron. Viszont amúgy is mikrorészecskék sokaságára van szükségünk, hogy mondjuk egy elhajlási képet kirajzoljon a sok fénypont.

Az a baj, hogy a kvantummechanika szemléletét a régebbi szemléletektől függetlenül, a kísérleti tapasztalatokból kellene megalkotni. Csak a "klasszikus" kvantummechanika ehhez szerintem nem elég mély. Hullámfüggvénnyel számol, de mintegy egy kiegészítő lemma, hogy az legyen a részecske valószínűségi amplitúdója, és hogy milyen legyen a viszonya a részecskebecsapódásokkal. Viszont a QED alapján szerintem lehet szemléletes elképzelést alkotni a világról. Másodkvantálással a részecsketermészetet is magában foglalja, és a hullámfüggvényt is a téroperátorokból származtatni lehet (konkrétan az elektron téroperátora: hullámfüggvény(spinor*síkhullámfaktor)*keltő(vagy eltüntető) operátor.
banz.
Avatar
Banzai
 
Hozzászólások: 1274
Csatlakozott: 2014.03.14. 19:22
Has thanked: 158 times
Been thanked: 115 times
Név: T

Re: A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: mmormota » 2014.03.20. 00:23

De nekem továbbra is az a problémám, hogy hogyan tudjuk megismerni a kvantumrendszert beavatkozás nélkül. Hogy tudom megnézni hogy mi van a kártyavár alatt, amikor nem nyúlhatok hozzá? Miért interferál az elektron önmagával, amikor különböző időpontban lövöm őket ki? Van-e más eszköz a megismerésre a mérésen kívül?


Nekem ez a "mit csinál a szél ha nem fúj" típusú felvetés.

A részecskének szerintem lehet olyan tulajdonsága aminek tényleg nincs ilyen határozott értéke, csak mond valamit ha rákérdeznek. Pl. nem azért nem tudjuk melyik lyukon ment át mert ügyetlenül mérünk, hanem tényleg nincs értelme se a kérdésnek hogy valójában melyiken ment át, ha nem mérjük meg.
Az emberi léptékű világban meg azért van értelme a "melyik ajtón jött be" jellegű kérdésnek, mert rengeteg apró eldőlt kérdés összegzett valószínűsége már annyira kitünteti egyik ajtót, hogy a másikat nyugodtan el lehet hanyagolni.
De ha nagy fáradsággal összehoznak olyan kísérletet ahol mindent elkövetnek hogy ne legyen válasz kikényszerítve, akkor makroszkopikusan is érdekes dolgok jöhetnek létre, mint pl. a bombatesztelő paradoxon, késleltetett választás meg hasonlók.
mmormota
 
Hozzászólások: 347
Csatlakozott: 2014.03.16. 00:56
Has thanked: 10 times
Been thanked: 44 times

Re: A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: Auróra » 2014.03.20. 00:52

[quote="Banzai"]Pár hónapja folytattunk erről a témáról egy jó kis beszélgetést egy másik fórumon, talán nem bánják az ebben résztvevők sem ha beidézem ennek egy részletét. Azt gondolom érdekes téma, amelyben a a megismerés határait boncolgatjuk a mérés szerepét és talán vannak olyan felvetései amelyeken érdemes elgondolkodni. [quote]

Elvileg a hullám-részecske dualizmust, a méréselmélet minden paradoxonját tartalmazza a kvantumelektrodinamika. Ahogy a teljes klasszikus fizikát is, a folyadékok turbulenciáját. Gravitációelméletet (például csillagászat), és a radioaktív jelenségeket (gyenge és erős kölcsönhatást) nem lehet leírni vele. Az az alapprobléma szerint, hogy mindig az Einstein-i fotonkép, és a fény klasszikus hullámtermészete honosodott meg, és ezek kibékíthetetlen ellentéte bolygatja meg a tudomány iránt érdeklődök lelki nyugalmát. A kvantumelektrodinamikában kvantált mezők vannak. A mezőkben továbbra is ugyanúgy képes hullámok terjedni, mint a klasszikus elektrodinamikában, viszont a mező maga módosult, már nem egy klasszikus képződmény, hanem egy olyan verzió, amely figyelembe veszi a határozatlansági relációt (vagyis az elektromos és a mágneses térerősségekre is vonatkozik a határozatlansági reláció).
A fekete test sugárzásának tárgyalásakor már Jeans észrevette, hogy az elektromágneses tér független rezgési módusokra bonthatóak fel, amik időfüggésére külön-külön a harmonikus rezgőmozgások egyenlete érvényes, csak más frekvencia tartozik hozzájuk. Ezt a módszert használták az elektromágneses mező másodkvantálásánál is. Csak az egyes módusok amplitúdóinak sajátállapotai (időfüggetlen állapotai) csak diszkrét értékeket vehetnek fel, amik az adott módusnak megfelelő fotonszámállapotok felelnek meg. Fotonszámállapotok viszont síkhullámok, mindenféle lokalizáció nélkül, vagyis nem röpködő golyóbisok.
Még egy fontos feltétel, hogy ezek az oszcillátorok nem rendelkeznek nullaponti energiával. Érthető is, mert a "hagyományos kvantumos oszcillátor" esetén mindig fellép az 1/2*n*h*omega nullaponti energia, mégpedig az elektron koordináta-impulzus határozatlanság miatt, mert ott a sajátfüggvény egy lokalizált hullámfüggvény, Hermite-polinom. Itt az elektronnak se a koordinátája nem ismerhető teljesen pontosan (ez a Dirac-delta hullámfüggvénynél lenne), sem az impulzusa (ez a síkhullám alakú hullámfüggvény lenne) nem határozható meg pontosan.
Viszont a kvantált elektromágneses mező állapotai síkhullámok, az impulzusok pontosan ismert, nem lép fel nullaponti energia. A kvantált elektromágneses mező, és az összes többi mező is igazából kvantált rotátorokból áll, amiknek diszkrét energiaértékeik vannak (részecskeszám), viszont nulla a nullaponti energiájuk. Heitler: A sugárzás kvantumelméletében című könyvben láttam, hogyan lehet a mezők másodkvantálását elvégezni, hogy fel se merüljön végtelenek eltolásának abszurduma, önkényes operátorsorrendbeállítás (szakszóval normálrendezés). A titka az, hogy végig klasszikus mennyiségekkel kvantál, és ott még a keltő és eltüntető operátorok Fourier-együtthatók, amik felcserélhetők, és ezekkel kiszámolják a H=N a* a, Hamilton-sűrűség, N a részecskeszám, és ezt kvantálja, és ebből lesz a Hamilton-sűrűségoperátor (H=N a+ a). A mező egyik térpontjához tartozó rotátor ahányadik energiaszinten van, annyi darab részecske van abban a pontnak. De a részecske igazából a mező rezgésének kvantált térerősségamplitudójának elemi kvantumértéke.

Ilyen a kvantumelektrodinamikára épített új szemlélettel (és nem 1900-as évek századelején uralkodóvá váló kváziklasszikus szemlélettel) minden jelenséget elvileg meg lehetne magyarázni. Csak ahogy látom ezt az elméletet leginkább csak elemi folyamatok sugárzási korrekciójának számítására használják (Lamb eltolódás és az elektron anomális mágneses momentumának a meghatározása eléggé elemi folyamatok), és nem egy olyan kollektív jelenség vizsgálatára, mint amilyen részecskéknek a detektorokkal való kölcsönhatása.

These users thanked the author Auróra for the post:
Banzai
Rating: 11.11%
 
Auróra
 
Hozzászólások: 64
Csatlakozott: 2014.03.15. 00:53
Has thanked: 21 times
Been thanked: 5 times
Név: Jóföldi Zsolt

Re: A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: Auróra » 2014.03.20. 01:07

Blohincev könyvében nagyon tetszett, hogy ki akar irtani a méréselméletből minden szubjektivitást. Teljesen mindegy, hogy ránézzünk-e a részecskére vagy sem, ettől független, hogy mi történik az elektronnak. Csak az a fontos, hogy az elektron milyen kölcsönhatáson esik át, ami mondjuk a mérését teszi lehetővé. Hogy mi lenne az elektronnal, hogy a mérőeszköz nem hatna az elektronra egy teljesen értelmetlen kérdés. Mivel mi makroszkópikus lények vagyunk, és mérőműszerünk csak makroszkópikus hatások keltésével tájékoztathat minket a mikrokozmosz jelenségeiről. A kvantummechanika lehetővé teszi, hogy a mérések makroszkópikus hatásainak statisztikájából kikövetkeztethessünk a mikroszkopikus jelenségeket, teljesen objektíven.
Egy részecskéhez nem tartozik hullámfüggvény. A hullámfüggvény részecskék sokaságához tartozik, konkrétan a hullámfüggvény négyzete, maga a sokaság sűrűségfüggvénye. Csak a komplementaritás elve miatt a hullámfüggvény (így a sűrűségfüggvény is), vagy csak a koordinátától függhet, vagy csak az impulzustól. A határozatlansági reláció nem azért lép fel, mert a mérőeszköz módosítja a mikroszkópikus világot, hanem azért, mert a mikroszkópikus világnak ez az alaptermészete. Ha nem mérünk detektorral, akkor is a mikroszkopikus dinamika a határozatlansági relációt követi, vagyis nem a mikroszkozmosz és a detektor közötti kölcsönhatás eredménye a határozatlansági reláció. Ez magyarázza az EPR paradoxont.
Auróra
 
Hozzászólások: 64
Csatlakozott: 2014.03.15. 00:53
Has thanked: 21 times
Been thanked: 5 times
Név: Jóföldi Zsolt

Re: A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: Banzai » 2014.03.20. 09:06

mmormota írta:A Nekem ez a "mit csinál a szél ha nem fúj" típusú felvetés.


Oké csak az a baj hogy példánkban, hogy a szelet érzékeljük, mérjük, de nem nagyon tudjuk, hogy mi a levegő kérdés megismerhetjük-e...

mmormota írta:csak mond valamit ha rákérdeznek


Igen, pont erről beszéltünk korábban is, reagál a környezetére, a hatásokat látjuk. A kérdés az hogy megismerhetjük-e önmagában is. Kicsit erre vonatkozik a fő kérdés is hogy létezhet-e a teljes megismerés. Megismerhetjük.e egy ember személyiségét anélkül hogy kérdéseket tehetnénk fel neki, vagy látnánk a cselekedeteit. (Talán a TOE léte is ezzel függ össze) A baj ugye az, hogy ha megalkotunk egy tökéletes elméletet honnan fogjuk tudni hogy tényleg megtaláltuk ha pl a kvantumvilág mindig elfordítja az arcát tőlünk.
A másik útként csak a tiszta matematika marad és egy tökéletes matematikai konstrukció megalkotása (pl, húrelmélet) ami ráhúzható működő világunkra, csak a kérdés hogy a kettő találkozhat-e egymással valaha is.

mmormota írta:a bombatesztelő paradoxon, késleltetett választás meg hasonlók.


bombatesztelőst nem ismerem elmondanád? A késleltetett választásos kísérlet név alatt futók úgy tudom kvantumosak.
A hozzászólást 2 alkalommal szerkesztették, utoljára Banzai 2014.03.20. 09:49-kor.
banz.
Avatar
Banzai
 
Hozzászólások: 1274
Csatlakozott: 2014.03.14. 19:22
Has thanked: 158 times
Been thanked: 115 times
Név: T

Re: A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: Banzai » 2014.03.20. 09:13

Auróra írta:Hogy mi lenne az elektronnal, hogy a mérőeszköz nem hatna az elektronra egy teljesen értelmetlen kérdés.


Így van, pont erről szól a koppenhágai interpretáció elutasítása. Ezért is tekintjük ideje múltnak.

Auróra írta:Mivel mi makroszkópikus lények vagyunk, és mérőműszerünk csak makroszkópikus hatások keltésével tájékoztathat minket a mikrokozmosz jelenségeiről. A kvantummechanika lehetővé teszi, hogy a mérések makroszkópikus hatásainak statisztikájából kikövetkeztethessünk a mikroszkopikus jelenségeket, teljesen objektíven.


Érdekes ezt pont fordítva gondoltam volna, vagyis hogy a mikroszópikus, kvantum hatások statisztikájából következtetünk makroszkópikus hatásokra. Pl egy gyorsító nem kvantumhatások statisztikájával operál?

Auróra írta:Egy részecskéhez nem tartozik hullámfüggvény.


Akkor pl, amikor egyesével végzik el elektronokkal a kétréses kísérletet, és a részecskék hullámfüggvényének összeomlásáról beszélnek, az nem jó megfogalmazás?
banz.
Avatar
Banzai
 
Hozzászólások: 1274
Csatlakozott: 2014.03.14. 19:22
Has thanked: 158 times
Been thanked: 115 times
Név: T

Re: A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: Auróra » 2014.03.20. 13:11

Banzai írta:
Érdekes ezt pont fordítva gondoltam volna, vagyis hogy a mikroszópikus, kvantum hatások statisztikájából következtetünk makroszkópikus hatásokra. Pl egy gyorsító nem kvantumhatások statisztikájával operál?


A detektorokban létrejövő fényfelvillanások makroszkópikus hatások. Ezek a felvillanások rajzolják azokat a szórásképeket, amikből ki lehet számítani a hatáskeresztmetszeteket, amikből a mikroszkópikus folyamatokra lehet következtetni. Fontos, hogy nagyon sok becsapódás történjen, mert mondjuk, ha csak egy becsapódás történik, akkor abból nem lehet hatáskeresztmetszetet meghatározni.

Banzai írta:
Akkor pl, amikor egyesével végzik el elektronokkal a kétréses kísérletet, és a részecskék hullámfüggvényének összeomlásáról beszélnek, az nem jó megfogalmazás?



Egyáltalán nem jó. Ott is van sok részecskéből álló statisztikus sokaság, amihez tartozik hullámfüggvény. Csak ennek a sokaságnak a részecskéi időben elválasztva egyenként érkeznek be a berendezésbe, és nem pedig egyidőben sokan. De ahhoz, hogy az interferenciaeloszlást a sok egyenként bekövetkező fénypont kirajzolja, eleve sok különböző egyrészecske interferencia-kísérlet tartozik. Ha tényleg csak egyetlen részecske interferenciáját vizsgálnák, és nem sok egyrészecske kísérlet együttesét (ami már nem egyrészecskéről szól, hanem részecskék sokaságáról, amik nem egyidőben érkeznek, hanem külön-külön mérésekben), akkor csak egy fényfellvillanást kapnának a deteron, és nem interferenciaeloszlást.

A hullámfüggvény összeomlás a mérés során az állapotok interferenciatagjainak lecsengése, és a sajátállapotok elszeparálódását jelenti. De ez sokaságokra vonatkozik, mert a hullámfüggvény sokaságokra vonatkozik (a hullámfüggvény abszolútértéknégyzete a kvantumsokaság sűrűségfüggvénye).

Az EPR kísérletben két részecskéhez tartozik egy sokrészecske hullámfüggvény. Ez a hullámfüggvény tartalmaz korrelációkat, mégpedig azt, hogy mivel az összetartozó részecskék egy elemi folyamatból keletkeztek, nem független az impulzusuk (impulzusmegmaradás), illetve, ha a helyzetüket akarjuk mérni, akkor az egyik részecske helyzete már egyértelműen meghatározza a másikat. Így, ha a részecskepár egyik tagjának impulzusának, vagy helyzetének megmérésével a másik részecske, impulzusára vagy helyzetére következtethetünk. Vagyis a részecskék együttesének helyzete vagy impulzusa lehet csak véletlenszerű, a két részecskék relatív impulzusa, vagy relatív koordinátája pontosan meghatározott. Vagyis az egyik részecske impulzusát vagy koordinátáját kimérjük, akkor a másik részecske impulzusa és koordinátája is pontosan ismerté válik, vagyis az nem lesz már véletlenszerű.

These users thanked the author Auróra for the post:
Banzai
Rating: 11.11%
 
Auróra
 
Hozzászólások: 64
Csatlakozott: 2014.03.15. 00:53
Has thanked: 21 times
Been thanked: 5 times
Név: Jóföldi Zsolt

Re: A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: mmormota » 2014.03.23. 19:36

Banzai írta:bombatesztelőst nem ismerem elmondanád? A késleltetett választásos kísérlet név alatt futók úgy tudom kvantumosak.


http://en.wikipedia.org/wiki/Elitzur%E2 ... omb_tester

These users thanked the author mmormota for the post:
Banzai
Rating: 11.11%
 
mmormota
 
Hozzászólások: 347
Csatlakozott: 2014.03.16. 00:56
Has thanked: 10 times
Been thanked: 44 times

Re: A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: Auróra » 2014.03.26. 15:33

Auróra írta:
Banzai írta:Csak ügyrendileg szólnék hozzá... :): nem érdemelne ez a témakör egy külön topicot?


Szia Banzai!

Köszönöm, hogy kitárgyaltam ezt a témát ezen a topicon. Nem akartam emiatt egy külön topicot nyitni, mert a kérdések megoldása után holt topiccá válna. Ezután tényleg csak a kvantummérés elméletéről fogok itt írni.


Nagyon sokat foglalkoztam kvantumjelenségek tanulásával és úgy vélem, hogy a paradoxonoknak az oké abban áll, hogy a kvantummechanika mögötti filozófiát nem veszik eléggé komolyan. Mert csak filozófia, nem matek... Oké, amíg nem akarunk azon gondolkodni, hogy mi történik egy elektronnal egy kísérlet során, csak a sokaság hullámfüggvényét, az energiaspektrumokat akarjuk számolni, addig nem is kell mélyen tárgyalni. Viszont abban a témában amiről ez a topic szól, nagyon fontos a filozófia.

A kvantummechanikát nem lehet 1900-as évek eleji kváziklasszikus szemlélet alapján tárgyalni, ahogy a mai napig is teszik. Csak a korszerű QED alapján kellene, és nem úgy, mint Feynman (akit tisztelek és fanatikus rajongója vagyok), hogy klasszikus részecskéket használ, és azok különböző lehetséges pályán, különböző valószínűségekkel rendelkezhetnek, és így küszöböli ki a részecske-hullám dualizmust. Mezőpárti vagyok, csak mezőket kellene szerintem használni, a filozófiai részhez. (A számolásnál mindkettő jó) Mert magában a QED elméletében mezők szerepelnek, nincsenek benne korpuszkulák (oké kvantált a mező állapotai, de ez szerintem egészen mást jelen), és olyan dolgokat, amiket nem tartalmaz elképzelni sem szabad. Jó egy atommag, vagy hadron lokalizált, de úgye az egy mezőcsomag, gluonok által összetartott tértartomány, lokalizált erőtér. Ez is összhangban van a QED-vel.
A hozzászólást 1 alkalommal szerkesztették, utoljára Auróra 2014.03.26. 15:48-kor.
Auróra
 
Hozzászólások: 64
Csatlakozott: 2014.03.15. 00:53
Has thanked: 21 times
Been thanked: 5 times
Név: Jóföldi Zsolt

Re: A fizikai megismerés határai

HozzászólásSzerző: Banzai » 2014.03.26. 19:29

Auróra írta:A kvantummechanikát nem lehet 1900-as évek eleji kváziklasszikus szemlélet alapján tárgyalni, ahogy a mai napig is teszik.


Én nem gondolom hogy ez így lenne. Nem tudom olvastad-e 'John Gribbin - Schrödinger kiscicái' könyvét, abban pont ezt a folyamatot követi végig tudománytörténeti elemekkel. Szerintem ez a terület is szépen fejlődik, bár nyilván sok az irányzat.
banz.

These users thanked the author Banzai for the post:
Auróra
Rating: 11.11%
 
Avatar
Banzai
 
Hozzászólások: 1274
Csatlakozott: 2014.03.14. 19:22
Has thanked: 158 times
Been thanked: 115 times
Név: T

Következő

Vissza: Elméleti fizikai kérdések, problémák

Ki van itt

Jelenlévő fórumozók: nincs regisztrált felhasználó valamint 5 vendég

cron