Tha Quantum mechanics a 'toirt cothrom dhut na faidhlichean (pàirt 2) fhaicinn, a mhothachadh agus a cheangal riutha.

28616x 22. 11. 2018 1 Reader

Leigamaid air ais chun na innealan quantum agus mar as urrainn dhuinn a chleachdadh.

Sealladh neo-fhaicsinneach

Ma tha thu a 'faireachdainn cofaidh, tha thu cha mhòr dùisg. Tha do shùilean deiseil airson solas an latha, bidh iad a 'leum agus a' leigeil le solas a thighinn a-steach. Nuair a smaoinicheas tu mu dheidhinn, bidh na mìrean solais a 'dol a-steach do d'aghaidh agus dh' èirich do shùilean o chionn millean bliadhna aig meadhan na grèine, aig an àm a thòisich ar sinnsearan a 'cleachdadh teine. Tha a 'ghrian cha bhiodh nach cuireadh pìosan ris an canar photons, ma tha iad nach robh feum airson an aon rud a dh'fhaodadh a bhith na bhunait de mhothachadh againn de fàileadh, a eòlaichean tunaileadh.

Mu 150 de na milleanan de chilemeatairean a 'sgaradh na grèine agus an Talamh, cha toir photons ach ochd mionaidean gus faighinn thairis air an astar seo. Bidh a 'mhòr-chuid de na siubhal aca a' tachairt taobh a-staigh na grèine, far a bheil foton àbhaisteach a 'cosg milleanan de bhliadhnaichean a' feuchainn ri teicheadh. An Aifreann an uair sin a chumail ann am meadhan ar rionnagan, far an haidridean mu dheidhinn a tha 13 amannan nas dlùithe na luaidhe, agus photons urrainn siubhal a-mhàin infinitesimally beag bloigh dàrna mus deach a ghabhail a-steach haidridean ions, a tha an uair sin a teintean a photon a 'siubhal bhon ghrèin, etc .. An dèidh a' billean tha eadar-obrachadh mar sin a 'tighinn gu crìch mu dheireadh thall de photon air uachdar na grèine a tha air a bhith a' deàrrsadh airson milleanan de bhliadhnaichean.

Quantum Mechanics (© Jay Smith)

Cha toireadh photons a-mach, agus cha bhiodh a 'ghrian a' sùileachadh mura biodh mòran tunnaireachd ann. Bidh a 'ghrian agus na reultan eile uile a' cruthachadh solas le bhith a 'ceangal ri niùclasach, a' briseadh ionsan hydrogen, agus a 'cruthachadh helium le pròiseas a bheir fuasgladh air lùth. A h-uile h-aon, tha a 'ghrian a' tionndadh gu mu 4 de mhilleanan de thunnan de mhàs. Is e dìreach cìsean dealain dealanach a th 'ann a-mhàin aig ionsan hydrogen, mar protons singilte, agus tha iad a' tionndadh ri chèile. Mar sin, ciamar a thèid iad còmhla ri chèile?
Nuair a tunaileadh eòlaichean tonn nàdar protons 'leigeil leis an furasta uaireannan a' dol mar tonn a 'tighinn còmhla air uachdar an lòin. Tha sin a 'dùblachadh proton tonn seachad faisg gu leòr sin a bharrachd feachd leithid làidir niùclasach cumhachd a tha ag obair a-mhàin aig astaran glè bheag, faodaidh e buaidh air na dealain repulsion de na pìosan. An uair sin, bidh na protain a 'tuiteam agus a' leigeil seachad aon photon.

Tha ar sùilean gu math mothachail do photons

Tha ar sùilean air fàs gu bhith mothachail air na fotons sin. Tha cuid de dheuchainnean o chionn ghoirid air sealltainn gun urrainn dhuinn fotons fa leth a lorg, a tha a 'toirt seachad roghainn inntinneach: an urrainn do dhaoine cùisean sònraichte de mheacanaig quantum a lorg? A bheil sin a 'ciallachadh gu bheil duine, mar photon no eun-dealan no cat duilich Schrödinger, marbh agus beò aig an aon àm ma tha e a' dol an sàs gu dìreach anns an t-saoghal quantum? Ciamar a dh 'fhaodadh an leithid de eòlas a bhith coltach?

Sùil dhaonna

"Chan eil fhios againn oir tha e air a dh'fheuch," Rebecca Holmes ag ràdh, fiosaig aig Los Alamos-lann Nàiseanta ann an New Mexico. O chionn trì bliadhna, a cheumnaich e à Oilthigh Illinois aig Urbana-Champaign, Holmes bha mar phàirt de sgioba air a stiùireadh le Paul Kwiat, a tha a 'sealltainn gun urrainn do dhaoine a lorgadh goirid leus soluis, anns a bheil trì photons. Ann 2016 a lorg a 'farpais buidheann de luchd-saidheans a stiùireadh le fiosaig Alipas Vaziriovou aig Rockefeller Oilthigh ann an New York air lorg gu bheil daoine dha-rìribh a' faicinn fiù 's aon photons. Tha sinn a 'faicinn, ge-tà, nach eil an eòlas sin air a mhìneachadh gu mionaideach. Vaziri, bha i air feuchainn ris na fòtaichean fhaicinn agus dh'innis i do Nature magazine: "Chan eil e coltach ri bhith a 'faicinn an solas. Cha mhòr nach eil e a 'faireachdainn aig stairsneach fantais. "

Quantum mechanics - deuchainnean

Ann an ùine nach bi fada, thathar a 'sùileachadh gun deidheadh ​​deuchainnean Holmes agus Vaziri a dhearbhadh air na tha daoine a' faicinn nuair a thèid photons a chur ann an stàitean cuantail sònraichte. Faodaidh luchd-fiosaig, mar eisimpleir, ceangal aon photon ris an t-ainm a th 'orra far am faighear photons aig an aon àm ann an dà àite eadar-dhealaichte. Tha Holmes agus a co-oibrichean air deuchainn a dhealbh a 'toirt a-steach dà shuidheachadh gus dearbhadh a bheil e comasach do dhaoine a bhith mothachail gu dìreach air a bhith a' toirt buaidh air photons. Anns a 'chiad suidheachadh, aon photon a thoirt an dara cuid air an taobh chlì no air an taobh dheas taobh an daonna Retina, agus aon a bhiodh air an aire a tha taobh den Retina faireachdainn photon. Anns an dàrna suidheachadh a bhiodh a chur photon ann eòlaichean superposition, a leigeadh ris a dheanamh cho do-dhèanta - aig an aon àm a 'sgèith gu deas is clì taobhan na Retina na sùla.

Am faigheadh ​​aon solas air gach taobh den retina? No an dèanadh an eadar-obrachadh fhoton san t-sùil air a 'chùis a bhith a' tuiteam? Ma tha, bhiodh e cho tric air an làimh dheis mar a tha air an làimh chlì, mar a tha an teòiridh a 'moladh?

Thuirt Rebecca Holmes:

"Stèidhichte air innealan cumanta cuantail àbhaisteach, cha bhiodh coltas nach robh coltas nam fòtaichean air leth coltach ris an fhoton a chuir thugainn air thuaiream air an taobh chlì no air an làimh dheis."

Ma nochdas e gu robh cuid de na com-pàirtichean deuchainn a 'faicinn gu robh na foton aig an dà làrach aig an aon àm, a bheil e a' ciallachadh gu robh an duine fhèin ann an stàit mhòr?

Rebecca Holmes a 'cur ris:

"Dh'fhaodadh a ràdh gu robh an neach-amhairc na aonar anns an àrdachadh mòr ann an ùine a bha glè bheag, ach cha do dh'fheuch duine e fhathast, agus mar sin chan eil fios againn idir. Sin as coireach as urrainn dhuinn deuchainn a dhèanamh. "

Bidh thu a 'faicinn do shlighe fhèin

A-nis, rachamaid air ais gu cupan cofaidh. Bidh thu a 'faireachdainn mar an stuth mar phìos cruaidh de stuth, gu daingeann ann an conaltradh le craiceann do làmh. Ach chan eil ann ach rudeigin. Cha bhi sinn a 'toirt buaidh sam bith air rud sam bith, co-dhiù chan ann a-thaobh an dà chuspair cruaidh a tha a' ceangal. Tha barrachd air 99,9999999999 sa cheud de atamach air a dhèanamh suas de fhànais falamh, le cha mhòr a h-uile càil stèidhichte sa mheadhan.

Quantum Mechanics (© Jay Smith)

Nuair a chumas tu cupa le do làmhan, tha e coltach gu bheil e tha an neart a 'tighinn bho bhith a' cur an aghaidh nan dealanan anns a 'chupa agus anns an làimhS an Iar- Chan eil tomhas sam bith aig na h-eactronan fhèin idir, chan eil iad ach na tomhasan neoni a tha follaiseach air an raon dligheach dealain àicheil a tha a 'cuairteachadh ataman agus molecilean mar sgòth. Tha laghan nan innealan cuantach cuingealaichte gu ìrean lùtha sònraichte mu atmairean agus molecolS an Iar- Mar a tha an làmh a 'briseadh a' chupa, bidh e a 'putadh dealanan bho aon ìre gu àite eile, agus tha feum air lùth nam fèithean a tha an eanchainn ag eadar-mhìneachadh mar a bhith a' strì ri rudeigin cruaidh.

Tha ar faireachdainn conaltraidh stèidhichte air eadar-obrachadh uamhasach ioma-fhillte eadar na dealanan timcheall air moilecòlasan na buidhne agus na molecolailean a th 'againn air na rudan a tha sinn a' tarraing. Bhon fhiosrachadh seo, tha ar n-eanchainn a 'cruthachadh an fhìrinn gu bheil corp làidir againn a tha a' gluasad timcheall air saoghal làn de nithean cruaidh eileS an Iar- Le bhith a 'bruidhinn riutha chan eil iad a' toirt fìor thuigse dhuinn air fìrinn. Tha e comasach nach eil gin de na beachdan againn a 'freagairt air na tha a' tachairt gu fìor. Dòmhnall Hoffman, a inntinneil neuroscientist aig Oilthigh California Irvine creidsinn ar mothachaidhean agus eanchainn a tha air atharrachadh gu fhalach fìor nàdar de da-rìribh, cha do nochd.

"Is e mo bheachd gu bheil an rud, ge be dè a tha e, ro dhuilich, agus gu bheil e a 'toirt cus ùine agus lùth airson a phròiseas."

Coimeas eadar ìomhaigh cruinne san eanchainn le eadar-aghaidh grafaigeach air a 'choimpiutair

Tha Hoffman a 'dèanamh coimeas eadar ìomhaigh togail an t-saoghail san eanchainn againn leis an eadar-aghaidh grafaigeach air scrion a' choimpiutair. Chan eil a h-uile ìomhaigh dath air an sgrion, leithid a 'bhasgaid, a' phutain luch, agus am pasgan faidhlichean, ceangailte ris a h-uile rud a tha a 'dol air adhart taobh a-staigh a' choimpiutair. Chan e dìreach tarraingidhean, sìmplidhean a leigeas leinn conaltradh a dhèanamh le dealanach iom-fhillte.

A rèir beachd Hoffman, tha atharrachadh air atharrachadh air ar n-eanchainn a bhith ag obrachadh dìreach mar eadar-aghaidh grafaigeach nach eil a 'toirt an saoghal gu dòigheil. Chan eil Evolution a 'toirt taic do leasachadh mothachadh neo-mhearachdach, chan eil e a' cleachdadh ach a tha a 'ceadachadh airson mairsinn.

Mar a thuirt Hoffman:

"Tha an fhoirm a 'toirt buaidh air fìrinn."

Hoffman agus oileanaich a cheumnaich o chionn beagan bhliadhnaichean gun do dh'fheuch na ceudan de mhìltean a 'choimpiutair modailean gus deuchainn beachd-smuaintean aca ann colbh fuadain beatha foirmean farpais airson goireasan cuibhrichte. Ann an suidheachadh sam bith, thèid na h-fàs-bheairtean a chlàradh gus fàilte a chuir air fallaineachd corporra, nuair nach eil na h-aon rud coltach ris an fheadhainn a tha air an dèanamh airson beachd ceart.

Mar eisimpleir, ma aon bheairt a thogail gu ceart faicinn, mar eisimpleir, an àireamh iomlan de uisge an làthair ann an àrainneachd, agus a 'ruith a-steach fàs-bheairt a tha a' togail ùidh a-fàth rudeigin sìmplidh, me a 'reachdachadh tuaiream uisge a tha a dhìth gus a chumail beò. Mar sin, fhad 's gum b' urrainn do aon organism cruth fìrinneach nas cruinne a chruthachadh, chan eil an togalach seo a 'meudachadh a comas maireannach. Thug sgrùdadh Hoffman gu co-dhùnadh iongantach dha:

"Chun na h-ìre gu bheil sinn ag amas air beatha a ghleidheadh, cha bhi sinn air ar fìreanachadh. Chan urrainn dhuinn a dhèanamh. "

Leudachadh teòiridh

Smuaintean aige ag aontachadh ris na cuid de nàdar a mheas mar an meadhan beachd eòlaichean teòiridh - an tuigse a bh 'ann da-rìribh nach eil e gu tur an-amas, chan urrainn dhuinn dealachadh bho an t-saoghal, a tha sinn a' faicinn.

Tha mi a 'faicinn an sealladh seo gu h-iomlan:

"Is e dìreach structar dàta a th 'ann an spàs, agus tha na rudan corporra a th' annad fhèin na structaran dàta a chruthaicheas sinn ann an itealaich. Nuair a bhios mi a 'coimhead air cnoc, cruthaichidh mi an structar dàta seo. An uairsin tha mi a 'coimhead an àiteigin eile agus bidh mi a' bristeadh an structair dàta seo oir chan fheum mi a-nis tuilleadh. "

Mar a tha obair Hoffman a 'sealltainn, chan eil sinn fhathast air dèiligeadh ri brìgh iomlan teòiridh quantum agus na tha e ag ràdh mu nàdar na fìrinn. Tha Planck fhèin, airson a 'mhòr-chuid de a bheatha, air a bhith a' feuchainn ri tuigse fhaighinn air an teòiridh a chuidich e gus a bhith a 'creidsinn agus an-còmhnaidh a' creidsinn ann an tuigse na h-amas air a 'chruinne-cè a tha gu neo-eisimeileach dhuinne.

Sgrìobh e aon turas mu dheidhinn carson a chuir e roimhe e fhèin a thoirt dha fiosaigs, an aghaidh comhairle a thidsear:

"Tha an saoghal a-muigh tha rudeigin neo-eisimeileach an duine, tha e rudeigin iomlan is air an rannsachadh laghan ann a tha a 'buntainn ri seo iomlan, bha e coltach riumsa mar as mìorbhaileach saidheansail eòlas na beatha."

Is dòcha gun toir e linn bliadhna eile mus dèan ar-a-mach eile ann am fiosaig dearbhadh a bheil e ceart no ceàrr, coltach ris an ollamh Philip von Jolly.

Ceum meacanaigeach

Barrachd phàirtean bhon t-sreath

Beachdan 2 air "Tha Quantum mechanics a 'toirt cothrom dhut na faidhlichean (pàirt 2) fhaicinn, a mhothachadh agus a cheangal riutha."

Leave a Reply