왜 ' 전자를 관찰 할 수 없습니까?

” 관찰 ”

웹스터 , 과학 옵션은 다음과 같습니다.

a : 특히 판단에 도달 할 목적으로 세부 사항이나 행동에주의를 기울여주의 깊게 관찰합니다.

b :

및 ” 관찰에 대한 과학적 관찰 :

a : 계측기를 사용한 측정과 관련된 사실 또는 사건을 인식하고 기록하는 행위

b : 기록 또는 설명 이렇게 얻은 것입니다.

구름을 어떻게 관찰합니까? 태양의 빛은 구름의 H2O에서 산란되어 우리 눈에 닿습니다. 과학적으로 관찰하기 위해 사진이나 비디오를 찍어 시간의 진화를 연구합니다. 동영상의 구름이 ” 구름을 관찰하고 있습니까 “?

여기에 버블 챔버가 있습니다. 전자 사진 :

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전자는 원자를 이온화하는 챔버의 원자에서 흩어져 이온이있는 곳에 거품이 형성됩니다. 그것은 부과 된 자기장을 회전시키고 산란으로부터 에너지를 잃고 있습니다. 구름 그림과 달리 물체에서 산란되는 것은 빛이 아니라 물체에서 산란되는 물체이며 그 경로의 빛이 기록됩니다. 이것은 그림으로가는 더 복잡한 경로이지만, 우리가 관찰이라고 부르는 그림과 전자라는 물체의 일대일 대응이 여전히 존재합니다.

버블 챔버의 크기에 대해 유의하십시오. 거품 (마이크론)과 그림의 전자 운동량 일부 MeV / c 는 Heisenberg를 충족합니다. 불확도 원리 , 따라서 이러한 차원 내에서 전자는 양자 역학적 ” 입자 ” 형태로 간주 될 수 있습니다. 우리는 또한 iv id = “7de233dcd7에서 직접 전자를 ” ” 참조합니다.

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직접 관찰개념은 과학 철학에서 까다로운 개념입니다. 이것은 과학 이론과 진실 사이에서 받아 들여진 다리이며, 매우 진흙탕이있는 물을 통과합니다.

이 심오한 진술을 고려하십시오. 우리는 전자가 존재한다는 증거가 없습니다. 제로. 나다.우리가 하는 것은 사물이 어떻게 행동 할지를 예측하는 놀라운 일을하는 전자 개념을 포함하는 많은 이론적 모델입니다. 철학에서 이것은 온톨로지 (세계가 무엇인지 에 대한 토론)와 인식론 (우리가 세상에 대해 알 수 할 수있는 것에 대한 토론) 사이의 구분입니다.

이것이 아마도 우리가 선택할 수있는 가장 현학적 인 관점 일 것입니다. 과학자가 이런 식으로 말하는 것을 거의 듣지 못할 것입니다. 이유는 무엇입니까? 우리 모델 중 일부는 “현실”이라고 주장하는 경향이있는 것을 예측하는 놀라운 일을 잘 수행합니다.

우리는이 주장을 어떻게합니까? 모델이 우리 눈의 귀와 손을 사용하여 “직접 관찰”할 수있는 것을 예측한다면, 우리는 그것이 “실제”라고 가정합니다. 단세포 유기체가 음식을 상하게 만든다는 생각은 누군가가 현미경을 발명하고 우리 자신의 두 눈으로 볼 수있을 때까지 간접적 인 관찰에 불과했습니다. 철학적 수준에서 우리는 자신의 감각으로 관찰 한 결과를 “축복”합니다. 다른 이유없이 아무것도 신뢰하지 않으면 어떤 진전을 이루기가 정말 어렵습니다.

시공간을 구부린다는 아이디어를 생각해보십시오. 우리는 질량이 시공간을 구부리고 중력과 다른 모든 종류의 재미있는 상대 론적 효과를 유발한다는 아인슈타인의 이론을 들어 보았습니다. 그러나 시공간을 구부리는 것은 시공간이 실제로 구부러진다는 증거는 없습니다. 시공간을 구부리기로 모델링하면 어떤 일이 일어날 지에 대해 특징적으로 좋은 예측을 얻게된다는 것입니다.

그래서 우리는 축복받은 사람이 없습니다. 전자를 볼 수있을만큼 확대 할 수있는 현미경. 그 자체만으로는 아무도 전자를 “직접 관찰”하지 않은 상태를 만들기에 충분합니다. Quantum Mechanics에 감히 손을 대면 세상은 더욱 낯설어집니다. 질문의 범위를 벗어난 모든 종류의 재미있는 효과로 인해 “전자 관찰”이라는 개념 자체가 다소 흐릿 해집니다. Quantum Mechanics는 “전자 관찰”이라는 문구를 번거롭고 실제로 정량화하기 어렵게 만드는 방식으로 우주에서 일어날 일을 예측합니다. 실제로 Quantum Mechanics가 세계가 “실제로 작동하는”방식을 설명한다면 양자 파형 붕괴의 통계적 행동으로 인해 전자 관찰 개념이 실제로 불가능할 수 있습니다.

댓글

• 이 문장을 읽는 사람이 인간이라는 증거도 없습니다. 필자는 ‘ ‘가 반드시 타당하다는 절대적인 의미에서 증명을 기대하는 것이 공정하다고 생각하지 않습니다. 수학에서도 증명은 공식적인 시스템과 관련이 있으며 플라토닉 진리의 수준에 도달 할 수 없습니다. 당신이 말했듯이 요점은 우리가 무언가를 관찰하기 위해 사용하는 도구가 무엇이든, 그것이 우리의 눈이든 다른 것이 든, 우리는 정신적 손 을 전자 자체에 직접 가져 가지 않고 우리의 도구를 통한 간접적 인 증거. 별이없는 경우도 있습니다.
• @ user21820 ” 공정한 ” 여부에 관계없이 이것은 과학의 근본적인 한계로 인식되고있다 (실제로 일반적으로 경험적 사고). ” 관찰 “이 의미하는 바에 대해 논의하고 싶다면 어떤 것을 관찰 ” 프로세스의 핵심에있는 철학적 문제를 포함합니다. 그렇지 않으면 어떤 것을 ” 관찰 “하는 것이 무엇을 의미하는지에 대해 항상 잘못되고 이와 같은 질문이 발생하고 ” 관찰하는 “가 실제로 의미하는 바를 무시하기로 선택했기 때문입니다. Popper와 …
• …와 Kuhn과 같은 과학 철학의 위대한 지성은 납치없이이 도전과 씨름 해 왔습니다 (가장 가능성이 높은 가설이 라고 결정하는 철학적 용어 > 실제로 사실), 과학은 항상 진실에서 정확히 한 걸음 떨어져 있습니다. 이것은 ‘ 나쁜 것이 아닙니다. 저는 과학이 실제로 할 수있는 일을 좋아하고 자주 그것에 의존합니다. 그러나 그 뿌리에있는 철학적 질문을 건네주는 것은 수학의 뿌리 나 종교의 뿌리에있는 철학적 질문을 건네주는 것만큼이나 위험합니다. ‘는 군인을 가르치는 것과 비슷합니다. ” 방아쇠를 당기면 총이 발사됩니다. ” 고려하지 않고 …
• .. 총이 잼 때문에 총이 발사되지 않는 경우, 군인은 계속하려면이를 풀어야합니다. ‘ 군대가 병사들에게 전투 스트레스를받는 동안 소총을 벗기는 방법을 가르치는 이유가 있습니다.
• 당신이 존재한다는 증거가 없습니다. #solipsism

관찰을 “수행하는”어떤 물리적 과정. 눈은 수동적으로 보지 않습니다. 그들은 수많은 광자 충격에 대한 거대한 충돌 지점입니다. 카메라 픽셀 (또는 감광성 안료)은 빛에 수동적으로 반응하지 않으며 수천 개의 개별 광자에 의해 격렬하게 두 드려야합니다.

차 안에있는 것과 같습니다. 깃털이 가득한 어두운 방에 있습니다. 차를 떠나지 않고 어떻게 깃털이 있다는 것을 느낄 수 있습니까? 200mph의 속도로 깃털 구름 속으로 운전했다면 , 바람막이를 치는 소리를들을 수 있습니다. 아주주의 깊게 들으면 …

전자와 같은 개별 입자에서도 똑같은 소리입니다. 더 가볍고 더 많은 것을 감지 할 수있는 방법 주변의 어떤 것보다 섬세한가요?

자동차와 깃털처럼, 한 가지를 다른 것에 충분히 강하게 두드려야만 간접적으로 하나 또는 다른 하나의 존재를 추론 할 수 있습니다.

댓글

• 아주 좋은 예입니다.

관찰에 대해 이야기 할 때 문제를 설명하기위한 모호한 비유입니다.

제가 연못에 돌을 던졌다 고 생각해보십시오. 그것이 만드는 파도를 볼 수 있습니까? ? 나는 말하지 않는다, 당신은 정말로 모든 파도를 보지 못했다. 당신은 당신의 위치와 각도에서 본 것만 보았습니다. 그리고 당신이 파도를 본 것은 무엇입니까? 아니면 마음 속에 떠오르는 파도의 이미지 일까요? 그 이미지가 실제 파동을 정확하게 반영한다는 것을 어떻게 알고 ? 사실 우리는 우리 눈이 분해능과 감도에 한계가 있다는 것을 알고 있습니다.

그래서 여러분은 실제로 어떤 파도도 보지 못했습니다. 방금 우리 둘 다하는 것을 봤습니다. call 영어로 “파도”를 호출합니다.이 단어는 엔티티 자체가 아닌 엔티티에 대한 참조 일뿐입니다. 질문 할 수 있습니다. 우리의 안구와 같은 중간 도구 를 통하지 않고 직접 엔티티?하지만 실제로 “직접”이란 무엇입니까? 당신의 마음이 어떻게 든 파도를 만지십시오 (무엇으로 물어봐도 될까요?), 당신에게 충분합니까? 아니면 당신의 마음 자체는 당신이 세상과 상호 작용하는 데 사용하는 도구 일 뿐입니 까?

어쨌든 깊은 곳으로 바로 잠수하는 철학 의 끝, “관찰”이 의미하는 바를 정확하게 지정하기 전에 어떻게 든 대답해야합니다. .

반면에 우리 둘 다 동의하면 파도가 있었고 그러면 파도의 위치는 무엇입니까? 그리고 당신은 나를 멍하니 바라보고 있습니다. 그러나 그것은 전자에 대해 묻고 싶은 유혹과 같은 질문 일 수 있습니다. 전자가 실제로 공간의 단일 지점이 아닌 파동 함수 에 더 가까운 기본 현실을 가지고 있다면 어떨까요? 요점에 가깝다는 증거가 조금이라도 있습니까? 아니요.

물 분자의 가장 높은 지점 (충분히 점과 같다고 가정)을 위치로하겠습니다. 그렇다면 좋은 속성이 전혀 없을 것이고 연못 주위를 무작위로 뛰어 다닐 것입니다. 더 나은 아이디어는 평균 연못의 평균 수위보다 높은 물 분자의 위치. 그러면 파도가 볏과 함께 파도 방향으로 이동하는 것을 볼 수 있습니다. 지나갈 때 파문을 터치하면 이런 식으로 정의 된 위치를 추정 할 수 있습니다. 여기에는 고전적인 파동 패킷의 위치를 측정하거나 위치를 측정 할 때 볼 수있는 불확실성과 같은 약간의 불확실성이 있습니다. (하이젠 베르크의 불확실성 원리), 연못 파동의 위치가 잘 정의되어 있음에도 불구하고 (점형 물 분자 또는 더 일반적으로 물에 대한 질량 밀도 함수를 가정) 우리는 고전적으로 측정 할 수도 없습니다. 우리가하는 모든 일이 파도를 방해 할 것이기 때문입니다.

마찬가지로 흐름으로서의 파동의 미세한 속도, 물의 평균 흐름 (시간에 따른 질량 밀도 함수의 진화에 따라). 위치와 마찬가지로 속도를 변경하지 않고는 고전적으로 속도를 정확하게 측정 할 수도 없습니다.

이제 문제를 다른 방법으로 해결할 수 있습니다. 모든 파도를 한꺼번에 관찰하는 대신 돌 던지기를 여러 번 반복하고 매번 파도의 작은 부분 하나만 관찰합니다. 물론 이제 우리는 회의적이므로 매번 동일한 방식으로 정확하게 무언가를 반복 할 수 있는지에 대해 질문 할 것입니다.물론 일반적으로 불가능하지만 우리는 그렇게 크게 다르지 않기를 바랍니다.

이것은 과학자들이 (이런 의미에서) 전자의 파동 함수를 관찰하기 위해 한 일입니다. 그것은 아주 오래 전에 이루어졌고 그 역사는 모르지만 IBM은 금속 표면에 불순물 분자를 배열 한 다음 전자 밀도를 이미지화하기 위해 주사 터널링 현미경을 사용하는 최초의 사람 중 하나였습니다. 잘 알려진 양자 목장을 포함하여 여기 에 몇 장의 사진이 있습니다.

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

저는 그들이 원시 데이터를 편집했는지 여부를 모릅니다 (불완전한 STM 팁에서 노이즈와 아티팩트를 제거하기 위해 편집해야하기 전에 편집했을 가능성이 높습니다). 인터넷에는 다음과 같은 다른 이미지가 있습니다.

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

물론 STM 이미지의 모든 색상 또는 3D 효과는 컴퓨터에서 생성됩니다. 최근 (2013) 일부는 다음과 같은 원자 궤도를 이미지화 할 수 있다고 주장했습니다.

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

어쨌든 유추는 무너지고 매우 전자와 다른 입자에 대한 정보는 거의 없으며 연못의 물과도 거의 유사한 현상을 보입니다. 비유는 입자가 점 위치를 갖는다는 일반적인 가정에 대해 두 번 생각하게하는 것뿐입니다.

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• 잠깐만 요. 움직이는 (클래식 및 퀀텀)이 ‘ 확실한 위치를 갖지 않는 것이 있습니까? 우리는 확실히 사물의 위치를 거시적으로 측정합니다. 아니면 특정 수준의 정밀도로만 측정 할 수 있지만 여전히 ‘ 확실하지 않음 ‘ ‘? 저는 ‘ 일반적인 가정에 대한 마지막 요점에 초점을 맞추고 있습니다.
• @whatwhatwhat : 제 생각에는 어떤 입자도 공간의 단일 지점에 항상 존재하지 않습니다. , 이동 여부에 관계없이 ‘ 이동하지 않습니다. 이것은 양자 역학의 일부 해석과 일치하며 다른 해석에서 요구하는 파동 함수 붕괴 문제에 직면하지 않습니다. 입자가 국부적 인 영역에서 화면을 치는 것처럼 보인다고해서 그것이 단일 지점에 있다는 것을 의미하지는 않습니다! 왜 그렇게 생각 했나요?
• @whatwhatwhat : 측정하는 것은 입자 자체가 아닙니다. 관찰 할 수있는 거시적 인 수준으로 효과를 ‘ 확대 ‘하려고합니다. 그렇게함으로써 입자에 영향을 미치는 확대 메커니즘의 문제에 직면하게되므로 동일한 입자를 두 번 원하는 상태로 관찰 할 수 없습니다. 따라서 일반적으로 해당 효과를 여러 번 복제하고 (원하는대로) 원하는 특정 상태에있는 많은 입자를 측정 한 다음 분포를 구해야합니다. 이는 이중 슬릿 실험과 내 대답의 그림.

표준 모델에 따르면 전자는 범위가 없습니다. 반경 0. 따라서 그러한 입자는 절대로 관찰 할 수 없습니다 (실제로 존재하지 않기 때문에 …). 예를 들어 다른 입자 나 물체에 대한 전기장의 영향에 의해 간접적으로 만 관찰됩니다.

Comments

• 당신의 아이디어는 처음에이 질문을 작성하는 데 영향을 미쳤습니다. ‘ 올바르게 관찰 할 수 없기 때문에 ‘ 실제로 존재하지 않는다고 생각할 수도 있습니다. 나는 그들이 양자 세계가 반 직관적이라고 말하는 것을 알고 있지만, 만약이 이상한 설명이 우리가 달리 결정할 적절한 도구가 아직 없기 때문이라면 어떨까요? 예를 들어-명왕성. 우리가 달리 증명할 때까지 우리는 그것이 행성이라고 확신했습니다. 말씀하신 것과 같은 개념에 대해서는 명왕성을 기억하고 ‘ ‘이 아이디어가 사실이라고 생각합니다 …. 알고 있습니다. ‘ ‘
• 어떤 아이디어 ??????
• @whatwhatwhat 좋은 이론을 절대적 사실로 표현하는 과학적 행거에 대한 생각은 옳지 만, 당신의 예는 나쁘다. 예를 들어, 인간에게 턱뼈가 갈라 졌다는 Galen ‘의 이론이 더 좋습니다.
• 개인적으로는 ‘ t는 전자를 점 입자 (이상한 무한대 생성 등)로 생각하는 것과 아주 아주 작은 것의 개념을 좋아하지 않습니다. 저는 ‘ 무한대 문제로 인해 표준 모델이 왜 이것을 받아들이는지 모르겠습니다.하지만 분명히 반지름을 아주 작은 것으로 선택하는 것은 반지름을 선택하는 것과는 다른 것으로 간주됩니다. 0.
• @jiminion은 ‘ ta 반경이 0이면 우리가 보는 간접 효과가 아무데도 생기지 않는다는 것을 의미합니까?

관찰 할 수 없다는 것은 전적으로 정확하지는 않습니다. 할 수 있고 있습니다. 그러나 관측은 현상의 작은 측면 일뿐입니다. 전자.

순 시적으로 관측 할 수 있지만 위치와 속도를 모두 결정할 수는 없습니다. 전자의 속도는 관측 할 수 있지만 위치를 알 수는 없습니다. 전자의 위치는 속도를 알 수는 없습니다.

숲의 화살 이미지에서 공학 및 물리학 수업에서 자주 보여지는 예입니다. 위치를 명확하게 볼 수 있지만 이미지에서 볼 수 있습니다. 화살표의 속도를 알 수 없습니다.

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• 이 질문의 범위에 대해 알아 보겠습니다. I ‘ 그때는 그 위치에만 관심이 있습니다.
• 하지만 경마장을 달리는 말에 대해? 마커를 사용하여 트랙 주변의 위치를 측정 할 수 있으며 속도는 스피드 건으로 측정 할 수 있습니다. ‘ 말이 내 스피드 건을 지나쳐 속도를 기록한다고 가정하겠습니다. 총이 기록하는 동시에 마커를 기준으로 말 ‘의 위치를 사진으로 찍습니다. 주어진 시점에서 말의 속도와 위치를 모두 성공적으로 측정했을까요?
• @whatwhatwhat-이 주제에 대한 자세한 내용은 여기에서 찾을 수 있습니다. en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty_principle 을 제공 할 수 있습니다.

관계형 QM 에 따르면 전자의 다른 관찰자는 단순히 다른 전자 일 수 있습니다. 그것을 반발 한 다른 전자를 말하십시오.

이것은 관찰이 항상 전자로 이루어지고 있음을 의미합니다. 우리가 아닙니다.

하지만 이것은 질문에서 사용하는 “당신이 관찰 하는”감각이 아니라고 생각합니다. 이것은 인간의 눈으로 직접 관찰 한 것처럼 보입니다.

하지만 일단 박테리아를 볼 수 없었습니다. 이제 현미경으로 볼 수 있습니다. 아무도 “그들이 거기에 없다”고 말하지 않습니다.

아마도 언젠가는 전자도 마찬가지 일 것입니다.