Задача метрологии: Метрология и стандартизация

Метрология и стандартизация

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

• Реферат

  Метрология и стандартизация

  От 250 руб

• Контрольная работа

  Метрология и стандартизация

  От 250 руб

• Курсовая работа

  Метрология и стандартизация

  От 700 руб

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Метроло́гия — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого — метрологические стандарты.

Метрология состоит из трёх основных разделов:

• Теоретическая или фундаментальная — рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений).
• Прикладная — изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.
• Законодательная — устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

Стандартиза́ция — деятельность по разработке, опубликованию и применению стандартов, по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества, технической и информационной совместимости, взаимозаменяемости и качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии, единства измерений, экономии всех видов ресурсов, безопасности хозяйственных объектов с учётом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций, обороноспособности и мобилизационной готовности страны.

Стандартизация направлена на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих или потенциальных задач.

За реализацию норм стандартизации отвечают органы стандартизации, наделенные законным правом руководить разработкой и утверждать нормативные документы и другие правила, придавая им статус стандартов.

В области промышленности стандартизация ведет к снижению себестоимости продукции, поскольку:

• позволяет экономить время и средства за счет применения уже разработанных типовых ситуаций и объектов;
• повышает надежность изделия или результатов расчетов, поскольку применяемые технические решения уже неоднократно проверены на практике;
• упрощает ремонт и обслуживание изделий, так как стандартные узлы и детали — взаимозаменяемые (при условии, что сборка осуществлялась без пригоночных операций).

На нашем сайте предоставлены учебные материалы для студентов, по метрологии и стандартизации. Суммарно около

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Расчет стоимостиГарантииОтзывы

1. Предмет и задачи метрологии. Метрология, стандартизация и сертификация

1. Предмет и задачи метрологии. Метрология, стандартизация и сертификация

ВикиЧтение

Метрология, стандартизация и сертификация
Демидова Н В

Содержание

1. Предмет и задачи метрологии

Под метрологией подразумевается наука об измерениях, о существующих средствах и методах, помогающих соблюсти принцип их единства, а также о способах достижения требуемой точности.

Происхождение самого термина «метрология» возводят к двум греческим словам: metron, что переводится как «мера», и logos – «учение». Бурное развитие метрологии пришлось на конец ХХ в. Оно неразрывно связано с развитием новых технологий. До этого метрология была лишь описательным научным предметом. Таким образом, можно сказать, что метрология изучает:

1) методы и средства для учета продукции по следующим показателям: длине, массе, объему, расходу и мощности;

2) измерения физических величин и технических параметров, а также свойств и состава веществ;

3) измерения для контроля и регулирования технологических процессов.

Выделяют несколько основных направлений метрологии:

1) общая теория измерений;

2) системы единиц физических величин;

3) методы и средства измерений;

4) методы определения точности измерений;

5) основы обеспечения единства измерений, а также основы единообразия средств измерения;

6) эталоны и образцовые средства измерений;

7) методы передачи размеров единиц от образцов средств измерения и от эталонов рабочим средствам измерения.

Следует различать также объекты метрологии: 1) единицы измерения величин;

2) средства измерений;

3) методики, используемые для выполнения измерений и т. д.

Метрология включает в себя: во-первых, общие правила, нормы и требования, во-вторых, вопросы, нуждающиеся в государственном регламентировании и контроле. И здесь речь идет о:

1) физических величинах, их единицах, а также об их измерениях;

2) принципах и методах измерений и о средствах измерительной техники;

3) погрешностях средств измерений, методах и средствах обработки результатов измерений с целью исключения погрешностей;

4) обеспечении единства измерений, эталонах, образцах;

5) государственной метрологической службе;

6) методике поверочных схем;

7) рабочих средствах измерений.

В связи с этим задачами метрологии становятся: усовершенствование эталонов, разработка новых методов точных измерений, обеспечение единства и необходимой точности измерений.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

ЗАДАЧИ

ЗАДАЧИ Попробуйте решить несколько учебных задач. Это несложные задачи, для их решения достаточно знать изложенные выше простейшие правила вепольного анализа.Решить учебную задачу означает: указать правило, на основе которого решается данная задача; дать конкретный

ЗАДАЧИ

ЗАДАЧИ Приведены шесть задач, на которых можно потренироваться в применении АРИЗ. Нужно сделать записи решения этих задач с шага 2.2 по шаг 4.2. Оценивать полученные решения пока следует не по конечному ответу, а только по точности выполнения шагов. Если вы а) не нарушили

ЗАДАЧИ

ЗАДАЧИ Пять приведенных ниже задач надо решить по АРИЗ с шага 2. 2 по 4.2. Основное внимание по-прежнему должно быть уделено ходу решения, точному выполнению шагов.Задача 36По трубопроводу перекачивают железорудную пульпу (взвесь железной руды в воде). Регулируют поток пульпы

ЗАДАЧИ

ЗАДАЧИ Если вы внимательно читаете книгу, нетрудно сразу решить задачи 50-52. Следующие три задачи несколько труднее. Сначала сформулируйте для них ИКР и ФП. Подумайте, что именно должен сделать искомый физический эффект, чтобы устранять ФП. Затем используйте таблицу

ЗАДАЧИ

ЗАДАЧИ Задачи 57-59 вы решите легко, хотя они весьма трудны для тех, кто не слышал о стандартах. А вот с задачей 60 придется поработать без спешки, терпеливо. Решение этой задачи можно развернуть в интересное исследование.Задача 57В а. с. № 206 207 описан станок для нарезания

1.

 Предмет ТРИЗ

1. Предмет ТРИЗ Гасанов А. И.

6.11. Физический предмет и логический объект

6.11. Физический предмет и логический объект Опыт учит нас, что мир, в котором мы живем, характеризуется определенной устойчивостью, повторяемостью (точно так же, конечно, как непрерывной текучестью, изменяемостью). Допустим, вы видите дерево. Вы отходите от него, и

1.1. Предмет и задачи курса

1.1. Предмет и задачи курса Одной из основных проблем, стоящих сегодня перед российскими предприятиями, является их успешная адаптация к условиям рыночной экономики. Решение этой проблемы — необходимое условие для их выживания и дальнейшего развития.Современная

1. Предмет и задачи метрологии

1.  Предмет и задачи метрологии С течением мировой истории человеку приходилось измерять различные вещи, взвешивать продукты, отсчитывать время. Для этой цели понадобилось создать целую систему различных измерений, необходимую для вычисления объема, веса, длины, времени

1.1. Цифровая стеганография. Предмет, терминология, области применения

1.1. Цифровая стеганография. Предмет, терминология, области применения Цифровая стеганография как наука родилась буквально в последние годы. По нашему мнению она включает в себя следующие направления:1) встраивание информации с целью ее скрытой передачи;2) встраивание

Важность метрологии

Важность метрологии Учебники метрологии обычно начинаются с указания на ее важность. Как и вообще многие учебники, да и не только учебники… Объясняя важность метрологии, упоминают улетевшие не туда космические корабли и водителей, неправомочно наказанных за вождение в

Развитие метрологии: «газ»

Развитие метрологии: «газ» … а «тормоз» будет потом. Скорость развития определяется, как всегда эндогенными и экзогенными факторами, проще говоря — бурчанием в своем желудке и битьем со стороны. Эндогенный фактор — это естественные для нормального человека интерес к

Развитие метрологии: «тормоз»

Развитие метрологии: «тормоз» … «газ» уже был — выше. На скорость движения влияет инерция — экономическая, техническая и обычно недооцениваемая психологическая.Экономическая инерция — отсутствие в обществе свободных средств, отсутствие возможностей для инвестиций.

Словарь метрологии

Словарь метрологии Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности.Реальная жизнь показывает, что метрология — не только наука, но и область практической деятельности общества. Что, собственно относится к любой науке

Глава 3 ПРЕДМЕТ КОНКУРЕНТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Глава 3 ПРЕДМЕТ КОНКУРЕНТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КОММЕРЧЕСКИЙ учет и учетная политика на оптовом и розничном рынках электроэнергииОпределяющим предметом бизнеса ОКУ является коммерческий учет, поэтому необходимо более подробно остановиться на всех аспектах учета,

Философия физики | История, проблемы и теории

Исаак Ньютон

См. все СМИ

Похожие темы:

физика философия природы

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

философия физики , философские рассуждения о концепциях, методах и теориях физических наук, особенно физики.

Философия физики — не столько академическая дисциплина, хотя она ею и является, сколько интеллектуальная граница, через которую теоретическая физика и современная западная философия информируют и тревожат друг друга уже более 400 лет. Многие из глубочайших интеллектуальных устремлений западной культуры — в отношении характера материи, природы пространства и времени, вопроса детерминизма, значения вероятности и случайности, возможности познания и многого другого — были поставлены под сомнение со времен зарождение современной науки, начиная с работ Галилея (1564–1642). Ко времени сэра Исаака Ньютона (1642–1727) оживленный диалог между физикой и отчетливо современной западной философской традицией был в самом разгаре, обмен, который процветает и по сей день. Этот разговор и является темой данной статьи.

В этой статье обсуждаются логические структуры наиболее общих физических теорий современной науки, а также их метафизические и эпистемологические мотивы и следствия. Для рассмотрения элементов научного исследования с философской точки зрения см. наука, философия.

Философия пространства и времени

Ньютоновское представление о Вселенной

Согласно Ньютону, физическое устройство Вселенной полностью состоит из бесконечно малых материальных точек, обычно называемых частицами. Протяженные объекты или объекты, занимающие конечные объемы пространства, рассматриваются как совокупности частиц, и поведение объектов определяется, по крайней мере в принципе, поведением частиц, из которых они состоят. Свойства частиц включают массу, электрический заряд и положение.

Викторина «Британника»

Физика и естественное право

Ньютоновская концепция полна и детерминистична. Он полон в том смысле, что если бы можно было перечислить для каждого момента прошедшего времени, какие частицы существовали, каковы были их массы, электрические заряды и другие внутренние свойства и какие положения они занимали, то этот список представлял бы абсолютно все, что можно было сказать о физической истории Вселенной; он будет содержать все, что существовало, и каждое происшедшее событие. Ньютоновская концепция является детерминистской в ​​том смысле, что если бы было возможно перечислить для конкретного момента времени положение и другие внутренние свойства каждой частицы во Вселенной, а также то, как положение каждой частицы изменяется во времени течет вперед, вся будущая история Вселенной во всех деталях была бы предсказуема с абсолютной уверенностью. Однако многие мыслители считали этот детерминизм несовместимым с глубокими и важными идеями о том, что значит быть человеком или вести человеческую жизнь, — такими идеями, как свобода и ответственность, автономия, спонтанность, творчество и кажущаяся «открытость». » будущего.

Скорость, с которой положение частицы изменяется в определенный момент времени по мере течения времени, называется скоростью частицы в этот момент времени. Скорость, с которой скорость частицы изменяется в определенный момент времени по мере течения времени, называется ускорением частицы в этот момент времени. Ньютоновская концепция утверждает, что сила, действующая для поддержания или изменения движения частицы, возникает исключительно между парами частиц; кроме того, силы, которые любые две частицы действуют друг на друга в любой данный момент, зависят только от того, к какому виду частиц они относятся, и от их положения относительно друг друга. Таким образом, в рамках ньютоновской механики (науки о движении тел под действием сил) определение положения всех частиц во Вселенной в определенное время и того, какого рода они являются, сводится к указанию того, что это за частицы. силы действуют на каждую из этих частиц в это время.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Согласно второму закону движения Ньютона, между полной силой, действующей на любую частицу в определенный момент времени, ее ускорением в этот момент и ее массой неизменно выполняется определенное очень простое математическое соотношение; сила, действующая на частицу, равна произведению массы частицы на ее ускорение: F = мА

Применение этого закона (далее «закон движения Ньютона») можно подробно проиллюстрировать на следующем примере. Предположим, что нужно вычислить для каждой частицы i в определенной подсистеме Вселенной, положение этой частицы в какое-то будущее время t = T . Для каждой частицы в некоторый начальный момент времени t = 0 задается положение частицы ( x ₀ ⁱ ), скорость ( v ₀ ^{900 ), 6 6 i 900 масса m i ), электрический заряд ( c i ) и все другие внутренние свойства.}

Один из способов выполнения вычислений — это последовательное приближение к более точному значению. Таким образом, в первом приближении можно было бы вычислить положения всех частиц при t = T , предполагая, что их скорости постоянны и равны на протяжении всего интервала между t = 0 и t = T . Это приближение поместило бы частицу I на x ₀ ^I + V ₀ ^I ( T ) в T = ( T ) в T = . Однако очевидно, что приближение будет не очень точным, так как на самом деле скорости частиц не будут оставаться постоянными на протяжении всего интервала (если только на них не действуют никакие силы).

Несколько лучшее приближение можно получить, разделив рассматриваемый временной интервал на два, один из которых простирается от t = от 0 до t = T /2 , а другой простирается от t = T /2 до t = T . Тогда положения всех частиц при T /2 можно было бы вычислить, предполагая, что их скорости постоянны и равны их значениям при t = 0 на всем интервале между t = 0 и t = T /2; это поместит частицу i в x ₀ ⁱ + v ₀ ⁱ ( T/2 ) на T/2 . Тогда силы, действующие на каждую из частиц в точке t = 0, можно было бы вычислить, согласно ньютоновской концепции, исходя из их положения в точке t = 0 вместе с их массами, зарядами и другими внутренними свойствами, все из которых были дано в самом начале.

Скорости частиц при T/2 можно получить, подставив значения этих сил в закон движения Ньютона, F = ma , и предполагая, что на всем интервале от t = 0 до t = T /2 их ускорения постоянны и равны их значениям в t = 0. Это будет make the velocity of particle i equal to v ₀ + a ₀ ⁱ ( T/2 ), where a ₀ ⁱ is equal к силе на частице i at t = 0 разделить на массу частицы i . Наконец, положение частицы i при t = T можно вычислить, предположив, что i сохраняет новую скорость на протяжении всего интервала между t = T /2 и t T

6 =

6. .

Хотя это приближение также было бы неточным, оно является улучшением по сравнению с первым, поскольку интервалы, в течение которых скорости частиц ошибочно предполагаются постоянными, во втором расчете короче, чем в первом. Конечно, само это улучшение может быть улучшено путем дальнейшего деления интервала на 4, 8 или 16 интервалов.

По мере того, как количество интервалов приближается к бесконечности, вычисление положений частиц при t = T приближается к совершенству. Таким образом, при достаточно простом указании зависимости сил, действующих на частицы, от их относительного положения, можно использовать методы интегрального исчисления для точного расчета положений частиц. Поскольку T может иметь любое положительное значение, положения всех частиц в рассматриваемой системе в любой момент времени между t = 0 и t = ∞ (бесконечность) в принципе могут быть вычислены точно и с уверенностью по их положениям, скоростям и собственным свойствам в t = 0.

Мы все еще не понимаем проблему измерения

Развитие основ физики идет медленно с 1970-х годов. Стандартная модель физики элементарных частиц очень успешна, но также демонстрирует фундаментальную слабость: она не может объяснить гравитацию. Физики занимались рядом любимых проектов, таких как суперсимметрия и теория струн, утверждая, что они владеют ключом к преодолению недостатков Стандартной модели, но на данный момент они кажутся неудачными проектами. Так как же теоретическая физика может расклеиться? По словам Сабины Хоссенфельдер, любое улучшение Стандартной модели требует понимания главной загадки квантовой механики: проблемы измерения.

 

Физики уже более века обещают нам, что теория всего не за горами, и до сих пор эта цель не видна. Почему мы не видим большого прогресса в этом?

Физики добились значительных успехов в изучении основ до 1970-х годов, когда была сформулирована Стандартная модель физики элементарных частиц в том виде, в котором она в значительной степени является ее нынешней формой. Некоторые из частиц были экспериментально подтверждены позже, последним из них стало открытие бозона Хиггса в 2012 году, и нейтрино тоже стали массами, но математика для всего того, что было на месте в 1970-е годы. После этого мало что произошло. Физики преследовали некоторые тупики, такие как великое объединение, суперсимметрия и теория струн, но из этого ничего не вышло.

Основная причина того, что из этого ничего не вышло, я думаю, заключается в том, что физики ничему не научились на своих ошибках. Их метод изобретения новых теорий, а затем проведения экспериментов для их проверки привел к бесчисленным фальсификациям (или «интересным оценкам», как они называют это в опубликованной литературе), но они продолжают делать одно и то же снова и снова вместо того, чтобы пробовать что-то новое. .

Но у нас есть не только множество доказательств того, что текущий метод на самом деле не работает, у нас также нет причин думать, что он должен работать: угадывание какой-то новой части математики практически не дает вам никаких шансов. правильное учение о природе. Как я подробно объяснил в своей книге 2018 года «Потерянные в математике», исторически мы добились прогресса в развитии теории в физике, разрешая несоответствия, а не просто угадывая уравнения, которые выглядят красиво. Физики должны черпать информацию из истории.

 

Не секрет, что у Стандартной модели серьезные проблемы. В чем вы видите ее самое слабое место?

Я бы не сказал, что у стандартной модели серьезные проблемы. Он делает потрясающую работу, объясняя все данные, которые у нас есть. На самом деле, для физиков элементарных частиц самая большая проблема со Стандартной моделью заключается в том, что она работает слишком хорошо.

Его самое слабое место в том, что он не включает гравитацию. Мы знаем об этой проблеме с 1930-х годов, но до сих пор не решили ее. Второстепенным вопросом является происхождение массы нейтрино. Однако эти две проблемы не потребуют решения, пока мы не достигнем энергий, по крайней мере, в миллиард раз превышающих энергию Большого адронного коллайдера. Вот почему я не думаю, что строительство более крупного коллайдера является правильным решением в данный момент времени: в любом случае это не приблизит нас к тестированию интересного диапазона параметров, это просто потратит много времени и денег. , и усилие.

Полагаю, ваш вопрос намекал на некоторые аномалии данных, которые, похоже, не вписываются в Стандартную модель. Аномалии всегда есть, они приходят и уходят. Я не думаю, что какая-либо из нынешних аномалий является особенно убедительным доказательством того, что в Стандартной модели нужно что-то менять.

___

Я думаю, сейчас будет справедливо сказать, что как подход к теории всего теория струн потерпела неудачу.

___

Что вы думаете о недавнем измерении W-бозона? Является ли это еще одной небольшой аномалией данных среди многих, которой недостаточно, чтобы свергнуть Стандартную модель?

Недавно опубликованный новый результат коллаборации CDF о массе W-бозона, безусловно, интересен. Масса W-бозона несколько систематически отклонялась от предсказаний Стандартной модели в течение 20 лет или около того, и они значительно уменьшили планку погрешности для этого. Однако еще неизвестно, будет ли это воспроизведено с данными LHC. Видите ли, основная причина их заявления о противоречии со Стандартной моделью заключается в том, что они оценивают свою ошибку измерения как очень маленькую. Если они недооценили эту ошибку, то результат хорошо совместим со Стандартной моделью. Это не та проблема, которая решится в ближайшее время, потребуется много дополнительных исследований, чтобы выяснить, что происходит.

 

Теоретическая физика попала в ловушку ряда кажущихся популярными альтернатив (таких как суперсимметрия и теория струн), которые, хотя и обещают решения проблем Стандартной модели, сами по себе далеки от экспериментальной поддержки большей части Стандартной модели имеет?

Суперсимметрия не решает ни одной актуальной проблемы, она «решает» ряд псевдопроблем, которые сводятся к кажущемуся недостатку красоты Стандартной модели. Помимо того, что это красиво, основная причина, по которой это нравится физикам-теоретикам, заключается в том, что это чрезвычайно богатый теоретический подход, в котором используется математика, которую мы все изучаем, будучи старшекурсниками. То есть я думаю, что теоретическая физика застряла на этом, потому что публиковать статьи по ней легко и быстро, поэтому вы быстро увеличиваете свой список публикаций. То, что они считают его красивым, добавляет ему привлекательности.

Теория струн — это отдельная история. Во-первых, это одна из причин, по которой суперсимметрия стала популярной, потому что теория струн нуждается в суперсимметрии для правильной работы. Но что более важно, считается, что теория струн разрешает несоответствие между Стандартной моделью и гравитацией. Однако никогда не было показано, что он действительно делает это . Я думаю, сейчас будет справедливо сказать, что как подход к теории всего, теория струн потерпела неудачу.

Но математика теории струн настолько общая, что, может быть, она пригодится еще для чего-нибудь. (Некоторые физики могут возразить, что она уже полезна для чего-то другого, но я полагаю, что у меня несколько более высокие требования к «полезности», чем у них…) не хочу работать над этим. Я думаю, что такие люди не должны были становиться учеными в первую очередь, им было бы лучше в искусстве.

___

РЕКОМЕНДУЕМОЕ ЧТЕНИЕ Почему основы физики не развивались 40 лет Сабина Хоссенфельдер Как вы упомянули, одним из ваших критических замечаний в адрес физиков, поддерживающих суперсимметрию и теорию струн, является то, что они просто соблазняются красивой математикой. Что вы скажете тем, кто утверждает, что все наши великие теории обладают определенной степенью математической элегантности и симметрии и, следовательно, эти вещи являются руководством к созданию хороших теорий?

Ну, я хотел бы думать, что аргумент, который я привел, немного тоньше. Теория струн и суперсимметрия возникли в результате очень серьезной попытки в 1970-х годах продолжить успехи, которые привели к Стандартной модели. Они не были рождены из требований красоты. Проблема в том, что когда эти теории столкнулись с проблемами, физики не сдались и перешли к чему-то другому. Вместо этого они удвоили эти неудачные идеи, снова и снова вносили в них поправки, чтобы избежать конфликта с наблюдениями, а затем утверждали, что они слишком красивы, чтобы быть неверными.

Экономисты называют такое поведение неприятием потерь. Чем больше усилий вы приложили, чтобы заставить что-то работать, тем труднее будет отказаться от этого, потому что это означает, что вам придется признать, что вы потратили впустую свое время (или, так сказать, деньги). Это одна из причин, по которой я говорю, что изучение социальных и когнитивных предубеждений должно стать частью образования каждого ученого. Это помогло бы физикам распознать предвзятость в их мышлении, а также финансирующие организации могли бы создать стимулы для противодействия такому поведению.

Если вы прочтете мою книгу, вы также обнаружите, что некоторые физики думают, что если теория некрасива, они не хотят над ней работать. Я думаю, что такие люди не должны были становиться учеными в первую очередь, им было бы лучше в искусстве.

Тем, кто утверждает, что все наши теории обладают высокой степенью математической красоты, я могу сказать три вещи.

Во-первых, существует множество теорий, которые физики когда-то считали красивыми, но на деле оказывались ошибочными. (Например, прочтите мою книгу или книгу Макаллистера «Красота и революция в науке».)

Во-вторых, если вы утверждаете, что это сработало для Дирака и Эйнштейна, то вам, возможно, стоит (а) почитать литературу по этому поводу, потому что они начали говорить о красоте только после своего большого успеха, и (б) вы вишенка подбор данных — тоже надо смотреть на все те случаи, когда аргументы от красоты не сработали. Короче говоря, исторически сложилось, что не существует никакой связи между воспринимаемой красотой объяснения и его шансами на успех. Несколько тревожно то, что многие ученые, с которыми я встречался, верят в обратное без малейших доказательств.

В-третьих, одно дело найти красоту в математическом описании, которое, как мы подтвердили, описывает наблюдение, и совсем другое — использовать очень специфическое понятие математической красоты для попытки предсказать новые наблюдения. Конкретно проблема в том, что эти представления о математической красоте основаны на уже известных нам теориях, поэтому новые теории всегда похожи на то, что мы уже пробовали. Физики, которые делают это, ставят телегу впереди лошади. Мы открываем красоту в правильном описании природы. Мы не можем сказать природе, какую красоту она должна воплотить.

(Отсюда несколько загадочный конец моей книги, который озадачил многих читателей. В ней должно быть сказано, что бы мы ни нашли, если это работает, мы найдем это красивым.)

___

В квантовой механике, мы просто постулируем, что «детектор» делает определенные вещи с квантовыми объектами, но мы не знаем, почему, и мы даже не можем точно сказать, что такое «детектор».

___

Меня удивило то, что вы сказали, что часть проблемы нашей неспособности преодолеть проблемы Стандартной модели заключается в том, что мы до сих пор не понимаем квантовую механику и, в частности, измерение проблема. Как, по вашему мнению, может произойти прогресс в этой области, должен ли произойти концептуальный/философский сдвиг, или нам просто нужно больше узнать о физике того, как устроен квантовый мир?

Стандартная модель — это квантовая теория поля, которая по сути представляет собой более сложную версию квантовой механики. Но для этого по-прежнему требуются базовые составляющие квантовой механики, особенно то, что известно как «постулат измерения» (также известный как «коллапс волновой функции»). Физики элементарных частиц часто забывают об этом, потому что это явно не фигурирует в их математике — для физика элементарных частиц эксперимент проводится, когда объект находится в детекторе, нет необходимости обновлять волновую функцию. Они просто вычисляют вероятности и все. Но по-прежнему дело в том, что те частицы, которые мы производим при столкновении с БАК, попадают в детектор, и все же детектор никогда не улавливает квантовые свойства, которыми обладают частицы. Мы не знаем почему. Каким-то образом детекторы заставляют квантовые эффекты исчезать.

В квантовой механике мы просто постулируем, что «детектор» делает определенные вещи с квантовыми объектами, но мы не знаем почему и даже не можем точно сказать, что такое «детектор». Обратите внимание, как это странно: мы думаем, что Стандартная модель описывает все элементарные частицы, и все состоит из этих частиц. Он должен сказать нам, что делает детектор. И все же не может. Мы не просто не знаем, как это сделать, мы знаем, что квантовая механика не может это правильно описать. Из наблюдений мы знаем, что процесс измерения нелинейный, тогда как квантовая механика — это линейная теория. Откуда берется нелинейность? (Кстати, по той же причине у квантовой механики есть проблемы с воспроизведением классического хаоса.)

Чтобы решить эту проблему, нам нужна более совершенная теория, лежащая в основе квантовой механики, которая позволит нам рассчитать, что происходит при измерении, и которая объяснит, что является детектором, а что нет. (И эта теория должна быть нелинейной.)

Дело в том, что это различие между детектором и не-детектором не становится актуальным при высоких энергиях, оно становится актуальным между макроскопическим и микроскопическим. Вы не проверяете этот диапазон параметров с помощью больших коллайдеров, вместо этого вы проверяете его в лаборатории, миниатюризируя измерительные устройства и создавая более крупные квантовые объекты в контролируемых условиях. Оба эти направления в настоящее время уже продвигаются, поэтому я надеюсь, что в ближайшем будущем мы найдем доказательства отклонений от квантовой механики.

Теория развития физики помимо квантовой механики в настоящее время сильно отсутствует. Здесь есть много возможностей для молодых физиков оставить свой след.

___

Это в основном то, что происходило в основах физики в течение последних 50 лет, мы просто повторяем одни и те же ошибки, потому что не извлекаем уроков из истории.

___

Ранее вы говорили о том, что презрение многих физиков к философии и, в частности, к философии науки ослепляет их, лишая их возможности понять, как они неправильно используют такие понятия, как «свидетельство» или «доказательство». . Не могли бы вы привести несколько примеров того, что вы имеете в виду здесь?

Катастрофа естественности в физике элементарных частиц — хороший пример. Естественность — это особый тип математической красоты, которая была причиной, по которой физики элементарных частиц думали, что БАК увидит частицы темной материи и суперсимметричные. Возможно, вы помните заголовки об этом.

Немного огорчает тот факт, что физики элементарных частиц все еще утверждают, что существуют некие «доказательства», говорящие в пользу естественности, по иронии судьбы часто на одном дыхании с признанием того, что это привело к бесчисленным ошибочным предсказаниям. «Доказательства», на которые они ссылаются, при ближайшем рассмотрении не имеют к естественности никакого отношения. Я полагаю, что если бы они были более осторожны, формулируя предположения своих аргументов, как это делают математики, то этой катастрофы не произошло бы с самого начала, и они не выглядели бы сейчас идиотами, потому что все эти частицы, которые они о которых я говорил, так и не материализовался на БАК. Как я постоянно говорю, нет лучшего доказательства, чем его предположения, и проблема аргументов от естественности в том, что они вкладывают вывод в предположение, не замечая этого.

Поскольку я уже запутался, позвольте мне упомянуть, что многие люди, прочитавшие только название моей книги «Потерянные в математике», пришли к выводу, что я критикую физиков за то, что они слишком много используют математику. Наоборот, я думаю, что физики недостаточно серьезно относятся к математике. Им следует прилагать гораздо больше усилий, чтобы вести чистые аргументы, тогда они не «заблудятся».

Часто говорят, что одно из основных различий между наукой и философией заключается в том, что философы могут много выиграть, изучая историю философии, тогда как ученые ничего не выигрывают, изучая историю науки. Согласны ли вы с этим?

Нет, не согласен. Также часто говорят, что те, кто не учится на истории, вынуждены ее повторять, и я думаю, что это правильно. Это в основном то, что происходило в основах физики в течение последних 50 лет, мы просто повторяем одни и те же ошибки, потому что не извлекаем уроков из истории.

 

Одна из вещей, которую Кун обнаружил, оглядываясь назад на историю науки, заключалась в том, что ученые часто кончают тем, что постулируют существование различных сущностей или явлений, чтобы цепляться за общепринятую парадигму. Видите ли вы, что это происходит с современной физикой?

Конечно, темная материя и темная энергия являются примерами этого. Я априори не считаю, что это плохо. Но все эти разговоры о смене парадигм несколько бесполезны для научной практики. Я думаю, что полезнее спросить, как это сделал Лакатос, какие исследовательские программы продвигаются, а какие нет. Программа исследования темной материи, к сожалению, в данный момент вообще не продвигается, потому что какие бы данные ни появлялись, астрофизики могут найти способ «объяснить» их задним числом. Таким образом, парадигма темной материи стала непредсказуемой. Это не значит, что это неправильно, но это больше не прогрессирует.

 

Каким вы видите будущее теоретической физики? Будем ли мы застревать еще на несколько десятилетий или мы приближаемся к чему-то новому?

Я надеюсь, что в следующие два десятилетия мы найдем доказательства либо слабополевой квантовой гравитации, либо отклонений от квантовой механики, либо того и другого.