12 juni 2007

Statistik, tärningar & Schrödingers katt

Jag spinner vidare på Anders' inlägg om huvudvärk orsakad av kvantteori.

Kan inte erbjuda någon alvedon, för jag klurar själv men ska försöka dela med mig av en fundering/betraktelse på ett lättförståeligt sätt.
Kommer skriva i etapper, ett mockasin-kliv i taget,
och eftersom indianerna säger att man inte ska döma någon förrän man gått en mil i hans mockasiner, ska jag vara ödmjuk då jag väl närmar mig den berömda katten. Om kattexperimentet kan du läsa i detta inlägg nedanför kattungebilden. Välkomna med egna lurigheter och frågor.
Vi börjar
Det känns som om man kan byta ut ordet statistik mot ordet erfarenhet.
Statistik används varje dag. Jag brukar dela upp omständigheterna i tre grupper:

1. Då människan stött på ett nytt fenomen som ännu inte fått en generell formel eller teori. Eftersom vi fortafarande inte kan räkna ut vad som ska hända, får erfarenheten ge tips. Exempel: områden inom kvantmekanik, atomfysik....
-
2. Där man känner till mekanismerna bakom ett skeende, men det innehåller lite för många och komplicerade faktorer som skulle vara omöjliga att hålla reda på samtidigt, eller för dyra att ständigt detektera och räkna på. Ett stort exempel är vädret, som påverkas av zillioner faktorer.
-
3. Om vi känner till en del av faktorerna, men inte alls alla, och det är praktiskt omöjligt att följa hela skeenden.
-
Alea iacta est - exempel på punkt 2.
Varje gång man skakar om en tärning i handen för att kasta är det omöjligt att med säkerhet förutsäga vad tärningen hamnar på just den gången.

Det är inte det att vi inte allmänt vet mekanismerna bakom, för det gör vi nog
(eventuell vindpust, höjden över underlaget, handens exakta vinkel, hur mycket kraft handen använder, ytan på underlaget: matta, bord, plastgolv, parkett etc.....bla bla....),

utan problemet är att dessa faktorer är på tok för många att hinna och orka mäta på den korta tid det tar att kasta tärningen! Det är för komplicerat.
Men eftersom nämnda omständigheter i regel tar ut varandra, kan man gissa att alla sex sidor på tärningen har lika stor chans att hamna överst.

Då man slår en välbalanserad sexsidig tärning många gånger kan man alltså genom erfarenhet - statistik - sluta sig till att det ungefär var sjätte gång blir en fyra t ex.
-
-
Nu kommer den känsliga och svåra delen....
Vad är det som orsakar cancer? - exempel på punkt 3
Man vet inte exakt NÄR eller OM en person/ett djur kommer att drabbas av denna hemska sjukdom. En del av orsakerna har vi förstått: rökning, genetiska orsaker, giftutsläpp, gifter, viss infektion. Men vi har fortfarande inte tagit cancerceller på bar gärning då de attackerat, alternativt; just då de börjat växa okontrollerat, startögonblicket.

Därför jobbar forskarna febrilt med att ta fram empiriska - statistiska - data, för att kunna hitta så många samband som möjligt, och för att informera folk om vad som kan tänkas minska riskerna. Erfarenheten tillåts ropa så mycket den hinner.


Och nu kommer mysteriet där statistik verkar styra......

Quantus mechanicus mysticus
Kvantteori, exempel på punkt 1

Kvantmekaniken bygger på att man vill förklara varför en enda partikel (foton, elektron, nå'nting omänskligt litet) kan visa upp ett interferensmönster:
-
Interferens med vad? Där är ju bara en enda partikel närvarande?
Man tror helt enkelt att det går att vara på flera ställen samtidigt (beter sig som en våg, med vågrörelse) och att partikeln "bestämmer" sig för en enda väg (upphör att vara våg, och blir en snäll partikel), så fort man mäter på den.

En tolkning av detta är, (skumt):
att allt vi ser och mäter här i världen egentligen bara är det mest sannolika utfallet
Åhå.
När vi kommer upp till nivåer i vår egen storlek, egentligen för alla storlekar över en trilliontedels trilliontedels meter (en plancklängd), så ser vi endast en möjlighet, ("det som händer"), eftersom tyngdkraften och alla möjliga naturlagar tar över och dominerar så fullständigt.
Man kan t ex inte se en person gå in genom två dörrar samtidigt ;)

Vad är det som gör att en liten foton bestämmer sig för att välja en viss väg just då man mäter på den? Detta undrar forskarna, en nobelprisfråga. Vill fotonerna busa? Vet de om när man ska mäta på dem......

Schrödingers katt...... samtidigt både levande och död?.......
........är ett TANKEexperiment

citerar wikipedia:
en katt placeras i en sluten stålkammare (en låda) med följande utrustning:
En bit radioaktivt ämne med 50% sannolikhet att sönderfalla inom en timme och en geigermätare kopplad till en hammare som krossar en flaska cyanid om sönderfall registreras, varvid katten skulle dö. Efter en timme hänger kattens öde på ett kvantmekaniskt tillstånd med samma sannolikhet för liv och död.

Katten är både levande och död samtidigt enligt kvantmekaniskt synsätt. Men, när kammaren öppnas, ser man bara en katt som antingen lever eller är död. Frågan är: när övergår systemet från en mix av tillstånd till antingen eller?

Schrödinger ville med detta tänkta scenario visa att kvantmekanik... verkar ofullständigt....o...litta.... konstigt.
Och det behöver inte vara någon katt inblandad, bara någon levande individ.
-
Men hans egen vågekvation, Schrödingerekvationen och hela kvantmekaniken, för den delen, används idag flitigt inom vetenskap och teknik, it..osv...
Ingen har hittills kunnat ge ett svar på vad kvantmekaniken egentligen visar, bara att den är himla praktisk att räkna med.

I kommande inlägg kontemplerar jag de olika alternativen till förklaringar.

Richard Feynman, nobelpristagare i fysik (kvantmekaniker):

"I can safely say that nobody quite understands quantum mechanics"

7 kommentarer:

Sara g sa...

Oj vad du bloggar flitigt! Jag har varit lat de senaste dagarna men jag kommer igen! Ibland finns det så mycket att skriva om att inget blir skrivet, och ibland blir inget skrivet för att det inte finns nåt att skriva om...
Hm..noterade i alla fall att Christer Sturmark och jag nu är med i samma förening.... senaste numret av tidningen "Författaren" (Författarförbundets tidning) kom idag och under rubriken "Nya medlemmar" fanns han med. Kanske kan man debattera med honom på förbundsträffarna då...
Annars har jag tänkt blogga om hemtjänstarbete, vilket i sin tur föder en massa tankar angående politik mm, algerisk rai, trevliga ateister och otrevliga kristna, mm.
Bra inlägg det där om rosengårds sporthall!!

Z sa...

Tror Sturmark blir förvånad om han träffar dig: "Oj, kristna som har tuffa argument!" Kanske läser han redan din blogg

rasmussenanders sa...

Fint inlägg, och riktigt snygga bilder (var hittar du dem).

Håller för en gångs skull med om allting i ditt inlägg.

MVH
Anders

Z sa...

....fuskar med google bilder och väljer ut det som är färggrant.

Nu kommer utmaningen: att skriva om kvantmekaniken så att många bloggläsare förstår vad jag tänker på och var "skon klämmer"

sara g sa...

Pytagoras hälsar att han ryser vid tanken på att vistas i den där schrödinger-buren!!
Angående trackern så har jag lagt märke till att den beter sig konstigt, t ex när jag vet att jag själv varit inne på min sajt och uppdaterat mm och då jag befinner mig i Skurup så står det att jag befinner mig i "Fjelie"! Skumt. Allt annat stämmer; operativsystem, tid osv. Frågan är hur exakt den där trackern är. Man är ju nyfiken och vill veta exakt! :-)

Z sa...

hehe
För att vara ädel och nobel, borde Schrödinger naturligtvis valt SIG SJÄLV som försöksdjur i den där tankeburen

rasmussenanders sa...

Feyman has also said that: "If you think you undertstand quantum theory... you don't understand quantum theory".

För alla som är intresserade måste jag igen rekomendera Richard A. Mullers föreläsningar som man kan hitta på Berkeley's webcast:

http://webcast.berkeley.edu/course_details.php?seriesid=1906978275

Han förklarar komplicerade fenomen inom fysiken som ingen annan...

Skicka en kommentar

Sjung ut