Ik weet dat sommige wetten door kwantumdeeltjes kunnen worden geschonden, maar kan een mens wetten overtreden zoals zwaartekracht, relativiteit, thermodynamica (eerste en tweede)? Dankzij.

de vraag slaat nergens op. Kwantumdeeltjes “schenden de wetten van de fysica” niet, ze kunnen de klassieke fysica schenden, maar ze worden wel perfect beschreven door de kwantumfysica.

natuurkunde heeft niet echt “wetten” het heeft overlappende wiskundige modellen/frameworks. Deze worden “theorieën” genoemd, maar het is belangrijk om te begrijpen dat het gebruik van het woord “theorie” een dramatisch andere en ongerelateerde betekenis heeft dan het woord “hypothese”, hoewel in elke dag spraak de twee termen vaak synoniem worden gebruikt.

je hebt theorieën zoals: kwantumveldentheorie, kwantummechanica, klassieke veldentheorie, klassieke elektrodynamica, thermodynamica, statistische mechanica, vloeistofmechanica, algemene relativiteit, enz.

elke theorie is een gebundelde verzameling van fysische postulaten (of wiskundige axioma ‘ s) en alle wiskundige en kwantitatieve voorspellingen die volgen uit deze postulaten. De nauwkeurigheid van een theorie, in termen van het kwantitatief voorspellen van het resultaat van experiment, is in principe gerelateerd aan de “juistheid” van de fysieke postulaten die het ondersteunen. Echter, in het algemeen, als een theorie wordt “verdrongen” door een meer complete theorie, de baby niet uit te gaan met het badwater, en de oude theorie is niet “weggegooid”. Eerder wordt het vaak gehouden rond als het blijft nog steeds geldig in sommige subset van gevallen en berekening en conceptueel begrip met de “minder fundamentele theorie” is bijna altijd veel gemakkelijker.

een voorbeeld zou de klassieke elektrodynamica kunnen zijn, wat een theorie is die onnauwkeurig / fout is bij hoge energieën en zeer kleine schalen. Kwantumelektrodynamica (QED) is de “grander/master” theorie, en voor lage energieën en grote schalen is het 100% eens met klassieke elektrodynamica, en bij hoge energieën (tot een cut-off) en zeer kleine schalen werkt het nog steeds, waar klassieke elektrodynamica faalt.

en toch, van het ontwerpen van microgolfovens tot glasvezelsystemen, tot dynamomotoren, tot elektrische circuits, enz. het zal moeilijk zijn om een elektrotechnicus te vinden die iets weet over kwantumelektrodynamica. Ze gebruiken gewoon klassieke elektrodynamica, zelfs als het bekend is (en al een eeuw is) om ongeldig te zijn in bepaalde situaties. Ze doen het omdat: A) ze alleen geven om situaties waar het geldig is; en B) berekening en intuïtie is veel gemakkelijker in de klassieke theorie. Je hoeft bijvoorbeeld niet te begrijpen hoe de elektronenlading wordt renormaliseerd/gescreend door zijn interactie met kwantumvacuümfluctuaties, om een elektrisch circuit te ontwerpen. Het is totale overkill en zal een probleem dat je gemakkelijk kunt oplossen met een klassieke theorie veranderen in een enorme, pragmatisch onmogelijk op te lossen, Herculische taak.

om een aantal theorieën in hun context te plaatsen, om een aantal van hun relaties te zien, overweeg dit:

-kwantumveldentheorie / het standaardmodel is de grote vader van alle andere theorieën behalve de zwaartekracht. In principe omvat het alles wat hierna in de juiste limiet wordt vermeld (dat wil zeggen het benaderen van QFT op een specifieke manier, zoals aannemen dat de energieën laag zijn, of de deeltjesdichtheid hoog is, enz. zal de wiskunde van QFT reduceren tot de wiskunde van een van de onderstaande theorieën).

-kwantummechanica is het resultaat van het nemen van kwantumveldentheorie naar lage energieën.

-De statistische mechanica is het resultaat van de toepassing van de kwantummechanica op het probleem van het hebben van een systeem van vele, vele, vele deeltjes

-thermodynamica is de klassieke limiet van de statistische mechanica

-de Newtoniaanse mechanica is de klassieke limiet van de kwantummechanica (de lage energiegrens van QFT)

-De klassieke elektrodynamica is de klassieke limiet van het specifieke deel van QFT/het standaardmodel gerelateerd aan elektronen en fotonen).

dus laten we terugkeren naar uw vraag. Zijn er dingen die de “wetten” van de fysica schenden? Nou, de huidige “grootmeester” theorie is het standaardmodel voor alles behalve zwaartekracht. Voor de zwaartekracht is de “grootmeester” – theorie de algemene relativiteitstheorie. Er zijn nog steeds open vragen in beide theorieën en een vereniging van de twee is nog steeds ongrijpbaar. Echter, ” schendingen “is waarschijnlijk geen goed woord, maar eerder”onbeantwoorde vragen “

echter, voor alle andere theorieën zijn er veelvoudige” schendingen”, maar, zoals we weten, zijn het allemaal benaderende theorieën, die alleen bedoeld zijn om te worden gebruikt in situaties waar er onderliggende postulaten zijn ongeveer waar. Als je ze toepast op een gebied buiten dat, zullen ze vuilnis resultaten geven. Maar dat is niet echt “schending van de wetten van de fysica”, maar meer “gebruik maken van een product op een manier die niet bedoeld is door de fabrikant”

u noemde thermodynamica, thermodynamica is een klassieke benadering van de statistische mechanica, dat is een “hoog deeltjesaantal” benadering van de kwantummechanica die een lage-energetische benadering van het standaardmodel/QFT is. Zijn er overtredingen? Ton.

-eerste wet van de thermodynamica is nog steeds rotsvast, maar nu begrijpen we dat het een zeer triviale uitspraak is, het zegt alleen “energie wordt geconserveerd in gesloten systemen”.

– tweede wet van de thermodynamica, niet waar zoals oorspronkelijk gesteld, zoals de statistische mechanica ons laat zien. Je kunt systemen hebben met eindige entropie op absoluut NUL, je kunt zelfs systemen hebben met macroscopische entropie op absoluut NUL.

-derde wet van de thermodynamica, niet waar zoals oorspronkelijk gesteld. (deze is een beetje ingewikkeld om verder over te praten).

laten we een ander voorbeeld nemen, uw computer is een quantum apparaat. Het is afhankelijk van aspecten van kwantummechanica om te werken. Computers / Microchips, Lasers, DVD’s/CD’ s / Blu-rays, LEDs, enz. alle “kwantumtechnologieën” waarvan de werking in strijd is met de klassieke / Newtoniaanse fysica.

telt dat dus als een macroscopische schending van de “wetten van de fysica”? Uw computer schendt de klassieke mechanica, niet de kwantummechanica.

dus je kunt een natuurkundige theorie kiezen, die in de kern benaderend is, en schendingen vinden. Ervoor. Maar dat is misschien niet zo mind-bending als je je voorstelt.