Quantum Mechanics (QM), postulated more than 100 years ago, became the most developed and used physical model, which allowed the construction of the Standard Model.
However, it should be noted that all the basic equations of QM were postulated and therefore based on a set of axioms (we are talking about the Schrödinger equation, the Klein–Gordon–Fock (KGF) equation, and the Dirac equation). Such an approach, of course, could not be considered satisfactory and it inevitably led to a search for the foundations of QM, which gave rise to about a dozen different formulations of QM [1].
It should be noted here that none of the proposed interpretations provides a clear understanding of the fundamentals of quantum mechanics. I would agree with the esteemed Dr. Peter Pickl, who writes that it is probably only Bohm’s formulation indicated an approximate path to a possible way out of the crisis [2].
Conventional formulations of quantum theory, and of quantum field theory in particular, are unprofessionally vague and ambiguous. Professional theoretical physicists ought to be able to do better. Bohm has shown us a way. (John Bell)
The cornerstone of the puzzle, the key that unlocks access to the physical foundations of quantum theory, is the physical meaning and value of Planck’s constant. Indeed, it would be strange to believe that we understand the postulated equations, while we do not even know the physical meaning of the parameter h included in the equations. The essence of the question was to understand what exactly is being quantized. Where does Planck’s constant come from?
Recently, the nature of Planck’s constant was revealed, and its value was calculated from geometry (see also preprint ) [3]. It has been proven that the Transverse Electromagnetic Field (TEMF) itself is quantized, and Planck’s constant is an adiabatic invariant of the TEMF propagating over an adiabatically changing manifold.
Moreover, the equations of complete electrodynamics were derived from first principles, which describe both quantum and relativistic systems [4]. So, in this paper Quantum Physics and Relativity were unified in the complete theory.
It should be emphasized that in the work under discussion the equations were not postulated, but were derived from the variational principle without involving the initial axioms. This fact gives grounds to hope that ultimately we have not a model based on postulates, but a complete theory that is not only free from the paradoxes of Quantum Mechanics, but also has predictive power.
Another argument substantiating this hope is that in the limit h → 0, the resulting equations become Maxwell’s equations of electrodynamics (as it should be).
The equations of complete electrodynamics describe quantum systems, and also provide an explanation for the Aharonov-Bohm effect for the first time. Moreover, they organically combine quantum physics and relativistic mechanics into a single theory, describing any system.
However, until recently, the issue of the foundations of orthodox QM remained unresolved. In July 2024, an article was published in which the Klein-Gordon-Fock equation was obtained from first principles [5].
In other words, this equation was derived without the original axioms on which orthodox QM was built. This became possible thanks to the evidence provided that it is the electromagnetic field that is quantized [3], [4], [6].
Considering that the Schrödienger equation was already derived earlier [6] within the framework of Complete Electrodynamics (CED), and also the fact that the Dirac equation is derived directly from the KGF equation (by splitting the square of the differential operator), it becomes clear that entire quantum mechanics is logically and without postulates, can be derived from the more complete theory (CED) developed in [4].
This also means that all the experimental data in quantum physics accumulated over 100 years serve as confirmation of the correctness of the theory based on the CED equations.
Bibliography
[1] Daniel F. Styer ( Dan.Styer@oberlin.edu ), Miranda S. Balkin, Kathryn M. Becker, Matthew R. Burns, Christopher E. Dudley, Scott T. Forth, Jeremy S. Gaumer, Mark A. Kramer, David C. Oertel, Leonard H. Park, Marie T. Rinkoski, Clait T. Smith, and Timothy D. Wotherspoon. Nine formulations of quantum mechanics,Am. J. Phys. 70 (3), March 2002 [DOI: 10.1119/1.1445404] https://www.researchgate.net/publication/228764947_Nine_formulations_of_quantum_mechanics
[2] Peter Pickl, Interpretations of Quantum Mechanics. EPJ Web of Conferences 71, 00110 (2014) DOI: 10.1051/epjconf/20147100110 https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/pdf/2014/08/epjconf_icnfp2013_00110.pdf
[3] Ivan A. Cardenas and Anton A. Lipovka. Variation of the fine-structure constant caused by expansion of the Universe. Modern Physics Letters A Vol. 34, No. 38, 1950315 (2019) DOI: 10.1142/S0217732319503152 https://doi.org/10.1142/S0217732319503152
[4] Lipovka, A. (2017) Physics on the Adiabatically Changed Finslerian Manifold and Cosmology. Journal of Applied Mathematics and Physics, 5, 582-595. doi: 10.4236/jamp.2017.53050. arXiv:1608.04596 https://doi.org/10.48550/arXiv.1608.04596
[5] Lipovka A. A., Andrianarijaona V. M., Davis C. H., Derivation of the Klein – Gordon – Fock equation from first principles, St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics. 17 (2) (2024) 150–159. DOI: https://doi.org/10.18721/JPM.17212
[6] Lipovka, A. (2014) Planck Constant as Adiabatic Invariant Characterized by Hubble’s and Cosmological Constants. Journal of Applied Mathematics and Physics, 2, 61-71. doi: 10.4236/jamp.2014.25009. http://dx.doi.org/10.4236/jamp.2014.25009
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UNA PERSPECTIVA FILOSÓFICA SOBRE LA GRAVEDAD Y LA ENERGÍA OSCURA
UNA PERSPECTIVA FILOSÓFICA SOBRE LA GRAVEDAD Y LA ENERGÍA OSCURA
por: Diego Hernán Moscoso Sanginés Uriarte
Durante los años 1873 a 1883, el empresario, filósofo, politólogo, sociólogo, antropólogo, historiador, periodista, y teórico revolucionario comunista, Federico Engels escribió un manuscrito inconcluso que no publicó en vida, titulado “Dialéctica de la naturaleza”1, En épocas posteriores, Eduard Bernstein le pasó los manuscritos a Albert Einstein, quien pensó que la ciencia era confusa (particularmente las matemáticas y la física) pero el trabajo general era digno de su publicación2.El manuscrito lo divide es dos secciones, que las denomina “Esbozo de un plan conjunto” y “Esbozo de un plan parcial”, en la segunda sección el contenido habla de física, biología, química, astronomía y matemáticas, Uno de los temas que aborda es: Gravitación; cuerpos celestes; mecánica terrestre. Ahí indica; “Generalmente, se acepta que la gravedad constituye la determinación más general de la materialidad. Lo que vale tanto como decir que la atracción es una propiedad necesaria de la materia, pero no así la repulsión. Pero atracción y repulsión son tan inseparables la una de la otra como lo positivo y lo negativo, razón por la cual podemos ya predecir, partiendo de la dialéctica, que la verdadera teoría de la materia asignará a la repulsión un lugar tan importante como a la atracción y que una teoría de la materia basada simplemente en la atracción es falsa, insuficiente, a medias”. Más adelante: “Atracción y gravitación: Toda la teoría de la gravitación descansa sobre la tesis de que la atracción es la esencia de la materia. Afirmación necesariamente falsa. Donde existe atracción, tiene que complementarla necesariamente la repulsión. De ahí que ya Hegel afirme con toda exactitud que la esencia de la materia es la atracción y la repulsión. Y, en efecto, va imponiéndose cada vez más la necesidad de comprender que la desintegración de la materia llega a un límite en que la atracción se trueca en repulsión y, a la inversa, la condensación de la materia repelida a otro en que se convierte en atracción.”Aquello tiene sentido con la definición de energía oscura :”En cosmología física, la energía oscura es una forma de energía que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva3″. Por lo que sugiere que atracción y repulsión son dos efectos de un mismo fenómeno, como el electromagnetismo. Entonces, atracción y repulsión son resultado del movimiento, de esa manera, el movimiento cósmico genera la fuerza gravitatoria atractiva y paralelamente la fuerza gravitatoria repulsiva. Sin embargo, la dificultad radica en las nomenclaturas elegidas por la academia científica para denominar ambos fenómenos naturales, por un lado, la gravitación se consideran una fuerza, mientras que el fenómeno repulsivo se le consideran energía, actualmente llamada energía oscura. Sobre esto, Engels dice: “Por tanto, si, según la concepción moderna, la energía no es más que otro nombre dado a la repulsión… la fuerza aparece aquí como otra manera de expresar lo contrario de la repulsión, o sea la atracción.”Además, según Engels: “La forma fundamental de todo movimiento es, según esto, la aproximación o el alejamiento, la contracción o la expansión; en una palabra, la vieja contraposición polar de atracción y repulsión…Todo movimiento consiste en el juego alternativo de atracción y repulsión. Pero el movimiento sólo puede darse cuando cada atracción singular se ve compensada por la correspondiente repulsión en otro lugar distinto. De otro modo, uno de los lados acabaría predominando con el tiempo sobre el otro, con lo que el movimiento cesaría, a la postre. Eso quiere decir que todas las atracciones y todas las repulsiones se compensan mutuamente en el universo. Por consiguiente, la ley de la indestructibilidad y la increabilidad del movimiento cobra, así, la expresión de que todo movimiento de atracción en el universo se ve complementado por un equivalente movimiento de repulsión, y viceversa; o, como lo expresaba la filosofía antigua -mucho antes de que las ciencias naturales formulasen la ley de la conservación de la fuerza o de la energía-, de que la suma de todas las atracciones operadas en el universo es igual a la suma de todas las repulsiones.”.Entonces se puede concluir qué, lo que estamos mirando en el cosmos no son interacciones de la fuerza de gravedad y la energía oscura, sino, el movimiento de los cuerpos celestes, de donde la atracción y la repulsión son sus cualidades intrínsecas.
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Estimado Dr. Diego Hernán Moscoso Sanginés Uriarte! Muchas gracias por su amable comentario. Me da mucho gusto de verlo aquí.
Desafortunadamente, es poco probable que puedo responder satisfactoriamente a su comentario porque, por un lado, no soy especialista en el campo de la historia de filosofía, y por otro lado, todo mi blog está dedicado exclusivamente a la fisica contemporanea y, por lo tanto, el mismo formato de mi blog no supone tales excursiones históricas y filosóficas. Por lo tanto, lo más probable es que no puedo responder completamente a su comentario, pero intentaré hacer lo posible.
En primer lugar, me gustaría centrar su amable atención en el hecho de que la dialéctica no puede ser reconocida como un modelo completo, debido a su estructura binaria interna. Pienso yo, que reducir la naturaleza real solo a dos principios que interactúan (a la tesis y la antítesis) es una demasiado fuerte simplificación. En realidad, si considerarémos un sistema más cuidadosamente, entonces la tercera, la cuarta y etc. partes interactuantes de la misma, siempre aparecen visibles. En esencia, el punto principal es la precisión de la descripción del sistema.
Por esta razón, me parece que no sería completamente justo de considerar inicialmente la gravedad desde el punto de vista de la dialéctica. Inicialmente, no sabemos cómo se organiza la naturaleza y, por lo tanto, es imposible revelar el 99% de las posibles opciones desde el principio, reduciendo la ventana para construir modelos solo dentro del marco restringido por la dialéctica. Sin embargo, esta es mi opinión personal y no me atrevo a insistir en ella.
Como ejemplo para ilustrar mi punto de vista, puedo ofrecer electromagnetismo. En la primera aproximación hay fuerzas eléctricas atractivas y repulsivas, y el camino simplificado de la consideración dialéctica trivial, parece muy tentador. Sin embargo, tras un examen más detallado, notamos que este enfoque no es cierto (no funciona) ya que las partículas muestran un momento dipolar. Con una consideración aún más exhaustiva, vemos momentos quadrupolares y octopolares, así como multipoles de un orden superior. Por lo tanto, en el electromagnetismo, la interacción no puede reducirse a pura atracción o repulsión. Eso significa que su enfoque dialéctico no es del todo correcto, y puede ser considerado solamente como una primera aproximación.
En mi opinión, sería demasiado audaz esperar que la naturaleza de la gravedad sea más primitiva que el electromagnetismo. Puedo suponer que más bien lo contrario.
Por esta razón, la conclusión final de su comentario es muy difícil de considerar indiscutible. Al menos no confiaría en la lógica de su conclusión dialéctica.
Gracias de nuevo por el comentario.
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