В статті аналізуються кризові явища в сучасній фізиці елементарних частинок. Йдеться про методологічні та змістовні проблеми науки, причиною яких є розрив фізики та філософії. На прикладі популярної зараз теорії струн, показано як деформована наука наближається за своїми функціями до релігії.
В статті аналізуються кризові явища в сучасній фізиці елементарних частинок. Йдеться про методологічні та змістовні проблеми науки, причиною яких є розрив фізики та філософії. На прикладі популярної зараз теорії струн, показано як деформована наука наближається за своїми функціями до релігії.
Preprint, version 1.0. Ukrainian original. У статті розгортається онтологічний підхід до фізичної реальності, заснований на понятті множин подібних об'єктів, у якому об'єкт постає не як окрема сутність, а як клас реалізацій певного типу, що відтворюється у часі. Запропонована онтологія узгоджується з математичним формалізмом сучасної фізики і розгортається у двох взаємопов'язаних напрямах. У хвильовому розділі показано, що структура простору-часу Мінковського та кінематика спеціальної теорії відносності виводяться з вимоги інваріантності фази на множині допустимих описів одного й того самого фізичного процесу. Фотон постає як первинний однокомпонентний хвильовий процес, а масивний об'єкт — як зв'язана пара зустрічних світлоподібних компонент; швидкість масивного об'єкта інтерпретується як міра фазової асиметрії між цими компонентами, а власна частота спокою — як первинна характеристика об'єкта, з якою стандартним чином пов'язується маса. В онтологічному розділі множина базових об'єктів інтерпретується як фізичне середовище з максимальною ентропією; локалізовані структури вищого рівня організації відповідають локальному зменшенню ентропії та виникненню кореляційної мікродинаміки, а фізичні поля — характеристикам просторового розподілу ентропії, спричиненим цими структурами. Підхід не змінює математичних формалізмів сучасної фізики, а пропонує їх онтологічну інтерпретацію, у якій кінематичні, термодинамічні та польові властивості фізичних теорій постають як наслідки структурної організації множини базових об'єктів. An English translation will be deposited as a separate Zenodo record.
Мета роботи. Висвітлити історичні шляхи розвитку квантово-механічних методів дослідження, показати їх значущість для минувшини і сьогодення. Матеріали і методи. Результати й обговорення. Історичні шляхи розвитку науки, розкриття закономірностей мають особливе значення для сьогодення. Процес історії становлення та розвитку фізико-медичних і біологічних знань нерозривно пов’язаний із загальною історією людства, науки і змінював наукову картину світу упродовж тисячоліть. Луї де Бройль, Нобелівський лауреат з фізики, писав: «…історія науки не може не цікавити вчених природознавців: учений знаходить у ній… багаточисельні уроки і, навчений власним досвідом, він може краще, ніж будь-хто інший, тлумачити із знанням справи ці уроки». Фізика і медицина – могутні гілки дерева філософії, коріння якого сягає правікових часів. В історії науки шляхи розвитку медицини і фізики і збігалися й перетиналися. Відкриття у медицині та біології породжували нові фізичні ідеї, а досягнення у фізиці сприяли новітнім медико-біологічним дослідженням. У роботі висвітлено роль квантово-механічних методів дослідження медико-біологічних та хімічних систем. Висновки. У статті віддзеркалено історію розвитку квантово-механічних знань, показано як змінювалась наукова картина світу впродовж тисячоліть, розглянуто взаємодоповнюваність і спадкоємність наукових знань, що визначали напрямок розвитку науки та показано ефективність резонансних методів у медико-біологічних дослідженнях.
Запропоновано єдиний хвильово-фазовий опис фотона та руху матеріального тіла. Побудова ґрунтується на описі хвильових процесів і збереженні їхнього фазового стану як вихідному принципі та приводить до перетворень Лоренца і структури простору-часу Мінковського без їхнього попереднього введення. Показано, що фізично значущою характеристикою хвильового процесу є його фазовий стан, який зберігається під час еволюції та набуває фізичного змісту лише при порівнянні різних процесів. Хвильовий інваріант руху матеріального тіла факторизується через дві протилежно спрямовані світлоподібні компоненти Q± = Ω ± cK = 2Ω_{l,±}, добуток яких після природного перемасштабування набуває нормованої форми Q₊Q₋ = 1. У цьому поданні параметри (Ω, K) не є незалежними величинами, а визначаються двома світлоподібними компонентами. У межах запропонованого підходу доплерівський зсув інтерпретується як фазове співвідношення між хвильовими процесами, тоді як відносна швидкість у спеціальній теорії відносності відповідає доплерівській асиметрії між двома світлоподібними компонентами хвильового процесу руху. Отримана побудова відтворює кінематичну структуру спеціальної теорії відносності та забезпечує єдиний хвильово-фазовий опис фотона і руху матеріального тіла.
Феномен утворення значної кількості інноваційно-технологічних задумів є суттєвою ознакою нашого сьогодення. Новітні ідеї перестають бути винятково прерогативою фізики й проникають у такі галузі знань, як інформатика, хімія, біологія, соціологія, екологія, агрономія, медицина або освіта. Серед цих новацій чи не найістотніша місія відводиться квантовим технологіям, за принципами яких проходять трансформаційні зрушення в класичних поглядах на функціонування явищ, процесів чи окремих об’єктів. У такий спосіб положення квантової теорії переходять у наш час зі статусу чогось фантастичного, дивного й загадкового у стан такого, що є доречним і конче необхідним. Безпосередня сутність квантової теорії базується на понятті «квант», такої первісно-базової енергетичної частки, яка завжди випромінюється не в форматі постійно функціонуючих хвиль, а в режимі формування й генерування окремих дискретних пакетів, пучків або ж порцій. Тож усвідомлення квантів і розроблення квантової теорії сприяло відкриттю нелінійної природи взаємодії й обміну енергією між окремими предметами різного походження, що передбачає як квантове випромінювання, так і квантове сприйняття. Отже, перевага квантових систем виявляється в тому, що означені функціонали допомагають виявити ті «проблемні вузли», розв’язання яких має: 1) реформувати систему в стислі терміни; 2) значно зменшити витрати коштів і часу на модернізацію системних компонент; 3) виявити слабкі ланки в побудові системоутворюючих зв’язків і відношень; 4) завбачити заміну (трансформацію) окремих елементів, частин або модулів; 5) ініціативно використовувати сучасні знання й досвід із різних галузей наукових досліджень. У наш час сучасна освіта не повинна локалізуватися в рамках однієї галузі знань, а дослідження, що пов’язані з модернізацією системи освіти або її окремих компонентів (методів, технологій, засобів навчання), мають проходити на трансдисціплінарному вузловому перетині кількох наукових течій, які здатні підказати найбільш ефективне рішення в нелінійній картині усвідомлення світу та у взаємовідносинах представників національного соціуму.
Квантова криптографія є одним з найважливіших і найбільш розвинених додатків квантової теорії інформації, що пропонує нові підходи до вирішення важливої проблеми передачі секретних повідомлень [1]. Один із напрямків квантової криптографії – це квантові протоколи прямого безпечного зв'язку, у яких взагалі не використовується шифрування, а таємність передачі гарантується законами квантової фізики [2–4]. Відкритий текст секретного повідомлення кодується за допомогою квантових станів груп квантових систем (дво- або багаторівневих), в якості котрих використовують фотони, а потім ці фотони передаються квантовим каналом зв'язку. При цьому закони квантової фізики гарантують виявлення підслуховування в каналі. Виявивши агента, що підслуховує (Єву), легітимні користувачі (Аліса й Боб) переривають сеанс зв'язку.
Приведено унікальні можливості застосування методу шкали коінціденції (подвійного спів падіння) для вирішення принципового питання одночасного підвищення і точності і швидкодії вимірювального перетворення як фазочастотних так і амплітудних параметрів радіосигналів. Представлено обґрунтування принципів та методологій застосування на прикладі вимірювання і формування радіосигналів із унікальним набором параметрів, які не можуть бути досягнуті в рамках сучасних (класичних) методів вимірювань.