Klasická fyzika, která existovala před vynálezem kvantové mechaniky, popisuje přírodu v běžném (makroskopickém) měřítku. Většinu teorií klasické fyziky lze odvodit jako aproximace fungující na měřítkách, na které jsme zvyklí. Kvantová fyzika (je to také kvantová mechanika) se liší od klasické vědy tím, že energie, hybnost, moment hybnosti a další veličiny spřaženého systému jsou omezeny na diskrétní hodnoty (kvantizace). Předměty mají speciální vlastnosti jak ve formě částic, tak ve formě vlnění (dualita vlnových částic). Také v této vědě existují hranice přesnosti, se kterou lze měřit veličiny (princip nejistoty).
Dá se říci, že po vzniku kvantové fyziky v exaktních vědách došlo k jakési revoluci, která umožnila přehodnotit a rozebrat všechny staré zákony, které byly dříve považovány za nezpochybnitelné pravdy. Je to dobré nebo špatné? Možná je to dobře, protože opravdová věda by nikdy neměla stát na místě.
Nastala však „kvantová revoluce“.jakási rána pro fyziky staré školy, kteří se museli smířit s tím, že to, čemu dříve věřili, se ukázalo jako pouhý soubor mylných a archaických teorií, které potřebovaly naléhavou revizi a přizpůsobení nové realitě.. Většina fyziků tyto nové myšlenky o známé vědě nadšeně přijala a přispěla k jejímu studiu, rozvoji a realizaci. Kvantová fyzika dnes určuje dynamiku celé vědě jako celku. Právě díky ní vznikly špičkové experimentální projekty (jako Velký hadronový urychlovač).
Otevření
Co lze říci o základech kvantové fyziky? Postupně se vynořil z různých teorií, které měly vysvětlit jevy, které nebylo možné sladit s klasickou fyzikou, jako bylo řešení Maxe Plancka v roce 1900 a jeho přístup k problému záření mnoha vědeckých problémů a korespondence mezi energií a frekvencí v článku z roku 1905 Albert Einstein, který vysvětlil fotoelektrické jevy. Raná teorie kvantové fyziky byla důkladně revidována v polovině 20. let 20. století Erwinem Schrödingerem, Wernerem Heisenbergem, Maxem Bornem a dalšími. Moderní teorie je formulována v různých speciálně vyvinutých matematických konceptech. V jednom z nich nám aritmetická funkce (nebo vlnová funkce) poskytuje komplexní informace o amplitudě pravděpodobnosti umístění impulsu.
Základy kvantové fyziky pro figuríny
Vědecká studie vlnyPodstata světla začala před více než 200 lety, kdy velcí a uznávaní vědci té doby navrhli, vyvinuli a dokázali teorii světla na základě vlastních experimentálních pozorování. Říkali tomu vlna.
V roce 1803 provedl slavný anglický vědec Thomas Young svůj slavný dvojitý experiment, v jehož důsledku napsal slavné dílo „O povaze světla a barev“, které sehrálo obrovskou roli při formování moderních představ o tyto známé jevy. Tento experiment hrál hlavní roli ve všeobecném přijetí této teorie.
Takové experimenty jsou často popsány v různých knihách, například „Základy kvantové fyziky pro figuríny“. Moderní experimenty s urychlováním elementárních částic, např. hledání Higgsova bosonu ve Velkém hadronovém urychlovači (zkráceně LHC) se provádí právě proto, aby se našlo praktické potvrzení mnoha čistě teoretických kvantových teorií.
Historie
V roce 1838 objevil Michael Faraday k radosti celého světa katodové paprsky. Po těchto senzačních studiích následovalo prohlášení o problému záření, tzv. „černé těleso“(1859), vytvořené Gustavem Kirchhoffem, a také slavná domněnka Ludwiga Boltzmanna, že energetické stavy jakéhokoli fyzikálního systému mohou také být diskrétní (1877). Později se objevila kvantová hypotéza vyvinutá Maxem Planckem (1900). Je považován za jeden ze základů kvantové fyziky. Planckova smělá hypotéza, že energie může být emitována i absorbována v diskrétních „kvantách“(nebo energetické balíčky), přesně odpovídá pozorovaným vzorům záření černého tělesa.
Světově proslulý Albert Einstein významně přispěl ke kvantové fyzice. Pod dojmem kvantových teorií vyvinul svou vlastní. Obecná teorie relativity – tak se tomu říká. Objevy v kvantové fyzice ovlivnily i vývoj speciální teorie relativity. Mnoho vědců v první polovině minulého století začalo studovat tuto vědu na návrh Einsteina. Byla v té době na špici, všichni ji měli rádi, všichni se o ni zajímali. Není divu, vždyť uzavřela tolik „děr“v klasické fyzikální vědě (avšak vytvořila i nové), nabídla vědecké ospravedlnění pro cestování časem, telekinezi, telepatii a paralelní světy.
Role pozorovatele
Jakákoli událost nebo stav závisí přímo na pozorovateli. Obvykle se takto stručně vysvětlují základy kvantové fyziky lidem, kteří mají do exaktních věd daleko. Skutečnost je však mnohem složitější.
To dokonale zapadá do mnoha okultních a náboženských tradic, které po staletí trvaly na schopnosti lidí ovlivňovat dění kolem sebe. To je svým způsobem i základem pro vědecké vysvětlení mimosmyslového vnímání, protože nyní tvrzení, že člověk (pozorovatel) je schopen ovlivňovat fyzikální děje silou myšlenky, se nezdá absurdní.
Každý vlastní stav pozorované události nebo objektu odpovídávlastní vektor pozorovatele. Pokud je spektrum operátora (pozorovatele) diskrétní, může pozorovaný objekt dosahovat pouze diskrétních vlastních čísel. To znamená, že předmět pozorování, stejně jako jeho charakteristiky, jsou zcela určeny právě tímto operátorem.
Základy kvantové fyziky ve složitých slovech
Na rozdíl od konvenční klasické mechaniky (nebo fyziky) nelze provádět simultánní předpovědi konjugovaných proměnných, jako je poloha a hybnost. Například elektrony mohou být (s určitou pravděpodobností) umístěny přibližně v určité oblasti prostoru, ale jejich matematicky přesná poloha je ve skutečnosti neznámá.
Kontury konstantní hustoty pravděpodobnosti, často označované jako „mraky“, lze nakreslit kolem jádra atomu, aby se konceptualizovalo, kde se elektron s největší pravděpodobností nachází. Heisenbergův princip nejistoty dokazuje neschopnost přesně lokalizovat částici vzhledem k její konjugované hybnosti. Některé modely v této teorii mají čistě abstraktní výpočtový charakter a neimplikují aplikovanou hodnotu. Často se však používají k výpočtu komplexních interakcí na úrovni subatomárních částic a dalších jemných látek. Navíc toto odvětví fyziky umožnilo vědcům předpokládat možnost skutečné existence mnoha světů. Možná je brzy uvidíme.
Vlnové funkce
Zákony kvantové fyziky jsou velmi rozsáhlé a rozmanité. Protínají se skoncept vlnových funkcí. Některé speciální vlnové funkce vytvářejí rozptyl pravděpodobností, který je ze své podstaty konstantní nebo nezávislý na čase, například když se ve stacionárním stavu energie zdá, že čas mizí vzhledem k vlnové funkci. To je jeden z efektů kvantové fyziky, který je pro ni zásadní. Zajímavým faktem je, že fenomén času byl v této neobvyklé vědě radikálně revidován.
Perturbační teorie
Existuje však několik spolehlivých způsobů, jak vyvinout řešení potřebná pro práci se vzorci a teoriemi v kvantové fyzice. Jedna taková metoda, běžně známá jako „teorie poruch“, používá analytický výsledek pro elementární kvantově mechanický model. Byl vytvořen, aby přinesl výsledky z experimentů a vyvinul ještě složitější model, který souvisí s jednodušším modelem. Takto dopadá rekurze.
Tento přístup je obzvláště důležitý v teorii kvantového chaosu, která je extrémně populární pro interpretaci různých událostí v mikroskopické realitě.
Pravidla a zákony
Zásadní jsou pravidla kvantové mechaniky. Tvrdí, že prostor nasazení systému je naprosto zásadní (má bodový součin). Dalším tvrzením je, že efekty pozorované tímto systémem jsou zároveň zvláštními operátory, které ovlivňují vektory právě v tomto médiu. Neřeknou nám však, ve kterém Hilbertově prostoru nebo kteří operátoři existujítento moment. Mohou být vybrány vhodně, aby poskytly kvantitativní popis kvantového systému.
Význam a dopad
Od samého počátku této neobvyklé vědy vyvolalo mnoho antiintuitivních aspektů a výsledků studia kvantové mechaniky hlasité filozofické debaty a mnoho interpretací. Dokonce i základní otázky, jako jsou pravidla pro výpočet různých amplitud a rozdělení pravděpodobnosti, si zaslouží respekt ze strany veřejnosti a mnoha předních vědců.
Richard Feynman například jednou smutně poznamenal, že si vůbec není jistý, zda někdo z vědců kvantové mechanice vůbec rozumí. Podle Stevena Weinberga v tuto chvíli neexistuje žádná interpretace kvantové mechaniky, která by vyhovovala všem. To naznačuje, že vědci vytvořili „monstrum“, aby plně pochopili a vysvětlili existenci, kterého sami nejsou schopni. To však nijak neškodí relevanci a popularitě této vědy, ale přitahuje mladé profesionály, kteří chtějí řešit opravdu složité a nepochopitelné problémy.
Kromě toho si kvantová mechanika vynutila kompletní revizi objektivních fyzikálních zákonů vesmíru, což je dobrá zpráva.
Výklad z Kodaně
Podle této interpretace již není potřeba standardní definice kauzality, kterou známe z klasické fyziky. Podle kvantových teorií kauzalita v pro nás obvyklém smyslu vůbec neexistuje. Všechny fyzikální jevy v nich jsou vysvětleny z pohledu interakce nejmenšího elementáručástice na subatomární úrovni. Tato oblast je i přes zdánlivou nepravděpodobnost mimořádně slibná.
Kvantová psychologie
Co lze říci o vztahu mezi kvantovou fyzikou a lidským vědomím? To je krásně napsáno v knize napsané Robertem Antonem Wilsonem v roce 1990 s názvem Quantum Psychology.
Podle teorie uvedené v knize jsou všechny procesy probíhající v našem mozku způsobeny zákony popsanými v tomto článku. To znamená, že jde o jakýsi pokus o přizpůsobení teorie kvantové fyziky psychologii. Tato teorie je považována za paravědní a akademická komunita ji neuznává.
Wilsonova kniha je pozoruhodná tím, že v ní poskytuje soubor různých technik a praktik, které jeho hypotézu více či méně potvrzují. Tak či onak se čtenář musí sám rozhodnout, zda věří nebo nevěří v životaschopnost takových pokusů aplikovat matematické a fyzikální modely na humanitní obory.
Wilsonova kniha byla některými vnímána jako pokus ospravedlnit mystické myšlení a spojit ho s vědecky ověřenými novými fyzikálními formulacemi. Toto vysoce netriviální a nápadné dílo je žádané již více než 100 let. Kniha vychází, překládá a čte se po celém světě. Kdo ví, možná se s rozvojem kvantové mechaniky změní i postoj vědecké komunity ke kvantové psychologii.
Závěr
Díky této pozoruhodné teorii, která se brzy stala samostatnou vědou, jsme mohli prozkoumat prostředírealita na úrovni subatomárních částic. Toto je nejmenší úroveň ze všech možných, zcela nepřístupná našemu vnímání. To, co fyzici dříve věděli o našem světě, potřebuje naléhavou revizi. S tím souhlasí naprosto všichni. Ukázalo se, že různé částice spolu mohou interagovat na zcela nemyslitelné vzdálenosti, které můžeme změřit pouze pomocí složitých matematických vzorců.
Kvantová mechanika (a kvantová fyzika) navíc prokázala možnost mnoha paralelních realit, cestování v čase a dalších věcí, které byly v průběhu historie považovány pouze za sci-fi. To je bezpochyby obrovský přínos nejen pro vědu, ale také pro budoucnost lidstva.
Pro milovníky vědeckého obrazu světa může být tato věda přítelem i nepřítelem. Faktem je, že kvantová teorie otevírá široké možnosti pro různé spekulace na paravědní téma, jak již bylo ukázáno na příkladu jedné z alternativních psychologických teorií. Někteří moderní okultisté, esoterici a příznivci alternativních náboženských a duchovních hnutí (nejčastěji psychokultů) se obracejí k teoretickým konstrukcím této vědy, aby doložili racionalitu a pravdivost svých mystických teorií, přesvědčení a praktik.
Toto je bezprecedentní případ, kdy jednoduché dohady teoretiků a abstraktní matematické vzorce vedly ke skutečné vědecké revoluci a vytvořily novou vědu, která přeškrtla vše, co bylo dříve známo. V některýchstupně kvantová fyzika vyvrátila zákony aristotelské logiky, protože ukázala, že při volbě „buď-nebo“existuje ještě jedna (a možná několik) alternativ.
