Originele titel: 50 Physics ideas you really need to know
Joanne Baker
|
Type:
|
Hardcover
|
|
Uitgever:
|
Veen Magazines
|
|
Gewicht:
|
495 gram
|
|
Aantal Pagina's:
|
208
|
|
ISBN:
|
90-8571-202-5
|
|
ISBN-13:
|
978-90-8571-202-2
|
|
Categorie:
|
Exacte Wetenschappen
|
|
Richtprijs:
|
€ 19,95
|
Korte Inhoud
In vijftig compacte essays worden de cruciale fysische begrippen, ontdekkingen en principes op een toegankelijke wijze uitgelegd. 50 inzichten natuurkunde is de perfecte introductie tot de moderne fysica. Naast de natuurwetten behandelt het boek de natuurconstanten en de belangrijkste fysische theorieën. Joanne Baker staat stil bij historische doorbraken in de natuurkunde, zoals Newtons zwaartekrachtwet en Keplers wet over de beweging van de planeten, maar gaat ook in op de complexe theorieën achter de moderne wetenschap - Plancks wet, Pauli's uittsluitingsprincipe, Schrödingers kat en de snaartheorie. Bij ieder hoofdstuk treft de lezer biografische gegevens van de natuurwetenschappers, tijdlijnen en gerelateerde ideeën, overzichtelijke tabellen en citaten.
50 inzichten natuurkunde is geschreven door een auteur die de gave heeft om ingewikkelde zaken zo uit te leggen dat iedereen ze kan begrijpen.
Uittreksel
Blz. 112: Schrödingers kat
Schrödingers kat is tegelijkertijd levend en dood. In dit gedachte-experiment kan een kat die in een doos is opgesloten wel of niet zijn gedood door een flesje gif, afhankelijk van een bepaald toevalsmechanisme. Erwin Schrödinger wilde met deze metafoor aantonen dat de Kopenhaagse interpretatie tot absurde consequenties leidde, omdat daaruit zou volgen dat de kat zich tot het moment dat een waarnemer de doos opent in een onzekere toestand bevindt en zowel levend als dood is.
In de Kopenhaagse interpretatie bestaat een kwantumsysteem als een wolk van waarschijnlijkheid totdat een waarnemer de schakelaar overhaalt en één uitkomst kiest voor zijn of haar experiment. Voordat het systeem wordt waargenomen, herbergt het alle toegestane mogelijkheden. Licht is zowel een deeltje als een golf totdat we besluiten welke vorm we willen meten - waarna het die vorm aanneemt.
Hoewel een waarschijnlijkheidswolk een plausibel concept mag zijn voor een abstracte entiteit zoals een foton of een lichtgolf, is het onduidelijk wat het betekent voor een groter object dat we met onze zintuigen kunnen waarnemen. Wat is precies de aard van deze kwantumonbepaaldheid?
In 1935 publiceerde Erwin Schrödinger een artikel waarin hij deze situatie verder verkent door in een gedachte-experiment een kleurrijker en vertrouwder voorwerp dan subatomaire deeltjes kwantumgedrag te laten vertonen. Schrödinger verfoeide de Kopenhaagse visie dat de handeling van het waarnemen de uitkomst beïnvloedde. Hij wilde laten zien dat de Kopenhaagse interpretatie onzinnig was.
Kwantumonbepaaldheid Schrödinger nam de navolgende, volstrekt denkbeeldige situatie in ogenschouw (bij deze productie werd geen enkel dier letsel toegebracht).
`Een kat wordt in een stalen ruimte opgesloten, samen met de volgende helse machine (die moet worden afgeschermd tegen directe tussenkomst door de kat): in een geigerteller bevindt zich een minieme hoeveelheid radioactieve stof, zo weinig dat er in het uur dat volgt misschien een van de atomen vervalt, maar het is even waarschijnlijk van niet. Vervalt een atoom, dan ontlaadt de geigerteller zich, waardoor via een relais een hamer omlaag valt die een kleine fles met blauwzuur breekt. Als je dit hele systeem gedurende een uur aan zichzelf hebt overgelaten, dan moet je zeggen dat de kat nog leeft als er intussen geen atoom is vervallen. Het eerste atoom dat vervalt, zou de kat vergiftigd hebben.'
Als de doos na een uur geopend wordt, is er dus een precies gelijke kans dat de kat (hopelijk) in leven is, of dood is. Volgen we de logica van de Kopenhaagse interpretatie, dan moet de kat, zo stelde Schrödinger, bestaan in een onbepaalde verstrengeling van toestanden en zolang de doos gesloten blijft tegelijkertijd dood en levend zijn. Zoals het golf- of deeltjeskarakter van een elektron pas vaststaat op het tijdstip van de meting, zo wordt de toekomst van de kat pas bepaald zodra we besluiten die te bekijken en de doos openen. Bij opening van de doos verrichten we de waarneming en wordt de uitkomst vastgelegd.
Dat was toch zeker belachelijk, zei Schrödinger knorrig, al helemaal voor een echt dier zoals een kat. Onze dagelijkse ervaring leert dat een kat óf dood óf levend moet zijn, geen mengeling van beide, en het is waanzin om te veronderstellen dat ze zich in een onbepaalde toestand bevindt louter omdat wij niet naar haar kijken. Als de kat in leven blijkt, dan zou ze zich uitsluitend herinneren dat ze springlevend in die doos heeft gezeten, niet dat ze een waarschijnlijkheidswolk of golffunctie is geweest.
Iemand die net als Schrödinger de Kopenhaagse zienswijze absurd vond, was Einstein. Met zijn tweeën brachten ze nieuwe vragen naar voren. Was de kat, zijnde een dier, in staat zichzelf waar te nemen en zo zijn eigen golffunctie te laten instorten? Wanneer geldt iets als waarnemer? Moet de waarnemer een redelijk wezen zoals een mens zijn, of kan een dier ook volstaan? Hoe zit het met een bacterie?
Recensie
door
Tsenne Kikke
Met dit ongelooflijk interessant boek over 50 inzichten van de natuurkunde worden we geconfronteerd met een rationele benadering doorheen de beschrijvingen van fysische wetten en theorieën, die we vaak maar van ver kennen, en hier op een toegankelijke wijze worden beschreven door de auteur.
Waar je niet spontaan zou aan beginnen, wordt hier een leuke lectuur, die je op een heldere wijze duidelijk maken wat deze fysica kan vatten en beschrijven en welke technieken hierachter schuilen. Een toegang tot een wereld van specialisten voor onwetenden. Het is een absolute aanrader voor wie op een toegankelijke wijze wil kennis maken met deze wereld van normaliter moeilijk te vatten kennis. Joanne Baker is er wel degelijk in geslaagd om zo'n kennis te vertalen in begrijpbare lectuur.
|