고전 물리학의 철학적 해석

Philosophical interpretation of classical physics

고전적인 뉴턴 물리학은 공식적으로 작은 규모의 양자역학과 큰 규모의 상대성 이론으로 대체되었다. 대부분의 인간은 일상 생활의 인간 규모에서 지각하는 종류의 사건들에 대해 계속 생각하고 있기 때문에 고전 물리학에 대한 새로운 철학적 해석을 제공할 필요가 있게 되었다. 고전 역학은 관찰 영역 내에서 매우 잘 작동했지만, 매우 작은 규모인 원자 척도 시스템, 그리고 물체가 매우 빠르게 움직이거나 매우 거대할 때 부정확한 예측을 했다. 양자역학이나 상대성 이론의 렌즈를 통해 볼 때, 우리는 이제 일상 경험의 세계에서 수입된 고전물리학이 실제 증거가 없는 개념들을 포함하고 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 한 가지 일반적인 생각은 모든 관찰자가 공유하는 절대 시간이 존재한다는 것이다. 또 다른 것은 전자가 핵 주위를[1] 일정한 궤도로 도는 작은 행성과 같은 별개의 실체라는 생각이다.

대응원리는 고전적 계정은 거시적 사건을 다룰 때 양자역학에 준하는 모든 실용적 목적을 위한 양자역학에 근접한 것이라고 말한다.

블랙바디 방사선의 자외선 대재앙, 깁스 역설, 엔트로피 영점 부족 등 고전역학을 이용해 양자 체계를 설명할 경우 다양한 문제가 발생한다.

고전물리학은 현대물리학보다 일반언어에 더 밀접하게 대응하므로 이 과목도 일반언어에 대한 철학적 해석의 일부로서 다른 측면이 있다.

측정 프로세스

고전역학에서 주어진 성질(입자의 속도나 질량, 기체의 온도 등)은 원칙적으로 원하는 정확도로 측정할 수 있다고 가정한다.

양자역학에서의 측정 문제에 대한 연구는 어떤 물체의 측정은 어떤 식으로든 영향을 미칠 수밖에 없는 측정 기기와 물체 사이의 상호작용을 수반한다는 것을 보여주었다; 입자의 규모에서 이 효과는 반드시 크다. 매일 거시적으로 볼 때 그 효과는 작게 나타날 수 있다.

또한 단순히 "측정"되는 속성의 고전적 이상화는 속성 측정(예를 들어 온도계에 의한 기체의 온도)이 측정 장치의 거동에 대한 기존 설명을 포함한다는 사실을 무시한다. 마이크로 스케일 실체의 위치와 운동량을 정확하게 결정하는 데 관련된 운영 정의를 수행하는 데 노력을 기울였을 때, 물리학자들은 그 규모에서 사용될 측정 장치에 대해 그러한 계정을 제공해야 했다. 이와 관련된 핵심 사고 실험은 하이젠베르크의 현미경으로 알려져 있다.

개인에게 문제는 어떤 사람이 직접적인 감각 경험이 없는 현실의 한 부분을 어떻게 적절하게 특성화하느냐 하는 것이다. 양자 영역에 대한 우리의 조사는 우리가 우리의 유일한 정보를 얻는 방법으로 사건들 사이에 일어나는 어떤 일이든지 가장 적절한 것을 찾는다. 양자 영역에 대한 우리의 설명은 매크로 도메인 기구와 감지 기관의 물리적 사건과 상호작용을 기반으로 하며, 그러한 상호작용이 우리가 추구하는 모든 정보를 우리에게 제공하지는 않는다. 그리고 나서 우리는 간접적인 방법으로 일련의 실험들로부터 더 많은 정보를 얻으려고 한다.

이 문제에 대한 한 가지 해석은 베르너 하이젠베르크의 1958년 저서 물리학과 철학,p. 144f:

우리는 물리학이 과학의 일부라고 말할 수 있고, 따라서 자연에 대한 설명과 이해를 목표로 한다. 과학적이든 아니든 모든 종류의 이해는 우리의 언어, 생각의 소통에 달려 있다. 현상에 대한 모든 설명, 실험과 그 결과들은 유일한 의사소통 수단으로서 언어에 의존한다. 이 언어의 단어는 일상 생활의 개념을 나타내는데, 물리학의 과학 언어에서는 고전 물리학의 개념으로 다듬어질 수도 있다. 이러한 개념들은 사건, 실험의 설정, 그리고 그 결과에 대한 모호하지 않은 의사소통을 위한 유일한 도구들이다. 따라서 원자물리학자가 자신의 실험에서 실제로 일어나는 일에 대한 설명을 요구받는다면, "설명"과 "진짜"와 "해펜스"라는 단어는 일상 생활이나 고전 물리학의 개념만을 지칭할 수 있다. 물리학자가 이 근거를 포기하자마자 그는 모호하지 않은 의사소통의 수단을 잃게 될 것이고 그의 과학을 계속할 수 없게 될 것이다. 그러므로 "실제로 일어난 일"에 대한 어떤 진술도 고전적인 개념과 열역학 및 불확실성 관계 때문에 관련된 원자 사건의 세부사항과 관련하여 불완전한 본질에 의한 진술이다. 두 개의 연속적인 관찰 사이에 양자이론적 과정에서 일어나는 일을 서술하라는 요구는 형용사의 모순인데, 그 이유는 "설명"이라는 단어는 고전적 개념의 사용을 가리키고 있는 반면, 이러한 개념들은 관찰 사이의 공간에 적용될 수 없고, 관찰 지점에서만 적용될 수 있기 때문이다.

양자역학과 특수상대성이론에서의 관찰 프라이머시

양자 역학과 특수 상대성 둘 다 관찰의 영장성과 관찰할 수 없는 실체를 인정하지 않으려는 것을 주장함으로써 고전 역학과의 분열을 시작한다. 따라서 특수상대성이론은 고전역학에 의해 가정된 절대적 동시성을 거부하며, 양자역학은 매크로 스케일 관찰에 연결될 수 있는 것 이외의 시스템 속성(정확한 위치, 말하자면)을 말하는 것을 허용하지 않는다. 지위와 추진력은 우리가 발견하기를 기다리는 것이 아니라 특정한 절차를 수행함으로써 얻어지는 결과들이다.

메모들

  1. ^ 메시아, 알버트, 양자역학, 제1권, 페이지 45–50.

참고 항목

참조

  • 알버트 메시아, 양자역학, Mécanique Quantique의 G. M. Temmer의 영어 번역, 1966, John Wiley and Sons
  • 산타바바라에 있는 캘리포니아 대학에서 그의 통계역학 수업에 대한 강의. 허버트 P. 브로이다 [2](1920–1978)
  • 2005년 7월 조지 F. R. 엘리스의 "물리학과 현실 세계"

외부 링크