Akşamdan kalma fizikçi. Mikrokozmik Araştırmaları Gösteren Düşünce Deneyi

Mikrokozmik Araştırmaları Gösteren Düşünce Deneyi
(Akşamdan kalma fizikçi)
ben
Belirli bir fizikçi-deneycinin, X ekseni üzerindeki belirli bir mikro parçacığın koordinatlarını belirli bir anda, T1’i keyfi bir doğrulukla belirleme görevi olduğunu varsayalım. Bu başarılabilir mi?

Genel olarak konuşursak, mikrokozmosta ölçme eyleminde, Heisenberg’in belirsizliği veya belirsizlik ilkesi ile ifade edilen belirli sınırlamalar vardır. Bu sınırlamalar, keyfi bir doğrulukla eşzamanlı olarak ölçülemeyen mikro parçacıkların bazı parametre kombinasyonlarıyla ilgilidir. Ancak bu durumda, yalnızca bir eksende basit bir parametreyi ölçmenin yalnızca bir eylemidir. Bu yüzden en titiz fizikçi bile bunun sınırlama olmaksızın mümkün olduğunu söyleyecektir. Bu iş oldukça uygulanabilir.

Böylece deneycimiz konuyu başlatır. Belirlenen T1 anında ölçüm deneyini başlatan kırmızı bir düğmeye basarsa, mikro parçacık X1’in koordinatını rastgele kesinlik ile belirleyecektir. O ne olacak? Olasılık değerlerinin bulanık bir uzaysal bulutu olmayacağını, soyut matematiksel matrisin olmayacağını, herhangi bir gizemli fonksiyonun dönüşümü olmayacağını, apsis ekseninde somut bir noktanın altını çizmek önemlidir. Zaman içinde ve bir uzaysal koordinat ekseni boyunca lokalize edilmiş hassas bir ölçüm sonucudur.

Ancak bu durum, deneycinin dünkü büyük toplantıdan sonra güçlü bir akşamdan kalma ile çalışmaya başlamasından dolayı karmaşıktır. Kırmızı başlat düğmesine basması onun için zordu, bu yüzden kaçırdı ve deneyi başlatmadı. Ölçme eylemi gerçekleşmiyordu.

Sorun yok. Ölçümü biraz sonra yapmak mümkündür. Fizikçimizin ölçme eylemini t = 1 dakika olduğu T2 = T1 + t zamanına ertelemeye karar verdiğini varsayalım. İlk ölçüm eylemi gerçekleşmediğinden, durum temelde değişmedi. Sınırlamalar belirlenmedi. Keyfi doğrulukla kabul edilebilir yeni bir ölçüm yapılmıştır. Her şey doğruysa, deneyci mikro parçacık X2’nin tam koordinatını alacaktır. O da apsis ekseninde ama başka bir yerde bir nokta olacaktır. Bazıları zaten fizikçimizin kırmızı başlat düğmesini tekrar kaçırdığını tahmin etti. Yine ölçüm yapılmadı. Deneyi tekrarlar ve X3 noktasında yine ıskaladı.

Öyleyse durumu yorumlayacağız. Deneycimiz, aralıklı bir t ile T1, T2, T3 T (n) anlarında ölçüm eyleminin gerçekleştirilmesi için bir dizi fırsata sahip olmuştur. Bunlardan herhangi birinde, apsis ekseni X1, X2, X3 X (n) üzerindeki bir mikro parçacığın kesin koordinatını alabilir. Düşünce deneylerinde bazı eğlenceli şeylere izin vermenin mümkün olduğu gerçeğini kullanarak, sıfıra eğilimli bir zaman aralığı zorlayacağız. Toplamda, aralığı sıfıra yaklaşan bir eksen üzerinde sonsuz bir nokta serisi elde edeceğiz. Noktalar aslında tek bir eğri halinde birleşir.

Bu eğri nedir? Bir mikro parçacığın belirli bir zaman aralığında bir apsis ekseni boyunca kesin koordinatlarının diyagramıdır. Böylece, bu boşluk içinde herhangi bir anda, bir eğri üzerinde, apsis ekseni üzerinde kesin bir koordinata sahip olan bir nokta olacaktır. Başka bir deyişle, bu eğri üzerindeki her nokta, deneyci uygun anda ölçmeye başlayacaksa bulunabilir. Açıktır ki, burada katı determinizm gerçekleşir; rastgelelik ve olasılıklar için döngü delikleri yoktur.

Ama bu hepsi değil. Fizikçimizin o kadar beceriksiz olduğunu ve cihaza dokunduğunu ve ölçüm aletinin omzunu istemeden X ekseninden Y eksenine değiştirdiğini varsayacağız. Şimdi tüm ölçümler bir koordinat ekseni için geçerli olacaktır. Toplamda, bir mikro parçacığın potansiyel olarak ölçülebilir koordinatlarına sahip somut eğri tekrar elde edilecektir. Bizim durumumuzdaki tüm eksenler eşittir, bu nedenle aynı zihinsel hile sonucunda Z ekseni boyunca kesin koordinat eğrisini elde edebiliriz.

Böylece, üç eksen boyunca üç eğri belirledik. Güvenli bir şekilde “yörünge” olarak adlandırılabilecek tek bir uzaysal eğriye entegre edilebilirler. Deneyci, verilen ara-uzayda herhangi bir anda üç eksenden herhangi birinde yalnızca bir ölçüm eylemi gerçekleştirirse, bu eğri üzerinde (ve başka hiçbir yerde değil!) Bir nokta oluşturur. Öte yandan, bu uzamsal eğri üzerindeki her nokta, seçtiğimiz üç koordinat ekseninden herhangi birini uygun anda ölçersek bulunabilir. Farklı yorumlara izin vermeyen tamamen benzersiz bir yazışma vardır.

Bu düşünce deneyinin bir sonucu olarak, bir mikro parçacığın hareket eğrisinin gerçekten var olduğu, uzay ve zamanda kesin bir yerel konuma sahip olduğu ve seçilen herhangi bir eksen üzerinde herhangi bir noktada keyfi doğrulukla kolayca bulunabileceği sonucuna vardık. Bu oldukça determinist bir rutindir.

II

Örneğin, iki veya daha fazla noktanın kesin koordinatlarını aynı anda almak için bir görev belirlediğimizde sorunlar ortaya çıkacaktır. Burada, mikrokozmos ile olan ilişkilerimizin doğasını karakterize eden temel sınırlama zaten devreye giriyor. Bunu ikinci ölçüm problemi olarak adlandırdık. Yirminci yüzyılın fizikçileri bunu Heisenberg’in belirsizlik veya belirsizlik ilkesinin yardımıyla tanımladılar.

Makrokozmosun insan deneyiminde olaylar vardır; mikrokozmosta olaylar vardır. Ve makrokozmosumuzdaki bir mikrokozmos olaylarının aktarılması, sunulması süreci vardır. Yukarıda bahsedilen problemin insan makrokozmosu ve mikrokozmosundaki olaylara değmediğinin altını çizmek önemlidir. Yalnızca çeviri sürecine dokunur. Burada iki dünyanın sınırında, Halka Belirlenmesi ve Olasılık makalesinde daha önce yazdığımız temel zorluklar var.

Bir mikrokozmostan bir insan makrokozmosuna birden fazla hassas ölçüm değerini (keyfi doğrulukla) aktarmanın ne kadar zor olduğu ilkel olarak açıklanabilir. Diğer gerekli değerlerle nasıl olacak? Artık alışılmış deterministik keşif metodolojimizde bir kusur tespit edildiğine göre, bu kaçınılmaz olarak belirsizlik ve rastlantısallık kapılarını açar. Kapasite telafisinde dolaylı betimsel olarak – hesaplama prosedürlerinin kullanımına başvurmak gerekir: olasılık değerlerinin bulanık uzaysal bulutları, soyut şablonlar ve gizemli işlevin sanatsal dönüşümleri?

Tüm bu dolaylı prosedürlerin mikrokozmostaki gerçek olaylar ve süreçlerle doğrudan bir ilişkisi olmadığının bir kez daha altını çizmek önemlidir. Bunlar yalnızca hesaplamadır – tanımlayıcı prosedürler, fizikçiler için basitçe uygundur ve olayların bir modelde diğerine sunulmasıyla ilgili bir problemin üstesinden gelmelerine izin verir. Yukarıda belirtilen Düşünce deneyinde, mikro parçacığın hareket eğrisinin (yörünge) gerçekten var olduğu kanıtlanmıştır. Ayrıca, her nokta, keyfi doğrulukla deneysel olarak bulunabilir. Bununla birlikte, bu eğriyi keyfi bir doğrulukla bir diyagram üzerinde haritalamamız mümkün değildir (ancak kabaca bir kabarcık odasında veya bir genişleme (bulut) odasında da yapılabilir).

Bu durumda pozitivistler (fizikçiler ve filozoflar) eğlenceli bir sonuca varırlar; yörüngenin mikrokozmoda bulunmadığı, mikro parçacığın tam olarak uzayda yerelleştirilmiş bir nokta nesnesi olmadığı, uzay ve zamanı bulanıklaştıran bir olasılık bulutunu temsil ettiği, ve diğer saçmalık.

Materyalistler, fizikçiler ve filozoflar, bu çirkinliğe kesinlikle bilimsel bir şekilde farklılaştırılmış bir yaklaşımla cevap vermelidir: yakın zamandaki tanımlayıcı-hesaplamalı gerçeklik modellerinin fiziksel gerçeklikten ayrılması. Sonunda, yüzeysel tanımlayıcı-hesaplama metodolojisinin egemenliği ile zaten kafası karışmış olan modern mikrokozmik fizikten çıkarılmasına izin verecek ve ilgili fiziksel süreçlerin özünün daha derin bir anlayışıyla başarılara ulaşacaktır.