Richard Feynmans "The Strange Theory of Light and Matter" är en lysande beskrivning av kvantelektrodynamiken, "QED", och även i viss mån teorin om stark och svag växelverkan. Av de grundläggande krafterna är det bara gravitationen som lämnas utanför.
Det är häpnadsväckande hur åskådligt han lyckas förklara hur kvantmekaniken fungerar för elektroner och fotoner. Utan att presentera en enda formel. Den komplexa vågfunktionen beskrivs helt enkelt med "pilar" (vektorer m.a.o.). Sannolikheten för ett att en foton ska detekteras beräknas genom att dessa "pilar" adderas för varje möjlig väg från källan till detektorn och därefter kvadreras för att få sannolikheten för utfallet. Inget snack om Schrödingerekvationen eller komplexa tal... Men man förstår varifrån vågbeteendet uppkommer för både fotoner och elektroner: pilar som pekar i motsatt riktning "tar ut varandra" vid additionen, och före kvadreringen, och ger därmed upphov till det typiska vågbeteendet. Fotonerna påträffas alltså inte på vissa ställen där de borde, om sannolikheterna hade adderats efter kvadreringen (interferens).
Detta är den enkla principen, och den visar sig förklara det mesta av det som händer i vår värld!
Feynman har massor med exempel från varför oljefläckar på en väg kan ha så fina färger, till varför det ser ut som att det finns elektriska fält. Medan det bara räcker med tre enkla händelser för att förklara det allra mesta av vad som sker i vår värld: att en foton rör sig från en punkt till en annan, att en elektron gör det, och att en elektron emitterar eller absorberar en foton.Snacka om reduktion!
Att lära sig tekniken att räkna ut sannolikheten tar visserligen fyra år för fysikstudenten, men det är ju bara teknik. Däremot säger Feynman uppriktigt att ingen förstår varför naturen fungerar på det här besynnerliga sättet.
Det är ändå svårt att låta bli att spekulera, vi vill ändå försöka förstå vad som händer egentligen. Men Feynman ansluter sig till sannolikhetstolkningen av kvantmekaniken: "pilarna" han beskriver, sannolikhetsamplituderna med ett fint namn, har nog ingen fysikalisk mening. Det är kvadraten, själva sannolikheten, man kan observera experimentellt. That's it! Försöker man ta reda på vad som händer med fotonen mellan A och B, vid C, så ändras experimentet och sannolikheterna blir andra. Det är bara att acceptera att naturlagarna är radikalt annorlunda än i den klassiska fysiken. Feynman menar att pionjärernas tal om osäkerhetsrelationer och kollapser av vågfunktionen är tecken på att de inte kunde koppla loss från det gamla sättet att tänka, i klassisk fysik.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar