בתשובה לד''ר הושע אבינתן, 23/02/02 20:23
 |
|
 |
||
|
||||
 |
מה כוונתך במילים "תיאוריית הקוואנטים אינה עומדת בכללי ההסתברות הידועים לנו"? תורת הקוונטים עומדת יפה מאוד בכל הכללים המתמטיים המגדירים אותה, ובתוכם גם ההסתברות. |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
מה עם החתול של שורדינגר, שלפי חוקי ההסתברות צריך למות ולא למות בו זמנית ? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אתה מבלבל מונחים. במכניקת קוונטים ישנם דברים שאינם ודאיים עד שמודדים אותם. התוצאה שלהם ניתנת באופן הסתברותי. החתול של שרודינגר הוא התרסה כנגד אינטרפרטציה מסויימת של בעיה זו - אינטרפרטצית קופנהגן, אם אינני טועה. לפי אינטרפרטציה זו, אפשר ליצור מצב בו לא ודאי אם חתול חי או מת אלא אם כן פותחים מיכל בו הוא נמצא. כל זאת תוך שימוש בתורת ההסתברות, בין שאר המתמטיקה בה משתמשים במודלים הקוונטיים, ולא בסתירה לה. כללי ההסתברות אף פעם לא יומרו לך שצריך לקרות דבר והיפוכו. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אתה מתבלבל. החתול לא צריך למות ולא למות בו זמנית, אלא שכל עוד לא נבדוק מה מצבו, אין לנו דרך לנבא את מצבו ומצב חוסר הידיעה ניתן לתאור כשילוב של מת בהסתברות אחת וחי בהסתברות שניה, כך שסכום ההסתברויות בכל רגע נתון הוא 1. ברגע שנבדוק את מצב החתול, נמצא אותו חי או מת. אם נחזור על הנסוי מספיק פעמים, נראה שהתפלגות התוצאות חתול חי וחתול מת תואמות את יחס ההסתברויות. ההסתברויות הנ"ל הן תלויות זמן ולכן אפשר לדבר גם על תוחלת זמן החיים של החתול (זהה לתוחלת זמן החיים של האטום) ואם נבדוק את מצב החתול אחרי שבוע, נוכל למצוא מגוון של אפשרויות, החל מחתול חי (על סף גוויעה מרעב) וכלה בחתול בשלבי רקבון מתקדם. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ובאיזה כלל הסתברותי זה לא עומד? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נראה לי כי אי הבנת הבעיה נובעת מתוך כך שלפי תורת הקוואנטים אותו אלקטרון יכול לשרת בו זמנית שני אטומים הפועלים בניגוד אחד לשני כגון מניעת וגרימת מותו של החתול ולפי ההגיון * כל * אטום במערכת משתתף באחת משתי הפעולות הנוגדות הנ"ל. לפיכך לא ניתן כלל לפתור הבעיה כפי שאתם מנסים, על ידי דרך החשיבה ההסתברותית אקראית המקובלת עלינו בעולם המיקרוסקופי והמיוצגת על ידי עקומת גאוס. כי בעוד שבעולם המיקרוסקופי המציאות היא תוצאה מכך שמספר שונה של גורמים משפיע מדי פעם על התוצאה לפ חוקי האקראיות, הרי שבעולם האטומי ההשפעה חייבת להיות אחידה ולפיכך אינה יכולה להיות פרדוקסלית. עם זאת הוכיחו פרידמן וחבריו כמובא באותה חוברת, כי מוליכות על המתחייבת מתורת הקוואנטים מתיישמת גם בעולם המיקרוסקופי למרות פעולתם הסותרת של האלקטרונים. תופעה שאין המוח האנושי מסוגל להבינה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אינו מסוגל. אני אתן לך לנחש איזה. ניסוי החתול של שרדינגר מבוסס על התפרקות רדיואקטיבית, ואינו כולל התייחסות לאלקטרונים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
וחתול שהוא סופרפוזיציה של חתול חי וחתול מת עד שהקופסה נפתחת זה משהו שהמוח שלך מסוגל להבין? אני לא מתכוון להבנה של המשואה של שרדינגר, אלא להבנה של האינטרפרטציה הנ"ל. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
.. that this interpretation is faulty. I don't think that the cat is in a superposition until he is contaminated with a human observer - the cat itself is the observer, and it's already dead, or not.
In any case, once I've studied Quantum Mechanics a bit, I'll tell you which interpretations makes more sense to me. As it is, I don't know enough about it to choose any of the other interpretations. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
התאוריה הקוונטית, שמסבירה על-מוליכות ברמה המיקרוסקופית (B.C.S) קיימת מאז 1957 ולא רק כותביה (Bardeen, Cooper and Schrieffer ) נחנו במוח המסוגל להבין אותה, אלא רוב הסטודנטים של תואר שני בפיזיקה (כולל אותי) מסוגלים להבין אותה. סתם פרט טריוויה, ב1972 זכה ברדין (בשותפות עם קופר ושריפר) בפרס נובל בפיזיקה עבור התאוריה האמורה. (מה שאומר, שעוד כמה אנשים הצליחו להבין אותה) זו היתה הזכיה השניה שלו בפרס הנ"ל, הראשונה היתה ב1956 (יחד עם שוקלי ובראטיין) עבור גילוי/המצאת הטרנזיסטור. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יש אי הבנה ויש אי הבנה. האם לדעתך המח האנושי מסוגל להבין את זה שהאלקטרון מתנהג כאנרגיה וכמסה בעת ובעונה אחת ? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
זה לא האלקטרון, זה הקשר האוניברסלי בין מאסה ואנרגיה. E=mc^2 כפי שקיימות אנרגיה קינטית ואנרגיה פוטנציאלית, כך גם קיימת אנרגיה של מאסת מנוחה ואין עם זה שום בעיה. המוח האנושי (אני מקווה) שלי מסוגל להבין את הדואליות מאסה-אנרגיה בלי שום בעיה, כפי שהוא מבין את הדואליות מהירות-אנרגיה או גובה-אנרגיה.
|
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
המשואה נכונה לגבי כל מסה ואנרגיה, אך האלקטרון מתנהג בו זמנית כאנרגיה וכמסה.הוא נמצא בכל מקום מצד אחד ויש לו מסת מנוחה מצד שני.האם תתכן מסה הנמצאת בכל מקום? נראה לי כי יש להבדיל בין ההכרה כי אפשרות מסוימת מתחיבת מנתונים נסיוניים ובין הבנת האפשרות. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני מתקשה להבין במה שונה האלקטרון מכל חלקיק חומר אחר. האלקטרון לא נמצא בכל מקום אלא מיקומו הוא לא ידוע עד שימדד. לתוצאת המדידה יש הסתברות התלויה במקום בו ננסה למדוד. ההסתברות היא 0 ברוב נפח היקום וגדולה מ0 בתחום ספציפי. מצד שני, גם אנרגיה לא "נמצאת בכל מקום". אנרגיה קינטית נמצאת בדיוק במקום בו נמצאת מאסה בתנועה, אנרגיה של שדות אלקטרומגנטיים נמצאת במקום בו יש שדות כאלו ואנרגיה גרעינית נמצאת בגרעיני אטומים. לסיכום, מה שאמרת לא נכון באותה מידה לאלקטרון, לאנרגיות ולחלקיקים אחרים. לי אישית לא ידוע על כל פעולה סותרת של האלקטרונים (או של חלקיקים אחרים) והמוח שלי מבין את התנהגות האלקטרון. (או התנהגות של חלקיקים אחרים) |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
"המוח שלי מבין את התנהגות האלקטרון" אני מטיל ספק אבל אשמח לשמוע. רוברט אופנהיימר אמר בנושא, ואני מצטט: אם נשאל, למשל, אם האלקטרון נשאר במקומו, עלינו לומר "לא" אם נשאל, אם מיקומו של האלקטרון משתנה עם הזמן, עלינו לומר "לא" אם נשאל, האם האלקטרון מצוי במנוחה, עלינו לומר "לא" אם נשאל, האם הוא בתנועה, עלינו לומר "לא" |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יתכן שהניסוח לא טוב. אני לא מתיימר להבין למה, איפה ומתי האלקטרון ''נמצא'' ומה המשמעות של זה, אבל אני מסוגל לתאר ולהסביר את החוקים הנוגעים להתנהגות הנצפית של האלקטרון ומבחינתי זאת ''הבנה'' של התנהגות האלקטרון. פונקצית צפיפות ההסתברות של מיקום האלקטרון במרחב ובזמן ניתנת לחישוב (בד''כ מקורב, אבל בדיוק הרצוי) וזהו התחליף לשאלות של רוברט אופנהיימר. יתכן, שהדור שלי, שלמד אצל מורים ומרצים, שכבר בעצמם קיבלו את תורת הקוונטים כחלק אינטגרלי מהפיזיקה, מסוגל לראות בתורה זו תאור מספק של העולם ו''להבין'' את תורת הקוונטים ואת תוצאותיה. אני מניח, שלאנשים בימיו של ניוטון היה קשה לא פחות לקבל, שגופים נוטים לשמור על הגודל והכיוון של מהירותם, וזאת בסתירה לאמונה המקובלת וכן בסתירה לנסיון היום-יומי. התקשיתי מאוד להסביר לאדם ללא רקע פיזיקלי, שבזמן פניה ימינה, פועל עליו כוח בכיוון הפניה ולא בכיוון ההפוך. ברור לי, שתורת הקוונטים מנוגדת באספקטים מסויימים לאינטואיציה ולנסיון, אבל בדומה לדוגמא שהבאתי, אין לי בעיה עם זה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם כך, תרשה לי לשאול אותך כפיסיקאי (?), אנו יודעים מדואליות הגל-חלקיק שאלו בעצם שני היבטים של אותה התופעה. האם לתופעה זו רק שני מצבים קיצוניים,היינו גל וחלקיק, או שיש גם מצבי ביניים (שליש חלקיק-שני שליש גל) ואם כן, עד כמה אנו מבינים אותם מתמטית ואינטואיטיבית? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יש מצבי ביניים. למעשה זה תמיד מצב ביניים, בו אותו חלקיק הוא גם גל וגם חלקיק (זאת אמרת, מאה אחוז גל, מאה אחוז חלקיק). | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
סמילי ענה, אבל אני רוצה להוסיף, שבקנה המידה הקוונטי ניתן להסתכל על כל דבר כעל גל. אלקטרון פוגע באטום מחליף פונקצית גל של תנועה חופשית בפונקצית גל של אינטראקציה בין אלקטרון לאטום. מכאן נובע, שלמעשה מדובר בגל בלבד. החלקיקיות באה לידי ביטוי בכך, שפונקציות הגל האפשריות הן בדידות, כלומר תיתכן פונקצית גל של אלקטרון בודד או של שני אלקטרונים וכן הלאה. לא תיתכן פונקצית גל של אלקטרון וחצי. (חופשי או קשור) באותו אופן גלאי חלקיקים (נניח אלקטרונים) יכול לספור רק חלקיקים שלמים ולא חצאי חלקיקים. אני עוד לא פיזיקאי אבל זה הכיוון. (סטודנט לתואר שני) |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם ניתן לתפוס את האלקטרון כגל, כיצד יש לו מסת מנוחה ? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
איפה כאן הבעיה? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כגל יש לו מאפיינים של גל (כמו אורך גל), כחלקיקי יש לו מאפיינים של חלקיק (כמו תנע, או מאסת מנוחה). בעזרת חוק דה בורלי, אפשר לתרגם את מאפייני הגל למאפייני החלקיק וההפך. אגב, לא לכל החלקיקים יש מסת מנוחה, והדוגמה הידוע היא של הפוטון. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
"אותו אלקטרון יכול לשרת בו זמנית שני אטומים הפועלים בניגוד אחד לשני"? נראה לי שלא הבנת את עקרונות מכניקת הקוונטים (ובגלל זה אתה חושב שמדובר ב"תופעה שאין המוח האנושי מסוגל להבינה"), נסה לקרוא את תגובה 51892 ואז להסביר לי באיזה כלל הסתברותי החתול של שרדינגר לא עומד. | |
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש
|
© כל הזכויות שמורות |