|
||||
|
||||
1. במאמר מסוג כזה, מותר לכלול גם כמה נוסחאות (באותיות קטנטנות כדי לא להפחיד). למשל, לא היה מזיק לגלות לנו מהי התפלגות ספין-x לפי הזוית בין השדה השני לראשון באופן כללי. באותו ענין, כשהגעתי למסגרת שמתחת לפסקה על משוואות שרדינגר, ציפיתי למצוא את המשוואות של שרדינגר (ולא אותו עצמו). [טלי מעירה כאן שאחרי יותר מעשר שנים שהיא לא ראתה את המשוואות, היא דוקא שמחה לפגוש את ארווין; ושהמאמר מצוין]. 2. האם מרחב המצבים הוא תמיד סופי? |
|
||||
|
||||
1. יש נוסחאות, אבל הן כל כך מפחידות (גם בשבילי), שנאלצתי להקטין את האותיות עד מתחת גודל של פיקסל... בסוף חלק ד' אני נותן כמה הפניות, עם אזהרות ודיסקליימרים הולמים. אם אתה רוצה עכשיו, פנה בדואל. לגלות לך את הנוסחה להתפלגות ספין לפי זווית, ולהרוס לך את הכיף של לנחש אותה לבד? נו טוב, הרי בטח ניחשת: ריבוע הקוסינוס של חצי הזווית. את משוואת שרדינגר ממילא אין טעם לתת בלי להיכנס לפירוט ארוך של משמעותם של כל המשתנים שבה. עיין פסקה א'. אם אתה דווקא רוצה, זו לא *באמת* בעיה למצוא את המשוואה בספריה או ברשת המחשבים הגלובלית הקרובות למקום מגוריך. 2. על סופיות מרחב המצבים - אני בטח לא מבין נכון את השאלה, אבל ננסה: אפילו במערכת הפשוטה של ספינים, המרחב הוא אינסופי: בסופרפוזיציה של ספין-x 'מעלה' ו'מטה', יתכן אינסוף-רצף של משקלים שונים: לשני הערכים יש מקדם, ושני המקדמים הם סקלרים מרוכבים, כך שסכום ריבועיהם הוא 1. ולמי שעוקב עד כאן, ניתן כבונבון את הקשר להסתברות: אם מודדים ספין לאלקטרון במצב כזה, על פי תורת הקוונטים, ההסתברות לקבל ערך מסוים היא הערך המוחלט של ריבוע המקדם לאותו הערך (כלל בורן, שבמאמר נתתי אותו בניסוח קצת יותר מרושל, בכוונה כמובן). ותודה לטלי! |
|
||||
|
||||
2. השאלה היא לא אם יש אינסוף סופרפוזיציות אפשריות (כמובן שכן), אלא אם תמיד מספר ה*מצבים* הוא סופי (בדוגמא של המאמר - המצבים הם ספין 'למעלה' ו'למטה'). מספר המצבים הוא בעצם המימד של מרחב הסופרפוזיציות (ועוד אחד, כי סכום הריבועים צריך להיות 1). |
|
||||
|
||||
2. כל משנה בר מדידה מהווה למעשה אוסף של מצבים אפשריים, כולל, למשל, המיקום (במרחב). |
|
||||
|
||||
אה. התשובה היא כן. למשל, מקום: בחלק ג' של המאמר יטפל קצת יותר במקום של חלקיקים בתורת הקוונטים, אבל מן הסתם עדיין תצא וחצי תאוותך המתמטית בידך (או הרבה פחות). כשם שפונקציית הגל מתארת ספין, כך היא מתארת מקום: סופרפוזיציה של (לרוב) אינסוף מקומות, עקרונית כל המרחב. במקרה הזה כל המתמטיקה נהיית עם אינטגרלים והתמרות פורייה, וזה רק במעט שאני למדתי, שהוא בוודאי רק קצה הקרחון המתמטי. ואם תשאל מעבר לכך, אני אאלץ כנראה באמת לפנות את הבמה לסמיילים (והליאורים, והאפופידסים). |
|
||||
|
||||
משוואת שרדינגר (9) אינה אלא ניסוח קוונטי של משוואת אוילר-לגרנג' (5) מן המכניקה האנליטית. מה שמוכר לכולם בתור משוואת התנועה, או החוק השני של ניוטון (1), אינו אלא הצגה מופשטת של משוואת א-ל (5). לוק אנד ליסטן: (1) החוק השני של ניוטון - סכום הכוחות sumF הפועלים על מסה M שווה למכפלת המסה M בתאוצתה a: sumF = M * a אם ניזכר שתנע P הוא מכפלת המסה במהירות, ותאוצה היא נגזרת זמנית של המהירות, אזי נקבל באגף ימין(1): sumF = P' כאשר P' = dP/dtעתה נפשפש קצת בספרי הפיסיקה ונגלה שכוח משמר F ניתן תמיד להציג כנגזרת מרחבית של פוטנציאל סקלרי U. לנגזרת הזו ניתן שם מפוצץ - גראדיינט - מכיוון שניתן להפעיל אותה לכל כיוון במרחב: F = -gradU כך למשל רכיב הכוח המשמר בכיוון איקס יהיה:Fx = -dU/dx וזה מה שהופך את החוק השני של ניוטון למשוואה דיפרנציאלית חלקית:P` = -gradU או בהעברת אגף:P` + gradU = 0 עד כאן החוק השני של ניוטון.עכשיו, נסמן את האנרגיה הקינטית של מסה M באות T. למסה M הנעה במהירות V האנרגיה הקינטית תהיה: T = M(V^2)/2 או בהצגה שקולה, בהתחשב בעובדה ש P=M*V:T = P^2/(2*M) נגדיר עכשיו איבר הנקרא לגרנג'יאן בתור ההפרש בין האנרגיה הקינטית לאנרגיה הפוטנציאלית:(2) L = T - U נגזור אותו לפי המקום:(3) gradL = gradT - gradU אבל T שהגדרנו אינו תלוי במקום ולכן הגרדיאנט של T הוא אפס. מאידך, מינוס גראדיינט האנרגיה הפוטנציאלית שווה לסכום הכוחות המשמרים.נגזור את הלגרנג'יאן (2) לפי המהירות: (4) dL/dV = dT/dV - dU/dV אבל האנרגיה הפוטנציאלית היא גודל סקלרי התלוי במקום בלבד ולכן נגזרתה לפי המהירות מתאפסת. מאידך:dT/dV = d/dV [MV^2/2] = MV = P נגזור את (4) לפי הזמן:d/dt(dL/dV) = d/dt(dT/dV) - 0 = P' משוואת אוילר-לגרנג' אינה אלא שוויון בין (4) לבין (3):(5) d/dt(dL/dV) = gradL או בהצבת התוצאות שקיבלנו:(1) P' = sumF שזה החוק השני של ניוטון. מש"ל.כאן הצגתי את משוואת אוילר-לגרנג' עבור משתנים קרטזיים של מקום וזמן, אך למען האמת היא נכונה לכל סט של משתנים קנוניים. מקורה בענף חשבון הוריאציות במתימטיקה והיא מתארת את הפונקציונל שנותן תוצאה אקסטרמלית לאינטגרל הפעולה. זה לא קשה, זה פשוט לא כ"כ רלבנטי, ולכן אשאיר לחבריי להסביר את עקרון הפעולה המינימלית בטבע. העיקר הוא שלכל משתנה קנוני W ניתן להגדיר משתנה קנוני צמוד. במקרה הפיסיקלי נקרא לו התנע הקנוני ונגדירו כך: אם W' = dW/dt אז התנע הצמוד לW יהיה:Pw = M * dL/dW' תוצאה זו מובנת מאליה עבור בעיה חד-מימדית עם כוחות משמרים, שהרי אז:L = T - U = Pw^2 / 2M - U(W) ולכןdL/dW` = dT/dW` = Pw/M במקרים הסבוכים יותר יתכן מצב שבו התנע הקנוני שונה מן התנע הקלאסי, אבל חוץ מזה הכל טוב.ועתה נעבור למכניקת הקוונטים. במקום תנע קנוני נגדיר אופרטור תנע: (6) Pw = (ih/2pi) * d/dW כלומר אופרטור תנע הפועל על פונק' גל K זה משהו כזה:PwK = (ih/2pi) *dK/dW עד כאן יש?כבר אמרנו שגרדייאנט הוא שם מפוצץ לגזירה בכל הכיוונים gradF = (dF/dx, dF/dy, dF/dz) אז האנרגיה הקינטית של מסה M המתוארת ע"י פונק' גל Y במכניקת הקוונטים תהיה:(7) T K = (1/2M) * P^2 K נציב את אופרטור התנע מ(6):P^2 = (ih/2pi)^2 * grad^2 ובהצבה לתוך (7):T K = - (h/2pi)^2 * (1/2M) * grad^2K כאשר בקואור' קרטזיות:grad^2 K = d^2K/dx^2 + d^2K/dy^2 + d^2K/dz^2 לפני שנגיע למשוואת שרדינגר (9) כדאי להציג קודם את התמרת לג'נדר של הלגרנג'יאן (2), הוא ההמילטוניאן (8):H = W* Pw - L(w) בבעיה חד-מימדית זה ההמילטוניאן H(W,Pw) המתקבל מלגרנג'יאן L (W, W'(. בבעיה רב-מימדית (כלומר, עם יותר ממשתנה מצב אחד), עלינו לסכום ב(8) את כל משתני המצב. למשל עבור שישה משתנים:H(X,Y,Z,U,V,W, Px,Py,Pz,Pu,Pv,Pw) = XPx + YPy + ZPz +UPu + VPv +WPw - L(...) המילטוניאן כזה יכול למשל לתאר בעיה של שני גופים נקודתיים בלתי תלויים, או של גוף צפיד, או משו אחר. לא חשוב. עבור לגרנג'יאנים פשוטים נקבל תוצאה חביבה:H = T + U כלומר ברמת העיקרון המילטוניאן הוא ביטוי לסך כל האנרגיה במערכת. ואז במקום אוילר-לגרנג' מקבלים את משוואות המילטון, שהן קצת יותר אלגנטיות אך נותיר אותם כשיירים לפיסיקאים שיבואו אחרי.בכל אופן, אופרטור ההמילטוניאן אינו אלא סכום של אופרטור האנרגיה הקינטית T ואופרטור האנרגיה הפוטנציאלית U: H K = TK + UK = UK - (h/2pi)^2 * (1/2M) * grad^2K משוואת שרדינגר בסה"כ אומרת שפונק' גל K מתפתחת בזמן לפי ההמילטוניאן:(9) dK/dt = (ih/2pi) HK אני מקווה שלמישהו זה נראה כמו הגדרת אופרטור התנע (6) לעיל, שהרי אנרגיה היא "התנע הצמוד לזמן" כשם שPw הוא התנע הקנוני הצמוד לW. משוואות המילטון אומרות שלכל משתנה קנוני W, ועד כדי סימן מינוס שבו אני תמיד מתבלבל:dW/dt = dH/dPw כלומר ההתפתחות בזמן של Pw נקבעת לפי הנגזרת של ההמילטוניאן במשתנה W, ולהיפך. על כגון דא אומרים שההמילטוניאן H הוא היוצר האינפינטיסימלי להזזות בזמן. זאת כשם שהתנע Pw הוא היוצר האינפינטסימלי להזזות בW, והמשתנה W הוא הי"א להזזות בPw. זה הכל.dPw/dt = -dH/dW אז משוואת שרדינגר (9) בסה"כ מתארת את ההתפתחות בזמן של פונק' גל K לפי ההמילטוניאן H של המערכת. זה הכל. |
|
||||
|
||||
הממם, בעצם משוואת שרדינגר לא יכולה להיות מהדורה קוונטית של משוואת אוילר-לגרנג', אלא של משוואת המילטון. עם הקוראים הסליחה. (פיסיקאים, אלק) |
|
||||
|
||||
אם מציבים: psi=A*exp[i*2*pi*S/h] במשוואת שרודינגר, מבצעים את הגזירות ומעלימים את האקספוננט (גורם משותף), מתקבלת בגבול בו h שואף לאפס משוואת Hamilton-Jacobi (השונה ממשוואות האמילטון).עד כדי קבוע, S היא אינטגרל של הלגראנז'יאן לפי הזמן, ונבדלת מהפעולה הקלאסית רק בגבולות האינטגרציה. פיינמן השתמש בידע זה כשפיתח את אינטגרלי המסלול. |
|
||||
|
||||
S is the Action ומגדירים אותו כאינטגרל לפי זמן של הלגרנג'יאן:S=int(L)dt (1) כלומר מבחינת מימדים פעולה היא אנרגיה כפול זמן, או תנע כפול מרחק. למשל עבור חלקיק חופשי (U=0) במימד אחד:S = E * t - p * x ולכן:dS/st = E שזה בדיוק ערך הלגרנג'יאן, שהרי בהעדר אנרגיה פוטנציאלית החלקיק יוסיף לנוע במהירות קצובה וישמור על האנרגיה הקינטית ההתחלתית שלו. מאידך:dS/dp = -x ; dS/dx = -p כלומר מתקבל קשר שמזכיר מאד את משוואת המילטוןבמציאות הקלאסית עוקב הטבע אחר עיקרון הפעולה המינימלית. בשפה פשוטה זה אומר שבטבע ערך האינטגרל (1) הוא תמיד המינימלי האפשרי. כידוע, ליד נקודות קיצון השינוי בערך הפונקציה הולך לאפס (הנגזרת מתאפסת בנקודות קיצון), לכן אנו מחפשים את הנקודות בהן: dS = 0 בחשבון וריאציות לא אסתטי במיוחד מוכיחים שמדרישה זו מתקבלות משוואות אוילר-לגרנג' במערכות קלאסיות.פונק' הגל שהציג ד. פר היא המתארת חלקיק חופשי במכניקת הקוונטים עבור הפעולה שהצגתי לעיל. עכשיו תראו משהו יפה: האנרגיה של פוטון בתדר w: E = h * w / 2pi התנע של פוטון במספר גל k:P = h * k / 2pi כלומרE * t - P * r = (h/2pi) * (wt - kr) כלומרpsi = A * exp [i(wt-kr)] וזה בדיוק גל מישורי המתקדם בכיוון r בתדר w...גודל הפונק' נשמר במקום ובזמן: <psi|psi> = |A|^2 משוואות המילטון-יעקבי הן מן התיאורמות האלגנטיות ביותר שהכרתי בפיסיקה. במקום לטפל בלגרנג'יאן מנסים לתקוף ישירות את הפעולה. ליתר דיוק, מחפשים טרנספורמציה קנונית (מונח מפוצץ שמשמעו החלפת משתנים קנוניים ללא שינוי ערך ההמילטוניאן) שתפשט לנו את הפעולה ככל הניתן. הפעולה הפשוטה ביותר היא זו השווה זהותית לאפס, או לפחות לקבוע, וברגע שעוברים אליה הפתרון הוא טריביאלי. אח"כ חוזרים מן הפיתרון הטריביאלי במשתנים החדשים, לפתרון החבוי במשתנים הישנים. אפילו על בעיות פשוטות כמו אוסצילטור הרמוני זה נראה טוב, גם אם התותחים האנליטיים האלה נוצקו כדי לפצח בעיות מעט מורכבות יותר.בכל אופן, נקודת החיבור בין המכניקה הקוונטית לקלאסית היא בהשאפת קבוע פלאנק לאפס. לשמחתנו אמנם מקבלים את כל המכניקה הקלאסית כמקרה פרטי של משוואות המכניקה הקוונטית עבור h-->0 המכניקה הקוונטית עצמה היא מקרה פרטי של תורת השדות הקוונטית עבור מהירויות נמוכות (לא יחסותיות), כך שבסה"כ אפשר לומר שקיימת בדיוק תורה אחת שלמה, וכל השאר (מניוטון עד שרדינגר) הם קירובים נוחים שלה. תורה זו אינה סגורה עדיין - מנגנון ההיגס לא הוכח נסיונית, עוד לא גילינו גרביטונים וקיימות חלופות לכמה מן המודלים הקיימים בפיסיקה של אנרגיות גבוהות. אין עדיין הסבר לערכים השרירותיים שנמצאו (תיאורטית ונסיונית) לשורה ארוכה של חלקיקים אלמנטריים קיקיוניים, ולכן הרבה מוחות מגודלים מתפרנסים יפה מפיתוח כל מיני תיאוריות פנטסטיות כמו סופר-סימטריה ותורת המיתרים. |
|
||||
|
||||
1. משוואת שרדינגר יכולה להיכתב בצורה פשוטה מאד (http://www.physics.udel.edu/faculty/macdonald/quantu...) וזו, אגב, הדרך היותר נכונה לכתוב את המשוואה. בלי קשר, אני חושב שההחלטה לא לכתוב נוסחאות הייתה נכונה. |
|
||||
|
||||
אגב, משוואת שרדינגר היא משוואה דיפרנציאלית חלקית. parental guidance receommended. |
|
||||
|
||||
דומני שמכניקת הקוונטים היא אחד המקרים הבודדים בהם ההכללה המופרעת (תורת השדות) מנוסחת בצורה אלגנטית יותר מהמקור. משוואת דיראק הרבה יותר חביבה ממשוואת שרדינגר. טוב, דיראק היה בחור נחמד. |
|
||||
|
||||
דיסקליימר: המידע להלן שאוב מאיזה מאמר שהתפרסם לפני שנים בסיינטיפיק דבר לילדים (או אחד מתואמיו). התוכן בהתאם. מרחב המצבים של אופרטור מדידה באחוז ניכר מהבעיות המוכרות (וסביר שאפילו ברובן) אינסופי. מבחינה פורמלית, הוא בהכרח ספרבילי (באופן גס: "כמות המימדים" שקולה ל"כמות המספרים הטבעיים" ופחותה מ"כמות המספרים הממשיים" (להלן: רצף); עוזי, אני משאיר לך את מלאכת ההסברה לקהל הרחב). זוהי נקודה עקרונית מבחינת הפיסיקה, שכן הקוונטיזציה מעצם מהותה (כלומר: מעצם היותה "קוונטיזציה") דורשת דיסקרטיזציה (אפשרות אבחנה ברורה בין המצבים השונים). מצד שני, לעיתים תכופות נדרשים הפיסיקאים לטפל במדידות שמספר התוצאות האפשריות בהן הוא כעצמת הרצף (למשל: מדידות מיקום). לצרכים אלו, משכנים את המרחב בתוך מרחב "עוטף" לא ספרבילי. מכאן והלאה, משתמשים הפיסיקאים במיגוון להטוטים שעלולים לגרום חררה לכל מתמטיקאי הגון . בסוף התהליך, מטאטאים הפיסיקאים את המבוכה אל מתחת לשטיח בעזרת ניפנופי ידיים יחד עם שיטות יצירתיות ביותר של רגולריזציה ונורמליזציה. אחת מהשיטות החביבות והשימושיות ביותר היא שיטת ה"קופסא", שזו הדרך של הפיסיקאים לתאר משהו כמו אינטרוול סופי עם תנאי שפה (דוגמא בג'יבריש: הדרישה שהחלקיק יהיה "בתוך הקופסא" ושפונקציית הגל שלו תתאפס מחוץ לגבולותיה, גורמת לכך שאורך הגל, הפרופורציונלי לתנע, חייב לחלק את אורך הצלע ולכן הבסיס למרחב המצבים חוזר להיות ספרבילי, כלומר מקוונטט; המעבר לרצף מושג בגבול של הגדלה אינסופית של הקופסא). ובהזדמנות - הערה בנוגע לתורת המדידה: מרבית הטיפול בספרות (ביחוד הפופולרית) עוסק ב"מדידות" כפי שהן מוגדרות ב"מכניקת הקוונטים". תורה זו, למרות שלידתה מיוחסת להשערת הקוונטיזציה של פלנק, הפכה לתורה יישומית ביותר בעקבות עבודותיהם של הייזנברג ושרודינגר באמצע שנות העשרים (ציוני דרך בולטים באמצע: ההסבר של איינשטין לאפקט הפוטו-אלקטרי ומודל האטום של בוהר).התורה קצרה הצלחות מרשימות, ועד היום משתמשים בה לטיפול במגוון רחב של בעיות לא יחסותיות. מצד שני, כבר בסוף שנות העשרים החל המעבר ל"תורת השדות הקוונטית" שהיא התורה שעליה מבוססת הפיסיקה "הקנונית" כיום (דוגמאות: "המודל הסטנדרטי", סופרסימטריה, סופר-מיתרים). למרות שמכניקת הקוונטים אמורה להתקבל כתורה אפקטיבית מתורת השדות, המעבר אינו פשוט כשמדובר בתורת המדידה. המאמר בדבר לילדים לא הרחיב על כך, אבל ממה שזכור לי, בתורת השדות לא מדברים במינוחים כדוגמת "אופרטור המיקום", והאפשרות ליצירה והשמדה של זוגות חלקיקים, מסבכת את השאלה: "אז מה בעצם מדדנו?" . 1 ואכן גרמו: במשך שנים הסתכל "הממסד המתמטי" בבוז ובשאט נפש על צורת העבודה של הפיסיקאים. רק מכשלא ניתן היה להתעלם יותר מהאפקטיביות שבשיטות אלו לפתרון סוגים שונים של בעיות, נחלצו המתמטיקאים "לעשות סדר בבלגן", במידה שתאפשר להם לחיות עמו. כך, למשל, מוסדה תורת ההתפלגויות (distribution) שמטפלת בפונקצית הדלתא, ובחברותיה. |
|
||||
|
||||
אה...אפשר להרחיב בנידון? פיזיקה אני לא יודע יותר מדי, אבל המתמטיקה נשמעת מוכרת. מה זאת אומרת שהמיקום זה "עוצמת הרצף"? שאוסף התוצאות הנמדדות הוא מעוצמת הרצף? ומה עניין הקופסא לכאן? כמו כן, מה עוזר לשכן מרחב ספרבילי בתוך לא ספרבילי? אתה הרי לא יכול להגיע באמצעותו לכל נקודה במרחב, וזה נשמע הרעיון (?). איזה "מרחב" מהוות התוצאות הקוונטיות? הבנתי שזה כולל רק מספר בן-מניה של תוצאות, אבל הוא צפוף למשל? (ממה שאני זוכר מפיזיקה בסיסית ביותר אז הוא לא) |
|
||||
|
||||
אני מנסה לתרגם לעברית את הפיזיקה שלכם. נראה אם הבנתי נכון. נניח שהמצבים שאנחנו מודדים הם מיקום של חלקיק במרחב. מרחב המצבים (מותר לקרוא לו X?) אינסופי, והוא (במקרה הזה) דווקא לא בן-מניה. אבל למזלנו, המרחב הוא ספרבילי1 - אני מקווה שלמשמעות הזו של "ספרבילי" התכוונת. לאוסף הפונקציות המרוכבות המוגדרות על X ושהאינטגרל של ריבוע-הערך-המוחלט שלהן סופי, קוראים (H=L^2(X. זהו מרחב הילברט (כלומר, יש בו מכפלה פנימית שמשרה נורמה, וכל סדרת קושי מתכנסת). פונקציות הגל הן פשוט האברים בעלי נורמה 1 במרחב H. אני חוזר על שאלתו של גיל לדרמן: למה הכוונה בשיכון של המרחב בתוך מרחב עוטף לא ספרבילי? האם מדובר על X (מרחב המצבים) או H (מרחב הפונקציות המוגדרות על המצבים)? 1 מרחב ספרבילי: יש בו קבוצה צפופה בת-מניה; במקרה שלנו, כל נקודה במרחב קרובה מאד לנקודות עם מקדמים רציונליים, וכאלו יש כמספרם של המספרים הטבעיים. |
|
||||
|
||||
מדובר על הגבלת המרחב לקופסא (או לכדור, לפי הנוחות), ושימוש בגבול כך שגודל הקופסא שואף לאין סוף. |
|
||||
|
||||
אם כך - מצמצמים את פונקציות הגל לתת-מרחב קומפקטי; שימושי מאד (ופיזיקלי להחריד), אבל שני המרחבים ספרביליים באותה מדה. |
|
||||
|
||||
(בתשובה גם לגיל לדרמן) ראשית, ממה שזכור לי, ספרביליות כוללת גם את המימדים הסופיים וגם את קבוצות הע"ע בנות המניה שאינן צפופות, אבל יתכן מאד שזכרוני בוגד בי, ובמקרה זה אקבל את התיקון ואפרוש אח"כ להתביש בפינה. שנית, קשה לי לענות על השאלה כי: א. הדיון לובש אופי טכני מדי, בעוד שמטרת הדיון, לפי הבנתי, היא דוקא לקרב את הקהל הרחב אל הנושא, במקום להרתיעו. ב. לכל תשובה שאנסח נדרשות הסתיגויות באותיות קטנות, שלהן בתורן נדרשות הערות באותיות קטנות עוד יותר, וכן הלאה. העסק פשוט מורכב. ג. בפיסיקה, אחוז ה"פתולוגיות" זעום ביותר, ודקדקנות מתמטית שמטרתה "סתימת הפרצות" גוזלת הרבה זמן ועבודה, אך ברוב המקרים אינה משפרת באופן משמעותי את התוצאות. אם ניקח את בעיות התנועה של המכניקה הקלאסית בתור דוגמא, הגדרת הפונקציה הרציפה כמו בתיכון כ"פונקציה שניתן לצייר את הגרף שלה מבלי להרים את העט מהניר", מספקת יותר תובנה ואינטואיציה לגבי אופיים האיכותי של הפתרונות המבוקשים, מאשר הגדרת הרציפות ע"י אפסילונים ודלתות. בתשובה (חלקית) לשאלה, אנסה לתת דוגמא: פונקציות הגל הן פונקציות מרוכבות מעל המרחב-זמן, ושייכות למרחב הילברט L2 (אותו נכנה H כדי להבדיל ממרחב הקואורדינטות), כאשר האינטגרציה במכפלה הפנימית מבוצעת רק על המרחב (ולא על הזמן). מניחים שהן גזירות ברציפות לפחות פעמיים (יש יוצאים מהכלל, ר' הערה ב' לעיל) ולכן באופן גס ניתן לטעון שמכל מחלקה של פונקציות הזהות כמעט בכל מקום, הנציג הקביל היא הפונקציה שממלאת דרישה זו. דרישת הנירמול אינה מתחיבת כאן, אבל כשמסתכלים על "תוצאות סופיות", פונקציות הניבדלות עד כדי כפל בקבוע סקלרי מקושרות למצב פיסיקלי יחיד (כשמבצעים סופרפוזיציה, יש חשיבות רבה ליחס בין המקדמים בשל ההתאבכות שתארתי בתשובה למטה). אם נניח כעת שהמרחב סופי, ושמחוץ לו אנו דורשים את התאפסות פונקציות הגל, קיים ל-H בסיס בן מנייה. אם נניח, למשל, שהמרחב בצורת תיבה (להבדיל ממרחב סופי ואמורפי), ונדרוש תנאי שפה מחזוריים (לשם פשטות הדוגמא, למרות שתנאי השפה תלויים בבעיה הספציפית) ניתן בכל נקודת זמן ספציפית לפרוש אותו ע"י: {exp(Ki.X)} כאשר רכיבי הוקטורים Ki הם כפולות שלמות של גודל בסיסי שהוא ביחס הפוך לאורך הצלע המתאימה. זהו בסיס בן מנייה שאינו צפוף (ובפיסיקה משייכים אותו למצבים העצמיים של התנע של חלקיק חפשי, כאשר Ki הם ערכי התנע, עד כדי כפל בקבוע). להנחתנו ביחס לסופיות וצורת המרחב, קוראים הפיסיקאים "קופסא" (כנראה משום שהפיסיקה מדע ניסויי, מעדיפים הפיסיקאים תאורים ציוריים שעוזרים להם לדמיין ניסויים רלבנטיים), וכפי שראינו, דרישה זו מניבה בסיסים מקוונטטים (הכפולות השלמות בדוגמא שלנו).אם נרצה כעת להשאיף את צלעות הקופסא לאינסוף, ניתקל בשלוש בעיות: א. הבסיסים תלויים בצורת "ההשאפה" (בדוגמא שלנו, כדאי להקפיד על הגדלה סימטרית) ב. ערכי ה-Ki הולכים ומצטופפים. ג. במעבר לאינסוף, כל ערך של Ki קביל (עצמת הרצף), והנורמה ב-L2 מתבדרת! אף על פי כן, משיקולים של נוחות חישובית, פעמים רבות נוח יותר לחשב בבסיס הביזארי שהתקבל, ורק בסוף לנפנף בידיים ולהחזיר את דרישת הקופסא כדי שאפשר יהיה לנרמל את התוצאה. דוגמא נוספת: נניח שרוצים למדוד את מיקום החלקיק בתוך התיבה שתוארה לעיל. א-פריורי, כל ערך X0 (וקטור) של הקואורדינטות בתחום אמור להיות קביל בתור תוצאה (עצמת הרצף). הבסיס המתאים של פונקציות עצמיות יהיה: {Delta(X-X0)} הבעיה עם בסיס זה היא שהוא אינו ב-H (וגם מפוקפק מתמטית). למעשה, הבסיס פורש את מרחב כל הפונקציות מעל לתחום, ובפרט מבדיל בין פונקציות הזהות כמעט בכל מקום. אף על פי כן, עושים בו שימוש נרחב בפיסיקה בשל נוחות החישוב. זוהי דוגמא למרחב "עוטף" שמימדו מעצמת הרצף. בסוף החישוב, נוכל לנפנף בידינו באופן הבא:פונקציית הגל מקושרת לצפיפות ההסתברות. לכן, ההסתברות למצוא חלקיק בנקודה מסוימת מתאפס (גבולות האינטגרציה מתלכדים). כדי לצאת מהמבוכה, "גונבים" סביבה קטנה אך סופית של הנקודה. אם נרצה להבחין בין נקודות קרובות, נצטרך שהסביבות לא תחפופנה (אחרת, איך נדע איזו תוצאה קיבלנו?). לכן נקבל כיסוי בן מנייה (או אפילו סופי) של התחום ע"י סביבות סופיות. קבוצת הערכים האפשריים במדידה יהיו נציגי הסביבות הנ"ל. באופן זה, מוחזרת הקוונטיזציה בדלת האחורית. |
|
||||
|
||||
תודה על ההסבר. אני רוצה להוסיף שאם X מרחב מידה ספרבילי (עם מידה "סבירה"; למשל קבוצות במרחב האוקלידי R^n עם המידה הרגילה), אז מרחב הילברט (H=L^2(X גם הוא ספרבילי. בפרט, יש לו בסיס בן-מניה (במובן האנליטי, ולא האלגברי1). יתרה מזו, אם D אופרטור הרמיטי (ולפי גלעד כל אופרטור מדידה הוא כזה), אז (לפי משפט הלכסון הספקטרלי) קיים למרחב בסיס אורתוגונלי של וקטורים עצמיים של D. כעת, לפי ההסבר של סמילי, להפעלת האופרטור יש שתי תוצאות: תוצאת המדידה (שאת ההתפלגות שלה מקבלים מפונקצית הגל) מתקבלת "מחוץ למערכת", ופונקצית הגל קורסת להיות התפלגות אחידה(?)2 על המרחב העצמי השייך לערך העצמי שהתקבל. ה"קוונטיות" היא בכך שלמדידה יש רק מספר בן מניה של תוצאות אפשריות (דהיינו הערכים העצמיים של האופרטור). 1 כלומר: כל איבר אפשר להציג כסכום אינסופי (מתכנס) של איברי הבסיס עם מקדמים מתאימים. 2 בדרך כלל המרחבים העצמיים הם חד-ממדיים, ואין "התפלגות". |
|
||||
|
||||
להפעלת האופרטור יש תוצאה אחת ויחידה. כאשר מפעילים את האופרטור על מערכת בודדת, ובודקים את התוצאה, אז פונקצית הגל קורסת לתוצאה הנמדדת (שהיא אחד מהמצבים העצמיים). כאשר מפעילים את האופרטור על מערכת בודדת ולא בודקים את התוצאה, אין קריסה, והפונקציה משתנה בהתאם להפעלת האופרטור. כאשר מפעילים את האופרטור על מספר גדול של מערכות בלתי תלויות שנמצאות באותו מצב, מקבלים את הממוצע (שהראתי את החישוב שלו למעלה). לא תמיד יש רק מספר בן מניה של תוצאות, זה תלוי באופרטור המדידה (כזכור, המקום והתנע הם ערכים מדידים). הקוונטיות היא שעבור חלק מהאופרטורים יש מספר בן מניה של תוצאות אפשריות (למשל, אנרגיה של חלקיקי קשור, או ספין לחלקיק שאינו סקאלר). |
|
||||
|
||||
פורמלית, כדי שהאופרטור יתנהג יפה והפונקציות העצמיות תהיינה ניתנות לנירמול, צריך תמיד לתחום אותו באיזה שהוא אופן, ופעולה זו הופכת את מספר התוצאות לבן מניה. אם ניקח את התנע כדוגמא, הרי שהפונקציות העצמיות של חלקיק חפשי כשהמרחב אינסופי אינן ב-L2, ואינן ניתנות לנירמול. מאחר ומקובל כיום לחשוב שהיקום סופי, ניתן לבחור את הקופסא הידועה לשימצה בגודל היקום ואז התנע מקוונטט, אבל ההפרש בין הע"ע כה קטן, שמבחינה חישובית הקרוב לרצף יותר נוח לשימוש ונותן אותן תוצאות (וזה עוד לפני שהזכרנו את תאוריות ה- cut off בסקאלת פלאנק - ההנחה שהתורה הקוונטית כפי שאנו מכירים אותה תקפה גם מעבר לגבולות הניסוי שלנו כיום אינה מתחייבת מאליה). |
|
||||
|
||||
"כדי שהאופרטור יתנהג יפה והפונקציות העצמיות תהיינה ניתנות לנירמול, צריך תמיד לתחום אותו באיזה שהוא אופן, ופעולה זו הופכת את מספר התוצאות לבן מניה.", אין צורך אמיתי לנרמל את הפונקציות העצמיות, מספיק לזכור שהן לא מנורמלות. קוראים לתהליך רנורמליזציה. ומשמעותו (ממש בקיצור) היא שהנירמול לא נעשה בעת חישוב הפונקציות העצמיות, אלא בעת חישוב הערכים הנצפים. אם נחזור, ברשותך, לתגובה המקורית שלי (תגובה 106143) ועכשיו, במקום ההגדרה הפשוטה של יחס הערכים העצמים: <oj|oi>= (0 | i!=j; 1 i==j) נגדיר<oi|oi>!=0 ; <oi|oj>=0 (i!=j) (אני מתעלם בכוונה מניוון, ההכללה פשוטה להבנה ומורכבת לכתיבה) אז החישוב של הערך הממוצע יהיה מורכב רק במעט:<O> = <a|O|a>/<a|a>=<a|Oa>/<a|a>=(sum(|a_o|^2*o<o|o>)/sum(|a_z|^2<z|z>)) כמו שרואים, במקרה שהמכפלה של הערכים העצמיים מתבדרת, עדיין אפשר לחשב (לפעמים) את הערכים המדידים. במקרים בהם אי אפשר לחשב, הם (ז"א הערכים המדידים) באמת מתבדרים (ז"א, אין סופיים).חשוב להדגיש, הגבול של הגבלת המרחב ולקיחתו לאין סוף הוא לא יותר מ*טכניקה* מתמטית. יש טכניקות דומות (אבל לא זהות) שלוקחות את מספר המימדים לגבול של 4 (ז"א 3+1), או את מאסת הפוטון לגבול של אפס. במכניקת הקוונטים עצמה, אין שום סיבה להגביל את היקום, ומכניקת הקוונטים היא תיאוריה שעומדת בפני עצמה. "וזה עוד לפני שהזכרנו את תאוריות ה- cut off בסקאלת פלאנק - ההנחה שהתורה הקוונטית כפי שאנו מכירים אותה תקפה גם מעבר לגבולות הניסוי שלנו כיום אינה מתחייבת מאליה", כל זמן שמכניקת הקוונטים היא תיאוריה, ולא מודל, הנחת היסוד היא שהתיאוריה נכונה ותקפה לכל הסקאלות. מה שלא מחוייב מאליו הוא שהתיאוריה נכונה, יכול להיות (ובהסתמך על הידע הניסוי שיש לנו, בטוח) שהתיאוריה היא קירוב (מודל) לתיאוריה אחרת, נכונה יותר. |
|
||||
|
||||
אם וכשמנרמלים ערכים עצמיים של אופרטור רציף, מנרמלים לפונקציית הדלתא של דיראק ז"א <p|q>=delta(p-q)
|
|
||||
|
||||
ואני לתומי חשבתי שרנורמליזציה זה התהליך בתורת השדות שבו נפטרים מההתבדרויות בגדלים כמו מטען האלקטרון שמתקבלות כשמכניסים תיקונים הפרעתיים כתוצאה מתהליכי ביניים "וירטואליים" כמו יצירת זוגות וכיו"ב (או לחילופין: תהליך האינטגרציה שנפטר מדרגות חופש ונשאר עם תורה אפקטיבית (ע"ע חבורת הרנורמליזציה), השימושי גם במכניקה הסטטיסטית ונחשב כשקול לתהליך ההפרעתי מבחינת התוצאות). כל עוד מכניקת הקוונטים מניחה שפונקציית הגל חייבת להיות ב-L2 (והיא אכן מניחה זאת!), פונקציות שאינן סטריקטלי ב-L2 אינן יכולות לשמש כפונקציות גל פרופר (אלא רק כקרוב). חוששתני שלא הבנתי את ההבדל שתארת בין תיאוריה למודל, אבל מעבר לדיונים פילוסופיים (ולגיטימיים כשלעצמם) על תחומי תקפות, מכניקת הקוונטים היא תורה פיסיקלית המנסה להסביר את ההתנהגויות הנצפות. בתור שכזו, היא מוצלחת מאד בתחום התקפות שלה, בעוד שברור שהיא בסך הכל תורה אפקטיבית (כלומר: התקפה ושימושית מאד בתחום מוגדר) הנגזרת מתורת השדות, שאף היא בתורה (מלשון תור) נגזרת מתורה שלמה יותר שבקיומה אנו מאמינים. ועוד דוגמא: אחת מהשאלות שמעסיקות את הפיסיקאים בימינו היא תחום התקפות של תורת הגרביטציה. נדמה לי שהתוצאות הניסוייות נכון להיום מאשרות שהמשיכה הגרביטציונית מתאימה לתאוריה גם בסקאלות של מילימטרים, ואולי אף פחות. האם תורת היחסות הכללית תקפה בניסוחה המוכר בסקאלה זו? קשה לודא, בעיקר בשל "חולשת" האינטראקציה הגרביטציונית. האם היא תקפה גם בתחום של פרמים בודדים? לא ברור, ואין זה מובן מאליו שהאקסטרפולציה מוצדקת1. מצד שני, למרות שלענין יש אולי השפעה על חורים שחורים, מרכזי גלקסיות, סופרנובאה, באנגים בגודל זה או אחר, אין זה משנה הרבה כשמדובר בתנועת פלנטות במערכת השמש. 1 השנה פורסמו מאמרים הטוענים כי נצפו אפקטים של קוונטיזציית השדה הגרביטציוני: מן הסתם, יש לכך השלכות על תחומי התקפות של הגרביטציה הקלאסית. |
|
||||
|
||||
המשמעות היא אותה משמעות, כל זמן שהאינסופים לא מפריעים לנו בחישוב הערכים המדידים, אין לנו בעיה להרשות להם להתקיים כגבולות. לא מכיר את המאפיינים של L2, אבל אם זה אומר מספר ערכים עצמיים בן מניה אז מכניקת הקוונטים פשוט לא מניחה את זה, שים לב שגם המרחב עצמו הוא אופרטור מדיד, ואני מקווה שתסכים איתי שהוא רציף (ואם הוא מוגבל, והוא לא, תמיד אפשר להציג אופרטור מדיד נוסף שאינו מוגבל ועדיין רציף)! על ההבדל בין תיאוריה למודל ראה (רשימה חלקית) תגובה 18179 תגובה 42295 תגובה 47470 ו תגובה 47857 לתיאוריה *אין* תחום תקפות, והיא ניתנת להפרכה בכל סדר גודל, למודל יש, ולכן אפשר להפריך את המודל הניטוני, ועדיין להשתמש בו כאמצעי חישוב, להבדיל, תיאוריה שהופרכה, אין לה יותר חשיבות *כתיאוריה*, ולכן אף אחד לא מנסה להפריך אותה. |
|
||||
|
||||
אבל ממש, לא. רנורמליזציה (אפופידס כבר מסתלבטת עלי (מה זה לעזאזל אפופידס?)) היא מילה השמורה בפיסיקה לטיפול מסוג מאד מסוים (להבדיל מנורמליזציה ומרגולריזציות למיניהן). לא מאמין? נסה להריץ חיפוש כאן: L2 הוא מרחב הילברט של פונקציות מרוכבות שהן square integrable . ההתנצחות בענין כשירותן של הפונקציות העצמיות של המרחב מיגעת אותי, ולכן אסתפק בציטוט מעמוד 104 בספרו הכה-מושמץ של חתן פרס נובל כהן-טאנודז'י (אני באופן אישי מאד מחזיק מהספר, חרף מגרעותיו): "IMPORTANT COMMENT: קביעה פסקנית של דעות אינה בהכרח מדד לאיכותן.The usefulness of the contiuous bases which we have just introduced is revealed more clearly in what follows. However, we must not lose sight of the following point: a physical state MUST ALWAYS correspond to a square-integrable wave function. In no case can |p> or |x> 1 represent the state of a particle." 1 בשל מגבלות האדיטור, השתמשתי בקטס במקום הפונקציות השקולות שנרשמו במקור. |
|
||||
|
||||
והביצים בסדר. תודה שהתעניינת. |
|
||||
|
||||
1. מבחינת העיקרון שהצגתי (כאן תגובה 106791 קרא שוב), רנורמליזציה ורגולריזציה זה אותו הדבר, אני תמיד מתבלבל בשמות, אבל זה באמת לא חשוב. 2. square integrable זה בן מניה? כי אם כן (ולמה נראה לי שלא?), ואם כל הכבוד, אני חולק באופן חד משמעי על כהן טאנוג'י, ואביא ציטוט נגדי בהמשך (ז"א, לאחר שתסביר לי למה כן). בכלל, מכניקת הקוונטים (כפי שהיא מנוסחת היום) לא מיוצגת על ידי מרחב הפונקציות המרוכבות, לראיה, דוגמאת הספין שהובאה במאמר עצמו (כאן למעלה), ושלא ניתנת ליצוג במרחב הפונקציות המרוכבות, אבל עדיין, הצליחו למצוא המילטוניאן שיפריד ביניהם (כן, מצאו כזה). לכן, אולי הפונקציות לא מייצגות מצבים של חלקיק, אבל הקטים מייצגים מצבים של המערכת, ומספיק שתהיה מכפלה פנימית ביניהם (ולמה יש לי הרגשה שזה המשמעות של square integrable?). בקיצור, אני מחזיר אותך לתגובתך הראשונה (והכלל לא פסקנית, כמובן), תגובה 106790 ומבקש שאם יש לך סימוכין לאין אופרטור ברצף, הבא אותו לכאן, אם לא, אז כדאי שתנסה לבדוק את איכות תגובותיך, *לפני* שאתה מעיר לאחרים על איכות תגובותיהם. לצורך העניין, ורק להפריך את טענתך, ניקח את הנחות היסוד שלך ("צריך תמיד לתחום אותו באיזה שהוא אופן") ונתחום את המרחב (לצורך העניין, החד מימדי) בין 0 לL כלשהוא, קטן כרצונך, האם הערכים העצמיים של אופרטור המקום (שהם השטח שבין 0 ל L) הם ברי מניה, ז"א, האם אתה יכול להציג כאן שני ערכים שכאלה שאין ביניהם ערך נוסף? |
|
||||
|
||||
אני מתנצל על נימת התוקפנות שהשתמעה מהערתי . כשהמכפלה הפנימית היא אינטגרציה על מכפלת הפונקציה האחת בצמוד המרוכב של השניה, הנורמה של פונקציה היא האינטגרל של הערך המוחלט בריבוע. מרחב הפונקציות בעלות נורמה *סופית* הוא מרחב הילברט L2 והפונקציות נקראות בהתאמה square-integrable. אני לא זוכר בדיוק מה קורה כשגבולות האינטגרציה אינסופיים, אך כשהם סופיים, בהכרח קיים בסיס בן מניה הפורש אותו. אם אתה "חולק באופן חד משמעי על כהן טאנודז'י", אולי כדאי שתתוכח איתו. אני יכול אמנם לצטט אותו, אולם (לצערי הבהחלט רב) קטונתי מלשמש לו תחליף. את הציטוט המובטח (מצידך), אגב, לא מצאתי. דוגמת הספין היא מדידה חלקית. זה בערך כמו למדוד אם החלקיק נע ימינה או שמאלה. אתה אמנם מקבל מידע על התנע, אולם נשאר עם ניוון אינסופי של תת המרחב העצמי. כידוע לך, היצוג של חלקיק עם ספין הוא ספינור, כלומר: מספר פונקציות שכל אחת מהן היא ב-L2 (במקרה הלא יחסותי, המספר הוא 2 לחלקיק עם ספין חצי). מאחר וזה מרחיב ללא צורך את הדיון, העמוס ממילא, לא רציתי להכנס לזה. בנוגע לדוגמא הסופית שנתת: כידוע לך, קבוצת המספרים הרציונליים בקטע היא בת מניה. אתה יכול לחשוב על ניסוי מחשבתי שיפריד באופן נחרץ בין תוצאה אי-רציונלית כלשהי לבין כל הערכים הרציונליים שבקירבתה?(בין כל שני מספרים ממשיים יהיו תמיד אינסוף מספרים רציונליים). עבור אותו חלקיק הכלוא בין 0 ל- L , ערכי התנע האפשריים בדידים (בשל תנאי השפה, כמו עבור גוף שחור). נניח שיש שם בפנים גם פוטנציאל לא טריוויאלי, כך שהמצבים העצמיים של האנרגיה אינם מצבים עצמיים של התנע. כעת נבצע מדידה של האנרגיה ונקבל קריסה למצב עצמי עמיד בזמן. אם מעונינים להעריך את ההסתברות למדוד כעת ערך מסוים של תנע, במידה והפונקציות מנורמלות התוצאה היא פשוט: |<p|E>|^2 נניח שמחליטים למדוד מיקום במקום למדוד תנע. במקרה זה, גם אם הפונקציות מנורמלות, יתכן ונקבל:|<x|E>|^2 >1 וזה כמובן לא הגיוני בתור הסתברות. אם לא היתה פה שום בעיה (כמו במקרה מדידת התנע שתוארה קודם) לא היינו צריכים לספק הסברים נוספים. אבל יש פה בעיה, ויש צורך להסביר, וזה מה שמעיד שמשהו כאן אינו עומד באותו סטטוס של הדוגמא הקודמת. הסיבה, כמובן, כפי שגם אני וגם אחרים (ואולי אפילו אתה) כתבנו כאן כבר קודם, שניתן לקבל משמעות הסתברותית רק אם מתיחסים לאינטרול סופי dx של תוצאות (שאת גבולותיו אנו יכולים לשנות כרצוננו, אולם הוא חייב לכלול סביבה כלשהי של הנקודה). במובן זה, לערכי התצפית של המיקום אין את אותו סטטוס כמו לערכי התנע. כשהתחום אינסופי, גם מצבי התנע מפתחים תחלואה דומה.
|
|
||||
|
||||
יש צורך להבהיר: הסיבה שקט כגון <r| אינו מהווה מצב של מערכת פיסיקלית היא, שלו כך היה, הרי שהיה מדובר בפונקציה שהיא אפס פרט לנקודה יחידה, אך האינטגרל שלה בכל תחום בעל מידה שונה מאפס הכולל את הנקודה הזו הוא אחד. אין פונקציה כזו, קומפלקסית או לא קומפלקסית. לעומת זאת, שימוש בקט הזה מאד שימושי בחישובים, כל עוד זוכרים את העובדה, שקטים כאלה הם רק לצורך סימון, והם חסרי משמעות ללא מכפלה פנימית. (במרחב הקואורדינטות זו למעשה פונקצית דלתא, בעלת תכונות אלה - שוב, יש לזכור שאין לה משמעות אלא באינטגרל, דהיינו, בהשפעתה על אות/פונקציה פיסיקלית.) |
|
||||
|
||||
בגדול, זה מה שאני מנסה להגיד לסמילי. די התעייפתי. אז תביא ת'כאפה של ה- WWF , ותמשיך במקומי מכאן :) |
|
||||
|
||||
אל תשאיר אותי לבד עם סמילי! הוא יאכל אותי לארוחת בוקר! |
|
||||
|
||||
הוא כבר טוחן אותי שעות. לפי חשבוני הוא אמור להיות די שבע (אבל צריך עוד לנרמל...) |
|
||||
|
||||
אני יודע קצת, ומנסה לבאר. |
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
אני חושב שבדרך כלל משתמשים במונח ''באר'' בשביל לדבר על ''באר כבידה,'' ביחסות כללית. (או, יותר נכון, פופולריזציות של היחסות הכללית.) |
|
||||
|
||||
יענו: טוב בכוח. |
|
||||
|
||||
זה היה נכון לו potential היה פועל, שכן well הוא תואר-פועל. למעשה, potential בקונטקסט הזה הוא בכלל תואר, ואז צריך לחבר לו שם עצם, כגון good. (שהוא למעשה התואר המתאים לתואר הפועל well, אך משמש במשמעות זו גם כשם עצם, אם גם כזה מטופש מה.) |
|
||||
|
||||
אתם מוציאים שם רע לפיזיקה. מילא, אם הייתם מתווכחים על אינטרפרטציות, הייתי עוד יכול להבין על מה יש חילוקי דעות, אבל כשאתם מתווכחים על עובדות והגדרות אתם נשמעים מבולבלים כמו תלמידי תואר שני בפילוסופיה מזרחית. אם ככה נראה המדע המדויק ביותר, זה שאמור להיות אובייקטיבי ומודל לחיקוי לכל שאר המדעים, לא פלא שמוצאים כוכבים שגילם גדול מגיל היקום. אני מתחיל לפחוד שבאחד הניסויים שלכם עוד תצליחו להפוך את כל מערכת השמש לחור שחור זערורי בגלל שמישהו הפעיל איזה אופרטור הרמיטי ושכח לעשות רנורמליזציה לפני שהוא נוסע לסופשבוע. חייבים לשים עליכם רגולציה הרבה יותר מצומדת. |
|
||||
|
||||
יש עכשיו בזול, בשוק הכרמל. |
|
||||
|
||||
מדובר בוקטורים שהפונקציות הם ההטלים שלהם (של הוקטורים) על וקטור המצב של המשתנה/ים. המשתנה היחיד שאינו וקטור מצב, ולכן הוקטורים הם בהכרח פונקציות שלו הוא הזמן. |
|
||||
|
||||
1. קיבלתי, ואני מתנצל בחזרה, הייתה לי הרגשה לא טובה (שהוכיחה את עצמה, לצערי http://www.ynet.co.il/articles/1,7340,L-2247914,00.h...). 2. כאמור, מכניקת הקוונטים לא מוגדרת מעל L2. 3. כאמור, מכניקת הקוונטים לא מחייבת הגבלת המרחב (פתח את כהן טנוג'י בפרק שעוסק באוסצילטור הרמוני, או בפוטנציאל קולומבי, יכול להיות שהאחרון נקרא אטום מימן). 4. אמרתי ש"אם כן", אביא את הציטוט הנכון, מסעיף 3. אתה יכול לראות שלא, ושאין לי צורך להביא את הציטוט הנכון. 5. כל מדידה היא מה שהגדרת "מדידה חלקית". 6. מספר פונקציות שכל אחת בL2, זה לא L2, למעשה, מדובר במכפלה טנזורית של L2, ואני מקווה שידוע לך שכשמדובר על וקטור, עוברים למספר גדול יותר, שלא נדבר על קווונטיזציה שניה, וטנזרים מורכבים. בכלל, הצגת מכניקת הקוונטים כאילו היא מוגדרת מעל L2, היא לא רק מגבילה אותה, אלא פשוט לא נכונה. 7. טוב, אבל כאן אני יכול למצוא פונקציה חד חד ערכית ועל (או איך שאתם לא קוראים לזה) ממספר הערכים בין 0 לL, למספר הנקודות בין 0 ל1 (זה אפילו קל), ולכן לא מדובר על מספר בן מניה. 8. הצגתי קודם איך מחשבים את הערך שמקבלים (כאן תגובה 106791), שים לב שהוא *תמיד* יוצא קטן מ1. (בגלל שמחלקים בנורמה *בזמן החישוב*). מה שיוצא הגיוני לחלוטין (צריך רק להיות עקבי). ז"א הסיכוי למדוד אם החלקיק נמצא בין x1 ל x2 הוא (בערך, אולי התבלבלתי, העיקר זה שיש גם מכנה, בגלל שאין הנחת נרמול מראש, עקרון שנראה לי מאד חשוב לחלק הרביעי במאמר): p(x in [x1,x2]) = (int(x1,x2)(<E|x><x|E>dx))/(int(x1,x2)(|x><x|dx)) וזה, כמובן, הגיוני לגמרי בתור הסתברות. אין כאן שום בעיה.9. מובן שבכל מה שנוגע לרצף, שאכן קיים (אחרת אין על מה לעשות אינטגרל, נכון), אי אפשר לעשות ניסויים על נקודה יחידה, ולכן כל ניסוי יהיה ניסוי על חלק מהמרחב. אין כאן "תחלואה" מדובר במצב בריא לחלוטין. |
|
||||
|
||||
הנחת העבודה שלי היא שכל מי שעדין עוקב אחרי "גלישה" זו מהדיון, מן הסתם למד מאותם ספרים, ואולי אפילו אצל אותם מרצים, ולפיכך שולט בנוסחאות, בטכניקות ובדוגמאות הבסיסיות לא פחות טוב ממני. מסיבה זו איני רואה טעם "ללמד" את הנוסחאות שכולם מכירים ממילא. המחלוקת, מבחינתי, נותרת ברמה העקרונית של ההתיחסות והתפיסה. לגבי כהן-טאנודז'י: איני מאמין שיש משהו שאני יודע בנושאים אלו ושהוא איננו מכיר. אם ידיעותיך מאפשרות לך לחלוק עליו, לא נותר לי אלא להתקנא (ורק משום שאופיי חרא, עוד מפולניה, אני מעדיף להיות סקפטי :) ). פרקים 2 ו- 3 בספרו עוסקים בפורמליזם ובפוסטולטים. מסביב לציטוט שהבאתי, מתקיים דיון שלם בדיוק בענין זה שאנו חלוקים בו. איני רואה טעם לצטט אותו במלואו. אם אתה מעונין בכך, תוכל תמיד לרענן את זכרונך בטיעוניו. לי, כאמור, אין שום תרומה שעשויה לחדש בנושא. אם אנו מעונינים בכל זאת להתדיין, רצוי שניישר קו בענין השימוש במינוחים (ע"ע רנורמליזציה). מבחינה זו, מכניקת הקוונטים (להבדיל מתורת הקוונטים, או מתורת השדות), היא (באופן גס) התורה שמתארת חלקיקים באמצעות פונקציות גל (וזה בערך מה שמבדיל בין שמות שני הכרכים של ביורקן ודרל). קוונטיזציה שניה, למשל, אינה נכללת במסגרת זו. כפי שציינתי כבר קודם, הדיון נהיה טכני מדי ובעל ענין מועט לקהל הרחב. לכן אענה על הנקודות שהעלית בקצרה: פונקציית הגל שייכת ל-L2 או להרחבות טריוויאליות של L2 (לדוגמא: הספין). לדוגמא: במעבר ממימד אחד לשלושה, המכפלה הפנימית נותרת בעינה, ורק האינטגרציה מבוצעת על 3 מימדים. אם מוסיפים חלקיק, האינטגרציה עוברת ל- 6 משתנים, אבל הכל נשאר במשפחה (L2). למרות הכלליות שבה פיסיקאים אוהבים לדבר על "מצבים" אבסטרקטיים וכל מיני בסיסים אקזוטיים, ב"מודל הסטנדרטי" למשל, אין שום מצב שאינו ניתן לפרישה באמצעות מצבי התנע, דרגות הספין, והדרגות ביחס לחבורות הכיול של השדות השונים. מספר כל הדרגות האמורות לגבי "חלקיק יחיד" הוא סופי וידוע מראש. כלומר: דרישת L2 אינה מגבילה מעבר לנדרש. אם תיקח את אטום המימן לדוגמא, במרחק מילימטר ממרכז המסה, פונקציית הגל של מצב קשור כבר נמצאת עמוק בתוך התחום האסימפטוטי (בדוק, אם אינך מאמין). לכן, אין הרבה הבדל לגבי תוצאות הניסוי בין פונקציית גל אינסופית לכזו שתחומה כגודל היקום, לכזו שמתאפסת קיצרת נשימה למרגלות פסל החרות (אבל במים), לכזו שנקטעת בברוטאליות בקצה שולחן המעבדה. ידידנו קלוד יודע זאת כמובן, אבל מטעמי נוחות הוא מעדיף להתיחס לפונקציה כאין סופית. את הסתיגויותיו הוא כבר פרט מראש בפרק 2, אבל לא כולנו מוכנים לחזור ולקרוא אותן. איני מבין למה התכוונת בסעיף 7. מה שאני ניסיתי לומר, הוא שאין שום אפשרות במדידת מיקום להבדיל בין ערך ראציונלי לאי-ראציונלי. מספר הראשונים, כידוע, הוא בן מנייה. אם תבצע התאמה חח"ע בינם בין הקטע מאפס עד אחד, תישאר עם אינסוף מספרים בקטע זה שלא הותאם להם בן זוג. בדוגמא של חלקיק חפשי בקופסא (פוטנציאל אינסופי על הדפנות), ערכי התנע מקוונטטים ומתאימים לערכי האנרגיה. ניתן לחשב את המירווחים בין רמות האנרגיה, ואז לבצע מדידה במשך מספיק זמן (מעקרון אי הודאות) כך שאי הודאות באנרגיה (וכפועל יוצא גם בתנע) קטנה כרצוננו ביחס למרווח בין הרמות, ולכן אנו "יכולים" עקרונית לדאוג שהחלקיק לאחר המדידה יהי במצב תנע ידוע מראש, ושישאר שם (חילופיות עם ההאמילטוניאן). עקרונית, ניתן להגדיל כעת את הקופסא כרצוננו (עד פסל החרות ואפילו מעבר לו) וכל האמור לעיל עדין יתפוס. אם נעלים את הקופסא לחלוטין, זה כבר לא יהיה נכון (זו התחלואה שהתכוונתי אליה), אולם כפי שזכור לך מדוגמת אטום המימן, מכניקת הקוונטים גולשת מעבר לתחום התקפות שלה הרבה לפני שנוכל אי פעם להבחין בין פונקצית גל בגודל היקום (שאם הוא סופי, הוא יכול לשמש כקופסא) לבין פונקציה אינסופית (וחוששתני שאנו מצפים למצוא בהסתברות 1 את החלקיק בתוך היקום, כך שלא עשינו דבר שאינו מתקבל על הדעת). למרות שהדוגמא של הקופסא אינה פיסיקלית, ניתן לפחות לחשוב עליה במונחים של ניסוי מחשבתי. אתה מכיר ניסוי שישכנע אותנו באותה מידה של ודאות שהחלקיק נמצא בנקודה מסוימת במרחב? |
|
||||
|
||||
1. לדעתי, הנחת עבודה זו מרחיקה את מי שלא שייך לקבוצה הזאת, וחבל. 2. כאמור, אנחנו חלוקים, אני וכהן טנוג'י, לא, לפחות לא לפי הציטוט שהבאת. 3. מכניקת הקוונטים היא התיאור המכני (להבדיל מהדינמי) של תורת הקוונטים. 4. ראה תגובה 107197 5. דרישת L2 מגבילה משום שהיא לא מאפשרת, למשל, קיום של סיפנורים, וקטורים, טנזורים ושאר ירקות. 6. ההבדל בין אטום מימן בגודל מסויים (גדול ככל שתרצה) לבין אטום מימן אין סופי הוא שבראשון מצבי האנרגיה המוכרים מהווים *מצבים עצמיים* של ההמילטוניאן שכולל את מפוטנציאל המוכר לכולנו. 7. אין לי ידידים בשם קלוד. כהן-טנוג'י הוא בסך הכל ספר, לא דברי אלוהים חיים. 8. בסעיף 7 התכוונתי לומר (ואכן אמרתי) שמספר הערכים בין 0 ל L הוא לא בר מניה, פרטים נוספים שאל את המתמטיקאים. 9. אין למכניקת הקוונטים תחום תקפות, מעצם היותה תיאוריה, היא תקפה בכל התחומים (לא עברנו את זה). 10. מה שהיה נכון עם הקופסא, ישאר נכון גם בלעדיה. הקופסא היא עזר מתמטי, וציורי, אפשר לוותר עליה. 11. מלבד שתי ההערות שלמעלה (9 ו 10) לא הבנתי מה אתה רוצה לומר בפיסקא האחרונה, אשמח אם תנסח מחדש (למשל, "ושישאר שם", אם הוא נמצא במצב תנע ידוע, הוא לא נמצא במקום קבוע, אז איפה זה שם, ואיך הוא ישאר שם, אם יש לו תנע שונה מאפס?) 12. חלקיק לא יכול להיות בנקודה מסויימת, הוא יכול להיות בתחום מסויים (במקרה החד ממדי, בין שתי נקודות). אתה מכיר מכשיר שיכול לבדוק מיקום מדוייק (ברצף)? |
|
||||
|
||||
אתה יכול להרחיב על 3? מהו תיאור מכני ומהו תיאור דינמי? |
|
||||
|
||||
אני מקוה שאוכל להגיב בסוף השבוע. |
|
||||
|
||||
1. אני מסכים. 5. המכפלה הטנזורית של שני מרחבי L2 היא שוב מרחב L2 (והמכפלה הטנזורית של שני וקטורים מנורמה 1 היא וקטור מנורמה 1). מכיוון שהאינטגרל של הריבוע של כל פונקצית גל הוא סופי (לפני הנירמול, ו-1 אחריו), הן שייכות למרחב L2 המתאים (כלומר, המרחב של הפונקציות המרוכבות המוגדרות על קבוצת הערכים האפשריים, שהאינטגרל של הערך המוחלט ריבוע שלהן, סופי). 8. בינתיים הבנתי שכל אופרטור מדידה הוא קומפקטי והרמיטי. אם כך, יש לו בסיס בן מניה של וקטורים עצמיים, והמדידה חייבת להחזיר ערך עצמי המתאים לאחד מהם. מכיוון שקבוצת המספרים הרציונליים צפופה בכל קטע (וגם במרחב התלת ממדי), העובדה הזו בפני עצמה אינה סותרת את ההרגשה שאפשר לקבל "כל ערך" במרחב (כי בניסוי אפשר להתקרב אליהם כמה שרוצים). בכלל, אם היקום סופי ואי-אפשר להבדיל בין מקומות שהמרחק ביניהם קטן מרדיוס פלנק, אז כל מרחבי המדידה הם סופיים. |
|
||||
|
||||
1. ובאמת יעזור אם מי שלא שייך לקבוצה הזאת יגיב בשאלות הבהרה, או בהזהרה. 5. נכון. ולכן, L2 יכול לייצג בהצלחה מערכת עם מספר חלקיקים קבוע (פשוט ע"י, מכפלת הפונקציות המרוכבות, וחזרה לL2). הבעיה מתחילה כאשר מנסים לייצג מספר חלקיקים משתנה. הבעיה מתרחבת כאשר מנסים לייצג ספינורים, וקטורים וטנזורים. לצורך העניין, "טנזור" הוא טנזור במרחב (התלת או הארבע ממדי), ז"א |t> נקרא טנזור ממעלה n אם הוא חוזר לעצמו לאחר סיבוב של 360/n כאשר, n יכול להיות חצי שלם, סקאלר הוא טנזור ממעלה 0 (כן, אני יודע שאי אפשר לחלק באפס, בטח יש לזה הגדרה מתמטית יותר מדוייקת איפשהו, בקיצור, סקאלר לא משתנה עבור כל סיבוב), ספינור הוא טנזור ממעלה 1/2, וקטור הוא טנזור ממעלה 1 וטנזור הוא טנזור ממעלה 2 (נכון, מגוחך, לא אני המצאתי את זה). L2 לבד לא יכול לספק את זה. 8. האופרטור צריך להיות *לינארי* והרמיטי, לאו דווקא קומפקטי. אין "הרגשה" שאפשר לקבל כל ערך, התיאוריה מובילה לכך שאפשר לקבל כל ערך. בכלל אם היקום סופי, הסימטריה עבור טרנסלציות נשברת, ושימור התנע, יחד אם לא מעט חוקים נוספים נעלם. ולהבדיל אפשר בין כל המקומות (כל זמן שנשארים בתורת הקוונטים), בהינתן כלי מדידה רגישים מספיק, הבעיה היא ההשפעה על שאר המערכת. |
|
||||
|
||||
5. יש בעיה באופן כללי בתורת הקוונטים הלא-יחסותית, עליה אנחנו מדיינים, להתייחס להרס ויצירה של חלקיקים - תורת הקוונטים היחסותית מתייחסת למצבים אלה. |
|
||||
|
||||
5. קוונטיזציה שניה לא מחייבת יחסות. נכון שהכל מסתדר הרבה יותר יפה עם יחסות פרטית, אבל עדיין, לא מחייב, מספיק להגדיר אופרטור יצירה ואופרטור השמדה. |
|
||||
|
||||
1. אשמח להתבדות. 3. מחכה בקוצר רוח. 4. אם רוצים גם לנבא באופן כמותי תוצאות של ניסויים, יש צורך בשלב כלשהו ליחס לכל "מצב" אבסטרקטי איזו פונקציה ארצית. 5. L2 הוא אבן הלגו ממנה בונים את יתר המכפלות הפנימיות (לכך התכוונתי כשאמרתי "הרחבות טריוויאליות"). אם רוצים לחשב את הנורמה של ספינור לא יחסותי עם ספין חצי, התוצאה היא סכום הנורמות ב- L2 של שני הרכיבים בנפרד. מאחר והנורמות אינן שליליות, הנורמה הכללית סופית אם ורק אם נורמות הרכיבים סופיות. הטיפול בוקטורים וטנזורים אנלוגי. כשרוצים לטפל במצבים בהם מספר החלקיקים אינו קבוע, מתיחסים לכל רכיב עם מספר חלקיקים מוגדר כמו לרכיב של ספין, וחוזרים לחשב עם, סורפרייז סורפרייז, L2 . 5. א. הטנזורים באופן גס מאד הם סוג של הרחבת המושג שדות טנזוריים של הגאומטריה הדיפרנציאלית (ולא במקרה). תחת טרנספורמציית סיבוב אינפיניטסימלית מתקבלות במקרה הכללי שתי תרומות: האחת נובעת מההפרש בין ערכי הארגומנט (הנומינליים) של הנקודה לפני ואחרי הטרנס' (תנע זויתי אורביטלי, קיים אצל כל סוגי השדות), והשניה נובעת מ"סיבוב" הטנזור בתוך המרחב המשיק (מקרה פרטי: סיבוב של וקטור במישור X-Y סביב ציר Z משנה את רכיבי ה- X,Y שלו). התרומה השניה מכונה ספין. ביחסות הפרטית ניתן לזהות את כל המרחבים המשיקים ולכן העסק לובש אופן גלובלי. יוצאים מהכלל הם השדות עם הספין שאינו שלם (כדוגמת האלקטרונים). עבורם, נדרשת הרחבה מסוימת של הרעיון. שדות סקלריים הם טנזורים מדרגה אפס, ולכן אין להם את התרומה מהסיבוב במרחב המשיק (ספין אפס). 6. לכל בעיה בה הפוטנציאל סופי, קיים תחום אסימפטוטי סופי שבו השפעת ה- cut off זניחה כרצוננו. 8. מה, כן? 8. א. כבר הסברתי לעיל שהאופרטורים לא בהכרח קומפקטיים, ושלעיתים קרובות סדרת הע"ע מתבדרת לאינסוף. 8. ב. שימור התנע תלוי בהגדרת הבעיה. אם אדם נופל ממטוס באמצע הלילה, איני יודע מה אלהים יעשה בנידון (מוכן להמר), אבל התנע שלו אינו נשמר (ובשל התנגדות האויר, אפילו לא במינוחים של היחסות הכללית). כנ"ל לגבי בעית אטום המימן כפי שהיא מודגמת בספרי הלימוד הבסיסיים. הסיבה: המערכות אינן סגורות. אם רוצים לדבר על שימור תנע גלובלי (המערכת היחידה שאנו מכירים שהיא אולי סגורה לחלוטין), צריך כבר להכליל אפקטים של גרביטציה, וזה רק מסתבך. אף על פי כן, סופיות המרחב אינה בהכרח גוררת הפרה של חוקי השימור. מרחב מינקובסקיאני סופי עם תנאי שפה מחזוריים, לדוגמא, סימטרי תחת טרנסלציות. 10. עובד גם בכיוון ההפוך: לכל מטרה מעשית, מה שהיה נכון בלי הקופסא ישאר נכון גם איתה. מכביד לפעמים על החישוב, אך מספק את הביסוס המתמטי. 11. "ישאר שם": אם התנע הוא "מספר קוונטי טוב", כלומר: אופרטור התנע חילופי עם ההאמילטוניאן, אז לאחר שביצענו מדידה של התנע, ופונקציית הגל קרסה למצב עצמי של הערך הנמדד, אם נשוב ונמדוד את התנע כעבור יומיים, יתקבל שוב אותו ערך. כלומר: החלקיק "נשאר" באותו מצב תנע. 12. אני שאלתי קודם. 13. הפועל שוב הפסידה, ואיזה מסכנים האוהדים ששוכבים עכשיו בבוץ. סמילי לסמילי :) |
|
||||
|
||||
1. זה תלוי בנו. 4. נכון. קח, כניסוי מחשבתי, רולטה בעלת 36 תאים שוים. גלגל ברולטה כדור, לצורך העניין, ניח שהסיכוי שהכדור יעצר בכל תא הוא שוה, לכן הסיכוי שהכדור יפול בתא החמישי הוא 1/36. עכשיו, נגדיל, לאט לאט, את מספר התאים, נגיד, פי עשר (יש לנו עכשיו תא לכל זוית). הסיכוי עכשיו שהכדור יעצר בתא החמישים הוא 1/360. עכשיו, נחליק לגמרי את הרולטה, כך שהכדור יכול להעצר בכל זוית אפשרית (הוא יעצר בגלל החיכוך אם האויר). הסיכוי שהכדור יעצר בדיוק בזוית של 50 מעלות (זה ניסוי מחשבתי, להבהרת נקודה מתמטית, אין בעיה של מכשירי מדידה) הוא 0. ואותו סיכוי קיים לכל זוית אחרת. אבל, הכדור כן יעצר איפשהו, נכון? מכאן אפשר להגיע למספר מסקנות שונות, אפשר להסיק ש"יש אלוהים" ("איך יכול להיות שקרה משהו בעל סיכוי כל כך נמוך ללא יד מכוונת", ראה, למשל, את דיון 425), אפשר להגיע למסקנה שמספר המקומות האפשריים שהכדור יכול להעצר בהם הוא סופי (וזה הטיעון שלך), ואפשר להבהיר שאי אפשר לחשב הסתברות למקום כזה, אבל אפשר לחשב את צפיפות ההסתברות שלו, ולהגדיר את ההסתברות כקיימת רק על תחומים (ואז עושים אינטגרל על התחום), וזה, בקצרה, הטיעון שלי. 5. א. זו לא הרחבה טריויאלית כלל. כמו שאמרתי, L2 הוא ההיטל של וקטור המצב על המרחב, ולכן ברור שהוא תמיד יהיה קיים, אבל, לפעמים, הרבה יותר פשוט לעבוד ישר עם וקטור המצב מאשר עם ההיטל שלו (שיכול לא להכיל מידע מסויים, ואז צריך לעשות היטל על משהוא אחר, וכך הלאה). 5.ב. כן, אז? 6. כן, אבל אז אתה מגדיל את התחום לפי מכשירי המדידה שלך, מה שאומר שהתחום לא מוגבל למעשה. 8. אז זה סותר את הצהרת הפתיחה שלך. 8.א. אה? 8.ב. התנע של המערכת (=היקום) נשמר תמיד. לא רק שאין צורך להכניס גרביטציה, אסור להכניס אותה, משום שאי אפשר להציג אותה באופן שתואם את התיאוריה. 10. שמעת פעם על אוקהם? 11. טוב, עדיין לא הבנתי את הפיסקה. 12. יכול להיות, כאמור לא הבנתי את השאלה שלך. 13. ההבדל הוא שהפעם לא הפסדנו בגלל שהיינו פחות טובים, אלא בגלל שהשופט ... |
|
||||
|
||||
4+8. לא טענתי לרגע שמספר המצבים סופי. טענתי רק שיש לו בסיס בן מניה. סדרת המספרים הטבעיים שואפת לאינסוף. היא עדין בת מניה. את טכניקת האינטגרציה על הצפיפות אני מכיר, וגם משתמש בה כשצריך (וגם בפונקציות הדלתא של המיקום, עד כמה שזה אולי יפתיע אותך). זה עדין לא פוטר מהדיון העקרוני בהן. כדי שכדור הרולטה יעצור בדיוק על ערך ספציפי, הוא צריך להיות נקודתי לחלוטין. ואפילו במקרה זה, נוכל לבחור סדרה של מספרים ראציונליים שתתקרב אליו כרצוננו (עצמת הראציונליים, כזכור, בת מניה. לא. לא סופית). באיזה מצב ניתן לומר בודאות מוחלטת שהוא חונה דוקא על אותה נקודה ולא על אף אחת מנקודות הסידרה השואפת אליה? 14. כדי לאפשר לי להבין יותר טוב על מה בעצם דעותינו חלוקות, אבקש את שיתוף פעולתך בבדיקה קטנה. אנסה לתת כאן דוגמא ספציפית, ולאחריה שרשרת טענות. כל שאני מבקש ממך הוא לומר לי מה היא הטענה הראשונה שאינה מקובלת עליך. נימוקים יתקבלו בברכה. הדוגמא: חלקיק חפשי יחיד חד מימדי וחסר ספין בקופסא (פוטנציאל אינסופי מעבר לדפנות) בין 0 לפיי (לצורך הנוחות): הטענות: א. פונקציית הגל של החלקיק בהכרח מתאפסת מחוץ לקטע המדובר. ב. בתור מצבים עצמיים של האנרגיה ניתן לבחור את המצבים |En> כך ש: <x|En> = a*sin(nx) ( n טבעי)ג. מקדם הנירמול a אחיד לכל המצבים ולכן ניתן להתעלם ממנו לצרכי נוחות בכל המקרים בהם השפעתו על התוצאה הסופית היא עד כדי כפל בקבוע. ד. בסיס לקבוצת המצבים העצמיים של האנרגיה הוא בסיס למרחב המצבים האפשריים של החלקיק. ה. הערכים העצמיים של האנרגיה פרופורציונליים ל- n בריבוע. ו. אין ניוון בתת המרחבים העצמיים של האנרגיה. ז. מתוך טענות ד-ו, קבוצת המצבים שנבחרה בטענה ב' מהווה בסיס למרחב המצבים האפשריים. ח. כל מצב |b> ניתן להצגה ע"י: |b> = Sum(n=1,infinity)[|En><En|b>] ט. בפרט, אם |x> מצב אפשרי עבור החלקיק לכל x בקטע בין 0 לפיי, ואם x1 שונה מ- x2, צריך להתקיים:0 = <x1|x2> = <x1|Sum(n=1,infinity)[|En><En|x2>] = י. בפרט זה צריך להיות נכון כאשר x1 היא רבע פיי ו- x2 היא שלושה רבעי פיי.= a^-2 *Sum(n=1,infinity)[sin(n*x1)sin(n*x2)] יא. בדיקה מזורזת של איברי הטור הרשום בהצבת הנקודות האמורות (נבחרו משיקולי נוחות), מגלה שהטור החלקי (כלומר: כאשר מבצעים את הסיכום רק עד מספר סופי כלשהו) מבצע אוסילציות מודולו 4, ולכן הטור האינסופי אינו מתכנס (למרות שלפי טענה ט, הטור צריך להתאפס חד משמעית ). יב. תודה שטסתם אל-על. (הרעיון שעומד מאחורי הדוגמא: בשל אפשרות המעבר בין בסיסים, לא יתכן שלאותו מרחב יהיו בסיס בן מניה ובסיס אחר מעצמת הרצף, שכן במקרה זה המעבר ביניהם אינו יכול להיות חח"ע ועל, ולפיכך אינו הפיך במקרה הכללי). |
|
||||
|
||||
4+8. טענת שהמרחב תחום ובר מניה (תגובה 106790). וזה (בין השאר) מה שהפרכתי. כדי שכדור הרולטה יעצר על בדיוק על ערך ספציפי הוא צריך להיות כדור מדוייק (ז"א, החיכוך שלו עם המישור הוא נקודתי), וגם עבור כדור לא מדוייק, אפשר להסתכל על נקודת מרכז המאסה, או נקודת המינימום, או כל קונבנציה אחרת שתבחר. תוכל לבחור מספר רציונלי שיתקרב אליו כרצונך, אבל לא להגיע למיקום המדוייק. הודאות לא רלונטית לדוגמא (הסברתי את זה בדוגמא עצמה). 14. שים לב שהטיעון שלך הוא מעגלי, ושונה מזה שב תגובה 106790 אפילו סותר את החלק של "תחום". |
|
||||
|
||||
14. עזוב מעגליות. נסה להתמודד ענינית. אם הדוגמא בפני עצמה אינה מקובלת עליך, אמור זאת (ואם אין זה קשה, נסה לפחות לומר מה פגום בה לטעמך). אם הדוגמא סבירה בעיניך, נסה לומר באיזה שלב שרשרת הטענות "נשברת" לדעתך. כפי שודאי הבחנת, אימוץ כל הטענות מוביל לסתירה. לאחר שנבין היכן בדוגמא הספציפית מתפצלות השקפותינו, אולי נוכל ללבן את הבעיה בצורה יותר ממוקדת וקונסטרוקטיבית (פחות סמנטיקה עורך-דינית של "אני התכוונתי ככה ואתה אמרת ככה", ויותר מהות), ומהמסקנה שתתקבל (אם וכאשר) אולי ניתן יהיה להכליל אל המקרה הכללי, ובניסוח שיהיה מקובל על שנינו. מה דעתך? |
|
||||
|
||||
14. נתחיל בזה שהסכום כן מתאפס. להזכירך, הסכום הוא לא מ1 עד N כשN גדול כרצוננו, אלא מ1 עד אין סוף. עכשיו, המספרים בסדרה הם: a_{1,5,9,13,17,21,...} = 1/2 עכשיו, נעשה תרגיל פשוט אך חביב,a_{2,6,10,14,18,22,...}= -1 a_{3,7,11,15,19,23,...} = 1/2 a_{4,8,12,16,20,24,...} = 0 sum(n=1,infinity)[a_n] = sum(m=0,infinity/4)[sum(q=1,4)[a_{m*4+q}]] = sum(m=0,infinity)[sum(q=1,4)[a_{m*4+q}]] = sum(m=0,infinity)[1/2-1+1/2+0] = sum(m=0,infinity)0=0 ולעניין, קודם כל, ה"תחום" ("צריך תמיד לתחום אותו באיזה שהוא אופן" תגובה 106790), באיזה אופן תחמת את אופרטור האנרגיה מסעיף ה (תגובה 107580)?עכשיו, תאר לעצמך שהייתי טוען טענה דומה (מבחינה מבנית) לזאת שטענת על מכניקת הקוונטים, באשר למכניקה הניוטונית, משהו כמו "פורמלית, כדי שחלקיק יתנהג יפה, צריך תמיד לתחום אותו באיזה שהוא אופן, ופעולה זו הופכת את התאוצה למאונכת למהירות." ולאחר שהיית מנסה לטעון שזה לא נכון, הייתי מביא כדוגמא את התנועה המעגלית (ובלי קשר לסוג התנועה, גם הטיעון מעגלי). באותו אופן, אתה מנסה להוכיח שמספר התוצאות הוא תמיד בן מניה, ע"י לקיחת מערכת שמספר התוצאות בה הוא בן מניה, פורש ולא מנוון. נסה לקחת מערכת אחרת, פיזיקלית יותר, כמו בור פוטנציאל סופי. גם עם הבור עמוק כרצונך, כך שהתנהגות החלקיק בבור תהיה זהה עד כדי דיוק קטן כרצונך להתנהגות בבור האין סופי, כאשר תנסה לעשות את התרגיל מלמעלה, מצפה לך הפתעה קטנה. אותה "הפתעה" צפויה לך כאשר תעבור למערכת הפיזיקלית ביותר שניתנת לפיתרון בעזרת הפורמליזם של שרדינגר, הפוטנציאל הקולומבי. לצורך העניין, הטענה שלך היא טענת הכללה ("צריך תמיד ..."), ולכן מספיקה לי דוגמא אחת על מנת להפריך, בעוד שאתה צריך למצוא הוכחה, ודוגמא בודדת לא מספיקה להוכיח. |
|
||||
|
||||
לכל הפחות, בשביל שטור יתכנס, איבריו חייבים לשאוף לאפס, וזה לא המצב - הם מקפצים ממקום למקום. |
|
||||
|
||||
לא רק שלא אמרתי ''מתכנס'', אלא הבהרתי שהוא לא מתכנס. ראה פירוט למטה. |
|
||||
|
||||
אז זה מה שפיזיקאים עושים כשאף-אחד לא מסתכל? לא רק שהטור אינו מתכנס בהחלט1, הוא אפילו אינו מתכנס בתנאי (כי, כפי שציין כליל, האיבר הכללי שלו אינו שואף לאפס). בטור הזה אפשר לסדר את האיברים מחדש ולקבל כל תוצאה (שהיא חצי שלם), ולכן הוא מתכנס לאפס בדיוק באותה מידה2 שהוא מתכנס ל-19.5. 1 מתכנס בהחלט = טור הערכים המוחלטים מתכנס 2 טוב, לא ממש באותה מידה. הוא מתכנס לאפס במובן של צ'זרו, אבל זה כלי שלא הייתי מפקיד בידים של פיזיקאי... |
|
||||
|
||||
ואכן, זה בהחלט שייך למערכת הטיעונים שלי. אם התחלנו ממערכת שמתנהגת יפה, ומאד ברורה ופשוטה מבחינה מתמטית, אז איך זה שפתאום אנו צריכים "לרמות" ולהתנות סדרי סכימה רק כדי לאנוס את התוצאה הרצויה לנו? התשובה, לטענתי, היא שהכנסנו לעסק משהו שאינו כשר לחלוטין (במובן המתמטי "האורתודוקסי"), והוא המקור לצורך בהסברים התמוהים. את הרעיון שמאחורי בניית הדוגמא, הסברתי מתחת לתאור שלה. להשקפתי, הטענה הבעייתית (זו שפותחת את הפתח להתנהגויות המוזרות) היא החלק של טענה ט' שאומר: "...אם |x> מצב אפשרי עבור החלקיק לכל x בקטע...". ניתן תאורטית לקבל כל ערך בקטע כתוצאה של מדידת המיקום (אף פעם לא *ממש* התכוונתי לטעון אחרת), אבל פונקציית הגל אינה יכולה לקרוס לפונקציית דלתא בדוגמא הנתונה, מבלי שיהיו לה "היטלים בעייתיים" על המצבים העצמיים של נקודות אחרות בקטע (הטור שאינו מתכנס בדוגמא). לעומת זאת, במדידת אופרטור "כשר" (כמו האנרגיה, בדוגמא לעיל), פונקציית הגל קורסת למצב עצמי "אמיתי" שהוא אורתוגונלי לחלוטין (וללא צורך באקרובטיקה) לכל מצב עצמי השייך לערך עצמי אחר. למרות שהדוגמא ספציפית ביותר, ודי מוגבלת, הבעיה היא כללית, ומתגנבת בצורה זו או אחרת בכל פעם שמאפשרים את השימוש בפונקציות שאינן ב-L2. זה לא אומר שאסור לעשות כן, אבל זה בהחלט אומר שאנו צריכים לזכור שהענין כרוך ב"תשלום" שאנו נדרשים לתת עליו את הדעת ואת הדין (כלומר: לסדר את הקצוות בתום התהליך כך שהכל יחזור "להתנהג יפה"). וזה כל מה שניסיתי לטעון מלכתחילה. |
|
||||
|
||||
למה בסעיף ט' "צריך להתקיים" מה שכתוב שם (שהוא לא נכון בעליל)? |
|
||||
|
||||
איני בטוח שהבנתי את השאלה. אנסה לענות לפי מה שאני חושב שהבנתי. אם {|k>} בסיס אורתונורמלי של המרחב, אז האופרטור: Sum({k})[|k><k|] צריך להיות שווה לאופרטור היחידה (זו בסך הכל הצגה של הוקטור לפי הבסיס {k} ). איני זוכר אם הפיסיקאים קוראים לזה "שלמות" או "סגירות" או ווטאבר, אבל משתמשים בזה כאילו אין מחר.בדוגמא שנתתי, זה אכן שווה לאופרטור היחידה ביחס ל-L2, אך לא ביחס לפונקציות החורגות מ-L2 כדוגמת פונקציות הדלתא (בכוונה נמנעתי שם מלהזכיר פונקציות דלתא במפורש, אבל זה נכנס בדלת האחורית בטענה ב'). ההשוואה לאפס היתה מתחייבת אם אופרטור המיקום היה "כשר" כי אז מדובר במכפלה פנימית של פונקציות עצמיות השייכות לע"ע שונים. אם החלק הראשון של טענה ט' היה נכון, בהחלט הייתי מצפה שגם החלק השני יחזיק. עניתי? |
|
||||
|
||||
בדוגמא, אתה מסביר שכל פונקציה (אינטגרבילית) אפשר לכתוב כטור פורייה בעזרת הבסיס (sin(nx. ההתכנסות תהיה בנורמה המתאימה (ולא בהכרח התכנסות נקודתית בכל הקטע). בסעיף ט', לא הבנתי האם x1,x2 הם מספרים או הפונקציות הקבועות המתאימות, ולמה סתם שתי פונקציות צריכות להיות אורתוגונליות זו לזו. |
|
||||
|
||||
האבחנה בין ההתכנסות בנורמה להתכנסות נקודתית אכן חשובה כאן. אם לא מתעקשים להתיחס לאופרטורים כמו מדידת המיקום כאל שווי סטטוס לאופרטורים כמו מדידת האנרגיה, ההתכנסות בנורמה מספיקה בהחלט. ההתעקשות, לעומת זאת, מובילה לשעטנז, ומספקת את תרועת הפתיחה לקירקס. הדרישה מאופרטור של מדידה "אמיתית" היא שהשפעת המדידה תהיה קריסה של פונקציית הגל אל תת המרחב העצמי השייך לערך העצמי שהתקבל במדידה (הרחבות ועידונים ניתן לקרוא במאמרים של ירדן ניר, וזו הזדמנות נאותה לומר לו מילה טובה על הפרוייקט), ושההיטלים על תתי המרחב העצמיים של ע"ע אחרים יתאפסו. ניתן גם לנסח את הדרישה בצורות אחרות, אבל כדי לקבל עקביות של התורה עם הניסוי, היא צריכה להכנס בצורה זו או אחרת. לטענת סמילי, מדידת המיקום היא מדידה אמיתית במובן הנ"ל לא פחות ממדידת האנרגיה (לדוגמא). מאחר והע"ע של מדידת המיקום מצופים באופן טבעי להיות ערכי x בקטע, אזי x1,x2 בדוגמא שנתתי הם ערכים עצמיים (מספרים בין אפס לפיי) היכולים להתקבל כתוצאה במדידת המיקום, ומתוך הדרישה עבור אופרטורי מדידה שתוארה בפיסקה הקודמת, צריכים להיות להם מצבים עצמיים מתאימים |x1> , |x2> (אורתוגונליים, כשהע"ע, כלומר הנקודות, שונים). מאחר ומדובר בקבוצת ע"ע מעצמת הרצף, תנאי האורתוגונליזציה הבא בחשבון הוא: <x1|x2> = Delta(x1-x2) כעת, כדי שנוכל להשתמש בתוצאות מההצבה למשוואת שרודינגר לצורך ניבויים פיסיקליים, יש צורך לייחס פונקציית גל לכל מצב שהוא. מהמצב |x0> אנו מצפים ללוקאליזציה מלאה של פונקציית הגל בנקודה x0 (כלומר: הסתברות 1 למצוא את החלקיק שם והסתברות אפס למצוא אותו בכל נקודה אחרת). לכן פונקציית הגל המתאימה למצב זה תהיהDelta(x-x0) ודאי הבחנת שיש פה בעיה, כי אם מעונינים בריבוע הערך המוחלט של פונקציית הגל, ניתן ברגולריזציות מסוימות "להחליק" את הענין, בעוד שגישות אחרות מובילות להתבדרות, וזה אנלוגי, ולא במקרה, לאותו טור מתנדנד שקיבלנו בדוגמא. בכל מקרה, אנו נדרשים בשלב זה להפליג מנמל הבית הבטוח של המתמטיקה "המסודרת" לים הפרוע של ההסברים התמוהים (והלינק של easy בהחלט לענין).עבור מצב כלשהו |a> , שפונקציית הגל המיוחסת אליו היא a(x) , ניתן לבצע (ובאופן עקבי!) את ההתאמה: a(x) <=> <x|a> כלומר: הערך של פונקציית הגל בנקודה שווה להיטל המצב על הנקודה.זה אמור להסביר את הרישום בטענה ב' (בדוגמא ההיא), אלא ששם הולכים בכיוון ההפוך: קודם מוצאים את פונקציות הגל מתוך משוואת שרודינגר (הסינוסים הרשומים), ואז מתאימים אותן למצבים העצמיים של האנרגיה. ומכיון שהגעתי עד הנה, אוסיף כמה מילים לגבי "הדוגמא": הטענה המרכזית, שממנה נגזר כל ההמשך, ושעליה ציפיתי מסמילי לחלוק, היא טענה ד' (הניסוח קצת דפוק, אבל הרעיון שלה מובן). היא גם קשורה לשאלתך הקודמת כי נכונותה קובעת אם האופרטור שתארתי: Sum({k})[|k><k|] שווה לאופרטור היחידה, או רק להיטל על תת מרחב.אם סמילי היה חולק על טענה זו, הטיעון היה ממשיך כך: א'. קיים מצב |f1> שאינו נפרש ע"י קבוצת המצבים העצמיים של האנרגיה. ב'. ניתן לייצר ממנו מצב |f> אורתוגונלי ל"תת המרחב העצמי של האנרגיה" ע"י חיסור ההיטל על תת מרחב זה. ג'. מטענה א' מתחייב כי |f> אינו אפס. ד'. אופרטור האנרגיה ניתן לרישום באופן כללי כך: E~ = Sum({a})[Ea|Ea><Ea|] כאשר הע"ע Ea ממשיים (אם משתמשים בזה כהגדרה, "עוקפים" את שאלות ההרמיטיות והקומפקטיות והליכסון).ה'. מתקיים1: E~|f> = 0 ולכן |f> מצב עצמי של E~ השייך לע"ע 0.ו'. משוואת שרודינגר (המתאימה ל"דוגמא" הספציפית) עבור מצבים עצמיים של האנרגיה היא: const*f"(x) = Ea*f(x) ו'. מכאן מתחייב שב"דוגמא" הספציפית שלנו:f(x) (= <x|f>) =0 (בשל תנאי השפה באפס ופיי).ז'. טענה ו' סותרת את טענה ג'. 1 ניתן לטעון שהטענה בעייתית ושאופרטור האנרגיה בהגדרתו בטענה ג' הוא רק צימצום ל"תת המרחב של האנרגיה" ואינו תופס מחוץ לו. למעשה גם אפשר כאן לטעון למעגליות, ושכפירה בטענה ד' שקולה לכפירה בטענה ד "המקורית". משמעות הכפירה היא שיש מצבים שלא ניתן לבצע עליהם מדידת אנרגיה. אחד מחברי הטובים טוען שיש שלושה סוגי פיסיקאים שיסכימו לחיות עם זה: אהבלים גמורים, שאקלים יצירתיים סטייל הוקינג,2 אהבלים גמורים שמחזיקים מעצמם שאקלים יצירתיים סטייל הוקינג. 2 אלה גם יביאו נימוקים כבדי משקל שיתמכו בטענותיהם. (וציטוט חפשי מתוך "שלמה המלך ושלמי הסנדלר": "אם בין דברי חכם ובין דברי טיפש כאילו אין הבדל, הבדל בכל זאת יש..."). |
|
||||
|
||||
1. כמו שהסברתי, במעבר לרצף עוברים מהסתברות לצפיפות הסתברות (מה שאמור לחסוך לך את ה"בעיה"). 2. אופרטור מדידה אמור להיות Complete. |
|
||||
|
||||
2. אז אם אני מבין אותך נכון, אתה מסכים עם טענות ד ו- ד' (המקורית, והמחודשת). מכאן אני מסיק שהמחלוקת בינינו (בדוגמא הנתונה) היא לגבי התאפסות הטור. אני בכיוון? 1. עדין, גם כשמאמצים את הגישה שלך בתור הנחת עבודה, אם המדידה נתנה את הערך x8 ואם יש לו מצב עצמי מתאים, ואם החלקיק נמצא באותו המצב (ברגע הקריסה, נניח), נצפה שכמה שלא נקטין את "החלון" סביב x8, עדין ההסתברות שהוא ימצא (ברגע הקריסה) בתחומי החלון תהיה 1. זה לא מה שאתה טוען כל הזמן? מהי אם כך פונקציית הגל שהיית מיחס למצב העצמי של x8 ? |
|
||||
|
||||
1. לא, המחלוקת ביננו היא על הצורך לתחום את המצבים העצמיים, ועל התוצאה ברת מניה שצורך זה גורר *תמיד*. 3. "פונקציית גל" היא ההיטל של המצב על המצבים העצמיים של אופרטור המרחב, במקרה שהמצב הוא |x8> אז פונקציית הגל תהיה <x|x8> שהיא פרופורציונאלית לדלתא של דיראק (בהנחה שהמרחב רציף). |
|
||||
|
||||
אני מנסה (שוב) לפענח את מה שאתה טוען. אנא הכחש אם יש צורך. פונקצית הגל היא פונקציה במרחב L2 על אוסף המצבים האפשריים. מדידה "אידיאלית" מחזירה ערך-עצמי של אופרטור המדידה, ובאותו זמן מקריסה את פונקצית הגל למרחב העצמי של הערך הזה. זה קורה, למשל, כשמודדים אנרגיה (או ספין), כי יש להם ערכים דיסקרטיים (שניתן להבחין ביניהם). לעומת זאת, כשמודדים מקום, לכל ניסוי יש מגבלות של דיוק (כי אוסף הערכים האפשריים הוא רציף), ולכן לא קיימת מדידה "אמיתית" של מקום. כתחליף, אפשר להניח שמודדים שאלות כן/לא על קופסאות קטנות, ומדידה כזו מקריסה את פונקצית הגל למרחב מתאים (מן הסתם, סכום המרחבים העצמיים המתאימים לערכים שבקופסא, מה ששקול לצמצום הפונקציה לקופסא הזו). |
|
||||
|
||||
להוציא אי אלו פוטנוטס, נראה לי שהבנת את טענותי. מרחב פונקציות הגל הוא L2, כל בסיס אמיתי בו חייב להיות בן מניה, וכל האופרטורים חייבים להיות ניתנים להצגה בבסיסים אלו. הבעיה במדידת המיקום אינה רק ענין של מגבלות הניסוי1, אלא בילט אין לתוך התורה (ומהסיבה שאתה ציינת): הכנסת פונקציות ואופרטורים שאינם ב-L2 בהכרח פותחת פתח לכל מיני תוצאות מפוקפקות (ואני מקוה שמספר הדוגמאות שטיפלתי בהן מעבירות לפחות את "ההרגשה" של הרעיון). לכן יש למצוא שיטות רגולריזציה להחזרת העסק למוטב. חלוקה לקופסאות קטנות היא אחת משיטות אלה, אם כי אין חובה להגדיר מראש את גודל הקופסאות ואת מספרן (וכדאי לזכור שמותר לנו מספר בן מניה של קופסאות גם על קטע סופי).אין גם חובה להגדיר מראש מה הן "נקודות המרכז" של הקופסאות, כך שא-פריורי אנו מאפשרים רצף של תוצאות אפשריות (הסבר: ניתן, למשל, לבנות סביבה קטנה כרצוננו סביב הערך שהתקבל בפועל, ואח"כ לחלק את יתרת המרחב בצורה שרירותית, ביודענו שלאחר הקריסה פונקציית הגל תחומה לאותה סביבה קטנה, אך שייכת ל-L2). ראה גם את תשובתי לשאלתך בתגובה 108261 1 פיסיקה היא מדע ניסויי. לא ניתן להכריע בין שתי תאוריות, כל עוד ההבדלים בפרדיקציות שלהן נמצאים מעבר ליכולות הניסוי (הסמנטיקה של סמילי לגבי ההבדל בין "מודל" ל"תאוריה" ממש לא מדברת אלי). |
|
||||
|
||||
על בסיס "פיסיקה היא מדע ניסויי. לא ניתן להכריע בין שתי תאוריות, כל עוד ההבדלים בפרדיקציות שלהן נמצאים מעבר ליכולות הניסוי", לא ברור לי איך הבנת שההבדלים בין מודל לתיאוריה הם סמנטיים, משום שהם לא. מעבר לכך, בהחלט ניתן (ואף חיוני) להכריע בין שתי תיאוריות שנותנות תחזיות שונות, גם ללא יכולת אמפירית, הרי על כל תיאוריה אפשר להוסיף אין סוף (בשבילך, בר מניה) תיאוריות נוספות שנותנות בדיוק את אותה תחזית. ואני שוב שואל אם שמעת פעם על התער של אוקהם? אבל, זה *בהחלט* לא קשור להבדל בין מודל לתיאוריה. |
|
||||
|
||||
כמו שאיזי ציין, ובצדק, זה עוד כלום. הטור, לא מתכנס, והסכום, מה לעשות, עדיין אפס. אי "אפשר לסדר את האיברים מחדש ולקבל כל תוצאה", משום שהסכום הוא, כמו שהבהרתי, לא עד N גדול כרצונך, אלא עד *אין סוף* בכבודו ובעצמו, ולכן, כל סידור מחדש של האיברים יתן לך אפס, משום שלכל איבר שנמצא בסכום גם שכניו לרבעיה נמצאים בסכום, משום שכל המספרים הטבעיים נמצאים בסכום. את צ'זרו אני לא מכיר, אבל ההיסטוריה לימדה אותנו שכלים מתמטים שלא ניתנו בידי פיזיקאים, הומצאו על ידם (בצורה שגרמה למתמטיקאים לתסכולים רבים). |
|
||||
|
||||
ושלא יבלבלו לנו ת'מוח שיש מספרים אי זוגיים שאינם ראשוניים... |
|
||||
|
||||
אם הטור1 לא מתכנס (והוא לא!), אז אין לו בכלל "סכום". אפשר לסדר את האברים מחדש באופן הבא. ראשית, נסכם 37 אברים השווים ל- 1. אחר-כך, נסדר את הנותרים ברביעיות: 0, 2-, ושני האברים השווים ל-1, שהם הבאים בתור. הסכום של כל רביעיה הוא 0, ולכן סכום הטור הוא 37. זה נכון בדיוק כמו הטענה שהסכום הוא אפס. דוגמא נוספת (ומוכרת): את הטור 1-1+1-1+1-1+1-1+1... אפשר לסכם (בלי לשנות סדר) כ- (1-1)+(1-1)+(1-1)+... ולקבל 0, ואפשר גם לסכם אחרת, 1+(-1+1)+(-1+1)+(-1+1)+... ולקבל 1. האמת היא שהטור לא מתכנס. כדאי להבהיר מה הפירוש של "טור מתכנס". נתונה סדרה של מספרים. הסדרה הזו מאפשרת להגדיר סדרה אחרת, של הסכומים החלקיים (מהאיבר הראשון עד ה-n-י). אומרים שהטור מתכנס, אם סדרת הסכומים החלקיים מתכנסת. העניין הוא ששינוי של סדר האיברים *משנה* את סדרת הסכומים החלקיים - וכעת זה בכלל לא ברור שהסדרה החדשה חייבת להתכנס לאותו גבול כמו הישנה. לעומת זאת, יש משפט שמבטיח שאם טור הערכים המוחלטים מתכנס, אז דווקא מותר לשנות את סדר האיברים (ותמיד מתקבלת אותה תוצאה). 1 נזכיר שמדובר בטור שאיבריו הם 0, 1, 2-, 1, 0, 1, 2-, 1, ... (מחזור ארבע). אני מכפיל בשתיים כדי לחסוך בסימנים מתמטיים סבוכים כגון 1/2. |
|
||||
|
||||
האם הטור 0,0,0,0,... מתכנס? התרגיל של שינוי הסדר לא תקף משום שאתה שובר סימטריה. |
|
||||
|
||||
ולמה שלא יתכנס? סדרת הסכומים החלקיים היא 0,0,0,0,... ולכן מתכנסת ל 0. |
|
||||
|
||||
ומה ההבדל בין הסדרה: S1={0,0,0,0,0,...} לסידרה:S2={1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,...}
|
|
||||
|
||||
אין הבדל, רק אל תמשיך עכשיו בכיוון של להזיז את הפסיקים או לשנות את סדר החיבור, או שאדון אותך לחדו''א א' אצל עוזי. |
|
||||
|
||||
מה ההבדל בין הסדרה: S2={1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,1/2-1+1/2+0,...} לסדרה:S3={sum(q=1,4)[a_q],sum(q=1,4)[a_q],sum(q=1,4)[a_q],sum(q=1,4)[a_q],sum(q=1,4)[a_q],sum(q=1,4)[a_q],sum(q=1,4)[a_q],...} כאשר a_q מוגדר בתגובה 107956?
|
|
||||
|
||||
מה ההבדל בין הסדרה: {1-1, 1-1, 1-1, 1-1, 1-1, 1-1, ...} לסדרה: {1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0,...} ? הן בכלל לא אותה הסדרה. במקרה, אם נציג את האחרונה כטור: {1, 1-1, 1-1+1, 1-1+1-1, 1-1+1-1+1, ...} היא תראה כאילו הראשונה היא "סידור מחדש" של האחרונה. יופי. לא תמיד סידור מחדש עובד, וההגדרה של סכום של טור היא הגדרה מאד מדוייקת - היא לא מכסה סידור מחדש, אבל ניתן להוכיח איתה שתחת תנאים מסויימים (כגון כאשר הטור מורכב מאיברים אי-שליליים ומתכנס, אם אינני טועה), מקבלים אותו הדבר גם אם "מסדרים מחדש," לכל סידור מחדש. |
|
||||
|
||||
האם שתי הסדרות שהצגתי למעלה זהות? שים לב שאני לא עוסק ב"סידור מחדש". |
|
||||
|
||||
אתה עוסק בסכימה חלקית, שגם היא לא רעיון טוב במיוחד, שוב, אלא אם מדובר בטור מתכנס עם איברים אי-שליליים. |
|
||||
|
||||
למה חלקית? ומה התשובה לשאלה ששאלתי? |
|
||||
|
||||
כן, ולשתיהן יש קשר מקרי בלבד לסדרה המקורית. |
|
||||
|
||||
האם מכאן אפשר להסיק ש: sum(m=0,infinity)[sum(q=1,4)[a_{m*4+q}]]=0 כאשר a_n מוגדר בתגובה 107956
|
|
||||
|
||||
זה לא מסובך, זה מתמטיקה. יש הגדרה ל"טור מתכנס", ורק אם "זה" עונה להגדרה - אז "זה" הוא "טור מתכנס". הסכום שלך לא מקיים את התנאים - ולכן הסכום שלך אינו טור מתכנס. ולשאלתך: לא, מכאן כמובן שאי אפשר להסיק שהוא מתכנס. "הוכחת" שהטור ...+(0.5+1-1-0.5)+(0.5+1-1-0.5) מתכנס. זה לא משנה את העובדה ש- ...5+1-1-0.5+0.5+1-1-0.5+ לא מתכנס. |
|
||||
|
||||
שים לב, אתה טוען ש: m(m=0,infinity)[sum(q=1,4)[a_{m*4+q}]]!=0 (בכל אופן, זה מה שאני מבין מ"ולשאלתך: לא,...")האם אתה טוען ש: 1. sum(m=0,infinity)[sum(q=1,4)[a_{m*4+q}]]!=sum(m=0,infinity)[1/2-1+1/2+0] 4. תשובה אחרת.
2. sum(m=0,infinity)[1/2-1+1/2+0]!=sum(m=0,infinity)0 3. sum(m=0,infinity)0!=0 |
|
||||
|
||||
הטור (1) sum(m=0,infinity)[sum(q=1,4)[a_{m*4+q}]] מתכנס, וסכומו אפס. גם הטורים בסעיפים 1,2,3 שלך מתכנסים לאפס.העניין הוא שהטור הראשון אינו שווה לטור (2) sum_{i=0}^{\infty}a_i שאינו מתכנס. סדרת הסכומים החלקיים של (2) היא מחזורית, ואינה מתכנסת (לכן אומרים שהטור אינו מתכנס); סדרת הסכומים החלקיים של (1), בגלל שהיא כוללת רק סכומים של רביעיות אברים בטור המקורי, היא תת-סדרה של סדרת הסכומים החלקיים של (2). למעשה, זוהי הסדרה הקבועה 0 (שלכן מתכנסת לאפס).
|
|
||||
|
||||
ז"א, שהתגובה של גיל (תגובה 109226) לא נכונה, והמסקנה שלי (תגובה 109200) נכונה? |
|
||||
|
||||
בתגובה של גיל (תגובה 109226), קשה לפענח למה מתייחסות המלים "הסכום שלך" בפסקה הראשונה. בכל מקרה, שני המשפטים האחרונים שלו מדוייקים: הטור ...+(0.5+1-1-0.5)+(0.5+1-1-0.5) מתכנס, והטור ...5+1-1-0.5+0.5+1-1-0.5+ (ללא הסוגריים) אינו מתכנס. הסיבה היא, כאמור, שסדרת הסכומים החלקיים מדלגת בין כמה ערכים, ואין לה גבול. המסקנה בתגובה 109200 נכונה, אלא שהיא לא קשורה לשאלה המקורית; השוויון הראשון משמאל ב"תרגיל" של תגובה 107956 אינו נכון (כי בצד ימין שלו יש מספר (0), ובצד שמאל משהו שאינו מוגדר). |
|
||||
|
||||
מצד אחד: "בכל מקרה, שני המשפטים האחרונים שלו מדוייקים,..." ומצד שני: "המסקנה בתגובה 109200 נכונה,..." עכשיו, אם שני המשפטים האחרונים נכונים, אז גם המשפט הראשון נכון, כולל, כמובן את "ולשאלתך: לא,...". אבל, השאלה (שהתשובה אליה, כזכור, שלילית) היא האם ניתן להסיק את המסקנה שבתגובה 109200, ואם לא ניתן להסיק, הרי שהמסקנה לא נכונה... אז מה התשובה לשאלה בתגובה 109741? |
|
||||
|
||||
שני המשפטים האחרונים של גיל (<בתגובה 109226>) מדוייקים: (1) הטור ...+(0.5+1-1-0.5)+(0.5+1-1-0.5) מתכנס. (2) הטור ....5+1-1-0.5+0.5+1-1-0.5.+ (אותו דבר רק ללא סוגריים) לא מתכנס. המסקנה בתגובה 109200 נכונה (שכן היא חוזרת על הטענה (1) לעיל). היא לא מוכיחה את מה שכתבת בתגובה 107956, שבה אתה בעצם אומר שטענות (1) ו-(2) שקולות (והן לא). אני לא יודע מה אמר גיל על התגובה שבה הסברת שקודם כשהוא שאל אם הטור מתכנס התכוונת בכלל לטור אחר ולכן התשובה שלילית אבל אחר כך כשהוא אמר על טור אחר שאינו מתכנס דיברתם בעצם על הטור הראשון, ולהיפך. קצת קשה לי למצוא את תחילת חוט המחשבה הזה, שיכול לגרום לקערת ספגטי להרגיש כמו מסרק. התשובה לשאלה בתגובה 109741 נשארת תגובה 109743. |
|
||||
|
||||
שאלתי שאלה פשוטה (כאן תגובה 109200), השלב בו אנחנו נמצאים הוא בדיוק בתשובה לשאלה הזו. האם אפשר לעבור לשלב הבא מתוך הנחה שהתשובה לשאלה הזו היא חיובית (ושתשובתו של גיל לא נכונה), או שצריך להמשיך להתעמק בנקודה? להזכירך, השאלה היא: "האם מכאן אפשר להסיק ש: sum(m=0,infinity)[sum(q=1,4)[a_{m*4+q}]]=0 כאשר a_n מוגדר בתגובה 107956?"(אפילו הוספתי סימן שאלה), בבקשה, אין צורך בפירוט אם התשובה חיובית, רק במידה והיא שלילית. |
|
||||
|
||||
הטענה שהטור ההוא (שבתגובה 109753) מתכנס לאפס - נכונה. הטור (sum(a_n (כאשר a_n מוגדרים באותו אופן), לעומת זאת, אינו מתכנס. בהקדמה ("האם מכאן אפשר להסיק") לא ברור לי מהו אותו "כאן". |
|
||||
|
||||
ה"כאן" הוא, כמובן, התוצאה האחרונה שאושרה כנכונה ע"י המגיבים (ואם תעקוב אחרי הדיון, אחורה, תגלה שמדובר בתגובה 109137). |
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 |