Pregunta: ¿ La mecánica cuántica muestra que la comprensión de la naturaleza no es posible para los seres humanos?
No es una declaración. Nuestra comprensión total de la naturaleza está en términos de mecánica cuántica. Pero QM tiene conceptos como números imaginarios, sobre los cuales las personas no tienen una comprensión clara. Esto demuestra que, en nuestra comprensión, acerca de la naturaleza, tiene algo de “parte faltante” . A pesar de que QM es un fuerte candidato para explicar la naturaleza, aún se queda rezagado en la comprensión humana. Así que estoy interesado en esta pregunta.
P Vijaya Kumar, tu pregunta es tan vaga y subjetiva que temo incluso intentar escribir una respuesta. Como usted no sabría, “es imposible refutar un argumento vago”.
De todos modos, obtuve esto de los comentarios y me parece un buen punto de partida:
- ¿Hay una escala o alguna unidad de medida para medir la cantidad de vacío que hay?
- ¿Qué es la capacidad calorífica específica?
- ¿Cuándo pasará el tratamiento de salud mental de ser una ciencia blanda a ser una ciencia dura en la que se implique una pequeña tarea de suposición?
- ¿Cómo interactúan dos moléculas dipolares?
- ¿A qué otros orbitales se pueden excitar los electrones en un oxígeno diatómico a temperatura ambiente (24 grados centígrados)?
Considerado el experimento espero que sepas esto! Una luz polarizada vertical que pasa a través del cristal (polarizador vertical). Tendrás la luz, bien. Si el polarizador está en dirección horizontal no hay luz. DE ACUERDO.
Si está en 45 grados, entonces obtienes la luz en algún momento y en otro no. Si realizamos el experimento millones de veces, entonces obtenemos aprox. Probabilidad de fotones 0.5. De acuerdo.
Ahora, si solo se envió un fotón, entonces considere su función de onda que representa un número complejo. Alguna vez recibimos fotones (la función de onda colapsa) otra vez no (falta en la parte imaginaria).
Entonces, mi duda aquí comienza, si de acuerdo con usted no hay problema en usar un número complejo en QM, entonces, ¡se pierde algo de realidad en el nombre del número imaginario! ¡Así que espero que la parte imaginaria en la función de onda ciertamente tenga algo que realmente no sé!
Permítame mostrarle por qué no necesitamos “números complejos” para explicar este experimento mental.
Por lo tanto, la polarización de un fotón se describe mediante un sistema de dos estados, como en cada vez que se realiza una medición, se observa que el fotón está polarizado horizontalmente o verticalmente. Como sabría, un estado general del sistema se describe mediante una combinación lineal de estos dos estados. Sea | H> representa el estado de un fotón polarizado horizontalmente y | V> representa el estado de un fotón polarizado verticalmente.
Ahora, si alguna vez jugó con un polaroid (polarizador), sabe que si lo gira en un ángulo, la intensidad disminuye, a cero (a 90 grados respecto a la horizontal, es decir, para la polarización vertical) y luego aumenta nuevamente hasta Usted viene a 180 grados. La intensidad sigue una variación de coseno con el ángulo, conocida como ley de Malus.
Estos pueden explicarse bien usando argumentos clásicos, como se muestra en la siguiente figura:
Ahora viene la parte mecánica cuántica. Supongamos que disminuye la intensidad de la fuente en un área fija, que puede representarse por el número de fotones que vienen por unidad de tiempo, y supongamos que puede disminuirla a un fotón por minuto. Supongamos, sin pérdida de generalidad, que todos los fotones emitidos por la fuente están polarizados horizontalmente. Además, deje que haya una pantalla fluorescente detrás del polarizador para detectar los fotones entrantes.
Con este aparato en mano, digamos que realizamos el siguiente aparato.
- Tenemos tres orientaciones del polarizador, A correspondiente a la polarización horizontal, B inclinada en un ángulo theta al polarizador y C inclinada a 90 grados con respecto a la horizontal, es decir, la orientación vertical.
- Pasamos un solo fotón a través de un primero, luego C y luego B.
- Cuando pasa a través de A, ya que las polarizaciones coinciden (ambas son horizontales), los fotones pasan el 100% del tiempo y obtenemos un brillo en la pantalla para cada fotón entrante.
- ¿Qué pasa cuando pasa por el polarizador vertical? ¿Desaparece el fotón? Ciertamente no puede, eso violaría la conservación de la energía. Lo que realmente sucede es que el fotón es absorbido por la polaroid. Si realizaste este experimento, verás que la polaroid comienza a calentarse.
- Pero ahora, cuando la polaroid está en un ángulo theta, ¿qué pasa, pasa, se queda?
Ahora viene la parte interesante. Si hicieras este experimento varias veces, verías que los fotones con una fracción es igual a cos ^ 2 (theta), replicando la intensidad clásica para una onda electromagnética a través de una polaroid.
¿Realmente puedes decirme, en todo esto, dónde están los números complejos y las partes imaginarias?
Los estados del sistema son | H> y | V>. La polaroid se puede representar como un operador de proyección, | H> <V |. La probabilidad de medición es solo cos ^ 2 (theta). ¿Dónde están los números complejos?
(Este ejemplo no significa que no tengamos números complejos en la mecánica cuántica, oh, son omnipresentes en QM, pero ciertamente lo que escribiste en los comentarios es incorrecto).
En cualquier caso, esta es una explicación real para el experimento. Ya que dice haber realizado un “posgrado en física mucho antes”, le pediría que lo revise en un buen libro de mecánica cuántica.
También dice que “Pero QM en sí misma tiene conceptos como números imaginarios, sobre los cuales las personas no tienen una comprensión clara”. Si te lo pregunto, ¿entiendes “cero” o “infinito”, levantarías la mano y dirías que sí, por supuesto que sí? Pero, ¿ha visto usted, o alguien que conozca, un cero o infinito en la naturaleza? Entonces, ¿cómo dices que los entiendes?
Simplemente no existen en la naturaleza, pero siguen siendo una característica esencial de todas las matemáticas y la física. Usted dijo en uno de los comentarios: “Si aceptó el número imaginario es verdadero sin ninguna pregunta. Entonces no tiene sentido discutir “. Bueno, déjame señalarte, amigo, que aceptaste “cero” e “infinito” y sin saber siquiera que no los entiendes, hasta este momento. ¿Por qué no vas y los entiendes primero, y cuando realmente los “entiendes”, podemos tener una charla agradable en la que te aclararé cómo “entender” los números complejos?
¡Aclamaciones!