Министерство образования и науки Российской Федерации
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 42» г. Твери
Реферат по физике
« Г О Л О Г Р А Ф И Ч Е С К А Я П А Р А Д И Г М А »
Выполнила:
Иванова Анна Викторовна,
ученица 10 А класса
Научный руководитель:
Учитель физики
Зарудная Людмила Александровна
Тверь, 2010
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.......................................................................................................................2
Глава 1. Теория Дэвида Бома.....................................................................................4
1.1 Понятие элементарной частицы.................................................................4
1.2 Нелокальность пространства......................................................................5
1.3 Импликативность.........................................................................................6
1.4 Голограмма...................................................................................................8
Глава 2. Теория Карла Прибрама.............................................................................11
2.1 Голографический принцип работы мозга...............................................11
2.2 Преобразование волновых форм по принципу Фурье...........................14
Глава 3. Голографическая парадигма......................................................................16
Заключение.................................................................................................................18
Приложения................................................................................................................19
Литература..................................................................................................................20
Подобно завороженному ребенку, опуститесь на колени перед фактом – в готовности, отвергнув любые предвзятые мнения, смиренно следовать за природой, в какие бездны ни вел бы указуемый ею путь; иначе вы ничему не научитесь.
Т. Гексли
ВВЕДЕНИЕ
Еще с древних времен физика играет огромную роль в жизни человека. Именно этой науке мы обязаны появлением всех технических устройств и приборов, которые нас сейчас окружают. Физика затронула все стороны нашей жизни, и мы не можем представить современный мир без этой науки. Но физика еще и теория, которая помогает не только создавать что-то новое, но и объяснять загадки природы и мироздания, окружающие человека с момента его появления на Земле. Эта наука внесла наибольший вклад в объяснение законов взаимодействия тел и появления Вселенной как таковой. Физика – это наука, сама себя развивающая, она в равной степени дает как возможность познавать, так и возможность использовать эти знания в дальнейших исследованиях.
Как и всякая другая наука, физика не стоит на месте и активно развивается в наши дни. И сейчас перед ней стоит нелегкая задача объяснения новых явлений, которых невозможно больше не замечать и которые прочно вошли в нашу жизнь. К сожалению, классическая теория физики может объяснить далеко не все явления, происходящие на Земле, и поэтому им долго приписывались свойства мистических, нереальных. Эти явления документально подтверждены, и история предоставляет множество примеров как людей, обладающих паранормальными способностями (телепатия, телекинез), так и событий, объяснение которым все больше ученых стараются найти именно в физике. Поэтому в последнее время ученые стали выдвигать другие теории, дополняющие или оспаривающие классическую теорию физики. Многие из них, какими бы они ни казались на первый взгляд невероятными, могут объяснить и доказать эти явления.
Наиболее распространенной среди таких теорий является Голографическая парадигма[1], которую начали разрабатывать в середине XX века известный физик Дэвид Бом, ученик и последователь Эйнштейна, и нейрофизиолог Карл Прибрам. По мнению многих современных ученых, таких как Роджер Пенроуз из Оксфорда, создатель современной теории черных дыр; Бернард Эспанья из Парижского университета, один из мировых авторитетов в области концептуальных основ квантовой теории; Брайан Джозефсон, Нобелевский лауреат 1973 года в области физики, голографическая модель Вселенной является одной из самых перспективных картин реальности, имеющейся в нашем распоряжении на сегодняшний день.
Все это доказывает актуальность и важность выбранной темы, и именно поэтому в данной работе рассматривается принцип существования Вселенной с точки зрения Голографической парадигмы.
Целью реферата является:
Ознакомление с концепциями, дополняющими теорию классической физики о строении Вселенной и происхождении различных природных явлений.
Задачами реферата являются:
1. Рассмотреть основные положения теории Д. Бома.
2. Ознакомиться с открытиями, объясняющими работу мозга по принципу голограммы.
3. Ознакомиться с голографической моделью Вселенной.
ГЛАВА 1. ТЕОРИЯ ДЭВИДА БОМА
В основу книги Майкла Талбота «Голографическая вселенная», по которой написана данная работа, положены гипотезы двух выдающихся современных ученых: Дэвида Бома, профессора Лондонского университета, любимого ученика Эйнштейна, одного из наиболее выдающихся специалистов в области квантовой физики, – и Карла Прибрама, нейрофизиолога при Стэнфордском университете, автора книги «Языки мозга» – классического труда по нейропсихологии.
1.1 Понятие элементарной частицы.
Научный путь Дэвида Бома начинался у самого истока представления о материи – с мира элементарных частиц. Он не опровергает теории физиков – атомщиков о понятии элементарной частицы, но в основе его теории лежит положение о том, что электрон может проявлять себя и как частица и как волна.
Это подтверждено экспериментами. Если выстрелить электроном в экран выключенного телевизора, можно увидеть маленькую световую точку на экране. Появившийся на фосфоресцирующем слое след, доказывает о сходной с частицей природе электрона. Но это не единственная форма, которую может принимать электрон, он также может вести себя как распределенная в пространстве волна. Если им выстрелить в экран с двумя микроскопическими отверстиями, он пройдет сквозь оба отверстия одновременно. Когда волнообразные электроны соударяются между собой, они образуют интерференционные картины.
Такое изменчивое поведение присуще всем элементарным частицам. Оно также характерно для всех явлений, ранее считавшихся чисто волновыми. Свет, гамма-лучи, радиоволны, рентгеновские лучи – все они могут превращаться из волны в частицу и обратно. Сегодня физики рассматривают такие внутриатомные явления не в рамках отдельных категорий волн или частиц, а как единую категорию, обладающую сразу двумя свойствами.
1.2 Нелокальность пространства.
Еще одним положением теории Бома является нелокальность пространства. На уровне нашей обычной реальности все вещи обладают вполне конкретной локализацией, однако, в интерпретации Бома, на квантовом уровне локализация отсутствует. Все частицы имеют взаимосвязь, они не разрознены и представляют собой часть неделимого целого. Такая точка зрения сильно отличается от положений классической науки, которая всегда рассматривает систему как простое сложение поведения ее отдельных частей.
В конце 1950-х годов Бом работает в Англии, в Бристольском университете, где активно продолжает вести научную работу. Там вместе с молодым исследователем Якиром Аароновым он обнаружил подтверждение нелокального взаимодействия. Бом и Ааронов установили, что при определенных обстоятельствах электрон может «почувствовать» присутствие магнитного поля в области, где вероятность нахождения электрона равна нулю. Это явление известно сегодня под именем эффекта Ааронова-Бома.
Идеи Бома вызвали интерес у многих физиков. Одним из них был Джон Стюарт Белл, теоретик из CERN'a – Центра ядерных исследований в Швейцарии. Он быстро нашел элегантное математическое обоснование экспериментальной проверке теории Бома. Единственной проблемой проведения эксперимента было ограничение точности, обусловленное тогдашним развитием техники, так как экспериментальные измерения должны были производиться за бесконечно малый промежуток времени, в течение которого луч света не успевал бы пройти расстояние между частицами.
В 1980-е годы уровень развития технологии позволил поставить такой эксперимент, и в 1982 году физики Ален Аспект, Жан Далибар и Жерар Роже из Института оптики Парижского университета получили положительный результат.
Сначала они произвели серию одинаковых фотонов путем нагрева атомов кальция лазерами. Затем они позволили каждому фотону бежать в противоположных направлениях через трубку длиной 6,5 метров и проходить через специальные фильтры, направляющие их к одному из двух возможных анализаторов[2]. Каждый фильтр производил переключение между одним и другим анализатором за 10 миллиардных секунды, то есть на 30 миллиардных секунды меньше, чем было необходимо свету для прохождения 13 метров, отделяющих каждую группу фотонов. Таким путем Аспект и его коллеги смогли исключить любую возможность связи фотонов через известные физические процессы.
Аспект и его коллеги обнаружили, что, как и предсказывала квантовая теория, каждый фотон может коррелировать[3] свой угол поляризации[4] с углом своего двойника. Это указывало либо на нарушение эйнштейновского запрета на связь, превышающую скорость света, либо на нелокальную связь обоих фотонов. Поскольку большинство физиков не могли согласиться с привнесением в физику процессов, скорость которых превышает скорость света, эксперимент Аспекта стал рассматриваться как подтверждение нелокальной связи двух фотонов.
1.3 Импликативность.
В 1960-х годах Бом занялся пристальным изучением порядка. В классической науке все объекты обычно разделяются на две категории: объекты, обладающие упорядоченностью своих частей, и объекты, части которых находятся в неупорядоченном, или случайном состоянии. Снежинки, компьютеры и живые существа – все это примеры упорядоченных объектов. Рассыпанные зерна кофе на полу, обломки после взрыва, числа, генерируемые рулеткой, – примеры неупорядоченных объектов.