Заблуждение в физике. Четыре распространённых заблуждения о квантовой физике.

Заблуждение в физике. Четыре распространённых заблуждения о квантовой физике.

Вселенная полна тайн, которые бросают вызов знаниям человечества. В рубрике "За Гранью Науки" "великая эпоха" собирает рассказы о странных явлениях, стимулирующих воображение и открывающих новые возможности.

Квантовая физика настолько увлекательна, что она обращается к более широкой аудитории, чем многие другие разделы науки. Она также трудна для понимания, поэтому учёные пытаются упростить её для публики, иначе люди могут впасть в заблуждение.

Эта наука призвана объяснить все виды странных, даже паранормальных явлений. Тем не менее, объяснения часто основаны на неправильных представлениях о квантовой физике. Квантовая физика, возможно, действительно может объяснить такие явления, но многое ещё предстоит обнаружить. Важно ясно понимать, чем занимается эта наука. Мы приводим четыре распространённых заблуждения в вопросах квантовой физики:

1. квантовая запутанность передаёт информацию.

Квантовая запутанность представляет собой явление, когда пары или группы частиц, которые были в контакте друг с другом, поддерживают между собой связь на больших расстояниях. Когда на одну из частиц оказывается какое-то воздействие, соответствующие изменения наблюдаются и в других частицах.

Некоторые говорят, что это может объяснить psi - феномены (психические явления, в том числе телепатию, ясновидение, и так далее.

Гаррет моддел, профессор инженерии в университете Колорадо, который много работал в сфере квантовой механики, предупредил, что эффект "является очень тонким. Это не причинно-следственный эффект, а корреляционный. Чтобы показать различия между этими двумя, нужно терпеливое и детальное объяснение".

"Многие склонны думать, что квантовая запутанность означает, что при воздействии на одну частицу можно увидеть эффект на другой, но это не так, - сказал учёный. - совершенно ясно, что нельзя использовать явление квантовой запутанности для передачи информации, а только для корреляции. Таким образом, это не сигнальный механизм. Вполне возможно, что психические феномены и весь мир работают через корреляцию, а не через передачу информации, но этот вопрос требует более глубокого обсуждения".

2. сознание - ключ к пониманию редукции волновой функции.

Эффект наблюдателя в квантовой физике часто рассматривается как наиболее шокирующий и интересный аспект квантовой физики. Исход конкретного действия - редукции или коллапса волновой функции - приостанавливается во время наблюдения. Это наводит на мысль о том, что человеческое сознание способно физически повлиять на эксперимент. Но моддел предупредил, что не все физики считают, что сознание может вызвать коллапс волновой функции.

Достаточно иметь детектор, так как большинство физиков могут видеть его. Конечно, возможно, что человек, смотрящий на показания детектора, является ключом, но квантовая физика не считает, что это обязательно так.

Астрофизик Марио Ливио также писал об этом заблуждении в блоге наса "Пытливый ум": "наиболее распространённым заблуждением является то, что наблюдатель играет ключевую роль в неопределённости принципа, а именно, что принцип действительно зависит от влияния наблюдателя на наблюдаемое явление. Это недоразумение даже привело некоторых к выводу о том, что этот принцип может быть непосредственно применён к различным повседневным переживаниям".

3. только на субатомном уровне.

Ахим кемпф, профессор математической физики в университете Ватерлоо в Канаде, объяснил по электронной почте, что квантовая физика описывает не только явления, происходящие в очень малых масштабах и при особых обстоятельствах.

"В действительности, квантовая физика определяет почти всё, что мы видим в повседневной жизни: цвет, эластичность и теплоёмкость вещей, таких как вода, камни, металлы, а также биологической материи. В больших масштабах, на уровне звёзд, где изначальный водород смешивается с элементами периодической системы, всё также регулируется квантовой физикой", - сказал он.

Кроме того, исследователи предполагают, что наша вселенная могла так быстро увеличиться в размерах во время своего генезиса, что возникли квантовые флуктуации и, таким образом, она растянулась до космологического размера.

"Сама Наша Вселенная Могла Возникнуть из Квантовой Флуктуации Внутри Материнской Вселенной", - сказал он. Хотя эта гипотеза согласуется со стандартной моделью космологии, однако никаких конкретных доказательств нет, по словам кемпфа.

4. термин "Корпускулярно-волновой Дуализм".

Это популярная концепция о том, что в квантовой механике микроскопические объекты, такие как электроны или фотоны, не являются ни чисто частицами, ни волнами, они и волны, и частицы. В некоторых условиях они ведут себя как волны, а в других - как частицы.

В серьёзных учебниках по квантовой механике, однако, говорится только о волнах, или волновых функциях, отметил в 2008 году физик - теоретик хрводж николик из института руджера босковика в Хорватии в статье "Квантовая Механика: Мифы и Факты".

"Электроны и фотоны всегда ведут себя как волны, и только в некоторых случаях как частицы. В этом смысле корпускулярно-волновой дуализм не что иное, как миф, - говорит он. - мы можем сказать, что электроны и фотоны - это частицы, имея в виду, что слово "Частица" имеет совсем другое значение, чем в классической физике". Но это дело лингвистики. Они - волны, в соответствии с обычной интерпретацией.

Николик отметил, что интерпретация де бройль - бома квантовой механики приближается к своего рода корпускулярно-волнового дуализму, но он по-прежнему рассматривает частицы не так, как они рассматриваются в классической физике. Интерпретация де бройль - бома не является одной из самых популярных, считает николик.

Ошибки и заблуждения в физике. Заблуждения в физике: КВАРКИ

(Errors in the physicist: QUARKS)

Зададимся крамольным вопросом. Существуют ли кварки в природе. Ведь их никто не видел и ни в каких опытах они не наблюдались.
Идея кварков возникла в связи с ростом числа открытых элементарных частиц и в результате попыток их систематизации. Понятно, что чем больше существует элементарных частиц, тем труднее верится в их элементарность и первое что приходит в голову то, что они состоят из меньшего числа более элементарных частиц. Но это одно из возможных решений и отнюдь не единственное.
Считается, что кварки соответствуют унитарной симметрии (SU(2), SU(3), SU(4)). - Соответствуют, но только верна ли эта симметрия, ведь лептоны ей не хотят подчиняться, да и с другими частицами не все гладко. Утверждение о том, что в основе микромира лежат симметрии - не точно. Симметрии в микромире есть, но только те, которые обусловлены свойствами пространства, а с унитарной симметрией они ничего общего не имеют. Унитарная симметрия это не более чем математическая выдумка с целью систематизации элементарных частиц - просто говоря, математическая подпорка для гипотезы кварков.
И вообще нельзя ставить знак равенства между реально существующими элементарными частицами и миражом. Если кварковая модель верна, тогда лептоны должны также состоять из кварков. У τ - - лептона, что массы не хватает? Но он не вписывается в модель и поэтому его отбросили. Ну а если лептоны равны кваркам, то почему из них ничего не состоит, и почему кварки имеют дробный электрический заряд, а лептоны нет.
Основным аргументом в пользу кварковой модели была систематизация части элементарных частиц. Но полевая теория справилась с задачей систематизации всех элементарных частиц, а места для кварков и глюонов в ней не нашлось. И никакие гравитоны не связывают элементарные частицы в единое целое. Все они просто не нужны природе . Поле непрерывно и преобразуется по своим законам.
Итак, реально существование кварков не доказано. То, что они подходят для пока еще господствующей "теории" - это не доказательство их существования. Может теория в данной области уже не работает или работает с ошибками. Так что вопрос о существовании кварков остается открытым. Тем более что природа может прекрасно обойтись и без них.
Окончательный ответ на данный вопрос для меня ясен. А сколько надо продолжать гоняться за миражом - решать каждому самостоятельно.
И в заключение: если разделить число кварков в элементарной частице на два, то мы получим главное квантовое число L являющееся фундаментальной характеристикой элементарных частиц и определяющее их свойства. Но это уже начало совсем другой истории - здесь начинает работать наука, а именно квантовая механика и классическая электродинамика - два титана микромира.

Великие заблуждения ученых

Действия для понимания сущности мира, изучения невиданных доселе горизонтов невозможны без негативных моментов и ошибок. Ученые должны переживать провалы и заблуждаться в своих суждениях, ведь в жизни так все и устроено. Именно ошибки и опровержения хорошо известных фактов способствовали развитию современной науки. Вот несколько удивительных представлений ученых далеких веков, которые со временем перешли в разряд ложных.

Четыре «юмора» человеческого тела

Древние доктора и ученые полагали, что организм человека состоит из 4 различных по морфологическим признакам жидкостей: флегма, кровь, желтая и черная желчи. Если их баланс в организме нарушался ввиду каких-либо негативных факторов, человек болел. Именно поэтому, стараясь привести тело в равновесие, античные доктора до конца XIX века занимались кровопусканием.

С развитием медицины и открытием микробиологии врачи стали искать другие способы спасения жизни, осуществляя ежегодно все новые научные прорывы. А «гуморами» называли жидкости в человеке, что в переводе с древнегреческого обозначает «юмор».

Теория миазмов

Лекари полагали, что причиной различных заболеваний являются миазмы (продукты гниения и отравляющие вещества, проникающие из почвы и канализации непосредственно в воздух). С развитием микробиологии теория миазмов нашла свое подтверждение и объясняла практически все заболевания, в том числе брюшной тиф, холеру, чуму.

Но вместе с тем, суждение породило ряд курьезных медицинских решений и уникальных изобретений. В период Средневековья большинство врачей прописывали пациентам в качестве избавления от болезни лечение плохими запахами (больным предлагалось дышать кишечными газами, например), считая, что подобное лечится подобным. По их мнению, гнилостные и неприятные запахи провоцирующие болезни, могут вызвать и улучшение состояния, вплоть до полного избавления от недуга.

Генетические различия между человеческими расами

До середины XX века ученые полагали, что ДНК изменяется в зависимости от принадлежности человека к определенной расе. Последние исследования доказали, что между большинством африканских народностей генетические различия значительно выше, чем между представителями европейской расы и афроамериканцами.

Язвы появляются из-за стрессов и переживаний

Это суждение крайне неверно. Ученые доказали, что заболевание развивается в результате жизнедеятельности бактерии хеликобактер пилори, а никак не из-за негативных переживаний человека. Один из группы микробиологов намеренно принял дозу микроорганизмов, чтобы доказать всему научному сообществу их связь с воспалением как слизистых оболочек, так и кожных покровов.

Френология

Это одна из наиболее нелогичных псевдонаук, которая предполагает, что внутренний мир человека и его характер зависят от отличительных внешних особенностей. Последователи лженауки уверяют, что информацию о психотипе человека легко узнать, измерив параметры черепа и проанализировав его строение.

Телегония

Еще одна лженаука, утверждающая, что потомство может унаследовать гены половых партнеров женской особи, с которыми у нее был половой контакт до момента зачатия отцом. Учение было широко распространено среди нацистов. Ярые поклонники верили, что арийская женщина после полового контакта с неарийским мужчиной не способна подарить жизнь чистокровному арийцу.

Видео Minute Physics - Общие заблуждения о физике

Научные заблуждения. Распространённые заблуждения учёных прошлого

Наука призвана проникать в суть явлений природы, представлять людям правильную картину мира. И большинство современных людей привыкли доверять официальной науке, считая общепринятые научные теории прописными истинами. На самом же деле, как показывает история, развитие науки по сей день представляет собой скорее путь проб и ошибок, чем прямую дорогу к истине. В этом посте — примеры общепринятых заблуждений и ошибок в науке.

1. Заблуждения Аристотеля

Древнегреческий философ и учёный Аристотель был, без сомнения, великим человеком. Он стал основоположником логики, суммировал современные ему знания о мире. Долгие столетия Аристотель был непререкаемым авторитетом в науке и философии. Труды Аристотеля изучали не только в античное время, но и в средние века. Но в то же время его авторитет послужил и консервации тех заблуждений, которые там были изложены.

Например, Аристотель считал, что тяжёлые тела падают быстрее, чем лёгкие, а для того, чтобы тело двигалось с постоянной скоростью, к нему должна быть приложена сила. Пошло более полутора тысяч лет, прежде чем эти заблуждения были опровергнуты Галилеем и Ньютоном.

2. Поиски философского камня

Изучение веществ и их превращений имеет давнюю историю. Но тяга учёных прошлого к химическим опытам имела несколько иные мотивы, чем сегодня. Не одну тысячу лет алхимики проводили опыты с превращением веществ, чтобы обнаружить философский камень, в существовании которого они были твёрдо убеждены.

Философский камень, согласно их представлениям, обладал следующими свойствами. Во-первых, он позволял превращать неблагородные металлы (например, свинец) в золото. Во-вторых, при принятии внутрь они продлевал жизнь и излечивал от болезней. Наконец, философский камень мог помочь растениям расти с поразительной скоростью, так, что в течение нескольких часов они приносили бы спелые плоды.

Одержимые идеей поиска философского камня, алхимики проводили множество опытов, изучали все возможные вещества, которые попадались им под руку. Философский камень, конечно, так и не был обнаружен, но труды алхимиков не пропали даром — они легли в основу современной химии.

3. Теория четырёх жидкостей

Древнегреческий медик Гиппократ известен как «отец медицины», в развитие которой он, действительно, внёс неоценимый вклад. Пытаясь объяснить причину болезней человека, Гиппократ сформулировал теорию, согласно которой главное значение для здоровья человека имеет баланс четырёх жидкостей — крови, слизи, желтой и черной желчи. Если какой-либо из жидкостей не хватает, либо она в избытке, это и становится причиной болезни.

Эта теория господствовала в медицине более 2000 лет, вплоть до 19 века. Руководствуясь ею, врачи, например, пытались лечить множество болезней при помощи кровопускания, в других случаях обильно поили водой, кормили пищей, стимулирующей выработку желчи и т. п.

4. Теория самозарождения

Длительное время учёные и философы были убеждены в том, что живое может самопроизвольно зарождаться из неживого. Конечно, они знали, как размножаются животные и растения, но были уверены, что мелкие организмы — насекомые, черви, мыши, рыбы и т. п. могут самопроизвольно зарождаться из сырой почвы, мусора и грязи. Сочинения средневековых учёных содержат множество примеров самозарождения живых существ.

Правда, ещё в Эпоху Возрождения у теории появились противники, которые на опыт пытались доказать, что никакого «самозарождения» не происходит, если питательную среду прокипятить и закрыть герметично, а значит, личинки жизни попадают в неё извне. Но большинство не принимало таких доводов во внимание, и теория самозарождения господствовала вплоть до 19 века, пока не была, наконец, опровергнута тщательно поставленными опытами Луи Пастера и др.

5. Теория флогистона

В 17 веке химики пытались дать объяснение процессам горения. Самым подходящим объяснением, с и точки зрения, было следующее — во всех горючих веществах присутствовал некий элемент — флогистон, а при горении он высвобождался и улетучивался. При этом многие простые горючие вещества ошибочно считались сложными, и наоборот. В начале 18 в. все крупнейшие химики разделяли теорию флогистона и пытались его обнаружить. За флогистон принимали различные газы, например, водород. Теория флогистона господствовала в химии около 100 лет, пока, наконец, не был открыт кислород, соединение которого с горючими веществами на самом деле  и вызывало горение.

6. Теория теплорода

В 18-19 веках господствующей теорией, при помощи которой физики объясняли тепловые явления, была теория теплорода. Предполагалось, что во всех телах есть теплород — некая невесомая субстанция, количество которой определяет степень нагретости тела, а при контакте теплород может переходить из одного тела в другое. Несмотря на то, что ряд учёных  сомневались в теории теплорода и высказывали правильное мнение, что теплота обусловлена движением частиц, составляющих тело, большинством эти аргументы не принимались во внимание. Из теории теплорода вырос целый раздел физики — термодинамика. Лишь в конце 19 века на опытах было наглядно показано, что теория теплорода ошибочна, а природа теплоты действительно связана с движением частиц, составляющих тело — молекул и атомов.

Скорее всего, в недалёком будущем и многие из современных научных теорий будут признаны ошибочными и заменены, но пока нам ещё рано об этом судить.