Pull to refresh

Comments 50

Странный какой-то эксперимент. Если друг Боба изменил спин присланной ему частицы и выяснил, что он направлен вниз, он не получил информации и не может сделать вывод о том, какой стороной выпала монета. Соответственно, он гадает, равно как гадает сам Боб, измерив лабораторию друга Боба, потому как в его измерении частица, переданная от друга Алисы, тоже будет иметь спин, направленный вниз. Вот что Боб намеряет в мозгах друга Боба — уже интересно, но вполне в состоянии сломать неопределенность состояния одной взятой частицы. А выводы-то какие дикие — слов нет.
Это предположение, к примеру, нарушается т.н. теориями спонтанного коллапса, которые ратуют за – как следует из их названия – спонтанный случайный коллапс волновой функции, не зависящий от измерений. Эти модели гарантируют, что небольшие квантовые системы типа частиц могут оставаться в суперпозиции почти вечно, но чем массивнее становятся системы, тем больше становится вероятность их спонтанного схлопывания в классическое состояние. Измерения просто обнаруживают состояние схлопнувшейся системы.

Когда я в детстве читал книжку про квантовые состояния, вот эта мысль пришла мне в голову самой первой (т.е. «все вы про кошку и её Шрёдингера врёте, неопределенность же работает только с маленькими частицами»). Но в физику меня не потянуло (а потянуло к компьютерам), так что я думал, что это предположение так и остается моим личным «ИМХО», а у настоящих физиков оказывается целые теории «спонтанного коллапса» есть!
Кот — это наблюдатель, dixi.
UFO just landed and posted this here
UFO just landed and posted this here
так ведь он не просто «состоит из», они между собой взаимодействуют!
конечно, в какие-то моменты какая-нибудь частица внутри кота сможет начать проявлять свою неопределенность. Но ее соседи очень скоро укажут на недопустимость такого поведения и поставят на место.
В конденсате Бозе—Эйнштейна соседи как-то научились договариваться.
Как правило, конденсироваться бозоны заставляет внешнее воздействие. Это можно сделать даже при температуре 300 К, получив например источник фотонов с полушириной 1.2 мэВ (что весьма странно, ведь характерное размытие должно быть хотя бы 26 мэВ). Так же заодно получается сконцентрировать излучение в угле шириной где-то 10 градусов — практически лазер.
пфф, сколько их там в конденсате? хотя бы на полпроцента от числа Авогадро соберется?
А теперь сравните с котом: у него этих чисел Авогадро — ну просто завались.
Просто пока нет конкретных теоретических предпосылок, нет смысла заранее выводить из них следствия. Сначала сотни атомов — это дофига. Потом кот — это дофига. А потом вспоминается, что сверхтекучий гелий и сверхпроводимость являются вариациями БЭК на вполне себе макроскопических масштабах, и даже появляются работы, где описываются БЭК-объекты размером со звезду.

Схлопывание состояния — это постулированный костыль, примотанный к теории синей изолентой вместе с другим костылём под названием «измерение», так что если вместо них под теорию будет подведена внятная база, то я только порадуюсь (хотя, скорее всего, ни слова там не пойму). Но будет ли там участвовать количество атомов, и если да — то в каком виде, пока сложно предугадать. Подход «очевидно же» квантмеху обычно до лампочки.
ээ… эти БЭК-объекты, они такие при комнатной температуре и давлении?

Вода ведь тоже разная в разных внешних условиях, хотя первая ассоциация на вопрос «какая?» будет «мокрая и жидкая».
Странно, что это «постулированный костыль, примотанный к теории синей изолентой вместе с другим костылём»© — я почему-то думал, что он лежит рядом со сверхпроводимостью, которая тоже от материала, температуры и т.д. зависит и тоже «схлопывается».
ээ… эти БЭК-объекты, они такие при комнатной температуре и давлении?
Разумеется, нет. Но в исходном сообщении ни про какие температуры и давления речи не шло, говорилось только про количества частиц, я спорил именно с этим предположением, что «много частиц — обязательно кирдык квантам».

Странно, что это «постулированный костыль, примотанный к теории синей изолентой вместе с другим костылём»© — я почему-то думал, что он лежит рядом со сверхпроводимостью, которая тоже от материала, температуры и т.д. зависит и тоже «схлопывается».
Честно говоря, не уловил связи с моим сообщением. Я говорил о том, что сейчас нет определения термина «измерение» и нет объяснения, почему эта процедура вызывает коллапс волновой функции. Поэтому непонятно, как без этих основ можно рассуждать о том, приводит ли скопление большого числа частиц к самопроизвольному коллапсу или нет. Для начала надо разобраться, наконец, что же это такое и почему он происходит вообще, и только потом можно начинать уточнять условия. Но над этим уже больше века ломают голову лучшие умы.
См. мой ответ над Вашим. 300 К — вполне подходящая температура, есть пара подходящих веществ для этого.
Правда это конденсация не атомов, а поляритонов. И конечно при 20 К лучше выходит, чем при 300 К. Но и при 300 К получается «лазер» с шириной спектра в 2 раза ниже, чем kT = 26 мэВ.
P.S. И там как раз условие «много частиц» = «конденсат»!
Но Фраухигер и Ренер показали, что в одном случае из двенадцати Алиса и Боб получат «да» в одном и том же случае, в результате чего они не согласятся с тем, увидел ли друг Алисы орла или решку.

Вот самое интересное, как всегда, не рассказали, а лишь упомянули в одном предложении. Зато столько воды налили...

Вот да, опять «магическое» 12…
Я как-то писал:
все продвинутые физические теории, начиная с ТО, настолько далеки от «повседневного здравого смысла», что ужас-ужас. Не добавляет оптимизма и их изложение…
Вспоминается показательный пример с книжкой, призванной изложить основы теории струн, где без сколько-либо внятных пояснений утверждалось, что 1+2+3+4+5+...=-1/12.
Я не поленился тогда из любопытства слазить в источник. Ну что сказать, физики в той книжке, похоже, просят поверить им на слово:
One finds that this is the case only for the specific value A = −1, and only if the spacetime dimensionality is precisely D = 26.
We do not wish to spend this much time on light-cone quantization, so we will try to show that the result is plausible without a systematic treatment. We assure the reader that we will obtain the values of A and D honestly
И выражают A через D при помощи суммы расходящегося ряда, объясняя это тем, что в силу каких-то соображений далее могут просто взять и отбросить часть, пропорциональную длине струны…
Скотт Ааронсон как всегда прекрасен на этот счет:
In quantum mechanics, measure or measure not: there is no if you hadn’t measured.
В квантовой механике, измеряй, не измеряй, не существует «если бы» ты не измерил.

Комментарии особенно хороши: собственно Реннер сам пришел и поспорил:)

А еще вот годное описание статьи от арстехники.
Говорят, что частица находится в квантовой суперпозиции, присутствуя во многих местах одновременно.


Что-то мне кажется, что суперпозиция — это когда волновая функция частицы есть линейная комбинация «чистых» решений уравнения Шрёдингера. А присутствие во многих местах — это собственно факт «размазанности вероятности» относительно классической траектории.

К примеру, многомировая интерпретация принимает за чистую монету эволюцию волновой функции

Проблема ещё в том, что под непрерывным воздействием широкого спектра ВФ может эволюционировать буквально каждый момент времени. В таком случае у нас в каждый момент «бросок решает» перейдет ли частица из состояния №1 в №2 или может №3. Так что много миров придется создавать:)

И собственно это я к тому, что классическая система (типа человека), описанная например системой уравнений Гамильтона, может быть рассмотрена как огромное число квантовых частиц, скажем 10^26 атомов, взаимодействующих между собой ЭМ силами. И каждый момент происходит упомянутая выше эволюция, система переходит в новое состояние (или не переходит), правда энергия в целом должна сохраниться.
Жил плотник Чарли Брэттиксон,
Был к алгебре пристрастен он.
И выпилил однажды днем
Куб c отрицательным ребром.
Да, есть над чем подумать тут:
Ребро длиною в минус фут!
Идея здесь весьма остра:
Ничто на фут длинней ребра! [...]
Шесть раз (чему он был не рад)
Наш Чарли спиливал квадрат,
И весь вспотел, поскольку был
Плюс фут в квадрате — каждый спил!..
©Дж. А. Линдон
Люди пытаются применить гуманитарные инструменты к насквозь математической концепции и удивляются, что получается какая-то фигня.
Но ведь может же быть такое, что существуют области знания, в принципе не поддающиеся переводу на естественный язык? Которые можно понять, осмыслить, исследовать и использовать только манипулируя «языком» математики.

А какое отношение эти области тогда будут иметь к физически наблюдаемой реальности? Никто ж не спорит, что, как говорил один наш препод, вложить шестимерный куб в восьмимерное пространство может любой математик, а вот представить это — разве что Анатолий Тимофеевич Фоменко. Но в нашей реальности таких объектов и таких отношений не найдено, а если найдут — то и описание на естественном языке в конечном счёте появится.

«Праджняпарамита, ни речью, ни мыслью невыразимая....»
Искривлённое четырёхмерное пространство-время тоже представить не получается, однако ж, вот, живём в нём.
В нём живут лишь те, кто отождествляет объект изучения — взаимодействие материи и пространства — с описывающей его абстракцией — ОТО. Объект остаётся неизменным, а описывающие его теории меняются. Вот ждём квантовую теорию гравитации, она наверняка раскроет природу этого явления, и тогда будем лучше представлять, в каком пространстве, в какой среде мы живём.
Приспособят к чему-нибудь, дайте время. Вон, комплексные числа сначала простым фокусом считались, а сейчас ими цепи переменного тока считают. Многомерные пространства давно используют для преставления связанных массивов независимых величин. И между прочим, в быту шестимерный куб в восьмимерном пространстве — это ещё цветочки. В обонятельном органе человека, например, около 350 независимых рецепторных белков, и можно сказать, что просто принюхиваясь к запаху котлеток на кухне мы пытаемся определить координаты многомерной зоны в 350-мерном пространстве.
квантовые компьютеры могли бы провести такой странный эксперимент и, теоретически, найти различия между разными интерпретациями квантовой физики

Почему «теоретически»? Каких именно возможностей существующих КК не хватает для этого?
Гуманитарных. С математической точки зрения никаких проблем нет, формулы и расчёты работают. Предложенный эксперимент из серии «что произойдёт, если всесокрушающее ядро врежется в несокрушимый столб», для которого тоже всё как-то не хватает достигнутых наукой возможностей: то ядра слабоваты, то столбы хиловаты…
Заметьте, что в вышеописанном опыте предполагается переводить в состояние суперпозиции наблюдателя. Тогда как те интерпретации, которые предполагается проверять, создавались в предположении, что система состоит из квантового объекта и «классического» наблюдателя, для которого квантовые эффекты пренебрежимо малы. Конечно, они не работали и не будут работать, если наблюдатель тоже становится квантовым и подвержен всем тем же эффектам.
Конечно, они не работали и не будут работать, если наблюдатель тоже становится квантовым и подвержен всем тем же эффектам.

Но ведь это именно аргумент в статье: наблюдатель там квантовый, описывается волновой функцией и тд. Единственное, что он может сам производить некоторые вычисления (т.е это должен быть квантовый компьютер по факту).
А как же декогеренция? Основная помеха для развития кв. компов) Существует целая теория на это счет. Многое объясняет, и позволяет сделать выбор в пользу вероятностной модели (копенгаген. интерпретации) КМ, и механизма ее связи с классической реальностью. Цитата из англ. вики:
Decoherence does not claim to provide a mechanism for the actual wave-function collapse; rather it puts forth a reasonable mechanism for the appearance of wave-function collapse. The quantum nature of the system is simply «leaked» into the environment so that a total superposition of the wave function still exists, but exists — at least for all practical purposes[27] — beyond the realm of measurement.[28] Of course, by definition, the claim that a merged but unmeasurable wave function still exists cannot be proven experimentally. Decoherence explains why a quantum system begins to obey classical probability rules after interacting with its environment (due to the suppression of the interference terms when applying Born's probability rules to the system).
В соответствии с этим в макроскопической реальности можно найти прообразы волновой функции, ее коллапса, и даже соотношений неопределенности. Декогеренция также хорошо согласуется с синергетическим подходом к объяснению взаимосвязи описания квантового и классического уровня реальности. Хотя они связаны принципом соответствия Бора, практически описать макроскопические системы с помощью законов КМ не представляется возможным, из-за вычислительных сложностей (хотя имеются некоторые исключения). Эта ситуация напоминает ситуацию с классической статфизикой, с описанием, к примеру, поведения газа в сосуде. Даже с простой моделью молекул газа, как упругих шариков, с использованием законов классической механики (идеальный газ), в случае, когда частиц в сосуде много. Происхождение макроскопических параметров системы, таких как давление понятно, и выводится из стат. распределения свойств молекул, однако непосредственно расчитаны, из-за вычислительных сложностей, не могут быть. Другой пример — свойства нейронов головного мозга, их взаимосвязи, хотя и изучены достаточно подробно, не позволяют с помощью моделирования описать такие свойства целостного мозга, как мышление, из-за вычислительных трудностей, связанных с большим числом нейронов и их взаимосвязей. Хотя такие проекты развиваются. Возможно ансамблевый подход, как в статфизике, также позволит в модельных нейросетях прояснить некоторые механизмы работы мозга.
Авторов интересует наиболее фундаментальный вопрос об интерпертациях, декогеренция — все таки уход от идеального случая. В конце концов, декогеренция — просто уход квантовой информации в недоступные для измерения степени свободы окружающего мира.
практически описать макроскопические системы с помощью законов КМ не представляется возможным

Что я могу сказать по поводу такого утверждения. Описать макроскопическую системы мы можем как с помощью классического уравнения, так и с помощью квантового. Решение же задачи типа «5 частиц взаимодействуют за счет ЭМ сил» (записанное в виде уравнения из предыдущего предложения) скорее всего невозможно ни в классической механике, ни в квантовой. Можем для квантовой задачи (ур-е Ш-ра) сделать приближение к классической механике (ур-ие Гамильтона-Якоби), а можем — на 1 порядок сложнее по параметру h-приведенное (смотрите последний пункт по этой ссылке).
Точное решение этого уравнения (я имею в виду это, а точнее — разложение большей точности S = S1 + h*S2 + h^2*S3) мы вероятно не получим даже для взаимодействия 2 тел.
Решение же задачи типа «5 частиц взаимодействуют за счет ЭМ сил» (записанное в виде уравнения из предыдущего предложения) скорее всего невозможно ни в классической механике, ни в квантовой.
Вероятно, если не удается решить классическую задачу трех и более тел, что говорить про квантовую область… только различные приближения, для специальных случаев и условий. Но есть надежда, что нейросети в перспективе помогут в решении этой задачи. Каким образом? Путем подсматривания у природы) Она решает любые задачи, на всех уровнях, для любого числа тел) Нужно только зафиксировать этот процесс, оцифровать, и произвести обучение нейросети. На вход подавать информацию о взаимодействии N тел или частиц в момент Ti, и предсказывать их результат в момент Ti+1, используя рассоглосование, как критерий обучения. Есть надежда, что сеть построит глобальную аппроксимацию задачи, и позволит делать предсказания для произвольных случаев. Как то же нейросеть мозга решает подобные задачи, пусть не напрямую, но для куда более сложных объектов и условий. Что может природа, сможет и человек повторить, с пользой для себя)
Я наблюдаю какой-то дурдом. Статья переведена криво, но и исходный текст ни а чом. Такое впечатление, что те кто пишут про кванттвую механику, только делают вид, что в ней разбираются. И несут ахинею, играя словами, получая псевдонаучный текст. И находятся люди, которые этот словесный понос переводят. И паходятся люди, которые эту прверхностную бессмысоицу на полном серьезе обсуждают.
Ну научная статья-то совсем не ахинея. Я вам поставил минус, подумав, что вы имели ввиду научную статью, а потом понял, что, наверное, вы говорили про оригинал на QuantaMagazin, и он и правда плох. Так что если вы про quantamagazin, прошу прощения…
В понимании крайне запутанного изложения условий парадокса вставки фотографий и фактов биографии неких людей не очень помогают. Но, кажется, это такой современный тренд.
Проведите мысленный эксперимент: бросайте монетки размером с кольцо сатурна таким образом чтобы они врашались например вокруг оси перпендикулярной направлению броска и проходящей через центр монетки. Вроде бы не сложно? Теперь на пути монеток поставьте экран размером в тысячу радиусов солнечной системы и массой в миллиард монеток с прорезанными в нем двумя щелями шириной в орбиту сатурна а за ним экран и понаблюдайте точки столкновения монеток… Я думаю вы получите картину похожую на прохождение волны. И создадите теорию опирающуюся на такое сходство. Из этой теории вы сделаете вывад что монетка это волна))) а она тчердое металлическое тело (просто гравитация первого экрана существенно будет зависеть от положения монетки в момент прохождения через щель
Мы создадим такой потенциал U = U (r,t), что с точностью до орбиты Сатурна легко направим нашу «монетку».
По крайней мере — пока не остановим импульс монеток по оси «вдоль щели» по величины h/(ширину щели).
Источник электромагнитного поля для такого эксперимента будет занимать места в лабратории размером с видимую часть вселенной — не больше чем занимал места источник энергии в лаборатории Резерфорда. Мысленно — легко
Я говорю о том, что крупномасштабные «монетки» в любом случае будут хорошо описываться классической механикой (например — уравнение Гамильтона-Якоби).
Классическая траектория длиной в «1000 длин орбиты Сатурна» для «монетки» скажем массой 1/1000 массы Сатурна будет очень слабо отличаться от реальной (описанной квантовой механикой). Но если мы «охладим» наш Сатурн (в смысле монетку) до импульса h/2/pi*4/«длину орбиты» (видимо учитываем только проекцию по направлению текущей касательной), то придется описывать макросистему «Монетка + Солнце» законами квантовой механики.
Ошибка в том что вы представляете себе монетку трехмерную (диаметр и толщина сопоставимые) а монетка диаметра и толщины кольца сатурна в космических масштабах двумерный объект и классическая механика его не опишет (надо оторваться от заблуждения о том что элементарные частицы — трехмерные шарики. Тогда найдется объяснение всем «парадоксам») двухмерные объекты в трехмерном пространстве
Двумерный, следовательно — безмассовый, следовательно — движется, как фотон, со скоростью света, я правильно понял Вашу логику?
Масса есть но она зависит от положения монетки относительно наблюдателя и меняется колебательно(если например монетка вращантся. Но возможно она непрерывно колеблется между 2мерным и 1мерным состоянием- вытягивается в иголочку и расплющивается тся в монетку- и так практически вечно сохраняя энергию) классическая и квантовая механика помирятся когда физики оторвутся от заблуждения о существовании абсолютного порога между микро и макро размерами, и применят опыт математиков в описании бесконечно малых и бесконечно больших величин
Я согласен с тем, что нельзя описать «монетку диаметром с кольца Сатурна» как точечный объект. Если Вы пытаетесь сослаться на какую-то идею про «очень тонкий диск», то и тут есть разумные ограничения применимости классической теории. Например — мы не сможем описать диск из арсенида галлия толщиной 56.53 нм законом Ома. Особенно — если охладим до такой температуры, что длина волны де Бройля электрона (с учетом эффективной массы) достигнет 2/3 толщины диска.
По поводу понятия «очень большая система частиц плохо описывается классической механикой» — вполне возможно. Даже если классическая траектория каждой частицы имеет длину 100 длин де Бройля, описание системы из 10 тысяч частиц может давать нарастающие ошибки. Условно говоря — мы описываем наиболее вероятную траекторию, но она — 1 из 10 тысяч с вероятностью лишь 1/500.
Не предлагаю описывать классической механикой траектории миллиардов частиц льда в кольце сатурна. Я о другом: если сгрести частицы кольца сатурна в шарик размером с меркурий то его траекторию опишет классическая механика, а если растянуть в двухмерный объект и крутить то его траекторию опишет квантовая механика.
Я не представляю, что конкретно даст Вам тонкий лист из атомов. Вот траекторию «движения» электронов в направлении «поперек листа» опишет квантовая механика. Ну и если начинать охлаждать часть из них до температуры низкой, то у частиц с энергией свыше «Энергия Ферми + 10 kT» будет вполне классическое распределение Максвелла-Больцмана. А вот на уровне энергии частиц [0; EF + 2.15 kT] будет квантовый характер, для описания которого нужно брать распределение Ферми-Дирака.
Если частицы просто крутятся по траекториям на порядки длиннее длины волны д.Б., то не выйдет ничего посчитать по квантовой механике.
Распределение Максвелла-Больцмана это частный случай (одномерная проекция или описание одномерных объектов в одномерном пространстве) я о большем: о проблеме тупика в развитии физики (разделение по тупиковым коридорам механики круглых шариков и механики волн). Объединяющая теория всего должна опираться на понимание того, что все круглые шарики при близком рассмотрении состоят из не трехмерных элементарных частиц (областей колебания размерности не-трехмерного сжатия и (или) растяжения в трехмерном пространстве) <img src="https://goo.gl/images/66xdbt" alt="image"/>image
Максвелла-Больцмана — это приближение Ферми-Дирака или Бозе-Эйнштейна. Вот оно для размерностей D = 1-3 не имеет особых отличий, там работает = D/2*kT.
Не нравится 3 измерения — можете попробовать доказать фальсифицируемость теории струн (там 5 вариантов есть).
Все эти распределения это проекции синусоиды
  1. Во-первых, Алиса измеряет лабораторию с рандомайзером в базисе, в котором рандомайзер находится в состоянии суперпозиции (то есть, Алиса не знает, что происходит в лаборатории после того, как туда заглянет). Что, в общем-то делает все дальнейшие рассуждения бессмысленными, т.к. Алиса и Боб просто не могут вести рассуждения в том стиле, в котором это описано в статье.
  2. Сам физический смысл подобного измерения заключается в том, что Алиса заглядывает в лабу и видит монетку, которая одновременно и орлом и решкой. Это посылка, которую делают авторы статьи. Т.о., их посылка сразу противоречит одному из принципов, которые они рассматривают: "Finally, (S) is the requirement that, from the viewpoint of an agent who carries out a particular measurement, this measurement has one single outcome.". Ну просто бы сказали, что S ложно, потому что так по условию эксперимента (и то, что S в квантмехе ложно, и так все знают прекрасно, в этом смысл квантмеха). Зачем огород городить?

Парадокса никакого нет, можно расходиться.

Sign up to leave a comment.

Articles