Квантовая физика и философия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Квантовая физика и философия

«Неужели Луна существует только потому, что на нее смотрит мышь?» Альберт Энштейн

Квантовая физика и философия - эти понятия кажутся абсолютно разными. И это не удивительно, ведь исходя из определений: философия - наука о всеобщих закономерностях, которым подчинены как бытие (т.е. природа и общество), так и мышление человека, процесс познания [1]; квантовая физика - раздел теоретической физики, в котором изучаются квантово-механические и квантово-полевые системы и законы их движения [2]. Ни одно слово в определениях этих понятий не дает нам пищи к размышлению о возможных параллелях, которые можно провести, изучая эти направления. Никто и предположить не мог, что философы прошлого, могли, не имея представления о существовании квантовых частиц, точно описать законы их движения и существования в пространстве. Поэтому в данной работе будут показаны точки соприкосновения этих одновременно разных и похожих направлений науки.

В современном научном мире принято считать, что наука не нуждается в философии и это позиция таких ученых как Л. Ландау и Р. Фейнман. Многие люди, ученые и обыватели, прямо сейчас могут сказать, что эта связь абстрактна и изначально ложна. Но многие физики (ученые) занимались философией, и именно их наблюдения дали понять, что развития науки не существует, если она оторвана от философии. Этого мнения придерживались такие личности, как В. Гейзенберг, А. Энштейн, М. Планк, Н. Бор, Э. Шредингер и многие другие. Доказательством того, что вопрос связи квантовой физики и философии до сих пор трогает умы, может быть конференция на тему: «Квантовая физика и природа реальности», проходившая в 2010 году, на которой были поставлены такие вопросы:

«Взаимодействие с вопросами философии

(а) Как различные аспекты понятия реальности влияют на нашу оценку различных интерпретаций квантовой теории?

(б) Как разные понятия вероятности проявляются в интерпретации квантовой теории?»[3].

Следовательно, вопрос и том, нужна ли философия науке является открытым и рассматривается на научных конференциях.

Находить общее начнем с основного принципа суперпозиции в квантовой физике, он демонстрируется на рисунках 1 и 2. Отличие результата наблюдений за поведение электронов при прохождении их через щель, заключается лишь в наличии детектора, но поведение электронов при этом существенно разнится. В квантовой механике это объясняется явлением корпускулярно-волнового дуализма, который говорит о том, что электрон ведет себя в присутствии наблюдателя, как частица, в его отсутствии обладает свойствами волны. На научном жаргоне это называется проблемой «квантовой шизофрении». Не просто представить частицу, которая натыкаясь на преграду с несколькими отверстиями, моментально делиться и одновременно проходит через все отверстия.

Рисунок 1 - Прохождение электронов через два отверстия с присутствием детектора слежения за движением электронов.

физика квантовый философия электрон

Рисунок 2 - Прохождение электронов через два отверстия, без детектора

Наиболее известной аналогией данного состояния, является объяснение парадокса кота Шредингера: «Некий кот заперт в стальной камере вместе со следующей адской машиной (которая должна быть защищена от прямого вмешательства кота): внутри счётчика Гейгера находится крохотное количество радиоактивного вещества, столь небольшое, что в течение часа может распасться только один атом, но с такой же вероятностью может и не распасться; если же это случится, считывающая трубка разряжается и срабатывает реле, спускающее молот, который разбивает колбочку с синильной кислотой. Если на час предоставить всю эту систему самой себе, то можно сказать, что кот будет жив по истечении этого времени, коль скоро распада атома не произойдёт. Первый же распад атома отравил бы кота. Пси-функция системы в целом будет выражать это, смешивая в себе или размазывая живого и мёртвого кота (простите за выражение) в равных долях.

Типичным в подобных случаях является то, что неопределённость, первоначально ограниченная атомным миром, преобразуется в макроскопическую неопределённость, которая может быть устранена путём прямого наблюдения…»[4]. Демонстрация парадокса представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Парадокс кота Шредингера

Данный парадокс показывает неполноту квантовой механики, показывает, что существование атома как частицы или волны зависит только от наблюдателя. Так же именно это эксперимент рождает множество теорий, например теория о том, что электрон заранее знает, будет ли детектор включен. Квантово волновой дуализм так же используют для обоснования теории нереальности нашего мира в философии. Многие точки соприкосновения философии и квантовой физики могут быть рассмотрены как доказательства существования матрицы.

В одном из доказательств виртуальности нашего мира (теории матрицы) приводится пример с компьютерными играми. Локации игры детализируются только в том случае, когда мы наблюдаем за происходящим. Если персонаж игры находится в определенной части города, то вокруг него кипит жизни, появляются пешеходы, транспорт и т.д., в то же время остальные части города пусты. Сторонники данной теории предполагают, что тоже происходит и с атомами, они ведут себя как волны, пока за ними не начинают наблюдать. И всё существующее это порождение сверхмощного компьютера, который способен одновременно просчитывать бесконечное множество деталей. Еще одним доказательством виртуальной реальности нашего мира из квантовой физики является феномен замедления времени с увеличением скорости. Это говорит о том, что компьютер обновляет информацию с определенной скоростью и «подвисает» при приближении скорости какого-либо объекта к скорости света.

Самым сильным доказательством существования матрицы, является квантовая запутанность. Принимая во внимание то, что фотон летит в пространстве (вращается) и не обладает спином (направлением) до того момента, пока за ней не наблюдают, находясь в суперпозиции неопределенности, проводят эксперимент. Смысл которого заключается в том, что два фотона, которые испустил одновременно и в разные стороны атом цезия являются связанными из-за закона сохранения импульса. Из этого следует, что при наблюдении за одним фотоном, узнав его направление спина, второй фотон моментально примет противоположное направление независимо от расстояния. Из этого следует, что скорость передачи информации между фотонами как минимум в 100 000 раз быстрее скорости света, последние сведения о достижениях представлены в ссылках [6-8]. Считается что, мгновенная связь невозможна в реальном физическом мире. Именно поэтому сторонники теории матрицы полагают, что мир существует в виртуальном мире и когда два фотона запутываются, их программы объединяются для совместного ведения двух точек. Если одна программа отвечает за верхний спин, а другая за нижний, то их объединение отвечает за оба пикселя, где бы они ни были. При выборе одним из фотонов произвольного направления, второй автоматически выбирает противоположное положение. Этот код игнорирует расстояние, так как программе не нужно просить у пикселя изменить направление.

Теория симуляции развивается и ищет веские доказательства для подтверждения данной теории, пытаясь заслужить признание в мире науки. Это не единственная теория, которая имеет точки соприкосновения с квантовой физикой, но это та теория, где встречаются и объясняются множество теорий квантовой физики одновременно.

Возвращаясь к изучению поведения атомов с уверенностью можно сказать лишь то, что написал один из великих теоретиков второй половины XX века физик Джон Арчибальд Уилер. После многих экспериментов он пришел к одному конкретному выводу: «Никакой квантовый феномен не является феноменом, пока он не является наблюдаемым (регистрируемым) феноменом». Это означает, что ни один ученый до сих пор не может точно сказать о природе поведения атомов до начала наблюдения за ними.

Список используемой литературы

1. Э. Ильенков. Философский словарь. / 2?е изд. Москва, 1968, с. 378.

2. Википедия //Квантовая физика // https://ru.wikipedia.org

3. Конференция: «Квантовая физика и природа реальности», Оксфорд 2010г: https://docs.wixstatic.com/ugd/3112e2_b0ef4694142540228e868d7efa23773c.pdf

4. Согласно Шрёдингеру // Всё-таки кошка. Из оригинальной статьи Шрёдингера: «нем. Die Psi-Funktion des ganzen Systems wьrde das so zum Ausdruck bringen, daЯ in ihr die lebende und die tote Katze (s. v. v.) zu gleichen Teilen gemischt oder verschmiert sind.»

5. Наука. Величайшие теории: выпуск 5: На волне Вселенной. Шрёдингер. Квантовые парадоксы. / Пер. с франц. -- М.: Де Агостини, 2015. -- с.30

6. Физики добились твердой квантовой запутанности // Лента.Ру. 2012г. https://lenta.ru/news/2010/01/12/entanglement/

7. Herrmann L. G., et al. Carbon Nanotubes as Cooper-Pair Beam Splitters // Physical Review Letters : журнал. -- 2010. -- Т. 104, вып. 2.

8. Баргатин И. В., Гришанин Б. А., Задков В. Н. Запутанные квантовые состояния атомных систем // Успехи физических наук : журнал. -- М., 2001. -- Т. 171, № 6

Размещено на Allbest.ru