과학은 대중을 위한 것이며, 과학이 얻은 자연에 대한 깊은 이해와 그것이 우리 영혼에 가져다주는 합리적인 행복을 모든 사람이 공유해야 합니다. 양자의 '탄생' 100주년을 맞아, 우리는 모든 평범한 사람이 이 글을 통해 자연의 가장 신비로운 양자적 본질을 이해할 수 있기를 바라면서 독자들에게 이 작은 글을 바칩니다.
서론
양자물리학은 자연에 관한 가장 기본적인 이론으로 1920년대에 인류가 발견했지만 아직도 이 이론의 진정한 의미를 이해하지 못하고 있다. 대부분의 사람들은 양자에 대해 들어본 적이 없으며 초보자들은 변함없이 혼란스러워합니다. 사실 20세기의 모든 위대한 과학자들은 양자를 실제로 이해하지 못했고 계속해서 논쟁을 벌였습니다. 그러나 문제가 어렵고 도전적일수록 인간의 호기심은 더욱 커집니다. 인간은 자연의 본질을 이해하고 궁극적으로 자신을 이해하는 것을 목표로 합니다.
오늘날 자연에 대해 여전히 호기심을 갖고 있는 현대인이라면 누구나 양자를 이해하지 못하면 우리 주변의 세계를 이해할 수 없고, 진정으로 이성적이고 건전한 사람이 될 수 없습니다. 동시에 다행스럽게도 우리 모두는 이제 신비한 양자 세계를 진정으로 이해하기 쉬워졌고, 세상을 떠난 위대한 사람들이 부러워하고 진심으로 만족하게 될 것입니다. 이 기사에서는 양자 수수께끼에 대한 답을 일반 언어로 제공할 것입니다. 생각만 하면 무언가를 이해하고 발견할 수도 있습니다.
양자의 발견
사람들은 양자의 발견을 인류 과학과 사상 분야의 대혁명이라고 부른다. 심장은 이전과는 전혀 다른 충격을 받았습니다. 현대인에게 부족한 것은 이런 진정한 영적 충격입니다. 그들은 감각적 행복에 너무 집착하고 이성의 상쾌한 매력을 무시합니다.
1900년 플랑크는 열복사 연구에서 처음으로 양자를 발견했습니다. 올해 12월 14일, 플랑크는 독일물리학회 회의에서 에너지 양자화 가설이라는 위대한 발견을 발표했습니다. 이 가설에 따르면, 광파의 방출과 흡수 과정에서 방출자와 흡수자가 존재합니다. 신체의 에너지 변화는 불연속적이며 에너지 값은 특정 최소 에너지 요소의 정수배만 될 수 있습니다. 이 최소 에너지 요소를 "에너지 양자"라고 합니다. 플랑크의 에너지 양자 개념은 미시적 자연 과정의 불연속적 성격, 즉 양자적 성격을 처음으로 사람들에게 드러냈습니다.
1905년 아인슈타인은 광양자 가설을 제안하고 양자 개념을 더욱 발전시켰다. 아인슈타인은 에너지 양자의 개념이 광파의 방출과 흡수에만 의미가 있는 것이 아니라고 믿었습니다. 이 가설을 사용하여 아인슈타인은 광전 효과와 같은 실험 현상을 성공적으로 설명했습니다. 빛 양자의 개념은 빛의 양자 특성, 즉 파동-입자 이중성을 처음으로 드러냅니다. 즉, 빛은 파동일 뿐만 아니라 입자이기도 합니다.
플랑크와 아인슈타인에 이어 보어는 원자 시스템의 양자적 특성을 더욱 발견했습니다. 1913년 보어는 수소 원자 시스템에 양자 개념을 성공적으로 적용하고 러더퍼드의 핵 원자 모델을 바탕으로 보어의 원자 이론을 확립했습니다. 이 이론은 원자 내의 전자는 개별 에너지를 갖는 정지 상태에서만 존재할 수 있으며, 서로 다른 에너지의 정지 상태 사이의 전자 전이는 본질적으로 불연속적이라고 말합니다.
1924년 아인슈타인의 빛 양자 개념에 영감을 받아 드 브로이는 궁극적으로 모든 물질 입자에 빛의 파동-입자 이중성을 부여하는 물질 파동 가설을 제안하여 자연의 모든 물질이 파동-입자 이중성 또는 양자 특성. De Broglie의 물질파 개념은 사람들이 양자법칙을 발견하는 데 가장 중요한 이론적 기초를 제공합니다.
원래 이론
마침내 1925~26년에 물질의 양자적 성질을 정량적으로 기술하는 독창적 이론인 양자역학이 탄생하고, 두 가지 다른 면을 지닌 - 매트릭스 역학 그리고 파동 역학이 속속 등장했습니다.
1925년 7월, 보어의 원자론을 바탕으로 하이젠베르크는 물리량(위치, 운동량 등)과 그 작용이 새로운 형태와 규칙으로 표현되면 원자 스펙트럼과 같은 물질의 양자적 성질이 변화할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 선의 주파수와 강도가 일관되게 기술될 수 있다는 것은 양자 법칙에 대한 훌륭한 아이디어입니다. 그 후 보른과 조던은 하이젠베르크의 사상을 수학적으로 더욱 엄밀하게 표현했는데, 하이젠베르크가 발견한 물리량을 표현하는 데 사용되는 새로운 형식이 바로 수학에서의 행렬이며, 물리량 간의 연산은 행렬 간 연산이라고 지적했습니다. 동시에 Born과 Jordan은 입자의 위치와 운동량을 표현하는 데 사용되는 행렬이 일반적인 비가환 관계, 즉 [p, q] = ih를 만족한다는 사실도 발견했습니다. 양자의 본질을 표현하는 이러한 교환 관계를 바탕으로 Born, Jordan 및 Heisenberg는 마침내 새로운 양자 이론 시스템인 매트릭스 역학을 확립했습니다. 이 이론은 원자 시스템과 측정 과정을 포함하지 않고 측정 결과만 포함합니다.
매트릭스 역학이 확립됨과 동시에 드 브로이의 물질파 개념에 기초한 또 다른 새로운 역학이 육성되고 있었습니다. 1925년 말, 아인슈타인의 제안으로 슈뢰딩거는 드 브로이의 논문을 주의 깊게 연구하고 물질 파동에 진화 방정식이 필요하다는 생각을 생각해 냈습니다. 1926년 초, 슈뢰딩거는 거듭된 시도와 노력 끝에 마침내 오늘날 슈뢰딩거 방정식으로 알려진 물질파의 비상대론적 진화방정식을 발견했습니다. 슈뢰딩거 방정식의 발견은 양자역학의 또 다른 공식 시스템인 파동역학의 확립을 의미했습니다.
파동역학은 물질의 양자 발현에 대한 더욱 직관적인 이미지(예: 파동함수) 설명을 제공하는 동시에 파동역학에서는 위치와 운동량 사이의 교환 관계가 파동의 자연스러운 부분이 됩니다. 결과적으로, 행렬 역학에서처럼 그것의 존재는 가정될 수 있을 뿐입니다. 이런 의미에서 파동역학은 행렬역학보다 우월하다.
1926년 말, 매우 달라 보이는 행렬 역학과 파동 역학이 수학적으로 동일하다는 것이 빠르게 입증되었습니다. 슈뢰딩거는 파동역학과 행렬역학의 동등성을 처음으로 증명했고, 이후 디랙은 변환이론을 통해 행렬역학과 파동역학을 더욱 통합했습니다. 이 시점에서 양자역학의 이론적 체계가 만들어졌다.
이후 인류는 양자시대에 돌입했다. 점점 더 많은 사람들이 양자역학에 대한 응용 연구에 투자하고 있으며, 양자 법칙을 기반으로 한 새로운 기술이 끊임없이 등장하고 있습니다. 이러한 양자 기술은 인류의 삶을 근본적으로 변화시켰습니다. 그중 가장 눈길을 끄는 성과는 레이저 기술과 전자 컴퓨터입니다. 외모.
반대자
인간은 이러한 뛰어난 양자 성취를 자랑스러워할 충분한 이유가 있습니다. 그러나 이러한 성취 뒤에는 충격적인 사실이 있습니다. 근본 원인은 양자역학이 완벽하지 않기 때문입니다.
1926년 보른은 양자역학이 확립된 직후 양자역학의 확률파 해석을 제안했고, 이후 이 해석은 하이젠베르크의 불확정성 관계와 보어의 상보성 원리에 의해 더욱 발전되었다. 양자역학의 정통 해석. 1927년 제5차 솔베이 회의 이후 이 설명은 점점 더 많은 물리학자들에 의해 받아들여졌습니다.
그러나 주로 양자역학의 창시자와 창시자인 EPR 역설로 양자역학의 정통성에 도전한 아인슈타인과 슈뢰딩거의 고양이를 각각 설명하고 반박하는 등 반대자들이 여전히 존재한다. 1950년대에 새로운 세대의 물리학자들이 성장하면서 정통적인 설명은 점점 더 의심과 공격을 받기 시작했고 사람들은 양자에 대한 새로운 이해를 추구하기 시작했습니다. Bohm의 숨겨진 변수 설명과 Everett의 많은 세계 설명은 가장 중요한 두 가지 설명이며 오늘날에도 많은 물리학자들에 의해 여전히 믿고 논의되고 있습니다.
비호환성 위기
아인슈타인은 양자역학과 상대성 이론의 비호환성을 가장 먼저 알아차린 사람입니다. 1927년 제5차 솔베이 회의에서 아인슈타인은 새로 정립된 양자역학 이론에 대해 불만을 표시하면서, 양자역학이 단일한 미시적 물리적 과정을 기술하는 이론이라면 양자역학은 양자역학 이론을 위반하게 될 것이라고 지적했습니다. 상대성.
1935년 양자역학의 불완전성을 입증한 EPR 기사에서 아인슈타인은 다시 한번 양자역학의 완전성과 상대성 이론의 국소성 가정 사이의 모순을 드러냈습니다. 아인슈타인의 관점에서 상대성 이론은 의심할 여지 없이 정확하지만, 양자 역학은 상대성 이론을 위반하기 때문에 부정확하거나 적어도 불완전해야 합니다.
1964년 벨은 아인슈타인의 EPR 주장을 바탕으로 유명한 벨의 부등식을 제안했는데, 이 부등식은 상대성이론이 요구하는 국지성과 양자역학 사이의 심오한 모순을 보여주며 활용 가능성을 제공합니다. 판단을 내리기 위한 실험. 벨의 분석에 따르면 양자역학이 옳다면 그것은 비국소적이어야 합니다. 사람들은 벨의 부등식을 이용하여 양자역학의 정확성을 검증하기 위해 수많은 실험을 해왔습니다. 가장 설득력 있는 실험은 1982년 Aspect 등이 수행한 실험입니다. 그들의 실험 결과는 양자역학의 예측을 확인하고 객관적인 존재가 있음을 보여주었습니다. 양자 비국소성.
실험을 통해 양자 비국소성의 존재가 확인되었음에도 불구하고, 양자역학과 상대성 이론의 비호환성 문제는 아직까지 만족스럽게 해결되지 않았습니다. 근본적인 이유는 한편으로는 양자역학의 이론적 기반이 확고히 확립되지 않은 반면, 양자역학에 포함된 비국소성은 상대성 이론의 보편성 역시 의심받게 된다는 점이다.
느슨한 기반
파인만은 1960년대에 양자역학을 이해하는 사람은 아무도 없다고 말한 적이 있습니다. 오늘날 상황은 동일하게 유지됩니다. 양자역학은 거의 45년 동안 널리 사용되어 왔으며, 대부분의 창시자들은 이것이 완전한 이론이라고 낙관했으며, 오늘날 양자 이론에 대한 정통 해석이 일반적으로 받아들여지고 있음에도 불구하고, 사실은 스틸: 양자역학이 아직 이론조차 아니라는 것입니다.
우선 양자역학은 이론으로 설명하는 물리적 물체의 문제를 해결하지 못한다. 사람들은 이론에서 나타나는 파동함수에 대한 만족스러운 물리적 설명을 찾지 못했고, 심지어 명확하지도 않다. 파동 함수가 설명하는 것. 사람들은 고전적인 움직임 이미지를 포기했지만, 미립자의 실제적이고 객관적인 움직임 이미지를 주지는 못했습니다.
둘째, 양자역학 자체는 측정 문제를 해결하지 못한다. 이론과 경험을 연결하는 측정 과정이 파동함수의 측정 투영 과정인지는 아직 불분명하다. 객관적이거나 주관적이거나 환상입니다. 양자역학에서는 측정 과정을 단순히 순간적이고 불연속적인 파동 함수 투영 과정으로 간주하지만, 이 과정이 왜, 어떻게 발생하는지 명확하지 않기 때문에 현재의 양자 이론에서는 측정 과정에 대한 이해가 거의 없습니다. 불완전한. 반면, 측정 투영 과정이 객관적인 물리적 과정으로 설명되면 그 존재는 상대성 이론과 분명히 양립할 수 없게 되며, 이로 인해 사람들은 투영 과정의 객관성과 이론의 타당성 사이에서 항상 동요하게 됩니다. 이는 양자 측정 문제의 해결을 크게 방해하여 파동 함수의 물리적 의미에 대한 사람들의 탐구를 방해했습니다.
현재 점점 더 많은 물리학자들은 양자 측정 문제가 양자 이론에서 가장 중요하고 가장 어려운 물리적 문제라는 것을 깨닫고 있습니다. 그 최종 해결책은 기존 양자 이론을 더욱 완벽하게 만들 것입니다. 양자이론과 상대성이론의 결합을 위한 길.
중력도 '말썽'을 일으킨다
양자 이론과 중력의 결합, 즉 양자 중력 이론도 전례없는 어려움에 직면했다. 어려움의 근원은 두 이론의 개념 체계 사이의 본질적인 비호환성에서 비롯되며, 이러한 비호환성은 더 기본적이고 심오하며, 이는 전체 이론 체계를 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.
한편 양자이론에 따르면 입자 파동함수의 일관된 정의를 위해서는 미리 정해진 시공간 구조가 필요한 반면, 현재의 중력이론인 일반상대성이론에 따르면, 시공간 구조는 입자의 파동함수에 의해 결정된다. 파동함수는 동적으로 결정되지만, 입자 파동함수에 의해 결정되는 시공간 구조는 일반적으로 불확실하다. 양자 이론과 일반 상대성 이론의 이러한 불일치는 양자 이론의 선형 중첩 법칙을 충족하는 입자의 파동 함수가 본질적으로 더 이상 엄격하게 정의되지 않을 수 있음을 의미하며, 따라서 양자 이론의 파동 함수의 선형 진화 법칙도 유효하지 않게 됩니다.
이 결론의 직접적인 결과는 파동함수 투영 과정의 존재에 대한 자연스러운 객관적인 설명을 제공할 것이며, 이는 양자 측정의 문제를 완전히 해결할 수 있다는 것입니다. 따라서 양자 이론 자체의 문제에는 일반의 도움이 필요한 것 같습니다. 드디어 풀리는 상대성 이론.
한편, 양자이론은 일반상대성이론이 기초하고 있는 연속적인 공간과 시간의 개념에도 근본적인 영향을 미칠 것이다. 양자 이론과 일반 상대성 이론의 적절한 결합은 실험적으로 측정 가능한 가장 작은 시간 규모와 공간 규모가 더 이상 임의로 작지 않고 동시에 유한한 플랑크 시간과 플랑크 길이로 이어질 것이라는 것이 입증되었습니다. 양자 중력 이론은 또한 이론적으로 시간의 연속성 가정이 부적절함을 암시합니다. 그러므로 공간과 시간의 연속성 가정을 포기해야만 양자이론과 일반상대성이론의 양립성 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 양자중력이론에 대한 일관된 이론적 틀을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 시간, 공간, 운동에 대한 우리의 이해가 다시 한 번 크게 깊어졌습니다.
현재 혼란스러운 상황
양자역학에 대한 사람들의 견해의 불일치는 다음 사실에서 가장 명확하게 설명될 수 있습니다. 즉, 양자 이론의 창시자인 두 사람, 즉 아인슈타인과 보어 나는 이 문제에 대해 거의 30년 동안 토론해 왔지만 결국 만장일치의 의견을 얻지 못했습니다. 양자 이론에서 그들보다 더 많은 발언권을 가진 사람이 또 있을까요? 이 두 거대 과학이 우리를 떠난 지 거의 반세기가 지난 오늘날, 상황은 더욱 악화되었고 새로운 견해와 설명이 등장하고 있으며 서로 다른 물리학자들은 거의 모두 양자 이론에 대해 서로 다른 견해를 가지고 있습니다.
1997년 8월 UMBC(메릴랜드 대학교)에서 열린 양자역학 심포지엄에서 물리학자들이 선호하는 양자역학 해석에 대한 투표 결과는 다음과 같다.
양자역학 설명
투표
코펜하겐 해석 13
다세계 해석 8
숨겨진 변수 해석 4
일관된 이력 4
수정된 양자 역학(GRM/DRM) 1
기타 설명(미정 포함) 18
그림 1 양자역학 해석 순위
실제로 양자 이론의 기초가 탄탄하고 신뢰할 수 있는지는 고려하지 않고 응용에만 초점을 맞추는 물리학자가 더 많습니다.
안개를 걷어내세요
양자 역학이 이해하기 어렵거나 심지어 이해하기 어렵다고 생각되더라도 놀랄 일이 아닙니다. 왜냐하면 당신은 고전 세계에 살고 있고 보고 경험하는 것은 고전 물체이기 때문입니다. 그들의 연속적인 움직임과 처음부터 여러분의 과학 교육은 뉴턴의 고전 역학이었습니다. 그러나 이 모든 것은 더 이상 양자 세계의 입자와 운동에 적용되지 않습니다. 모든 사람은 발 밑의 땅이 갑자기 당겨지는 느낌을 갖게 될 것입니다. 그렇습니다. 당신은 완전히 낯선 세계로 들어가고 있으며, 평소의 감정과 경험은 더 이상 당신에게 도움이 될 수 없습니다. 앞으로 나아갈 길을 밝히려면 이성의 빛을 사용해야 합니다. 걱정하지 마시고, 우리를 따르고, 열린 마음을 유지하고, 기꺼이 이해하십시오. 당신은 점차적으로 이 새로운 양자 세계를 알게 되고 그 신비와 아름다움을 진정으로 엿볼 수 있을 것입니다.
여기서 우리는 가장 전형적인 예, 즉 "양자역학의 유일한 신비를 담고 있는" 이중 슬릿 실험(파인만의 말)부터 시작합니다. 이 예를 통해 우리는 마침내 자연의 가장 신비로운 양자적 성격을 익히고 이해하게 될 것입니다.
1920년대 양자역학이 정립된 이후, 미세한 입자(전자, 광자 등)가 어떻게 이중 슬릿을 통과하는지에 대한 문제는 진정으로 객관적으로 해결되지 않았습니다. 정통파에서는 만족스러운 답을 얻었다고 믿고 있지만 그 답은 이중 슬릿을 통한 입자의 운동에 대한 객관적인 이미지를 제공하지 않기 때문에 실제로 정통파에서는 이러한 이미지의 존재를 부정해 왔기 때문에 객관적인 현실을 선호합니다. 개념적인 사람들은 "그런데 입자가 어떻게 이중 슬릿을 통과합니까?"라고 묻고 있습니다.
그림 1 이중 슬릿 실험의 모식도
위 사진은 이중 슬릿 실험의 모식도이다.
광자를 예로 들어 단일 광자가 광원 S에서 차례로 방출된 다음 조리개 A의 두 슬릿을 통과하여 감광 스크린 B에 도달할 수 있다고 가정합니다. 이런 식으로 많은 수의 광자가 감광성 스크린에 도달하면 이중 슬릿 간섭 패턴이 형성되고 가장 많은 수의 광자가 간섭 피크에 도달합니다.
먼저 이중 슬릿을 통과하는 광자가 형성하는 간섭 패턴을 연속적인 동영상 이미지를 사용하여 설명할 수 있는지 살펴보겠습니다. 입자의 연속적인 운동 이미지에 따르면, 이중 슬릿 실험에서 광자는 한 번에 두 개의 슬릿 중 하나만 통과할 수 있고 다른 슬릿의 영향을 받지 않습니다. 따라서 이중 슬릿 간섭 무늬는 각 슬릿을 따로 열 때 생성되는 단일 슬릿 간섭 무늬의 혼합 패턴과 일치해야 함은 자명합니다. 단일 슬릿 실험에 나타납니다. 그러나 지금까지 광자에 대한 이중 슬릿 실험에서는 두 경우에 생성된 간섭 패턴이 서로 다르기 때문에 이러한 결론을 부정했습니다. 이는 이중 슬릿 실험을 이해하기 위해 연속 운동을 사용함으로써 발생하는 혼란입니다. 실제로 슬릿이 닫히면 광자가 화면의 특정 위치에 도달하지만 슬릿이 열리면 이 슬릿에서 광자가 차단되어 통과하지 못한다는 사실로 인해 혼란을 더 쉽게 알 수 있습니다. 화면에서 위에서 언급한 위치에 도달합니다.
입자의 연속적인 운동 이미지를 포기할 수밖에 없습니다. 양자역학의 정통 해석도 이 이미지를 포기하지만 입자 운동에 대한 가능한 모든 이미지도 포기하며 이러한 포기가 이론적 필요성임을 증명합니다. 따라서 정통적인 설명은 이중 슬릿을 통한 입자의 움직임에 대한 객관적인 이미지를 제공하지 못할 뿐만 아니라 이것이 불가능하기 때문이 아니라 이러한 이미지가 전혀 존재하지 않기 때문에 충격적으로 주장합니다. 정통 설명이 어떻게 "진실을 숨기고" "결점을 드러내는"지 살펴보겠습니다.
정통적인 설명은 먼저 연속 운동이 존재할 수 있는 유일한 객관적인 운동 형태라고 암묵적으로 가정하고, 그런 다음 위와 유사한 주장을 통해 연속 운동이 에 의해 예측된 이중 슬릿 간섭 패턴을 설명할 수 없음을 증명합니다. 양자 역학. 따라서 정통 설명은 연속 운동의 고유성으로 인해 가능한 객관적인 운동 형태를 포기하고 다음과 같은 결론에 도달합니다. 즉, 객관적인 운동 형태가 없습니다. 관찰과는 별개로, 미세한 입자의 특정 속성에 대해 이야기할 때는 해당 속성을 측정해야 합니다. 더욱이 정통 해석에서는 측정 측면에서 이중 슬릿 실험의 기이함을 설명하며 이것이 유일하게 가능한 객관적인 설명이라고 주장합니다. 이 설명은 간단히 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 광자가 이중 슬릿을 통과하여 이중 슬릿 간섭 패턴을 형성하는 방법을 알고 싶다면 위치 측정을 사용하여 광자가 어떤 슬릿을 통과하는지 직접 관찰해야 합니다. 양자역학에 따르면, 위치 측정은 틀림없이 파괴될 것입니다 이중 슬릿 간섭 무늬가 제거되었으므로 이중 슬릿 간섭 무늬가 파괴되지 않는다는 전제에서 광자가 어느 슬릿을 통과하는지 알 수 없으므로 광자가 어떻게 통과하는지 알 수 없습니다. 이중슬릿을 형성하여 이중슬릿 간섭무늬를 형성한다. 따라서 정통적인 설명은 이중 슬릿을 통과하는 광자의 객관적인 운동 이미지가 본질적으로 존재하지 않는다고 주장합니다.
위의 정통적 설명 주장은 사실상 20세기의 거의 모든 위인들을 속인 것으로 보인다. 그러나 위의 증명에는 두 가지 치명적인 결함이 있다. 하나는 정통 설명이 연속 운동이 존재할 수 있는 유일한 객관적인 운동 형태라고 암묵적으로 가정하지만 충분한 증거나 설명을 제공하지 않는다는 것입니다. 사실, 이 암묵적인 가정을 심각하게 의심한 사람은 아무도 없습니다. 아인슈타인과 같은 정통적인 설명에 반대하는 사람들을 포함하여 거의 모든 사람이 그것을 깊이 믿고 있기 때문입니다. , 그리고 그 정확성이 명백하다고 생각합니다. 그러나 그것은 뿌리깊은 편견으로 성공한 경험과 위인의 가르침을 먹고 자라나 결국에는 사람의 생각을 가두어 그 경험 뒤에 있는 현실을 말살하려고 한다. 실제로 사람들이 위의 가설을 굳게 믿는 데는 여러 가지 이유가 있으며 그 중 경험과 역사에서 비롯된 이유가 결정적인 역할을 할 수 있지만 사람들은 이 가설 자체의 합리성을 거의 고려하지 않으며 다른 가능성이 있다는 것을 진지하게 고려하지도 않습니다. , 또는 양자 역학에 직면하여 연속적인 움직임을 포기해야 하는 경우에도 훨씬 더 기본적인 형태의 움직임을 의미합니다.
사람들은 왜 그렇게 강하게 믿는가? 흥미로운 이유는 양자역학이 출현하기 전에는 사람들이 이 가정을 의심할 필요가 없었지만, 양자역학이 출현한 후에는 정통 해석이 사람들이 이 가정을 의심하는 것을 금지했다는 점일 수 있습니다.
위 증명의 두 번째 결함은 기술적 결함입니다. 즉, 측정 시 광자가 어느 슬릿을 통과하는지 관찰하는 것만 고려합니다(위치 측정을 사용). 이 결함은 실제로 첫 번째 결함으로 인해 발생합니다. 이중 슬릿 실험의 정통 해석을 측정 의미로 해석할 때 객관적인 운동 형태가 존재한다면 여전히 연속 운동일 수 있다고 가정하기 때문입니다. 따라서 정통적인 설명은 광자가 어느 슬릿을 통과하는지 관찰하기 위해 위치 측정의 사용만을 검토하며, 광자의 객관적 운동 형태가 연속 운동과 다른 다른 형태일 수 있으므로 "동시에" 통과할 수 있다는 생각은 전혀 하지 않습니다. 어떤 식으로든 두 개의 슬릿이 있으며 측정은 이러한 형태의 움직임을 수용하도록 설계되어야 합니다. 따라서 정통 설명은 항상 특정 간격에서 위치를 고집스럽게 측정하지만 이것이 양자역학의 함정에 빠지는 것을 알지 못하므로 측정 투영 프로세스를 사용하여 정통 설명의 측정 탐색을 쉽게 처리할 수 있습니다. , 양자 이론의 진정한 얼굴을 성공적으로 숨겼습니다. 양자 역학에 따르면, 이 측정은 광자의 실제 운동 상태를 파괴하고 광자가 단일 슬릿으로 투사되도록 합니다. 이는 이중 슬릿 간섭 패턴을 파괴할 뿐만 아니라 실제 객관적인 운동 형태를 볼 수 없게 합니다. 광자. 정통 설명 주장의 첫 번째 결함은 사람들이 연속 운동과 다른 객관적인 운동 형태를 제안하는 것을 근본적으로 방해하는 반면, 두 번째 결함은 더 나아가 사람들이 그러한 운동의 구체적인 형태를 발견하는 것을 방해한다는 것을 알 수 있습니다.
위에서 언급한 정통 설명의 기술적 단점을 인식하면 광자가 어떻게든 두 슬릿을 동시에 통과할 가능성을 처리할 수 있는 새로운 측정 방법을 채택할 수 있습니다. 양자역학의 투영 과정은 양자의 진정한 모습을 엿볼 수 있도록 도와줍니다. 실제로 사람들은 이미 1993년 Aharonov 등이 제안한 보호 측정 방법을 발견했습니다. 이중 슬릿 실험을 통해 광자의 양자 상태를 미리 알고 있기 때문에 원칙적으로 상응하는 보호 조치를 취할 수 있어 광자의 양자 상태를 파괴하지 않고 광자의 실제 양자 상태나 객관적인 운동 상태를 측정할 수 있습니다. 따라서 이중 슬릿 간섭 무늬는 파괴되지 않습니다. 따라서 이중 슬릿 간섭 패턴을 파괴하지 않고 보호 측정을 사용하여 광자의 실제 객관적인 이동 형태를 발견할 수 있습니다.
불연속 운동
이중 슬릿 실험은 미세한 입자의 운동은 불연속적이며, 불연속 운동만이 자연적으로 우리에게 남겨진 유일한 선택임을 분명히 말해줍니다. 아래에서는 이중 슬릿을 통과하는 광자의 양자 운동에 대한 이미지를 제공할 것입니다. 하지만 그 전에 "동시성"에 대한 사람들의 마음 속에 내재된 편견도 제거해야 합니다. 이중 슬릿을 통해 객관적인 동영상.
우리는 입자가 두 개의 슬릿을 동시에 통과할 수 없다는 결론은 항상 옳다고 여겨져 왔지만, 여기서는 '동시성'에 대한 사람들의 심층적인 이해를 견딜 수 없다는 점을 지적하고 싶습니다. 결론은 프레임워크 내에서 "동시에"로 제한되며 입자가 동시에 두 개의 서로 다른 공간 위치에 있을 수 없다는 견해는 미세한 입자의 절반이 없다는 정확한 사실과 동일하므로 존재를 반박합니다. 연속적인 운동 외에 다른 형태의 운동을 의미합니다. 이는 궁극적으로 양자 없는 정통 양자 관점으로 이어집니다. 사실, 우리는 "동시성"에 대한 협소한 이해를 버려야 합니다. 이중 슬릿의 길이는 0이 아니라 유한하므로, 이중 슬릿 논증에서 "동시성"은 동일한 순간이 아닌 매우 짧은 유한 시간 슬롯을 의미해야 합니다. .
이제 우리는 이중 슬릿을 통과하는 광자의 객관적인 운동 이미지, 즉 광자의 양자 운동 이미지를 마침내 발견할 수 있습니다. 그것은 매우 짧은 유한 시간 내에 불연속적으로 양자 운동을 겪는 광자입니다. "동시에"는 두 개의 슬릿을 통과합니다. 이 시간 슬롯의 특정 순간에는 하나의 슬릿에만 있을 수 있지만, 서로 다른 시간에 다른 슬릿에 있을 수 있으므로 매우 짧은 시간에 두 개의 슬릿을 통과합니다.
광자의 운동은 불연속적인 양자 운동이기 때문에 우리는 광자의 이중 슬릿 간섭 패턴의 기묘함을 쉽게 설명할 것입니다. 왜냐하면 각 실험에서 광자는 두 개의 슬릿을 불연속적으로 통과하여 동시에 화면의 광자에 도달하기 때문입니다. 시간 하나의 슬릿이 아닌 두 개의 슬릿에서 나오는 정보를 담고 있기 때문에 이중 슬릿 간섭 패턴은 당연히 두 개의 단일 슬릿 패턴의 단순한 혼합이 아닙니다.
New Dawn
최근 『양자 운동과 더 빠른 빛 통신』이라는 책이 출간되면서 불연속 양자 운동을 기반으로 한 보다 완전한 양자 이론이 제안되었습니다. 이 책에서 저자는 거시적 연속운동에 대한 심층적인 분석과 명확하고 엄밀한 논리적 논거, 강력한 실험적 확증을 통해 물질의 기본 운동 형태인 불연속 양자운동과 그 법칙을 제시하고, 미시적 운동이 설득력 있게 증명된다. 거시적 운동과 거시적 운동은 모두 양자 운동의 표현입니다. 이는 양자역학에서 파동함수의 물리적 의미에 대한 문제를 해결할 뿐만 아니라, 파동함수의 측정과 투영과정에 대한 객관적인 물리적 설명을 제공하고, 미시세계와 거시세계에 대한 사람들의 설명을 유기적으로 통일시킨다. 저자는 이를 바탕으로 양자 운동에 담긴 놀라운 양자 비국소성을 더욱 분석하고, 양자역학과 상대성이론을 접목할 수 있는 방안을 제시하며, 양자 비국소성 탐구를 바탕으로 초경량 통신에 과감한 진전을 이룬다.
양자란 무엇인가?
이제 사람들은 마침내 양자가 무엇인지 이해하고 모든 양자 혼란을 해결할 수 있습니다. 양자는 물질 입자의 불연속적인 운동이며, 모든 양자 혼란은 이 불연속적인 운동에서 비롯됩니다.
원자 시스템에 불연속적인 에너지 준위가 존재하게 된 것은 바로 이 불연속적인 운동입니다. 이 에너지 불연속성은 1900년에 플랑크에 의해 처음 발견되었습니다. 이 발견은 양자 시대의 시작을 알렸습니다. 광파의 입자 거동으로 이어지는 운동으로 인해 젊은 아인슈타인은 1905년에 빛 양자의 존재를 잠정적으로 가정하고 이를 사용하여 광전 효과를 성공적으로 설명했습니다. 이러한 불연속적인 운동은 원자계의 안정된 존재로 이어지기도 했습니다. 이 안정된 존재는 1913년 보어가 과감하게 가정한 원자의 정지 상태에서 나타났습니다. 그러나 원자의 안정성은 당시에도 여전히 미스터리였습니다. 현상을 설명할 수 없었습니다.
물질의 파동-입자 이중성을 이끄는 것은 바로 이 불연속 운동이다. 아인슈타인은 1909년에 이 신비한 빛의 속성을 처음 발견했고, 드 브로이는 마침내 1923년에 이를 소개했다. 이 속성은 모든 물질에 부여된다. 양자 점프의 존재와 불연속의 출현으로 이어지는 것은 바로 이 불연속 운동입니다. 아인슈타인은 플랑크의 양자 가설이 이러한 불연속을 의미한다는 것을 처음으로 인식했으며, 보어는 물리학에 혁명적인 변화를 가져올 수도 있다고 가정했습니다. 1913년에 정지 상태 사이의 본질적으로 불연속적인 양자 전이가 발견되었으며, 모든 원자 과정에는 불연속성이 포함되어 있다고 항상 주장해 왔습니다.
파동 형태의 입자 운동 방정식으로 이어지는 것은 바로 이 불연속 운동입니다. 슈뢰딩거는 1926년에 이 방정식의 대략적인 형태를 처음 발견하고 양자역학의 형식 체계 중 하나를 확립했습니다. 파동역학; 파동함수 투영 과정의 존재로 이어지는 것은 바로 이 불연속 운동입니다. 폰 노이만은 이 과정의 순간적인 형태를 처음으로 엄격하게 표현하고 이를 파동 함수의 특별한 진화 과정으로 간주했습니다. 이 투영 과정은 더 나아가 거시적 물체의 연속 운동의 발현으로 이어집니다. 따라서 우리에게 익숙한 연속 운동은 단지 불연속 운동의 특별한 이상적인 형태일 뿐입니다.
양자 비국소성의 존재로 이어지는 것은 바로 이 불연속 운동이다. 아인슈타인은 1927년에 양자의 이 신비한 특성을 처음 발견하고 그것이 상대성 이론과 양립할 수 없음을 지적했다. 먼 거리에서의 작용". 마찬가지로 보어도 실제 존재를 피하기 위해 상보성을 사용했지만 실험은 양자 비국소성의 객관적인 성격을 엄격하게 입증했습니다. 존재; 특별한 관성 기준인 양자 에테르의 존재로 이어지는 것은 바로 이 불연속 운동입니다. 상대성 이론을 수정해야 하는 필요성이 대두되는 시스템입니다.
물론 이러한 불연속적인 움직임이 오늘날 양자통신, 양자컴퓨팅 등 수많은 새로운 양자 기술의 출현을 가져왔다.
결국 이러한 불연속적인 움직임이 미시적 세계의 존재로 이어지며, 거시적 세계와 우리 자신의 존재를 가능하게 한다.
물질의 운동이 연속운동이 아니라면 그것은 불연속운동이다. 이것은 간단하고 직접적인 논리적 추론이다. 이것을 이해하면 양자도 이해하고 양자가 무엇인지 알게 됩니다.
그림을 보려면 다음을 참조하세요:
/bbs/Archive_view.asp?boardID=22amp ID=10266