Η εξίσωση του Shreddinger: όταν η αρχή της αβεβαιότητας φτάνει στο 12 - Physics World

[Ενσωματωμένο περιεχόμενο]

κομματάκι (ʃrɛd), ρήμα (αμετάβατο, αργκό): να παίξει μια ηλεκτρική κιθάρα χρησιμοποιώντας σετ νότες με τρόπο που παράγει έναν ήχο που παραμορφώνεται (δηλαδή περίεργο και μερικές φορές δυσάρεστο) -
ένας μάλλον αμφίβολος ορισμός, ευγενική προσφορά του Λεξικό Cambridge English.

Νομίζω ότι είναι ασφαλές να πούμε ότι η χέβι μέταλ μουσική θεωρείται ευρέως ως ούτε εγκεφαλικά προκλητική ούτε ως μια ιδιαίτερα υψηλή μορφή τέχνης. Πράγματι, για τους περισσότερους εκτός της υποκουλτούρας, είναι ουσιαστικά θόρυβος για τους Νεάντερταλ. Η κβαντομηχανική, από την άλλη πλευρά, πιστεύεται ότι είναι ένα από τα πανύψηλα πνευματικά επιτεύγματα της ανθρωπότητας. Στην πραγματικότητα, είναι τόσο απαιτητικό εννοιολογικά που ακόμα κι αν νομίζεις ότι το καταλαβαίνεις, υποτίθεται ότι δεν το καταλαβαίνεις.

Τι συμβαίνει λοιπόν όταν το σώμα του μετάλλου συναντά τους εγκεφάλους της κβαντικής φυσικής; Αυτή είναι μια ερώτηση που ερευνώ εντατικά από τότε που προσκλήθηκα από το Ινστιτούτο Φυσικής πριν από περισσότερο από μια δεκαετία για να συνεισφέρω σε αυτήν (δυστυχώς τώρα) physicsfocus blog. Αν και πάντα είχα έντονο ενδιαφέρον για το γράψιμο, δεν είχα γράψει στο παρελθόν και δεν ήμουν απολύτως βέβαιος πώς να τοποθετήσω καλύτερα τις αναρτήσεις μου. Έτσι, ακολούθησα την τυπική συμβουλή - γράψτε αυτό που ξέρετε.

Υπερκαλύπτοντας τις δίδυμες εμμονές μου με το μέταλλο και τη φυσική, το 2013 I έγραψε ένα κομμάτι στο οποίο προσπάθησα να εξηγήσω την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg στο πλαίσιο των chugging κιθάρων των Metallica, Megadeth, Opeth et αϊ. Η συγγραφή του ήταν τόσο διασκεδαστική –εξάλλου ήταν απλώς εφαρμοσμένη ανάλυση Fourier– που η σχέση μετάλλου-κβαντικού έγινε το θέμα ενός ολόκληρου βιβλίου. Όταν η αρχή της αβεβαιότητας φτάνει στο 11: Ή πώς να εξηγήσετε την κβαντική φυσική με το βαρύ μέταλλο δημοσιεύθηκε δεόντως σε 2018.

Θα μπορούσαμε όμως να σπρώξουμε τη σύνθεση μετάλλου και κβαντικής φυσικής πέρα ​​από το 11, σε ένα 12 που καταστρέφει τα αυτιά στον επιλογέα έντασης; Αντί να γράφετε απλώς για τις συνδέσεις, γιατί να μην ενσωματώσετε κβαντικές έννοιες απευθείας, από κάτω προς τα πάνω, σε ένα metal τραγούδι; Ας αντλήσουμε τα riff, τους ρυθμούς και τους στίχους από εξισώσεις, σταθερές και θεωρίες της φυσικής. Αν υπήρχε το πολυσύμπαν, θα υπήρχε πάντα ένα σύμπαν στο οποίο θα υπήρχε το «κβαντικό μέταλλο», και θα μπορούσε να είναι και αυτό.

Το τραγούδι που προέκυψε, «Σκάσε και υπολόγισε», δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Εξήντα σύμβολα YouTube κανάλι, το οποίο είναι μια συνεργασία μεταξύ του σκηνοθέτη/βιντεοδημοσιογράφου Brady Haran και φυσικών στο Πανεπιστήμιο του Nottingham. (Στην πραγματικότητα, ο τίτλος αυτού του άρθρου αφαιρέθηκε απευθείας από ένα σχόλιο που άφησε ένας θεατής κάτω από το βίντεο – οπότε σας ευχαριστώ @muusers.) Οφείλω να ομολογήσω ότι ο Brady με είχε απολαύσει στο παρελθόν όσον αφορά τους συνδέσμους metal-μαθηματικά μετά τη συνεργασία μας με Ντέιβ Μπράουν για μια τραγούδι εμπνευσμένο από χρυσή τομή το 2012 για τον Brady's Αριθμητήριο κανάλι.

Θα μπορούσαμε να ωθήσουμε τη σύνθεση μετάλλου και κβαντικής φυσικής πέρα ​​από το 11, σε ένα 12 που καταστρέφει τα αυτιά στον επιλογέα έντασης;

Με το «Σκάσε και Υπολογίστε», ωστόσο, θέλαμε να προωθήσουμε το περίβλημα της μεταλλοεπιστήμης πολύ περισσότερο έτσι ώστε όχι μόνο το τραγούδι να καθοδηγείται από μια μουσική κωδικοποίηση κβαντικών εννοιών, αλλά και οι προπτυχιακοί φοιτητές της φυσικής, οι δάσκαλοι και οι ερευνητές να συμμετέχουν άμεσα στη δημιουργία του. Ένα τεράστιο ευχαριστώ λοιπόν στον κινηματογραφιστή Σον Ρίλι, ο οποίος είναι συνήθως πίσω από το Αρχείο υπολογιστή φωτογραφικής μηχανής, για την εμπνευσμένη του επεξεργασία gaggles των gigabyte πλάνα για την παραγωγή του τελικού Εξήντα σύμβολα βίντεο. Οφείλονται επίσης θερμές ευχαριστίες στον David Domminney Fowler – κιθαρίστα με τους Αυστραλούς Pink Floyd (ψάξτε τους αν είστε φαν των Floyd), παραγωγός, ηχολήπτης, περιστασιακά Αρχείο υπολογιστή συνεργάτης και αυτοεξομολογούμενος uber-geek – για τη μίξη του τραγουδιού.

Το τραγούδι περιλαμβάνει μπάσο από τον James Theobald - επικεφαλής της φυσικής στο Σχολείο Υπουργών στο Southwell, Nottinghamshire – μαζί με ένα σόλο κιθάρας από Κρις Μόρλεϊ, μεταδιδάκτορας κβαντικών τεχνολογιών στο Nottingham. Στα μέσα του τραγουδιού υπάρχει μια «χορωδία» προπτυχιακών από το Νότιγχαμ που φωνάζουν «This is the root of all things» υπό την ανάγνωση ενός βασικού αποσπάσματος από το κλασικό κλασικό του 1930 του Paul Dirac. Οι Αρχές της Κβαντικής Μηχανικής.

Όσον αφορά την επιλογή τίτλου και ρεφρέν για το τραγούδι, πραγματικά δεν υπήρχε άλλη επιλογή. Έπρεπε να είναι «Σκάσε και Υπολογίστε» – η αιώνια προτροπή προς τους προπτυχιακούς φοιτητές της Φυσικής όταν πρόκειται να αντιμετωπίσουν την κβαντική μηχανική. Αν θέλετε να μάθετε πώς κρύβαμε κβαντικές εξισώσεις και έννοιες στο τραγούδι, όλες οι τρομερές λεπτομέρειες είναι στο δικό μου Συμπτώματα του Σύμπαντος blog. Εν συντομία, εδώ είναι μερικές μόνο από τις χαρτογραφήσεις φυσικής-μετάλλου που χρησιμοποιήσαμε. Τα εναρκτήρια riff είναι μια αντιστοίχιση των ψηφίων (σε μονάδες SI) του ħ/2m (η κιθάρα στρώθηκε αριστερά) και ħ (με πανοραμική λήψη δεξιά) στις νότες μιας C αρμονικής ελάσσονος κλίμακας, που κωδικοποιεί σταθερές στην χρονοεξαρτώμενη εξίσωση Schrödinger. Αυτά τα riff είναι κάτω από τόνους ντραμ-μπάς που ακολουθούν μια ακολουθία 1, 4, 9, 16, δηλαδή ταιριάζουν με τις ιδιοτιμές ενέργειας για ένα άπειρο πηγάδι δυναμικού 1D.

Η ικανότητα σύνδεσης με διαφορετικό κοινό ήταν ένα βασικό κίνητρο για αυτό το νέο τραγούδι

Κάτω από το ρεφρέν υπάρχει ένα επαναλαμβανόμενο μοτίβο 6..6..2..6..0..7 μπάσο-τύμπανο, με στίξη από το snare, το οποίο αντιπροσωπεύει τα πρώτα ψηφία της σταθεράς του Planck, h. Αυτό το μοτίβο μετατρέπεται σε ρυθμούς που σημειώνονται από το μπάσο τύμπανο μετά τον κώδικα Μορς για το "e to i pi" (π.χ.^iπ) – μετατόπιση φάσης 180 μοιρών – ακούγεται στο μέσο τμήμα του τραγουδιού. Είπα ότι πήγαμε το θέμα του κβαντικού μετάλλου πολύ πέρα ​​από το 11!

Αφού ανεβάσαμε το Αριθμητήριο Τραγούδι με χρυσή αναλογία όλα αυτά τα χρόνια πριν, ένα από τα σχόλια κάτω από το βίντεο που με εντυπωσίασε ήταν: «Νομίζω ότι μόλις με έκανες να αρέσω στα μαθηματικά. Έξυπνα καθάρματα." Ακριβώς αυτή η ικανότητα σύνδεσης με διαφορετικά ακροατήρια –που διαφορετικά θα μπορούσαν δυστυχώς να πιστεύουν ότι η φυσική ή τα μαθηματικά δεν είναι για αυτούς– ήταν ένα βασικό κίνητρο για αυτό το νέο τραγούδι και μάλιστα για το βιβλίο μου.

Εξίσου κίνητρο, ωστόσο, είναι και η αντιμετώπιση του κουρασμένου παλιού στερεότυπου ότι η επιστήμη δεν είναι δημιουργική. Πιστεύω ότι υπάρχει εξίσου μεγάλη δημιουργικότητα στη δημιουργία ενός πειράματος ή υπολογισμού φυσικής όσο και στη ζωγραφική, την ποίηση ή τη σύνθεση τραγουδιών. Η υπέρβαση του χάσματος τέχνης-επιστήμης, και από τις δύο κατευθύνσεις, είναι απαραίτητη για την αντιμετώπιση αυτού του μύθου. Και αν μπορούμε να το κάνουμε μέσω του μετάλλου, τόσο το καλύτερο.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/shreddingers-equation-when-the-uncertainty-principle-goes-up-to-12/