Diss. Linköping : Univ., 2002.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Univ., 2004. / Härtill 19 uppsatser.

I det centrala innehållet för fysik på gymnasiet ingår att kunna förstå och förklara den så kallade våg-partikeldualiteten. Samtidigt uppmärksammar den internationella forskningen löpande om elevers svårigheter att förstå kvantfysik, bland annat våg-partikeldualiteten. Syftet med denna uppsats är att identifiera orsaker till varför så är fallet. Vad innebär då begreppet våg-partikeldualitet? En mekanisk analogi till vad som avses går att föreställa sig genom att tänka sig en liten partikel som rör sig genom ett medium som det finns vågrörelser i. Partikeln påverkas av stående vågor i mediet, motsvarande dem i en vibrerande sträng, fast i tre dimensioner, som guidar in den i specifika spår. En del av dessa kan ha genererats av partikeln själv vid tidigare tidpunkter. Det går inte att förutspå exakt vilken väg partikeln kommer att ta genom mediet fyllt av vågor, eftersom små slumpmässiga störningar i känsliga positioner kan förändra dess bana helt. Däremot kan sannolikheten att den anländer till en viss slutposition ändå bestämmas, eftersom de stående vågorna i mediet skapar mönster som gör vissa potentiella slutpositioner mer sannolika än andra. Den lilla partikeln ”har” i denna mening alltså även vågegenskaper. Uppsatsen inleds med en översikt av den senaste internationella forskningen om undervisning inom kvantfysik på motsvarande gymnasienivå eller högre. Metoden för att besvara forskningsfrågan, dvs vad det finns för motsägelser och kunskapsgap i och mellan gymnasieläroböcker avseende våg-partikeldualitet, består i att reda ut oklarheter genom att analysera kapitlen som behandlar våg-partikeldualitet i fyra samtida läroböcker i ämnet. I diskussionsavsnittet presenteras ett kompletterande förslag på kapitelinnehåll som tagits fram utifrån ett schema (en så kallad CoRe) som guidar lärarens tankar till att utgå från elevernas synsätt. Studien kan alltså ses som en jämförelse mellan fem läroböcker i ämnet, varav en är fiktiv. Resultatet av studien är att motsägelser förekommer; dels mellan läroböckerna men även gentemot ett antal påståenden avgörande för förståelsen av begreppet våg-partikeldualitet. Det råder även ett kunskapsgap som förhindrar en kontinuerlig övergång från klassisk till modern fysik i samtliga läroböcker. Motsägelserna skulle behöva undersökas för att få klarhet i vilka påståenden som är korrekta och vilka som behöver korrigeras inför en ny upplaga. Kunskapsgapet behöver slutas av pedagogiska skäl. Motsägelserna behöver naturligtvis avlägsnas, bland annat för ökade möjligheter till rättssäker betygssättning. Appendixet är huvudsakligen avsett för fysiklärare och blivande fysiklärare eftersom det innehåller matematiska formler. Syftet med att inkludera det är att visa hur framställningen av kvantfysik kan avmystifieras, bland annat genom att visa hur den imaginära enheten kan fås att försvinna i Schrödingerekvationen. Där visas även hur begreppet kvantum uppkommer och beskrivs matematiskt, likheter mellan Schrödingerekvationen för en fri partikel och ekvationen för böjvågor i fasta material, likheter mellan utstrålning av ljud från ytor och den fotoelektriska effekten samt likheter mellan Schrödingerekvationen och kopplade diffusions-/koncentrationsprocesser. Det visas även varför endast plana vågor på sinusform kan propagera oförändrade, vilket sprider nytt ljus över materievågor och deBroglie-våglängden.

The game QuantoJump is developed in the programming language Java to be an educational game in quantum physics. By illustrating quantum mechanical laws of electron transitions with shapes and colours, QuantoJump hopes to spark interest and create a more intuitive understanding of quantum physics. The result is a game where the player plays as an electron in the outermost shell of an atom, with the goal of getting to the innermost shell. This while not making forbidden jumps by following the laws of electron transitions dictated by quantum physics. The programming of the game was done in the integrated develpoment environment Eclipse. The soundtrack and graphic illustrations were created uniquely for QuantoJump.

Kvantalgoritmer är algoritmer implementerade på kvantdatorer där man utnyttjar kvantmekaniska särdrag för att trumfa vad som är möjligt klassiskt. Två av de mest kända algoritmerna är Grovers samt Shors algoritmer. Grovers algoritms huvudsakliga applikation är att snabbt söka efter ett eller flera element i en lista medan Shors algoritm är mycket effektiv när det kommer till faktorisering av heltal. Denna rapport studerar båda dessa algoritmer, förklarar bakomliggande teori, implementerar klassiska simuleringar av algoritmerna medelst FFT (fast Fourier transform) och diskuterar resultat med hänsyn till flera parametrar. Vi visar också att de är framgångrika i att lösa problem, och att verkligheten följer teorin på ett betryggande sätt.

Uppsatsens syfte är att jämföra olika gudsbilder, den monarkiska bilden, gud sett ur ett ekologiskt perspektiv och gud utifrån en vetenskaplig hypotes, hur skiljer sig dessa åt och vad förenar dem. Ur boken The Omniverse beskrivs gud ur ett metafysiskt perspektiv där transdimensionella dimensioner är en del samt de andliga dimensionerna, vilket inkluderar intelligenta civilisationer av själar, andliga varelser och skapelsen gud. Studien bygger på en jämförande litteraturstudie av böckerna The Omniverse av Alfred Lambremont Webre, och Imaging a Theology of Nature: The World as God’s bodyav Sallie McFague. Den mest framträdande skillnaden i jämförandet av författarnas gudsbilder är de olika förklaringsmodeller de båda ger Webre utifrån en vetenskaplig hypotes och McFague utifrån ett teologiskt perspektiv. Det som förenar dem är en holistisk gud sett utifrån en naturlig teologi detta relaterar till en skapelsebaserad gud sett utifrån ett kosmiskt perspektiv, en gud som står i direkt relation till människan.

The problem of how quantum mechanics gives rise to classicality has been debated for more than a century. A commonly proposed solution is decoherence, i.e. the gradual decay of superpositions in open quantum systems due to their inevitable interaction with their environment. However, the ability of decoherence to account for all aspects of the classical world is often questioned. A recently proposed model suggests that decoherence can occur even in isolated composite systems subject to gravitational time dilation, something which has sparked a debate. In this thesis we attempt to identify the precise role of decoherence in the quantum-to-classical transition (QTCT) and then use the result to analyze the validity of the newly proposed time dilation-induced decoherence mechanism. We find that the problem of the QTCT can be divided into two parts and that decoherence solves the first of these whereas the second is unsolvable without fundamental modifications to quantum theory. Moreover, we argue that the effect is fundamentally frame-dependent and we find a general formula for the rate of decoherence of macroscopic superpositions in the case where both the system and observer use Rindler coordinates. The result suggests that the frame-dependence may be utilized to increase the strength of the effect in experimental settings. Finally, the possibilities of experimental verification are discussed and we argue that recent advances in quantum measurement techniques in gravitational-wave observatories may enable tests of gravitational decoherence in the near future, finally providing an empirical glimpse into the resolution of one of the most critical debates in all of physics. / Huruvida kvantfysiken kan ge uppkomst till den klassiska fysiken på stora skalor är ett problem som diskuterats under mer än ett århundrade. En föreslagen lösning är dekoherens, alltså det gradvisa sönderfallet av superpositioner i öppna kvantsystem på grund av den oundvikliga interaktionen med deras omgivning. Dekoherensens förmåga att förklara alla delar av den klassiska världen ifrågasätts emellertid fortfarande. De senaste åren har en ny effekt uppmärksammats som tyder på att dekoherens även kan uppstå i isolerade kompositsystem under påverkan av gravitationell tidsdilatation, något som orsakat en debatt i litteraturen. I detta arbete försöker vi identifiera dekoherensens roll i övergången från det kvantmekaniska till det klassiska, och vi använder sedan resultatet för att analysera den ovannämnda gravitationella dekoherensmekanismen. Det allmänna problemet med övergången från kvantfysik till klassisk fysik delas upp i två delar, och vi visar att dekoherens löser den första delen; den andra delen visar sig vara olösbar utan fundamentala förändringar av kvantfysikens ramverk. Vidare visas den gravitationella dekoherenseffekten vara observatörsberoende och vi härleder en allmän formel för takten med vilken makroskopiska superpositioner sönderfaller i de fall då både systemet och observatören använder Rindlerkoordinater. Resultaten tyder på att observatörsberoendet eventuellt kan utnyttjas för att öka effektens styrka i experimentalla sammanhang. Slutligen diskuteras möjligheter att experimentellt verifiera effekten; vi argumenterar för att nya genombrott inom kvantmätteknik i gravitationsvågsobservatorium kan möjliggöra tester av gravitationell dekoherens inom en snar framtid, vilket skulle ge oss en första empirisk inblick i lösningen till en av fysikens mest kritiska debatter.

<p>Detta är ett försök att skildra den livsåskådningstradition som med utgångspunkt från moderna vetenskapliga resultat söker påvisa ett samband mellan dessa och den urgamla shamanistiska tradition som en gång varit världsomspännande och fortfarande lever i spridda rester av vissa kulturkretsar.</p><p>Jag har för detta ändamål läst den litteratur som jag här sammanfattar i resultatdelen samt redovisar under rubriken "Diskussion och slutsats" med en religionsvetenskaplig analys och en fenomenografisk genomgång.</p><p>Min forskningsuppgift är att utifrån ett religionsvetenskapligt perspektiv göra en deskriptiv analys av några centrala arbeten inom det som kallas den nya fysiken och en shamanistisk tradition i anslutning till den.</p><p>Den röda tråd som jag ser löpa genom denna litteratur påvisar dels utifrån olika förutsättningar annorlunda sätt att uppfatta och förhålla sig till "verkligheten" och dels finns här genomgående mer eller mindre religiösa övertoner. En gemensam nämnare för denna idétradition är även den parallell man ser mellan komplementaritet, dvs. ljusets våg/partikeldualism, och olika medvetandetillstånd. Detta innebär i båda fallen ett överskridande av vår vanliga tids- och rumsuppfattning. Vidare krävs det såväl inom shamanismen som i den kvantmekaniska forskningen att man är en kreativ medskapare, inte en objektiv iakttagare.</p>

<p>Syftet med uppsatsen var att försöka se om det finns ett samband eller en likhet för de båda områden som jag först kom i kontakt med som använde begreppet synkronicitet (kvantfysik och psykologi) och om betydelsen av begreppet var detsamma och dessutom om det fanns angränsande områden som använde sig av begreppet synkroniciet eller något liknande, och vilken innebörd samma begrepp, synkronocitet, i sådana fall kunde ha både vetenskapligt, psykologiskt och religiöst för att återknyta till det område som C-nivån av Religionsvetenskap skulle beröra, nämligen religion och vetenskap.</p><p>Jung har själv refererat till magi och mirakel när han förklarat vad han menar med synkronicitet vilket gjorde att det var naturligt att söka på de områden som använder sig av och beskriver detta. Jag har därför försökt att belysa förekomster och situationer, förutom kvantfysiken och Jungs egna teorier om synkronicitet, som jag uppfattat har likadana eller liknande beskrivningar av upplevelser av fysisk eller känslomässig karaktär. Det jag kom fram till var att religionen också beskriver tillstånd som innehåller de beståndsdelar som Hopcke sammanfattade synkronicitet med, akausalitet, djup emotionell upplevelse, symbolisk och att de inträffar vid betydande övergångar i livet, även om det inte kallas för synkronicitet. Detsamma gäller för det som vi i vardagslag beskriver som ”slumpen” och som vi normalt inte ger någon större betydelse förrän vi ser det inträffade i ett större sammanhang eller i ett senare skede och först då ger det en innebörd.</p><p>Kvantfysiken använder sig av begreppet synkronicitet och beskriver hur helheten består av delar som har en inbördes relation, har betydelse för varandra och egentligen inte går att separera, dock beskrivs det inte ha någon känslomässig karaktär.</p><p>Vi kan konstatera att den innebörd som Jung gav ordet synkronicitet finns att känna igen på de områden som jag försökt att använda mig av, vetenskap, psykologi, religion och i ”vardagssammanhang”.</p>

Syftet med uppsatsen var att försöka se om det finns ett samband eller en likhet för de båda områden som jag först kom i kontakt med som använde begreppet synkronicitet (kvantfysik och psykologi) och om betydelsen av begreppet var detsamma och dessutom om det fanns angränsande områden som använde sig av begreppet synkroniciet eller något liknande, och vilken innebörd samma begrepp, synkronocitet, i sådana fall kunde ha både vetenskapligt, psykologiskt och religiöst för att återknyta till det område som C-nivån av Religionsvetenskap skulle beröra, nämligen religion och vetenskap. Jung har själv refererat till magi och mirakel när han förklarat vad han menar med synkronicitet vilket gjorde att det var naturligt att söka på de områden som använder sig av och beskriver detta. Jag har därför försökt att belysa förekomster och situationer, förutom kvantfysiken och Jungs egna teorier om synkronicitet, som jag uppfattat har likadana eller liknande beskrivningar av upplevelser av fysisk eller känslomässig karaktär. Det jag kom fram till var att religionen också beskriver tillstånd som innehåller de beståndsdelar som Hopcke sammanfattade synkronicitet med, akausalitet, djup emotionell upplevelse, symbolisk och att de inträffar vid betydande övergångar i livet, även om det inte kallas för synkronicitet. Detsamma gäller för det som vi i vardagslag beskriver som ”slumpen” och som vi normalt inte ger någon större betydelse förrän vi ser det inträffade i ett större sammanhang eller i ett senare skede och först då ger det en innebörd. Kvantfysiken använder sig av begreppet synkronicitet och beskriver hur helheten består av delar som har en inbördes relation, har betydelse för varandra och egentligen inte går att separera, dock beskrivs det inte ha någon känslomässig karaktär. Vi kan konstatera att den innebörd som Jung gav ordet synkronicitet finns att känna igen på de områden som jag försökt att använda mig av, vetenskap, psykologi, religion och i ”vardagssammanhang”.