Quelle est la principale différence entre la théorie quantique et la théorie classique?


Réponse 1:

L'un des mystères de la mécanique quantique est la soi-disant dualité des particules d'onde. Un objet quantique se comporte comme une onde jusqu'à ce qu'il soit mesuré, moment auquel il devient localisé comme une particule. Par exemple, la lumière, que nous considérons comme une onde, est détectée dans des unités discrètes appelées photons, tandis que les électrons, que nous considérons comme des particules, peuvent interférer comme des ondes. Classiquement, les vagues sont des vagues et les particules sont des particules.

Il y a une autre propriété curieuse de la mécanique quantique qui est assez profonde. En mécanique quantique, vous ne pouvez pas désactiver une interaction. J'essaierai d'expliquer cela plus en détail ci-dessous.

En physique classique, vous pouvez désactiver une interaction en mettant l'un des composants à zéro. Par exemple, prenez la lumière. Nous pouvons réduire l'amplitude d'un faisceau de lumière jusqu'à ce qu'elle soit nulle. À ce stade, la lumière ne devrait plus avoir aucune influence. Ce n'est pas possible en mécanique quantique et la raison en est qu'il existe un vide quantique.

L'exemple le plus important de la façon dont le vide quantique affecte un système physique est l'atome ordinaire. Si un atome est dans un état excité, il devrait être stable selon le traitement quantique de l'atome seul.

Si l'on considère la lumière comme une onde classique, elle peut interagir avec l'atome à travers son moment dipolaire selon

HI=d^EH_I=\hat{d}\cdot E

, où

EE

est le champ électrique de l'atome. Cette forme d'interaction fonctionne dans de nombreux cas, sauf lorsque

E=0E=0

. Dans ce cas, vous avez désactivé le champ électrique et l'atome est stable, même s'il est dans un état excité. Bien sûr, nous n'observons pas cela en réalité. La solution est que tout doit être traité quantique mécaniquement, y compris le champ.

En mécanique quantique, tout ce que nous pouvons mesurer doit être représenté par un opérateur. Les opérateurs agissent sur des états quantiques. Dans le cas du champ électrique,

EE

est maintenant un opérateur,

E^\hat{E}

qui agit sur l'état du terrain. Maintenant, nous ne pouvons pas mettre l'opérateur à zéro. Nous pouvons mettre l'état à zéro, mais cela s'appelle l'état de vide, et c'est toujours un état valide du champ. Par conséquent, l'interaction ne disparaît pas dans l'image de la mécanique quantique. Cela explique pourquoi les atomes excités se désintègrent en émettant un photon, un phénomène connu sous le nom d'émission spontanée.

Fait intéressant, Einstein a en fait prédit que l'émission spontanée devait se produire phénoménologiquement, mais à ce moment-là, le traitement quantique complet de l'interaction lumière-matière n'avait pas été développé. Il a également prédit le laser bien avant son développement.

Dans l'ensemble, l'idée qu'un champ quantique est omniprésent, même dans l'état de vide, est un puissant aperçu de la nature quantique de la réalité et quelque chose qui fait complètement défaut en physique classique. C'est une des raisons pour lesquelles les physiciens considèrent souvent que la réalité devrait finalement être décrite par la mécanique quantique.


Réponse 2:

Il y a peu de différence entre les deux théories, les deux pour la plupart, suivent des règles strictes pour assurer la reproductibilité et la mesure. Une autre façon un peu plus désobligeante et plus imprécise de décrire la physique classique consiste à déclarer qu'elle se décompose lorsqu'elle est appliquée à des objets extrêmement petits tels que des atomes ou à des objets se déplaçant près de la vitesse de la lumière. Pourquoi est-ce que je dis que la déclaration qui:

"La physique classique se décompose lorsqu'elle est appliquée à des objets extrêmement petits tels que des atomes ou des objets se déplaçant à la vitesse de la lumière." est inexact?

L'énoncé est fait de manière totalement impartiale et en référence aux définitions épistémologiques suivies par la mécanique classique. Vu sous cet angle, il n'y a aucune différence entre les objectifs déclarés de la mécanique quantique et de la physique classique, les deux poursuivent le même but; qui est d'expliquer les phénomènes naturels. La question est de savoir s'ils réussissent? Nous savons que la mécanique classique n'a pas réussi à expliquer de nombreux phénomènes au niveau subatomique, mais cela n'était pas dû à des défauts inhérents au système comme on le prétend souvent, mais plutôt au manque apparent de solutions. Est-il logiquement ou moralement correct d'affirmer sans équivoque que la physique classique s'est effondrée à ce stade et qu'une physique totalement nouvelle était nécessaire pour expliquer la nature à partir de ce point? Je crois que non. Tout ce qu'il fallait, c'était du temps pour trouver une solution, un temps qui malheureusement n'était pas venu.

Lorsque l'on prend le temps d'examiner les conclusions et les solutions offertes par la mécanique quantique qui utilise une approche statistique plutôt qu'empirique, il devient vite évident que non seulement ces conclusions et solutions sont hautement suspectes mais qu'elles sont basées sur des mathématiques tout aussi suspectes. Depuis le début avec la découverte par Max Planck des quanta de lumière, tout ce qu'il a découvert était basé sur les méthodes de la physique classique, bien qu'à l'époque son utilisation des statistiques aurait été considérée comme très controversée, les méthodes mathématiques utilisées étaient encore soumises à vérification par les normes de la physique classique. Par conséquent, la découverte de quanta de lumière a été obtenue grâce à des preuves expérimentales reproductibles qui peuvent facilement être reproduites à ce jour. Il ne peut donc y avoir aucun doute quant aux conclusions de Max Planck selon lesquelles toute l'énergie a été quantifiée et discrète que ces quanta ont été trouvés en multipliant le quantum physique d'action qui est un très petit nombre nommé la constante de planck.

Tout va bien jusqu'à ce point. Il n'y a pas de réelle différence entre la physique classique et la mécanique quantique. En fait, il est surprenant d'apprendre qu'il existe un seul point défini où se produit le schisme entre la physique classique et la mécanique quantique. Tout le reste est facilement explicable en termes de physique classique. Même le principe d'incertitude de Heisenberg est accepté dans une certaine mesure par la physique classique au motif qu'il est inévitable qu'à l'échelle de l'extrêmement petit, à un moment donné, il sera impossible d'observer avec précision des quantités extrêmement minimes d'énergie ou de distance. La différence avec la mécanique quantique existe en laissant la question ouverte «…… ..mais peut-être à un moment lointain dans le futur ……?» dit la physique classique, "Jamais!" dit la mécanique quantique. L'invention des lasers femto-secondes semble saper la position de la mécanique quantique, mais en laissant cela de côté pour le moment.

Prenez la structure de l'atome, une fois de plus, elle est basée presque entièrement sur les principes de la physique classique. Lorsque Rutherford a divisé l'atome, il l'a fait en utilisant des méthodes classiques, même la constante de Planck n'avait pas été découverte à ce moment.

Si la théorie de la mécanique quantique de la dualité onde-particule était vraiment valable, la découverte de la structure de l'atome aurait-elle même été possible? L'atome, le noyau ou le proton resteraient-ils sous forme de particules suffisamment longtemps pour que Rutherford découvre que la majorité de la masse de l'atome était concentrée dans le noyau? Pensez-y; un peu de logique mystique de la part de la physique classique, mais qui encore une fois peut facilement être expliquée par la mécanique quantique utilisant une logique douteuse et des mathématiques tout aussi douteuses. Dans la même veine, qu'en est-il des spectres atomiques? Là encore, pas de mystère, il est basé sur des méthodes expérimentales qui ont été formulées bien avant la constante de Planck mais dont les résultats étaient néanmoins suffisamment précis pour expliquer comment l'énergie était échangée au sein de l'atome par des changements dans l'énergie de l'électron.

Ainsi, pour la plupart, les découvertes de la mécanique quantique qui comptent vraiment ont été basées sur les normes de la physique classique et impliquent des preuves empiriques. Là où la physique classique et la mécanique quantique divergent fortement, c'est avec l'adoption de la dualité onde-particule.

À ce stade, il faut dire qu'il n'y a rien de mal à appliquer la théorie de la dualité onde-particule à la lumière (photons). Après tout, il a été établi que la lumière a une certaine vitesse finie et qu'elle se déplace toujours à la vitesse de c (

3×1083 \times 10^{8}

m), n'a jamais été retrouvé au repos et ainsi de suite. La prémisse était qu'il s'agissait d'une vague et les preuves à l'appui de cette supposition existaient depuis de nombreuses années, à cela s'ajoutaient les nouvelles propriétés discrètes de type particules qui avaient été découvertes par Planck et vérifiées et expliquées plus tard par Einstein. Rien de contradictoire jusqu'à présent et en fait environ 60 ans plus tard en 1980, lorsque des ondes sonores ultrasoniques ont été créées qui démontraient les propriétés d'un solide en ce qu'elles pouvaient briser les pierres, l'idée est entrée dans le courant dominant. Il n'y avait donc rien d'extraordinaire à penser la lumière comme une onde qui démontrait des propriétés de particules.

Là où les choses se sont effondrées, c'est lorsque des particules telles que l'électron, le proton, le neutron et l'atome lui-même ont été attribués à des propriétés ondulatoires. En effet, il a été calculé que les électrons étaient des particules chargées et devraient donc rayonner toute leur énergie et tomber dans le noyau en quelques secondes. Pour tenir compte de cela, il a été proposé que les électrons soient des ondes ou des particules comme la situation l'exigeait. C'est cette hypothèse qui va à l'encontre de toute logique et hypothèse établies: qu'une chose peut être telle ou telle selon la situation. Une telle circonstance va à l'encontre de toute logique, de toute observation et de toute expérience. On peut dire que oui l'eau au dessus d'une telle température se transforme en vapeur ou qu'en dessous d'une certaine température elle se solidifie en glace ou qu'à température normale elle est liquide. Malheureusement, en mécanique quantique, il n'y a pas de telles circonstances ou critères de qualification où l'électron assume les propriétés d'une onde ou d'un solide en raison d'une condition dominante. Cela dépend plutôt de la situation. L'aspect vraiment ridicule de cette situation est qu'elle ne fonctionne pas. Imaginez un photon avec une longueur d'onde de 600 nm. Comment un électron de diamètre

109 10^{-9}

nm peut-il absorber une telle longueur d'onde ou est-ce à ce moment précis que quelque chose déclenche le passage d'une onde de 600 nm à une petite particule? Qui sait? Est-il possible que l'électron (rappelez-vous qu'il s'agit d'une particule d'onde) se dilate pour remplir presque tout l'atome? Il y aurait toujours un problème car l'atome lui-même serait mille fois plus petit que la longueur d'onde.

La manière dont la lumière se propage selon la mécanique quantique est également tout aussi étrange. Par exemple, le photon lorsqu'il se propage du point A au point B n'a pas d'existence physique mais existe en tant que fonction d'onde mathématique. Comment des gens sensés ont-ils pu soutenir de telles idées loufoques! Et quelles sont les mathématiques derrière cela? Les mathématiques impliquent ce qu'on appelle des nombres imaginaires ou des mathématiques extra-dimensionnelles qui n'ont aucun sens sous la forme du point de vue de notre monde, ce qui est censé concerner la physique.

Regardez la formation des ondes radio. Selon la mécanique quantique, les ondes radio sont formées par l'oscillation rapide des électrons et la vibration des ions dans le réseau cristallin du conducteur. Faisant confiance à ma propre «théorie de l'éther de la Gestalt», je suis sorti sur une branche et j'ai prédit que dans l'horloge atomique du faisceau de césium, bien que les électrons à l'intérieur de l'atome de césium oscillent exactement à 9192631770 Hz / sec. aucune onde radio n'a été formée! Assez intimidant, malgré cette confiance dans ma théorie, j'ai prédit que même si l'électron vibrait à exactement 9192631770 Hz / sec, aucun rayonnement micro-ondes ne serait produit. Effectivement, la prédiction s'est avérée juste, l'oscillation de l'électron a entraîné un changement dans l'état de l'atome et non la production de micro-ondes !!! Un résultat énorme et qui vole complètement face à la mécanique quantique et ses prédictions et théories. (Sans doute, une excuse pour expliquer pourquoi il en est ainsi est déjà en place!)

Donc rien sur la mécanique quantique et surtout sur la dualité onde-particule fonctionne. À ceux qui insistent pour que cela fonctionne ………? Que puis-je dire?

L'électrodynamique quantique soutient que les ondes électromagnétiques se propagent de la manière suivante: les électrons oscillants ou en mouvement dans le conducteur rayonnent les ondes électromagnétiques (photons) une fois qu'un photon est émis, il subit une annihilation spontanée entraînant la création d'une paire électron / positron. La paire d'électrons et de positons subit à son tour une annihilation mutuelle presque immédiate, résultant en un nouveau photon qui a exactement les caractéristiques du photon d'origine. Le fait que cette théorie ne fonctionne pas est tellement évident qu'il n'est pas nécessaire d'élaborer. Comment, par exemple, ce processus est-il conscient des énergies et des fréquences impliquées afin de pouvoir reproduire la fréquence d'énergie et la longueur d'onde exactes nécessaires? Ce n'est pas seulement un éther, c'est un super éther! Comment fonctionne la variation d'intensité avec la distance? Comment les énergies sont-elles conservées intactes? Et les ondes radio? Etc? En bref, comme on peut le voir, d'un point de vue épistémologique, il n'y a pas beaucoup de raison ou de réalité impliquée dans tout cela, ce ne sont que quelques théories au niveau du savoir mythique qui ont été avancées et soutenues par des mathématiques qui utilisent plusieurs dimensions!

La Gestalt Aether Theory soutient que tout ce qui est nécessaire est un modèle photonique réaliste pour résoudre toutes ces différences et aboutir à une théorie définitive unique qui n'a pas recours à des dimensions multiples ou à une fudging mathématique ou à une logique de conte de fées.

L'essentiel de cet argument est que la physique classique et la mécanique quantique sont exactement les mêmes si les parties très controversées de la mécanique quantique sont réexaminées. Pour plus d'informations, mon livre: "Un Gestalt Aether Thoery sur la nature de la lumière et des phénomènes connexes." est disponible sur Amazon.


Réponse 3:

En classique, nous avons des objets, des particules, des champs décrits par des nombres continus variant en douceur - des nombres réels - et tout peut être n'importe où, n'importe quel champ électrique ou champ de gravitation ou tout ce qui peut avoir n'importe quelle valeur à n'importe quel endroit, à tout moment. Les conglomérats de particules et de champs peuvent changer continuellement leur structure microscopique au niveau atomique.

Dans Quantum, nous avons toujours des particules et des champs, mais ce sont des aspects de la même chose - les champs quantiques. Les éléments fondamentaux de la matière et leurs interactions, ainsi que les changements dans les agglomérations de ces particules / champs, sont discrets. Un objet chaud perd un photon, et un autre, et un autre, avec des longueurs d'onde variant de manière aléatoire mais ne diminuant jamais en continu, uniquement par étapes définies.

Ce n'est là qu'une différence majeure. L'autre est dans la logique fondamentale des objets fondamentaux. En classique, vous n'avez que des combinaisons 'et' - un électron est dans cet espace * et * a une vitesse de rotation * et * telle ou telle vitesse, et juste ici est un muon dans cet espace, * et * son spin est également en hausse, * et *…. bientôt. Parfois, vous ne savez pas si vous avez une combinaison ou une autre, par exemple si vous savez que deux personnes se tiennent sur une échelle de lecture de 200 livres, si c'est un adulte de 150 lb + un enfant de 50 lb, ou un adulte de 160 lb + un enfant de 40 lb, ou quoi. Mais ce n'est qu'un raisonnement classique, utilisant la logique pour trier les combinaisons de possibilités jusqu'à ce que vous compreniez que vous avez réellement, dans la réalité physique, un adulte de 148 livres * et * un enfant de 52 livres.

En revanche, Quantum permet, voire exige, des combinaisons de choses plus désordonnées. "Fonctions d'onde" ou "états" qui sont des combinaisons linéaires dans les espaces de Hilbert décrivant, par exemple, un électron de spin "vers le haut" ici * et * un électron de spin "vers le bas" là-bas, * plus * (pas "ou" mais "plus" ) une rotation «vers le bas» ici et une rotation «vers le haut» là-bas. Et cela peut se faire de deux façons - un «maillot» ou

Sz=0S_z=0

état propre d'un «triplet». Hmm… comment cela se traduit-il en classique? Ce n'est pas le cas!

Nous avons un enchevêtrement, et ce n'est pas seulement une ontologie classique avec des incertitudes. Nous pouvons utiliser des distributions de probabilité lorsque nous avons une connaissance partielle d'un système classique. Mais avec un système Quantum, nous ne pouvons pas éliminer l'incertitude. Les choses ne sont pas seulement partiellement connues; ils sont partiellement réels. Telle est la conclusion de décennies de recherche, y compris le théorème de Bell, l'expérience de choix différé, et bien plus encore dans tous les textes quantiques.


Réponse 4:

C'est une excellente question, et vous pouvez obtenir de nombreuses réponses différentes. Mais la mécanique quantique montre que les choses semblent fonctionner radicalement différemment dans le domaine subatomique du monde que nous connaissons mieux.

En physique classique, vous pouvez décrire tous les objets pertinents d'un système d'une manière plutôt mécanique. Autrement dit, selon la nature du système, vous pouvez extraire une équation (comme les lois de Newton, les équations de Maxwell, la théorie de la relativité d'Einstein) et décrire comment le système global se comporte en fonction du comportement de ses divers objets, qui à leur tour dépendent de l'équation pertinente.

Cependant, une sorte de wholism régit le comportement des systèmes quantiques qui ne peuvent pas être capturés dans le genre d'équation que vous branchez dans les variables et obtenez mécaniquement votre résultat. La mécanique quantique présente deux caractéristiques, la non-localité et la contextualité, ce qui signifie que toutes les particules d'un système affectent toutes les autres, d'une manière qui ne peut être parfaitement prédite. Et bien sûr, la non-localité peut exister entre deux particules à une distance illimitée. Le résultat ici est que la fonction d'onde quantique existe dans un espace de grande dimension (en raison de la non-localité et de la contextualité) en raison de la vaste information nécessaire pour déterminer le résultat du système.