STEPHEN HAWKING "The Grand Design" (2010) / Стивен ХОКИНГ "Великий замысел": 4. ALTERNATIVE HISTORIES / 4. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОРИИ

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОРИИ

CyberTm 07.02.11 в 23:27

В 1999 г. КОМАНДА ФИЗИКОВ в Австрии выпустила пучок шарообразных, как футбольные мячи, молекул в направлении экрана.

justafake 20.07.11 в 07:37

Эти молекулы, каждая из 60 атомов углерода, иногда называют мячиками Бакминстера или «фуллеренами» в честь архитектора Бакминстера Фуллера, строившего здания этой формы.

Irina73 09.03.11 в 10:29

Эти молекулы*, каждая из 60 атомов углерода, иногда называют баккиболлс - мячи Бакки, потому что архитектор Бакминстер Фуллер строил здания именно такой формы.
{* фуллерены}

justafake 20.07.11 в 07:44

Геодезические купола Фуллера были, вероятно, самыми большими существующими объектами в форме футбольного мяча.

Irina73 05.04.11 в 11:25

А бакиболы - самыми маленькими.

justafake 20.07.11 в 07:47

Экран, в направлении которого прицелились учёные, фактически имел лишь две прорези, сквозь которые бакиболы и могли пролететь.

justafake 20.07.11 в 07:51

За стеной физики расположили аналогичный экран для обнаружения и подсчёта появляющихся молекул.

justafake 21.07.11 в 11:36

Если бы мы ставили такой эксперимент с реальными футбольными мячами, мы нуждались бы в игроке с несколько шаткой целью, способным последовательно запускать шары с выбранной нами скоростью.

Kotische 06.06.11 в 15:16

Мы бы поставили этого игрока перед стенкой, в которой есть два отверстия.

justafake 20.07.11 в 19:21

С обратной стороны стены, параллельно ей, мы бы разместили больших размеров сетку.

Edgewalker 10.07.11 в 07:52

Большинство ударов нашего игрока попало бы в стенку и отскочило, но некоторые прошли бы сквозь первое отверстие или сквозь второе и попали бы в сетку.

justafake 20.07.11 в 08:00

Если диаметр отверстия в стене был лишь немного больше мяча, два очень узких параллельных потока появились бы на другой её стороне.

justafake 20.07.11 в 08:06

Если же отверстия были бы чуть шире, то каждый поток расходился бы небольшим веером, как показано на рисунке ниже.

justafake 20.07.11 в 19:28

Заметим, что если мы закроем одно из отверстий соответствующий поток мячей сквозь него больше не пройдёт, но на другой поток это никакого эффекта не окажет.

justafake 20.07.11 в 19:30

Если мы снова откроем второй промежуток, это только увеличит количество мячей, приземлившихся в любой данной точке с другой стороны, где мы получим все мячи из промежутка остававшегося открытым, плюс мячи из промежутка который только открыли.

CrabGaze 28.06.11 в 13:58

Другими словами, то, что мы наблюдаем, когда оба отверстия открыты, является суммой того, что мы наблюдаем с каждым отверстием в стене, открытым по отдельности.

Kotische 09.06.11 в 13:55

Это - реальность, к которой мы привыкли в повседневной жизни.

Kotische 09.06.11 в 13:59

Но это не то, что обнаружили австрийские исследователи, когда они запустили свои молекулы.

Kotische 09.06.11 в 14:02

В австрийском эксперименте, открывание второго отверстия действительно увеличивало число молекул, достигших экрана в одних точках, но сокращало их число в других, как показано на рисунке ниже.

Kotische 09.06.11 в 14:08

Фактически, когда оба промежутка были открытыми, были пятна, где никакие мячи не приземлились, но где шары приземлялись, когда был открыт только один или другой промежуток .

Kotische 09.06.11 в 14:13

Это кажется очень странным.

Kotische 06.06.11 в 15:53

Как может открытие второго отверстия служить причиной того, что каких-то точек достигло меньшее число молекул?

Kotische 09.06.11 в 14:19

Мы можем получить ключ к разгадке, исследовав детали.

Kotische 09.06.11 в 14:22

В эксперименте много молекулярных футбольных мячей приземлялись в точку, расположенную на полпути от места в которое вы ожидали что они приземлятся если пройдут и сквозь первый, и сквозь второй промежуток.

CrabGaze 28.06.11 в 14:04

Чуть дальше центральной позиции приземлялось очень мало молекул, но еще немного дальше от центра снова наблюдалось падение молекул.

CrabGaze 28.06.11 в 14:07

Эта модель не является суммой моделей, образованных когда каждый промежуток открыт отдельно, но вы можете узнать ее в Разделе 3 как образец характеристики интерферирующих волн.

CrabGaze 28.06.11 в 14:12

Участки где не приземлились молекулы соответствуют областям, в которых волны выпущенные из двух промежутков, сошлись не в фазе, и создали гасящую интерференцию; участки где приземлилось много молекул относятся к областям, где волны попали в фазу, создав усиливающую интерференцию.

CrabGaze 28.06.11 в 14:17

В течение двух тысячелетий научной мысли обыденный опыт и интуиция были основой для теоретического обоснования.

CrabGaze 28.06.11 в 14:19

Совершенствуя наши технологии и расширяя круг явлений, которые мы можем наблюдать, мы стали обнаруживать, что природа ведет себя таким образом, который все меньше и меньше согласуется с нашим каждодневным опытом и противоречит нашей интуиции, о чем свидетельствует эксперимент с фуллеренами.

CrabGaze 28.06.11 в 14:56

Этот эксперимент является типичным из ряда феноменов, которые нельзя объяснить с помощью классической науки, но можно описать на основе того, что называется квантовой физикой.

CrabGaze 28.06.11 в 15:02

Как писал Ричард Фейнман, эксперимент с двумя отверстиями, описанный выше, "содержит всю тайну квантовой механики"

CrabGaze 28.06.11 в 15:08

Принципы квантовой физики были разработаны в первые десятилетия двадцатого века после того, как ньютоновская теория оказалась недостаточно адекватной для описания природы на атомном или субатомном уровне.

CrabGaze 28.06.11 в 15:11

Фундаментальные теории физики описывают силы природы, и как объекты им противодействуют.

uraveselov 30.06.11 в 13:33

Классические теории (например, теория Ньютона) построены на основе отражения каждодневного опыта, в котором материальные объекты уникальны, они могут находиться в определенных местах, перемещаться по определенным траекториям и т.д.

uraveselov 30.06.11 в 13:42

Квантовая физика помогает понять, как законы природы работают на атомных и субатомных уровнях, но как мы увидим позже более детально, она предлагает совершенно другую концептуальную схему, при которой положение объекта, его траектория и даже его прошлое и будущее точно не определено.

uraveselov 30.06.11 в 13:51

Квантовые теории сил, таких как гравитационные или электромагнитные, построены на основе этих положений.

uraveselov 30.06.11 в 13:54

Могут ли теории, построенные на основах, чуждых повседневному опыту, так же объяснять события обыденного опыта, которые были смоделированы с такой точностью в классической физике?

MirnyiAtom 05.07.11 в 06:03

Могут, поскольку мы и окружающая нас среда являются составными структурами, сделанными из невообразимо большого числа атомов, большего количества атомов, чем существует звезд в видимой части Вселенной.

cosinus 07.07.11 в 19:46

И хотя составляющие атомы подчиняются принципам квантовой физики, можно продемонстрировать, что большие скопления, формирующие футбольные мячи, репу и реактивные самолеты -- и нас -- действительно будут ухитряться избегать дифрагирования через щели в стене.

cosinus 07.07.11 в 20:02

Поэтому, хотя компоненты повседневных объектов повинуются квантовой физике, законы Ньютона создают эффективную теорию, которая очень точно описывает, как ведут себя составные структуры, образующие наш повседневный мир.

cosinus 07.07.11 в 20:32

Это могло бы звучать странно, но в науке есть множество примеров, в которых большое скопление, кажется, ведет себя в некоторой степени отлично от поведения его отдельных компонентов.

cosinus 07.07.11 в 20:38

Реакция одного нейрона едва ли предскажет реакцию человеческого мозга, равно как и знание о молекуле воды не много говорит вам о поведении озера.

cosinus 07.07.11 в 20:46

В случае квантовой физики, ученые все еще работают, чтобы выяснить детали того, как законы Ньютона вытекают из квантовой сферы.

cosinus 07.07.11 в 20:52

Нам точно известно, что составные части всех объектов подчиняются законам квантовой физики, и законы Ньютона хорошо описывают модель поведения макроскопических объектов, которые состоят из этих квантовых частиц.

die_m 09.07.11 в 09:06

Но предсказания Ньютоновской теории поэтому соответсвуют представлению о реальности, в которой мы развиваемся, как познаем мир вокруг нас.

uraveselov 09.07.11 в 11:35

Но отдельные атомы и молекулы взаимодействуют совсем по-другому, чем принято в нашей повседневной жизни.

uraveselov 09.07.11 в 11:37

Квантовая физика - новая модель реальности, которая представляет нам картину Вселенной.

die_m 09.07.11 в 08:55

Квантовая физика является новой моделью реальности, которая даёт нам представление о Вселенной.

serrrg 28.09.11 в 21:04

Это - картина, в которой у многих понятий, фундаментальных для нашего интуитивного понимания действительности больше, нет значения.

Kotische 06.06.11 в 16:05

Эксперимент с двойной щелью, который был проведен в 1927 году Клинтоном Дависсоном и Лестером Жермером, физиками-экспериментаторами из лаборатории Бэлла, которые изучали, как пучок электронов - объекты много проще чем бакиболы - взаимодействует с кристаллом, сделанным из никеля.

uraveselov 09.07.11 в 11:44

Тот, что материальные частицы, такие как электроны, ведут себя подобно водяным волнам, был одним из тех вохитительных экспериментов, которые, которые повлияли на квантовую физику.

uraveselov 09.07.11 в 11:52