Die klassische Physik, die vor der Erfindung der Quantenmechanik existierte, beschreibt die Natur in einem gewöhnlichen (makroskopischen) Maßstab. Die meisten Theorien in der klassischen Physik können als Näherungen abgeleitet werden, die auf den Skalen arbeiten, an die wir gewöhnt sind. Die Quantenphysik (auch Quantenmechanik) unterscheidet sich von der klassischen Wissenschaft dadurch, dass Energie, Impuls, Drehimpuls und andere Größen eines gekoppelten Systems auf diskrete Werte beschränkt sind (Quantisierung). Objekte haben sowohl in Form von Teilchen als auch in Form von Wellen besondere Eigenschaften (Dualität von Wellenteilchen). Auch in dieser Wissenschaft gibt es Grenzen der Genauigkeit, mit der Größen gemessen werden können (Unschärferelation).
Man kann sagen, dass nach dem Aufkommen der Quantenphysik in den exakten Wissenschaften eine Art Revolution stattfand, die es ermöglichte, alle alten Gesetze, die zuvor als unbestreitbare Wahrheiten g alten, zu überdenken und zu analysieren. Ist das gut oder schlecht? Vielleicht eine gute Sache, denn wahre Wissenschaft sollte niemals stillstehen.
Allerdings ist die "Quantenrevolution" gewordeneine Art Schlag für die Physiker der alten Schule, die sich damit abfinden mussten, dass sich das, woran sie früher geglaubt hatten, nur als eine Reihe fehlerhafter und archaischer Theorien herausstellte, die dringend überarbeitet und an die neue Realität angepasst werden mussten. Die meisten Physiker nahmen diese neuen Ideen über eine bekannte Wissenschaft begeistert an und trugen zu ihrer Erforschung, Entwicklung und Umsetzung bei. Heute bestimmt die Quantenphysik die Dynamik für die gesamte Wissenschaft. Ihr ist es zu verdanken, dass wegweisende experimentelle Projekte (wie der Large Hadron Collider) entstanden sind.
Eröffnung
Was lässt sich über die Grundlagen der Quantenphysik sagen? Es entstand nach und nach aus verschiedenen Theorien, die Phänomene erklären sollten, die mit der klassischen Physik nicht in Einklang zu bringen waren, wie Max Plancks Lösung im Jahr 1900 und seine Herangehensweise an das Strahlungsproblem vieler wissenschaftlicher Probleme und die Korrespondenz zwischen Energie und Frequenz in einer Arbeit von 1905 von Albert Einstein, der photoelektrische Effekte erklärte. Die frühe Theorie der Quantenphysik wurde Mitte der 1920er Jahre von Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born und anderen grundlegend überarbeitet. Die moderne Theorie wird in verschiedenen speziell entwickelten mathematischen Konzepten formuliert. In der einen gibt uns die arithmetische Funktion (oder Wellenfunktion) umfassende Auskunft über die Amplitude der Impulsortungswahrscheinlichkeit.
Grundlagen der Quantenphysik für Dummies
Wissenschaftliche Untersuchung der WelleDie Essenz des Lichts begann vor mehr als 200 Jahren, als die großen und anerkannten Wissenschaftler dieser Zeit die Theorie des Lichts auf der Grundlage ihrer eigenen experimentellen Beobachtungen vorschlugen, entwickelten und bewiesen. Sie nannten es Welle.
1803 führte der berühmte englische Wissenschaftler Thomas Young sein berühmtes Doppelexperiment durch, als Ergebnis schrieb er das berühmte Werk "On the Nature of Light and Color", das eine große Rolle bei der Gest altung moderner Ideen spielte diese bekannten Phänomene. Dieses Experiment spielte eine große Rolle bei der allgemeinen Akzeptanz dieser Theorie.
Solche Experimente werden oft in verschiedenen Büchern beschrieben, zB "Grundlagen der Quantenphysik für Dummies". Moderne Experimente mit Beschleunigung von Elementarteilchen, beispielsweise die Suche nach dem Higgs-Boson am Large Hadron Collider (kurz LHC), werden gerade durchgeführt, um viele rein theoretische Quantentheorien praktisch zu bestätigen.
Verlauf
1838 entdeckte Michael Faraday zur Freude der ganzen Welt die Kathodenstrahlen. Diesen aufsehenerregenden Studien folgte die Aussage über das Strahlungsproblem, den sogenannten „Schwarzen Körper“(1859), von Gustav Kirchhoff, sowie die berühmte Annahme von Ludwig Boltzmann, dass die Energiezustände jedes physikalischen Systems auch sein können diskret sein (1877).). Später erschien die von Max Planck (1900) entwickelte Quantenhypothese. Sie gilt als eine der Grundlagen der Quantenphysik. Plancks kühne Hypothese, dass Energie in diskreten "Quanten" sowohl emittiert als auch absorbiert werden kann(oder Energiepakete), entspricht genau den beobachteten Mustern der Schwarzkörperstrahlung.
Der weltberühmte Albert Einstein hat einen großen Beitrag zur Quantenphysik geleistet. Beeindruckt von Quantentheorien entwickelte er seine eigene. Die Allgemeine Relativitätstheorie - so heißt sie. Entdeckungen in der Quantenphysik beeinflussten auch die Entwicklung der speziellen Relativitätstheorie. Viele Wissenschaftler begannen in der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts, diese Wissenschaft auf Anregung von Einstein zu studieren. Sie war damals ganz vorne mit dabei, alle mochten sie, alle interessierten sich für sie. Kein Wunder, denn sie hat so viele "Löcher" in der klassischen Physik geschlossen (aber auch neue geschaffen), Zeitreisen, Telekinese, Telepathie und Parallelwelten wissenschaftlich begründet.
Die Rolle des Beobachters
Jedes Ereignis oder jeder Zustand hängt direkt vom Beobachter ab. Normalerweise werden so Menschen, die von den exakten Wissenschaften weit entfernt sind, die Grundlagen der Quantenphysik kurz erklärt. Die Realität ist jedoch viel komplizierter.
Das passt perfekt zu vielen okkulten und religiösen Traditionen, die seit Jahrhunderten auf der Fähigkeit der Menschen bestehen, die Ereignisse um sie herum zu beeinflussen. In gewisser Weise ist dies auch die Grundlage für eine wissenschaftliche Erklärung der außersinnlichen Wahrnehmung, denn nun erscheint die Aussage, dass ein Mensch (Beobachter) in der Lage ist, physikalische Ereignisse mit der Kraft seiner Gedanken zu beeinflussen, nicht abwegig.
Jeder Eigenzustand eines beobachteten Ereignisses oder Objekts entsprichtEigenvektor des Beobachters. Ist das Spektrum des Operators (Beobachters) diskret, kann das beobachtete Objekt nur diskrete Eigenwerte erreichen. Das heißt, das Beobachtungsobjekt sowie seine Eigenschaften werden vollständig von genau diesem Operator bestimmt.
Grundlagen der Quantenphysik in komplexen Worten
Im Gegensatz zur konventionellen klassischen Mechanik (oder Physik) kann man konjugierte Variablen wie Ort und Impuls nicht gleichzeitig vorhersagen. Beispielsweise können sich Elektronen (mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit) ungefähr in einem bestimmten Raumgebiet befinden, aber ihre mathematisch genaue Position ist eigentlich unbekannt.
Konturen mit konstanter Wahrscheinlichkeitsdichte, oft als "Wolken" bezeichnet, können um den Kern eines Atoms gezogen werden, um sich vorzustellen, wo sich ein Elektron am wahrscheinlichsten befindet. Das Heisenbergsche Unschärfeprinzip beweist die Unfähigkeit, ein Teilchen aufgrund seines konjugierten Impulses genau zu lokalisieren. Einige Modelle in dieser Theorie haben einen rein abstrakten Rechencharakter und implizieren keinen angewandten Wert. Sie werden jedoch häufig verwendet, um komplexe Wechselwirkungen auf der Ebene subatomarer Teilchen und anderer feinstofflicher Materie zu berechnen. Darüber hinaus erlaubte dieser Zweig der Physik den Wissenschaftlern, die Möglichkeit der realen Existenz vieler Welten anzunehmen. Vielleicht können wir sie bald sehen.
Wellenfunktionen
Die Gesetze der Quantenphysik sind sehr umfangreich und vielfältig. Sie kreuzen sich mitKonzept der Wellenfunktionen. Einige spezielle Wellenfunktionen erzeugen eine Streuung von Wahrscheinlichkeiten, die inhärent konstant oder zeitunabhängig ist, beispielsweise wenn in einem stationären Energiezustand die Zeit in Bezug auf die Wellenfunktion zu verschwinden scheint. Dies ist einer der Effekte der Quantenphysik, die für sie grundlegend ist. Das Merkwürdige ist, dass das Phänomen der Zeit in dieser ungewöhnlichen Wissenschaft radikal revidiert wurde.
Störungstheorie
Es gibt jedoch mehrere zuverlässige Wege, um die Lösungen zu entwickeln, die für die Arbeit mit Formeln und Theorien in der Quantenphysik erforderlich sind. Ein solches Verfahren, das allgemein als "Störungstheorie" bekannt ist, verwendet ein analytisches Ergebnis für ein elementares quantenmechanisches Modell. Es wurde geschaffen, um Ergebnisse aus Experimenten zu nutzen, um ein noch komplexeres Modell zu entwickeln, das mit einem einfacheren Modell verwandt ist. So sieht die Rekursion aus.
Dieser Ansatz ist besonders wichtig in der Theorie des Quantenchaos, die äußerst beliebt ist, um verschiedene Ereignisse in der mikroskopischen Realität zu interpretieren.
Regeln und Gesetze
Die Regeln der Quantenmechanik sind grundlegend. Sie behaupten, dass der Bereitstellungsraum eines Systems absolut grundlegend ist (es hat ein Skalarprodukt). Eine andere Aussage ist, dass die von diesem System beobachteten Effekte gleichzeitig eigenartige Operatoren sind, die Vektoren in genau diesem Medium beeinflussen. Sie sagen uns jedoch nicht, in welchem Hilbertraum oder in welchen Operatoren es existiertdieser Moment. Sie können geeignet gewählt werden, um ein Quantensystem quantitativ zu beschreiben.
Bedeutung und Wirkung
Seit Beginn dieser ungewöhnlichen Wissenschaft haben viele anti-intuitive Aspekte und Ergebnisse des Studiums der Quantenmechanik laute philosophische Debatten und viele Interpretationen provoziert. Selbst grundlegende Fragen, wie die Regeln zur Berechnung verschiedener Amplituden und Wahrscheinlichkeitsverteilungen, verdienen Respekt in der Öffentlichkeit und bei vielen führenden Wissenschaftlern.
Richard Feynman zum Beispiel bemerkte einmal traurig, dass er sich überhaupt nicht sicher sei, ob einer der Wissenschaftler überhaupt etwas von der Quantenmechanik verstünde. Laut Steven Weinberg gibt es derzeit keine Interpretation der Quantenmechanik, die für alle geeignet wäre. Dies deutet darauf hin, dass Wissenschaftler ein "Monster" geschaffen haben, dessen Existenz sie selbst nicht vollständig verstehen und erklären können. Dies schadet jedoch der Relevanz und Popularität dieser Wissenschaft in keiner Weise, sondern zieht junge Berufstätige an, die wirklich komplexe und unverständliche Probleme lösen wollen.
Außerdem hat die Quantenmechanik eine vollständige Überarbeitung der objektiven physikalischen Gesetze des Universums erzwungen, was eine gute Nachricht ist.
Kopenhagener Dolmetscher
Nach dieser Interpretation wird die uns aus der klassischen Physik bekannte Standarddefinition von Kausalität nicht mehr benötigt. Kausalität im üblichen Sinne existiert nach Quantentheorien für uns gar nicht. Alle physikalischen Phänomene in ihnen werden aus der Sicht der Wechselwirkung des kleinsten Elementars erklärtTeilchen auf subatomarer Ebene. Dieser Bereich ist trotz der scheinbaren Unwahrscheinlichkeit äußerst vielversprechend.
Quantenpsychologie
Was kann über die Beziehung zwischen Quantenphysik und menschlichem Bewusstsein gesagt werden? Dies ist wunderschön in einem Buch von Robert Anton Wilson aus dem Jahr 1990 mit dem Titel Quantenpsychologie geschrieben.
Nach der Theorie, die in diesem Buch dargelegt wird, sind alle in unserem Gehirn ablaufenden Prozesse auf die in diesem Artikel beschriebenen Gesetze zurückzuführen. Das heißt, dies ist eine Art Versuch, die Theorie der Quantenphysik an die Psychologie anzupassen. Diese Theorie gilt als parawissenschaftlich und wird von der akademischen Gemeinschaft nicht anerkannt.
Wilsons Buch zeichnet sich durch die Tatsache aus, dass er darin eine Reihe verschiedener Techniken und Praktiken liefert, die seine Hypothese mehr oder weniger beweisen. Auf die eine oder andere Weise muss der Leser selbst entscheiden, ob er an die Machbarkeit solcher Versuche glaubt, mathematische und physikalische Modelle auf die Geisteswissenschaften anzuwenden.
Wilsons Buch wurde von einigen als Versuch angesehen, mystisches Denken zu rechtfertigen und es an wissenschaftlich bewiesene, neumodische physikalische Formulierungen zu binden. Seit mehr als 100 Jahren ist dieses höchst nicht triviale und auffällige Werk gefragt. Das Buch wird weltweit veröffentlicht, übersetzt und gelesen. Wer weiß, vielleicht ändert sich mit der Entwicklung der Quantenmechanik auch die Einstellung der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Quantenpsychologie.
Schlussfolgerung
Dank dieser bemerkenswerten Theorie, die bald zu einer eigenständigen Wissenschaft wurde, konnten wir die Umwelt erforschenRealität auf der Ebene subatomarer Teilchen. Dies ist die kleinste aller möglichen Ebenen, die unserer Wahrnehmung völlig unzugänglich ist. Was Physiker bisher über unsere Welt wussten, muss dringend überarbeitet werden. Dem stimmen absolut alle zu. Es wurde offensichtlich, dass verschiedene Teilchen in völlig undenkbaren Entfernungen miteinander interagieren können, die wir nur durch komplexe mathematische Formeln messen können.
Darüber hinaus hat die Quantenmechanik (und Quantenphysik) die Möglichkeit vieler paralleler Realitäten, Zeitreisen und anderer Dinge bewiesen, die im Laufe der Geschichte nur als Stoff für Science-Fiction betrachtet wurden. Dies ist zweifellos ein großer Beitrag nicht nur für die Wissenschaft, sondern auch für die Zukunft der Menschheit.
Für Liebhaber des wissenschaftlichen Weltbildes kann diese Wissenschaft Freund und Feind zugleich sein. Tatsache ist, dass die Quantentheorie weite Möglichkeiten für vielfältige Spekulationen zu einem parawissenschaftlichen Thema eröffnet, wie bereits am Beispiel einer der alternativen psychologischen Theorien gezeigt wurde. Einige moderne Okkultisten, Esoteriker und Anhänger alternativer religiöser und spiritueller Bewegungen (meistens Psychokulte) wenden sich den theoretischen Konstruktionen dieser Wissenschaft zu, um die Rationalität und Wahrheit ihrer mystischen Theorien, Überzeugungen und Praktiken zu untermauern.
Dies ist ein beispielloser Fall, als einfache Vermutungen von Theoretikern und abstrakte mathematische Formeln zu einer echten wissenschaftlichen Revolution führten und eine neue Wissenschaft schufen, die alles bisher Bekannte durchstrich. In einigenGrad hat die Quantenphysik die Gesetze der aristotelischen Logik widerlegt, da sie gezeigt hat, dass es bei der Wahl des „Entweder-Oder“eine (und vielleicht mehrere) Alternative mehr gibt.
