Náttúrufræðingurinn - 1981, Blaðsíða 32

3. mynd. Myndin sýnir hvernig leiða má
eina grein eðlisfræðinnar af annarri með því
að breyta ákveðnum grundvallarforsendum.
Hér er h: fasti Planks, c: ljóshraðinn, F:
kraftur, m: massi og a: hröðun. Skammta-
sviðsfræðin ætti að vera í kassanum með
spurningamerkinu.
nefnist skammtasviðsfræði. Við gerum
þá kröfu til skammtasviðsfræðinnar, að
hún verði að afstæðiskenningu, ef fasti
Plancks er gerður núll. A sama hátt ætti
skammtafræði að vera sértilvik
skammtasviðsfræði, væri ljóshraðinn
óendanlegur. Engan veginn er augljóst,
að nokkur kenning sé til, sem uppfyllir
þessar kröfur (3. mynd).
I>að er gantalkunn staðreynd að
rúntið, sem við hrærumst í, er þrívítt. Ef
við hins vegar gerum ráð fyrir, að við
búum á línu eða í plani, þ. e. a. s. í ein-
víðu eða tvívíðu rúmi, þá hefur verið
sýnt fram á, að skammtasviðsfræði sé til
og sjálfri sér samkvæm. Enn er óleyst
ráðgáta, hvort skammtasviðsfræði sé til í
hinu þrívíða rúmi, er við raunverulega
byggjum.
Samkvæmt framansögðu gæti virst
sem skammtasviðsfræði sé heldur hláleg
fræðigrein — ekki einu sinni ljóst, hvort
hún sé til! Svo er þó ekki. Spyrja má,
hvernig skammtasviðsfræði verði að
vera, ef hún er til og það er veruleg
ástæða til að ætla, að svo sé. Allir vita,
hvernig Pegasus litur út, þótt vængjaðir
hestar fyrirfinnist sennilega ekki í dýra-
ríkinu. Eðlisfræðingar eiga í pokahorn-
inu ýmsar kenningar, sem eru fram-
bjóðendur I hið virðulega embætti
skammtasviðsfræðinnar. Utreikningar á
grundvelli þessara kenninga koma í
sumum tilvikum ótrúlega vel heim og
saman við nákvæmustu tilraunaniður-
stöður. Rik ástæða er því til að ætla, að
þær séu réttar eða hafi a. m. k. veruleg-
an sannlcikskjarna. Reginntunur er á
goðsögum og skammtasviðsfræði, því að
/rambjóðendur til skammtasviðsfrœði útskýra
efnisheiminn betur en nokkrar aðrar frœði-
kenningar.
Við skulum nú gera ráð fyrir tilvist
skammtasviðsfræði og athuga hvernig
hún ntyndi lýsa náttúrunni (4. mynd). í
skammtasviösfræði er einkum fjallað
um öreindir, en svo nefnast þær agnir,
sem viö höldum, að séu smæstu bygg-
ingarsteinar efnisins. Dænti um slíkar
agnjr eru ljóseindir og rafeindir. Hinar
síðarnefndu eru boðberar rafstraumsins.
4. mynd. Táknræn mynd af árekstri tveggja
rafeinda. Verkefni skammtasviðsfræðinnar
er að lýsa hvað gerist á skástrikaða svæðinu.
126