量子革命を理解する
Buy Book -Helgoland by Carlo Rovelli
ヘルゴランドの小説のプロットは何ですか？
量子物理学の夢のような叙情的な研究であるHelgoland（2021）は2021年に設定されています。この小さな本で説明されている奇妙な亜原子宇宙は、完全に明確なものではないものです。
ヘルゴランドの小説を読むのは誰ですか？
- 科学の歴史に興味があるが専門家ではない物理学者
- 原子の奇妙な世界についてもっと知りたいという意欲的な精神病
- 現実についてシュールな見方をすることに興味がある人なら誰でも
カルロ・ロベリは誰ですか、そして彼の背景は何ですか？
物理学者のカルロ・ロベリは、フランスのマルセイユのセンター・デ・フィジック・テオリクの量子重力研究グループの責任者であり、理論物理学者として働いています。物理学に関する7つの短いレッスンなど、彼の作品の多くは、現実が現れるものではなく、時間の順序は物理学のそれぞれの分野でベストセラーでした。
私にとって正確に何が入っていますか？量子物理学の最新の開発を見てください。
Werner Heisenbergは、1925年の夏にはくしゃみを止めることができませんでしたが、これはたまたまアレルギーシーズンでした。 23歳の科学者は、干し草の症状を緩和するために、北海の小さな岩の多い島のヘルゴランドに逃げました。彼はここにいる間に原子について注意深く熟考し始め、最終的に深呼吸をすることができます。彼の発見は、物理学と現実の理解に大きな影響を与えます。物理学者のカルロ・ロベリの優れたストーリーテリングに基づいて、これらのメモは、科学者によって量子力学がどのように発見され発見されるようになったかについての興味深い物語を語っています。本を調べると、ハイゼンベルクのアイデアが亜原子粒子の奇妙で逆説的な世界について教えてくれることを学び、彼の発見が今日科学者を混乱させ続けている問題を明らかにしたことを見るでしょう。干し草熱がどのように科学者が量子物理学を発見するのに役立ったか、物事が実際にオブジェクトではないとき、そしてなぜこれらの一連のメモでマルチバーが必要ないのかを発見してください。
Heisenbergは、量子物理学として知られる新しい複雑な研究分野の誕生の触媒でした。
20世紀初頭に若くて野心的な科学者であることは、生きているのにエキサイティングな時間でした。デンマークの物理学者のニールズ・ボーアは、何十年もの間科学者を困惑させてきた奇妙な現象を発見しました。彼は、加熱すると、原子がそれらに固有の特定の周波数で光を生成することを発見しました。これらのパターンは、原子の核の周りに泡立つ小さな亜原子粒子である電子が、原子の核からの特定の距離でのみ軌道のみであることを示しています。ハイゼンベルクは、なぜこれが起こっているのかについて困惑しています。なぜ電子は特定の軌道構成に制限されるべきなのですか？そして、なぜ彼らが必要でないのに、なぜ彼らは特定の測定可能な方法で軌道の間にジャンプする必要があるのでしょうか？本質的に、彼は量子ジャンプの物理学をよりよく理解したいと考えています。これを奪うための最も重要な教訓は、ハイゼンベルクが量子物理学として知られる新しい研究の誕生の触媒でした。
当時の科学者は電子軌道やこれらの軌道の間で発生した量子ジャンプを理解できなかったため、これはジレンマでした。離散数は、古典物理学における粒子の動きを説明するために使用されます。これらの数値は、場所、速度、エネルギーなどの変数を表すために使用されました。しかし、電子の場合にこれらの要因を確立することは不可能であることが証明されました。科学者は、電子が軌道の間でホップしたときにのみ、これらの変数の変化を見ることができ、したがって観測を制限しました。この難問を避けるために、ハイゼンベルクは、見ることができるもの、つまりこれらの量子ジャンプ中に放出される光の周波数と振幅に集中しました。彼は古典的な物理原理を書き直し、各個々の変数を、世界で起こる可能性のあるすべての潜在的な変化を表すテーブルまたはマトリックスに置き換えました。しかし、算術は非常に複雑でしたが、結果はまさにボーアが見たものでした。
他の科学者であるErwinSchrödingerは、他の科学者とは少し異なるアプローチを採用しました。電子は、核を周回する粒子の集まりではなく、それらがその周りに移動した電磁波であると彼の信念でした。彼はまた、波の方程式のより単純な数学を使用することにより、ボーアの発見を正確に一致させることができました。しかし、ヒッチがありました。波は拡散しますが、電子が検出器によって検出されると、波とは対照的に、それらは明確に定義された点、または粒子です。
明らかに非互換性にもかかわらず、同じ結果を提供するこれらの明らかに矛盾したモデルをどのように調整できますか？ 3番目の思想家であるMax Bornは、解決策を提供することができました。シュレディンガーの波計算は、ハイゼンベルクのマトリックス計算よりも電子測定の結果のより良い説明を提供したと主張した。この新しい量子物理学では、電子は外部の観察者に見られるまで、何らかの形で波として生きていたように思われました。その後、彼らは単一の場所で停止します。これは、新しい、困惑する質問をもたらしました。なぜこれが起こったのですか？
彼らの存在の結果、重ね合わせは現実の性質に関する挑戦的な問題を引き起こします。
量子物理学の困惑した領域を簡単な方法で説明する有名な思考実験があります。奇妙なガジェットが取り付けられた箱の中の猫を備えています。活性化すると、クリーチャーを眠らせるのに役立つ強い鎮静剤を放出します。原子の崩壊など、特定の量子イベントが発生したときにのみガジェットが作動すると仮定します。さらに、Schrödingerの方程式は、このイベントが2分の1のチャンスでいつでも発生すると予測すると仮定します。その結果、ボックスを開くまでイベントが発生したかどうかはわかりません。猫は眠っていると同時に警戒しているようです。
これは量子の重ね合わせと呼ばれ、同じ物理空間に2つの矛盾する特性が同時に存在する場合に発生します。把握するのは有名な概念であるため、物理学者や哲学者がそれがどのように機能するかについて満足のいく説明を思い付くのに数十年かかりました。これを奪う最も重要な教訓は、彼らの存在の結果として、重ね合わせは現実の性質に関する挑戦的な問題を引き起こすことです。シュレディンガーの猫として知られており、量子物理学の最も基本的な謎の1つを強調するのに役立ちます。重ね合わせは不可能であると思われるという事実にもかかわらず、科学者はそれらが存在することを示しています。たとえば、1つの光の光子は、まったく2つのまったく異なる経路に沿って移動したかのように見えるかもしれません。この奇妙な現実には、解釈と呼ばれることが多いさまざまな競合理論があります。
複数の宇宙のアイデアは、考えられる説明の1つです。このモデルでは、猫が眠っていると目覚めているという概念は、その論理的な結論に導かれます。その結果、トリガーが発生する可能性は2つに1つであるため、両方のイベントが発生しますが、上記のように別々の時間枠で発生します。あなたは、オブザーバーとして、これらの他のタイムラインのそれぞれにも住んでいます。実際、量子発生数は無限にあるため、結果として考慮すべきタイムラインまたは宇宙の数が無限にあります。
ライバルの解釈である隠された変数仮説は、シュレディンガーの波を量子粒子自体と区別することにより、無限の宇宙の存在を回避します。この理論によれば、Schrödingerによって示される確率は、目に見える物理的な世界が1つの形をとるという事実にもかかわらず、私たちがまだ理解していない真の方法で存在します。その結果、目覚めた猫だけを観察したとしても、眠っている猫の可能性が私たちの現実に存在します。
しかし、量子ベイジアン主義またはQBISMとして知られる3番目の解釈がありますが、それは完全に異なります。この理論によれば、重ね合わせとシュレーディンガーの確率は情報に過ぎず、その情報は部分的にしか完成していません。観察者が箱を開けて猫を見ると、彼らは状況についてより多くの知識を得ます。このようにして、オブザーバーは彼の周りの世界を観察することによって、一つに現実の部分を作成します。しかし、これはオブザーバーがそもそも誰であるかという問題を請います。
関係の解釈は、すべてが常に変化している宇宙を描いています。
量子物理学の素人の理解によれば、観察者が介入して実際に何が起こっているかを決定するまで、量子の重ね合わせが続きます。その結果、科学者が電子検出器を搭載し、観測を介して電子が実際にどこにあるかを決定するまで、電子は確率の未定義の雲の中を鳴らします。しかし、彼をとてもユニークにする科学者については何ですか？彼女について特別な権利を持つオブザーバーの立場を彼女に与える何かはありますか？彼女の白衣、洗練された技術機器、または彼女の成功のすべての要因が見て、考え、認識する能力を持つ感覚的な生き物としての彼女の存在。真実は、これらのもののどれも存在しないということです。観測は、量子理論の関係の解釈の下で、単語の従来の意味に見ることを含めていません。現実には、あらゆる種類の相互作用が観察と見なされる場合があります。
ここで最も重要な教訓は、関係の解釈がすべてが常に変化している世界を描いていることです。量子理論を「観察」と呼ぶことは、ちょっとした誤称です。物理学の自然界と特定の主題、しばしば人間である特定の主題との間に区別があります。一方、量子物理学の関係解釈は、この違いを排除します。この概念によれば、宇宙のすべてのエンティティはオブザーバーとオブザーバーの両方であり、観察および観察されています。
コスモスには、光子や軽い粒子、虹、猫、時計、銀河などの虹など、信じられないほどの種類のオブジェクトが詰め込まれています。物理システムと呼ばれることが多いこれらのエンティティは、真空に存在することはできません。彼らは常に互いに相互作用しています。そして、実際には、その特性を決定するのは、物理システム間のさまざまな相互作用です。何かが他のことと相互作用しない場合、それは意味のある意味では存在しません。
このように、しばしば情報と呼ばれるすべての物理的特性は、リンクされています。つまり、彼らは常に流動的であり、状況に応じて現れて消滅します。これは、特定の方法で真実であることをすでに知っているものです。速度などの品質は、2つのことの関係を調べることによってのみ発見できます。ボートを歩いているときは、速度は、ボートの甲板または海面に関連して測定するかどうかによって異なります。
属性を作成する関係の無限のネットワークとして世界を想像することは、革命的ではないように見えるかもしれませんが、それは本当にそうです。シュレディンガーの猫の物語に戻りましょう。箱の中にいる間、猫は引き金に近いことに応じて眠っているか目覚めていますが、外側からは猫もそうではないようです。以前に述べたように、さまざまな関係が明確な現実をもたらすため、これらの声明は両方とも正しいです。重要なのは、問題のリレーショナルイベントまたは参照フレームが検討されていることです。
リレーショナルモデルは、量子エンタングルメントのプロセスを簡素化し、その神秘性を取り除きます。
両方とも量子重ね合わせにある2つの光子を考えてみましょう。観察を行わない限り、シュレディンガーの猫の決定的な状態を特定できないように、観察するまで、どちらの明確な状態を決定することはできません。それにもかかわらず、各光子には2つの可能な結果があるため、各色に見られると表示される可能性が50％あります。これらの光子の1つをウィーンに、もう1つは北京に送って、それがどうなるかを見てください。ウィーンフォトンを見ると、赤または青のどちらかが表示されることがわかります。この例のために、それが赤い色のふりをしてみましょう。さて、北京光子を見ると、ウィーンの光子が観察される期間の約半分になるはずです。
しかし、ここは物事が奇妙になり始めたときです。ウィーンの光子が赤の場合、状況に関係なく、北京光子も常に赤くなります。量子エンタングルメントは、この明らかに魔法のつながりに与えられた名前です。これを奪うべき最も重要な教訓は、リレーショナルモデルが量子エンタングルメントのプロセスを簡素化し、その神秘性を取り除くことです。量子エンタングルメントは、物理学の分野でこれまでに発生した最も珍しい出来事の1つです。 2つの光子が絡み合っていますが、その特性は、大きな距離で分離されている場合でも、相関または一致します。もちろん、レッドグローブのペアも同様に空間に関連付けられています - たとえそれらが大きな距離で分離されていても、同じ色を保持します。しかし、それらが見られるまで、赤青の重ね合わせにある光子のペアは赤でも青でもありません。それでは、どのようにして他の人と競争できるのでしょうか？
結局のところ、最初の光子は何らかの方法で2番目の光子と通信できるかもしれません。それにもかかわらず、信号が光の速度よりも速く移動する必要があるという事実にもかかわらず、エンタングルメントは長距離で検出されました。あるいは、夫婦は分離される前に色相に落ち着くかもしれません。さらに、ベルの不平等として知られる複雑な方程式のセットは、この理論も除外しています。それで、この状況で正確に何が起こっているのでしょうか？リレーショナルモデルは、いくつかのガイダンスを提供できる場合があります。
このパラダイムの下では、属性は相互作用によってのみ見つけることができることに留意してください。ウィーンと北京の両方の光子を同時に見ることができないという事実は、それらのどれも他のものとの関係に実際の特性を持っていないことを意味します。他の場所で。北京の光子、そして実際に北京のすべては、結果として、ウィーンの目には量子の重ね合わせにとどまります。両当事者がお互いを見ることがない限り、そしてそれがない限り、比較は役に立たない。
それにもかかわらず、これらの一見異なる出来事はリンクされる可能性があります。ウィーンの科学者は、電話で北京の同僚とコミュニケーションをとることができます。この相互作用、または観察は、ウィーンフォトンの赤い色合いに関する情報を提供し、その結果、絡み合った光子が赤く表示されます。その結果、時間と空間にわたって神秘的なつながりはなく、これらを結び付ける関係のウェブがあります。発生し、独自の特性を提供します。
哲学と科学は、それぞれの研究分野で密接に関連しています。
エルンスト・マッハは、おそらく広く公表されたことのない最も重要な思想家です。科学者および哲学者としての彼の役割において、予期せぬ洞察と挑戦的な思考を生み出す彼の能力は、幅広い分野でファンと批評家の両方を獲得しました。マッハの作品は、彼の著作でロシアの革命的なウラジミール・レーニンによって厳しく批判されました。別の革命家であるアレクサンダー・ボグダノフは、彼らのために復geされて立ち上がった。マッハの思考のいくつかの側面は、有名な作家のロバート・ムシルによって、壮大な本、「資質のない男」に統合されました。さらに、アインシュタインとハイゼンベルクの両方は、マッハの理論が自分の発見に大きな影響を与えたと認めています。それで、マッハが提唱した革命的なアイデアは、政治、芸術、物理学の領域全体にそのような騒動を引き起こしたものは何でしたか？結局のところ、彼は宇宙が感覚で構成されていることを提案しました。これは、関係量子理論と奇妙な共鳴を持っています。
ここで最も重要な教訓は、哲学と科学が互いに密接に関連しているということです。 18世紀から19世紀にかけて、メカニズムとして知られる哲学的仮定は、ほとんどの科学コミュニティを制御しました。最も基本的なレベルでは、メカニズムは、現実が時計と同様に機能したと主張しました。宇宙は空間として知られる巨大な空の容器であり、すべての現象は、この容器で互いに厳密に相互作用している物質で構成されていました。エルンストによると、このパラダイムは役に立ちましたが、制限がありました。彼は、メカニズムの概念は形而上学的またはエーテルが多すぎると信じていました。これとは対照的に、彼は科学が見ることができるもの、すなわちコンポーネントが相互作用したときに生じる感情に集中すべきだと信じていました。これがおなじみのように聞こえるなら、それはハイゼンベルクがこの同じ概念に動機付けられ、電子の行動を研究するために動機付けられ、最終的に量子理論の発見につながったからです。
一方、マッハのアイデアは、はるかに広いアプリケーションを持っています。物理的なものは、彼の現実の見解によれば、機械的に相互作用する自律的なコンポーネントではなく、世界を生み出すこれらの相互作用の結果です。また、オブザーバーはシステム全体とは異なるとは見なされません。彼らも、出会いによって得られた宇宙についての感覚的な理解を持っています。繰り返しになりますが、この考えは、環境から単独で特性が存在しない量子物理学の関係解釈の予感であるように思われます。
マッハが量子物理学についての予言的な知識を持っていたと主張することは、彼がしたことを暗示することではありません。一方、マッハの観察は、科学と哲学の間の重要な相互作用を示しています。 Heisenbergは、マッハを無視せず、そのような厳格な順守でメカニズムのアイデアに固執していた場合、彼の独創的な発見をしなかったかもしれません。同様に、現代の哲学者は、現実と宇宙についての彼ら自身の見解を鋭くし、改善するために、最新の科学的理解に関与するかもしれません。それで、意識的思考などの難しいトピックに適用されたとき、このすべてがどのように再生されますか？これについては、次のセクションで詳しく説明します。
関係と相関を調べることは、心の働きに関する洞察を提供する場合があります。
数分間インターネットを閲覧するだけで、さまざまな分野で量子アイデア（またはより適切に誤用）の革新的なアプリケーションが多数描かれていることが明らかになります。 Gurus Laud Quantum Spiritualism、詐欺の医師は量子療法を促進し、技術起業家はあらゆる種類の量子ナンセンスを称賛します。量子物理学の本質的な奇妙さは、興味のある人の想像力に火をつける方法があるようです。一方、量子理論は、人生の基本的な問題に光を与えることができますか？愛を説明したり、美しさと真実の起源を解明したり、存在の意味のある説明を提供したりすることができますか？いいえ、まったくそうではありません。しかし、意識の性質などのトピックにリレーショナル量子理論のアイデアを適用すると、現象の研究と調査の新しい道が開かれる可能性があります。
これを奪うべき最も重要な教訓は、関係と相関関係を調べることは、心の働きに関する洞察を提供するかもしれません。一般的に、心の哲学は、人間の心に3つの主要なモデルを提供します。二元論があります。それは、心が身体や宇宙の残りの部分から明確で、ほぼ精神的な存在として存在すると考えています。一方では、理想主義があります。理想主義は、心に存在するすべてのものを含み、説明していると考えています。一方、ナイーブな唯物論があり、精神的経験は基本的な物理的プロセスの結果であると考えています。
リレーショナル量子理論は、伝統的な量子理論とは多少異なる心の視点を提供する可能性があります。それを理解するために、フレーズの意味を考慮することが重要です。人間の認知における意味の重要性は誇張することはできません。兆候を見たり、言葉を読んだり、アイデアについて考えたりすると、物理的な宇宙で私たちの外部の何かに関係する、または示すために、それらが何かを意味することを知っています。ドイツの哲学者フランツ・ブレンタノによると、意図性は私たちが互いに相互作用し、現実を通して私たちの道を見つけるプロセスです。
しかし、意図性はどのようになりますか？この質問に対処する1つの方法は、関連する関連する事実を調べることです。相対情報は、2つのシステムが互いに通信するときに発生する相関関係です。落下岩は相対的な情報の例であり、外部アイテムである岩が内部状態、脳の岩の降下の決定と相関するときに作成される相対的な情報の例です。この知識が重要になったとき、それはあなたの体の反応に影響を与えるためです。それは、何が起こっているのかを邪魔しないことです。
この状況では、意図性は、外部と内部の関係によって作成された情報によって生み出されます。落下する岩の視界は危険になり、この情報の結果としてそれを避けるように行動します。もちろん、異なるシステムで行われる物理プロセスは、この説明で簡単に説明しています。あなたが岩をかわさなければならなかったという事実は、あなたの特定の経験について何も教えてくれません。このような主観的な経験がどのようになるかを説明することはより困難です。これは意識の「厳しい問題」と呼ばれ、論争の源であり続けています。
量子物理学を研究することは、宇宙に関する新鮮な視点に目を開くかもしれません。
猫を見ると何が見えますか？あなたが見るのは何ですか？視覚の従来の概念によれば、認識は主に情報の獲得に関係しています。猫の形、髪、ひげを使用して、光子が反射し、目に入ります。あなたの網膜は光を信号に変換し、それがあなたの脳に送られます。最後に、ニューロンは情報を愛らしい猫の写真に変換します。ただし、これは完全に真実ではありません。現実には、あなたの脳はあなたの目が見えるものについて予測します。目は光を集め続けますが、前の写真と矛盾する信号のみを送信します。私たちが予想していることと、私たちが見ているものとの間のこれらの格差は、私たちが外部の世界を理解するために必要な批判的な知識を提供します。これを奪うべき最も重要な教訓は、量子物理学を研究することは、宇宙に関する新鮮な視点に目を開くかもしれません。
射影意識モデルとして知られる概念を使用して、脳が主導的な役割を果たす光景の2番目の説明を提供する場合があります。脳は、この見解によれば、私たちの感覚によって収集された情報に応じて、先入観と精神的表現を継続的に改善することにより、意識を生み出します。これは、現実に対する私たちの認識は、継続的に更新され進化する「確認された幻覚」であることを意味します。いくつかの点で、科学と哲学は同じアイデアに基づいています。人類は世界がどのように機能するかという単一のイメージを開発し、経験と実験を通じて、現実がどのように異なる方法と矛盾するかをすべて発見します。もちろん、私たちの脳はほんの数秒でこのプロセスを完了しますが、科学はかなり長い期間でそれを完了します。新しいアイデアをテストおよび開発するにはコミュニティが必要であり、プロセスを完了するには数十年かかります。
関係の解釈を含む量子物理学の理論は、この継続的な開発プロセスの最新の現れにすぎません。現在、彼らは私たちが現在の見、マッピング、測定できるものに基づいて、現実の最も正確な表現を提供します。ただし、いずれにしても見るのはかなり奇妙なイメージです。リレーショナル量子物理学は、静的で安定したオブジェクトが存在しない宇宙を描いています。宇宙で相互作用する離散的なものとは対照的に、現実は完全に、イベントが無限の泡に収束して消散する相互作用の網で構成されています。私たちも、対人関係の渦に巻き込まれます。この一定のつながりの弾幕が、私たちのアイデンティティ、または主観性に責任がある可能性があります。この方法で世界を見ると、奇妙に見えるかもしれませんが、幻覚的でさえありますが、当分の間、この幻覚は検証されており、次にどこに導くかを待って見る必要があります。
小説ヘルゴランドの結論。
これらのメモは次の主要なメッセージを伝えます。20世紀の初めに、若い科学者の幹部、特にアレルギーが発生しやすいヴェルナーハイゼンベルクが、物理学の従来の理解を解体し始めました。不確実性と確率を特徴とするそれらの量子宇宙パラダイムは、以前の決定論的および機械的な世界モデルに取って代わりました。量子物理学のリレーショナル解釈によれば、量子現実は不安定なつながりの網で構成されています。現実と真のものは、どの関係が起こっているかによって変化する可能性があります。
Buy Book -Helgoland by Carlo Rovelli
によって書かれた BrookPad Carlo RovelliによるHelgolandに基づくチーム