Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?

[Doctor Boom]

Часто говорят, что корпускулярно-волновой дуализм остался в прошлом, в первой половине 20 века, а когда физики разобрались, то стали говорить о квантовом поведении, т.е. принципиально новой вещи по сравнению с классическими волна/частица. И мне тут недавно пришла мысль, а была ли какая-то проблема в этом дуализме, и не является квантовое поведение этим же самым дуализмом, только триггерное слово убрали? Т.е. если человек был против дуализма, чем ему нравится квантовое поведение, и наоборот, если человека устраивает квантовое поведение, что ему не нравилось в дуализме?
P.S. Разумеется, квантовое поведение это мейнстрим, вопрос в том корректно ли его называть кор.-вол. дуализмом в наши дни?

[upgrade]

Doctor Boom в сообщении #1563069 писал(а):

была ли какая-то проблема в этом дуализме

Проблема (у меня, а у специалистов, возможно её и нет) в интерференции частиц на препятствии (например, интерференция электрона, двухщелевой опыт), а дуализм там или нет как-то всё равно.

[Doctor Boom]

upgrade
А где там проблема? Интерферирует ВФ, а потом коллапсирует на экране

-- 18.08.2022, 22:49 --

upgrade в сообщении #1563075 писал(а):

а дуализм там или нет как-то всё равно.

Ну вот почему-то считается, что это устаревшее понятие

[Someone]

Doctor Boom в сообщении #1563069 писал(а):

Часто говорят, что корпускулярно-волновой дуализм остался в прошлом, в первой половине 20 века, а когда физики разобрались, то стали говорить о квантовом поведении, т.е. принципиально новой вещи по сравнению с классическими волна/частица. И мне тут недавно пришла мысль, а была ли какая-то проблема в этом дуализме, и не является квантовое поведение этим же самым дуализмом, только триггерное слово убрали?

Нет. Корпускулярно-волновой дуализм — это была попытка описать квантовые явления в терминах классической механики. В действительности квантовые объекты не являются ни частицами, ни волнами в том смысле, в каком это понимается в классической механике.

Мне стало интересно, и я посмотрел, употребляется ли корпускулярно-волновой дуализм в курсе теоретической физики Ландау и Лифшица. Оказалось, что даже не упоминается. Также не упоминается и принцип дополнительности. (И релятивистская масса не упоминается — даже в самом первом издании 1941 года.)
Для меня это означает, что физике упомянутые понятия не нужны.

Собственно, в чём состоит корпускулярно-волновой дуализм? В том, что квантовый объект в одних случаях "похож" на частицу (регистрируется в конкретной точке, как дискретный объект), а в других — на волну (интерферирует при подходящих условиях). И какая польза для физики от этой "похожести"?

[Doctor Boom]

Someone в сообщении #1563087 писал(а):

И какая польза для физики от этой "похожести"?

Ну тем, что это описание наблюдаемого поведения, в духе позитивизма например

[Osmiy]

Doctor Boom в сообщении #1563069 писал(а):

корректно ли его называть кор.-вол. дуализмом в наши дни?

Строго говоря, такого термина (и явления) в науке не существует.

[Someone]

Doctor Boom в сообщении #1563092 писал(а):

это описание наблюдаемого поведения, в духе позитивизма например

А польза-то для физики в чём? Если у нас есть уравнение, описывающее распространение электрона, мы, хотя бы в принципе, можем рассчитать результаты эксперимента с этим электроном. А что делать с "похожестью"?

[Doctor Boom]

Someone в сообщении #1563094 писал(а):

А польза-то для физики в чём?

Да ни в чем, получается отказались по историческим причинам?

[Someone]

Doctor Boom в сообщении #1563095 писал(а):

Да ни в чем, получается отказались по историческим причинам?

Почему "по историческим"? Просто ввиду бесполезности.

[Cos(x-pi/2)]

Doctor Boom в сообщении #1563069 писал(а):

И мне тут недавно пришла мысль, а была ли какая-то проблема в этом дуализме, и не является квантовое поведение этим же самым дуализмом, только триггерное слово убрали? Т.е. если человек был против дуализма, чем ему нравится квантовое поведение, и наоборот, если человека устраивает квантовое поведение, что ему не нравилось в дуализме?

"Корпускулярно-волновой дуализм", в который раньше пытались вдуматься первооткрыватели квантовой физики (и который теперь иногда пытаются как-то представить себе начинающие студенты), плох присущей ему путаницей с классическими представлениями.

Дело в том, что в квантовой механике волновая функция это принципиально новое понятие по сравнению с какой-либо "классической волной":

1. Волновая функция системы нескольких частиц $\psi(t, \mathbf{r}_1,\mathbf{r}_2,...\,,\mathbf{r}_n)$ зависит от большего числа координатных переменных, чем какая-нибудь "классическая волна в нашем трёхмерном $\mathbf{r}$-пространстве", и поэтому $\psi$ не представляется какой-либо классической волной $w(t,\mathbf{r}).$

2. Хотя в пренебрежении взаимодействием между частицами им можно сопоставить одночастичные волновые функции $\psi_k(t,\mathbf{r}_k),$ они входят в волновую функцию системы мультипликативно (для простоты не учитываю требований симметрии или антисимметрии к перестановкам в случае тождественных частиц, не пишу спиновые индексы):

$\psi(\mathbf{r}_1,\mathbf{r}_2,...\,,\mathbf{r}_n) = \psi_1(\mathbf{r}_1)\,\psi_2(\mathbf{r}_2)\,...\,\psi_n(\mathbf{r}_n).$

В классических теориях такое перемножение невзаимодействующих волн никакого смысла не имеет и не встречается. В квантовой же механике перемножение одночастичных волновых функций является естественным - ему соответствует произведение вероятностей независимых событий; вероятность одновременного обнаружения частиц в элементах объёма в точках $\mathbf{r}_1,\mathbf{r}_2,...\,\mathbf{r}_n$ даётся выражением

$|\psi|^2=|\psi_1|^2|\psi_2|^2...|\psi_n|^2,$

умноженным на произведение элементов объёма $dV_1dV_2...dV_n.$


Ну вот, поначалу люди всё это не осознали и подумали, будто электрон чудесным образом сочетает в себе свойства классической частицы и классической волны, и назвали это невообразимое чудо "корпускулярно-волновым дуализмом". А затем, научившись решать разнообразные квантовомеханические задачи, поняли, что электрон - квантовая частица, т. е. это не классический объект: он не имеет определённой траектории, результаты измерений его координат и импульса флуктуируют в соответствии с соотношениями неопределённости, и т. п. А волновая функция - никакая не классическая волна, а квантовомеханическая амплитуда вероятности, т. е. это принципиально новое понятие, полностью отсутствовавшее в классических теориях волн и полей.

[Doctor Boom]

Cos(x-pi/2)
Да, можно вспомнить про ВФ многих частиц, да и про то, что коллапс может происходить не только в дельта-функцию (поймали частицу), но и в другие собственные функции соответствующего оператора ф.в.
Кстати, а как вы относитесь к Бомовской интерпретации, почему от нее отказались?

[Cos(x-pi/2)]

Doctor Boom
Ну, именно моё отношение тут ничего не значит, не стоит об этом говорить. Вероятностная интерпретация работает на практике: на её основе физики анализируют результаты реальных экспериментов и планируют постановку новых опытов (притом в разных областях - в физике твёрдого тела, в полупроводниковом материаловедении, в квантовой электронике, в физике элементарных частиц). Никакого полезного "выхлопа" от бомовских траекторий я для себя ни разу нигде не увидел; поэтому равнодушен к интерпретации Бома (и, кстати, ко всем прочим интерпретациям, относящимся к "разговорному" жанру).

[upgrade]

Doctor Boom в сообщении #1563078 писал(а):

А где там проблема?

Чтобы ‘расколоть’ протон о другой протон нужны ускорители, одновременно протон без всяких ускорителей «раскалывается пополам» при прохождении через две щели, как и любая другая частица.

[Osmiy]

upgrade в сообщении #1563113 писал(а):

Чтобы ‘расколоть’ протон о другой протон нужны ускорители, одновременно протон без всяких ускорителей «раскалывается пополам» при прохождении через две щели, как и любая другая частица.

В ускорителях происходит наблюдаемый "раскол" частиц, а в щелевом опыте ненаблюдаемый.

[computer]

"протон без всяких ускорителей «раскалывается пополам» при прохождении через две щели"

Есть ли подтверждающие это натурные опыты, или только математические фантазии? Из чего состоят эти щели?