Matematické Fórum

Kdyby to někoho zajímalo, klidně napíšu o tom, jak se v průběhu časů vyvíjel pohled na částice a jejich interakce celou slohovou práci.

Dneska je ale už pozdě, takže jen k dnešnímu pohledu, ke kvantové mechanice:
Protože kvantová mechanika nepopisuje pohyb částice. Kvantová mechanika tvrdí, že o "skutečném pohybu částice" nemůžeme nic vědět. Kvantová mechanika operuje s těmi svými vlnami, ale netvrdí, že ty vlny jsou skutečné - ve fyzikáním smyslu, tedy že se dá nějakým měřením zjistit, jestli tam jsou nebo nejsou. Ty vlny jsou jen na papíře, na kterém děláme výpočet, nejsou ve skutečném světě. A výsledkem celého našeho sofistikovaného výpočtu je jedno číslo, v rozsahu 0...1, tedy pravděpodobnost, že se něco stane.

všechny tady ty představy, že kvantové vlny "skutečně existují" nás spíše svádí na zcestí. Jejich existence je podobná jako je existence klasické pravděpodobnosti. Nikdo si určitě nemyslí, že než hodím kostkou, tak existuje nějaká pravděpodobnost, a v okamžiku, kdy padne číslo, tak tak pravděpodobnost "zkolabuje" a změní se na jistotu. Podobně "kolabují" i ty kvantové vlny.

Je tam teda jedna zatím né zcela pochopená věc - totiž přesně ten okamžik, kdy nám kvantová vlna zmizí a objeví se nějaká ta částice.

Jenže my nevíme, co je částice, víme jen, že nám vletí do detektoru a její energie a hybnost (a případně spin a náboj, víc toho částice nemají) se nám rozptýlí do hmoty našeho detektoru a dokážeme je pak zaznamenat či změřit "klasickým způsobem".

Tohle hraje klíčovou roli, tady to rozptylení energie, (odborně se tomu říká disipace), prostě přeměna na teplo, zvýšení entropie. Ta nevratnost, když k tomu jednou dojde, už se to nemůže vrátit zpátky.

Ale samozřejmě - náš detektor by se měl také chovat dle kvantových zákonů. Jenže to tak úplně není. Ale myslím, že tady ten přechod od částice k makrosvětu zatím není úplně pochopený.

A matematika nám tu nepomůže - ty dva popisy jsou navzájem v rozporu.

Je to prostě jakési omezení předpovědní schopnosti kvantové fyziky. Dokáže nám předpovědět pravděpodobnost to, že nějaká částice dopadne tam a tam, s takými či makovými vlastnostmi - za předpokladu, že tu částici, když už tam dopadne, dokážeme zlikvidovat. Jak? Kvantovka tvrdí, že je to v podstatě jedno. Hlavně aby ta likvidace byla definitivní, aby se částice nemohla zase vrátit zpátky.

Má to zajímavé důsledky. Feinman třeba popisuje experiment, kdy se svazek elektronů odráží od nějakého materiálu. Když se elektron čistě odrazí, tak nelze zjistit, na které místo dopadl, kde se odrazil - a důsledkem je, že musíme brát superpozici přes všechna možná místa - což nakonec vede ke klasickému zákonu úhel dopadu rovná se úhlu odrazu.

Část elektronů se ale odrazí tak, že si s atomem prohodí své spiny. Pak už přesně víme, od kterého atomu se elektron odrazil, žádná interference přes více míst nenastává - a takto odražené elektrony jsou rozptýleny do všech směrů rovnoměrně.


A tohle se zrovna dá popsat i kvantově, protože odraz s výměnou spinu vede na bambiliony konečných stavů (i když nás nezajímají a nepotřebujeme je rozlišovat), zatímco odraz bez výměny spinu vede na jediný konečný stav. Tohle je možná celá záhada, že detektory prostě představují bambiliony konečných stavů našeho experimentu, které jsme "sloučili" do jednoho.

Protože my takhle svět vnímáme. O vodě řekneme, že má dvacet stupňů, a neřešíme, kolik možných stavů to představuje (a že je jich něco mezi bambilionem a nekonečnem). Je to prostě taková záhada, kvantovka předpovídá jen pravděpodobnost, a my tu sklínku s vodou (nebo pívem) přitom držíme v ruce. Ale fyzika prostě víc předpovídat nedokáže.