Сегодня мы считаем, что все частицы, от массивных кварков до безмассовых фотонов, имеют двойную корпускулярно/волновую природу. Сотни лет назад люди рассматривали только частицы. Но в 1818 году волнам суждено было совершить триумфальное возвращение на основе исследований природы света.
Все мы любим наши наиболее ценные идеи по поводу устройства мира и Вселенной. Наша концепция реальности часто неразрывно связана с нашим представлением о самих себе. Но быть учёным – значит, быть готовым подвергать сомнению все эти представления при каждой их проверке. Всего лишь одного наблюдения, измерения или эксперимента, противоречащего теории, бывает достаточно для того, чтобы пересмотреть или полностью отказаться от нашего представления о реальности. Если мы можем воспроизвести эту научную проверку и убедительно показать, что она не совпадает с преобладающей теорией, мы закладываем основы научной революции. Но если кто-то не хочет подвергать теорию или предположения проверкам, он, возможно, совершает величайшую ошибку в истории физики.
"Математические начала натуральной философии" (лат. Philosophi? Naturalis Principia Mathematica) Исаака Ньютона, третье издание, 1726 год. Трактаты Ньютона на такие темы, как механика, гравитация и свет, стали основами большей части современной физики.
Человеческая природа требует героев: людей, на которых мы равняемся, которыми восхищаемся, на которых стремимся стать похожими. Величайшим героем физики много столетий был Исаак Ньютон. Ньютон представлял собой столп научных достижений человечества. Его теория всемирного тяготения прекрасно описывала всё, от движения комет, планет и лун, до того, как объекты падают на Землю. Его описание движения объектов, включая законы движения и влияние на них сил и ускорений, остаются верными практически в любых условиях даже сегодня. Спорить с Ньютоном было глупо.
Поэтому в начале XIX века молодой французский учёный Огюстен Жан Френель должен был понимать, что ввязывается в авантюру.
Поведение белого света, проходящего через призму, демонстрирует, как в среде свет различных энергий движется с разными скоростями, в отличие от вакуума. Ньютон первым объяснил отражение, преломление, поглощение и пропускание света, а также способность белого света расщепляться на несколько цветов.
Хотя сегодня это менее известно, чем его заслуги в механике или гравитации, но Ньютон также был одним из первых учёных, объяснивших, как работает свет. Он объяснил отражение, преломление, поглощение и пропускание света, а также то, как белый цвет состоит из разных цветов. Переходя из воздуха в воду и обратно, лучи света изгибаются, и у каждой поверхности появляется отразившийся компонент, и компонент, прошедший насквозь.
Его корпускулярная теория света была основана на частицах, а идея о том, что луч – это свет, согласовывалась с широким набором экспериментов. Хотя во времена Ньютона существовала и волновая теория света, выдвинутая Христианом Гюйгенсом, она не могла объяснить эксперименты с призмами. В результате победителем стала Ньютоновская Opticks, как и его механика с гравитацией.
Волновые свойства света начали понимать ещё лучше благодаря двухщелевым экспериментам Томаса Юнга, где ярко проявлялись конструктивная и деструктивная интерференция. Эти эксперименты для классических волн известны с 17 века; в районе 1800-го года Юнг показал, что они применимы и к свету.
Однако на заре XIX века она начала испытывать трудности. Томас Юнг провёл ныне ставший классическим эксперимент, в котором свет проходил через двойную щель: две узкие щели, находящиеся на небольшом расстоянии друг от друга. И свет, вместо того, чтобы вести себя, как корпускула, и проходить либо через одну щель, либо через другую, продемонстрировал интерференционную картину: последовательность светлых и тёмных полос.
Более того, картина полос определялась двумя настраиваемыми параметрами эксперимента: расстоянием между щелями и цветом света. Если красный цвет соответствовал длинноволновому свету, а синий – коротковолновому, то свет вёл себя точно так, как можно было ожидать от волны. У эксперимента Юнга был смысл, только если природа света была фундаментально волновой.
В двухщелевом эксперименте со светом появляются интерференционные картины, как и у любой волны. Свойства различных цветов света изучено благодаря различию их длин волн.
Но при этом нельзя было игнорировать успехи Ньютона. Природа света стала противоречивой темой среди учёных начала XIX века. В 1818 году Французская академия наук объявила о конкурсе на объяснение природы света. Волна ли это, или частица? Как его испытать и как подтвердить испытание?
Огюстен Жан Френель принял участие в конкурсе, несмотря на то, что по образованию был инженером-строителем, а не физиком или математиком. Он сформулировал новую теорию света, которой был несказанно рад, в основном основав её на работе Гюйгенса XVII века и недавних экспериментах Юнга. Всё было готово для совершения величайшей ошибки физики.
Освещение когерентным светом (например, от лазера) непрозрачного сферического объекта – один из наиболее чётких способов проверки волновой, а не корпускулярной, природы света.
После того, как он внёс свою работу на рассмотрение, один из судей, знаменитый физик и математик Симеон Дени Пуассон, изучил теорию Френеля весьма тщательно. Если свет был частицей, как описывал Ньютон, он бы просто перемещался по прямой в пространстве. Но если свет был волной, он бы участвовал в интерференции и дифракции при встрече с препятствием, щелью или гранью поверхности. Различные геометрические конфигурации могут давать разные рисунки, однако общая картина сохраняется.
Пуассон представлял себе свет единственного цвета: одну длину волны в теории Френеля. Представим, что такой свет имеет форму конуса и встречает сферический объект. По теории Ньютона тень должна получиться круглой, окружённой светом. По теории Френеля, как продемонстрировал Пуассон, в самом центре тени должна быть одна яркая точка. Это предсказание, как заключил Пуассон, было очевидно абсурдным.
Теоретическое предсказание того, как должен выглядеть волновой рисунок света вокруг сферического непрозрачного объекта. Яркая точка в центре была абсурдом, заставившим многих отказаться от волновой теории.
Пуассон попробовал опровергнуть теорию Френеля, показав, что она ведёт к ложным выводам: доказательство от противного. Пуассон захотел вывести предсказание из теории волнового света, у которого было бы очевидно абсурдное следствие, что доказывало бы её ложность. Если предсказание было абсурдным, то и волновая теория должна быть ложной. Ньютон был прав, Френель был неправ, дело закрыто.
Однако это и есть величайшая ошибка в истории физики! Нельзя делать выводы, неважно, насколько очевидными они кажутся, не проведя решающего эксперимента. Физика делается не на основе элегантности, красоты, простоты доказательства или споров. Она устанавливается запросами к самой природе – а значит, проведением соответствующих экспериментов.
Модель эксперимента, в котором яркое пятно обнаружил Араго. Иногда это пятно называют пятном Пуассона, но его необходимо прославить в веках, как пятно Араго, отметив его старания, приведшие к проведению реального эксперимента.
К счастью для Френеля и науки, глава судейской коллегии не впечатлился рассуждениями Пуассона. Франсуа Араго, позже ставший знаменитым в качестве политика, аболициониста и премьер-министра Франции, встав на защиту не только Френеля, но и всего процесса научных изысканий, провёл решающий эксперимент самостоятельно. Он изготовил сферическое препятствие и светил на него монохроматическим светом, проверяя предсказание волновой теории насчёт конструктивной интерференции. И прямо в центре тени можно было легко различить яркое пятно света. Хотя предсказание теории Френеля казалось абсурдным, экспериментальное свидетельство готово было его подтвердить. Абсурд, или не абсурд – природа сказала своё слово.
Результат эксперимента с использованием лазерного света, обтекающего сферический объект и реальные оптические данные.
Большой ошибкой учёного-физика может стать то, что он решит, будто ответ ему известен заранее. Ещё большей ошибкой будет предположить, что и эксперимент проводить не нужно, поскольку его интуиция подскажет, что бывает в природе, а чего не бывает. Но физика не всегда является интуитивной наукой, и по этой причине мы всегда должны обращаться к экспериментам, наблюдениям и измеримым проверкам наших теорий.
Без такого подхода мы бы никогда не опровергли взгляд на природу Аристотеля. Мы бы не открыли Специальную теорию относительности, квантовую механику или текущую теорию гравитации: Общую теорию относительности Эйнштейна. И мы бы наверняка никогда не открыли волновую природу света.
Схематическая анимация постоянного луча света, расщепляемого призмой. То, что свет – это волна, одновременно совпадает с и является более глубоким объяснением того факта, что белый свет можно расщепить на разные цвета
Со времён величайшей ошибки в истории физики прошло 200 лет. И то, что эта ошибка практически ни на что не повлияла, случилось только из-за научной последовательности Франсуа Араго, не испугавшегося постоять за самый важный научный принцип. Мы обязаны отвечать на вопросы о Вселенной, подвергая её испытаниям. Ведь именно сам Ньютон в своей Opticks писал:
Моя цель для этой книги – не объяснять свойства света предположениями, но предположить и доказать их на основании разума и экспериментов.
Без экспериментов никакой науки у нас не получится. Предположение о том, что мы можем посмотреть на предсказание и объявить его абсурдным, является нашим большим недостатком, как людей. Природа может быть или не быть абсурдной; это не зависит от того, правильна ли она или нет. Чтобы всё сделать правильно, нужно провести эксперимент. Без этого вы не занимаетесь наукой.
Больше статей на научно-популярную тему вы сможете найти на сайте Golovanov.net. Читайте: как возникло биоразнообразие, как рентгеновские лучи доказали существование тёмной материи, как грубая сила помогает физикам на Большом адронном коллайдере, почему Титан больше похож на Землю, чем мы думали; серию статей по космологии "Спросите Итана".
Напоминаю, что проект существует только благодаря поддержке читателей (банковские карты, яндекс.деньги, вебмани, биткоины, да хоть как). Спасибо всем, кто уже оказал поддержку!
Комментарии (166)
Shkaff
30.11.2018 13:57-1Ставить в качестве ссылки на оригинал ссылку на свой сайт — фи.
Sirion
30.11.2018 14:20+1Перевод с русского на хабровский)
Мне кажется, на эту тему у афтара должно быть отдельное соглашение с НЛО. Но я могу ошибаться.Shkaff
30.11.2018 14:24+2Нет, ну я не против того, что SLY_G делает репост со своего сайта. Популяризация науки — дело полезное. Но укажи оригинал хоть где-то! А так кликбейт такой — хочешь прочитать оригинал, сначала зайди на мой сайт и найди ссылку (хотя и я там не нашел, кстати). Вот оригинал от Итана: forbes.com
Sirion
30.11.2018 14:44+2Аа. А я сначала подумал, это оригинальный материал. Тогда да, выглядит как-то некрасиво. И на сайте я ссылку на оригинал не обнаружил. Может, плохо искал?
Shkaff
30.11.2018 14:45Если навести на ссылку на сайт под названием публикации, всплывает: Автор оригинальной публикации — Ethan Siegel. Это единственное упоминание автора оригинала тут или на сайте SLY_G
old_gamer
30.11.2018 15:08+1Shkaff
30.11.2018 15:21Но это же нарушение правил Хабра (да и просто неуважение к читателям). Не хочешь переводить Итана — не переводи или оставляй у себя на сайте. Но если уж постишь тут — будь добр указать оригинал.
Я только надеюсь, что это просто опечатка, и все будет поправлено.
Victor_koly
30.11.2018 15:29Немного не по теме, но фраза «Но не важно, как далеко во времени мы зайдём, мы никогда не придём к сингулярности» крайне странная, т. к. объем Вселенной явно получается меньше сферы Шварцшильда. Правда наверное инфляция не требует наличия внутри вещества, способного создать сферу Шварцшильда.
Shkaff
30.11.2018 17:28+1Ну вот, SLY_G поправил, теперь все вопросы сняты:)
Наверное, стоило написать ему в личку, но я не сообразил сперва, что это может быть опечатка, а не осознанное действие.
lany
30.11.2018 14:18Отличный урок не только для учёных, но и для программистов. Многие программисты не хотят проводить эксперимент, потому что им кажется, что они заранее знают ответ. Особенно это ярко видно в вопросах производительности. Нередко можно услышать доводы вроде: "Очевидно, что метод X быстрее метода Y, ведь тут не создаётся два лишних объекта". А проведёшь должным образом измерительный эксперимент и окажется, что всё наоборот (к примеру, потому что компилятор умён и смог избежать создания объектов).
khim
01.12.2018 02:09Да, так бывает. Но это, как бы, проблема второго порядка. Самая главная беда — что 90% программистов вообще пофигу сколько времени и ресурсов будет требовать их программа. Они об этом не думают. Совсем.
Как если бы разрабочик автомобилей навешивал всякие багажники/прицепы даже не думая о том, сколько «лошадей» у его колымаги под капотом и чего она может вытянуть, а чего — не может.
А эксперименты — да, они имеют смысл. После того, как вы хотя бы примерно научитесь прикидывать сколько «стоят» те странные сооружения ума, которые вы порождаете…
caffeinum
01.12.2018 07:31Знаете, я чаще встречаюсь с обратным эффектом, когда программист 90% времени проводит за оптимизацией того кода, что запускаться будет раз в неделю, а при этом совершенно игнорирует действительно важные задачи.
Преждевременная оптимизация – корень всех зол, как еще Кнут говорил.
SemenovVV
30.11.2018 15:16последняя картинка
Схематическая анимация постоянного луча света, расщепляемого призмой
возможно неточная. цитирую по bourabai.ru/kern/Lichts2.htm
Если бы ход лучей действительно был таким, как показано на рисунке, то с помощью пластинки 1, перемещаемой вдоль плоскости призмы, можно было бы перекрыть часть радужного спектра и наблюдать только часть его цветных лучей. Однако каждый может проверить, что подобное не получается. Цвета радуги при перемещении пластинки 1 можно сделать только более блёклыми (или погасить совсем), но нельзя добиться того, чтобы при этом исчезла часть цветного спектра.
картинку по ссылке не привожу, в цитате имеется ввиду правая плоскость призмы, где свет выходит из призмы.
На какой гране призмы происходит разложение ( или на обоих) белого света для меня загадка, в интернете в основном картинки и презентации, реально радугу мы видим только на выходе из призмы.old_gamer
30.11.2018 15:25Ну на самом деле там же не точечный луч. Картинка очень схематичная, но, насколько я понимаю, верная: если вы закроете часть призмы, вы перекроете излучение всего спектра, так как оно идет со всей поверхности
khim
01.12.2018 02:52Картинка верная, но не для обычных источников света. Угловой размер Cолнца — порядка 0.5°, а лампочек, обычно — так вообще несколько градусов. А разница в показателях преломления для красного и фиолетового цвета для обычного стекла — будет заметно меньше. То есть области, откуда будет исходить красный свет и фиолетовый свет — будут заметно перекрываться. Нужно либо обеспечить «более точечный» источник света, либо закрыть большую часть поверхности призмы и подобрать нужное место, откуда будут идти только красные и/или только фиолетовые лучи (с другими цветами ничего не получится, так как для них всегда будет смесь, если источник света неточечный).
khim
01.12.2018 02:43Если бы ход лучей действительно был таким, как показано на рисунке, то с помощью пластинки 1, перемещаемой вдоль плоскости призмы, можно было бы перекрыть часть радужного спектра и наблюдать только часть его цветных лучей. Однако каждый может проверить, что подобное не получается. Цвета радуги при перемещении пластинки 1 можно сделать только более блёклыми (или погасить совсем), но нельзя добиться того, чтобы при этом исчезла часть цветного спектра.
Ешё один Пуассон? Срочно читать учебник по физике, чтобы рассчитать условия, при которых вы описанный «невозможный» эффект сможете наблюдать. И да — для этого не потребуется никаких лазеров или каких-либо сложных устройств, но для этого потребуется-таки специально поставить опыт. Просто взять кусок призмы и вертеть ею перед Солнцем или, скажем, лампочкой накаливания — нельзя.
SomaTayron
30.11.2018 16:50Не совсем ясно, почему это называется «большой ошибкой». Строго говоря, как раз Ньютон и исправил ошибку, приведшую в итоге у корпускулярно-волновой теории.
Впервые эта проблемы была прекрасно озвучена в первых двух апориях Зенона — насчет вопроса дискретности или непрерывности как пространства, так и времени. Кстати, из предельного дискрета как раз вытекал принцип неопределенности Гейзенберга — ведь если есть минимальный размер, то между двумя точками перемещение проходит прыжком — тело перестает существовать в одной точке, и появляется в другой. И уже через пол века Демокритом была как раз и допущена эта «самая большая ошибка». Речь конечно о «полном» и «пустоте».
Де-факто, основной бедой было непонимание различий материи и вещества. Материей как раз называли вещество, а все остальное — пустотой. И именно поэтому и было непонимание самой возможности появления сил вне прямого механического контакта тел. И заслуга Ньютона, что он как раз физически обосновал наличие невещественной формы материи (в смысле гравитационного поля), опять сделав актуальными работы Зенона.
Так что тут Ньютон скорее не допускал ошибку, а сделал первый шаг к исправлению двухтысячелетней ошибкиkauri_39
01.12.2018 22:22-1Ньютон считал «невещественной формой материи» эфир. Природу гравитации объяснял меньшей плотностью и давлением эфира в телах, чем вне тел («Оптика», 3 книга, 21 вопрос). Теперь ту же идею можно выразить через понятие плотности энергии вакуума — среды, стремящейся к расширению. И приступить к объяснению механизма снижения плотности вакуума материей. Этот механизм и его гравитационные следствия (искривления метрики) опишет будущая теория квантовой гравитации.
Поэтому величайшей ошибкой в истории физики будет признан необоснованный отказ от эфира. И затягивание с признанием этой ошибки, маскировка наличия эфира под названиями «физический вакуум» за её воздействие на частицы материи и «космический вакуум» за её воздействие на скопления галактик. Наука явно поспешила с отказом от этой среды, воспользовавшись отсутствием горизонтального эфирного ветра.
Поводом к этой ошибке послужила ошибка Майкельсона и его компании, забывших о ньютоновской гипотезе природы гравитации. Им следовало бы искать вертикальный «эфирный ветер», который, в частности, вызывает гравитационное покраснение фотонов. Но это явление по своему предсказывалось ОТО, и было обнаружено Паундом и Ребки.
Величайшая ошибка имеет до сих пор длящиеся последствия: расхождения между результатами наблюдений вращения галактик и их теоретических расчётов объясняют незримой тёмной материей. На поиски её частиц средств не жалеют.
Некоторым вариантом квантовой теории гравитации, использующим поглотительный механизм, является «энтропийная» гравитация Верлинде. Он назначил каждому кванту пространства 1 бит информации, и тела у него сближаются из-за роста энтропии между ними — ликвидации битов. Плотность битов в телах меньше, чем в пространстве, — как плотность эфира у Ньютона. Правда, куда деваются носители битов (или заменители?) — кванты пространства — не известно. Однако его теория обходится без тёмной материи и подтверждается множеством наблюдений гравлинзирования лучей, проходящих мимо галактик.caballero
01.12.2018 01:17Ни один эксперимент не показывает наличия некоего эфира и никакая научная теория оного не требует. Что касается эфира, с которым носились в 19 веке то СТО поставила на нем жирный крест согласовавши законы Ньютона с уравнениями Максвелла.
Comod
01.12.2018 01:54СТО поставила на нем жирный крест согласовавших законы Ньютона с уравнениями Максвелла.
Я как бы далек от этих идей, но до окончательного выяснения природы темной материи и «темной энергии»(хотя этой точно нет)) я бы на вашем месте не разбрасывался подобными заявлениями.caballero
01.12.2018 11:52Каким боком темная материя к СТО? Темная материя — условно е название недостающей массы во вселенной. это не означает что там какая то особая природа мало ли по каким причинам ее не видно, может просто вычисления неправильные — мы не можем бегать по вселенной с измерительными приборами -мы можем только наблюдать и очень приблизительно оценивать величины.
BigBeaver
01.12.2018 12:42Штука в том, что темная материя влияет лишь на космологию в крупном масштабе. Таким образом, даже если она правда является именно «неизвестной» а не просто «не наблюдаемой» сущностью, она вносит лишь малые правки на границе фронтира физики.
Ваша же эфиродинамика требует полного переписывания механики и электродинамики, при этом не давая ничего нового. Кроме того, в прошлом разговоре мы уже с вами выяснили, что ваша концепция эфира не обьясняет даже простых вещей и не согласуется с наблюдениями. А тк ни вычислений, ни даже хотя бы просто более корректных концепций у вас нет, то и теорию вашу можно закапывать.Comod
02.12.2018 02:22Не нужно мне приписывать какую то там эфиродинамику, я специально для не особо понятливых на это намекнул:
Я как бы далек от этих идей
Но все же некоторые элементы сего имеют место быть, например наличия энергии у пустого пространства, что сейчас вызывает мало у кого сомнений и необходимость в существовании абсолютной системы отсчета, что противоречит СТОшной парадигме о том, что якобы любой в праве считать себя не подвижным центром вселенной, самым известным опровержением этой парадигмы является как раз тот самый «парадокс» близнецов, так как время замедляется только у одно из СО, а не у двух сразу. И есть еще одна фишка о которой не знали во времена Эйнштейна это то, что у реально не подвижно СО не будет наблюдаться анизотропия реликтового излучения в следствии эффекта Доплера. Так, что хотите вы того, или нет рано или поздно все придет к «золотой середине» в противостоянии этих теорий.BigBeaver
02.12.2018 07:01Простите, принял вас за сообщника kauri_39. Но с другой стороны, вы абсолютно однозначно выступили в ее (эфиродинамики) защиту. Пусть и аккуратненько так (типа я не эфирщик, но на эфире бы крест не ставил).
самым известным опровержением этой парадигмы является как раз тот самый «парадокс» близнецов
Может, надо просто матчасть подучить?Comod
02.12.2018 16:40-2вы абсолютно однозначно выступили в ее (эфиродинамики) защиту
Это уже сделал современная наука, которая НЕ СЧИТАЕТ вакуум пустой средой и которая обнаружила такие понятия как темная материя и «темная энергия», но не в состоянии объяснить их природу.
Может, надо просто матчасть подучить?
Учите.
caballero
02.12.2018 14:42например наличия энергии у пустого пространства, что сейчас вызывает мало у кого сомнений
не вызывает и описывается уравнениями квантовой электродинамики
необходимость в существовании абсолютной системы отсчета,
не знаю у кого возникла такая необходимость но это его проблемы. И противоречит это не СТО а еще принципу относительности Галилея.
тот самый «парадокс» близнецов,
все эти парадоксы разрулены еще сто лет назад. На самом деле нет никаких парадоксовComod
02.12.2018 16:08И противоречит это не СТО а еще принципу относительности Галилея.
Вы путаете теплое с мягким.
все эти парадоксы разрулены еще сто лет назад. На самом деле нет никаких парадоксов
Правильно — нет, он есть только если продолжать повторять изначальные догмы образца 1905 года, потому я и написал его в кавычках:
www.youtube.com/watch?v=GgvajuvSpF4
не знаю у кого возникла такая необходимость но это его проблемы.
Извиняюсь я не верно выразился, это не необходимость это реальность, абсолютными системами можно считать:
1)Реликтовый фон
2)Само пространство, относительно которого происходит движение — пекулярные скорости, а еще есть расширение вселенной, где движение относительно пространства не происходит, но зато есть движение между его собственными координатами и объектами на них.
3)«Большой взрыв» — точка в 4-пространстве где пересекаются мировые линии всех событий, координат и частиц.caballero
02.12.2018 16:37абсолютными системами можно считать:
нельзя ничего считать. Тем более электромагнитные волны коими является реликтовое излучение.
Вы путаете теплое с мягким.
первый постулат СТО базируется на принципе относительности Галилея который гласит что не может быть никаких абсолютных систем отчета.
Большой взрыв — точка в 4-пространстве
это устаревшая и упрощенная модель. Наблюдения показывают что нет никакого центра из крого расширяется вселенная Но даже если исходить из наличия сингулярности все равно нет никакой абсолютной системы отсчета — просто потому что нечего отсчитывать и не от чего.
Само пространство, относительно которого происходит движение
И вот старина Галилей задает вопрос — а как вы определите вы двигаетесь относительно пространства или пространство двигается относительно вас?Comod
02.12.2018 16:51И вот старина Галилей задает вопрос — а как вы определите вы двигаетесь относительно пространства или пространство двигается относительно вас?
Повторяю вы путаете теплое с мягким, не возможность определения состоянии внутри ИЗОЛИРОВАННОЙ инерциальной системы отсчета не дает вам права считать, что этого состояния нет, точка, а первый постулат СТО звучит так:
Законы природы одинаковы во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга. Это означает, что форма зависимости физических законов от пространственно-временных координат должна быть одинаковой во всех ИСО, то есть законы инвариантны относительно переходов между ИСО. Принцип относительности устанавливает равноправие всех ИСО.
Все остальное домыслы.
это устаревшая и упрощенная модель. Наблюдения показывают что нет никакого центра из крого расширяется вселенная
Центра нет в 3-мерном пространстве в 4-мерном мерном он есть — БВ.caballero
02.12.2018 17:45то есть законы инвариантны относительно переходов между ИСО.
Именно — поэтому вопрос — как вы определите что двигаетесь вы а не пространство. То есть что вы перешли в движущуюся систему а не наоборот перешли из движущейся
в 4-мерном мерном он есть — БВ.
Нет. И нет никакого большого взрыва с одной точки типа гранаты — есть теория инфляционного расширения вселенной. И система координат тут ни при чем — сингулярность была бы точкой в любой системе координат.Victor_koly
02.12.2018 18:15Но сингулярности у нас не было (см. тут предпоследний график). Но и барионного вещества в начале инфляции у нас тоже не было (ИМХО).
Comod
02.12.2018 18:25есть теория инфляционного расширения вселенной.
Теория инфляции имеет не больше доказательств чем теория струн или «Хокинга испарение». А если вам до сих пор не дошло, что я имел ввиду, то у сферы(n=2) нет центра, зато центр есть у шара(n=3). По этому вселенная в любом случае безграничная в пространстве и конечна во времени.
Victor_koly
02.12.2018 16:48+1Реликтовый фон — это просто свет от рекомбинации протонов с электронами в атомы водорода. В некотором приближении можно сказать, что этот процесс произошел в одно время во всей Вселенной (но конечно все совсем не так).
Comod
02.12.2018 16:57Не имеет значения как возникло РИ главное, что оно однородно и изотропно, если наблюдатель действительно не подвижен относительно пространства.
kauri_39
02.12.2018 01:22+1Для сведения:
эфир — гипотетическая светоносная среда;
вакуум — пустота по латыни.
Нет среды, нет эфира, физика изучает влияние пустоты на материю? Как пустота может вызывать Лэмбовский сдвиг частиц материи и ускоренный разлёт скоплений галактик?
Значит, всё-таки не пустота, а среда с противоположным по смыслу названием. Вот такая у нас противоречивая наука — говорит одно, а подразумевает другое. Отсюда и расхождение в плотности среды (космологической постоянной) на 120 порядков, незнание механизма гравитации (как материя вызывает искривление метрики пространства) и упорные поиски частиц тёмной материи.
После неудач Майкельсона физики имели право отвергнуть конкретную модель эфира, согласно которой должен быть эфирный ветер, но не сам эфир, не саму среду с таким названием. Теперь приходится называть её вакуумом, а местная аудитория не находит в таком «переобувании на ходу» ничего зазорного, увы.caballero
02.12.2018 14:30Во первых никто не считает вакуум пустотой, во вторых если вакуум это по вашему эфир то на фига вообще дублирующее название? Чтобы эфирщики могли сказать что они правы? Ну если все что не до конца понятно тупо называть эфиром тоды конешно.
AC130
02.12.2018 02:35Ни один эксперимент не показывает наличия некоего эфира
Ни один эксперимент не показывает наличия гравитации, электромагнитного поля, электрона, и многих других референций теоретических терминов.Victor_koly
02.12.2018 14:26То есть мы сталкиваем электрон с позитроном, получаем на выходе пару лептонов или кварков. Но Вы конечно не считаете эти эксперименты доказательством существования электрона.
AC130
02.12.2018 14:33Естественно не считаю. Вы не сталкиваете электрон с позитроном, и не получаете на выходе пару лептонов или кварков. Вы используете какую-то экспериментальную установку и получаете на ней какие-то данные. Потом вы вводите понятие «электрон», «позитрон», «лептон», «кварк» и посредством этих понятий получаете формулы, которые выдают вам те же самые данные.
caballero
02.12.2018 14:37в это и фишка что нет эксперимента в результате которого можно нечто назвать эфиром. Получить с него данные описать формулами и на основании этих формул получить предсказания для других экспериментов.
Да и вас не существует — вы просто много электронов описаных формулами — просто напросто система уравнений которой кажется что она человекAC130
02.12.2018 14:45в это и фишка что нет эксперимента в результате которого можно нечто назвать эфиром. Получить с него данные описать формулами и на основании этих формул получить предсказания для других экспериментов.
А вы точно прочли все статьи по теоретической физике, чтобы делать подобные обобщения?caballero
02.12.2018 15:40Если речь о статьях в рецензируемых научных изданиях то и знать не нужно. Такую фигню там просто не напечатают. Появился бы эксперимент или хотя бы математическое обоснование эфира — об
том знали бы все кто интересуется наукой.
А в научпопе можно что угодно написать не говоря уже об интернете вообще.AC130
02.12.2018 16:32Появился бы эксперимент или хотя бы математическое обоснование эфира — об
том знали бы все кто интересуется наукой.
А вы точно знакомы с деятельностью и взглядами всех, кто интересуется наукой, чтобы делать подобные обобщения? Я вот к примеру смотрю на вашу фразу (вы же интересуетесь наукой?):
Такую фигню там просто не напечатают.
и прихожу к выводу что даже если эксперимент или обоснование появится, то вы просто посчитаете его «фигнёй» и не обратите внимание.BigBeaver
02.12.2018 16:48Это вы так претендуете на роль супергероя человек-чайник[рассела]?
AC130
02.12.2018 17:01Это вы так предлагаете мне принимать ничем не подтверждённые утверждения в качестве аргументов?
BigBeaver
02.12.2018 17:07Я вам так намекаю на методологически некорректное ведение рассуждений.
AC130
02.12.2018 17:12О каких рассуждениях идёт речь?
BigBeaver
02.12.2018 17:33О любых вида «а везде ли вы посмотрели чтобы утверждать что ХХХ не существует?».
из свежего
AC130
02.12.2018 17:35Это не рассуждение, это вопрос. Вы таки предлагаете мне принимать ничем не подтверждённые утверждения оппонентов.
BigBeaver
02.12.2018 17:46До тех пор, пока нет свидетельств наличия, логично предполагать отсутствие. А иначе я могу и про бога вас спросить такую же хрень.
AC130
02.12.2018 17:50Предположение — не аргумент.
BigBeaver
02.12.2018 17:52Доказывать отсутствие методологически не корректно. Точка.
AC130
02.12.2018 17:55Использовать предположение об отсутствии чего-то в качестве аргумента некорректно.
BigBeaver
02.12.2018 18:10Вполне корректно. Просто всегда подразумевается неявное «если».
Типа «если такого эксперимента нет, то я прав». Соответственно мы считаем, я прав до тех пор, пока кто-то не покажет такой эксперимент.
А с вашей позиции получается полный нонсенс. Просто потому, что если Бог есть, то возможно всё. Тк вы не проверили отсутствие бога, то нет смысла вообще что-то доказывать — завтра все может измениться после молитвы.AC130
02.12.2018 18:58Вполне корректно. Просто всегда подразумевается неявное «если».
Когда подразумевается «если», получается предположение. Предположение — не аргумент.BigBeaver
02.12.2018 19:01Вы про бога ответьте, тогда и поговорим.
AC130
02.12.2018 20:12Задавайте ваш вопрос про Бога, а я посмотрю и решу, стоит ли мне тратить на вас время.
BigBeaver
02.12.2018 21:42Так уже. Читайте внимательнее.
AC130
02.12.2018 21:44В конце любого вопроса стоит вот эта штучка: "?". Чайник Рассела — это не Бог.
BigBeaver
02.12.2018 21:52Но Бог — чайник Сассела.
Ну ок, если вы хотите все настолько прямолинейно, то пусть будет прямой вопрос «есть ли бог?».AC130
02.12.2018 21:56Не знаю. И, кстати, предположений по этому поводу не делаю. И, кстати, не то чтобы мне это мешало читать учебники по физике и вникать в суть описываемых там теорий и законов…
BigBeaver
02.12.2018 22:01Существование физики подразумевает его отсутствие в классическом смысле. Тк если бы он был, их (законы) можно было бы локально нарушать.
Но даже без бога. Откуда вы знаете, что законы физики верны? Ни откуда. Вы можете это только предполагать потому, что не знаете случаев их нарушения.AC130
02.12.2018 22:21Существование физики подразумевает его отсутствие в классическом смысле. Тк если бы он был, их (законы) можно было бы локально нарушать.
Речь про Бога? Мог бы нарушать, мог бы не нарушать. Какие проблемы это создаёт физике (и любой другой естественной науке)?
Вы можете это только предполагать потому, что не знаете случаев их нарушения.
Да, всё правильно. Более того, даже если у нас волшебным образом появится доказательство отсутствия нарушения теоретических законов, их истинность всё равно нельзя будет доказать.BigBeaver
03.12.2018 09:17Таким образом, законы физики являются предположениями, и не могут быть аргументами в доказательствах, верно?)
caballero
02.12.2018 17:37А вы точно знакомы с деятельностью и взглядами всех, кто интересуется наукой,
А зачем мне интересоватся всеми начиная с шарлатанов — лжеученых типа Ацюковского, Канарева, Петрика и иже с ними?
и прихожу к выводу что даже если эксперимент или обоснование появится,
когда появится тогда и приходите.AC130
02.12.2018 17:44А зачем мне интересоватся всеми начиная с шарлатанов — лжеученых типа Ацюковского, Канарева, Петрика и иже с ними?
Т.е. по-вашему вышеупомянутые люди тоже интересуются наукой, как следует из контекста? Выходит, ваше следующее утверждение ложно:
Появился бы эксперимент или хотя бы математическое обоснование эфира — об
том знали бы все кто интересуется наукой.
Вы сами указали людей, о которых вы не имеете понятия, знали бы они о таком эксперименте или нет.
caballero
02.12.2018 14:33Ни один эксперимент не показывает наличия гравитации
то есть под ноги можно не смотреть — все равно не посколзнешся и не упадешь
электромагнитного поля,
мобильник в вашем кармане вам возразит
электрона,
удивительно как работали телевизоры и ЭЛТ дисплеи раньше
а треки в камере вильсона рисовали фотошопом на первокартах
AC130
02.12.2018 14:42то есть под ноги можно не смотреть — все равно не посколзнешся и не упадешь
мобильник в вашем кармане вам возразит
удивительно как работали телевизоры и ЭЛТ дисплеи раньше
а треки в камере вильсона рисовали фотошопом на первокартах
Вы путаете эмпирический закон, выражаемый в терминах наблюдения (мобильник работает, человек стоит на земле) с теоретическим законом (человека притягивает к земле сила гравитации, мобильник использует возмущение электромагнитного поля для передачи данных), который использует теоретические термины.caballero
02.12.2018 15:33неважно эмпирические законы или нет. Пока нет опровергающего наблюдения закон считается законом. Имеется наблюдаемое явление, описывается его поведение — бизнес-логика если по айтишному. Формулы позволяют делать вычисления и давать предсказания для других наблюдений и экспериментов.
Ну и конечно теория не должна противоречить другим подтвержденным теориям. Собственно это есть научный метод.
Ну и конечно вводится понятная ученым раных стран терминолония.
В теории эфира нет ни одного ни другого ни третьего.
В лучшем случае пытаются заменить понятие вакуум или поле словом эфир что очевидно не несет никакой информационной нагрузки.
Смысл теорий эфира в одном — ученый-неудачник хочет самоутвердится и делает это не научным достижением а попыткой опровержения существующих теорий — типа я самого Эйнштейна опроверг. но наука не строится на опровержениях, наука строится на добывании новых знаний.
А у недалекой публики лженаучные теории популярны потому что там ума не надо особого — в теории поля по Ландау_Лившице не каждый аспиринт разберется.
AC130
02.12.2018 16:58неважно эмпирические законы или нет.
Для тех, кто делает утверждения вида «гравитация, электрон — реальность» — важно.
Формулы позволяют делать вычисления и давать предсказания для других наблюдений и экспериментов.
Да, формулы — вещь полезная. Только ни из соответствия теории реальности, ни из предсказательной силы теории, не следует что у теоретических терминов есть референты в физической реальности.caballero
02.12.2018 17:51+2Для тех, кто делает утверждения вида «гравитация, электрон — реальность» — важно
Эмпирический — значит не выведен математически. Законы Ньютона или закон Кулона эмпирические, законы сохранения энергии или преобразования Лоренца выведены математически. Это никак не влияет на правильность законов пока они не опровергнути экспериментом.
что у теоретических терминов есть референты в физической реальности.
Физика не занимается ответами на вопросы что реальность а что нет — это парафия философии и прочего словоблудия.AC130
02.12.2018 17:53Физика не занимается ответами на вопросы что реальность а что нет
Ага. Ответами на эти вопросы занимаются люди, которым «мобильник возражает по поводу электромагнитного поля».
phenik
03.12.2018 06:18Эмпирический — значит не выведен математически. Законы Ньютона или закон Кулона эмпирические, законы сохранения энергии или преобразования Лоренца выведены математически.
Все законы сохранения эмпирические. Если вы про вывод из симметрий, то сначала эмпирически было установлено, что они достаточно точно выполняются во Вселенной. Так, что в конечном счете все эмпирия. Математика и самая крутая философия тоже в конечном счете выводятся из эмпирического опыта. Есть еще некоторая интуитивная составляющая, связанная с тем, что часть эмпирического поиска проделала эволюция, пока ваяла живое вплоть до человека, и зашила ее в структуре генома, физиологии и структуре мозга. Это относится к интуитивным представлениям о времени, пространстве, движении, массе и тп. Это хорошо, и плохо. Хорошо, так как есть исходный базис представлений об окружающем мире, кот. позволяет выжить в нем, и плохо, так как сильно ограничивает развитие представлений о Вселенной в процессе ее познания.
Danikey
03.12.2018 08:28-1При всём уважении к физике, то, к чему вы приравняли философию, не говорит о вас, как о человеке, мнение которого взвешенно и стоит взять на заметку. Ничего личного, просто в таких сложных вопросах надо следить за выражениями, эмоциям тут не место.
Кроме того, физика уже давно занимается этими вопросами, просто они не имеют экспериментальных подтверждений. Если вы считаете, что наука — это всё, что уже открыто, то вы не понимаете, что такое научный подход.
Также, вообще все значения, полученные опытным путём, являются эмпирическими. Суть, соль и боль физики в том, что это, если память не подводит, единственная наука, занимающаяся измерениями чего-то, выходящего далеко за рамки возможностей измерительных инструментов.phenik
03.12.2018 10:20При всём уважении к физике, то, к чему вы приравняли философию
Философия такая же наука, как и все. Просто ее предмет шире, а уровень обобщения выше, чем у др. наук. Можно рассматривать философию, как общенаучную методологию. Так и было века до 19-го, затем по мере накопления знаний в конкретных науках, и наработки собственных методологий, общефилософские установки ученых стали скорее вредными, нежели полезными в научной деятельности. Тому есть много примеров. Сейчас философия мало чем может помочь в создании той же теории кв. гравитации. Больше имеет историческую ценность, нежели практическую. В физике сложилась своя методология, не говорю о философских течениях, а о конкретных принципах, помогающих в построении теорий — принцип соответствия, принцип дополнительности, принципы симметрии и некоторые другие.
Да, знаю историю про Диогена, кот. спрятался в бочке, и созерцал о проблемах вечности. Но это байки, кот. в основном распространяют сами философы о себе, наводя жуть на обычных граждан) Философы черпают свои идеи, так же, как и все, из повседневной жизни, практической деятельности, общения, прочитанных книг и просмотренных фильмов. Неоднократно дискутировал на эту тему с философски настроенными пользователями, чтобы не повторяться, можете посмотреть в этой теме, если интересно, с этого комента.
Comod
30.11.2018 17:29Меня всегда удивляло противопоставление волновой и корпускулярно природы в прошлом, да и сейчас есть, а корпускулярно-волновой дуализм является скорее нормой чем аномалией, начиная с волн на воде, с которым ранее всего познакомилось человечество, а уж только потом узнало о других механических и звуковых волнах, так как вещество состоит из атомов и молекул, то казалось бы глупостью отрицать волновую природу воды потому, что она состоит из молекул, или наоборот, тогда почему несколько веков существовало противопоставление волновой природы света корпускулярной, если уже даже тогда знали, что вода состоит из молекул и это никаким образом не противоречит существованию морских волн.
grokinn
30.11.2018 19:00Водная волна состоит из множества молекул, что же касается света, то даже если испускать фотоны по одному они все равно проявляют волновые свойства, вот и возникал вопрос как же единичный фотон может быть волной, из какого множества каких частиц состоит эта однофотонная волна и т.п.
capslocky
30.11.2018 19:10Да, это важный факт, что единичные фотоны также создают интерференционную картину. И это нельзя объяснить ни понятием «волна», ни понятием «частица». Общепринятое объяснение этого парадокса — через амплитуды вероятности квантовой механики. Но это объяснение до сих пор вызывает споры.
SergeyMax
30.11.2018 20:02Но это объяснение до сих пор вызывает споры.
По большей части споры возникают среди граждан, которые из трёх законов Ньютона вспомнят максимум один.
Comod
01.12.2018 20:42единичные фотоны также создают интерференционную картину
Такого явления как единичный фотон не существует, есть единичное возмущение среды — квант в данном случае электромагнитного поля, единичным событием например переходом электрона из одного атомарного уровня на другой, и наоборот при поглощении фотона электроном совершенно не значит что фотон должен попасть точно в электрон как бильярдный шар, дабы вызвать его переход на более высокий уровень.
И хотя аналогии с водными волнами здесь действительно мало, но общим является то, что и то и другое является следствием возмущения квантованной среды, пусть даже это буду виртуальные частицы ЭМ поля.
Spinogrouz
01.12.2018 16:03Если представить единичный фотон парой связанных частиц, то все становится на места. Получается и «частица», и волна за счет взаимного положения «внутренностей» фотона. Типа пары электрон-позитрон и летят они со скоростью света, потому, что иначе догонят друг друга.
BigBeaver
01.12.2018 00:31вот и возникал вопрос как же единичный фотон может быть волной
А в чем. собственно, проблема?Victor_koly
01.12.2018 01:08Единичный фотон даже может быть суперпозицией 2 волн, при этом как бы оставаться 1 частицей. Такой вот выверт в мире элементарных частиц, как и пи-0-мезон (и прочие смешанные состояния типа «мы знаем, что тут есть кварк и антикварк, но точно знаем только его заряд»).
BigBeaver
01.12.2018 12:47Но дуализм действительно устарел с приходом КМ. По сути он просто дает нам пару классических моделей для упрощенного описания в зависимости от ситуации.
nailer
30.11.2018 20:00-1Совершенно типическая, естественная история движения научного знания представлена неуместным пафосным стилем. Ошеломлённый названием статьи я шагнул в этот «Макдоналдс»…
Популяризация науки не должна осуществляться способом примитивизации сюжета и языка, и давлением на аудиторию силой аффекта рассказчика. Аудиторию надо поднимать до своего знания, давать ей ощущение некоторого роста, а не спускаться к ней с детским лепетом. Вся эта чрезмерная восторженность (личностью ли Ньютона, современники которого были не менее велИки, самим ли экспериментом, послужившим сюжету) и абсолютизация оценки события, вынесенная в заголовок, оставили у меня впечатление неловкое, как от общения с человеком восторженным, навязчивым и малограмотным. История накопления и развития научного знания включает примеры много более драматические и выразительные (например, многовековое забвение работ Птолемея или конкуренция периодических таблиц элементов), однако, наука движется неудержимо вперед, и эксперимент, как единственный способ проверки теории практикой, её естественный и неотъемлемый инструмент. Эффектными экспериментами, менявшими представление о природе веществ и явлений, полон школьный учебник физики.
Можно было выбрать для перевода нечто более достойное.
mastan
30.11.2018 20:15Физика строит модели, если эксперимент не согласуется с теорией — уточняет теорию. Теории не всегда бывают верными(объяснение эпициклами попятного движения планет) или достаточно точными(Ньютоновская физика и прецессия орбиты Меркурия).
В чём величайшая ошибка? Что в какой-то момент эксперимент стал расходиться с теорией и потребовалась новая теория? Это не ошибка, а обычная научная деятельность.
Совершал ли Эйнштейн величайшую ошибку, когда всю жизнь пытался доказать несостоятельность квантовой теории?caballero
01.12.2018 01:27Эйнштейн, будучи по сути одним из основателей квантовой теории, пытался доказать несостоятельность Копенгагинской интерпретации. И не он один — туда же и Шрёдингер со своим котом.
vadim_bv
01.12.2018 22:58Справедливости ради, Ньютон рассматривал гипотезу о волновой природе света, результаты Гюйгенса ему были известны. И, как я где-то читал, «с большим сомнением» всё-таки склонился к корпускулярной гипотезе.
Arris
01.12.2018 23:03-1Эта статья разве не является нарушением нескольких правил хабра?
1. Копипаста
2. Кросспост
3. Сбор средств на проекты
Или что не позволенобыкупростому смертному, то позволеноюпитеруредактору?
poznawatel
01.12.2018 06:19Без экспериментов никакой науки у нас не получится.
хорошо сказано! Но попробуйте объяснить это толкачам «теории глобального потепления» или «фреоново-озоновых дыр».
И к чёрту карму, когда сама наука в опасности!caffeinum
01.12.2018 07:42Я не совсем понял вашу мысль, но на всякий случай уточню: доказательств глобального потепления предостаточно.
poznawatel
01.12.2018 08:45Сам факт глобального потепления я под сомнение не ставлю. Я просто, в отличие от большинства, сомневаюсь в адекватности математических моделей, описывающих климат. На неделю прогноз погоды в стиле «то ли будет, то ли нет», зато на полвека — «легко». Меня раздражает повсеместная тенденция подмены понимания действительности матмоделированием при отсутствии должной верификации модели опытом.
vadim_bv
01.12.2018 20:35+2А вот антропогенное влияние на это потепление — строго говоря, под вопросом.
theoretician
01.12.2018 06:53+1Главная идея статьи о том, что эксперимент стоит выше всего теоретизирования, мне лично не нравится. Я в данном вопросе встал бы на сторону Пуассона. Неужели эксперименты в физике всегда были решающим фактором, неужели физика как и любая другая наука не была озабочена тем, чтобы совершенствоать свою доказательную базу, разве могут просто результаты экспериментов без их глубокого осмысления и изложения в соответствии с прежними положениями теории составить хоть сколько-нибудь серъёзные знания? Пуассон в попытках опровергнуть умозаключения Френеля не только не сделал «величайшую ошибку», но и внёс не менее значимый вклад в науку, чем те, кто в итоге поставили эксперимент. Вообще метод доказательства от противного, когда вместо того, чтобы явно напрямую доказать что-либо, доказывает что-то иное, чем то, что в предположении проверяется, то есть при допущении истинности главного объекта доказательства приводит к ложности каких-то других положений, из чего делается вывод, что главный объект доказательства ложный. Многие великие умы искали в этом методе некий подвох, и почему на этот метод вообще можно так наивно полагаться. Поэтому оттачивание теоретизирования является нисколько не менее значимым процессом в физике, чем постановка экспериментов.
S_A
01.12.2018 07:03Многие великие умы искали в этом методе некий подвох, и почему на этот метод вообще можно так наивно полагаться.
Полагаются в математике, и там это работает. Подвох вскрылся бы уже давно, будь он :)
Поэтому оттачивание теоретизирования является нисколько не менее значимым процессом в физике, чем постановка экспериментов.
Согласен, на кончике пера открыли же Нептун. Я без сарказма.
phenik
01.12.2018 07:15Мы современные люди, давайте быть корректными. Разве Гаусс мог совершить ошибку? Один из величайших математиков всех времён и народов? Нет конечно! Просто он фальсифицировал теорию Френеля, хотя и не был знаком с критерием Жоппера, по причине его отсутствия в то время. Поэтому Френель должен быть только благодарен Гауссу. А что опыт Араго не подтвердил мысленный эксперимент Гаусса, а теорию Френеля, то с природой не поспоришь. Она точно также проявила корпускулярную природу света в экспериментах по фотоэффекту. В конечном итоге Бор вынужден был ввести Принцип дополнительности в описании явлений микромира, фактически признав ограниченность классического описания реальности на этом уровне, связанного с возможностями и ограничениями чувственного восприятия человека. Ну, а критерий фальсифицируемости теорий до сих пор стоит стоит на службе науки, позволяя ученым политкорректно посылать друг-друга в попу.
vashu1
01.12.2018 16:03// Хотя во времена Ньютона существовала и волновая теория света, выдвинутая Христианом Гюйгенсом, она не могла объяснить эксперименты с призмами.
Волновая теория прекрасно объясняет эксперименты с призмами.
Главной проблемой было то что волны на воде огибают препятствия и присутствуют не только на фронте(бросьте камень в воду и волны будут наблюдаться в области падения еще долго даже при отсутствии отражений, энергия же световоай волны сосредоточена на фронте распространения). Емнип только с работами Пуассона стало ясно что волны в трехмерном пространстве кчественно отличаются от двумерных.
// Он изготовил сферическое препятствие и светил на него монохроматическим светом
Когерентным. Монохромность не важна — пятно пуассона наблюдается при любой частоте света.
peg59
01.12.2018 16:03Название статьи несколько тенденциозно и не соответствует действительности.
Кванты электромагнитного поля — фотоны, могут проявлять как волновые свойства, так и корпускулярные (а в квантовой механике вообще все частицы обладают такими свойствами).
Поэтому это не ошибка, а случай, когда оба правы.
MiloshS
01.12.2018 16:03+2Сегодня мы считаем, что все частицы, от массивных кварков до безмассовых фотонов, имеют двойную корпускулярно/волновую природу.
Они НЕ имеют двойную корпускулярно/волновую природу.
Они могут быть описаны как с привлечением волнового, так и партикулярного матаппарата. В зависимости от целей и задач может быть удобнее тот или другой. При выходе за границы их применимости приходится пользоваться более изощренными матаппаратами, например квантовой теорией поля.Danikey
01.12.2018 21:36Не понимаю. Чур не минусовать, вопрос задаю тем, кто «понимает» квантовую механику (учитывая, что, возможно, понять её человеку невозможно).
Имеем два противоположных лагеря на одной линейке — частицы и волны.
Вопрос: какую ещё природу может иметь физический объект, если он не частица и не волна, но может вести себя и так, и эдак. Что за промежуточное состояние энергии? Вероятностное? Но это физика реальности, а не абстрактная математика, тут нужна чёткая основа. Разве что мы в вычислимой вселенной.BigBeaver
01.12.2018 21:39Ни какую. И мы никогда об этом не кзнаем, кк и не узнаем, существует ли он (и мы) вообще.
К счастью, это не важно, и до тех пор, пока наши модели работают, задумываться о такого рода философии не приходится.
p.s. чем вам понятие «квант» (обьект КМ) не угодило?Victor_koly
01.12.2018 21:59Мне вот нравится не понятие «квант» из квантовой механики, а «квантование». Что есть у нас квантование определенных величин, например — момента импульса, выраженного целым числом.
А по поводу вопроса Danikey, у нас могут например колебания атомов тв. тела (волны) рассматриваться как частицы (фононы) с энергией h/(2pi)*omega.Danikey
01.12.2018 23:02Это голый матан. В реальности нет никакого «могут рассматриваться», есть некое абсолютно точное понимание этой «неведомой зверушки», из которого выводятся эти вот математические свистопляски.
Danikey
01.12.2018 23:16Только тем, что оно НИ-ЧЕ-ГО не объясняет. Квант, в общем понимании — минимальный элемент какого-то поля. Согласен, о природе и предельных размерах кванта это ничего не говорит, но само существование отдельного и минимального кванта чего-либо как бы намекает, что это «типа частица». А волна в общем понимании тем и отличается, что непрерывна, даже когда сливается с другими волнами. Одно другому вроде не противоречит, вот это и смущает: непрерывное вдруг оказывается прерывным, а отдельное — протяжённым.
Я понимаю, что такое суперпозиция состояний, я понимаю смешанные состояния, я понимаю, КАК квант МОЖЕТ БЫТЬ волной и частицей ОДНОВРЕМЕННО.
Но я решительно не понимаю, как он НЕ МОЖЕТ БЫТЬ тем и другим ОДНОВРЕМЕННО. Это же не выдуманная «математическая точка» (которую я тоже понимаю), это физический объект, имеющий протяжённость, если не внутреннюю, то хотя бы топологическую. Вот у мат. точки нет топологической протяжённости, в любом отрезке их бесконечное количество, а квант имеет конечные размеры. Это не физическая частица, но ОН ВЫГЛЯДИТ, КАК ЧАСТИЦА. Частица поля, меньше которой ЭТО поле не делится, то есть квант вполне может быть целой вселенной внутри, но относительно своего поля он — сингулярная точка, где правила поля заканчиваются и не масштабируются глубже. Такие вещи не зависят от математики, как химические свойства атомов не зависят от внутреннего состояния нейтронов.MiloshS
02.12.2018 00:00Я поддержу Victor_koly — для понимания удобно слово «квант» заменять словом «квантование».
КМ дает ответ на физический смысл квантования, но имеет малую область применимости. КТП не дает ответа о причине квантованности физических процессов. Она их постулирует. Вполне возможно, что это лишь математическая абстракция, позволяющая создать простую и достаточно точную модель.Danikey
02.12.2018 04:14КТП не дает ответа о причине квантованности физических процессов. Она их постулирует
Постулировать сложные физические системы — плохой задел для теории, желающей объясняющей основы физического мира. Дуализм проявляется в опытах, а как он выглядит в матане — это вопрос десятый.
Вопрос: в какой теории измерения и пространство определяется из минимальных элементов, не имеющих НИКАКИХ собственных сложных свойств, кроме базовой матлогики?
Рискну предположить, что ни в какой. Делаю вывод, что КМ, КТП и прочие струны — это лишь верхушка айсберга. Это даже близко не теории всего. Это попытка идти сверху вниз, а не снизу вверх. М-теория близко подобралась, но недостаточно. Смысл квантования и дуализма лежит глубже, где-то в планковских пределах.Shkaff
02.12.2018 11:24М-теория близко подобралась
М-теории вообще не существует как полноценной теории, это раз. Два — это попытка обобщения теории струн, которая в общем-то провалилась (на настоящий момент).
Рискну предположить, что ни в какой.
Ну, попытки есть, в E8+ теории, какая-нибудь бинарная геометрофизика и т.п.
Эти все теории пока не умеют объяснить всего, но вашему принципу: идти снизу вверх — удовлетворяют.Danikey
02.12.2018 18:03Я про то, что теория струн уловила общий смысл, подход «на пальцах», нечто простое настолько, что проще некуда. О «провале» нельзя говорить, там много чего другого попутно обнаружилось и отверглось. Таким же образом можно сказать о «провале» Ньютоновской теории гравитации или эвклидовой геометрии.
Уоу. Спасибо, впервые слышу о таких. Бинарная геометрофизика — название похоже, но что там внутри? Иногда увидишь название, а его даже гугл не знает или оно настолько экзотическое, что объяснение только зубодробительным матаном, или денюжку заплати. И 2001 год, если за 18 лет оно не стало известным, значит не развивается. И гугл выдает второй строкой подсказку «бинарная геометрофизика лженаука», так что доверия у неспециалиста как-то нет, даже если идея хорошая.Shkaff
02.12.2018 18:23Ну, про бинарную геометрофизику я так, просто пришла в голову, это у нас на физфаке МГУ один товарищ развивал такую теорию. Не лженаука, конечно, просто одна из теорий. Не думаю, что правильная, но исходит из простейших принципов (хотя не вчитывался).
А E8 — очень известна в определенных кругах (космологов). Правда, сама Е8 была опровергнута (точнее, не описывала всего, что нужно), но автор вот расширил ее до Е8+ (обобщение мат описания), и теперь, говорят, пока работает.
Надо понимать, что все эти теории разрабатываются независимо малыми силами, и им сложно набрать популряность. Но все впереди!
О «провале» нельзя говорить, там много чего другого попутно обнаружилось и отверглось.
Ну да, я неправильно выразился. Конечно, теория струн была очень полезна, в т.ч. для математики и в целом для развития науки. Но она никогда не достигла такого уровня, что смогла бы непротиворечиво описать современную физику.Danikey
02.12.2018 18:51Она и не сможет описать прям вот основы всего, это довольно очевидно. Я так чувствую, «бинарная геометрофизика» (чем бы оно не было, но название правильно подобрано) в некоем виде ближе к реальности, чем струны. Слишком уж они сложно устроены.
Shkaff
02.12.2018 18:55Ну, с теорией струн так получилось, что она практически ничего не смогла описать (точнее, смогла описать любую возможную физику, см проблему ландшафта).
Вот хорошее видео от Сабины Хоссенфельдер:Victor_koly
02.12.2018 20:30Она может и смогла описать «любую возможную» физику, но найти в этом множестве физику нашей Вселенной пока не вышло. Видимо потому, что не нашли метода кроме как «перебрать 10^500 вариантов».
Danikey
02.12.2018 21:31Фишка тут даже в другом. Люди уже понимают, что помимо нашей вселенной может существовать множество других. Без подхода, схожего с теорией струн, это множество будет бесконечным. Уже сегодня нам нужен инструмент, который ограничит число «возможных» вселенных, а среди них ещё есть «вероятные» и «невероятные». Теория струн хорошо описала это через «ландшафт», и он не зря так называется, реально напоминая геологический ландшафт. Предсказательная сила и внутренняя красота теории струн как раз в этом. Это просто не может быть бесполезным. Да, формулы могут не соответствовать конкретно нашей вселенной, но и мы тут выходим за рамки бытия, а не просто путь астероидов вычисляем. Это не может не поражать воображение.
А ещё важно, что теория струн ограничивает количество потенциально бесконечных вариантов. Тех, кто думает, что 10^500 — это много, можно отослать к числу Грэма. А рядом с бесконечностью число Грэма — пшик. Так что теория струн — очень-очень небольшая область.
Не думаю, что у нынешней теории струн получится описать нашу вселенную «брутфорсом» вариантов. Тут надо глубже копнуть и понять, ПОЧЕМУ наша вселенная такая, а не другая. Нужно соединить, простите за аналогию, вершины сталактита экспериментальных данных и сталагмита теории.Shkaff
03.12.2018 00:19Теория струн хорошо описала это через «ландшафт», и он не зря так называется, реально напоминая геологический ландшафт. Предсказательная сила и внутренняя красота теории струн как раз в этом. Это просто не может быть бесполезным.
Я думаю, тут вы выдаете немного желаемое за действительное. Предсказательная сила — это возможность предсказать конкретную вещь, а не то, что «вселенных может быть не бесконечное число».
Теория струн — тупик, красивая математика, не имеющая ничего общего с реальностью, даже «вероятной». Теория струн даже и не теория толком, а просто набор уравнений — у них нет ни начала, ни конца. Эти уравнения являются частью (возможно) какой-то теории, но мы не знаем какой, как ее найти. Просто случайно нашли небольшой ее кусочек, который не получается привязать ни к чему.
Я могу вам дать теорию, которая ограничит число возможных вселенных до одной. Эта теория не будет верной или внутренне когерентной, правда.
Надо искать что-то другое, и с вашим «Почему» я абсолютно согласен. Только надо еще придумать, что за теорию взять за «сталагмит».Danikey
03.12.2018 01:30А зачем нам теория, которая заранее не работает, да ещё и внутренне противоречива? Нам нужны те, что могут описать кучу всего, и даже нечто ЗА пределами этой кучи. Теория струн пытается это сделать. Я имел в виду саму концепцию ландшафта и… как бы сказать… правильный взгляд на некоторые вещи, а не конкретные предсказания.
Допустим, люди откроют теорию всего для нашей вселенной. А дальше что? Если эта теория будет без изъянов, указывающих на существование чего-то вне вселенной, то всё. А если «как обычно»? Нужен механизм, который изначально шире нашей вселенной. Стандартная модель, например, для этого не подходит. А теория струн вполне может переродиться.Shkaff
03.12.2018 09:53+2Для меня лично вопрос существования других вселенных не актуален и не очень интересен. Я думаю, что вселенная одна (в космологическом смысле), и мы не найдем ничего «за ее пределами». Поэтому нужда в теории, которая «шире» мне не очевидна.
Victor_koly
03.12.2018 10:55Можно конечно предположить, что существуют все те 10^500 вселенных, возможных по теории струн. В 99.9..5% из них набор фунд. констант привел к тому, что 4 миллиарда лет назад число атомов массой 9 и более было не более 10 штук на объем куба со стороной 500 световых лет.
В остальных 0.0..5% было чуть лучше, но в 99.9% из них число звезд (которые ещё не потухли) в среднем по любой галактике было менее 1 на куб с ребром 500 св. лет.
И т. д., может из 10^500 вселенных только в 1 возникла разумная жизнь.Comod
03.12.2018 11:01И т. д., может из 10^500 вселенных только в 1 возникла разумная жизнь.
Это слишком оптимистически, скорее всего 10^1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
Не менее.Victor_koly
03.12.2018 12:16Я опираюсь на информацию о том, что теория струн предполагает, что всего существует ограниченное число возможных комбинаций параметров. Например — 10^(50*9) вариантов масс элементарных фермионов (9 штук). При этом самые абстрактные идеи дают предположить существование вселенных с произвольными вариантами, то есть
«бесконечность^9», что больше, чем
10^999999999999999999999999999999999999999999999999999999.
Можно конечно наложить «разумные ограничения», типа «существуют кварки поколений 1,2,3 с теми самыми зарядами» и массы их описаны условиями:
m_u < m_s — max(m_u, m_d)
m_d < m_s — max(m_u, m_d)
m_s < m_c — m_s
m_c < m_b — m_c
m_b < m_t — m_b
И ещё добавлю явно работающее в нашей Вселенной условие про бозон Хиггса:
m_H < m_t — m_c
BigBeaver
02.12.2018 07:10Только тем, что оно НИ-ЧЕ-ГО не объясняет.
Частица и волна тоже ничего не обьясняют. Они просто чуть ближе к интуитивному восприятию и потому кажутся более естественными и логичными. Но в рамках физики это просто слова.
И нет, у обьектов квантовой физики нет реальных размеров — только эффективное сечение, которое разное для разных взаимодействий.Danikey
02.12.2018 18:17Как раз многое объясняют, иначе не было бы у нас столько теорий, основанных на волнах и столкновениях частиц. Это базовые элементы логики, противостоящие друг другу: корпускула <-> X <-> волна. Между ними некий механизм преобразования, вот ОН как раз может быть многоликим Янусом. Это медаль, тот слон, которого мудрецы рассматривают. В рамках физики… а где эти рамки? Что есть физика? Боюсь, проблема в том, что физика сама не описывает своих границ. Они размыты, отсюда некие «эффективные сечения», вероятности, что удобно, чтобы скрыть непонимание. Но истина-то не в формулах! Мир существует и вообще не парится, есть там какая-то физика, матан и ученые или нет. Он не так устроен. Нет для него мифических «рамок физики». Она лишь наш ограниченный инструмент.
Ок, если «нет размеров», то это — волновая теория, потому что у корпускул не может быть значимых «шлейфов». В этом и отличие — это противоположные подходы. А истина, как обычно, где-то посередине. Не в другой системе измерений, не в мифических «может быть любой, но это не волна и не корпускула». Я пока не знаю, как объяснить. Это не проблема матана или интуиции. Это скорее проблема способности разума видеть мир, как он есть. Но это точно не физические формулы. Если вы не можете объяснить что-то на аналогии, значит, вы не понимаете этого. Волны и корпускулы — очень удобные, имеющие РЕАЛЬНЫЕ проявления аналогии. Это критически важно. А задача разума — понять, как эти аналогии расширить. Матан может описать, но понять суть он не поможет. Как доказательство, в математике не раз было, когда какие-то крутые, но бессмысленные конструкции вдруг находили физический смысл. Это хорошо показывает проблему.
Вы понимаете? Слишком много матана тоже плохо для мозгов, которые его всё равно могут воспринять только как дайвер дно океана через окошко батискафа. Надо упрощать до уровня нашего понимания. Или ждать появления ИИ, который сможет это увидеть в комплексе разом.BigBeaver
02.12.2018 18:25Это просто модели))
рамках физики… а где эти рамки?
Там, где можно построить эксперимент в рамках наблюдаемой реальности (все невидимое проявляется в изменениях видимого. а если нет, то его, скорее всего, и нет [а если и есть, то нас никак не касается].).Что есть физика?
Наука, которая строит, изучает и проверяет модели наблюдаемой реальности.
Ок, если «нет размеров», то это — волновая теория, потому что у корпускул не может быть значимых «шлейфов».
Это вы так рассуждаете просто потому, что модели названы привычными в быту терминами, за которыми вы притягиваете всякие бытовые ассоциации. И да, это «проблема разума видеть мир» — в этом вы правы.Danikey
02.12.2018 21:41Это вы так рассуждаете просто потому, что модели названы привычными в быту терминами, за которыми вы притягиваете всякие бытовые ассоциации.
Вы правы, думая, что аналогии — привычны. И вы не правы, не понимая, что сама концепция механизма аналогий — это не «бытовой» инструмент. Это полноценный механизм познания, заложенный в реальность. Он не может быть «плох и притянут». Он универсален, работает на любых масштабах и в этом его главная задача — предсказательная сила, связывание не связанных напрямую смыслов, создание единой картины. Можно сравнить (и это снова будет аналогия!) механизм аналогий с устройством нейросетей. Аналогии нам удобны, потому что на них основаны сами нейросети — единственно нам известные концепция и реальный инструмент, способные поддерживать разум и мышление.
Так что я считаю очень глупым выбрасывать такой инструмент на помойку, лишь потому, что у кого-то к нему неприязнь вида «он же ниггер, а все ниггеры тупые животные». Это попахивает «научным расизмом» (клёвый термин, кстати, надо записать).BigBeaver
02.12.2018 21:43Это полноценный механизм, заложенный в реальность.
Вот эту вот мысль раскройте пожалуйста.Danikey
03.12.2018 01:42Вы реальны? Оставим ПСЕВДОфилософскую демагогию, потому что наличие вашего или моего мышления автоматически означает «да». То есть, физически вы можете быть хоть ИИ с Альдебарана, но вы так или иначе СУЩЕСТВУЕТЕ, хотя бы в виде бота-оппонента на Хабре.
Вы мыслите? Не в курсе, бот вы или человек, но если человек, то ваше мышление — это ярчайший пример и доказательство, что мыслительные системы, использующие аналогии — успешны. Потому что разум и наука до внедрения критерия фальсифицируемости развивались в том числе на механизме аналогий. Открытие того, что многие отличные по природе процессы схожи — это величайшее открытие, сродни колесу. И животные используют этот механизм в своих нейросетях, которые сплошь и рядом используют механизм трансляции подобия. Просто раньше мы этого не знали. Классификация изображений — это пример того, как даже простейшие когнитивные системы могут использовать аналогии для решения прикладных задач. И даже не важно, как конкретно этот механизм реализован, алгоритмически или через нейросети, или как-то ещё — важна его суть. Этот механизм неотъемлемо встроен в реальность. Если бы он не работал — не было бы ничего мыслящего, вокруг творился бы хаос или стоял полный штиль.BigBeaver
03.12.2018 09:28+1Я пока все равно не вижу, как из «встроен в любое мыслимое нами мышление» следует «встроен в реальность». То, что все даже псевдомыслящие системы работают с ассоциациями, не значит, что это аналогия — фундоментальный механизм физики.
MiloshS
01.12.2018 22:26На нынешнем этапе наших знаний о вселенной, нам неизвестна истинная природа элементарных частиц. Нам неизвестно являются ли они волнами, частицами, чем то третьим — ни волной не частицей либо же исчерпывающее описание их принципиально невозможно. Ничего этого мы не знаем.
Всё что мы знаем, что в некоторых взаимодействиях мы можем предсказать поведение элементарных частиц, используя формулы, выведенные в своё время из наблюдений за волнами макромира, в некоторых — из наблюдений за твёрдыми частицами макромира. Поэтому и появился соблазн объяснить природу элементарных частиц используя привычные человеку образы и аналогии из макромира. Так как в одних случаях получалось довольно точно предсказать поведение света аналогией с частицами а в других — аналогией с волнами, была создана формулировка корпускулярно-волнового дуализма. Которая сразу же была встречена учеными очень неоднозначно, а с появлением квантованных полей — окончательно списана в утиль. Позже появились и другие способы матописания. Тем не менее, «дуализм» вновь и вновь появляется на страницах прессы и учебников. Что крайне печально, поскольку затрудняет понимание современной физики.Danikey
02.12.2018 00:30Устойчивость этого понятия исходит вовсе не из сложности описания. Просто это логично.
Волны (как физический объект) МОГУТ состоять из частиц, это всем понятно. Частицы МОГУТ быть короткими волнами, это понятно из экспериментов с рассеиванием на щели. Но даже учитывая это, частица и волна — противоположные стороны медали. И нам надо увидеть медаль.
Проблема в выкидывании дуализма из концепции в том, что квантование НИЧЕГО НЕ РЕШАЕТ. Обозначив квант, мы не изменили его свойств. Медаль в реальности — не то и не другое, но может проявлять свойства частиц и волн. Выкинув дуализм, мы возвращаемся в неизвестность. Да, поменялась концепция, представление, но не результат: частицы всё ещё ведут себя как волны, и наоборот. Дуализм в основе верен, как был верен атомизм 2000 лет назад. Можно врать себе, что математика описывает во всей полноте нечто настолько сложное, чего разум не способен представить единым образом, но проблема не в разуме — проблема в математике. Она чертовски сложная для разума, настолько, что лучшие умы не смогут собрать пазл. Дуализм же даёт доступный язык. Это понятно, как «круглое» и «зелёное», хотя ничего круглого и зелёного в мире не существует, просто мы так видим.
Непонятно другое: КАК (ЧЕМ) эту «медаль» представляют в математике, если математическое описание — это даже не модель медали, а лишь описание видимых нам свойств. Мы говорим «не знаем, что это», но говорим «это не имеет двойную корпускулярно-волновую природу». Так знаем или не знаем? Ведь знание, чем медаль НЕ является — это почти знание, чем она является. Во вселенной на самом деде не так много объектов, с которыми разум человека может сравнивать, и он видит примеры для сравнения только в дуализме, для остальных 99,(9)% случаев остаётся чистая, не относящаяся к реальности математика (привет, теория струн со 100500 вариантов ландшафта!). Если мы не способны понять ЭТО сейчас, то потом вообще ягодки пойдут.
Не тем и не другим… но ЧЕМ это вообще может быть? Мы всё равно получим либо нечто волновое, либо «квантовое», потому что медаль, одновременно и квантовая, и волновая — это слишком сложно для «самого простого элемента поля». Он относительно этого поля должен быть ПРОСТЫМ, как БИТ. Ноль/единица. Да/нет. Может, не два значения, но чем больше, тем сложнее это назвать квантом. Квант может быть размером с галактику, но оставаться базово простым. Он может пересекаться с квантами других полей, но при столкновении с квантом своего поля он будет взаимодействовать, как точка поля, без шлейфов и прочих волновых эффектов (а внутреннее субполевое состояние кванта даст нам ощущение случайности процессов). Это и есть «квантование», так что я не вижу разницы в этих понятиях (её и не может быть, если вы понимаете, что такое квант).MiloshS
02.12.2018 01:02Ну, вот в качестве иллюстрации. Возьмем ряд из осцилляторов, например маятник Ньютона. И примем пространство между двумя отведенными шарами за элементарную квазичастицу. В одних случаях мы можем описать ее поведение как поведение волны, в других как твердой частицы. А чем на самом деле является пустое пространство между шарами? Там нет некоего «мистического» дуализма. Там есть возможность использовать тот или иной матаппарат.
Danikey
02.12.2018 18:39Ок, давайте прям вот честно разберёмся.
примем пространство между двумя отведенными шарами за элементарную квазичастицу… пустое пространство между шарами...
1) Нет никаких «шаров». Нет никаких «квазичастиц». Есть сложная физическая система из неких объектов, прикидывающихся твёрдыми или гибкими, пустыми или заполненными. Но это заблуждение, потому что 2) Нет никакой пустоты. Всё чем-то заполнено, иначе это не имеет физического смысла. И все эти философы древности могли об этом догадаться без коллайдеров. Потому что это очевидно, если включить жёсткую логику: нельзя передавать что-то через ничто. Отсюда 3) дуализма нет, потому, что нет никакого «смешения состояний». Для корпускул его быть не может, а волны требуют для своего появления волновое поле, состоящее из квантов. То есть, есть нечто базовое, что мы называем дуализмом, но вы правы, нет корпускул или волн. Есть нечто, способное прикидываться тем и другим по мере необходимости. Нет мистики. Нет мат. аппарата. Нет дуализма.
Так что же тогда есть? Где конец этому формульному аду? Физика не даёт ответа, и не может, потому что «границы применимости». А границы, как известно, существуют, чтобы за них выходить (шутка, но с долей правды). И вот тут вы можем попасть в такие «области тьмы», что это окажется ближе к мистике, чем к науке. Хотя будет чистой наукой.Victor_koly
02.12.2018 18:50Если нет пустоты, значит вместо пустоты есть ЭМ поле. У этого поля есть минимальная энергия и она хотя бы не имеет такой бредовой величины, как пробуют приписать вакууму.
Ещё есть всякие другие поля, но например слабое ядерное взаимодействие не может улететь слишком далеко от создающих его частиц.Danikey
02.12.2018 20:53Ну, не совсем ЭМ-поле. ЭМ — это лишь то, чем и с чем наша привычная вселенная взаимодействует. А глубже лежит нечто более общее. Я не думаю, что гравитация описывается через ЭМ-поле, потому что они — сложные проявления некоего общего поля, «медали», а ЭМ-поле и гравитация — лишь её стороны. Не думаю, что ЭМ-поле в принципе способно описать гравитацию, отсюда нестыковки двух противоположных теорий. Это волны разного масштаба, как бы фазовый переход от одного состояния более общего поля к другому при граничных условиях. Это же происходит и в сингулярности, это общее поле делает её осмысленной конструкцией, а не как сейчас. Я не считаю сингулярность выдумкой и артефактом теорий, думаю, это реальный физический объект, слишком уж много косвенных признаков указывает на то, что гравитация не просто хитрая свёртка ЭМ-поля. Хотя это лишь моё мнение, я легко могу ошибаться. Просто можно копать сразу и везде, отсеивая заблуждения, а можно попытаться оглядеть ситуацию сверху и понять, что где не клеится. Современные теории не клеятся, они где-то ошибаются. Где? Смотреть надо туда, глубже, а не в сами теории. Ошибка где-то НАД теориями. Они что-то упускают. Сам подход к решению проблемы, возможно.
Victor_koly
03.12.2018 00:06Ну есть теория объединения всех 4 взаимодействий. Сначала объединили ЭМ со слабым, хотя вроде как у слабого существенное отличие — самый малый радиус взаимодействия (в современных статьях ещё добавляют поле Хиггса, через него тоже взаимодействуют, но не помню, на каком масштабе оно актуально). Просто говорят, что это 4 компоненты поля, которые в пределе планковской энергии взаимодействующих частиц относятся по силе взаимодействия как a:b:c:d, а при меньшей — ведут себя по разному.
Но связать квантовую теорию первых 3 полей с гравитацией пока плохо выходит, а вот на масштабах миллионов километров уже хорошо работает ОТО.
BigBeaver
02.12.2018 19:03Потому что это очевидно, если включить жёсткую логику: нельзя передавать что-то через ничто
Здесь нет логики от слова вообще. Вы называете логикой бытовой здравый смысл (считай, интуицию), а он не применим к физике и к науке вообще.Danikey
02.12.2018 20:26Вы не поняли, о чём я, и утверждаете, что логики нет. Вот это — пример «бытовой логики». А невозможность передачи чего-либо через «ничто» — это как раз чистая мат. логика, теория множеств и топология. Говоря коротко, чтобы вы поняли «на пальцах», нельзя передать что-то куда-то, если между ними нет связи, то есть «пространства». Я именно что о передаче из точки в точку. И не важно, какой вы принцип будете применять, это базовое логическое правило, даже аксиома: нельзя перенести что-то через ничто. Там ЧТО-ТО должно быть, иначе это не будет перемещением. Иначе говоря, мы определяем само понятие «перемещения» так, что без основы оно не может работать. Вся математика так устроена, если что.
Victor_koly
02.12.2018 20:40Не «ничто», а пространство. Пространство есть между эл. зарядами, между массивными частицами (и на счастье носителей заряда без массы ещё не нашли).
Да, сами упомянутые выше частицу у нас «размазаны», причем видимо по этак всему пространству каждая (кроме гипотетических бесконечных пот. барьеров и прочих сингулярностей).Danikey
02.12.2018 21:00Я об этом и говорил в том контексте: пустоты не бывает в принципе, потому что там, где она есть, ничего нельзя сделать. Это настолько логично, что не понимаю, как можно с этим спорить.
Только вот вы не делаете выводов дальше. Что такое «поле»? Из чего оно состоит? Как устроено? Каким образом по нему может что-то быть «размазано»? Словами хитро манипулировать — это ж любой может. А понимание сути где?BigBeaver
02.12.2018 21:48А что такое пространство и чем оно отличается от пустоты?)
потому что там, где она есть, ничего нельзя сделать.
То есть, такое место все-таки может быть, но просто не для нас? Или не может потому, что понятие «место» без пространства бессмысленно?А понимание сути где?
Вот да, где?Danikey
02.12.2018 22:59А что такое пространство и чем оно отличается от пустоты?
Я же только что вам ответил. В физической реальности нет никакой пустоты. Это абстракция, как мат. точка. Как раз это и есть «бытовой» взгляд: «не вижу — значит нет».
"- Ты суслика видишь?
— Нет.
— А он — есть!" (с) ДМБ
Пространство легко определяется без всякого матана, базовой логикой (что логично, это же база всего, она не должна быть сложной). Пространство можно определить, задав две точки и связь между ними. Нам не важно расстояние между точками, важно наличие связи. Если состояние одной точки можно перенести на другую, то они образуют пространство. Ну, а дальше уже приходит знакомый матан.
Кстати, таким макаром можно доиграться до того, что все сингулярности в ядрах чёрных дыр находятся в едином пространстве сингулярности (может, это просто ещё одно физическое поле, не знаю).
понятие «место» без пространства бессмысленно?
Как «место в пространстве» — логично, что да. Как некое «место в себе» — а какое это имеет отношение к пространству? Это всё следует из определения «места».
Вот да, где?
В мозгу. В его нейросети. Точнее определить сложно. Вне когнитивной системы никакого понимания нет, по-определению. Ниже писал, как себе это представляю: habr.com/company/golovanov_net/blog/431564/#comment_19443744BigBeaver
03.12.2018 09:33Пространство тоже абстракция же=)
Пространство можно определить, задав две точки и связь между ними.
Ведь точка это абстракция (ее нет, как и пустоты). То есть вы пытаетесь определять то, что есть, через то, чего нет.Если состояние одной точки можно перенести на другую
У точки нет состояния. Сначала вам нужно ввести дополнительные абстракции, которые его имеют.Это всё следует из определения «места».
Определение в студию. Но если вдруг окажется, что в двух приведенных вами словосочетаниях оно разное, то это не считается (тк не надо нам тут метафор).
BigBeaver
02.12.2018 21:47это как раз чистая мат. логика
Выкладки в студию.это базовое логическое правило, даже аксиома
Цитату на учебник дадите?Иначе говоря, мы определяем само понятие «перемещения» так, что без основы оно не может работать.
Можем иначе определить.
Но это все просто философия о том, что чем называть.Danikey
03.12.2018 00:07Выкладки в студию
С козырей заходите? ))) А давайте методом от обратного: докажите выкладками, что возможно через ничто протащить что-то.
Кроме шуток — нет. 1) Здесь не мат. форум 2) Не просите доказывать каждый чих, попытайтесь сначала осознать, о чём вам говорят, а не мыслить в рамках привычной «бытовой» логики «я его не понимаю — значит он неправ». 3) Мне лень это всё тут выписывать в логике предикатов, предполагается некий начальный уровень понимания темы, который ведёт к некоему интуитивному общему пониманию обсуждаемых вопросов. Это основа диалога. Учить вас здесь исчислению предикатов я не имею возможности, простите.
И вы же знаете, чем правило от аксиомы отличается?
Можем иначе определить
Вообще-то — не можем. Это будет уже другое понятие. Метод абстракции «назовём г**но розой» очень хитрый, но нельзя его везде пихать.
это все просто философия о том, что чем называть
И да, и нет. Если мы не можем определиться с понятиями, то нельзя построить диалог. Понятия у вменяемых людей принято брать из словаря или учебников, а не городить свои телеги. Понятия — это язык, объединяющий два разума, без языка не будет ничего: ни понятий, ни понимания, ни разума, ни общения. Даже бездушный алгоритм не написать.
Поэтому, я анализирую ваш язык общения и меня сразу смущает, с каким неуважением вы говорите о «матери всех наук», словно это что-то грязное, в чём вам не дай боже запачкаться, а после эмоциональных слов «Здесь нет логики от слова вообще...» сразу понял, что диалог вряд-ли получится. Не потому, что вы тупой, а я умный, просто вы не понимаете, о чём я говорю. У меня нет мотивации доказать вам что-то любой ценой. Я сам ищу ответы.BigBeaver
03.12.2018 09:53+1Зачем бы мне это? Я же такого не утверждал. Я просто указал на некорректность ваших слов и явную попытку введения в заблуждение. То есть вы говорите, что это матлогика, а выкладки показать не можете. Иначе говоря, вы преподносите что-то как строго доказанный факт, а на практике просто это придумали, м? Нехорошо… И не надо приписывать мне здесь бытовую логику.
Ну ок, давайте разберемся. Вы пишете:чистая мат. логика, теория множеств и топология.
То есть, вы хотите на основе аксиом и правил чисто абстрактных дисциплин вывести свойства физического мира? Серьезно?Понятия — это язык, объединяющий два разума, без языка не будет ничего: ни понятий, ни понимания, ни разума, ни общения.
Вот именно. И я уверен, что вы не сможете показать ни одного, на основе которого моглибы доказать необходимость «чего-то» для движения. Чтобы определить движение, нужна система отсчета а не пространство, как физическая сущность (разумеется, система отсчета содержит пространство координат, но физики за этим ни какой нет). А еще мы можем определить пространство фаз, скоростей, температур и чего угодно — это просто матан.
Ну или давайте к аналогиям, если хотите. Вот у меня по экрану двигается пиксель. Как он это делает? Что находится между пикселями? Чем наблюдаемая физическая реальность принципиально отличается от наблюдаемого монитора? Строго говоря, ни чем — такой же черный ящик. Физика есть всего лишь попытка строить прогнозы картинки в будущем на основе совокупности увиденных.
phenik
02.12.2018 10:27Но даже учитывая это, частица и волна — противоположные стороны медали. И нам надо увидеть медаль.
Вы правильно уловили суть проблемы. И частица и волна в корпускулярно-волновом дуализме не единственная в таком роде, пространство и время в пр.-временном континууме из той же серии. В коменте выше писал, что Бор сформулировал для описания этой ситуации Принцип дополнительности. Фактически провозгласив ограничения классического описания реальности на уровне микро и вселенских масштабов. Но как физик он не углублялся в проблему возникновения такого ограничения. В некоторой степени это вопрос философский, но в еще большей степени это вопрос биологии, физиологии и нейрофизиологии, то есть лежит в области наук о живом, происхождения жизни и ее эволюции до человека, с его способностью познавать мир. Не меньше-не больше) Попробую сформулировать что имею в виду.Получилось несколько пространно, поэтому спрятал под спойлерКогда-то, в бытность студента физфака универа, на лабораторке, запутавшись в математических выкладках, и получив несуразный ответ, препод сказал: ищите физический смысл явления, и сразу поймете свою ошибку. На вопрос: что такое физический смысл? он ответил: если сможете объяснить явление на пальцах. И продемонстрировал это манипуляцией пальцами, что-то в стиле правила буравчика)) Так прямо и понял смысл этого физического смысла — нужно обязательно свести любое явление до чувственно воспринимаемого образа. Иначе оно не будет иметь такой смысл, другой будет, скажем математический или философский, но не физический. Это кажется по существу правильным, физика изучает проявления материального мира, и если ощущения его проявления исчезают, то исчезает и физический смысл. Так оно и было на протяжении всего классического периода физики, физический смысл изучаемых явлений хоть в какой-то степени, но присутствовал, даже в такой абстрактной теории, как классическая электродинамика. Но на рубеже 20 в. ситуация меняется, появляются наблюдения и проводятся эксперименты результаты которых клас. физика объяснить не в состоянии. Выход из этой кризисной ситуации известен. В конечном итоге были созданы новые теории — СТО и ОТО, а также КМ, объясняющие эти расхождения, и предсказывающие новые явления, кот. были подтверждены. А что же с физическим смыслом явлений в этих теориях? Он теряется. Обычно эту ситуацию описывают как потерю наглядности и интуитивности новых теорий, в сравнении с классикой. Но реальная причина глубже, физический смысл связан с чувственным восприятием, то есть физиологией человека. Потеря физического смысла новоотрытых явлений в новых теориях компенсируется созданием абстрактных моделей, комбинирующих классические представления, тем самым возвращая некоторый физический смысл в конкретных проявлениях этих явлений. В КМ это волны и частицы, с вероятностной интерпретацией волны в дальнейшем, в СТО и ОТО пространство и время. На эту ситуацию никак не влияют появление приборов-усилителей орг. чувств — микроскопов и телескопов, и приборов-преобразователей, позволяющих «видеть» явления микромира, типа пузырьковых камер, и др. детекторов элементарных частиц, а в дальнейшем эл. микроскопа, если говорить о микромире. Ситуация осталась неизменной до наших дней. На мой взгляд некоторый застой в физике, со времен создания последних успешных фундаментальных теорий КТП и СМ, связанный с разработкой теории кв. гравитации объясняется исчерпанием запаса базовых физических понятий, имеющих физический смысл. А их комбинирование, кот. решило проблему на рубеже 20 в., сильно затруднено. В немалой степени по этой причине экспоненциально (или почти) растет число теоретиков и экспериментаторов занимающихся этими работами, число публикаций в этой области, и материальные затраты на их проведение. Теорий-кандидатов и их вариантов претендующих на роль теории кв. гравитации достаточно. Возможно не достает решающих экспериментов или наблюдений в этой области, для создания или выбора ее окончательного варианта.
Какой альтернативный выход видится из этой ситуации? Коль скоро набор понятий (идей) имеющих физический смысл ограничен, необходимо расширить его. Это возможно только расширением набора орг. чувств, кот. возник эволюционно, и определялся целями выживания человека как вида, а не будущими потребностями в познании Вселенной. Это уже задача не эволюции, а самого человека. К примеру, чтобы установить физический смысл явлений микромира, и вернуть наглядность и интуитивность представлений о нем, как в классике, необходимо создать сенсоры непосредственно взаимодействующие с атомами, молекулами и эл. частицами, кодирующими и передающими эту информацию непосредственно в мозг, минуя традиционные орг. чувств. Нечто вроде эл. микроскопа, кот. не преобразует полученную информацию в свет, а передает ее непосредственно в мозг. На первый взгляд это кажется фантастикой, но только на первый. Мозг обладает большой пластичностью, он способен формировать новые анализаторы чувств. Известны случаи, когда из-за травм мозга, функции утраченного анализатора брали на себя др. участки мозга. Есть люди с расширенным восприятием, например оттенков цветов, или синестизией, кот. отмечали недостаток имеющихся понятий для описания своего восприятия. В животном мире полно примеров орг. чувств с восприятием др. воздействий, в др. спектрах ЭМИ, электрорецепция, магниторецепция, звуковые сонары и др. То есть эволюция решала эти проблемы если было необходимо, почему не сможем человек? Вот пример экспериментального изменения восприятия мыши в световом диапазоне. Принципиально не решаемых проблем здесь нет, чисто технологические. Помним, что наше восприятие не эконическое отображение окружающего мира, оно синтезируется мозгом, фильтруя, согласуя и аппроксимируя реальные процессы, с целью создания единой картины. Самое простое видимо реализовать восприятие в других диапазонах ЭМИ. Можно представить, как расширится восприятие, небо будет нести намного больше информации об излучении космических объектов. Можно воспринимать не только интенсивность излучения, но и поляризацию, как это делают раки-богомолы. Возможно это задача для будущего ИИ, снабженного соответствующими сенсорами. Будущее покажет, как будет решена задача об упомянутой вами медали)Danikey
02.12.2018 19:07это вопрос биологии, физиологии и нейрофизиологии, то есть лежит в области наук о живом, происхождения жизни и ее эволюции до человека, с его способностью познавать мир
После этих слов я сразу понял, о чем вы будете говорить. Сам лет 15 об этом думаю. К сожалению, попытки выйти за рамки и «расширить сознание» в большинстве случаев воспринимается большинством людей критически. Каждый со своей горы смотрит. Ну, просто так людям удобнее поддерживать свою психику. Гении тем и отличаются, что могут своё безумие воображения положить на канву строгих правил.
А что же с физическим смыслом явлений в этих теориях? Он теряется.
Ну, вообще-то нет, он там как раз находится. Просто человек не привык воспринимать 4-мерное пространство. Но мозг, как когнитивная система, сможет этому научиться, если с детства обучать. Это очень гибкая адаптивная система. Наденьте на человека VR-очки и изолируйте в виртуальном 4D-мире на длительный срок (да-да, не давать снимать очки). Через несколько месяцев он адаптируется и сможет понимать, как там всё устроено, а наш 3D-мир покажется ему либо слишком простым, либо будет сбивать с толку. Да-да, я про эксперимент типа фильма «Гиперкуб». Естественно, с людьми такое никто делать не будет, но с ИИ, когда они появятся, будут 100%. Так что я верю, что появление ИИ и понимание того, как работает человеческое «понимание», изменит физику. Это сделает возможным осознание целиком многомерных конструкций. Надеюсь, доживу.
Danikey
02.12.2018 21:09Я за последние два года по некоторым причинам сильно «погрузился» в изучение этих вопросов. Мне было интересно не то, чего уже добились, а что вообще происходит? Что все делают? Куда это идёт?
Я попытался понять квантовые эффекты интуитивно, читая множество разных мнений и точек зрения, и лепил из них своё. Это как оцифровка 3D-модели, как трёхмерное зрение — наш мозг создан для таких вещей. И у меня, кажется, что-то начало получаться. Я иногда реально понимаю, о чём идёт речь, словно многомерный пазл в правильно подобранных проекциях и точках зрения складывается, выдавая знакомые каждому картинки (мы называем это прозрениями, хотя это просто выбор подходящей точки зрения). Это как если долго учиться складывать кубик рубика или играть в игру: сначала видишь вокруг хаос, потом вдруг начинаешь видеть типичные ситуации, а однажды перестаешь понимать, как можно не видеть очевидного. А другие смотрят на тебя и охреневают — «как он это делает?».
Это короткое объяснение сути обучения, творчества и интуиции.
Понимание квантовых эффектов основано не на бытовом видении вещей, а на перестройке сознания под квантовые эффекты так, чтобы принимать их «естественными». В общем, придётся поверить в квантовую физику. Надо как бы перенести свой разум в другой, виртуальный мир, признав, что видимая реальность — это лишь свёртка от невидимого. И однажды, спустя годы попыток и обучения, пазл вдруг начнёт складываться, уравнения решаться, появится смысл. Хотя не факт, что «обывателям» станет проще объяснить, смысл физики не в этом. Смысл в том, чтобы начать самому понимать суть процессов лучше. Это как-бы погружение разума в Глубину, я это так называю. Ты погружаешься в пучины неведомого, меняя восприятие вещей. Ты мутируешь, чтобы понять реальность. Но за это плата — непонимание тех, кто плавает на поверхности. Тебя начинают считать чудаком, тебя мало кто способен понять, тебя осмеивают и называют дураком. А кто-то, кто тоже нырнул, считает тебя гением и следует за тобой. Разница между гениальностью и сумасшествием лишь в мере успеха, в способности протянуть ниточку с поверхности, от бытового видения, к Глубине — сути вещей. И это не только с физикой, так вообще вся наука работает.
Это как погружение во тьму океана. Там условия не для человека, человек может туда лишь через окошко батискафа посматривать. Это и есть современные учёные со своими приборами. А погрузиться туда без вреда для здоровья никто из обычных людей не способен. А если погрузится, то всплыть уже тяжело, нужна «декомпрессия». Жить там можно, во только «жилец» уже не будет человеком.
Кажется, что это мистика какая-то и тупая аналогия, но на самом деле это очень хорошо отражает суть происходящего, потому что позволяет делать выводы и прогнозы. Если аналогия работает, то почему ею не пользоваться?
MiloshS
01.12.2018 22:35Вопрос: какую ещё природу может иметь физический объект, если он не частица и не волна, но может вести себя и так, и эдак. Что за промежуточное состояние энергии? Вероятностное? Но это физика реальности, а не абстрактная математика, тут нужна чёткая основа. Разве что мы в вычислимой вселенной.
Любую. Проявление волновых (а можно с натяжкой сказать и «циклических», «колебательных») свойств у всех частиц — несомненно. Но точно такие же «циклические» проявления даст и твёрдое тело, вращающееся вокруг твёрдого тела, если по каким-то причинам мы не можем рассмотреть внутренне устройство этой системы. Так что, может быть и волной, и частицей, и «истинно вероятностным состоянием энергии», и системой со скрытыми параметрами, и чем-то ещё экзотическим что ещё не сформулировали. Пока неизвестно.
bopoh13
Victor_koly
Электрон всегда находится в определенном состоянии (хотя вру, ещё может быть в смешанном) с энергией E1. При поглощении фотона с энергией h*nu = E2 — E1 он с определенной вероятностью переходит в состояние с энергией E2.
И оба этих состояния описываются как волновая функция свободной частицы.
balsoft
Даешь TeX в комменты на хабре!
Roger2
>> При поглощении фотона с энергией h*nu = E2 — E1 он с определенной вероятностью переходит в состояние с энергией E2.
При поглощении перейдет с вероятностью 1
Victor_koly
Ну хорошо. Речь идет не об поглощении фотона, а о том, что система (например — электрон в атоме) находится под воздействием потенциала V(t), в спектре которого (то есть Фурье по времени) есть частота nu = omega/2/pi.
Данный потенциал рассматривается как возмущение к гамильтониану системы, например — гамильтониану атома водорода:
H = H0 + V(t)
Ну а электромагнитная волна E = E0*cos(omega*t) (где E0 — некоторый вектор) соответствует возмущению (r — радиус-вектор)
V(t) = — Eq * r
vadim_bv
Дифракция и интерференция электронного пучка наблюдались в эксперименте.
khim
Всё ещё хуже: без учёта «волновых свойств» электрона нет никакой возможности объяснить как работает компьютер (или телефон), на котором автор-скептик набирает эти строки.
bopoh13
И где я написал, что волновых свойств нет вообще? То ли я писать разучился, то ли кто-то читать.
khim
То ли и то и другое. Классическая история: электроном пуляют в стенку с двумя дырками. Одним электроном, заметьте. Если провести много опытов — то распределение мест на графике, куда они попали, нарисует вам чудесную интерференционную картинку. Как вы это объясняете с позиций «при внешнем воздействии электрон ведёт себя только как частица»?
А как работу современных транзисторов, в которых участвуют считанные электроны и они при этом, сволочи, как-то таки туннелируют через изолятор описывать будете?
Victor_koly
Про полевой транзистор я наверное согласен. Там в процессоре течет такой малый ток, что он описывается только туннелированием через барьер.
В принципе нашел что-то на Вики про применение в микросхемах туннельного тока, но это в вариантах «МОП + нитрид кремния».
khim
Немного не там искали. У вас в компьютере флеш-память есть? Если вы только не купили чего-нибудь сильно антикварного из 80х годов прошлого века — то точно есть.
Так вот флеш-память на транзисторах с плавающим затвором сделана. Причём в современных устроуствах они имеют такие размеры, что электроны, которые в этом самом затворе хранятся, можно пересчитать поштучно.
Victor_koly
Может и можно пересчитать. Но скажем в ячейку по техпроцессу 16 нм всовывают достаточно много электронов, т.к. например ей нужно иметь 8 разных состояний (8 бит на ячейку).
khim
Именно поэтому сейчас 16 нм флеш стал историей. Дальше — уменьшать размеры не получается. Современный флеш — это 20-21 нм или даже больше, как это не удивительно. А вместо того, чтобы уменьшать затвор (и «нарываться» на то, что пара электронов с него убежит и данные потеряются) — стали располагать много этих самых затворов «в стопочку»: так дешевле.
Intel, правда, попытался выпустить по 10нм техпроцессу, с вертикальным расположением затвора… но… не будем о грустном.