'電子を観測できないのはなぜですか？

” observe ”

Webster 、科学の選択肢は次のとおりです。

a：判断を下すために、特に詳細や行動に注意して注意深く観察する

b：

および”の観測について科学的な観測を行う：

a：多くの場合機器による測定を伴う事実または発生を認識して記録する行為

b：記録または説明そのようにして得られた

雲をどのように観察しますか？太陽からの光が雲のH2Oから散乱し、私たちの目に当たります。それを科学的に観察するために、写真やビデオを撮ってその時間発展を研究します。ビデオ上の雲は”雲を観察していますか”？

ここにバブルチャンバーがあります電子の画像：

電子がチャンバー内の原子から散乱して原子をイオン化し、イオンがあった場所に気泡が形成されます。それは課せられた磁場を回し、散乱からエネルギーを失っています。雲の写真とは対照的に、物体から散乱するのは光ではなく、物体が物質から散乱し、その経路の光が記録されます。それは絵へのより複雑な道ですが、電子と呼ばれる物体と、私たちが観察と呼ぶ絵との1対1の対応がまだあります。

気泡室の寸法については注意してください。気泡（ミクロン）と写真の電子の運動量いくつかのMeV / c は、ハイゼンベルグを満たします不確定性原理、したがってこれらの次元内では、電子はその形で量子力学”粒子”、古典的な粒子の属性を持ちます。

また、電子を

「直接観察」の概念は、科学哲学では難しいものです。それは科学理論と真実の間の受け入れられた架け橋であり、それはいくつかの非常に泥だらけの水を越えます。

この深遠な声明を考えてください：私たちは証拠の電子が存在しません。ゼロ。灘。私たちが 持っているのは、物事がどのように振る舞うかを予測するのに非常に優れた仕事をする電子の概念を含む多くの理論モデルです。哲学では、これはオントロジー（世界が何であるかについての議論 ）と認識論（私たちが世界について知ることができることについての議論）の間の分割です。

これはおそらく、選択できる最も認識論的な視点です。科学者がこのように話すことを選択するのを聞くことはほとんどありません。なぜですか？私たちのモデルの中には、「現実」であると主張する傾向があることを予測するという驚くべき優れた仕事をしているものがあります。

この主張をどのように行うのですか？モデルが私たち自身の目、耳、手で「直接観察」できるものを予測する場合、それは「本物」であると推定します。単細胞生物が食物を悪くするという考えは、誰かが顕微鏡を発明し、私たち自身の2つの眼球で見させてくれるまでは、単なる間接的な観察でした。哲学的レベルでは、私たちは自分の感覚で行われた観察を「祝福」します。それ以外の理由は、何も信頼しないと 進歩するのが本当に難しいということです。

時空を曲げるという考えを持ってください。私たちは皆、質量が時空を曲げるというアインシュタインの理論を聞いたことがあります。それは重力に加えて他のあらゆる種類の楽しい相対論的効果を引き起こします。しかし、時空を曲げることはモデル。時空が実際に曲がるという証拠はありません。時空を曲がるとしてモデル化すると、何が起こるかについて特徴的に優れた予測が得られるというだけです。

したがって、私たちは祝福されていません。電子を見るのに十分に拡大できる顕微鏡。それだけで、誰も電子を「直接観察」していないという状態を作るのに十分です。量子力学に手を出すと、世界はさらに奇妙になります。おそらくあなたの質問の範囲を超えているあらゆる種類の面白い効果のために、「電子を観察する」という概念自体はかなり泥だらけになります。量子力学は、「電子を観測する」というフレーズを面倒で実際に定量化するのが難しい方法で、宇宙で何が起こるかを予測します。確かに量子力学が世界が「実際に機能する」方法を説明している場合、電子を観測するという概念は、量子波形崩壊の統計的振る舞いのために実際には不可能かもしれません。

コメント

• この文章を読んだ人が人間であるという証拠もありません。 ‘絶対的に有効であるという絶対的な意味での証拠を期待するのは’公正ではないと思います。数学においてさえ、証明は形式的なシステムに関連しており、プラトニックな真理のレベルに到達することはできません（それが何であれ）。あなたが言うように、重要なのは、私たちが何かを観察するために使用する機器が何であれ、それが私たちの目であろうと他のものであろうと、私たちは電子自体に直接精神的な手を得るのではなく、得るだけであることを理解することです私たちの機器を介した間接的な証拠。星がないのに星が見えることもあります。
• @ user21820 ” fair “かどうか、それは科学の認識された基本的な限界です（実際には一般的な経験的思考です）。 ” “の何かを観察することの意味について話し合いたい場合は、 “何かを観察します。これには、プロセスの中核にある哲学的問題が含まれます。そうでなければ、”何かを観察することの意味について常に間違っています”このような質問が発生し、決してそうではないようです” “を観察することの実際の意味を無視することを選択しているために打ち負かされました。ポッパーや…
• …やクーンのような科学哲学の偉大な精神は、誘拐することなく、この課題に取り組んできました（最も可能性の高い仮説は実際に真実）、科学は常に真実から一歩離れたままです。これは’悪いことではありません。私は科学が実際にできることを愛し、私はそれをかなり頻繁に頼っています。しかし、その根底にある哲学的な質問を手で振り払うことは、数学の根源、または宗教の根底にある哲学的な質問を手を振るのと同じくらい危険です。 ‘兵士に教えるのと似ています。”トリガーを引くと、銃が発砲します。”そして考慮しない…
• ..銃が詰まっていて、兵士が続行するには銃を外す必要があるために発砲しない場合。 ‘は、軍が戦闘のストレス下でライフルをフィールドストリップする方法を兵士に教える理由です。
• あなたが存在するという証拠はありません#solipsism

なしでは何も観察されません観察を「実行する」いくつかの物理的プロセス。目は受動的に見えません-それらは無数の光子衝撃の巨大な衝突サイトであり、カメラのピクセル（または感光性顔料）は光に受動的に反応しません。それらは何千もの個々の光子によって激しく叩かれる必要があります。

まるで車の中にいて、羽がいっぱいの暗い部屋にいるようなものです。車を離れることなく、羽がそこにあることをどのように感じることができますか？200mphで羽の雲に乗り込んだ場合、注意深く耳を傾けると、フロントガラスに当たったときに何かが聞こえるかもしれません…

電子などの個々の粒子でも同じです。どのようにして、より軽く、より多くの何かを感知できますか。その周りの何よりも繊細ですか？

車や羽のように、一方を他方に激しくぶつけるだけで、間接的に一方または他方の存在を推測できます。

コメント

• 非常に良い例です。

観察について話す際の問題を説明するための漠然としたアナロジー。

私がちょうど池に石を投げたところを想像してみてください。それが作る波を見ることができますか？もちろん、なぜですか？ ？私は言う、あなたは本当にすべての波を見なかった。あなたは自分の位置と角度から見たものだけを見ました。そして、あなたは波を見たのですか？それとも、頭に浮かぶのは波の image ですか？その画像が実際の波を正確に反映していることを どのようにして知っていますか？実際、私たちの目はその解像力と感度に限界があることを私たちは知っています。

それで、あなたは実際には波を見ませんでした。あなたは私たちの両方がする何かを見ただけです call 英語で「波」と呼びます。この単語は、エンティティ自体ではなく、エンティティへの参照にすぎません。実体は直接であり、眼球などの中間の機器を介さないのですか？しかし、実際には「直接」とは何ですか？波に触れて（何で聞いてもいいですか？）、それで十分ですか？それとも、あなたの心自体が、世界と対話するために使用する単なる道具ですか？

とにかく、深く潜ります哲学の終わりですが、「観察する」とはどういう意味かを正確に指定する前に、どういうわけか答える必要があります。 。

一方、波があったことに両者が同意した場合はどうなるでしょうか。それから私はあなたに尋ねます、波の位置は何ですか？そして、あなたはぼんやりと私を見つめます。しかし、それはあなたが電子について尋ねたくなるのと同じ質問かもしれません。電子が実際に、空間内の単一の点ではなく、その波動関数により密接に対応する根本的な現実を持っている場合はどうなりますか？それがポイントのようなものであるというわずかな証拠さえありますか？いいえ。

水分子の最高点（十分に点状であると仮定）を位置として考えてみましょう。もしそうなら、それはまったく良い特性を持たないでしょう、そして池の周りをランダムに飛び回るでしょう。より良い考えは平均池の平均水位より上にある水分子の位置。そうすれば、それが山頂に沿って波の方向に多かれ少なかれ移動するのを「見る」ことができます。通過する波頭に触れると、このように定義された位置を推定できます。古典的な波のパケットの位置の測定や位置の測定で見られる不確実性とは異なり、ここにはいくつかの不確実性があります。池の波の位置が明確に定義されているにもかかわらず（点状の水分子またはより一般的には水の質量密度関数を想定）、古典的に測定することさえできないという意味で、粒子の（ハイゼンベルグの不確実性の原理）正確には、私たちが行うことは波を混乱させるからです。

同様に、私たちはフラックスとしての波の細かい速度、水の平均的な流れ（時間の経過に伴う質量密度関数の変化による）。位置と同様に、速度を変更せずに古典的に正確に測定することさえできません。

これで、問題を別の方法で回避できます。一度にすべての波を観察するのではなく、何度も石投げを繰り返し、そのたびに波のほんの一部を観察します。もちろん、私たちは懐疑的であるため、毎回同じ方法で正確にで何かを繰り返すことができるかどうかを疑問視します。もちろん、一般的には不可能ですが、それほど大きく異ならないことを願っています。

これは、（この意味で）電子の波動関数を観察するために科学者が行ったこととまったく同じです。それは非常に昔のことで、歴史はわかりませんが、IBMが最初に金属表面に不純物分子を配置し、走査型トンネル顕微鏡を使って電子密度を画像化したのだと思われます。よく知られている量子囲いを含む、ここの写真がいくつかあります。

（ http://researcher.watson.ibm.com/researcher/files/us-flinte/stm16.jpg ）

彼らが生データを編集したかどうかはわかりません（おそらく、不完全なSTMチップからノイズやアーティファクトを削除するために編集する前に編集したとき）。インターネット上には、次のような他の画像があります：

（ http://nisenet.org/catalog/media/scientific_image_-_quantum_corral_top_view ）

ただし、もちろん、STM画像のすべてのカラーまたは3D効果はコンピューターで生成されます。最近（2013年）、次のような原子軌道を画像化できると主張する人もいます。

（ http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/may/23/quantum-microscope-peers-into-the-hydrogen-atom ）

とにかく、類推は崩壊することを忘れないでください。電子や他の粒子については、池の水と漠然と類似した現象さえあります。類推は、粒子が点の位置を持っているという一般的な仮定について2度考えさせることでした。

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• しかし、待ってください。 動く（古典的および量子的）’に明確な位置がないものはありますか？私たちは確かに物の位置を巨視的に測定しますか、それとも特定のレベルの精度でしか測定できないが、それでも’ 不確実’ ‘？私は’一般的な仮定についての最後のポイントに焦点を当てています。
• @whatwhatwhat：私の意見では、粒子はいつでも空間の1つのポイントに存在しません。 、移動するかどうかに関係なく、’移動しません。これは、量子力学の解釈のいくつかと一致しており、他のいくつかの解釈が必要とする波動関数の崩壊の問題に直面していません。パーティクルがローカライズされた領域で画面に当たるように見えるからといって、それが一点にあったことを意味するわけではありません。なぜ誰かがそれを仮定したのですか？
• @whatwhatwhat：あなたが測定するものは決して粒子そのものではありません。 ‘拡大’して観察可能な巨視的レベルへの影響を拡大しようとします。そうすることで、粒子に影響を与える拡大メカニズムの問題に直面することになります。そのため、同じ粒子を希望の状態で2回観察することはできません。したがって、通常は、その効果を何度も複製し（希望する）、特定の状態にある（と思われる）多くの粒子を測定してから、分布を取得する必要があります。これは、二重スリット実験と私の答えの写真。

標準模型によると、電子には広がりがありません。ゼロの半径。そのため、そのような粒子は（実際には存在しないため）決して観察できませんでしたが、たとえば、他の粒子や物体に対する電界の影響によって間接的にしか観察できませんでした。

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• あなたのアイデアは、そもそもこの質問を書くことに影響を与えました。 ‘正しく観察できないため、実際には存在しないと思われるのではないかと思いませんか？’量子世界は直感に反していると彼らが言っていることは知っていますが、この奇抜な説明が、他の方法を決定するための適切なツールがまだないという理由だけであるとしたらどうでしょうか？例-冥王星。そうでなければ証明するまで、私たちはそれが惑星であると確信していました。あなたが言及したような概念については、私はPlutoを覚えており、’ ‘この考えは真実だと思います。 ‘ ‘
• どのようなアイデア??????
• @whatwhatwhat科学的なハンガーの考え-絶対的な事実として良い理論を取り入れることについては正しいですが、あなたの例は悪いです。たとえば、Galen ‘の理論では、人間は顎骨が割れているという理論の方が優れています。
• 個人的には、’ tは、点粒子としての電子の概念（奇妙な無限大を作成するなど）とは対照的に、非常に非常に小さいものです。 ‘これも無限大の問題のため、標準モデルがこれを受け入れる理由はわかりませんが、半径を非常に小さいものとして選択することは、半径を選択することとは異なると見なされます。 0。
• @jiminion willn ‘半径がゼロの場合、間接効果がどこからともなく作成されていることを意味しますか？

観察できないことは完全に正確ではありません。観察できることはあります。しかし、観察はの現象のほんの一部にすぎません。電子。

瞬時に観測できますが、位置と速度の両方を特定することはできません。電子の速度は観測できますが、位置を知ることはできません。電子の位置は観察されますが、その速度を知ることはできません。

森の中の矢の画像で、工学と物理のクラスでよく見られる例です。どこにあるかははっきりとわかりますが、画像からはわかります。矢印の場合、速度がわかりません。

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• この質問の範囲についてはI ‘その時はその位置にのみ興味があります。
• しかし何競馬場を走り回っている馬について？マーカーを使用してトラックの周囲の位置を測定でき、速度はスピードガンで測定できます。 ‘が、馬が私のスピードガンを通り過ぎて速度を記録しているとしましょう。銃がそれを記録すると同時に、マーカーに対する馬の’の位置の写真を撮ります。これで、特定の時点での馬の速度と位置の両方を正常に測定できたでしょうか？
• @ whatwhatwhat-このトピックの詳細については、 en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty_principle 私が提供できるものよりも。

関係QM によると、電子の別の観測者は単に別の電子である可能性があります。それを撃退した別の電子を言います。

これは、常に電子の観測が行われていることを意味します。私たちだけではありません。

しかし、これは、質問で使用している「観察」の意味ではないと思います。これは人間の目で直接観察されているように見えます。

しかし、一度細菌を見ることができなくなったとき。そして今、私たちは顕微鏡を通してそれらを見ることができます。誰も「彼らはそこにいない」とは言いません。

おそらく、いつの日か、同じことが電子にも当てはまります。