Квантовая механика – теория, управляющая микромиром атомов и элементарных частиц – определённо самая запутанная и контринтуитивная из всех областей физики. Из-за этого она поражает воображение и интригует нас. В 2022 году нобелевку по физике дали Алену Аспе, Джону Клаузеру и Антону Цайлингеру. Все трое внесли важнейший склад в исследование явления квантовой запутанности и подтверждение того, что квантовый мир принципиально невозможно описать классическими методами. Это событие вызвало радостное возбуждение и бурные дискуссии по поводу квантовой механики.
Однако все эти дебаты – будь то форумы, СМИ или даже научная фантастика – часто запутываются из-за упрямых мифов и заблуждений. Давайте разберём четвёрку самых распространённых из них.
1. Кот может быть живым и мёртвым одновременно
Эрвин Шрёдингер вряд ли мог предположить, что его мысленный эксперимент с котом в XXI веке приобретёт статус известнейшего мема. Ситуация предполагает, что неудачливый кот, застрявший в коробке со смертельным газом, который выпускает случайное квантовое событие – например, радиоактивный распад – может быть одновременно живым и мёртвым, пока мы не откроем коробку, чтобы это проверить.
Давно известно, что квантовые частицы могут существовать в двух состояниях, к примеру, быть в двух местах одновременно. Это называется суперпозицией. Это было продемонстрировано в знаменитом двухщелевом эксперименте: единственная квантовая частица, например фотон или электрон, может проходить через две щели в стенке одновременно. Но откуда нам это известно?
В квантовой физике состояние каждой частицы является волной. Когда мы отправляем фотоны по одному проходить сквозь щели, они создают на стене позади щелей рисунок интерференции двух волн. Поскольку ни у какого фотона, проходящего через щели, нет других фотонов, с которыми можно интерферировать, получается, что каждый фотон одновременно проходит через обе щели — и интерферирует сам с собой.
Однако, чтобы это сработало, состояния (волны) частицы, находящейся в суперпозиции, и проходящей через обе щели, должны быть когерентны: они должны определённым образом взаимодействовать друг с другом.
Эксперименты с суперпозицией можно проводить с объектами и более крупного размера, а также сложности. В одном знаменитом эксперименте Антона Цайлингера, проведённом в 1999 году, была показана квантовая суперпозиция крупных молекул углерода-60 (C60), известных, как бакминстерфуллерены или «бакиболлы».
Что всё это значит для нашего кота? Действительно ли он одновременно жив и мёртв, пока мы не открываем коробку? Очевидно, кота не сравнить с отдельным фотоном, находящимся в контролируемых условиях лаборатории — он гораздо больше и сложнее. Любая когерентность, которая могла бы возникнуть между триллионами составляющих кота атомов, смогла бы существовать крайне непродолжительное время.
Это не означает, что у биологических систем квантовая когерентность невозможна – просто она обычно неприменима к таким большим существам, как коты или люди.
2. Запутанность можно объяснить простыми аналогиями
Запутанность – квантовое свойство, связывающее две разные частицы так, что если вы измерите состояние одной из них, вы автоматически мгновенно узнаёте состояние другой, вне зависимости от расстояния между ними.
Для объяснения этого явления обычно используют повседневные объекты из макромира – вроде игральных кубиков, карт или даже пар носков необычных цветов. К примеру: допустим, вы сообщаете вашему другу, что кладёте синюю карточку в один конверт, и оранжевую – в другой. Если ваш друг заберёт и откроет один из конвертов и найдёт в нём синюю карточку, он поймёт, что у вас осталась оранжевая.
Но чтобы понять квантовую механику, необходимо представить, что в конвертах лежат две карты, находящиеся в суперпозиции: то есть, они обе оранжевые и синие одновременно (одна оранжево-синяя, а другая сине-оранжевая). Когда кто-то вскроет один конверт, в нём одна кажется карта одного цвета, который будет определяться случайным образом. Но при вскрытии другого конверта в нём всегда будет карта другого цвета, «пугающим» образом связанная с первой.
Можно заставить карты показывать другие цвета – это аналогия проведения других квантовых измерений. Можно открывать конверт, задавая вопрос «зелёная там карта или красная?» Ответ вновь будет случайным – зелёная или красная. Главное, что если карты запутаны, то другая карта всегда даст противоположный ответ на тот же вопрос.
Альберт Эйнштейн пытался объяснить этот эффект при помощи классической интуиции, предположив, что у карт есть скрытый внутренний набор инструкций, сообщающий им, какой цвет принять, отвечая на определённый вопрос. Он отвергал «пугающее» взаимодействие между картами, позволяющее им вроде бы мгновенно влиять друг на друга – это означало бы возможность передачу сведений быстрее скорости света, что теории Эйнштейна запрещают.
Однако объяснение Эйнштейна было отвергнуто теоремой Белла (теоретическим испытанием, созданным физиком Джоном Стюартом Беллом) и проведёнными нобелевскими лауреатами в 2022 году экспериментами. Идея, состоящая в том, что измерение одной из запутанных карт меняет состояние другой, неверна. Квантовые частицы просто загадочным образом коррелируют друг с другом способами, которые мы со своей повседневной логикой и языком объяснить не можем. Они не обмениваются сообщениями и не содержат скрытого кода, как считал Эйнштейн. Поэтому забудьте о повседневных объектах, рассуждая о запутанности.
3. Природа нереальна и нелокальна
Часто говорят, что теорема Белла доказывает нелокальность природы – то есть, что ближайшее окружение объекта не влияет на него напрямую. Ещё одно типичное замечание – якобы, из неё следует, что свойства квантовых объектов нереальны, что они не существуют до того, как их измерят.
Но теорема Белла лишь говорит о том, что в квантовой физике природа будет нереальной и нелокальной, только если мы примем ещё несколько других предположений. Среди них – предположение о том, что у измерения может быть только один результат (а не несколько – если, например, речь идёт о параллельных мирах), что причина и следствие расположены по времени друг за другом, и что мы не живём во вселенной, похожей на часовой механизм – то есть, во вселенной, где всё предопределено с самого начала.
Несмотря на теорему Белла, природа может быть реальной и локальной – если мы откажемся от некоторых вещей, диктуемых здравым смыслом, вроде прямолинейного течения времени. Есть надежда, что дальнейшие исследования сузят количество возможных интерпретаций квантовой механики. Однако большинство упомянутых вариантов – к примеру, что время может течь назад, или отсутствие свободы воли – кажутся не менее абсурдными, чем отказ от концепции локальной реальности.
4. Никто не понимает квантовую механику
Классическая цитата (которую приписывают Ричарду Фейнману, и которая перефразирует Нильса Бора) звучит так: «Если вы думаете, что понимаете квантовую механику, вы её не понимаете».
Эта точка зрения широко распространена. Якобы квантовую физику понять невозможно – даже для физиков. Но с точки зрения XXI века квантовая физика не кажется особенно сложной для учёных ни с математической, ни с концептуальной точки зрения. Мы понимаем её очень хорошо, мы даже можем предсказывать квантовые явления с высокой точностью, симулировать сложные квантовые системы и даже начали делать квантовые компьютеры.
Для описания суперпозиции и запутанности на языке квантовой информации не требуется чего-то более сложного, чем математика из старших классов. Теорема Белла вообще не требует квантовой физики. Её уравнения можно вывести в несколько строчек при помощи теории вероятностей и линейной алгебры.
Реальная сложность состоит в том, чтобы помирить квантовую физику с интуитивной реальностью. Но отсутствие всех ответов не остановит нас на пути дальнейшего прогресса квантовых технологий. Мы можем просто «заткнуться и считать».
К счастью для человечества, Аспе, Клаузер и Цайлингер отказались затыкаться и продолжали задавать вопрос «почему». Когда-нибудь их последователи, возможно, помогут помирить квантовые странности с нашим ощущением реальности.
Комментарии (75)
dxq3
10.11.2022 03:09+3Про кота не раскрыто. Может он не потому не квантовый, что " он гораздо больше и сложнее ", а потому что его жизнь-смерть имеет скрытый параметр, а у истинных квантовых обьектов таковых нет.
Akito7
10.11.2022 07:49С котом проще. Если кота замкнуть на квантовый датчик, то момент смерти кота будет случайным параметром. Это напоминает 2-х щелевой эксперимент с электронами. Можно поставть датчик ограниченных размеров за щелями и ждать, пока один из электронов попадет в него. Факт попадания означает смерть кота. С котом получится что-то вроде распада радиоактивного атома. Для единичного атома момент распада предсказать невозможно, но когда нибудь он разрушится, также как и кот.
kometakot
10.11.2022 10:31+3Кот не квантовый, потому что кот в обычном чёрном ящике вовсе не изолирован от окружающего мира, он постоянно взаимодействует с нами посредством передачи информации через тепловой шум. Другим примером — мотылёк в чёрном ящике всё ещё способен влиять, взмахами своих крыльев, на погоду на другой стороне Земли через три недели. Возникновение урагана это настолько хаотический процесс, что на его образование влияют даже столь мельчайшие факторы.
А вот если бы ящик был абсолютно изолированным, что не пропускал бы никакую информацию наружу, подобно чёрной дыре, то любой объект внутри неизбежно становился бы «квантовым», и находился бы в суперпозиции всех своих состояний до тех пор, пока ящик был бы закрыт.
Dr_Dash
10.11.2022 13:51Хочу заметить, что не каждый мотылёк в чёрном ящике способен влиять, взмахами своих крыльев, на погоду на другой стороне Земли через три недели. Потенциально - да, но по факту это особенный мотылёк. Мотылёк, который смог.
kometakot
10.11.2022 16:49+1Нет, здесь ведь дело не в том, что каждый мотылёк, взмахнув крыльями, обязательно вызовет бурю, а не махай они крыльями вообще, то и бурь никаких не было бы. Буря произойдёт в любом случае, с мотыльками или без. Но вот то, какая именно это будет буря — зависит от каждого движения крыльев мотыльков за три недели до этого. Совершит один мотылёк один взмах — будет одна буря, не совершит он его — будет совершенно другая буря, в другое время, в другом районе, и развиваться она будет совершенно по другому.
MishaRash
12.11.2022 23:36Про кота сложно раскрыть, потому что предел и причина для перехода от квантовой к классической системе не ясны - они отличаются в разных интерпретациях, и эксперименты пока дают мало данных, чтобы отвергнуть одни версии и подтвердить другие.
NumLock
10.11.2022 03:24+1К счастью для человечества, Аспе, Клаузер и Цайлингер отказались затыкаться и продолжали задавать вопрос «почему». Когда-нибудь их последователи, возможно, помогут помирить квантовые странности с нашим ощущением реальности.
Их не надо "мирить". Квантовые странности это недопонимания как всё взаимосвязано. О чём Ричард Фейнман честно заявил перефразируя Нильса Бора. Пройдёт время. Появится новая теория, в которой квантовые странности будут обыкновенным явлением. В настоящем, этим явлениям понимания нет и поведение это не интуитивно, так как теория квантовой механики сейчас ущербна.
dyadyaSerezha
10.11.2022 04:05+2Надо мирить, надо. Дело не в ущербности теории, а в наших ощущениях мира, которые принципиально макро-ощущения макромира. Ощущениям не нужна теория вообще.
khajiit
10.11.2022 09:09Так а смысла мирить, если художник так видит?
dyadyaSerezha
10.11.2022 16:12Надо мирить. Потому что если не чувствуем сами, то хотя бы ум поймёт логику теории. Пока же это скорее квантовые вычисления без понимания "почему так".
Daddy_Cool
10.11.2022 04:32+1Не могу пройти мимо когда обижают котика. Авторы комменты вряд ли увидят.
"...квантовая когерентность ... неприменима к таким большим существам, как коты..."
И деда мороза не бывает тоже. Ваш кэп."...необходимо представить, что в конвертах лежат две карты, находящиеся в суперпозиции – то есть, они обе оранжевые и синие одновременно..."
ЗАЧЕМ? Отдаем другу конверт не говоря какого цвета в нем карта. Ну или кладем карту в конверт не глядя. Для друга она будет случайного цвета. Это я к чему - требование суперпозиции выглядит излишним когда начинаем использовать аналогии."...теорема Белла лишь говорит о том, что в квантовой физики природа будет нереальной и нелокальной, только если мы примем ещё несколько других предположений..."
Ох... если принять... то природа будет какой угодно. Примем, что этот мир создал например ЛММ.-
"...Реальная сложность состоит в том, чтобы помирить квантовую физику с интуитивной реальностью..."Тут соглашусь.Понять - свести к уже известному, а в микромире - новое ВСЁ.Давайте придумаем странные объекты, которые взаимодействуют странным образом. Но... наблюдаемые следствия таки имеют место.
Это я к чему - непросто написать популярную и короткую статью по квантовой физике, очень непросто. А может это у меня заблуждения не такие, а другие - непопулярные.
Я так понимаю, Алессандро Федриции и Мехул Малик экспериментаторы.
https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Alessandro-Fedrizzi-11311225
https://www.researchgate.net/profile/Mehul-Malik
Т.е. они имеют дело с готовыми понятими квантовой физики и вряд ли у них есть время и возможность озадачиваться основами.
VPryadchenko
10.11.2022 09:42+4ЗАЧЕМ? Отдаем другу конверт не говоря какого цвета в нем карта. Ну или кладем карту в конверт не глядя. Для друга она будет случайного цвета. Это я к чему - требование суперпозиции выглядит излишним когда начинаем использовать аналогии.
Так в том и суть, что аналогии неправильны. Если бы запутанные квантовые объекты вели себя как карты детерминированного цвета в конвертах, то неравенства Белла бы выполнялись.
suhoveev
10.11.2022 12:57суперпозиция выполняется при подбрасывании монеты. В момент подбрасывание когда монета подброшена она может быть и орел и решка.
HappyLynx
10.11.2022 21:40+2Но принципеальное отличие в том, что это мнимая суперпозиция, вся информация, позволяющая определить с близкой к единице вероятностью, какой стороной в итоге упадет монетка, уже есть и нам доступна, мы просто не способны эту информацию извлечь и проанализировать и считаем, что монетка находится в суперпозиции двух финальных состояний орел/решка с равными вероятностями. А в случае истинной суперпозиции неопределенность абсолютно реальна и в мире наблюдателя не существует информации (скрытых параметров) о будущем исходе коллапса волновой функции.
Throwable
10.11.2022 10:23ЗАЧЕМ? Отдаем другу конверт не говоря какого цвета в нем карта
Плохо объяснено как всегда. Основное отличие в том, что в квантовой системе можно произвести частичное изменение, например получить результат, что карта на 40% синяя и на 60% красная. Другая соответственно будет на 60% синяя и на 40% красная. К тому же частичное изменение можно проводить с помощью третьей квантовой системы, запутанной с первыми двумя. К этому сложно подобрать классические аналоги.
ksbes
10.11.2022 14:02Почему же нельзя? Можно. но это потребует «нелокальноного» взаимодействия. Для бытовых «масштабов» сгодятся и электрические сигналы. Т.е. если например выдача лутбоксов зависит от количества игроков в сети и того что им выпало (например юник может выпасть только одному) — то лутбоксы запутанны :).
Ну для чего-то более «наукообразного» можно «баловаться» с гравитацией.
masscry
11.11.2022 13:59Что-то мне кажется, что тема с лутбоксами опять пытается объяснить суть через скрытые переменные.
phenik
10.11.2022 05:38Появится новая теория, в которой квантовые странности будут обыкновенным явлением. В настоящем, этим явлениям понимания нет и поведение это не интуитивно, так как теория квантовой механики сейчас ущербна.
КМ вовсе ущербна, она описывает поведение кв. систем согласующееся с опытными данными, позволяет делать проверяемые предсказания. Если человек останется таким, как он является сейчас, с точки зрения восприятия реальности, то след. теория будет еще менее интуитивной, чем КМ. Возьмите пример ТС, кот. прочили, и пока еще не оставляют надежд, в след. фундаментальную теорию. Если, как применять кванты могут научиться уже студенты, то ТС понимают ограниченное число людей на Земле, хотя она развивается уже почти полвека. Это общий тренд на понимание и неочевидность возник уже давно с появления стат. физики и теории электромагнетизма. Тогда, когда роль органов чувств, восприятия, воображения начали снижаться во вкладе в понимании физических теорий. Тут только один выход в перспективе, не просто усилить органы чувств внешне различными приборами, но расширить само восприятие, когнитивные возможности человека, напр, с помощью нейроинтерфейсов и симбиотического ИИ (возможно также технологий ВР, но это будут симуляции, т.к. информация будет поступать через привычные каналы связи с внешним миром). Т.е. условно говоря «видеть» кв. явления непосредственно, как мы видим объекты окружающего нас классического мира, тогда неочевидность уменьшится и может выработаться новая кв. интуиция и логика. В принципе, нейропластичность мозга на разных уровнях позволяет такое проделать — животные воспринимают физические воздействия, кот. не воспринимает человек, а в случае травм мозга может происходить перепрофилирование областей отвечающих за разные функции в довольно широких пределах. Но нужно это будет не всем, а в основном, специалистам в соотв. областях наук и технологий, для их дальнейшего развития.phenik
10.11.2022 07:02+1Поправочка — пропустил предлог «не» в предложении «КМ вовсе ущербна, она...», перед словом ущербна, а это существенно меняет смысл предложения.
Alex_333
10.11.2022 12:01+7Оч. тяж. читать ваш ком., извините.
phenik
10.11.2022 13:44+1Да, несколько сумбурно написано, т.к. писал в спешке. Дополнительно это комплексная проблема требующая некоторых знаний из разных областей. В одной из тем недавно было близкое по теме обсуждение, см. эту ветку, и дополнительно этот комент, там подробнее, по возможности со ссылками на источники, если возник интерес и имеется время.
philosoph
10.11.2022 08:28Инхо квантовый мир не может стать интуитивным в принципе. Просто те явления, которые там имеют место быть, на нашем уровне восприятия просто взаимоисключающие. Ну объясните мне, как у одного и того же объекта могут существовать волновые свойства (свойства среды) и свойства частицы (вещи, по-простому...)
grokinn
10.11.2022 09:37как у одного и того же объекта могут существовать волновые свойства (свойства среды) и свойства частицы (вещи, по-простому...)
Берём немного песка и смачиваем, получаем песчаный комочек, это частица (вещь). Выстреливаем этим комочком, он разваливается, летящее песчаное облачко проявляет волновые свойства (свойства среды).
philosoph
10.11.2022 09:58Даже если не придираться, то комок песка и облако песчинок - это разные штуковины. И именно потому, что они разные, и ведут себя по-разному. Лёд и вода, вроде тоже одно и то же, но при переходе из одного в другое происходит фазовый переход, равно как и с брошенным комком песка. А фотон после испускания источником остаётся одним и тем же, подлетая к экрану, проходя сквозь щели, и интерферируя/схлопываясь по другую сторону.
Впрочем, как один из вариантов наглядного представления мне нравится :-)
cyberxx
10.11.2022 13:51+5Потому что нет никаких частиц и волн, это просто способы описания. В квантовой механике эти способы другие
philosoph
10.11.2022 21:50Тем не менее, на уровне нашего восприятия категориями волны и частицы описываются взаимоисключающие объекты. А в квантовой, это атрибуты одного и того же объекта.
phenik
11.11.2022 08:31Лучше так представлять. В классике концепты частицы и волны независимы. Но могут одновременно описывать один тот же объект. Например, молекулы в звуковой воне совершают продольные или поперечные колебания. Т.е. оба описания используются, но остаются независимыми. В квантах же эти концепты теряют независимость. В соответствии с принципом дополнительности одна и та же кв. система может проявлять себя, как частицы, напр, свет, как фотоны, или как волна, в зависимости от средств наблюдения. Такая потеря независимости классических концептов присутствует и в ТО. Вместо независимых пространства и времени в классике, в ТО для описания используется единый пр-временной континуум. Чем чреват такой процесс? Возможным истощением базиса классических концептов, он является конечным. Это по сути набор базовых понятий классической физики. В КТП дополнительно теряет независимость концепт поля. Может для описания кв. гравитации у физиков просто нет подходящего набора базовых концептов, или эту хитрую комбинацию еще не открыли, и для этого нужны новые наблюдения или/и эксперименты.
exwill
10.11.2022 09:05-6Квантовая физика противоречит не обычной человеческой интуиции, а религиозному мировоззрению. Когда Эйнштейну рассказали о квантовой физике, он сказал, что этого не может быть, потому что "бог не играет в кости". Эйнштейн верил в бога и это мешало ему понять квантовую физику. Лично я не вижу ничего контринтуитивного в ней
HiTechSpoon
10.11.2022 09:44+9Как надоели эти безоговорочные утверждения что Эйнштейн верил в бога и цитирование этого его оборота речи. Между прочим Бор на "бог не играет в кости" ответил Эйнштейну: "Не наше дело предписывать Богу, как ему следует управлять этим миром". Выходит Бор тоже верил в бога, хотя и понимал квантовую механику?
exwill
10.11.2022 16:28Как вы тогда объясните другую цитату
"Я верю в бога Спинозы, который проявляет себя в закономерной гармонии бытия, но вовсе не в Бога, который хлопочет о судьбах и делах людей"
Я продолжаю настаивать, что корень неприятия квантовой физики лежит в религиозном мировоззрении. Чтобы принять квантовую физику надо отказаться от идеи сотворения мира
HiTechSpoon
10.11.2022 18:00+1Позвольте мне никак не объяснять эту цитату и вообще, продолжать цитировать и спекулировать. Эйнштейн по поводу своих религиозных воззрений всё разъяснил при жизни, об этом можно прочитать в википедии с ссылками на источники.
phenik
10.11.2022 18:50+3Чтобы принять квантовую физику надо отказаться от идеи сотворения мира
А для ОТО нет? Из нее следует теория Большого взрыва, который можно посчитать актом творения из ничего, куда с большими основаниями, чем для КМ. У Эйнштейна много высказываний, он был публичной личностью из-за своего положения, приходилось ориентироваться на вкусы разной публики. Он почитал рационализм Спинозы, его религиозность носила скорее символический характер, как восхищение красотой и простотой законов Вселенной. Основу его философских взглядов составлял реализм, составной частью которого может быть детерминизм. Именно он ввел понятие физической реальности. Однако вполне может статься, что в какой-то мере он окажется прав, как по некоторым другим спорным вопросам. Стоит вспомнить космологическую постоянную, идея от кот. он отказался, и кот. была реинкарнирована после открытия ускоренного расширения Вселенной в виде ТЭ, хотя пока имеются проблемы с ее значением. Или сингулярные точки в решениях уравнений ОТО, кот. ставили в упрек, считая это недостатком теории, о чем он сам сожалел. Однако в результате это вылилось в предсказания существования Большого взрыва и ЧД, кот. были впоследствии подтверждены наблюдениями. С возрастом реалистические взгляды Эйнштейна отошли на второй план, в период его работы на единой теорией поля, уступая место рационалистическим, завязанным на детерминизм, и это может объяснить отрицательное отношение к вероятностной интерпретации КМ.exwill
10.11.2022 21:33А что такое детерминизм, как не вера в сотворение мира?
phenik
11.11.2022 07:54Возможно вера в сотворение, т.к. неявно предполагается начальный момент, а может нет, просто метафизическое предположение, без идеологических довесков. Особо преувеличивать детерминизм Эйнштейна также не стоит. Он не принимал нелокальность взаимодействия кот., как ему казалось, следовала из парадокса ЭПР. Тогда еще не было, ни строгого доказательства нелокальности, кот. появилось с теоремой Белла и экспериментами по ее тесту, ни понимания, что информацию таким образом все равно не передать быстрее скорости света. Зная эти факты, возможно он изменил свое отношение к вероятностному описанию в КМ. Опять же не стоит преувеличивать это отрицательное отношение. Ему это не помешало разработать теорию конденсата Бозе-Эйнштейна с использование методов кв. теории. Который много лет спустя был получен экспериментально — еще одно предвидение Эйнштейна. Скорее он считал, что вероятностное описание не полное, и со временем будет доработано с учетом пока скрытых элементов реальности (скрытых параметров), как он утверждал, которые вносят неопределенность в описание. По сути это отголоски классических представлений стат. физики распространяемые на кв. область. Однако, как мы знаем отсутствие локальных скрытых параметров было подтверждено экспериментально, и эти исследования были отмечены Нобелевской премией в этом году. Остается класс теорий с нелокальными скрытыми параметрами типа супердетерминизма, и некоторых других.
Что пугает в детерминизме? Представления об отсутствии свободы воли со всеми вытекающими последствиями для общества с ответственностью. Однако противоположное — фундаментальные вероятностные представления, как в КМ, тоже не лучше, оправдывают импульсивное, бесконтрольное поведение. Важен баланс для сложного поведения сложных систем, которые в целом детерминированы. Для этого может подходить поведение связанное с нелинейной динамикой, включая хаотической, процессы в мозге могут описываться метастабильными состояниями. Направления исследований, кот. развиваются в последнее время, включая с использование моделирования с помощью ИНС. Интересный пример исследования нелинейной динамики, несмотря на скептическое отношение в коментах.
HiTechSpoon
11.11.2022 10:13Вы не могли бы раскрыть свою мысль? Я вижу, как вы выдаёте тезисы и ждёте, что комментаторы раскроют тему за вас.
exwill
11.11.2022 11:15Если коротко, то либо вы принимаете (независимо от того, отдаете ли вы себе в этом отчет или нет) то, что мир создан бородатым дядей. Либо придерживаетесь другой концепции. Мир не сотворен, а творится прямо сейчас. В том числе и такими скоромными акторами, как фотоны. Каждый из которых самостоятельно решает какой спин ему принять. Вот на этом многие и ломаются. Классика говорит нам, что не может фотон ничего решать. А квантовая механика говорит, что может. Неприятие такой простой идеи, что воля присутствует везде, начиная с самого элементарного уровня кроется в религиозном мировоззрении
HiTechSpoon
11.11.2022 13:33+1Если коротко, то либо вы принимаете (независимо от того, отдаете ли вы себе в этом отчет или нет) то, что мир создан бородатым дядей. Либо придерживаетесь другой концепции. Мир не сотворен, а творится прямо сейчас.
Это ложная дилемма.
Неприятие такой простой идеи, что воля присутствует везде, начиная с самого элементарного уровня кроется в религиозном мировоззрении
Чья воля? Везде - это где, за углом, на северном полюсе, в соседней галактике? Есть какие-то научные подтверждения присутствия чьей-то воли везде?
Простите, звучит грубо, но ваши слова похожи на бред.
exwill
11.11.2022 13:49А теперь попробуйте отследить в себе религиозное сознание. Вам сказали "воля", а вы первым делом спросили "чья?" Бородатый дядя сидит у вас глубоко в подсознании
HiTechSpoon
11.11.2022 15:16Дайте ваше определение воле пожалуйста. У нас расхождения в терминах видимо.
exwill
11.11.2022 16:04Воля - это отсутствие причины. Универсальное начало. У фотона нет никакой причины принимать тот или иной спин. Он делает выбор самостоятельно. Здесь вы можете увидеть минимальное проявление воли
ksbes
11.11.2022 16:14Странное определение воли. Для меня воля — это наличие плана, образа будущего состояния и действенное желание его воплотить несмотря на протводействие.
Фотон таким явно не обладает (если только мы не в пилот-волновой интерпретации, но и там это будет натяжка).
А непредсказуемость тут вторична — она появляется ввиду невозможности точно воспоризвести процесс планирования и, соответственно, вычислить чужой план.
exwill
11.11.2022 16:59Это самое точное определение. И, кстати, что нам дают неравенства Белла? Они решают вопрос: а был ли план. До Белла все еще оставалось сомнение: а может план есть, просто мы его не знаем. Белл предложил способ это проверить. Проверили и выяснили, что нет никакого плана. То есть нет причины, а есть проявление воли. Еще раз воля это начало, т.е. отсутствие причины . А то, что вы описываете, это не воля, а программа.
phenik
12.11.2022 04:30То есть нет причины, а есть проявление воли. Еще раз воля это начало, т.е. отсутствие причины
Воля во всех значениях относится к свойствам психики человека управлять собственным поведением. Поэтому перенос этого понятия на физические объекты можно считать некоторой формой панпсихизма, что-то в духе Э. Маха)
HiTechSpoon
12.11.2022 07:51Ну, кажется, теперь всё понятно. Скажите, а вы не преподаёте где-нибудь физику или философию?
phenik
10.11.2022 10:15+2Эйнштейн верил в бога и это мешало ему понять квантовую физику.
Ну и ну… Эйнштейн был одним из основателей КМ, ввел понятие понятие квантов света — фотонов, и мало кто обращает на это внимание, первым использовал вероятностный подход в квантово-механическом описании — вероятности перехода электронов в атоме для описания спектров излучения, т.е. фактически выпустил джина вероятностного описания квантового мира. Первым, в соавторстве, описал в мысленного эксперимента феномен (парадокс ЭПР), кот. сейчас называется запутанностью, хотя и не был согласен с его трактовкой в КМ. Проблема в его понимании реализма, кот. он с успехом применил при разработке СТО и ОТО, опередив Пуанкаре, кот. был приверженцем конвенционализма.
kichrot
10.11.2022 09:50+2Четыре популярных заблуждения о квантовой физике
Самое популярное заблуждение о квантовой физике, это крайне распространенное заблуждение, что на квантовом уровне нарушается фундаментальный принцип причинности.
Это заблуждение основано на непонимании таких понятий, как "неопределенность" и "случайность", которые в сознании многих ошибочно связаны с абсолютным произволом, т.е. отсутствием закономерности.
Наука и материализм, в отличии от невежественных представлений, определяют "неопределенность" и "случайность", как скрытую, непознанную закономерность. Сам факт существования квантовой теории объективно показывает и доказывает фундаментальный характер принципа причинности на квантовом уровне, что было бы невозможно в условиях абсолютного произвола.
SuperTEHb
10.11.2022 10:13+2Ожидал увидеть здесь про парадокс наблюдателя. Точнее, ту его трактовку, где решающую роль предписывают самому некоему разумному наблюдателю, но полностью игнорируют воздействие методов наблюдения на наблюдаемый объект. Что ж, видимо это либо недостаточно распространённое заблуждение, либо наоборот, ситуация уже прояснилась. Хочется верить во второе.
Sergey6661313
10.11.2022 13:04-1Двух щелевой эксперимент никаким образом не доказывает что частица существует в нескольких местах одновременно. Для частицы толщина лезвия рядом со стенками которого она пролетает является достаточно массивным большим объектом чтобы отклонить её траекторию. И если представить это как возможные места попадания частицы - возможно они в таких условиях так и летят? Им для этого не обязательно расщеплять вселенную на две или что-то вроде того. Само расщепление частицы тоже не является чем то необычным, для этого не нужно говорить что происходить что-то необычное. Когда у вас в руке рассыпается песок на частички вы же не удивляетесь? так и частица расщепившись и проинтерферировавшись своими частями самими с собой - никаким образом не даёт вам каких либо оснований полагать что кошка вдруг окажется в двух состояниях одновременно. Само описание опыта как два равно возможных состояний (кот жив, кот мёртв) не говорит о реальном состоянии кота. Так и я одновременно богатый и бедный с 50% шансом, но объективно купить квартиру не могу. Это всего лишь удобная форма записи состояния кота. Мы не знаем жив он или мёртв, поэтому на бумаге мы просто записываем оба и пишим 50%. Но на самого кота это никак не влияет.
А самое смешное - двух щелевом опыте то что люди забывают что получить интерференционную картинку возможно только в том случае если мы испускаем не один фотон, а группу фотонов. И если мы предпологаем что фотон "находится в двух местах одновременно", то что ему мешает продолжать находится в полёте, пока он отметился на детекторе. Что если фотон пока летит - он как камета испускает частички значительно меньшие чем он сам и эти частички зависшие между детектором и лезвием направляют все последующие каметы на более "вероятную" траекторию?
VDG
11.11.2022 09:54+2А самое смешное — двух щелевом опыте то что люди забывают что получить интерференционную картинку возможно только в том случае если мы испускаем не один фотон, а группу фотонов.
Интерференция одиночных фотонов [Veritasium]Sergey6661313
11.11.2022 16:58Так он в ролике не один фотон испускает. Тот факт что он называет это "по одному" не значит что на дисплее не получается "сумма" попаданий. Если бы фотон был реально один - детектор зафиксировал бы лишь одно попадание, после чего его бы следовало выключить. Хотя на самом деле в большинстве случаев детектор НЕ должен зафиксировать попадание потому что большинство фотонов врезались бы в само лезвие с щелями. Большая часть из них просто обязана попасть в преграду между щелями, либо в стенки установки.
Ведущий задаётся вопросом "как один фотон может пройти через оба отверстия", а надо задаваться вопросом "по каким траекториям летят фотоны". Если фотоны в принципе летят прямолинейно то для начала нужно построить диаграмму всех тех мест куда фотон могу бы попасть. Вот только свет не летит прямолинейно. Гравитационные линзы и другие объекты наглядно демонстрируют отклонение траекторий света.
useluch
10.11.2022 13:11+1"Квантовая механика – теория, управляющая микромиром атомов и элементарных частиц" - газетный заголовок. Так написано в исходном тексте, к сожалению. Квантовая механика - теория, описывающая наше представление о микромире.
dvim
10.11.2022 13:12+1" не требуется чего-то более сложного, чем математика из старших классов. "
Не согласен совсемХмм... из курса квантов в физике помню массу тензоров и линейную алгебру.
aik0
10.11.2022 13:14Забавно человек работает с цитатой Феймана. Речь в ней о "понимании" квантовой механики и о том, что её нельзя было понять на тот момент. Это же относится и к нашему времени. Мы так же её не понимаем. До сих пор спорят о многих аспектах явлений образуемых ею и никто пока не в силах поставить точку. Поэтому считаю написанное вами о Феймане ВАШИМ недопониманием)
Voenkom
10.11.2022 13:14-1Все четыре пункта суть - один. Запутанности смысл в том, что до определенного момента некоторую совокупность частиц можно описать одной волновой функцией. В момент измерения (либо некого взаимодействия) частиц функция рушится и появляется новая. Теорема Белла - не факт.
Gran04ek
10.11.2022 13:51Квантовая механика неплохо описывается математическим языком, а вот если её законы представлять в воображении, то выходит чистая философия или метафизика
StjarnornasFred
10.11.2022 19:20Вот только это всё не нужно. КМ - это точная наука. Следовательно, её основу составляют банальный матан и логика. Зачем тут что-то воображать, когда надо буквально брать и считать? Наука, конечно, непростая, но осиливший анализ в объёме второго курса технического вуза квантовую механику и подавно осилит.
Gran04ek
10.11.2022 21:52+1Зачем тут что-то воображать, когда надо буквально брать и считать?
Не знаю как вам, а мне проще брать и считать тогда, когда я представляю в голове суть происходящего.
ksbes
11.11.2022 09:07Я скажу иначе: если в голове нет хоть какого-то понимания смысла происходящего — то что вообще вы собрались считать? И зачем?
igorekudashev
10.11.2022 13:51-2Теорема Белла это полная манипулятивная херня. Она подразумевает что скрытый параметр, отвечающий за прохождение частицы через поляризатор, только один, и он бинарен (либо пройдет либо нет), и что этот параметр принимает каждое значение с шансом 50%. Варианты что скрытый параметр не один, что они могут взаимодействовать друг с другом, что параметр может быть вещественным числом (или не дай бог комплексным) вообще не рассматриваются, как раз таки для того чтобы получить красивую картинку "неправильных" вероятностей
ethien
11.11.2022 13:59Тоже всегда не понимал этого. Если убрать ограничения, то теорема Белла становится неверной , а гипотеза о скрытых параметрах вполне верной, и никакой магии
exwill
11.11.2022 19:08+1Фотон так устроен, что у него всего лишь два состояния. Спин "туда" или спин "сюда". Но неравенства Белла вообще не о том. Они не ограничиваются состояниями фотона. Их можно применять и к более сложным частицам со множеством состояний. Суть от этого не меняется. Если неравенства Белла соблюдаются, значит скрытые параметры существуют. Если нарушаются, значит скрытых параметров нет. Вы неправильно поняли неравенства Белла. Бинарность там есть, но она совсем другая. Утверждается буквально следующее: если скрытые параметры существуют (неважно сколько их, один, два, миллион) тогда неравенство соблюдается. Если же неравенство нарушается, тогда скрытых параметров нет. Никаких нет. Ни одного, ни двух, ни миллиона
igorekudashev
11.11.2022 22:25там же наоборот. Теорема приводит таблицу вероятностей и якобы показывает, что при наличии скрытых параметров вероятность распределения фотонов в поляризатора одна, а при отсутствии другая. И в реальности вероятности такие что скрытых параметров "нет"
ethien
11.11.2022 22:25Это упрощенная математическая модель с 2 состояниями. На деле же состояние может описано вектором размерности N. При измерении же состоянию приписываются значения up или down в зависимости от того, в какую сторону наклонен вектор в одной из проекций.
Но измеренное состояние != исходному состоянию, поэтому неравенства Белла тут не применимы.
exwill
12.11.2022 07:54Правильно. Измеренное состояние не равно исходному. Летит фотон. В никаком состоянии. Его ловят и спрашивают: ты куда спин закручивать будешь, туда или сюда. Он немного думает и отвечает: туда (или сюда). Так вот некоторые говорили, что эта картина в корне не верна. У фотона на момент поимки уже был определенный спин. Мы его просто не знали. И ничего он(фотон) не решал, просто проявлял скрытые параметры. Так вот Белл предложил простой способ проверить решает фотон самостоятельно, какой спин ему принять или не решает. В этом смысл его неравенств
phenik
12.11.2022 14:49Он немного думает и отвечает: туда (или сюда).
А вы в курсе, что «думания» и «ответы» фотонов не произвольны) они должны соответствовать статистике наблюдений в контексте постановки эксперимента? Локальных скрытых параметров, кот. определяют спин во время измерения нет, но есть экспериментальная установка в которой фотоны подготавливаются, затем измеряются в определенных условиях, при этом фактически происходит взаимодействие фотонов с экспериментальной установкой, результатом которого является индикация результата измерения. Тут речь скорее идет о навязывании воли экспериментатора статистике состояний фотонов во время измерений, нежели о том, что они «думают» и «отвечают», т.е. проявляют свою «волю», как вы утверждаете.
Можно по другому представить. Есть инициализирующая процедура некоторого процесса, о кот. в действительности мы пока мало что знаем, как он происходит, как распространяется, и тд., и есть финализирующая процедура процесса, которая актуализирует его результат. Собственно ВФ описывает вход-выход черного ящика, действительное устройство кот. мы пока не представляем, но можем влиять на него. Подробнее про такое понимание кв. измерений можно почитать в работах А.И. Липкина.exwill
12.11.2022 17:39Я в курсе, что Белл предложил способ проверить эту самую "произвольность". Есть она, или ее нет. И я в курсе, что было сделано несколько проверок. И все они подтвердили: "произвольность" есть. А то, что вы сейчас делаете, это попытка примирить ваше религиозное мышление с научными фактами
phenik
12.11.2022 05:48Теорема Белла это полная манипулятивная херня. Она подразумевает что скрытый параметр, отвечающий за прохождение частицы через поляризатор, только один, и он бинарен
Кв. запутанность, к которой относится т. Белла, является частным, распределенным случаем более общего феномена — кв. контекстуальности, см. публикацию на Хабре, и пример ее фривольной иллюстрации в стиле пар носков) Запутанность, как и контекстуальность в более общем случае связана с контекстом кв. измерения, см. принцип относительности к средствам наблюдения Фока.
speshuric
10.11.2022 15:33+1Зашёл почитать статью только потому что с КДПВ на меня смотрело 2 сияющих роботоглаза :)
PS: нового в статье не узнал, но и не скажу, что плохая статья.
torbasow
11.11.2022 21:34Но подождите. Кот Шрёдингера вполне себе находится в неопределённом состоянии ЗА горизонтом событий.
Внутри этого горизонта все уже получили информацию о его здоровье, так что и проблемы нет.
netricks
Несколько поверхностно, но основные косяки выделены верно.