В статье с позиций квантовой механики представлен процесс дегидроксилации в минералах. Процесс потери гидроксильной группы рассмотрен как процесс делокализации протона в системе – два атома кислорода и протон между ними. Такое перемещение протона обусловлено его переходом в возбуждённое состояние при нагревании системы. Предлагаемой моделью является процесс перемещения протонов (негомогенный или гетерогенный процесс). Данный механизм дегидроксилации представляется более правдоподобным. Вероятность обнаружения микрочастицы вблизи второго атома кислорода мала. Однако наличие промежуточного потенциального барьера изменяет данную вероятность. При нагреве в минерале из-за увеличения энергии протона растёт прозрачность среднего барьера. Учтено и наличие туннельного эффекта – вероятность перехода частицы непосредственно сквозь барьер. Увеличение вероятности нахождения протона вблизи второго потенциального источника соответствует процессу дегидроксилации рассматриваемой системы. Рассчитывая отношение квадратов коэффициентов общей волновой функции системы, можно определить степень локализации протона вблизи соответствующих атомов кислорода, найти положение энергетических уровней и степень их локализации. Энергия колебаний гидроксильных ионов непосредственно связана с ИК-спектрами. Изучение влияния температуры на ИК-спектры слюд показало, что имеется относительно небольшое смещение частоты максимума линии поглощения гидроксильных ионов в сторону более низких частот, что соответствует рассмотренной модели и изменению интенсивности полос в области валентных колебаний ОН-связи. Сделав определенные квантово-механические расчеты, можно подтвердить правильность предложенной модели дегидроксилации в минералах.
В статье с позиций квантовой механики представлен процесс дегидроксилации в минералах. Процесс потери гидроксильной группы рассмотрен как процесс делокализации протона в системе – два атома кислорода и протон между ними. Такое перемещение протона обусловлено его переходом в возбуждённое состояние при нагревании системы. Предлагаемой моделью является процесс перемещения протонов (негомогенный или гетерогенный процесс). Данный механизм дегидроксилации представляется более правдоподобным. Вероятность обнаружения микрочастицы вблизи второго атома кислорода мала. Однако наличие промежуточного потенциального барьера изменяет данную вероятность. При нагреве в минерале из-за увеличения энергии протона растёт прозрачность среднего барьера. Учтено и наличие туннельного эффекта – вероятность перехода частицы непосредственно сквозь барьер. Увеличение вероятности нахождения протона вблизи второго потенциального источника соответствует процессу дегидроксилации рассматриваемой системы. Рассчитывая отношение квадратов коэффициентов общей волновой функции системы, можно определить степень локализации протона вблизи соответствующих атомов кислорода, найти положение энергетических уровней и степень их локализации. Энергия колебаний гидроксильных ионов непосредственно связана с ИК-спектрами. Изучение влияния температуры на ИК-спектры слюд показало, что имеется относительно небольшое смещение частоты максимума линии поглощения гидроксильных ионов в сторону более низких частот, что соответствует рассмотренной модели и изменению интенсивности полос в области валентных колебаний ОН-связи. Сделав определенные квантово-механические расчеты, можно подтвердить правильность предложенной модели дегидроксилации в минералах.
Представлен способ динамического описания процесса взаимодействия квантовой частицы с макроскопическим прибором.На основе этого описания показано, что причиной возникновения случайности результатов пространственной локализации квантовой частицы является статистический разброс характеристик прибора.Пространственно-временное рассмотрение эволюции макроскопического прибора под воздействием квантовой частицы позволило представить механизм вероятностного проявления меры, выражаемой квадратом модуля волновой функции.
Показано, что наряду с эволюционным механизмом изменения волновой функции квантовой частицы волновое уравнение в интегральном виде содержит также и математический механизм, позволяющий описать редукцию волновой функции как физический процесс.Такое описание представлено для процесса пространственной локализации квантовой частицы при измерении её координаты и показано, что в результате взаимодействия квантовой частицы со специфическим макроскопическим объектом измерительным прибором возникает коллапс волновой функции.Математический образ этого физического явления имеет вид мгновенной редукции множества виртуальных траекторий движения квантовой частицы к их подмножеству, определяемому условиями измерения, при возникновении макроскопических изменений в приборе.В традиционной квантовой механике такой редукции должна соответствовать не эволюция вектора состояния в гильбертовом пространстве, а коллапс самого гильбертова пространства.
Доказана неизменность классических динамических законов для микрообъекта в пространстве, координатными осями которого являются матричные элементы перехода соответствующих координат.Установлено, что измерение представляет собой процесс локализации микрообъекта в классическом пространстве при его взаимодействии с прибором.С использованием интегралов по траекториям описана редукция волновой функции.Предложен механизм возникновения вероятности при измерении, в котором скрытый параметр , являющийся причиной возникновения случайности при проявлении характеристик микрообъекта, относится к процессу взаимодействия классического прибора с микрообъектом.Оба вида квантово-механических процессов эволюция и редукция волновой функции описаны в рамках единого подхода.
Рассматриваются общепринятые ключевые понятия копенгагенской интерпретации квантовой механики: волновая функция и ее коллапс, наблюдение. Формулируются три тезиса, уточняющие взаимоотношения понятий волновой функции и наблюдения. Указывается на необходимость проведения границы между волновой функцией как средством описания квантовой системы в абстрактном математическом пространстве и эволюцией квантовой системы в физическом мире. Снимается представление о коллапсе волновой функции в момент наблюдения как о ее разрушении. Предлагаемый подход применяется к анализу классического эксперимента Юнга с двумя щелями. Приводится наглядное объяснение эффекта исчезновения интерференционной картины в эксперименте Юнга при любой попытке наблюдения за траекторией частиц в окрестности щелей. Обсуждается взаимосвязь наблюдения и информации о состоянии квантовой системы. В качестве одного из выводов излагаемого подхода высказывается мнение о парадоксе кота Шредингера.
В работе рассматривается возможность применения модели дельта-потенциала в релятивистской квантовой механике, основанной на теории дифференциальных уравнений бесконечного порядка. Приводится решение релятивистской задачи о квантовых состояниях бесспиновой частицы в глубокой и узкой одномерной прямоугольной потенциальной яме. Решение сравнивается с решением краевой задачи, определённой введёнными краевыми условиями. Показано, что использование этой модели в релятивистской квантовой механике для состояний непрерывного спектра, соответствующих скоростям частицы, сравнимым со скоростью света, возможно, но приводит к результатам, существенно отличающимся от тех, которые получаются из решения задачи о состояниях частицы в пространстве с бесконечно глубокой и бесконечно узкой прямоугольной потенциальной ямой. Решение последней задачи приводит к тому, что коэффициент отражения частицы стремится к нулю, если скорость частицы стремится к скорости света. Для рассмотренной модели дельта-потенциала коэффициент отражения частицы при тех же условиях не стремится к нулю.
Интерпретации квантовой механики призваны решить проблему измерения, возникающую в этой теории. Из приведённых в статье аргументов следует, что проблема измерения может быть связана с тенденциями познания, в основании которых лежит движение познания в сторону теории всего, каковая теория недостижима не только на практике, но и в принципе. Возможной составляющей проблемы измерения и действительной составляющей новой интерпретации является наблюдатель, его сознание, относительно которого в статье также сделаны выводы. В статье обосновано, что сознание и элементарный уровень материи — это одно и то же. Иными словами, сознание, квалиа — это физическая реальность непосредственно, материя как таковая. При этом по мере приближения познания к описанию элементарного уровня материи предсказания фундаментальных теорий должны становиться всё точнее, математический аппарат теорий всё сложнее, а модели теорий всё менее адекватными реальному устройству природы. В результате процесс фундаментального познания будет идти всё сложнее, и в конечном итоге он остановится, утратив смысл вследствие нарастающих по всем направлениям трудностей. Показано, почему так происходит, как это возможно, и другие элементы утраты познанием смысла. Проблема измерения возникает вследствие необходимости совместить неадекватную модель реальности, представленную в квантово-механической теории, и реальность действительную, представленную в свойствах сознания. Показано, что этот процесс должен иметь все особенности коллапса волной функции. Таким образом, коллапс волновой функции, по-видимому, действительно связан с сознанием, но эта связь носит не прямой физический, а гносеологический характер. Перефразируя известные слова Эйнштейна, наличие такой связи не означает, что Луна исчезает, если на неё никто не смотрит. Но это не точно, так как модель квантовой механики природе однозначно неадекватна, однако «в какую сторону» неадекватна, неизвестно. В свою очередь, учитывая, что рассмотренные в статье тенденции познания носят глобальный и безальтернативный характер, появление проблемы измерения в ходе познания закономерно, в каком-либо теоретико-физическом смысле она нерешаема, объяснить можно лишь её гносеологический источник. В первой главе сделан краткий экскурс в квантовую механику, рассмотрена сама проблема измерения, сформулированы составляющие её парадоксы и вопросы. В других главах определены границы и тенденции познания, их связь с сознанием и приведены аргументы новой интерпретации. Примечание. У статьи есть расширенный вариант — «Гносеологическая интерпретация квантовой механики. Материя сознания. Пределы сложности искусственного интеллекта». Он содержит больше примеров, более подробное описание теорий, задач и проблем современной фундаментальной физики, а также дополнен главой о пределах сложности искусственного интеллекта, как косвенно тоже связанной с аргументами новой интерпретации.