tiedän, että kvanttihiukkaset voivat rikkoa joitakin lakeja, mutta voiko ihminen rikkoa mitään lakeja, kuten painovoimaa, suhteellisuusteoriaa, termodynamiikkaa (ensimmäinen ja toinen)? Ansiosta.

kysymyksessä ei oikeastaan ole mitään järkeä. Kvanttihiukkaset eivät ”riko fysiikan lakeja”, ne saattavat rikkoa klassista fysiikkaa, mutta kvanttifysiikka kuvaa ne kuitenkin täydellisesti.

fysiikalla ei oikeastaan ole ”lakeja”, sillä on päällekkäisiä matemaattisia malleja / kehyksiä. Näitä kutsutaan ”teorioiksi”, mutta on tärkeää ymmärtää, että sanan” teoria ”käytöllä on dramaattisesti erilainen ja toisiinsa liittymätön merkitys kuin sanalla” hypoteesi”, vaikka päivittäin puheessa näitä kahta termiä käytetään usein synonyymisesti.

sinulla on teorioita, kuten: Kvanttikenttäteoria, kvanttimekaniikka, klassinen kenttäteoria, klassinen elektrodynamiikka, termodynamiikka, tilastollinen mekaniikka, Virtausmekaniikka, yleinen suhteellisuusteoria jne.

jokainen teoria on niputettu joukko fysikaalisia postulaatteja (tai matemaattisia aksioomia) ja kaikkia näistä postulaateista seuraavia matemaattisia ja määrällisiä ennusteita. Teorian tarkkuus kokeen tuloksen kvantitatiivisesti ennustamisen kannalta liittyy pohjimmiltaan sen perustana olevien fysikaalisten postulaattien” oikeellisuuteen”. Yleensä kuitenkin, Jos jokin teoria ”syrjäyttää” täydellisemmän teorian, vauva ei mene ulos pesuveden mukana, eikä vanhaa teoriaa ”heitetä pois”. Pikemminkin se on usein pidetään noin, koska se on edelleen voimassa joissakin osajoukko tapauksissa ja laskennan ja käsitteellisen ymmärtämisen kanssa ”vähemmän perustavanlaatuinen teoria” on lähes aina tapa helpompaa.

esimerkkinä voisi olla klassinen elektrodynamiikka, joka on korkeilla energioilla ja hyvin pienillä asteikoilla epätarkka / väärä teoria. Kvanttielektrodynamiikka (QED) on ”grander/master”-teoria, ja matalien energioiden ja suurten asteikkojen osalta se on 100% samaa mieltä klassisen elektrodynamiikan kanssa, ja korkeilla energioilla (katkaisuun asti) ja hyvin pienillä asteikoilla se toimii edelleen, missä klassinen elektrodynamiikka epäonnistuu.

ja kuitenkin mikroaaltouunien suunnittelusta valokuitujärjestelmiin, dynamomoottoreihin, sähköpiireihin jne. teidän on vaikea löytää sähköinsinööriä, joka tietää mitään kvanttielektrodynamiikasta. He vain käyttävät klassista elektrodynamiikkaa, vaikka sen tiedetään (ja on ollut vuosisadan ajan) olevan pätemätön tietyissä tilanteissa. He tekevät sen, koska: A) he välittävät vain tilanteista, joissa se on voimassa; ja B) laskeminen ja intuitio on paljon helpompaa klassisessa teoriassa. Ei tarvitse esimerkiksi ymmärtää, miten elektronin varaus renormalisoituu/seuloutuu vuorovaikutuksellaan kvanttityhjiön vaihteluiden kanssa, jotta voidaan suunnitella ja sähköpiiriä. Se on yliampuvaa ja muuttaa ongelman, jonka voi helposti ratkaista klassisella teorialla, valtavaksi, pragmaattisesti mahdottomaksi ratkaista, Herkuleen tehtäväksi.

joten laittaa joitakin teorioita kontekstiin, nähdä joitakin niiden suhteita pitävät tätä:

-Kvanttikenttäteoria / standardimalli on kaikkien muiden teorioiden isona isänä painovoimaa lukuun ottamatta. Periaatteessa se sisältää kaiken, mikä on lueteltu seuraavaksi oikeassa raja-arvossa (eli approksimoi QFT: tä jollakin tietyllä tavalla, kuten olettaen energioiden olevan pieniä tai hiukkastiheyden olevan korkea jne. vähentää matematiikka QFT osaksi matematiikka yksi teorioista alla).

-kvanttimekaniikka on seurausta kvanttikenttäteorian viemisestä matalien energioiden käyttöön.

-tilastollinen mekaniikka on seurausta kvanttimekaniikan soveltamisesta siihen ongelmaan, että systeemillä on monta, monta, monta hiukkasta

-Termodynamiikka on tilastollisen mekaniikan klassinen raja

-newtonilainen mekaniikka on kvanttimekaniikan klassinen raja (joka on QFT: n matalaenergiaraja)

-klassinen elektrodynamiikka on QFT: n tietyn osan klassinen raja / standardimalli, joka liittyy elektroneihin ja fotoneihin).

palataan siis kysymykseesi. Onko olemassa asioita, jotka rikkovat fysiikan ”lakeja”? Nykyinen ”suurmestari” – teoria on vakiomalli kaikelle muulle paitsi painovoimalle. Gravitaatiolle ”suurmestari” – teoria on yleinen suhteellisuusteoria. Molemmissa teorioissa on vielä avoimia kysymyksiä, ja näiden kahden yhdistyminen on vielä vaikeasti saavutettavissa. Kuitenkin, ” loukkaukset ”luultavasti ei ole hyvä sana, vaan pikemminkin”vastaamattomia kysymyksiä ”

kuitenkin, kaikille muille teorioille on olemassa moninaisia” loukkauksia”, mutta, kuten tiedämme, ne ovat kaikki likimääräisiä teorioita, joita on tarkoitus käyttää vain tilanteissa, joissa taustalla olevat postulaatit ovat likimain tosia. Jos niitä sovelletaan sen ulkopuolella olevaan valtakuntaan, ne antavat roskatuloksia. Mutta se ei oikeastaan ole ”fysiikan lakien rikkomista”, vaan enemmänkin ”tuotteen käyttäminen tavalla, jota valmistaja ei ole tarkoittanut”

mainitsit termodynamiikan, termodynamiikka on klassinen tilastollisen mekaniikan approksimaatio, joka on kvanttimekaniikan ”suuren hiukkasmäärän” approksimaatio, joka on standardimallin/QFT Matalaenerginen approksimaatio. Onko sitä rikottu? Tonni.

-termodynamiikan ensimmäinen laki on vielä kivenkova, mutta nyt ymmärrämme, että se on hyvin triviaali lausuma, se vain sanoo ”energia säilyy suljetuissa systeemeissä”.

– termodynamiikan toinen laki, joka ei ole totta niin kuin alun perin esitettiin, kuten tilastollinen mekaniikka osoittaa. Voi olla systeemejä, joissa on äärellinen entropia absoluuttisessa nollapisteessä, voi olla jopa systeemejä, joissa on makroskooppinen entropia absoluuttisessa nollapisteessä.

-termodynamiikan kolmas laki, joka ei ole tosi kuten alun perin esitettiin. (tämä on hieman monimutkainen puhua edelleen).

Otetaanpa toinen esimerkki, tietokoneesi on kvanttilaite. Se luottaa kvanttimekaniikan puoliin toimiakseen. Tietokoneet/mikrosirut, laserit, DVD / CD / Blu-säteet, LEDit jne. kaikki ”kvanttiteknologiat”, joiden toiminta rikkoo klassista/newtonilaista fysiikkaa.

lasketaanko tämä makroskooppiseksi ”fysiikan lakien”rikkomiseksi? Tietokone rikkoo klassista mekaniikkaa, se ei riko kvanttimekaniikkaa.

joten voit valita fysikaalisen teorian, jonka ydin on likimääräinen, ja löytää rikkomuksia. Toki. Mutta se ei ehkä ole niin järisyttävää kuin kuvittelet.