
1897年,物理学家威廉·汤姆森(William Thomson),凯尔文勋爵(Lord Kelvin)研究了电力,天文学和生物学方面的一切巨大进步,标志着他的年龄并得出结论:“现在在物理学中没有什么可发现的。所有遗骸都是越来越精确的测量。”
但是同年,物理学家欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)发现了电子,物理学家很快意识到他们对物理学的理解远非完整。电子神秘地表现得像粒子和波浪一样。电子的发现开始了一个新的科学研究时代,但它也深深地影响了献身于生活的人,以寻找某种逻辑电子的挡板波颗粒行为。
这个周末在世界科学节,这些科学家的研究,理论和激情在舞台上发挥了作用。理论物理学家布莱恩·格林(Brian Greene)提出并叙述了“怪异的动作:量子物理学的戏剧”,这是一个结合了大学级物理学讲座,历史课和戏剧表演的事件。 [古怪物理:自然界中最酷的小颗粒这是给出的
爱因斯坦与玻尔
格林的叙述虽然是技术性的,但并不集中于构成有关电子本质的辩论的颗粒和理论,而是由演员迈亚·嘉宾,迈克尔·鲁什(Michael Roush)和卡尔·豪威尔(Carl Howell)栩栩如生的辩论者,后者越过格林后面的舞台,直接从历史记录中获得了直接的界限。
戏剧的中心是竞争和怨恨之间的友谊阿尔伯特·爱因斯坦两位出色的物理学家尼尔斯·鲍尔(Niels Bohr)陷入了新辩论的相对方面量子理论。
辩论始于博尔提出一种电子行为理论:这可能是科学家眼中的波浪实际上是一种可能性的范围。也许电子没有固定位置,只有在一个地方或另一个地方的可能性。
这个想法使开尔文勋爵时代的稳定科学界陷入了骚动。正如格林从舞台上解释的那样,“量子力学描述了一个非常陌生的现实,一个现实可以在这里或在其他地方或其他地方。一种现实,它包含了许多独特而相互排斥的可能性……在此之前,物理,世界,现实,现实,由物体定义为确定的位置。
格林解释说:“物理学家减少了,以计算获得一个或另一个结果的机会。”有些物理学家不喜欢那一点。
持不同政见者中有爱因斯坦(由嘉宾饰演),他们在舞台上宣布:“无论如何,我坚信他不会掷骰子。”
“爱因斯坦!”玻尔(由鲁什饰演)反驳说:“不要告诉上帝该怎么办!” [准备在太空中进行量子飞跃的秘密密码这是给出的
Schrödinger的猫
爱因斯坦拒绝这样的观念,即宇宙的结构是基于分子水平的概率。他认为量子理论仍然不完整,物理学根本没有创建精确的自然模型的工具。
为了说明这一点,爱因斯坦(Einstein)称注意以前被忽略的量子现象:某些电子在巨大距离之间互相交流的能力。这种现象被称为“纠缠”。
格林解释说,一旦两个粒子变成“纠缠”,即使它们再次分离,它们也无法完全由它们的特征描述。因此,当您观察到一对纠缠粒子之一时,即使它们分开了,您也会知道另一个的特征。该原则可能是实现快速长途交流的关键和甚至有一天,传送,一些科学家说。
爱因斯坦认为,纠缠是证明必须有某种类型的信息,称为“局部现实主义”,这些信息固有的量子力学尚未检测到。唯一的解决方案是“纠缠”的粒子正在相互交流 - 爱因斯坦著名地称为“这一概念”远处的怪异动作,“格林的表演得名。
鲍尔反驳说,没有办法知道观察行为是否以任何方式影响观察到的粒子。实际上,玻尔认为,正是观察行为将颗粒的可能品质转化为有形现实。
此外,后来由物理学家约翰·斯图尔特·贝尔(John Stewart Bell)进行的实验似乎表明,爱因斯坦的“当地现实主义”观念存在缺陷,并且与整个量子理论不相容。直到今天,量子纠缠仍未完全理解。
但是,正如爱因斯坦(Einstein)所说的那样,在逻辑结论中播放时,要创造现实是必要的观察是必不可少的。经典的例子是Schrödinger的著名猫实验:想象一下,有一只猫被锁在一个盒子里,上面贴有一堆毒气。如果给定的粒子处于一个状态,则毒气将被释放到盒子里,杀死猫。但是,如果粒子处于不同状态,则不会释放气体,并且猫将活着。根据Bohr的说法,在打开盒子检查猫之前,猫既活着又死了,反映了粒子的多种可能状态。但这只是没有意义 - 猫必须死或活着。那么为什么粒子不一样呢?
那么,如果我们既有无限的概率又需要一个真正的结果,那么这将留在哪里? “怪异的动作:量子物理学的戏剧”以1957年普林斯顿大学的一位名叫休·埃弗里特(Hugh Everett)的研究生最后一位物理学家结束,他提出了一种使粒子同时在许多地方的方法:多种现实。
电子邮件[email protected]或跟随她@Jillscharr。跟着我们@livescience,,,,Facebook和Google+。原始文章现场科学。