Понять квантовую механику - 1
Hobson A. (2024) Fields and Their Quanta: Making Sense of Quantum Foundations
Фейнман говорил, что никто не понимает квантовую механику. Сказано это было давно, больше 60 лет назад. С тех пор многое изменилось. В настоящее время проблема с квантовой механикой не в том, что ее никто не понимает, а в том, что многие ее понимают по-разному. Есть даже позиция, что понимать квантовую механику не надо, а надо заткнуться и (научиться) решать задачки.
Однако, мне думается, пытаться понять квантовую механику полезно по двум причинам. Во-первых, на квантовой механике основана львиная доля современных технологий. Культурный человек должен уметь отличать их от магии. Во-вторых, для успешного изучения предмета необходим интерес к нему, но такой интерес может угаснуть при рассмотрении предмета как магического набора трюков и специальных приемов.
"Как говорил гроссмейстер Тартаковер, уж лучше план плохой, чем никакого" (Псой Короленко).
Еще лучше, конечно, иметь правильный план с самого начала. Замечательная новая книга Хобсона посвящена выработке такого плана. Основная идея состоит в том, что нерелятивистская квантовая механика не является фундаментальной теорией, это лишь приближение к реальности, а на более глубоком уровне лежит квантовая теория поля, вот ее то и следует стремиться понять.
К нефундаментальной теории требования по пониманию ослаблены. Парадоксы и противоречия можно снять апелляцией к приближенному характеру теории. В конце концов, и в классической физике есть парадоксы, такие как самовоздействие бесконечно малой материальной точки или возникновение стрелы времени из обратимой динамики, но это не вызывает особых заморочек. Понимание нефундаментальной теории перестает быть фундаментальной проблемой. Приближение можно интерпретировать по-разному.
Кроме того, для удобства интерпретации хорошо бы использовать правильный язык. В случае квантовой механики, к сожалению, господствует неправильное словоупотребление, когда говорят об (элементарных) частицах. В реальности нет никаких элементарных частиц, есть кванты полей, занимающих все физическое пространство, локализируемые в пространстве в некоторых процессах и теряющие локализацию в других процессах. Очень нагляден разбор Хобсоном основополагающего эксперимента с двумя щелями. Электрон проходит сразу через оба отверстия и только при столкновении с экраном локализируется, подобно тому, как воздушный шарик схлопывается при столкновении с доской, из которой торчит множество гвоздей.
Каким образом из взаимодействия квантовых полей возникают объекты, ведущие себя как макроскопические (классические) частицы - вопрос отдельный.
Книгу Хобсона я пока дочитал до половины, но уж очень впечатлен. Продолжение следует. Если вам изложенное показалось интересным, отметьтесь в комментах ;)
Фейнман говорил, что никто не понимает квантовую механику. Сказано это было давно, больше 60 лет назад. С тех пор многое изменилось. В настоящее время проблема с квантовой механикой не в том, что ее никто не понимает, а в том, что многие ее понимают по-разному. Есть даже позиция, что понимать квантовую механику не надо, а надо заткнуться и (научиться) решать задачки.
Однако, мне думается, пытаться понять квантовую механику полезно по двум причинам. Во-первых, на квантовой механике основана львиная доля современных технологий. Культурный человек должен уметь отличать их от магии. Во-вторых, для успешного изучения предмета необходим интерес к нему, но такой интерес может угаснуть при рассмотрении предмета как магического набора трюков и специальных приемов.
"Как говорил гроссмейстер Тартаковер, уж лучше план плохой, чем никакого" (Псой Короленко).
Еще лучше, конечно, иметь правильный план с самого начала. Замечательная новая книга Хобсона посвящена выработке такого плана. Основная идея состоит в том, что нерелятивистская квантовая механика не является фундаментальной теорией, это лишь приближение к реальности, а на более глубоком уровне лежит квантовая теория поля, вот ее то и следует стремиться понять.
К нефундаментальной теории требования по пониманию ослаблены. Парадоксы и противоречия можно снять апелляцией к приближенному характеру теории. В конце концов, и в классической физике есть парадоксы, такие как самовоздействие бесконечно малой материальной точки или возникновение стрелы времени из обратимой динамики, но это не вызывает особых заморочек. Понимание нефундаментальной теории перестает быть фундаментальной проблемой. Приближение можно интерпретировать по-разному.
Кроме того, для удобства интерпретации хорошо бы использовать правильный язык. В случае квантовой механики, к сожалению, господствует неправильное словоупотребление, когда говорят об (элементарных) частицах. В реальности нет никаких элементарных частиц, есть кванты полей, занимающих все физическое пространство, локализируемые в пространстве в некоторых процессах и теряющие локализацию в других процессах. Очень нагляден разбор Хобсоном основополагающего эксперимента с двумя щелями. Электрон проходит сразу через оба отверстия и только при столкновении с экраном локализируется, подобно тому, как воздушный шарик схлопывается при столкновении с доской, из которой торчит множество гвоздей.
Каким образом из взаимодействия квантовых полей возникают объекты, ведущие себя как макроскопические (классические) частицы - вопрос отдельный.
Книгу Хобсона я пока дочитал до половины, но уж очень впечатлен. Продолжение следует. Если вам изложенное показалось интересным, отметьтесь в комментах ;)