Uzaktan eylem - Action at a distance
Olarak fizik , bir mesafede hareket bir amacı fiziksel başka bir nesne tarafından (mekanik temas halinde olduğu gibi) temas olmadan değiştirilebilir, veya başka bir şekilde etkilenebilir, hareket ettirilebileceği bir kavramdır. Yani uzayda birbirinden ayrılan nesnelerin yerel olmayan etkileşimidir.
Bu terim, bir nesnenin uzaktaki nesnelerin etkisine nasıl tepki verdiğini açıklamak için en sık yerçekimi ve elektromanyetizmanın erken teorileri bağlamında kullanılmıştır . Örneğin, Coulomb yasası ve Newton'un evrensel yerçekimi yasası böyle erken teorilerdir.
Daha genel olarak "uzaktan eylem", tüm fiziksel etkileşimi çarpışmaya indirgemeye çalışan erken atomistik ve mekanik teorilerin başarısızlığını tanımlar . Bu sorunlu fenomenin keşif ve çözünürlük açıklamaları için, bir alanın kavramından, fizikteki önemli gelişmelere yol açtı kuantum dolanması ve arabulucu parçacıkların ait Standart Modeli .
Elektrik ve manyetizma
Ockham'lı filozof William, manyetizmayı ve Güneş'in araya giren alanı etkilemeden Dünya'nın atmosferini ısıtma yeteneğini açıklamak için uzaktan eylemi tartıştı .
Elektromanyetizma teorisinde uzaktan eylemi hesaba katma çabaları, boş uzayda akımlar ve yükler arasındaki etkileşimlere aracılık eden bir alan kavramının geliştirilmesine yol açtı . Alan teorisine göre, yüklü parçacıklar arasındaki Coulomb (elektrostatik) etkileşimini, yüklerin kendi etraflarında diğer yükler tarafından bir kuvvet olarak hissedilebilen bir elektrik alanı üretmesi gerçeğiyle açıklıyoruz. Maxwell , 1873'te A Treatise on Electricity and Magnetism adlı eserinin 23. bölümünde doğrudan uzaktan eylem konusunu ele aldı . Gauss ve Weber tarafından verilen Ampère formülünün açıklamasını gözden geçirerek başladı . 437. sayfada fizikçilerin uzaktan eylemden iğrendiğini belirtiyor. 1845'te Gauss, Weber'e "anlık değil, ışıktakine benzer bir şekilde zaman içinde yayılan" bir eylem arzusunu yazdı. Bu istek, Maxwell tarafından , şimdi ışığı da (o zamana kadar yalnızca ilgili bir fenomen olarak şüphelenilen) dahil olmak üzere tüm elektromanyetik etkileşimleri zarif bir şekilde açıklamak için alanı kullanan, Maxwell denklemleri tarafından açıklanan bir elektromanyetik alan teorisi ile geliştirildi . Maxwell'in teorisinde, alan kendi fiziksel varlığıdır, uzay boyunca momentum ve enerji taşır ve uzaktan hareket, yüklerin kendilerini çevreleyen alanla yerel etkileşimlerinin yalnızca görünen etkisidir.
Elektrodinamik daha sonra alanlar olmadan ( Minkowski uzayında ) parçacıkların ışığa benzer ayırma vektörleriyle doğrudan etkileşimi olarak tanımlandı . Bu, Fokker-Tetrode-Schwarzschild eylem integraliyle sonuçlandı. Bu tür elektrodinamik teoriye, belirli bir mesafedeki eylemin yerel bir alan tarafından aracılık edildiği alan teorilerinden ayırt etmek için genellikle "doğrudan etkileşim" denir (dinamiklerinin yakındaki alan parametreleri tarafından belirlenmesi anlamında yerelleştirilir). Elektrodinamiğin bu tanımı, Maxwell'in teorisinin aksine, bir aracı varlık (bir alan) varsayarak değil, özel göreliliğin doğal geometrisine başvurarak uzaktan görünen eylemi açıklar.
Doğrudan etkileşim elektrodinamiği, zaman içinde açıkça simetriktir ve nokta parçacıklarını hemen çevreleyen alanda tahmin edilen sonsuz enerjiden kaçınır. Feynman ve Wheeler, radyasyon ve ışıma sönümünü (alanın bağımsız varlığı için güçlü bir kanıt olarak kabul edilen) açıklayabileceğini göstermiştir. Bununla birlikte, Dirac'ınkiyle başlayan çeşitli kanıtlar, doğrudan etkileşim teorilerinin (makul varsayımlar altında) Lagrange veya Hamilton formüllerini kabul etmediğini göstermiştir (bunlara Etkileşim Yok Teoremleri denir ). Ayrıca , yüklü parçacıkların kendi alanlarıyla etkileşime girdiğini kuvvetle öneren Lamb kaymasının ölçümü ve teorik açıklaması da önemlidir . Alanlar, bu ve diğer zorluklardan dolayı Kuantum Alan Teorisinde temel operatörlere yükseltilmiş ve Modern fizik bu nedenle doğrudan etkileşim teorisini büyük ölçüde terk etmiştir.
Yerçekimi
Newton
Newton'un klasik yerçekimi teorisi, yerçekimi etkileşiminin herhangi bir aracısını tanımlama olasılığı sunmadı. Teorisi, yerçekiminin mesafeden bağımsız olarak anında hareket ettiğini varsayıyordu. Kepler'in gözlemleri, gezegensel harekette açısal momentumun korunduğuna dair güçlü kanıtlar verdi. (Matematiksel kanıt yalnızca Öklid geometrisi durumunda geçerlidir .) Yerçekimi, kütleleri nedeniyle iki nesne arasındaki çekim kuvveti olarak da bilinir.
Newtoncu bir perspektiften, uzaktan eylem, "bir sistemin içsel özelliklerindeki bir değişikliğin, diğer sistemlerin uzak sistem üzerindeki etkisinden bağımsız olarak, uzak bir sistemin içsel özelliklerinde bir değişikliğe neden olduğu bir fenomen" olarak kabul edilebilir. ve bu etkiyi uzayda ve zamanda bitişik olarak taşıyan bir süreç olmadan" (Berkovitz 2008).
Ernst Mach tarafından gündeme getirilen ilgili bir soru, dönen cisimlerin ekvatorda ne kadar şişeceğini nasıl bildikleriydi. Görünüşe göre bu, dönen nesneyi evrenin durumu hakkında bilgilendiren uzaktaki maddeden uzakta bir eylem gerektiriyor. Einstein bu soru için Mach ilkesi terimini türetti .
Cansız Maddenin, maddi olmayan başka bir şeyin Aracılığı olmaksızın, karşılıklı Temas olmaksızın başka madde üzerinde çalışması ve etkilemesi düşünülemez… Yerçekiminin doğuştan, Maddeye içkin ve esas olması gerekir, böylece bir cisim üzerinde hareket edebilir. Başka hiçbir şeyin Aracılığı olmaksızın, Eylemlerinin ve Güçlerinin birinden diğerine iletilebileceği bir boşluktan uzaktaki bir başkası, benim için o kadar büyük bir Saçmalıktır ki, felsefi Konularda olan hiçbir İnsana inanmıyorum. yetkin bir düşünme fakültesi her zaman onun içine düşebilir. Yerçekimi, belirli yasalara göre sürekli hareket eden bir Ajan tarafından oluşturulmalıdır; ama bu Ajan maddi veya manevi olsun, okuyucularımın değerlendirmesine bıraktım.
— Isaac Newton, Bentley'e Mektuplar, 1692/3
Farklı yazarlar , temel olarak Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri , Newton'un Richard Bentley (1692/93) ile yazışmaları ve Newton'un birinci sınıfta tanıttığı Sorgular gibi metinsel araştırmalar temelinde uzaktan eylem ve Tanrı'nın katılımının yönlerini açıklamaya çalışmışlardır . İlk üç baskıda (1704 ve 1721 arasında) Opticks kitabının sonu .
Andrew Janiak , Newton'da filozof olarak , Newton'un yerçekiminin madde için gerekli olabileceğini reddettiğini, uzaktan doğrudan eylemi reddettiğini ve ayrıca maddi bir madde fikrini reddettiğini düşündü . Ancak Newton, Janiak'ın görüşüne göre, Newton'un kendisini Tanrı ile özdeşleştirdiğini düşündüğü maddi olmayan bir eter ile hemfikirdi : “Newton, açıkça Tanrı'nın, maddi cisimler arasındaki tüm kütleçekimsel etkileşimlerin altında yatan “maddi olmayan ortam” olabileceğini düşünüyor.”
Steffen Ducheyne, Newton on Action at a Distance'ta , Newton'un doğrudan uzaktan eylemi asla kabul etmediğini, yalnızca maddi müdahaleyi veya maddi olmayan maddeyi kabul ettiğini düşündü.
Hylarie Kochiras, Yerçekimi ve Newton'un madde sayma probleminde , Newton'un doğrudan eylemi reddetme eğiliminde olduğunu ve somut olmayan bir çevre hipotezine öncelik verdiğini savundu. Ancak, spekülatif anlarında Newton, doğrudan uzaktan eylemi kabul etmek ve reddetmek arasında gidip geldi. Kochiras'a göre Newton, Tanrı'nın sanal olarak her yerde hazır ve nazır olduğunu, kuvvetin/ ajan'ın tözde var olması gerektiğini ve Tanrı'nın esasen her yerde hazır ve nazır olduğunu, bunun sonucunda yerel eylem ilkesi olan gizli bir öncül ile sonuçlandığını iddia eder .
Eric Schliesser, Newton'un töz tekçiliği, uzak eylem ve Newton'un Ampirizminin doğasında, Newton'un maddenin aktif olduğu fikrini kategorik olarak reddetmediğini ve bu nedenle uzaktan doğrudan bir eylem olasılığını kabul ettiğini savundu. Newton, tözsel olarak her yerde hazır bulunmasına ek olarak, Tanrı'nın sanal her yerde mevcudiyetini onaylar.
John Henry, Gravity and Degravitatione: The Development of Newton's Ideas on Action at a Distance'ta , yerçekiminin süptil maddeyle açıklanabileceği fikrini reddederek, her şeye gücü yeten bir varlık fikrini kabul ederek, doğrudan uzaktan eylemin Newton için düşünülemez olmadığını savundu. Tanrı ve Epikurosçu çekiciliği reddetmek.
Daha fazla tartışma için bkz. Ducheyne, S. "Newton on Action at a Distance". Felsefe Tarihi Dergisi cilt. 52.4 (2014): 675–702.
Einstein
Göre Einstein 's teorisi , özel görelilik , bir mesafeden anında işlem relativistik ihlal hızına üst limit bilgileri yayılma. Etkileşen nesnelerden biri aniden konumundan çıkarsa, diğer nesne etkisini anında hissedecekti, yani bilgi ışık hızından daha hızlı iletildi .
Göreceli bir yerçekimi teorisinin karşılaması gereken koşullardan biri, yerçekiminin bir boşluktaki ışığın hızı olan c'yi aşmayan bir hıza aracılık etmesidir. Elektrodinamiğin önceki başarısından, göreli yerçekimi teorisinin bir alan kavramını veya benzer bir şeyi kullanmak zorunda kalacağı öngörülebilirdi .
Bu, Einstein'ın yerçekimi etkileşiminin uzay-zaman geometrisinin deformasyonunun aracılık ettiği genel görelilik teorisi ile başarılmıştır . Madde uzay-zamanın geometrisini büker ve bu etkiler -elektrik ve manyetik alanlarda olduğu gibi- ışık hızında yayılır. Böylece, maddenin varlığında, uzay-zaman Öklid dışı hale gelir ve Newton'un açısal momentumun korunumuna ilişkin kanıtı ile Einstein'ın özel görelilik kuramı arasındaki bariz çelişkiyi çözer .
Mach'ın dönen cisimlerin şişkinliğiyle ilgili sorusu çözüldü çünkü yerel uzay-zaman geometrisi dönen bir cismi evrenin geri kalanı hakkında bilgilendiriyor. Newton'un hareket teorisinde, uzay nesneler üzerinde etki eder, ancak üzerinde hareket edilmez. Einstein'ın hareket teorisinde, madde uzay-zaman geometrisine etki ederek onu deforme eder; ve uzay-zaman geometrisi, jeodeziklerin davranışını etkileyerek maddeye etki eder .
Sonuç olarak ve klasik teoriden farklı olarak, genel görelilik, hızlanan kütlelerin yerçekimi dalgaları yaydığını , yani ışık hızında dışarıya doğru yayılan uzay-zamanın eğriliğindeki bozuklukları tahmin eder . Varlıkları ( göreliliğin diğer birçok yönü gibi ) astronomlar tarafından deneysel olarak doğrulandı - en çarpıcı şekilde 2015'te LIGO'dan geçerken bir kara delik birleşmesinden kaynaklanan yerçekimi dalgalarının doğrudan tespitinde .
Kuantum mekaniği
Yirminci yüzyılın başlarından bu yana, kuantum mekaniği , fiziksel süreçlerin yerelliğe uyması gerektiği görüşü için yeni zorluklar ortaya koydu . İster kuantum dolaşıklık niteliğine aksiyon-at-a-mesafe menteşeler olarak sayar dalga fonksiyonunun ve eşevresizlik , konuların hangi üzerinde hala bilim adamları ve filozoflar arasında önemli tartışmalar vardır.
Önemli bir tartışma dizisi, Boris Podolsky ve Nathan Rosen ile birlikte kuantum mekaniğinin gerçekliğin tam bir tanımını sunduğu fikrine meydan okuyan Einstein ile ortaya çıktı . Değişmeyen operatörlerle (örneğin konum ve momentum) dolaşmış bir çift gözlemlenebilir içeren bir düşünce deneyi önerdiler .
EPR paradoksu olarak bilinen bu düşünce deneyi, yerellik ilkesine dayanmaktadır. Paradoksun ortak bir sunumu şu şekildedir: iki parçacık etkileşir ve zıt yönlerde uçar. Parçacıklar, herhangi bir klasik etkileşimin imkansız olacağı kadar uzakta olsalar bile (bkz . yerellik ilkesi ), bir parçacığın ölçümü yine de diğerinin ölçümünün karşılık gelen sonucunu belirler.
EPR makalesinden sonra, de Broglie gibi birkaç bilim adamı yerel gizli değişkenler teorilerini inceledi . 1960'larda John Bell , kuantum mekaniğinin tahminleri ile yerel gizli değişkenler teorileri arasında test edilebilir bir fark olduğunu gösteren bir eşitsizlik elde etti . Bugüne kadar, EPR düşünce deneyine benzer durumlarda Bell tipi eşitsizlikleri test eden tüm deneyler , kuantum mekaniğinin tahminleriyle tutarlı sonuçlara sahiptir, bu da yerel gizli değişkenler teorilerinin göz ardı edilebileceğini düşündürür. Bunun yerel olmama kanıtı olarak yorumlanıp yorumlanmaması, kişinin kuantum mekaniği yorumuna bağlıdır .
Kuantum mekaniğinin yorumları, EPR tipi deneylere verdikleri yanıtta farklılık gösterir. Bohm yorumlanması için yerel olmayan gizli değişkenlere dayalı bir açıklama verir korelasyonlar dolanması görülen. Çoklu dünya yorumunun birçok savunucusu, ölçümlerin benzersiz olmayan sonuçlara sahip olmasına izin vererek, bu korelasyonları yerellik ihlali gerektirmeyen bir şekilde açıklayabileceğini savunuyor.
"Eylem" bir kuvvet, fiziksel iş veya bilgi olarak tanımlanıyorsa , dolanıklığın iki dolanık parçacık arasındaki eylemi iletemeyeceği açıkça belirtilmelidir (Einstein'ın "uzaktan ürkütücü eylem" endişesi aslında özel göreliliği ihlal etmez ). Dolanıklıkta olan şey, dolanık bir parçacık üzerinde yapılan bir ölçümün rastgele bir sonuç vermesidir, daha sonra aynı dolaşmış (paylaşılan) kuantum durumundaki başka bir parçacık üzerinde daha sonraki bir ölçümün her zaman ilk ölçümle bağıntılı bir değer vermesi gerekir. Hiçbir kuvvet, iş veya bilgi iletilmediği için (ilk ölçüm rastgeledir), ışık hızı limiti geçerli değildir (bkz. Kuantum dolaşıklığı ve Bell testi deneyleri ). Standart Kopenhag yorumunda , yukarıda tartışıldığı gibi, dolaşıklık kuantum mekaniğinin gerçek bir yerel olmayan etkisini gösterir, ancak ne kuantum ne de klasik bilgi iletmez.
Ayrıca bakınız
Referanslar
Bu makale, ücretsiz bir içerik çalışmasından metin içermektedir . CC-BY-SA altında lisanslanmıştır Newton'un uzaktan eyleminden alınan metin – Farklı görüşler , Nicolae Sfetcu,