Helion


Szczegóły ebooka

Elementy mechaniki kwantowej dla filozofów

Elementy mechaniki kwantowej dla filozofów


Jak wygląda prawdziwa struktura materii? Czy najbardziej fundamentalnymi prawami natury rządzi prawdopodobieństwo, a nie konieczność? Dlaczego świat kwantów rządzi się prawami sprzecznymi ze zdrowym rozsądkiem?

Mechanika kwantowa, jedna z najważniejszych dziedzin współczesnej fizyki, narodziła się w pierwszych dekadach ubiegłego stulecia. Panowało wówczas niemal powszechne przekonanie, że natura skrywa już niewiele tajemnic. Sformułowanie teorii kwantów obaliło ten optymistyczny pogląd – stało się jasne, że przyroda w najmniejszej skali funkcjonuje całkowicie inaczej niż w skali, w której działają nasze zmysły. Świat cząstek elementarnych, zjawiska nielokalne, indeterminizm i wiele paradoksów (jak słynny jednocześnie żywy i martwy kot Schrodingera) pociąga zwłaszcza filozofów, bo sprzeczny ze zdrowym rozsądkiem obraz mikroświata wywołuje doniosłe filozoficzne konsekwencje. Żeby zrozumieć te wszystkie zjawiska, trzeba zagłębić się w matematyczną strukturę mechaniki kwantowej. Książka Michała Hellera umożliwia to nawet tym, którzy nie mają za sobą akademickiego kursu z matematyki, wymagana jest wyłącznie umiejętność precyzyjnego myślenia.

Pragnę zwrócić uwagę na tytuł tej książki: Elementy mechaniki kwantowej dla filozofów. O tym, że trudno sobie wyobrazić współczesnego filozofa, który miałby jedynie mdłe wyobrażenie o mechanice kwantowej, pisałem już w przedmowie do pierwszego wydania; tu chciałbym powiedzieć coś więcej. Każdy inteligentny człowiek musi być trochę filozofem, jeśli nie chce ograniczać swojej inteligencji do ciasnych ram własnej specjalności (ale wtedy jest raczej wykwalifikowanym pracownikiem niż inteligentem). Właśnie Im, Czytelnikom-Filozofom to trzecie wydanie dedykuję.

/fragment przedmowy Autora do trzeciego wydania/ 

Przedmowa do trzeciego wydania 7
Przedmowa do drugiego wydania 9
Przedmowa do pierwszego wydania 11

0. Wprowadzenie 13
1. Stany obiektów kwantowych 21
2. Przestrzeń Hilberta 23
3. Przestrzeń Hilberta jako przestrzeń stanów
mechaniki kwantowej 32
4. Zasada superpozycji stanów 35
5. Obserwable 37
6. Wyniki pomiarów kwantowych.
Ciągłość i skwantowanie 40
7. Pomiar i redukcja wektora stanu 45
8. Ewolucja stanów kwantowych w czasie 50
9. Relacje przemienności i relacje nieoznaczoności
Heisenberga 57
10. Kilka operacji na bra i ketach 63
11. Logika kwantowa 68
12. Reprezentacje przestrzeni Hilberta 73
13. Dystrybucje 78
14. Reprezentacja położeniowa i reprezentacja pędowa 81
15. Mechanika kwantowa w ujęciu Feynmana 87
16. Algebraiczne ujęcie mechaniki kwantowej 95
17. Reguła kwantowania i zasada korespondencji 103
18. Atom wodoru 108
19. Zupełna informacja o układzie kwantowym 120
20. Niezupełna informacja o układzie kwantowym 125
21. Splątanie i dekoherencja 132
22. Nielokalność mechaniki kwantowej 138
23. Uwagi na zakończenie: o interpretacji
mechaniki kwantowej i matematyczności świata 142

Uwagi bibliograficzne 150
Indeks osób 259