catpad: (Default)
catpad ([personal profile] catpad) wrote2008-08-27 12:40 pm

(no subject)

Недавно, будучи в деревне, читал я как обычно про Вселенную и про Теорию Всего, и вот какой вопрос у меня возник. (Может быть, читатели-физики меня и засмеют, но лучше пусть помогут разобраться).

В физике есть чёткое разделение мира на микро и макро. В микромире действуют законы квантовой механики, которые в обычном мире не действуют, и наоборот - в макромире действуют законы общей теории относительности, которые в микромире никого не интересуют.

И вот возникает вопрос: это деление на микро и макро - оно же в общем-то имеет смысл только для мира людей с привычными нам размерами, потому что то, что для нас маленькое - то и называется микро, а то, что для нас нормального или большого размера - то называется макро. Но это же какой-то просто совершенно антропоцентрический подход, который ничем не лучше утверждения, что солнце вращается вокруг Земли, только потому, что люди живут на Земле, а не на какой-нибудь другой планете.
Ведь для какой-нибудь элементарной частицы микромир совсем другой, чем для нас.

Почему же утверждается, что в микромире (нашем микромире!) законы физики другие, чем в макромире (опять же исключительно с человеческой точки зрения). Тогда с таким же успехом элементарная частица может утверждать, что в её личном микромире законы физики отличаются от её личного макромира - но это же как бы не так ? Или так ?

Update: нужно добавить для полноты картины, что мысли эти пришли мне, видимо, из-за близости Large Hadron Collider'a, который проходит там буквально в нескольких километрах.

[identity profile] sean-mcgregor.livejournal.com 2008-08-27 05:41 am (UTC)(link)
По-моему, все наоборот.
Это микромир, потому что законы другие, а не законы другие, потому что микромир. Поэтому, собственно, микромир - просто условное название, а не деление микро/макро относительно человека.

[identity profile] cema.livejournal.com 2008-08-27 05:43 am (UTC)(link)
Ага.

[identity profile] catpad.livejournal.com 2008-08-27 05:51 am (UTC)(link)
Звучит логично.
При этом не исключено, что для элементарной частицы существует её микромир, в котором законы тоже другие, но мы этого узнать никак не можем. Или всё же есть только два "набора" законов ? Неясно это мне.

[identity profile] sean-mcgregor.livejournal.com 2008-08-27 06:00 am (UTC)(link)
Пока два, но не исключено, что и один.

[identity profile] catpad.livejournal.com 2008-08-27 06:21 am (UTC)(link)
Очень надеюсь, что один.

[identity profile] sean-mcgregor.livejournal.com 2008-08-27 06:30 am (UTC)(link)
Дык, вроде все надеются :)

[identity profile] cema.livejournal.com 2008-08-27 06:07 am (UTC)(link)
Что значит "для частицы"? Она строит свои модели мира?

[identity profile] catpad.livejournal.com 2008-08-27 06:22 am (UTC)(link)
Частица не строит, но если представить мыслящее существо размером с частицу, то для этого существа будет свой микромир.

Своими словами

[identity profile] cema.livejournal.com 2008-08-27 05:42 am (UTC)(link)
Физический "закон" — это просто наше описание мира. Рамки применимости закона существуют в том смысле, что за их пределами наш способ описать мир перестаёт быть удобным. Например, описывает не совсем то, что получается в эксперименте.

[identity profile] kmmbvnr.livejournal.com 2008-08-27 06:51 am (UTC)(link)
Есть подозрения что и квантавая теория и теория относительности это всего лишь эффективные теории описывающие коллективные явления более элементарной природы, которые нам еще не понятны. См теории струн на предмет попыток их объединения.

[identity profile] catpad.livejournal.com 2008-08-27 07:00 am (UTC)(link)
Да, я знаю, я как раз-таки и читал про теорию струн.

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2008-08-27 08:09 am (UTC)(link)
Мне кажется, что всё просто. Есть некий "истинный" закон природы, который мы пока не открыли. Или он просто через задницу описывается нашей математикой. Короче, есть некое гробовое, но верное уравнение. И есть простенькие уравнения, которые довольно точно приближаются к "истине" в неких пределах. Очевидно, что эти уравнения откроют гораздо раньше, чем конечную истину (более того, можно придумать ситуацию, в которой уточняющие приближения никогда не сойдутся к истине).

Антропоцентризм здесь вылезает очевидным образом. Очевидно ведь, что сначала люди занялись законами, которые интересуют именно их, конкретно их. Так вывели плоскую Землю, прибитые к небу звёзды и т.п. Потом начали зумить в одну и в другую стороны - понаоткрывали следующие приближения: Ньютон, Кеплер, Резерфорд и компания.

Т.о. параллельно наука развивается в двух направлениях. 1: нахватать каких-то кусочков, которые можно описать каким-то законом. 2: обобщить уже имеющиеся кусочки, чтобы получить нечто единое.

[identity profile] catpad.livejournal.com 2008-08-27 08:44 am (UTC)(link)
Ну, то есть нет никаких двух разных "механик" и законов, а есть один, который видится нами по-разному, когда мы рассматриваем два разных для нас мира. Собственно, я с этого и начал: различие этих законов проистекает только от нашей собственной, совершенно произвольной точки отсчёта.

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2008-08-27 09:03 am (UTC)(link)
Да.
Я это легко себе представляю, проговорив, что гравитация есть, конечно, и на нашем уровне (я притягиваю клавиатуру, она притягивает меня), но нет никакого интереса рассматривать эту силу в данном контексте. Точно то же самое и с квантовой механикой: она тоже работает на нашем уровне, но вероятности настолько малы, что мы не принимаем её в расчёт.
А потом второй виток: на самом деле, возможно эти законы и не совсем такие при смене шкалы. Пример лучше на гравитации - хоть эти рассуждения и не верны, но легко представляются. Мы считаем, что сила зависит от произведения масс объектов и (кажется) квадрата расстояния между ними. Теоретически можно представить, что зависимость эта не просто от массы, а от какой-то функции, которая равна массе на больших значениях и нечто иное на малых (болтающаяся хрень в районе нуля, постепенно приближающаяся к асимтоте y=x). Но поскольку нас не интересует (см. первый параграф) гравитация на малых телах, то мы можем использовать упрощённый закон.

[identity profile] tsetsefly.livejournal.com 2008-08-27 12:27 pm (UTC)(link)
Все эти микро и макро, все "законы физики" - это описания и модели того, что _мы_ наблюдаем. Наблюдали бы не мы - были бы другие законы и другие микро и макро. Вероятно, каким-то боком эквивалентные нашим. Но, может и нет. Почитайте по "антропный принцип" - это где-то об этой проблеме. В яндексе по этим словам много находится...

[identity profile] dark-fforest.livejournal.com 2008-08-27 06:14 pm (UTC)(link)
Скажу с точки зрения больше философии, чем точных определений (их надо бы освежить в голове для корректного ответа на вопрос). Так вот, с философской точки зрения деление на "макро" и "микро" производится не относительно человека и привычных ему масштабов (что как-то ненаучно, мягко говоря), а относительно характерных квантовых масштабов - планковской энергии, планковского масштаба расстояния и т.п. Явления, в которых величины можно сравнить с планковскими - они "микро", т.е. квантовые. Явления, где величины много больше планковских - они "макро" (при этом, масштабы расстояний относильно человека вполне могут быть "микро").

Четкой границы, понятно, нет. В "переходной" области совмещают "микро" и "макро" подходы, пользуясь обилием поправок, приближений и прочих "подгоночных" параметров.

[identity profile] dark-fforest.livejournal.com 2008-08-27 10:31 pm (UTC)(link)
(полистав классиков) ну да, всё так и есть. Для формального определения степени квантовости системы вводят некий параметр (например, Борновский параметр), который представляет собой комбинацию энергий, масс, импульсов, времён, чего-ещё-взбредет-в-голову системы. И сравнивают его с аналогичной комбинацией, но составленной из планковских энергии, массы, времени, длины и т.д. Если параметр системы порядка планковского - система чисто квантовая. Если больше - система квазиклассическая. Если много больше - чисто классическая (т.е. макроскопическая система).

[identity profile] catpad.livejournal.com 2008-08-28 12:34 am (UTC)(link)
Ну вот, теперь я, кажется, разобрался. Спасибо!