Quantum Reality

Ansgar Feuchtwanger April 7, 2016 Q 2 0
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Quantum Reality ist ein 1985 populärwissenschaftliche Buch von Physiker Nick Herbert, einem Mitglied der Grund Fysiks Group. Das Buch versucht, die Ontologie der Quantenobjekte, deren Attribute, und ihre Wechselwirkungen zu adressieren, ohne Rückgriff auf moderne mathematische Konzepte. Herbert beschreibt die häufigsten Interpretationen der Quantenmechanik und deren Folgen ihrerseits, Hervorhebung der konzeptionellen Vor- und Nachteile der einzelnen.

Synopsis

Hintergrund

Im Anschluss an eine kurze Zusammenfassung der experimentellen Krisen, die motiviert Quantentheorie identifiziert Herbert vier großen Formulierungen der Quantentheorie: Werner Heisenbergs Matrizenmechanik, Erwin Schrödingers Wellenmechanik, Paul Dirac Transformationstheorie und Richard Feinman die Summe-over-Geschichten-Formulierung.

Bei der Einführung Quantenobjekte, Herbert beschreibt die Quanteneigenschaften inhärieren in einer Proxy-Wellenfunktion. Er vergleicht die Quantenmessprozess mathematisch Behandlung der Wellenfunktion als Summe von Wellenformen einer bestimmten Familie, mit jeder Familie Charakterisierung einer bestimmten Eigenschaft. Die Bandbreite mit einer solchen Zersetzungs zugeordnet stellt die Unsicherheit in der Quantenmessung. Herbert zeigt, dass für Paare von konjugierten Variablen, diese Bandbreiten sind miteinander verbunden, so dass ihre Produkt hat eine endliche Untergrenze, wodurch, die die Grundlage der Heisenbergs Unschärferelation: jede einzelne Eigenschaft kann an beliebiger Genauigkeit gemessen werden, sondern Konjugat Eigenschaften können nicht gleichzeitig bekannt sein beliebiger Genauigkeit.

Herbert identifiziert zwei philosophischen Probleme durch die Quantentheorie präsentiert die Auslegung Frage, über die physikalische Natur der Realität Beobachtung zugrunde liegen; und das Messproblem, über die offenbar besondere Rolle des Mess Akt in der Quantentheorie und verschiedene Ansätze zur formal definiert, die Messung zu handeln.

Acht Interpretationen

Herbert identifiziert acht Interpretationen der Quantenmechanik, die alle im Einklang mit der Beobachtung. Er vergleicht diese unterschiedlichen Interpretationen der Geschichte von den Blinden und ein Elefant verschiedene Ansätze, um die gleiche zugrunde liegende Wirklichkeit, die bemerkenswert verschiedene Bilder ergeben. Die von Herbert identifizierten Interpretationen sind:

  • Die Kopenhagener Deutung, Teil I Vor allem mit Niels Bohr und Werner Heisenberg verbunden sind, ist dies die allgemein akzeptierte Interpretation unter den Physikern. In dieser Auslegung keine dynamische Attribute beschreiben nicht die Realität der Quanten Objekte selbst, sondern anhaften statt in der Beziehung zwischen dem beobachteten Objekt und dem Messgerät.
  • Die Kopenhagener Deutung, Teil II In dieser Variante der Kopenhagener Deutung, mit John Archibald Wheeler verbunden sind, die Realität der Quanten Attributen wird im Akt der Beobachtung geschaffen, wie das Beispiel der verzögerten Wahlversuch Wheelers dargestellt.
  • "Die Realität ist eine ungeteilte Ganzheit." Diese Interpretation, mit David Bohm und Walter Heitler verbunden sind, deutet darauf hin, dass der Zustand des gesamten Universums kann in jeder Quantenmessung in Verbindung gebracht werden. Herbert hebt die scheinbare Wechselwirkung von weit auseinander verschränkten Teilchen, die durch einen einzigen kombinierten Wellenfunktion oder "geteilte Realität" dargestellt werden kann, in einem hochdimensionalen Konfigurationsraum.
  • Das Viele-Welten-Interpretation. Von Hugh Everett entwickelt, tut dies Interpretation weg mit dem begrifflichen Problem der Kollaps der Wellenfunktion durch die Annahme, dass alle möglichen Ergebnisse auftreten, ebenso, in einem sich ständig verzweigenden Baum der Paralleluniversen.
  • Quantenlogik mit John von Neumann, Garrett Birkhoff und David Finkelstein Assoziierte, hält diese Auslegung, dass Quantenobjekte besitzen zwar angeborenen Eigenschaften, aber, dass die Beziehungen zwischen diesen Eigenschaften werden durch eine nicht-distributiven Verband finanziert wird oder die "wave-Logik", im Gegensatz zu den Boolean Gitter über klassische Objekte. In dem Beispiel des "Drei-Polarisator paradox", werden zwei gestapelte, orthogonal orientierten Polarisatoren nicht zulassen, dass Licht durchlassen, aber das Einfügen eines diagonal orientierten Polarisator zwischen ihnen ermöglicht etwas Licht passieren. Das Paradox kann durch die Berücksichtigung eines polarisierten Strahls als eine Überlagerung mit diagonalen Komponenten, die destruktiv interferieren zu verstehen.
  • Neorealismus von David Bohm gebaut und auch mit Louis de Broglie verbunden sind, hält diese Auslegung, dass Quantenobjekte bestimmte Eigenschaften besitzen, aber, dass diese Attribute können Wert sofort als Reaktion auf Ereignisse irgendwo im Universum zu verändern, mit dieser Information in einer physikalischen Pilotwelle codiert die muss in der Lage schneller als das Licht zu reisen. Andere Physiker versucht, objektbasierte Modelle, die sich mit dieser Überlicht Kommunikation hat zu konstruieren, aber Bells Theorem später als dies unmöglich sein. Aus diesem Grund wird neorealism vom Großteil der physikalischen Einrichtung zurückgewiesen.
  • "Bewusstsein schafft Wirklichkeit". Zuerst von John von Neumann, dieser Interpretation gewährt Sonderstatus zu bewussten Verstand als Standort der Kollaps der Wellenfunktion, bei der die unzähligen Möglichkeiten eines Quantensystems an einen beobachteten Zustand verengt vorgeschlagen. Im Gegensatz zu der Kopenhagener Deutung, in dem der Betrachter wählt, welches Attribut gesehen wird, um einen bestimmten Wert haben, aber nicht den Wert selbst bestimmen, behauptet von Neumann, dass die tatsächliche Attributwert wird in einem Zusammenbruch, die an der Schnittstelle des Gehirns auftritt und fest der Geist.
  • "Die Duplex-Welt des Werner Heisenberg." Heisenberg erkannte eine Abteilung die sich aus der Kopenhagener Interpretation zwischen dem Beton Aktualität der Beobachtungen und den Bereich der Potentialität durch die Wellenfunktion beschrieben. In dem Bestreben, die ontologische Natur der unbeobachtete Welt anzugehen, als er die Quantentheorie, um nicht nur eine erfolgreiche mathematische Analogie, aber eine wörtliche Beschreibung des zugrundeliegenden Realität. In Herberts Beschreibung der Heisenbergs Ansicht ist die unbeobachtete Welt eine Welt der Möglichkeit besteht, qualitativ weniger real als die Welt der beobachtete Tatsache.

Bells Theorem und seine Auswirkungen

Hinzufügen eines weiteren Falten der Natur der Quantenrealität stellt Herbert die EPR-Paradoxon und das scheinbare Auflösung in Form von Bells Theorem. Die EPR-Paradoxon, auf der Annahme des Ortes ruht, weist auf die Existenz von "Elemente der Wirklichkeit" nicht gemessene Quanten Attribute, die dennoch real sind, die nicht durch die Quantentheorie vorhergesagt werden. Bells Theorem löst dieses Paradox durch den Nachweis, dass die Ortschaft erfolgt durch Beobachtung, dass jedes Modell der Wirklichkeit in Einklang mit Beobachtungen müssen für nicht-lokale Interaktion ermöglichen ausgeschlossen. Allerdings ist zu beachten, Herbert vorsichtig, Bells Theorem keine experimentelle Vorhersage direkt beobachtbar nicht lokale Phänomene zu machen, noch erlauben superluminal Kommunikation.

Herbert dann neu wertet die oben genannten Interpretationen der Quanten Wirklichkeit im Licht der Bell-Satz:

  • Im Falle der Kopenhagener Interpretation, die "Versuchsanordnung" der beobachteten Einheit und Messvorrichtung, in der Quanten Attribute befinden, von Bohr als an den lokalen Interaktion beschränkt werden kann, muss erweitert werden, um potentiell entfernte Objekte, mit denen diese Systeme können gehören verstrickt.
  • Laut Herbert, Bells Lehrsatz unterstützt die Bohmsche Begriff der zugrundeliegenden Realität als ungeteilte Ganzheit.
  • Obwohl die Viele-Welten-Interpretation fehlt die kontrafaktische Bestimmtheit erforderlich ist, um Bells Satz zu beweisen, Herbert macht geltend, die Viele-Welten zu sehen ist unvereinbar mit jeder vernünftigen Konzept der Lokalität.
  • In Herbert ist der Ansicht, Bell Ergebnis schlägt ein schwerer Schlag für neorealistischen Modelle, durch die zeigen, dass die scheinbar reale Pilotwelle muss Einsteins universelle Drehzahlgrenze verletzen.

Herbert kommt zu dem Schluss, dass, obwohl Bells Lehrsatz schließt nicht aus einer der oben genannten Interpretationen der Quantenmechanik, besteht darauf, dass jede gültige Interpretation ist für Nicht-Ort zu ermöglichen.

Rezeption

Bei der Überprüfung der Quantenrealität, lobte die New York Times Bemühungen Herberts zu machen, die den Gegenstand verständlich zu einem Laienpublikum. Physiker Heinz Pagels genannte Quantum Reality "ein großartiger Ort für den allgemeinen Leser damit zu beginnen, über die Quantenphysik zu lernen". Kirkus Bewertungen jedoch festgestellt, dass Quantum Reality, während sie sich, können Laien verwechseln lassen.

Post-anarchistischen Schriftsteller Hakim Bey verwendet Quantum Reality als Grundlage für eine Analyse des Feldes in Bezug auf die sozialen Paradigmen, kann es zu beeinflussen, und von dem aus es seine Metaphern zu ziehen.

Physiker David Kaiser, Mitglied der Grund Fysiks Gruppe, der Herbert gehörte, zugeordnet, das Buch in seinen Bachelor Physik Kurse.

Quantum Reality ist in Deutsch, Japanisch und Portugiesisch übersetzt worden.

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