Sledoval jsem show na Netflixu pořádanou Neilem Degrasse Tysonem a zmínil, že jedna ze základních částic, o kterých víme, elektron, je něco nikdy jsme to ani přímo nepozorovali . Proč jsme to neudělali? Je to nemožné? Vím, že je to snadná odpověď na jakoukoli otázku, ale je to proto, že naše technologie ještě není dostatečně pokročilá?
Komentáře
- Zobrazit moji odpověď. Přijatá odpověď je nesprávná, protože: (1) Obrázky nejsou obrázky žádné jednotlivé částice. (2) Citovaný článek hovoří o nesmyslech, říká “ elektronu obíhá jádro atomu přibližně 150 sekund. “ . Elektrony ne obíhají jádro, nemluvě o tom, že mají oběžnou dobu!
- @ user21820 Ještě jsem ‚ nepřijal odpověď . Až si jednou přečtu ‚ s prohlášení
odpověď
Definujte “ dodržujte “
Webster , možnosti pro vědu jsou:
a: pečlivě sledovat, zejména s ohledem na podrobnosti nebo chování, za účelem vynesení rozsudku
b: provést vědecké pozorování na
a na “ pozorování :
a: akt rozpoznávání a zaznamenávání faktů nebo událostí často zahrnujících měření pomocí nástrojů
b: záznam nebo popis takto získané
Jak pozorujeme mrak? Světlo ze slunce se rozptyluje od H2O mraku a zasahuje naše oko. Při jeho vědeckém pozorování lze pořizovat fotografie nebo videa, aby bylo možné studovat jeho časový vývoj. Pozoruje mrak na videu “ mrak „?
Zde je bublinková komora obrázek elektronu :
Elektron rozptýlil atomy v komoře ionizující je a bubliny se tvoří tam, kde byly ionty. Otáčí se v magnetickém poli a ztrácí energii z rozptylů. Na rozdíl od cloudového obrazu nerozptyluje objekt světlo, ale rozptyluje hmotu a světlo této dráhy se zaznamenává. Je to složitější cesta k obrázku, ale stále existuje vzájemná korespondence objektu zvaného elektron s obrazem, který nazýváme pozorováním.
Upozorňujeme, že pro rozměry bublinové komory bubliny (mikrony) a hybnost elektronu na obrázku, některé MeV / c , uspokojují Heisenberg Princip neurčitosti, a tedy v rámci této dimenze lze elektron považovat ve své formě za kvantově mechanickou “ částici „, s atributy klasické částice.
Rovněž “ vidíme “ elektrony přímo v jiskry , naše oči a mozek nejsou vybaveny k tomu, aby viděly světlo tak jasně jako světlo odražené od mraku, ale toto je omezení naší biologie, naše nástroje to dokážou.
Takže si myslím, že prohlášení je prázdné.
Upravit po komentáři
Myslíte si, že by někdy bylo možné vytvořit něco, co funguje jako kamera pro pořízení snímku jednoho elektronu
Prohledala síť a byla hotová.
video na https://www.youtube.com/watch?v=OErXAk42MXU
Nyní je možné vidět film elektronu. Film ukazuje, jak elektron jede na světelné vlně poté, co byl odtržen od atomu. Je to vůbec poprvé, kdy byl elektron natočen, a výsledky jsou uvedeny v nejnovějším čísle Physical Review Letters.
Bylo to provedeno, ale video je zpomalené, takže je možné vidět cestu.
Komentáře
- Komentáře nejsou určeny pro rozšířenou diskusi; tato konverzace byla přesunuta do chatu .
Odpovědět
Koncept„ přímého pozorování “je ve filozofii vědy choulostivý. Jedná se o přijatý most mezi vědeckou teorií a pravdou a prochází několika velmi kalnými vodami.
Zvažte toto hluboké tvrzení: nemáme žádné důkazové elektrony. Nula. Naďa.To, co máme , je mnoho teoretických modelů, které zahrnují koncept elektronu, který dělá pozoruhodně dobrou práci s předvídáním toho, jak se věci budou chovat. Ve filozofii se jedná o rozdíl mezi ontologií (diskuse o tom, co je svět je ) a epistemologií (diskuse o tom, co můžeme vědět o světě).
Nyní je to pravděpodobně nejvíce pedantské hledisko, jaké si člověk může vybrat. „Téměř nikdy neslyšíte, že by se vědec rozhodl promluvit tímto způsobem. Proč? No, některé z našich modelů dělají tak ohromující práci, když předpovídají věci, o kterých máme tendenci rádi jen tvrdit, že jsou realitou.“
Jak uplatníme toto tvrzení? Pokud model předpovídá něco, co můžeme „přímo pozorovat“ pomocí vlastních očí, uší a rukou, pak předpokládáme, že je to „skutečné“. Myšlenka, že jednobuněčné organismy zhoršují stravu, byla jen nepřímým pozorováním, dokud někdo nevynalezl mikroskop a nedovolil nám dívat se dvěma očima. Na filozofické úrovni „požehnáme“ pozorování učiněná vlastními smysly, a to z jiného důvodu, než je opravdu těžké dosáhnout jakéhokoli pokroku, pokud ničemu nedůvěřujeme.
Vezměte myšlenku ohýbání časoprostoru. Všichni jsme slyšeli o Einsteinově teorii, že masový ohýbá časoprostor, což způsobuje gravitaci plus všechny druhy dalších zábavných relativistických efektů. Avšak ohýbání časoprostoru je pouze model. Neexistuje žádný důkaz, že by se časoprostor skutečně ohýbal, pouze to, že pokud někdo modeluje časoprostor jako ohýbání, získá charakteristicky dobré předpovědi o tom, co se stane.
Takže nemáme žádné požehnání mikroskop, který dokáže dostatečně zvětšit, aby viděl elektron. To samo o sobě stačí k vytvoření jednoho stavu, že nikdo „přímo nepozoroval“ elektron. Pokud se někdo odváží pustit se do Kvantové mechaniky, svět bude ještě podivnější. Vzhledem k nejrůznějším zábavným efektům, které pravděpodobně přesahují rámec vaší otázky, se pojem „pozorování elektronu“ sám o sobě dost zablácí. Kvantová mechanika předpovídá, co se stane ve vesmíru, a to způsobem, který činí frázi „pozorování elektronu“ obtížnou a obtížně kvantifikovatelnou. Pokud kvantová mechanika skutečně popisuje, jak svět „skutečně funguje“, pak může být koncept pozorování elektronu ve skutečnosti nemožný kvůli statistickému chování kolapsu kvantových vln.
Komentáře
- Nemáme důkaz, že každý, kdo čte tuto větu, je také člověk. ‚ si nemyslím, že je ‚ spravedlivé očekávat důkaz v absolutním smyslu, že je nutně platný. Dokonce i v matematice je důkaz relativní k formálnímu systému a nemůže dosáhnout úrovně platonické pravdy (ať už je to cokoli). Jak říkáte, jde jen o to, abychom si uvědomili, že jakýkoli nástroj, který používáme k pozorování něčeho, ať už je to naše oko nebo něco jiného, nedostáváme přímo své mentální ruce na samotný elektron, ale dostáváme pouze nepřímé důkazy prostřednictvím našich nástrojů. Někdy dokonce vidíme hvězdy, když žádné nejsou.
- @ user21820 Ať už je to “ spravedlivé “ nebo ne, jedná se o uznávanou základní hranici vědy (obecně empirického myšlení obecně). Pokud si přejete prodiskutovat, co to znamená “ sledovat něco „, musíme si přiznat, co to vlastně znamená “ pozorujte “ něco, a to zahrnuje filozofické otázky v jádru procesu. Jinak se člověk vždy mýlí v tom, co to znamená “ pozorovat “ něco a vyvstávají otázky, jako je tato, a nikdy se nezdají být vypáleno, protože se člověk rozhodne ignorovat, co “ pozorování “ ve skutečnosti znamená. Velké mozky filozofie vědy, jako Popper a …
- … a Kuhn, se potýkaly s touto výzvou a bez únosů (filozofický termín pro rozhodnutí, že nejpravděpodobnější hypotéza je ve skutečnosti pravda), věda vždy zůstává přesně jeden krok od pravdy. To není ‚ špatná věc. Miluji to, co věda ve skutečnosti dokáže, a spoléhám se na to docela často. Ale odvrátit filozofické otázky od jejich kořenů je stejně nebezpečné jako odvrátit filozofické otázky od kořenů matematiky nebo kořenů náboženství. ‚ Podobá se to výuce vojáka, “ když stisknete spoušť, zbraň vystřelí, “ a neuvažovat …
- .. případy, kdy zbraň nevystřelí, protože se zasekne, a voják ji musí uvolnit, aby mohl pokračovat. Existuje ‚ důvod, proč armáda učí vojáky, jak si pod stresem z boje vyzbrojit pušku.
- Nemám žádný důkaz, že existuje #solipsism
Odpověď
Nic není dodržováno bez nějaký fyzický proces „provádějící“ pozorování. Oči pasivně nevidí – jsou obrovskými kolizními místy pro nespočet fotonových bombardování, pixely kamer (nebo fotocitlivé pigmenty) pasivně nereagují na světlo, musí být násilně bušeny tisíci jednotlivých fotonů.
Je to jako být v autě, v temné místnosti plné peří – jak můžete, aniž byste opustili auto, cítit, že tam peří je? Pokud jste jeli do oblaku peří rychlostí 200 km / h , možná něco uslyšíte, když narazili na čelní sklo, pokud jste poslouchali velmi opatrně …
Je to stejné i u jednotlivých částic, jako je elektron – jak můžete cítit něco, co je lehčí a více delikátní než cokoli jiného kolem toho?
Stejně jako auto a peří lze pouze nepřímo vyvodit z jedné věci do druhé dostatečně silně jednu nebo druhou existenci.
Komentáře
- Velmi dobrý příklad.
Odpověď
Dovolte mi uvést vágní analogie pro ilustraci problémů při mluvení o pozorování.
Představte si, že jsem právě hodil kámen do rybníka a ptám se vás, vidíte tu vlnu, kterou vytváří? Říkáte, samozřejmě, proč ? Říkám, ne, opravdu jsi neviděl celou vlnu. Viděli jste jen to, co jste viděli ze své pozice a úhlu. A co jste viděli na vlně? Nebo je to jen obrázek vlny, který máte na mysli? Jak vůbec víte , že tento obraz je přesným odrazem skutečné vlny? Ve skutečnosti víme, že naše oko má omezenou rozlišovací schopnost a citlivost.
Takže jste vlastně neviděli žádnou vlnu. Právě jste viděli něco, co oba děláme volání „vlna“ v angličtině. Slovo je pouze odkazem na entitu, nikoli na entitu samotnou. Můžete se zeptat, je možné pozorovat entita přímo a ne prostřednictvím žádného zprostředkujícího nástroje jako je naše oční bulva? Co ale ve skutečnosti je „přímo“? Pokud vaše mysl nějak může dotknout se vlny (s čím, mohu se zeptat?), je to pro vás dost? Nebo je vaše mysl sama pouhým nástrojem, který používáte k interakci se světem?
Mimochodem, který se ponoří přímo do hlubin konec filozofie , musíte na to ale nějak nějak odpovědět, než budete moci přesně určit, co máte na mysli „pozorovat“ .
Na druhou stranu, co když se oba shodneme, že došlo k vlně, a Pak se vás zeptám, jaká je poloha vlny? A nechápavě na mě zíráš. Ale to by mohla být stejná otázka, jakou byste byli v pokušení zeptat se na elektron. Co když má elektron skutečně základní realitu, která lépe odpovídá jeho wavefunction než jedinému bodu ve vesmíru? Máte vůbec sebemenší důkaz, že je to spíš bod? Ne.
Dalo by se říci, vezmeme jako polohu nejvyšší bod molekuly vody (za předpokladu, že je dostatečně bodový). Pokud ano, pak to nebude mít vůbec žádné pěkné vlastnosti a bude náhodně skákat kolem rybníka. Lepším nápadem bude vzít průměr poloha molekul vody, které jsou nad průměrnou hladinou vody v rybníku. Pak můžeme „vidět“, že se pohybuje víceméně ve směru vlny spolu s hřebenem. dotkněte se hřebenu vlny, jak prochází, což znamená, že můžeme takto odhadnout polohu, jak je definována tímto způsobem. Existuje zde určitá nejistota, ne na rozdíl od nejistoty, kterou vidíte při měření polohy klasického vlnového paketu nebo při měření polohy částice (Heisenbergův princip nejistoty), v tom smyslu, že navzdory dobře definované poloze rybníkové vlny (za předpokladu bodových molekul vody nebo obecněji nějaké funkce hustoty vody pro vodu), nemůžeme ani klasicky měřit je to přesně proto, že cokoli, co uděláme, naruší vlnu.
Podobně můžeme de jemná rychlost vlny jako tok, průměrný průtok vody (podle vývoje funkce hustoty hmoty v čase). Stejně jako u polohy nemůžeme ani klasicky přesně změřit rychlost, aniž bychom ji změnili.
Nyní bychom mohli problém vyřešit jiným způsobem. Místo toho, abychom se pokusili pozorovat celou vlnu najednou, opakujeme kamenný hod mnohokrát a pokaždé pozorujeme jen jednu malou část vlny. Samozřejmě, nyní, když jsme skeptičtí, budeme si klást otázku, zda skutečně můžeme něco opakovat v přesně pokaždé stejným způsobem.Je to samozřejmě nemožné obecně, ale doufáme, že to nebude příliš divoké.
To je přesně to, co vědci udělali, aby pozorovali (v tomto smyslu) vlnovou funkci elektronu. Bylo to provedeno velmi dávno a já neznám historii, ale IBM byla údajně jednou z prvních, která uspořádala molekuly nečistot na kovový povrch a poté pomocí skenovacího tunelového mikroskopu zobrazila hustotu elektronů. Mají nějaké obrázky zde , včetně známé kvantové ohrady:
( http://researcher.watson.ibm.com/researcher/files/us-flinte/stm16.jpg ) 
Nevím, zda upravili nezpracovaná data (vysoce pravděpodobné, když jsem to udělal předtím, než jsem musel upravit, abych odstranil hluk a artefakty z nedokonalého tipu STM). Na internetu existují další obrázky, například:
( http://nisenet.org/catalog/media/scientific_image_-_quantum_corral_top_view ) 
Všechny barevné nebo 3D efekty v obrázcích STM jsou samozřejmě generovány počítačem. Nedávno (2013) někteří tvrdili, že jsou schopni zobrazit atomové orbitaly, například:
( http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/may/23/quantum-microscope-peers-into-the-hydrogen-atom ) 
Pamatujte, že analogie se rozpadají a velmi málo o elektronech a jiných částicích má dokonce nejasně analogický jev s vodou v rybníku. Analogií bylo pouze přimět vás, abyste si dvakrát promysleli společný předpoklad, že částice má bodovou polohu.
Komentáře
- Ale počkejte, tak pak cokoli, co se pohybuje (klasické i kvantové), nemá ‚ určitou pozici? Určitě měříme polohu věcí makroskopicky, nebo máte na mysli, že můžeme měřit cokoli pouze s určitou úrovní přesnosti, ale stále bychom byli klasifikováni jako ‚ ‚ nejisté ‚ ‚? ‚ se zaměřuji na váš poslední bod týkající se společného předpokladu.
- @whatwhatwhat: Podle mého názoru se žádná částice v žádném okamžiku nenachází v jediném bodě v prostoru , bez ohledu na to, zda se pohybuje nebo ne ‚ t. To je v souladu s některými interpretacemi kvantové mechaniky a nenaráží na problém kolapsu vlnových funkcí, který vyžadují některé jiné interpretace. Jen proto, že se částice zdá, že narazí na obrazovku v lokalizované oblasti, ještě neznamená, že byla vůbec v jediném bodě! Proč to někdo předpokládal?
- @whatwhatwhat: To, co měříte, nikdy není samotná částice. Pokoušíte se ‚ zvětšit ‚ nějaký efekt na makroskopickou úroveň, který můžete pozorovat. Přitom se setkáte s problémem, že váš zvětšovací mechanismus ovlivňuje částici, takže nikdy nemůžete pozorovat stejnou částici ve stavu, ve kterém ji chcete dvakrát. Obvykle tedy musíte tento efekt mnohokrát replikovat (doufáte) a změřit mnoho částic, které jsou (mají být) v konkrétním požadovaném stavu, a poté získat distribuci, což se děje u experimentu s dvojitou štěrbinou a obrázky v mé odpovědi.
Odpověď
Podle standardního modelu nemá elektron žádný rozsah; poloměr nula. Takovou částici jako takovou nebylo možné nikdy pozorovat (protože tam ve skutečnosti není …), ale pouze nepřímo ji pozorovat například vliv jejího elektrického pole na jiné částice nebo objekty.
Komentáře
- Váš nápad ovlivnil mé první napsání této otázky. Nedivte se ‚, že si možná myslíme, že tam opravdu není, protože to ‚ nemůžeme správně sledovat? Vím, že říkají, že kvantový svět je kontraproduktivní, ale co když toto šílené vysvětlení je jen proto, že ještě nemáme vhodné nástroje, abychom určili opak? Například – Pluto. Byli jsme si tak jistí, že to byla planeta, dokud jsme neprokázali opak. U konceptů, jako je ten, který zmiňujete, si pamatuji Pluto a myslím si, že ‚ ‚ je tento nápad pravdivý … pokud jde o nás vědět. ‚ ‚
- jaký nápad ??????
- @whatwhatwhat zatímco myšlenka vědeckých věšáků na intonaci dobrých teorií jako absolutní skutečnosti je správná, váš příklad je špatný. Například Galenova ‚ teorie, že lidé měli rozdělené čelisti, je lepší.
- Osobně ne ‚ t jako pojem elektronu jako bodové částice (vytváří divné nekonečna atd.) versus jen něco velmi, velmi malého. Nevím ‚ nevím, proč to standardní model přijímá, opět kvůli problému s nekonečnem, ale očividně výběr poloměru jako něčeho velmi, velmi malého je považován za jiný než výběr poloměru 0.
- @jiminion by ‚ ta nulový poloměr znamená, že nepřímé efekty, které vidíme, se vytvářejí odnikud?
Odpověď
Není zcela přesné, že jej nelze pozorovat. Může a má. Pozorování je však jen malým aspektem fenoménu elektrony.
I když je to možné pozorovat okamžitě, nelze určit, kde se nachází, a jeho rychlost. Rychlost elektronu lze pozorovat, ale ne při znalosti jeho polohy. Poloha elektronu může být pozorován, ale ne se znalostí jeho rychlosti.
Často zobrazovaný příklad toho na hodinách strojírenství a fyziky v podobě šipky v lese. Můžete jasně vidět, kde to je, ale z obrázku šipky nemůžete říct, jak rychle to jde.
Komentáře
- Pro rozsah této otázky jsem ‚ Zajímá mě tedy jen jeho poloha.
- Ale co o koni pobíhajícím po závodní dráze? Můžeme měřit jeho polohu kolem stopy pomocí značek a rychlost lze měřit rychloměrem. Řekněme ‚ s, že kůň běží kolem mé rychlostní zbraně a zaznamenává rychlost. Současně s tím, jak to zaznamenává moje zbraň, vyfotím polohu koně ‚ vůči značkám. Bylo by to úspěšně změřeno jak rychlost, tak i poloha koně v daném časovém okamžiku?
- @whatwhatwhat – myslím, že o tomto tématu najdete více zde: en.wikipedia.org/wiki/Un certainty_principle než to, co mohu poskytnout.
Odpověď
Podle relačního QM by dalším pozorovatelem elektronu mohl být jednoduše jiný elektron; řekněme jiný elektron, který jej odpudil.
To znamená, že elektrony jsou neustále pozorovány; jen ne námi.
Ale myslím si, že to není smysl pozorování , který ve své otázce používáte; což se jeví jako přímé pozorování lidským okem.
Jakmile jsme však bakterii neviděli; a nyní je můžeme vidět pod mikroskopem; nikdo neříká, že tam „nejsou“.
Možná to samé jednoho dne bude platit i pro elektrony.