[ ÚTF ] [ semináře ] [ sem.ÚTF ] [ relat.sem. ] [ program e-mailem ] [ tisk ]

Filosofické problémy fyziky

Seminář se koná se jednou za čtrnáct dní
ve čtvrtek od 18:15 v posluchárně T2
v areálu MFF v Tróji.

Předmět si v zimním semestru zapisujte pod kódem NPOZ007.

První přednáška se bude konat 9. října.

Letošní rok byl OSN vyhlášen Mezinárodním rokem kvantové vědy a technologií. Jsme zhruba 100 let od doby, kdy kvantová mechanika vznikala a v době, kdy kvantové technologie bezprostředně ovlivňují každodenní život kolem nás. Proto tento semestr věnujeme přednáškám týkajícím se kvantové mechanice. Jak historii jejího vzniku, tak přímo jí, jejím interpretacím a aplikacím.

V rámci semináře v letním semestru běží cyklus přednášek

Fyzika jako dobrodružství poznání

Přednášky se konají každý týden ve čtvrtek od 18:15 v posluchárně T2.

Předmět si v letním semestru zapisujte pod kódem NPOZ008.

Příští semináře:

23. října 2025
Heisenberg a Schrödinger, dvě cesty k (téměř) témuž
doc. Tomáš Mančal
FÚ MFF UK

V červenci roku 1925 publikoval Werner Heisenberg průlomový článek, který odstartoval novou kvantovou mechaniku. Tento článek vyrostl přímo z poznatků staré kvantové teorie a byl odpovědí na její problémy vzešlou z okruhu nejbližších spolupracovníků jejích tvůrců. O přibližně šest měsíců později – a asi deset dní po Pauliho řešení vodíkového atomu v rámci Heisenbergovy kvantové mechaniky – se stranou hlavního proudu objevila práce Erwina Schrödingera, opírající se o tehdy ještě velmi novou de Broglieho vlnovou hypotézu. Schrödinger zformuloval alternativní kvantovou teorii a vyřešil problém vodíkového atomu. Dvě kvantové teorie, na první pohled zcela nepodobné, byly už v dubnu 1926 Schrödingerem rozpoznány jako ekvivalentní. V přednášce načrtneme obě cesty ke kvantové mechanice, porovnáme, jakým způsobem se v příslušné limitě navazovaly na klasickou fyziku a jaký byl jejich vztah ke staré kvantové teorii. Neopomineme ani podstatné koncepční rozdíly v motivacích obou tvůrců, které ekvivalenci jejich kvantových teorií problematizují.

6. listopadu 2025
Kvantová mechanika podle Feynmana
prof. Pavel Krtouš
ÚTF MFF UK

V této přednášce si představíme feynmanovskou „intuitivní“ formulaci kvantové mechaniky. Namísto složitých vlnových funkcí a operátorů Feynman zformuloval kvantovou mechaniku jako soubor pravidel pro výpočet pravděpodobností výsledků fyzikálních měření. Tyto pravidla umožňují si vybudovat kvantovou intuici, která se ve formě dráhového integrálu a Feynmanových diagramů stala základem pro moderní teorii hmoty. Poslechneme si i samotném R. Feynmana, jak vysvětluje dvouštěrbinový experiment.

20. listopadu 2025
Zrod, pád a neočekávané znovuzrození kvantové teorie pole
prof. Jiří Chýla
FÚ AV ČR

Kvantová teorie pole prošla ve čtvrtstoletí od roku cca 1950 dramatickým vývojem spojeným se snahami pochopit a odstranit nekonečna, která se v kvantové elektrodynamice ve vyšších řádech poruchové teorie objevovala. Proceduru renormalizace, která je odstraňovala a za níž získali v roce 1965 Feynman, Schwinger a Tomonaga Nobelovu cenu za fyziku, odmítali z různých důvodů dva její otcové: Landau a Dirac. To nebránilo úspěšně používat poruchovou kvantovou elektrodynamiku na popis všech měřitelných procesů, protože problém, na nějž poukázal Landau, se týkal experimentálně nedosažitelných malých vzdáleností. V případě silných interakcí baryonů a mezonů však renormalizovaná poruchová teorie použitelná nebyla, protože poruchová řada přestávala mít smysl již na běžně dostupných vzdálenostech. Pro kvantovou teorii pole silných interakcí nastala doba temna, která trvala až do jara 1973, kdy proti očekávání všech teoretiků nastal zázrak a byla objevena třída teorii, která netrpí problémem, na nějž poukázal Landau a v nichž žádná skutečná nekonečna nejsou. Na asymptotické volnost, jak se tento zázrak jmenuje, je založena kvantová chromodynamika, kvantová teorie pole silných interakcí kvarků a gluonů. Příběh objevu asymptotické volnosti v mnohém připomíná biblický příběh Obrácení svatého Pavla.

4. prosince 2025
Bohrovo pojetí komplementarity
doc. Filip Grygar
KFR FF Univerzita Pardubice

Přednáška shrne Bohrův od dětství neobvykle pěstovaný způsob myšlení, který nakonec vyústil v to, čemu začal výslovně říkat idea či argument komplementarity. Bohr sám nikdy nepoužil označení „princip komplementarity“, ačkoliv se právě toto nesprávné spojení rozšířilo do učebnic a odborných publikací – mimo jiné díky jeho žákům a sympatizantům. Komplementarita je totiž filosofický a epistemologický rámec myšlení, jenž umožňuje rovnocenně doplňovat neslučitelné deskripce – pojmy, principy či výsledky experimentů – zkoumaného fenoménu tak, že teprve tímto způsobem lze dosáhnout celkového poznání. Podle Bohra to přitom platí nejen v kvantové teorii, ale i v dalších oblastech lidského vědění a jednání.

18. prosince 2025
Hvězdné hodiny částicové fyziky
prof. Jiří Hořejší
ÚČJF MFF UK

Bude podán přehled řady objevů, které zásadním způsobem ovlivnily vývoj částicové fyziky v uplynulých téměř 100 letech. Události, o nichž bude řeč, jsou např. objev pozitronu, Fermiho teorie slabých interakcí, objevy mionu a pionu, moderní kvantová elektrodynamika, odhalení podivnosti ve světě hadronů, Yang-Millsovo pole, atd. Přehled bude končit fenomenálními úspěchy současného standardního modelu elektroslabých interakcí v období let 1967 – 2012; poslední „hvězdnou hodinou“ je tedy objev Higgsova bosonu. Akcent bude převážně na teorii, ale velká část obsahu přednášky se samozřejmě bude týkat relevantních experimentů.

8. ledna 2026
Kvantová informace
prof. Tomáš Opatrný
KO PřF Univerzita Palackého v Olomouci

Zmíníme hlavní motivace pro úsilí o kvantové zpracování informace od Feynmanovy myšlenky simulace fyzikálních procesů na počítačích, přes objevy základních algoritmů po stávající stav oboru. Přiblížíme pojmy qubit a kvantové hradlo s tím, jak se mohou realizovat konkrétními fyzikálními systémy. Vysvětlíme si, jak by mohl kvantový počítač lámat kryptografické kódy a jak naopak kvantová kryptografie umožňuje spolehlivou výměnu tajné informace. Zaspekulujeme si o možném dalším vývoji a o souvislosti s možnými interpretacemi kvantové teorie.

Minulé semináře:

9. října 2025
„Býtelné“ či „pozorovatelné“, to je oč tu běží
prof. Pavel Cejnar
ÚČJF MFF UK

Dříve se mělo za to, že fyzikální teorie více či méně přímočaře zobrazují objekty reality. Co bylo v teorii, bylo také ve skutečnosti. S příchodem kvantové fyziky dostalo toto přesvědčení povážlivé trhliny. Matematika kvantové teorie je mnohem abstraktnější než matematika klasické fyziky. Teorie začala být chápána jako mechanismus, jehož jediným úkolem je poskytovat správné předpovědi výsledků pozorování. Ztrácí „realismus“ v kvantovém světě definitivně smysl? Nebo jej na nějaké hlubší úrovni znovu nalezneme? Odpověď hledáme již 100 let a na přednášce se ji určitě nedozvíte.

Předchozí ročníky:

Fyzika jako dobrodružství poznání Filosofické problémy fyziky

Jiří Podolský                         Pavel Cejnar                         Pavel Krtouš

Pavel Krtouš

© 3. října 2025; Pavel Krtouš <Pavel.Krtous@utf.mff.cuni.cz>
© 19. října 2025; vygenerováno pomocí aplikace seminar, verze 2.04 (2003-09-02); správce <Pavel.Krtous@utf.mff.cuni.cz>