สมการของเชรดดิงเงอร์: เมื่อหลักความไม่แน่นอนสูงถึง 12 – โลกฟิสิกส์

สมการของเชรดดิงเงอร์: เมื่อหลักความไม่แน่นอนสูงถึง 12 – โลกฟิสิกส์

ประทับเวลา: 28 กรกฎาคม 2023 6:00 น

ฟิลิป มอริอาตี้ อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อพลังของเฮฟวีเมทัลมาบรรจบกับสมองของควอนตัมฟิสิกส์ในเพลงใหม่ “Shut Up and Calculate”

[เนื้อหาฝัง]

ฉีก (ʃrɛd), กริยา (อกรรมกริยา, สแลง): การเล่นกีตาร์ไฟฟ้าโดยใช้ชุดโน้ตในลักษณะที่สร้างเสียงที่ผิดเพี้ยน (คือแปลกและบางครั้งก็ไม่เป็นที่พอใจ) -
คำจำกัดความที่ค่อนข้างน่าสงสัยโดยได้รับความอนุเคราะห์จาก พจนานุกรมภาษาอังกฤษเคมบริดจ์.

ฉันคิดว่ามันปลอดภัยที่จะบอกว่าดนตรีเฮฟวีเมทัลถูกมองว่าไม่ท้าทายสมองหรือเป็นงานศิลปะชั้นสูงโดยเฉพาะ แท้จริงแล้ว สำหรับคนส่วนใหญ่ที่อยู่นอกวัฒนธรรมย่อย มันเป็นเสียงรบกวนสำหรับมนุษย์นีแอนเดอร์ทัล ในทางกลับกัน กลศาสตร์ควอนตัมเชื่อกันว่าเป็นหนึ่งในความสำเร็จทางปัญญาอันยิ่งใหญ่ของมนุษยชาติ ในความเป็นจริง มันเป็นการเรียกร้องเชิงแนวคิดมากจนแม้ว่าคุณจะคิดว่าคุณเข้าใจ แต่คุณไม่ควรเข้าใจ

แล้วจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อของโลหะมาบรรจบกับสมองของฟิสิกส์ควอนตัม? นั่นเป็นคำถามที่ฉันได้ค้นคว้าอย่างเข้มข้นนับตั้งแต่ได้รับเชิญจากสถาบันฟิสิกส์เมื่อกว่าทศวรรษที่แล้วให้มีส่วนร่วม (ตอนนี้เสียชีวิตไปแล้วอย่างน่าเศร้า) ฟิสิกส์โฟกัส บล็อก แม้ว่าฉันจะสนใจงานเขียนมาโดยตลอด แต่ฉันไม่เคยเขียนบล็อกมาก่อนและไม่แน่ใจว่าจะวางตำแหน่งโพสต์ของฉันให้ดีที่สุดได้อย่างไร ดังนั้นฉันจึงทำตามคำแนะนำมาตรฐาน – เขียนสิ่งที่คุณรู้

เอาชนะความหลงใหลในโลหะและฟิสิกส์ของฉันในปี 2013 I เขียนชิ้นหนึ่ง ซึ่งผมได้พยายามอธิบายหลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กในบริบทของการสับกีตาร์ของ Metallica, Megadeth, Opeth อัล et. การเขียนมันสนุกมาก ท้ายที่สุดแล้วก็แค่ใช้การวิเคราะห์ฟูริเยร์เท่านั้น ซึ่งการเชื่อมโยงโลหะควอนตัมกลายเป็นธีมของหนังสือทั้งเล่ม เมื่อหลักการความไม่แน่นอนไปถึง 11: หรือจะอธิบายควอนตัมฟิสิกส์ด้วยโลหะหนักได้อย่างไร ได้รับการเผยแพร่อย่างถูกต้อง ใน 2018.

ภาพนิ่งจากวิดีโอเพลง "Shut Up and Calculate"
ตัวแปรที่ซ่อนอยู่ ด้วยการฝังแนวคิดควอนตัมลงในเพลงเมทัลโดยตรง "Shut Up and Calculate" มีจุดมุ่งหมายเพื่อนำวิทยาศาสตร์มาสู่ผู้ชมกลุ่มใหม่ (มารยาท: หกสิบสัญลักษณ์)

แต่เราสามารถผลักดันการผสมผสานของโลหะและฟิสิกส์ควอนตัมให้เกินกว่า 11 ไปสู่ระดับ 12 ที่น่ารำคาญบนปุ่มปรับระดับเสียงได้หรือไม่? แทนที่จะเขียนเกี่ยวกับความเชื่อมโยง ทำไมไม่ฝังแนวคิดควอนตัมโดยตรงจากล่างขึ้นบนลงในเพลงเมทัลล่ะ เรามาลองหาริฟฟ์ จังหวะ และเนื้อเพลงจากสมการฟิสิกส์ ค่าคงที่ และทฤษฎีกันดีกว่า หากลิขสิทธิ์มีอยู่ ก็จะมีจักรวาลที่มี "โลหะควอนตัม" อยู่เสมอ และก็อาจจะเป็นจักรวาลนี้ด้วยเช่นกัน

ส่งผลให้เพลง “หุบปากแล้วคำนวณ”, ได้รับการเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้บน หกสิบสัญลักษณ์ ช่องของ YouTubeซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างผู้สร้างภาพยนตร์/นักข่าววิดีโอ Brady Haran และนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยนอตติงแฮม (อันที่จริง ชื่อเรื่องของบทความนี้ถูกยกขึ้นโดยตรงจากความคิดเห็นที่ผู้ชมทิ้งไว้ใต้วิดีโอ ดังนั้นขอขอบคุณ @muusers) ฉันยอมรับว่า Brady เคยตามใจฉันมาก่อนเมื่อพูดถึงลิงก์โลหะ-คณิตศาสตร์หลังจากที่เราร่วมมือกัน กับ เดฟบราวน์ เมื่อ เพลงที่ได้รับแรงบันดาลใจจากอัตราส่วนทองคำ ในปี 2012 สำหรับ Brady's หมายเลข ช่อง.

เราจะผลักดันการผสมผสานของโลหะและฟิสิกส์ควอนตัมให้เกิน 11 ไปสู่ระดับ 12 ที่ทำให้หูแตกบนปุ่มปรับระดับเสียงได้หรือไม่?

อย่างไรก็ตาม ด้วย "หุบปากและคำนวณ" เราต้องการที่จะผลักดันขอบเขตของโลหะและวิทยาศาสตร์ไปไกลกว่านี้มาก เพื่อว่าไม่เพียงแต่เพลงจะได้รับแรงผลักดันจากการเข้ารหัสทางดนตรีของแนวคิดควอนตัมเท่านั้น แต่นักศึกษาระดับปริญญาตรีด้านฟิสิกส์ ครู และนักวิจัยก็จะมีส่วนร่วมโดยตรงในการสร้างสรรค์เพลงนี้ด้วย ขอบคุณมากสำหรับผู้สร้างภาพยนตร์ ฌอนไรลีย์ซึ่งโดยปกติจะอยู่เบื้องหลัง คอมพิวเตอร์ไฟล์ กล้องสำหรับการตัดต่อภาพขนาดกิกะไบต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากเขาเพื่อสร้างรอบชิงชนะเลิศ หกสิบสัญลักษณ์ วิดีโอ คำขอบคุณที่ดังจนหูอื้อก็มาจาก David Domminney Fowler มือกีตาร์ของวง Australian Pink Floyd (ลองดูสิ ถ้าคุณเป็นแฟนของ Floyd) โปรดิวเซอร์ วิศวกรเสียง เป็นครั้งคราว คอมพิวเตอร์ไฟล์ ผู้มีส่วนร่วมและสารภาพตัวเองว่า uber-geek – สำหรับการผสมเพลง

เพลงนี้เล่นเบสโดย James Theobald หัวหน้าฝ่ายฟิสิกส์ของ โรงเรียนมินสเตอร์ ใน Southwell, Nottinghamshire – พร้อมด้วยกีตาร์โซโลจาก คริส มอร์ลี่ย์ซึ่งเป็น postdoc เทคโนโลยีควอนตัมที่น็อตติงแฮม กลางเพลงมี "คณะนักร้องประสานเสียง" ของนักศึกษาระดับปริญญาตรีของน็อตติงแฮมร้องเพลง "นี่คือรากฐานของทุกสิ่ง" ภายใต้การอ่านข้อความสำคัญจากเพลงคลาสสิกปี 1930 ของ Paul Dirac ที่นิยามแนวเพลง หลักการกลศาสตร์ควอนตัม.

เมื่อต้องเลือกชื่อเพลงและคอรัสสำหรับเพลง ไม่มีทางเลือกอื่นแล้วจริงๆ จะต้องเป็นแบบ “หุบปากและคำนวณ” ซึ่งเป็นคำตักเตือนนักศึกษาระดับปริญญาตรีด้านฟิสิกส์มาโดยตลอด เมื่อพูดถึงการทำความเข้าใจกับกลศาสตร์ควอนตัม หากคุณต้องการทราบว่าเราซ่อนสมการควอนตัมและแนวคิดไว้ในเพลงอย่างไร รายละเอียดที่เต็มไปด้วยเลือดอยู่ในของฉัน อาการของจักรวาล บล็อก โดยสรุป นี่เป็นเพียงบางส่วนของการแมปโลหะฟิสิกส์ที่เราใช้ riffs เปิดคือการแมปตัวเลข (ในหน่วย SI) ของ ħ/2ม (กีตาร์แพนไปทางซ้าย) และ ħ (เลื่อนไปทางขวา) ไปยังโน้ตของ C harmonic minor scale ซึ่งเข้ารหัสค่าคงที่ในสมการชโรดิงเงอร์ที่ขึ้นกับเวลา ริฟฟ์เหล่านี้ถูกตัดทอนด้วยสำเนียงดรัม-เบสที่เป็นไปตามลำดับ 1, 4, 9, 16 กล่าวคือ จับคู่ค่าลักษณะเฉพาะของพลังงานสำหรับศักยภาพของหลุม 1D ที่ไม่มีที่สิ้นสุด

ความสามารถในการเชื่อมต่อกับผู้ฟังที่แตกต่างกันเป็นแรงจูงใจหลักสำหรับเพลงใหม่นี้

ภายใต้คอรัสจะมีรูปแบบกลองเบส 6..6..2..6..0..7 ซ้ำ คั่นด้วยบ่วง ซึ่งแสดงถึงตัวเลขสองสามตัวแรกของค่าคงที่ของพลังค์ h. รูปแบบนี้จะพลิกเป็นจังหวะบ่วงที่คั่นด้วยกลองเบสตามหลังรหัสมอร์สที่แปลว่า "e to i pi" (เช่น eฉัน) – การเปลี่ยนเฟส 180 องศา – เสียงในช่วงกลางของเพลง ฉันบอกว่าเราเอาควอนตัมโลหะไปไกลกว่า 11!

หลังจากที่เราอัพโหลดไฟล์ หมายเลข เพลงอัตราส่วนทองคำเมื่อหลายปีก่อน หนึ่งในความคิดเห็นใต้วิดีโอที่ติดอยู่ในใจฉันมากคือ: “ฉันคิดว่าคุณทำให้ฉันชอบคณิตศาสตร์ ไอ้พวกฉลาด” ความสามารถในการเชื่อมต่อกับผู้ฟังหลายๆ คน ซึ่งอาจโชคไม่ดีที่คิดว่าฟิสิกส์หรือคณิตศาสตร์ไม่เหมาะกับพวกเขา ถือเป็นแรงจูงใจหลักสำหรับเพลงใหม่นี้และสำหรับหนังสือของฉันด้วย

อย่างไรก็ตาม แรงจูงใจที่เท่าเทียมกันคือการตอบโต้แบบเหมารวมเก่าที่เหนื่อยล้าซึ่งวิทยาศาสตร์ไม่สร้างสรรค์ ฉันเชื่อว่ามีความคิดสร้างสรรค์ที่เกี่ยวข้องกับการทดลองฟิสิกส์หรือการคำนวณพอๆ กับการวาดภาพ บทกวี หรือการแต่งเพลง การข้ามการแบ่งแยกระหว่างศิลปะและวิทยาศาสตร์จากทั้งสองทิศทางถือเป็นสิ่งสำคัญในการต่อต้านความเชื่อผิดๆ นี้ และถ้าเราทำมันผ่านตัวกลางของโลหะได้ก็ยิ่งดี

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์