Küsimus:
Miks aitas Einstein kvantteooria väljatöötamisel, kui ta polnud sellega nõus?
user3459110
2014-10-29 11:08:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ma lugesin Stephan Hawkingi raamatut "Aja lühike ajalugu". Selles öeldakse, et Einstein aitas teadlastel, nagu Pauli jne, kvantteooria väljatöötamisel ja jagas oma panuse eest neile isegi Nobeli preemiat, kuid ei olnud surmani teooriaga nõus. Ta tegi isegi tsitaadi:

Ma näiteks ei usu, et ta mängib täringut.

Kui ta oli nii palju teooria vastu, siis millal siis aitas ta selle väljatöötamisel?

Loe minu vastust. Tema tsitaat "Ta ei mängi täringut" on kontekstist välja tõmmatud. Ta reageeris QM Kopenhaageni tõlgendusele ja arvas siis, et vaatleja mõjutab lainefunktsiooni kokkuvarisemist. Me teame, et see on vale; kui aga Einstein oli elus, oli see levinud veendumus (seda propageeris Bohr ise).
Teaduslikult öeldes aitab arenemisele kaasa aidata teoorias aukude löömiseks, et sundida teooriat vastusena edasi arenema ja seeläbi teooriat tugevdama. Tugevdamine tähendab siin seda, et teooria oleks võimeline selgitama või arvesse võtma vastuolusid.
Viis vastused:
#1
+14
Danu
2014-10-29 13:02:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Einstein tegi kvantteooriale esimestel päevadel mitmeid olulise tähtsusega panuseid. 1905. aastal, oma kuulsa annus mirabilis , avaldas ta fotoelektrilise efekti käsitleva artikli, mis pani aluse footonite (s.o kvantiseeritud lainepakettide) tänapäevasele mõistmisele.

See oli kakskümmend aastat, enne kui Heisenberg, Schrödinger, Dirac, Born jne olid kvantmehaanika alused õigesti sõnastanud. Sel ajal ei olnud Einsteini töö tagajärjed talle ega kellelegi teisele päris selged et asi. Veel üks oluline panus tuli 1924. aastal, kui Einstein tagas, et Bose'i töö hiljem Bose-Einsteini statistikana avaldati peavoolu ajakirjas. Selleks ajaks muretses Einstein aga juba palju kvantmehaanika aluste ja täieliku otsustusvõime puudumise pärast, mida see meile esitab.

Pärast seda ei teinud Einstein palju konstruktiivset töö kvantmehaanikaga, kuid tema pidev kriitika oli oluline sundides kvantmehaanika pooldajaid oma ideedele kuju andma ja kaaluma, kuidas neid keerulistes olukordades rakendada. Selle juhtumi kõige kuulsam juhtum on viies Solvay konverents 1927. aastal, kui Einstein läks Niels Bohriga vastastikku kokku, tehes ettepaneku Heisenbergi printsiibi "vastuolude" kohta, kusjuures Bohr tuli ikka ja jälle ümber lükkama.

Ma ei anna tõsist ülevaadet Einsteini hilisemast tööst EPR-i paradoksis; Ma arvan, et Logan Maingi vastus käsitleb seda juba piisavalt. Kokkuvõtteks tahaksin märkida, et suurem osa Einsteini konstruktiivsest tööst kvantteooria alal tehti enne, kui teooria oli hästi arusaadav, kuid tema tähtsust kvantmehaanika leiutajate mõtete teravustamisel ei saa alahinnatud. Ma arvan, et pole õiglane öelda, et Einstein oli vastu kvantteooriale: ta arvas lihtsalt, et see pole lõplik teooria.

Mainida tuleks veel kahte Einsteini kaastööd. Ta tõi Plancki musta keha kiirgusseadusest uue ja erakordselt selge tuletuse, kasutades nn A ja B koefitsiente. Samuti arvasid nii Heisenberg kui ka Schrödinger, et vestlused Einsteiniga omavad otsustavat mõju nende kvantmehaanika versioonide sõnastamisel. Schrödinger viitas Einsteini "lühikestele, kuid lõpmatult kaugeleulatuvatele märkustele". Heisenberg jutustas vestlusest, kus Einstein märkis, et inimese teooria ütleb, mis on põhimõtteliselt jälgitav, mitte vastupidi.
#2
+11
Logan M
2014-10-29 12:56:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pole tõsi, et Einstein lükkas kvantmehaanika täielikult tagasi. Ta tunnistas, et see andis arvuliselt täpseid ennustusi väga paljudel juhtudel, nagu ka kõik pädevad füüsikud 1935. aastaks. Sel aastal tutvustas ta EPR paradoksi, mis näitab, et kvantmehaanika ei austa lokaalsust erirelatiivsusteoorias. Eelkõige, kui arvestada kahe spinnide takerdunud olekut ruumilisel eraldamisel ja mõõta ühe spinni, peab teise olek kohe muutuma, et mahutada esimese mõõtmist. Ta leidis, et selline valgusest kiirem distantsiga toimimine on vastuolus igasuguse "mõistuse tegelikkuse olemuse määratlusega". See oli tema parim vastuväide kvantmehaanikale, nagu seda tol ajal tõlgendati. Muidugi tegi Einstein ka kvantmehaanika osas varakult tööd, enne kui need probleemid talle ilmne olid.

Seega otsustas Einstein otseselt mitte kvantmehaanika tagasi lükata, vaid selle tavapärase tõlgenduse. Ta soosis teooriat, kus kõik füüsikalised mõõtmised määrati, kuid kõiki ei saanud mõõta. See oleks nn varjatud muutujateooria, väites, et kvantmehaanika ei olnud täielik ja eksisteerivad täiendavad kohalikud vabadusastmed, mis annaksid teooria, mis oli sisuliselt klassikaline. Kuid neid täiendavaid "varjatud muutujaid" ei olnud lootust praktikas mõõta ja nii me lõpuks kvantmehaanikat näeme. Seda filosoofilist positsiooni tuntakse mõnikord kui "kohalikku realismi".

Kuigi kohalik realism pole vajalik füüsilise mõõtmise selgitamiseks, oli eksperimentaalne seisund endiselt hea kuni 1964. aastani. Kuni selle hetkeni valitses seisukoht, et mis tahes kvantmehaanikateooriast saab teha kohaliku varjatud muutujateooria, kuigi mitte üks teadis täpselt, kuidas. Sel aastal tuletas Bell oma nüüdseks kuulsa ebavõrdsuse, näidates, et kvantmehaanika ennustab teatud mõõtmiste vahel väiksemaid korrelatsioone, kui ükski klassikaline varjatud muutujate teooria seda kunagi suudaks. See tõi kaasa tegelikud mõõtmised, mis näitasid lõplikult, et kohalikud varjatud muutujad pole meie looduses. Selleks hetkeks tuli leppida kas mittekohalike varjatud muutujatega, mis ei oleks Einsteini eriti rahuldanud, või lihtsalt kvantmehaanikaga. Einstein ei elanud aga piisavalt kaua, et seda otsust teha, kuna ta suri 1955. aastal. Nii ei olnud Einsteini meelest kvantmehaanika vale. Pigem arvas ta, et see oli puudulik. Tema hilisemad pettumused selles olid rohkem selles, et kellelgi polnud õnnestunud välja mõelda, kuidas seda varjatud muutujatega realiseerida (ja vähesed inimesed isegi proovisid). Kui ta ütles selliseid asju nagu "Jumal ei mängi täringuid" jms, ei öelnud ta, et kvantmehaanika oleks vale, niivõrd puudulik, ja oli ärritunud, et keegi ei teinud seda, mida ta pidas selle täielikuks muutmiseks vajalikuks . Läbi ajaloo objektiivi näeme, et ta eksis, kuid sel ajal oli see näiliselt mõistlik seisukoht võtta.

See oli huvitav vastus. Ma ütleksin, et teil on EPRist sügav arusaam. Minu meelest on masendav, et inimesed ei saa argumendist selgelt aru, vaadake minu küsimust siin, mis on pigem kommentaar kui küsimus: http://physics.stackexchange.com/questions/114651/what-are-the-implications - kellade teoreem
Miks inimesed kirjutavad "kohalikest varjatud muutujatest", kui argument on selge ja lihtne: kas mõõdetud omadused on eelnevalt kindlaks määratud või toimub "õudne tegevus kaugel", nagu Einstein märkis. Bell näitas, et eelnevalt määratud omadused ei tööta. Tundub, et saate selle argumendi väga selgelt aru. Pean siiski küsima: kas teile tundub, et see pole erirelatiivsusteooriaga vastuolus?
#3
+5
Michael Weiss
2014-10-30 20:59:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Veidi rohkem Einsteini kaudse panuse kohta kvantteooriasse.

Heisenbergi autobiograafilises essees "Teooria, kriitika ja filosoofia" jaotises "Einstein teooriast ja vaatlusest" jutustab Heisenberg vestlust, mida ta oli Einsteiniga varsti pärast seda, kui Heisenberg oli välja pakkunud oma QM-i versiooni (nn maatriksmehaanika).

Einstein palus mul tulla tema korterisse ja temaga asju arutada. Esimese asjana küsis ta minult: "Mis oli teie omamoodi väga kummalise teooria aluseks olev filosoofia? Teooria näeb üsna kena välja, aga mida mõtlesite ainult vaadeldavate suuruste all?"

Siin Einstein vihjab Heisenbergi väitele, et füüsika peaks tegelema ainult vaadeldavate suurustega; see õigustas elektronide trajektooride idee kõrvale heitmist. Heisenberg vastas:

Leidsin, et tuleks minna tagasi nende koguste juurde, mida on tõesti võimalik jälgida, ja tundsin ka, et see oli just selline filosoofia, mida ta oli kasutanud relatiivsusteoorias; sest ta oli ka absoluutse aja maha jätnud ... Noh, ta naeris mu üle ja ütles siis: "Aga te peate mõistma, et see on täiesti vale." Vastasin: "Aga miks, kas pole tõsi, et olete seda filosoofiat kasutanud?" "Oh jah", ütles ta, "ma võisin seda kasutada, aga ikkagi on see jama!"

Einstein selgitas mulle, et tegelikult on vastupidi. Ta ütles: "Kas suudate mõnda asja jälgida või mitte, sõltub teooriast, mida kasutate. Teooria otsustab, mida saab jälgida.

Heisenberg selgitab, et see vestlus pani ta käima. mõttekäik, mis kulmineerus tema ebakindluse põhimõttega.

Pöördudes Schrödingeri poole, kirjutas ta oma joonealuses märkuses "Heisenbergi-sündinud-Jordani kvantmehaanika seosest minu omaga": " p>

Minu teooria sai inspiratsiooni L. de Broglie'st ja A. Einsteini lühikestest, kuid lõpmatult kaugeleulatuvatest märkustest (Berl. Ber. 1925, lk. 9jj)

Usun, et viidatud artikkel on Einsteini Bose-Einsteini statistikas teine.

#4
+3
Ondřej Černotík
2014-10-29 13:21:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ehkki seni pakutavad vastused on mõlemad head, unustavad nende autorid mainimata, mis on Einsteini kvantmehaanikaga lahkarvamuse lähtekoht - Kopenhaageni tõlgendus. See (ajakohane) kvantmehaanika kõige levinum tõlgendus väidab, et vaadeldavatel suurustel pole enne mõõtmist konkreetset väärtust, misjärel süsteemi kvantolek laguneb juhuslikult üheks võimalikuks mõõtmise omariigiks. Just see omane juhuslikkus häiris Einsteini (ja mitte ainult teda, teine ​​kuulus näide on Schroedingeri kass, kes on surnud ja elus samal ajal, kuni inimene mõõdab oma olekut). See tekitab ka EPR paradoksis üliluminaalsed efektid ja viis tsitaadini jumalast, kes ei mänginud täringuid.

Einsteini peamine panus kvantfüüsikasse - fotoelektrilise efekti seletus on umbes 20 aastat vanem kui Kopenhaageni tõlgendus ja see sõnastati kvantmehaanika algusaastatel. EPR-i paradoks on seevastu vanem kui Kopenhaageni tõlgendus ja oli mõeldud ennekõike selle ilmse vastuolu näitamiseks. Seega pole Einsteinis vastuolu, mis aitaks välja töötada teooriat, millega ta nõus ei olnud

"EPR-i paradoks on seevastu vanem kui Kopenhaageni tõlgendus". Kas see peaks olema "noorem"?
#5
+2
Albert Heisenberg
2016-08-06 03:48:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink
  1. Tema fotoelektrilise efekti seadus (vale nimetus - seda peaks TEGELIKULT kutsuma kiirgusvälja kvantiseerimiseks).

  2. Tema artikkel tahkete ainete erisoojus (1906) Bohr arvas, et tema kvantiseeritud energia (st footonite) idee oli rumal, arvestades seda, kui suured mõtlejad nagu Poissant ja Maxwell olid "tõestanud", et valgus on laine. Mitte ainus märkimisväärne teadlane ei uskunud Einsteini 1905. aasta artiklisse vähemalt enne 1911. aasta esimest Solvay konverentsi ja isegi siis oli valdav enamus „kvantskeptikuid”.

4.In 1909 näitas Einstein esimesena, et termilise kiirguse väljade statistilised kõikumised näitavad nii erilist kui ka lainelist käitumist; tema oli esimene näide sellest, mis hiljem saab täiendavuse põhimõtteks.

  1. 1916/1917 tähistab Einsteini kõige alahinnatud paberit. Pärast magnum opuse „Üldrelatiivsusteooria“ lõpetamist pöördus ta aine ja kiirguse vastastikuse mõju poole, et luua kiirguse kvantteooria. Ta lähtus oma argumentides veel kord statistikast ja kõikumistest. Bohr tutvustas oma 1913. aasta vesinikut käsitlevas dokumendis ülitähtsat uut kontseptsiooni, mida nimetatakse statsionaarseteks olekuteks, kuid Bohri mudeli põhijooni võiks tõlgendada absoluutse jama, sest elektromagnetilise teooria kohaselt kiirgaks elektron tuumasse kukkudes laia spektrit. . Siin näeme vastuolusid klassikalistes seadustes ja Bohri vesinikumudeli peamised omadused toetusid siiski nendele seadustele.

Einstein, alati algupärane mõtleja, ei võtnud lähtepunktiks Plancki kiirgusseaduse poolt tuntud soojuskiirguse välja. Selle asemel eeldas ta, et aatomid on termilises tasakaalus, ja järeldas seejärel tasakaalu säilitamiseks vajalikud kiirgusvälja omadused. Arva ära? Väli osutus täpselt Plancki kiirgusseadusega antud. Tal õnnestub enamikest klassikalistest põhimõtetest luua kvantefektid (stimuleeritud ja spontaanne kiirgus). Ta kasutab Viini nihkeseadust, kanoonilist Boltzmanni jaotust, Poyntingi teoreemi ja mikroskoopilist pöörduvust - kõik see on klassikaline. Ainus kvantidee oli statsionaarsete seisundite mõiste. Ja ometi on ta nende elementide põhjal esimene, kes lõi põhikiirgusprotsesside täieliku kirjelduse ja footoni üldiste omaduste täieliku kirjelduse. Oma 1917. aasta artiklis loob ta uudsed ja elegantsed tuletused Plancki kiirgusseadusest ning tõestuseks Bohri sagedusreeglile. Selles vastab ta muu hulgas küsimusele, kuidas aatomite gaas hoiab oma statsionaarsete olekute populatsioone kiirgusväljaga tasakaalus.

Eelpoolmainitud uudne spontaanse emissiooni kontseptsioon, mis kehastab aine PÕHIMAALIST vastastikmõju vaakumiga, on suurepärane Nobeli preemia vääriline saavutus. Miks? Spontaanne kiirgus määrab KÕIKI kiirguslike vastasmõjude skaala. Näiteks neeldumiskiirused ja stimuleeritud emissioonid on proportsionaalsed spontaanse emissiooni kiirusega. Spontaanset emissiooni võib vaadelda kui ülimat pöördumatut protsessi ja põhilist müraallikat kogu looduses. Õõnsuse kvantelektrodünaamika arenguga - ideaalilähedastes õõnsustes olevate aatomsüsteemide uurimine - muutus 1980. aastatel füstilist olukorda põhjalikult. Sellistes õõnsustes areneb spontaanne emissioon spontaanse õõnsuse võnkumisteks. Kuigi dünaamiline käitumine on täielikult muutunud, määrab spontaanse emissiooni põhjustav aatomi-vaakumi vastasmõju selle evolutsiooni ajaskaala. Kõigepealt on Einsteini 1917. aasta artiklis tõestatud, et footonil on kõik põhilise ergastuse omadused ja seetõttu on täiesti selge, et tema kiirguspaber mängis kvantelektrodünaamika loomisel olulist rolli.

Apropos on oma 1917. aasta artikli teine ​​geniaalne looming, mis stimuleeris kiirguse emissiooni, näeme laseri esimest geneesi. Stimuleeritud kiirgus on laseri põhimehhanismi ja laiemalt ka laserjahutuse alus; tema impulsiülekande analüüsi soojuskiirgusväljas saab kohe rakendada aatomliikumisele laserväljas. Kui termovälja spektri laius asendatakse aatomi loomuliku laiusega, tekitaks Einsteini viskoosne summutusjõud nähtust, mida nimetatakse optiliseks melassiks. Selle põhimõttelise laserjahutuse protsessi taasavastas aatomiringkond 80ndatel. Muidugi vajate kõigi kiirgusmehhanismide täielikuks realiseerimiseks kvantmehaanikat, kuid sellised paberid on olulised panused sellesse, millest saaks lõpuks QM.

Einsteini kiirgusteooria kirjeldas valguskvandi erilisi omadusi täielikult ja tagantjärele mõeldes oli ta nende osakeste statistilise mehaanika väljatöötamisel käeulatuses. Arvestades, et tema 1905. aasta ettepanek kiirguse energia kvantifitseerimiseks põhines analoogial soojuskiirguse entroopiate ja osakeste süsteemi vahel, on üllatav, et Einstein ei laiendanud oma arutlusmeetodit Plancki seaduse tuletamiseks, käsitledes footoneid eristamatutena. osakesed. Ta oli VÄGA lähedane ja on täiesti ilmne, et Bose ise ei saanud aru, et oleks midagi uut teinud.

  1. Kaose kvantiseerimisest (1919): selles tõi Einstein esimesena välja põhiprobleemid, mis tekivad, kui rakendada klassikalist kaoseteooriat kvantseisunditele (artikkel 50 aastat oma ajast ees, kuna see on probleem, millest oleme alles nüüd täielikult aru saanud): http://boulderschool.yale.edu/sites/default/files/files/Einstein_chaos.pdf

  2. Edasi edasi aastasse 1924 ja rakendati Einsteini, mitte Bose'i Bose'i footonite kui eristamatute osakeste käsitlemise põhjendus eristamatute aatomite gaasiga, luues seeläbi Bose-Einsteini statistika ja hiljem ka Bose-Einsteini kondensaadi. Seejärel esitas Einstein teooria Bose-Einsteini kondensatsioonist, teosest, mille eest on antud 6 Nobeli preemiat. Einstein oli 45% teest Schrodingeri võrrandini. Alles pärast seda, kui Schrodinger oli Einsteini dokumendi läbi lugenud, tuletas ta oma lainefunktsiooni reguleerivad võrrandid.

  3. Einstein kujutas esimesena kummitusvälju tõenäosustihedustena - mõiste, mida ta rakendas footonite (st tõenäosuslainete) gaasile. Max Born võttis idee sisuliselt sõna-sõnalt ja rakendas seda elektronidele. Born tunnistas seda alati.

  4. EPR Paradox Paper: esimene artikkel, mis näitab, kuidas kvantmangeldus tekib QM-i võrranditest.

* Einsteini töö laineosakeste duaalsuse kohta viis otseselt De Broglie teesini ainelainetest ja tundub ebatõenäoline, et De Broglie oleks sellest ilma Einsteinita mõelnud.

Einstein on üsna varase kvantteooria isa ja ta on kaasaegse kvantmehaanika kaasasutaja. Kolm peamist mikroskoopilist valdkonda reguleerivat statistikasüsteemi on: Fermi-Diraci statistika, Einstein-Bose statistika ja Boltzmanni statistika. Teda peetakse õigustatult legendiks ainuüksi BEC-i kallal tehtud töö osas ja ometi panustas ta massiliselt Quantum Mechanics'i. Tutvuge palun tema kaose kvanteerimist käsitleva paberiga, see on täiesti geniaalne ja näitab, kui hädavajalik oli tema mõtlemine QM-i arengule.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...