Откуда мы знаем, что частицы существуют? Разве это не просто волны?

В книге «Краткая история времени» Стивен Хокинг писал:

Непредсказуемый, случайный элемент возникает только тогда, когда мы пытаемся интерпретировать волну с точки зрения положения и скорости частиц. Но, может быть, это наша ошибка: может быть, нет положений и скоростей частиц, а есть только волны. Просто мы пытаемся подогнать волны под наши предвзятые представления о положениях и скоростях. Возникающее несоответствие является причиной кажущейся непредсказуемости.

Есть ли факты, опровергающие эту гипотезу?

Если это правда, устранит ли это большинство очевидных квантовых парадоксов и необходимость «заткнуться и считать!» для тех, кто пытается интерпретировать квантовую физику со здравым смыслом?

Редактировать: я предполагаю, что С. Хокинг знает о Стандартной модели и считает это утверждение законной гипотезой. Есть доказательства, что это не так? Другими словами, это философский или научный вопрос?

Каково определение частицы? Какое определение для волны? Мы не можем ответить на ваш вопрос, пока не узнаем определения, иначе как мы узнаем, что такое частица? Мы просто спорим о семантике. И если вы не будете тщательно записывать определения, вы обнаружите, что во Вселенной нет ни частиц , ни волн.
Если нет отличительных научных определений волн и частиц, то я предполагаю, что это скорее философский вопрос. Спасибо за помощь в выборе ответа.
ну... я уверен, что вы можете найти определения волн и частиц, но я не думаю, что они являются официально согласованными определениями, и я не думаю, что они настолько полезны для решения этого философского вопроса.
@PeterShor Я думаю, что ОП думал о классических частицах и волнах. Частица — это крошечная точка, похожая на объект, у которой есть положение и импульс. Хотя волна - это возмущение, распространяющееся по некоторому полю, описываемому волновой функцией, например. для поверхностных волн на озере функция, описывающая высоту воды в определенном месте в данный момент. Это совершенно другое. Но я знаю, что в QM это почти синонимы и, вероятно, источник большой путаницы.
Мне нравится думать о частицах как об эмерджентном свойстве волн.

Ответы (4)

Неясно, какие доказательства могут подтвердить или опровергнуть эту идею. И это делает его философским, а не научным.

Если бы кто-нибудь провел эксперимент, с помощью которого мы могли бы различить две идеи, ситуация изменилась бы.

Хокинг или нет, отображаемое утверждение неверно. Теория волн была известна два столетия назад, и она очень строга и предсказательна. Она не может объяснить данные для микроскопических элементарных частиц.

То, что мы называем «элементарными частицами», на микроскопическом уровне демонстрирует свойства частиц макроскопического типа, как на этом изображении аннигиляции протона-антипротона в пионы:

протон антипротон аннигиляция

и свойства интерференции волнового типа, которые мы наблюдаем с макроскопическими волнами, в бесчисленных различных экспериментах , когда этот электрон создает эксперимент, по одному электрону за раз. Нарост показывает интерференционную картину.

электрон две щели

Единственная непротиворечивая математическая теория, которая охватывает оба наблюдения, состоит в том, что квантово-механическая природа «частиц» представляет собой функцию вероятности , которая отображает пространственные и времениподобные свойства волн, математически, как это делают классические волны, и свойства частиц в различных экспериментальных условиях.

Волновая механика не может этого сделать, т.е. подогнать под все экспериментальные данные, иначе это было бы сделано.

+1 за включение изображений, которые ясно показывают свойства как частиц, так и волн :)

прочтите "Что такое частица" Ровелли и Колози, а также любую книгу о квантовых полях в искривленном пространстве. Правда в том, что наша интерпретация частиц основана на артефакте пребывания в плоском пространстве-времени.

В конце книги Шона Кэрролла по общей теории относительности есть довольно доступный раздел (хотя он довольно близко следует книге Биррелла и Дэвиса «Квантовые поля в искривленном пространстве») и излагает идею о том, что число частиц не сохраняется в общем пространстве-времени. Таким образом, вполне логично, что Хокинг сделал подобное заявление, поскольку его исследования натолкнули на многие из этих идей.

Числа частиц как таковые не сохраняются, если они являются бозонами. Что сохраняется, так это квантовые числа, такие как лептонное число, барионное число, заряд и т. д., и есть теории, которые могут иметь распад протона (барионное число теряется), но они сохраняют BL.

Вопреки тому, что говорит космолог, существуют не волны [1] , а только частицы [2] . Было обнаружено, что все вокруг нас состоит из частиц. Соответствующим разделом физики является физика элементарных частиц .

Для основного введения в наше современное понимание структуры материи и известных частиц

http://public.web.cern.ch/public/en/science/standardmodel-en.html

Для обсуждения неправильного представления о корпускулярно-волновом дуализме и почему нет никакой реальной волны, кроме частиц.

http://statintquant.net/siq/siqse3.html#x42-60003

[1] Волновая функция, используемая в некоторых формулировках квантовой механики, — это не физическая волна, а ненаблюдаемая математическая функция.

[2] Квантовые частицы не являются ньютоновскими частицами. Квантовые частицы — это не крошечные шарики, и их движение не описывается классической механикой.

Спасибо. Но это на самом деле не отвечает на вопрос. Откуда мы знаем, что частицы в стандартной модели — это не просто наша интерпретация измерений волн? Какие тому доказательства?
Я внес изменения в свой вопрос, чтобы объяснить комментарий выше.
@Serg: Как указано выше, волны нет. Никакая волна не обнаружена/измерена в лаборатории, и в теории нет никакой волны; Ψ ( Икс , т ) в квантовой механике не волна, а функция. Это не вопрос интерпретации. Все, что мы измеряем, — это частицы с четко определенными свойствами, такими как энергия, масса, спин, заряд...
@juanrga У меня тоже такое мнение, и я рад видеть, что кто-то еще его озвучил. Я описал свою теорию частиц на своем веб-сайте, указанном в верхней части моей страницы, в статье, которую я назвал «уверенность с одним краем». Мне любопытно, как вы описываете частицы, создающие полосовой узор типичного эксперимента с щелью. Спасибо
Откуда мы знаем, что частицы существуют? Разве это не просто волны?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v