Finns det en kvantkraft?


Bästa svaret

Kraft är det ord vi använder för att hänvisa till alla uttryck för energi. Energi är ett vagt koncept. Det finns fyra mycket olika uttryck för energi, gravitation, elektromagnetism, starka och svaga kärnkrafter. Tre av de fyra fälten har kvantiserats, tyngdkraften inte. Det kan aldrig kvantifieras på grund av hur svagt fältet är. En gravitation kunde aldrig mätas. Så det förblir hypotetiskt. Under tiden har de andra tre krafterna kvantiserats, det kallas standardmodellen för ”partikelfysik”. Så du kan säga att dessa tre krafter har kvantiserats, men en inte.

Svar

Frågan som ställs: Är kvantfysik mestadels teori, eller har mycket av det bevisats?

En gång i tiden betydde vissa ord något annat än de gör nu. Det är sant för många ord … ”dumt” betyder en gång ”välsignat och värdigt”. Och ”bevisa” betydde en gång ”test”.

Men sedan kom matematik och gav en helt ny mening att ”bevisa”. Ett matematiskt ”bevis” är absolut. Det betyder att det inte finns något annat sätt för saker … om dina antaganden är sanna kan slutsatsen inte vara något annat än sant. Det är en vansinnigt hög stapel och kan bara användas i matematik och logik. I en komplex och fysisk ”verklig” värld är sådan säkerhet inte möjlig, det finns i stort sett andra möjligheter, även om de är ganska absurda. Men ibland är verkligheten absurd!

Den matematiska innebörden av ”bevisa” sprids dock över i vårt vardagliga tal för att skapa en röran, eftersom vi försöker tillämpa den meningen på den gamla betydelsen. Ibland är det ofarligt … det gamla ordspråket ”Beviset på pudding är i ätandet” ger nästan lika mycket mening när du använder ordet på detta extrema sätt snarare än det ursprungliga ”testet”. Ibland gör det saker obskyra men också intressanta … ett annat gammalt ordspråk ”Det är undantaget som bevisar regeln” får lite extra resonans när ”bevis” betyder något mer än ”test”. Men ibland gör det meningen helt annorlunda och typ av trasigt. Som “har kvantteori bevisats?”.

Nu i världens gamla bemärkelse är den frågan mycket rimlig och svaret är absolut ja ! QM har testats om och om igen, till extrem precision. Det har mött alla dessa test vackert. Det är extremt väl testat.

Men i ny mening den frågan har ingen mening. Teorier är inte matematiska satser, de är förklaringar till varför vi ser de saker vi gör, och ett sätt att förutsäga vilka andra saker vi kommer att se under andra omständigheter. Du kan inte matematiskt bevisa något liknande mer än att steka ett adjektiv eller konjugera jordnötssmör. Det finns alltid andra möjligheter som kan förklara samma observationer, precis som ett oändligt antal matematiska funktioner kan passa en begränsad uppsättning punkter!

Till exempel finns det en helt separat teori, Bohmian Mechanics, som ger samma förutsägelser som QM och ändå som de flesta skulle betrakta som en separat och annorlunda teori. Jag är säker på att det finns oändligt många andra teorier som ger samma förutsägelser (inom de delar av naturen som vi kan komma åt med våra experiment just nu).

(Ovan är möjliga elektronbanor i dubbel slits experiment enligt Bohmian mekanik. Bild från Wikipedia Commons, skapad av Koantum )

Saken är att, för att QM är så mycket väl testad, om vi ska ta någon av dessa teorier på allvar så måste de klara samma tester. Det måste till exempel matcha mätmönstret i ett dubbelt slitsförsök … och alla tiotusentals andra experiment som har gjorts. Vilket innebär att alla alternativa teorier kommer att vara nästan exakt samma som QM i de flesta avseenden, inklusive det konstiga som vissa människor inte gillar.

Jag, jag tycker att konstigt är underbart, men jag är lite konstig mig själv.

TL / DR: En teori är aldrig bevisad, bara testad och framgångsrik eller misslyckad med att förklara vad som ses. Men QM är så väl testad att allt som ersätter det ser nästan exakt ut på de flesta sätt.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *