Немного Физики⁠⁠

Захотелось рассказать вам немного об одном из самых загадочных разделов физики, и том, как я вижу её сам. Поговорим о квантовой механике, и мифическом, немного философском и парадоксальном эффекте наблюдателя. Он настолько неясный, что даже лучшие умы 20 века не смогли дать верную интерпретацию. И до сих пор никто ничего не понимает, и споры существуют. Для этого расскажу сначала немного известной всем истории, и потом немного о забавных следствиях уравнений.

Не буду останавливаться на математике, думаю это ни к чему, да и стоит поберечь нейроны от этого)

Если текст на картинке вам ясен, то советую дальше пост не смотреть, вы или всё это знаете. А если не знаете, то вам будет интересно почитать пару книг по квантам, а не мой пост, там всё конкретнее.

С людьми, которые уже придерживаются какой-то интерпретации, понимают как решать задачи, или вообще связаны с этим напрямую, надо говорить на совсем другом языке.

Лично я начал с книг по по строению молекул(я всё же не физик), но через 5 книг понял что это не то, и авторы пытаются сразу перейти к свойствам веществ, и минимально поясняют сами законы, поэтому я открыл третий том теоретической физики Ландау и Лившица и начал читать оттуда. Всё более менее стало понятно, там ничего не остаётся без объяснений(шутка, количество "очевидно что", бывает зашкаливает, но подумав, понять можно).

Я лишь любитель и пока знаю очень мало физику, но проснувшись однажды после прочтения еще одной главы(повторного, конечно повторного, не знаю как это можно читать за один раз) меня будто озарило. Чувство было похоже на то, которое испытал бы человек античности, если бы сам Аристотель доказал ему что земля имеют форму сферы.

Начну пожалуй переходить к сути. Как нам известно из повседневного опыта и школьного курса физики, тела(частицы) характеризуются координатами положения, и вектором скорости. При этом это положение конкретно. И мы всегда можем взять и померить где они находятся, а далее используя законы Ньютона рассчитать где будет тело во все последующие моменты времени.

Всё кардинально меняется в квантовой механике, там существует принцип неопределенности, когда мы не можем одновременно знать и положение и импульс(скорость) частицы, если хотим точно, то только что-то одно.

Тут стоило бы включить математику и использовать слово "коммутатор", а также показать для каких других величин существуют какие связи неопределенности, а какие мы можем измерять независимо

С этой неопределенностью связаны так называемые волны де Бройля, это предположение которое сделал Луи де Бройль и доказал математически в 1924 году, что все частицы имеют длину волны, и ведут себя будто волны, это подтверждалось на многих экспериментах. Но понять это никто не мог, и лишь говорили что математически всё прекрасно, а физически это полный бред.

Но через год Эрвин Шредингер сформулировал своё самоё знаменитое уравнение. Формулировка уравнения Шредингера, сравнима с формулировкой законов Ньютона для классической механики, и настолько же важна.

Как и должно быть оно было более общим по своей сути, для массивных тел оно превращалось уравнение классической механики Гамильтона, а для маленьких частиц давала волны де Бройля.

В то же время на эксперименте наблюдали интерференцию электронов.

С этого момента и началось самое интересное,уравнение объяснило химические связи, давало расчетные значения энергий для атомов с небывалой точностью, описывало кучу экспериментов, давало строение молекул, их энергии, предсказывало распад ядер, в применении к статистике давало все законы термодинамики, и главное выводился второй закон, связанный с энтропией.

Это было похоже на выстрел Робин Гуда, который расщепил уже попавшую в цель стрелу, в данном случае механику Гамильтона.

Но у уравнения были и другие выводы, парадоксальные, некоторые просто безумные, они казались странными. Физики тут же бросились их проверять, а уравнение не ошибалось. Там и частицы могли находиться в двух местах одновременно, могли проходить "сквозь стены" пролетая через барьеры насквозь, при этом они имели внутри барьера мнимые значения импульсов(что???), в зависимости от того знаем мы или нет через какую щель пролетала частица, сохранялась или нарушалась интерференция частиц, и подобные странные штуки, которые подтверждались на экспериментах. В итоге ученые решили собраться и обсудить, как это теперь понимать, на Сольвейской конференции появился эпичный спор Бора с Эйнштейном. С того момента к единому мнению ученые так и не пришли.

В следующем посте я расскажу что за интересные вещи возникают в уравнении, и какие эксперименты их проверяли. Об интерпретациях уравнения, о современном взгляде и безумных экспериментах нашего века я расскажу в третьем посте на эту тему, и добавлю своё скромное мнение.

Надеюсь я не был совсем уж занудой) Извините за ошибки это мой первый пост, а чукча не писатель.