تحقیق درباره فیزیک کوانتومی

اختصاصی از فی گوو تحقیق درباره فیزیک کوانتومی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:9
فهرست و توضیحات:

مقدمه

درآمد

طبیعت و عدم قطعیت

پیامدهای فیزیک کوانتومی

عدم حتمیّت در نظریة کوانتوم بسیار بسیار کمتر از عدم حتمیّت ناشی از محدودیت دانش در زندگی روزمره است. در اینجا انسان در جهانی زیست می کند که توسط فیزیک کلاسیک توصیف می شود، و در حالت اول انسان در جهانی زندگی می کند که توسط فیزیک مدرن وصف می شود. بین این دو نوع توصیف تفاوتی موجود نیست که تأثیر قابل ملاحظه ای در مسئله انتخاب آزاد و رفتار اخلاقی بگذارد. در هر دو حالت انسان نتایج اعمالش را نه با حتمیّت، بلکه با درجه ای از احتمال پیش بینی می کند، عدم تعیّن در مکانیک کوانتومی, هیچ تأثیر قابل مشاهده ای بر سنگی که انسان پرتاب می کند، ندارد. چون سنگ مجتمع عظیمی است از میلیاردها ذره. در جهانی که انسان زندگی می کند عدم تعیّن مکانیک کوانتومی نقشی ایفا نمی کند. به همین دلیل این پندار را که عدم تعیّن در سطح زیر اتمی ربطی به مسئله اراده آزاد دارد، می توان باطل دانست." دیوید هیوم در نقد خود به مسئله علیت استدلال می کند که هیچ دلیلی وجود ندارد که فرض کنیم ضرورتی درونی, در وقایع متواتر علت و معلول وجود دارد. واقعه ای را مشاهده می کنید و سپس واقعه دیگری را. آنچه که مشاهده کرده اید چیزی نیست جز تواتر زمانی وقایع یکی پس از دیگری و هیچ ضرورتی در اینجا مشاهده نشده است. بهتر است بگوییم علیت در مکانیک کوانتومی به مفهوم اصیل آن حذف نمی شود بلکه این تعبیر سنتی جبرگرایانه آن است که حذف میشود.

علیت در تعریف، براین اصل استواراست که یک واقعیتفیزیکی, بستگی به دیگری دارد و پژوهش فیزیکدانان کشف این وابستگی می باشد و مشاهده می کنیم که این مسئله هنوز هم درمکانیک کوانتومی صادق است. اگرچه اشیا مورد مشاهده که برای آنها این وابستگی ادعا میشود متفاوتند، اینها احتمالات رخدادهای بنیادی مطرح هستند و نه خود رخدادها.هایزنبرگ نیز به این مسئله اذعان داشت که در اصل عدم قطعیت آنچه که سبب ناسازگاری با علیت می گردد در حقیقت نقص تعیین(under determinate) در مقدمه استنتاج است. به طوری که ما نمی توانیم از وضع کنونی سیستم به طور کامل مطلع بشویم. بنابراین طبیعی است که نتیجه به صورت محتمل درآید. اگر علیت را به تمام و کمال به معنای قابلیت پیش بینی پذیری بدانیم آنگاه مکانیک کوانتومی ناقض علیت خواهد بود. اما پیش بینی پذیری علاوه بر اعتبار علیت عامه به دانش ما در باره طبیعت و شرایط اولیه هم نیاز دارد. هیوم و بیکن و برنارد و میل هیچکدام بر اساس علیت خدشه ای وارد نکردند. بحث آنها بیشتر تمایز میان ضرورت منطقی و ضرورت تجربی است. در ثانی حتی در فیزیک کلاسیک نیز که باور عمومی بر این است که موجبیتی است و رفتار آینده هر سیستم منزوی را می توان از حالت فعلی آن تعیین نمود, در موار بسیاری برخورد آماری با سیستم صورت می گیرد. مانند دینامیک گازها یا سیستمهای هنگردی(ensemble) در مکانیک آماری. اگرچه که در آنجا فرض را بر این می گذارند که با محاسبه تک تک ذرات سیستم می توان اطلاعات کاملی از وضع کلی سیستم بدست آورد اما بدلیل دشواری محاسبه, برایند خواص اجزای سیستم را بصورت آماری تحلیل می کنیم. ارسطو تحقق چهار علت فاعلی ,مادی, صوری و غایی را برای وقوع رویدادها ذکر کرده است.

 از منظر ارسطویی هرگاه این چهار علت فراهم آیند وجود معلول بالضروره تحقق می یابد. از این رو قواعد مکانیک و ریاضیات را می توان به نوعی علت غایی پدیده ها پنداشت. تحلیل ابعادی در مکانیک کلاسیک به گونه ای است که در ابتدا پارامترهای موثر در یک پدیده تعیین و مطابق با نظریه پی بوکینگهام ارتباط میان پارامترهای مستقل و وابسته مشخص می گردد. در این روش ابتدا تمام پارامترهایی که گمان می کنیم بر پدیده موثرند را فهرست می کنیم. در صورتی که نسبت به تاثیر یک پارامتر در وقوع پدیده تردید وجود داشته باشد باز هم آن پارامتر را وارد می کنیم. اگر پارامتر به پدبده مربوط نباشد پارامتر اضافی Π ظاهر می گردد. این پارامتر که در نهایت مشخص می گردد هیچ تاثیری روی پدیده فیزیکی ندارد در رابطه نهایی که می خواهیم بدست آوریم وارد نمیشوند. یا اینکه در نهایت یک گروه بی بعد بیشتر به دست می آید که آزمایش نشان می دهد آنها اضافی هستند. در هر صورت آنچه مسلم است امکان دارد متغیرهای نهان در پدیده ها موثر باشند و از نظر ما مغفول مانده باشند. دیوید بوهم که از منتقدین تعبیر کپنهاگی است همواره به دنبال نظریه کوانتومی بدیلی بود که فاقد عدم قطعیت باشد. او برای رد عدم قطعیت, یک جمله به معادله شرودینگرErwin Schrödinger که تعبیری بالنسبه جبرگراترازمکانیک کوانتومی بود اضافه نمود.

−h² [∂² ψ (x,t)] / 2m∂x² + V(x,t) ψ (x,t) = ih ∂ψ (x,t)/∂t    

اگر مقادیر مجموعه کامل کمیتهای یک حالت برای زمان t داده شده باشد،آنگاه تابع موج کوانتومی دستگاه برای زمان t به طور منحصر به فرد تعیین می گردد. این تابع موج، در مکانیک کوانتومی نقشی شبیه به توصیف حالت در مکانیک کلاسیک بازی می کنند. فرم ریاضی معادله شرودینگر شبیه به یک قانون جبری است. از این رو اگر تابع موج کوانتومی را نمایش کامل حالت آنی بدانیم،باید بگوییم  جبریت درمکانیک کوانتومی نیز حفظ میشود. اضافه کردن یک جمله به معادله شرودینگر توسط بوهم اگرچه عدم قطعیت در مکان و اندازه حرکت را از میان می برد اما این کار مستلزم در نظر گرفتن متغیرهایی است که قابل آشکارسازی نیستند. بوهم این جمله اضافه شده به معادله شرودینگر را " پتانسیل کوانتومی" می نامد. البته نه اینشتین و نه خود بوهم این اصلاحیه بوهم بر مکانیک کوانتومی را که فقط به جهت خلاصی از عدم قطعیت صورت می گرفت جدی تلقی نکردند. فی الواقع نظریه بوهم هیچ برتری خاصی نسبت به فرم پیشین مکانیک کوانتومی ندارد وتنها از این جهت مورد توجه برخی قرار گرفته که چالشی برای تابوی علیت وناخرسندی برای اذهان علیت باور,ایجاد نمی نماید. تعابیر جدیدتر از مکانیک کوانتومی نسبت به مسائل مطروحه در چند سال اول ارائه آن به مراتب پیچیده تر است. تعابیر یوجین ویگنر(eygene wigner) و نیز مبحث جهان های موازی اورت(Everett) بنیادهای فلسفی ذهن بشر را دگرگون کرده اند. آیا میتوان تصور کرد که روزی انسان به دانشی بلاواسطه ازحقیقت مطلق دست یابد و به دغدغه فلسفی کهنی چون پرسش از چندی و چونی مثل افلاطونی, گوهر اسپینوزایی و ذات و نومن کانتی خاتمه دهد؟ هنوز هیچکس پاسخ این پرسش را نمی داند.