Корпускулярно-волновой дуализм и взаимодействие энергии
Васильева Мария Юрьевна –
Государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение
«Нижегородский Губернский колледж»,
студентка
Брагин Борис Николаевич –
Государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение
«Нижегородский Губернский колледж»,
преподаватель высшей категории
научный руководитель
Аннотация: Теория относительности Эйнштейна показала, что время и пространство образуют единую ткань. А Нильс Бор выявил базовые компоненты вещества, благодаря квантовой физике - области, которая существует только как "абстрактное физическое описание".
Abstract: Einstein's theory of relativity showed that time and space form a single fabric. And Niels Bohr identified the basic components of matter, thanks to quantum physics - a field that exists only as an "abstract physical description".
ВЕДЕНИЕ
Это интерпретация работы по объединению квантовой физики и теории относительности. Данная тема сложна, и, возможно, будет трудна для понимания. Также она содержит некоторые философские выводы, которые будут затронуты в эпилоге. За последнее столетие было много поразительных достижений, которые привели к изменению научной системы понимания мира. Теория относительности Эйнштейна показала, что время и пространство образуют единую ткань. А Нильс Бор выявил базовые компоненты вещества, благодаря квантовой физике - области, которая существует только как "абстрактное физическое описание". После этого Луи де Бройль открыл, что всё вещество, а не только фотоны и электроны, обладает квантовым корпускулярно- волновым дуализмом.
Это привело к появлению новых школ мысли о природе реальности, а также популярных метафизических и псевдонаучных теорий. Например, что человеческий разум может управлять вселенной через позитивное мышление. Эти теории привлекательны, но они не поддаются проверке и могут препятствовать
научному прогрессу. Законы специальной и общей теории относительности Эйнштейна
Луи де Бройль
применяются в современных технологиях, например, спутниках GPS, где точность расчетов может отклоняться более чем на 10 км в день, если не учесть такие последствия, как замедление времени. [1,2] То есть, для движущихся часов время идет медленнее, чем для неподвижных. Другие эффекты теории относительности - это сокращение длины для движущихся объектов и относительность одновременности, из-за чего невозможно с точностью утверждать, что два события происходят в одно и то же время, если они разделены в пространстве.
Рис.1. Эффект сокращения длины движущихся объектов
Ничто не движется быстрее скорости света. Это означает, что если трубу длиной 10 световых секунд толкнуть вперед, пройдет 10 секунд прежде, чем действие произойдет на другой стороне. Без интервала времени в 10 секунд труба не существует в полном объеме. [2,3]
Дело не в ограниченности наших наблюдений, а в прямом следствии теории относительности, где время и пространство взаимосвязаны, и одно не может существовать без другого. Квантовая физика дает математическое описание многих вопросов корпускулярно-волнового дуализма и взаимодействия энергии и материи. Она отличается от классической физики, прежде всего, на атомном и субатомном уровне. Эти математические формулировки абстрактны, и их выводы часто не интуитивны.
Квант - это минимальная единица любой физической сущности, участвующей во взаимодействии. Элементарные частицы – основные компоненты вселенной. Это частицы, из которых состоят все другие частицы. В классической физике мы всегда можем разделить объект на более мелкие части, в квантовой - это невозможно.
Рис.2.Квантовая сцепленность.
Поэтому квантовый мир представляет собой множество уникальных явлений, необъяснимых по классическим законам. Например, квантовая сцепленность, фотоэффект, комптоновское рассеяние и многое другое. [2,4]
Квантовый мир имеет много необычных интерпретаций. Среди наиболее, широко признанных - копенгагенская интерпретация и многомировая интерпретация. В настоящее время набирают силу альтернативные интерпретации, такие как "голографическая вселенная". Хотя квантовая физика и законы относительности Эйнштейна одинаково необходимы для научного понимания вселенной, есть много нерешенных научных проблем
Некоторые из текущих вопросов: Почему наблюдаемой материи во вселенной больше, чем антиматерии? Какова природа оси времени? Каково происхождение массы? Одними из важнейших ключей к разгадке этих проблем являются уравнения де Бройля, за которые он был удостоен Нобелевской премии по физике.
Рис.3. К орпускулярно-волновой дуализм материи
Эта формула показывает, что вся материя обладает корпускулярно-волновым дуализмом, то есть, в одних случаях ведет себя как волна, а в других - как частица. Формула сочетает в себе уравнение Эйнштейна E = mc^2 с квантовой природой энергии. Экспериментальные доказательства включают в себя интерференцию молекул фуллерена C60 в эксперименте с двумя щелями. Тот факт, что само наше сознание состоит из квантовых частиц, является предметом многочисленных мистических теорий. И хотя отношения между квантовой механикой и сознанием едва ли так волшебны, как утверждают эзотерические фильмы и книги, выводы из этого весьма серьезны. Так как уравнения де Бройля применяются ко всей материи, мы можем утверждать, что
C = hf, где С - сознание, h - постоянная Планка, f-частота. "С" отвечает за то, что мы воспринимаем как "сейчас", квантовая, то есть минимальная, единица взаимодействия. Сумма всех моментов "C" вплоть до текущего момента - это то, что формирует наше видение жизни. Это не философское или теоретическое утверждение, а прямое следствие квантовости всей материи и энергии. Формула показывает, что жизнь и смерть являются абстрактными совокупностями "C". Другое следствие уравнений де Бройля - в том, что темп колебания материи или энергии и поведение ее как волны или частицы зависит от частоты системы отсчета. Повышения частоты из-за скорости соотносятся с другими и приводят к таким явлениям, как замедление времени. [4]
Причина этого - в том, что восприятие времени не меняется относительно системы отсчета, где пространство и время - это свойство квантов, а не наоборот.
Квантовая суперпозиция
Непрерывность реальности не требует, чтобы кванты имели последовательность во времени. Квант не является субъектом любого понятия пространства и времени и может одновременно занимать все его возможные квантовые состояния. Это называется квантовой суперпозицией и продемонстрировано, например, в эксперименте с двумя щелями или квантовой телепортации, где каждый электрон во вселенной может быть одним и тем же электроном. Единственное требование для абстрактной оси времени и последовательной непрерывности реальности - это алгоритм описания модели или абстрактная последовательность векторов. Так как эта непрерывность определяет нашу способность к самосознанию, это подчиняет нас ее математическим следствиям - фундаментальным законам физики. [4,5]
Взаимодействие - это просто толкование абстрактной модели. Именно поэтому квантовая механика дает только математические описания - она может лишь описать модели внутри бесконечных вероятностей. Когда вероятность выражается как "C", информация, необходимая для описания текущего момента, или вероятностный диапазон "C", также воплощает собой ось времени. Природа оси времени является одним из крупнейших нерешенных вопросов физики, что привело ко многим новым популярным интерпретациям.
Рис.4.Голографичкская вселенная..
Например, голографический принцип - часть квантовой гравитации теории струн - предполагает, что всю вселенную можно рассматривать как всего лишь двухмерную информационную структуру.
Время
Мы традиционно связываем понятие оси времени с последовательностью событий, которые мы переживаем через последовательность кратковременных и долговременных воспоминаний. Мы можем иметь воспоминания только о прошлом, но не будущем, и мы всегда полагали, что это отражает течение времени.
Ученые начали сомневаться в этой логике, только когда открытия в квантовой механике продемонстрировали, что некоторые явления не связаны с нашим понятием времени, и что наши представления о времени - всего лишь восприятие изменений наблюдаемых параметров. Это также отражается в замедлении времени и сокращении длины, что является одной из причин, по которым Эйнштейн установил, что время и пространство - это единая ткань. В абсолютном смысле, понятие времени не отличается от понятия расстояния. Секунды равны световым секундам, но взаимно исключают друг друга. Проще говоря: так как расстояние и время противоположны, течение времени можно толковать как расстояние, пройденное стрелками часов, так как они движутся в направлении, противоположном времени.[4,6]
Двигаясь вперед в расстоянии, они фактически движутся назад в так называемом времени. Именно поэтому каждая минимальная единица опыта немедленно поглощается вечным "сейчас". Это толкование устраняет разногласие между коллапсом волновой функции и квантовой декогеренцией. Такие понятия, как "жизнь" и "смерть" - это чисто интеллектуальные конструкции. И любые религиозные рассуждения о загробной жизни, происходящей в мире, неподвластном математическим законам этой реальности, также вымышлены.
Еще одно важное следствие - в том, что теория Большого взрыва, где вселенная происходит из одной точки - это недоразумение. Традиционное представление пространства-времени где пространство является трехмерным, а время играет роль четвертого измерения - неправильно. Если мы хотим изучить происхождение вселенной, мы должны смотреть вперед, так как вектор времени "С" противоположен вектору расстояния, с которого мы воспринимаем расширяющуюся вселенную. Хотя эта временная карта вселенной даст лишь абстрактные понятия без учета ее квантовой основы. Экспериментальные доказательства включают ускорение расширения вселенной, а также обратную или регрессивную метрику черных дыр и многие проблемы, связанные с теорией Большого взрыва, например, проблема горизонта.
Неврологические следствия
Эти умозаключения могут поднимать вопросы о свободной воле, так как кажется, что в нашем восприятии времени сначала происходит действие, а потом осознание. Большинство исследований, проливающих свет на этот вопрос, показывают, что действие действительно происходит до его осознания. Но детерминистская точка зрения опирается на ошибочное представление о времени, что показывают математические описания вероятности в квантовой механике.
Эти толкования будут важны для будущих неврологических исследований, так как они показывают, что любая нейронная цепь - это вектор, определяющий когнитивный диссонанс и интерференцию или резонанс в "С". Способность понимать и сознательно изменять эти векторы, обретенная за миллиарды лет эволюции, подтверждает, насколько важны наши системы убеждений для расширения нашего осознания, и как они влияют на нашу рабочую память, которая отвечает за нашу способность, устанавливать связи, и за нервные процессы, которые формируют смысл. Это также объясняет, что для искусственного сознания потребуется сеть
независимых процессоров, а не линейная последовательность сложных алгоритмов. [5,6]
Ограниченное толкование
Единая теория Athene является решением, объединяющим квантовую физику и теорию относительности. Хотя она отвечает на многие вопросы физики, перечисленные здесь, это мое ограниченное толкование первых месяцев его научного исследования. Независимо от итогов, становится ясно, что мы вступили в эпоху, в которой наука открыта для всех. И если мы сохраним доступность и нейтральность интернета, мы сможем проверить правильность наших идей, развивать наше воображение, создавая новые взаимосвязи, и мы можем продолжить развитие нашего понимания вселенной и разума. [6]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В квантовой механике мы научились другому подходу к реальности и рассматриваем всё, как вероятности, а не как определенности. В математическом смысле всё возможно. Как в науке, так и в нашей повседневной жизни наша способность вычислять или угадывать вероятности, определяется нашей интеллектуальной способностью распознавать закономерности. Чем более мы открыты, тем более четко мы можем видеть эти закономерности и основывать свои действия на разумной вероятности. Так как в саму природу нашего левого полушария заложено отрицание идей, которые не вписываются в наши текущие взгляды, чем более привязаны мы к своим убеждениям. Но, контролируя этот процесс, мы расширяем свое самосознание и увеличиваем свободную волю.
Говорят, что мудрость приходит с возрастом. Но с открытостью и скептицизмом - ключевыми научными принципами - нам не нужны десятилетия проб и ошибок, чтобы определить, какие из наших убеждений могут быть неправильны. Вопрос не в том, верны наши убеждения или нет, а в том, принесет пользу или вред наша эмоциональная привязанность к ним.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.ТЕОРИЯ СТРУН Дементьев Р.Р.1, Алышев Ю.В. Питер, 2018. 162 с.
2. Шинтан Я., Стив Н. «Теория струн и скрытие измерения Вселенной». Питер, 2019. 262 с.
3. Брайан Грин «Элегантная Вселенная (суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории)». Москва, 2018. 297 с.
4. Джефри Лэндис «Вакуумные состояния». Москва, 2012. 18 с.
5. Введение в теорию суперструн / пер. с англ. Г.Э. Арутюнова, А.Д. Попова, С.В. Чудова; под ред. И. Я. Арефьевой. -- М.: Мир, 1999. -- 624 с.
6. Общий курс физики. -- М.: Наука, 1979. -- Т. I. Механика. -- С. 28-30. -- 520 с.