Pentru a putea publica, trebuie să vă înregistraţi.
Vf. folderul Spam după înregistrare.
Pune o întrebare

Newsletter


3.6k intrebari

6.8k raspunsuri

15.4k comentarii

2.5k utilizatori

6 plusuri 0 minusuri
905 vizualizari
Consider ca este interesant sa atrag atentia asupra unui fragment din lucarea "Sase lectii usoare" a lui Richard Feynman, aparuta in 2010 in traducere in romana, editata de Humanitas. Iata ce scrie la pagina 70:

"Aproape toata masa atomului este insa concentrata in acel nucleu infinitezimal. Ce impiedica electronii sa cada pur si simplu pe nucleu? Tocmai principiul amintit (al incertitudinii, comentariul meu). Daca electronii s-ar gasi in nucleu, le-am cunoaste pozitia in mod precis, iar principiul de incertitudine ar cere atunci ca ei sa aiba un impuls foarte mare si incert, adica o energie cinetica foarte mare. Cu aceasta energie, s-ar smulge din atractia nucleului. Ei fac un compromis: isi acorda putin spatiu pentru incertitudinea in pozitie si oscileaza cu o anumita cantitate de miscare minima, in concordanta cu relatia de incertitudine de mai sus. (Amintiti-ve ca atunci cand un cristal este racit pana la zero absolut, am spus ca atomii nu inceteaza sa se miste, ei continua sa oscileze. De ce? Daca ar inceta sa se miste, am sti unde se afla si ca miscarea lor este nula, iar aceasta contravine principiului de incertitudine. Nu putem sti in acelasi timp unde se afla atomii si cat de repede se misca, asa incat ei trebuie sa vibreze acolo incontinuu!)."

Este, din cat am mai citit, abordarea cea mai legata de fizica si cea mai intuitiva pe care am intalnit-o. Nu vorbim doar de o relatie matematica, de o simpla inegalitate, ci de un principiu de care materia trebuie sa tina seama pentru ca structurarea ei asa cum o observam sa fie posibila. Existenta compromisului intre o plaja de pozitii in spatiu si o plaja de valori ale impulsului reprezinta acordul fin care permite formarea structurilor stabile din care este alcatuita materia. In termeni metafizici am putea spune ca respectarea principiului de incertitudine este una din conditiile esentiale pentru ca anumite echilibre sa apara in mod verificabil, deci cert. O frumusete de paradox!
Senior (6.6k puncte) in categoria Stiati ca?-Univers
0 0
Nu tot ce zice Feynman in "sase lectii usoare" trebuie interpretat ad-literam. In rest, sa auzim numai de bine.
0 0
Ar fi interesant daca ai spune ce anume din citatul dat trebuie interpretat si in ce fel, ca sa nu fie ad-literam. Nu sunt in general adeptul invocarii argumentului autoritatii, dar mai am la indemana un fragment din lectia inaugurala din 1980 a lui Stephen Hawking, cand a fost numit profesor la catedra Lucas de la Cambridge, de unde mai predasera inaintasi ilustri, ca Isaac Newton sau Paul Dirac. El spune asa:
" Dar teoria clasica prezicea ca electronii trebuie sa radieze unde electromagnetice. Undele ar trebui sa poarte cu ele energie, din care cauza electronii ar cadea dupa o traiectorie spirala pe nucleu, provocand colapsul atomului. Aceasta problema a fost depasita cu ajutorul a ceea ce constituie, fara indoiala, cea mai mare cucerire a fizicii teoretice din acest secol; descoperirea teoriei cuantice. Postulatul fundamental al acesteia este principiul incertitudinii al lui Heisenberg, dupa care anumite perechi de marimi, cum ar fi pozitia si impulsul unei particule, nu pot fi masurate simultan cu o precizie arbitrara. In cazul atomului, aceasta inseamna ca, in starea de energie minima, electronul nu poate fi in repaos in nucleu, deoarece, in acest caz, pozitia sa ar fi definita exact (in nucleu) si viteza sa ar fi de asemenea definita (egala cu zero). De fapt, si pozitia si viteza electronului ar trebui sa fie imprastiate cu o anumita distributie de probabilitate in jurul nucleului. In aceasta stare, electronul nu ar putea radia energie sub forma de unde electromagnetice, deoarece n-ar mai exista nicio stare de energie mai joasa pe care sa treaca." (Stephen Hawking, "Visul lui Einstein si alte eseuri", Ed. Humanitas 2010, p.62). Ar fi foarte utila pentru utilizatorii unui site de popularizarea stiintei discutarea temei pornind de la aceasta baza. Nu vad utilitatea unor simple remarci generale, aproape enigmatice, din care aproape jumatate o reprezinta urari de bine pe care, prin reciprocitate, ti le adresez si eu.
0 0
Pe langa inegalitatea lui Heisenberg mai sunt alte cateva relatii de incertitudine, iar pe langa astea mai sunt si alte principii (de exemplu principiul excluziunii al lui Pauli) de care asculta toate particulele cuantice. Ale naibii particule ce destepte sunt, se aseaza in nucleu in asa fel incat sa impace si capra si varza.
Sigur, poti recurge la reprezentari plastice pentru a incera intelegerea unui fenomen, insa eu as reflecta mai mult in fata unei afirmatii precum cea din titlu. Dar poate ca e mai bine sa las lumea sa viseze.
0 0
Din acest motiv am si spus ca principiul lui Heisenberg este UNA din conditiile esentiale s.a.m.d. Explicatiile lui Feynman sau Hawking se refera la  comportamentul electronului in relatie cu nucleul deci ale naibii particule, destepte sau nu, nu se pot aseza in nucleu ca sa impace si capra si varza. Afirmatia mea din titlu nu pleaca din vreo mistica a incertitudinii, daca asta ti-a determinat ironia cu desteptaciunea particulelor (intelligent design), dimpotriva, am evidentiat sensul profund stiintific, ceea ce ar inlatura si suspiciunea unor derapaje onirice.
0 0
Cand ai mai multe "postulate" din-astea incepi sa te intrebi daca nu cumva unul este mai fundamental decat altul :-))
Relatia de incertitudine nu e postulat. Cu alte cuvinte formalismul mecanicii cuantica nu a fost construit pentru ca toate particulele sa indeplineasca o gramada de "postulate" (printre care tu incluzi si relatia de incertitudine).
0 0
Daca insisti sa vezi in aceasta relatie o inegalitate Cauchy-Buniakovski si atat, este adevarat ca nu este un postulat. De fapt termenul utilizat este principiu, doar in traducerea din Hawking apare termenul de postulat. Dar hai sa-i dam putin credit lui Hawking si sa admitem ca face diferenta dintre axioma si teorema. Si eu, in comentariul la raspunsul lui Truth m-am referit la faptul ca inegalitatea se obtine prin operatiuni algebrice. Fizic insa, ea este expresia unei conditii esentiale, este un principiu, "de care asculta toate particulele cuantice" ca sa te citez (am, e clar, o slabiciune pentru clasici :-)).
0 0
Reascultand cursurile lui Feynman am dat din intamplare peste pasajul la care faci referire in intrebare. Feynman foloseste rationamentul respectiv pentru a estima marimea unui atom. Totusi, el precizeaza inainte de toate ca rationamentul nu este deloc riguros si nu trebuie luat in serios.
0 0
Exista un link unde pot fi ascultate cursurile lui Feynman, sau o transcriere a acestora in vreo carte sau site? As fi interesat, si sunt convins ca nu numai eu, de asa ceva.
0 0
Cele sase lectii "usoare" si "nu chiar usoare" sunt de fapt doua selectii din cursul de fizica al lui Feynman sustinut in 1964, http://en.wikipedia.org/wiki/The_Feynman_Lectures_on_Physics
Cursul lui exista integral in varianta audio sau varianta transcrisa, cauta "Feynman lectures on physics". Cursurile lui au fost traduse si in romaneste (3 volume) acum multi ani, poate mai gasesti prin anticariate vreun exemplar. Versiunea in engleza o gasesti la magazine (de exemplu amazon, ebay) sau in p2p.
Cursul este unul foarte bun pentru ca atinge multe subiecte si nu are tenta teoretica.
0 0
Am verificat cu atentie pasajul in discutie. Intr-adevar, face un enunt al principiului, dupa care pune intrebari: De ce sunt atomii atat de mari si de ce este situat nucleul in centru, iar electronii in jurul sau? Urmeaza o descriere a dimensiunii atomilor si apoi citatul meu. Precizarea ca rationamentul nu e deloc riguros  si nu trebuie luat in serios nu exista in editia mea.
0 0
Probabil nu este pentru ca cele sase lectii usoare reprezinta o varianta prescurtata si/sau prelucrata a cursurilor originale.
0 0

1 Raspuns

3 plusuri 0 minusuri
Salut Puiu !

1. Intai de toate, as vrea sa-mi manifest oarecarea dezaprobare pentru modul cum pune problema dl. Feynman in textul invocat - in sensul ca principiul incertitudinii obliga electronii sa-si mentina pozitiile si sa nu esueze spre nucleu - parca punem caruta inaintea cailor. Mi se pare mai logic sa afirm viceversa, ca daca electronii ar cadea spre nucleu, pozitia lor ar deveni cunoscuta si ar incalca inclusiv principiul incertitudinii.

Este o diferenta de nuanta, Schrödinger n-a raspuns la intrebarea "de ce nu cad electronii pe nucleu" apeland la principiul incertitudinii, ci plecand de la functia de unda.

2. Problema incertitudinii cuantice este fundamentala, dar eu unul tot n-am scapat de senzatia ca ceva lipseste din acest tablou (eu si cu Einstein gandim la fel :)). Sa recapitulam putin:

- incertitudinea masuratorilor cuantice nu se refera la incertitudinea statistica, este o incertitudine obiectiva. De unde vine ea ? Din functia de unda.

- de unde vine functia de unda ? Din caracterul dual corpuscul-unda specific lumii cuantice.

- de unde vine caracterul dual corpuscul-unda ? Naiba stie !!!

Aici este problema. Ce naiba este aceasta struto-camila ? Din punctul meu de vedere, cea mai realista reprezentare este teoria stringurilor: particulele fundamentale sunt mici corzi care vibreaza in mai multe dimensiuni micro si macroscopice - din care noi percepem numai 3+1 (hmm, timpul, o alta problema controversata). De aceea nu le putem descrie decat probabilistic in dimensiunile cunoscute, pentru ca nu le percepem pe celelalte !

Pentru ca nu stiu, imi pare o contradictie logica, Universul este cuantic, format din particule fundamentale, toate cantitatile sunt cunoscute, chiar si fortele sunt mijlocite tot de particule - dar totusi peste acest tablou determinist pluteste ceata incertitudinilor !

Pe de alta parte, recunosc, trebuie sa acceptam evidenta, viziunea curenta a mecanicii cuantice este cea care a confirmat toate fenomenele cuantice. Dar nu trebuie sa uitam ca mai sunt o groaza de fenomene de explicat si nu s-a facut unificarea dintre micro si macro Univers, dintre relativism si cuantic, nu s-a explicat expansiunea timpului si spatiului, diferite energii si materii "intunecate", etc.
Senior (8.7k puncte)
editat de
0 0
Salut Truth. Eu nu vad o diferenta nici macar de nuanta intre "electronii nu cad pe nucleu pentru a nu viola principiul incertitudinii" si "daca ar cadea pe nucleu electronii ar viola principiul incertitudinii". In rest, sunt de acord cu acel "inclusiv" pe care l-ai adaugat si care corespunde si formularii mele din intrebare, respectiv, "una din conditiile ca Universul sa existe.....". Pentru ca mai sunt si alte conditii care se indeplinesc pentru ca Universul sa arte asa si nu altfel, cu ar fi valorile constantelor universale, sau necesitatea unui mecanism care sa genereze masa (Higgs sau nu). In citatul dat de mine nu este vorba de incertitudini ale masuratorilor cuantice ci de o relatie (numita de incertitudine) care trebuie respectata pentru ca un atom sa existe asa cum este. In ceea ce priveste particula-unda, strutocamila ar putea fi un termen valabil. Daca este si particula, dar se comporta ca o unda, fiind si o unda in acelasi timp,  dar se comporta ca o particula atunci cand interactioneaza cu altceva decat ea insasi, atunci folosirea atat a termenului de unda cat si a celui de particula este generatoare de confuzii. Confuzia nu scade ci, dupa parerea mea creste atunci cand vorbim de particula-unda,deci un cuvant nou ar trebui inventat. Votez pentru strutocamila :). Prejudecata de care si Heisenberg si Feynman si altii ne cer sa ne eliberam, este aceea ca la nivel cuantic obiectele ar trebui sa copieza comportamentul corespondentilor lor macroscopici. Hai sa spunem ca peste acest tablou macroscopic determinist nu pluteste ceata incertiudinilor ci ca sondarea realitatii la limita releva lucruri la care judecata noastra determinista nu se astepta. O ultima remarca: Desi strict matematic relatia lui Heisenberg este derivata prin operatiuni algebrice, fizicienii o numesc Principiu, notiune de rang inalt care fundamenteaza teoria fizicii si orice teorie in general. In rest, un vot si multumiri.
0 0
Da maestre, am fost cam lax in exprimare, e bine sa stie toti cititorii ca oriunde am vorbit de incertitudine ma refeream la Principiul Incertitudinii al lui Heisenberg.
...