?

Log in

No account? Create an account

eslitak

Previous Entry Поделиться Next Entry
11:46 pm: Квантовый ликбез - 2. Первый постулат.
Начало здесь:

Квантовый ликбез - 1. Нулевой постулат.

Продолжаем.

Постулат 1.

В квантовой реальности одновременно существует бесконечное количество вариантов будущего. В классической реальности реализуется один и только один из этих вариантов.



Для разъяснения постулата воспользуемся опять методом аналогий. Рассмотрим простейшую карточную игру: игрок наугад вытягивает одну карту из колоды. Для определённости условимся, что это стандартная колода для "дурака" - 36 карт. Эту игру (не «дурака», в смысле, а вытягивание карты из колоды) можно чётко разделить на два этапа: первый - до вытягивания карты, второй - после. Так вот, на первом этапе, пока игрок не вытянул карту, одновременно существуют 36 вариантов будущего. На втором этапе реализуется один и только один вариант, допустим, выпадает дама пик. В нашем примере первый этап - это аналог квантовой реальности. Второй этап - это аналог классической реальности. Но все аналогии, как известно, хромают, и наша – не исключение. Сейчас мы попробуем эту "хромоту" вылечить.

Во-первых, в колоде всего 36 "вариантов будущего", а мы постулировали, что в квантовой реальности бесконечное количество вариантов. Это не проблема, мы можем представить себе колоду с любым, в том числе и бесконечным количеством карт. Конечно,  в классическую реальность такая бесконечная колода попросту «не влезет», но вообразить её нам ничто не мешает. Вот и вообразим, что в квантовой реальности количество вариантов бесконечно.

Во-вторых, в такой карточной игре каждый вариант представлен осязаемым физическим носителем: одной из карт в колоде. Мы так и можем говорить: на первом этапе игры объективно существуют варианты: игрок вытянет семёрку бубен, даму пик, туза червей и так далее. Они действительно существуют, потому что в колоде есть такие карты, каждую из которых мы можем увидеть, пощупать, взвесить, измерить и даже сфотографировать для отчёта. В квантовой реальности "колода" вариантов тоже существует. А в классической реальности существует возможность "вытянуть" из этой квантовой "колоды" единственный вариант. Но "пощупать" варианты в квантовой реальности, как мы "щупали" карты на первом этапе игры, нет никакой возможности. Именно про это был нулевой постулат: объекты квантовой реальности наблюдать невозможно.

Теперь мы можем переосмыслить постулат 1 так: варианты будущего - это физические объекты квантовой реальности. Выделено, потому что это ключевой момент для дальнейшего проникновения в тему. Понимаю, представить себе, что такая абстракция, как вариант будущего, может быть конкретным физическим объектом - это непривычно, а поэтому трудно.  Но вернёмся к нашей карточной аналогии (мы вернёмся к ней ещё не раз): в ней знак равенства между вариантами и объектами – картами в колоде – ставится легко и непринуждённо, потому что, повторяю, здесь у каждого варианта имеется конкретный физический носитель. Так считайте, что в квантовой реальности такая же картина: там существуют физические объекты – носители вариантов будущего. Только из нашей классической реальности наблюдать эти объекты невозможно, согласно нулевому постулату. Зато можно наблюдать следствия существования этих объектов - носителей вариантов, и по результатам этих наблюдений "вычислять" их физические свойства.

Наверное, не все готовы принять идею о том, что вариант будущего является реальным (пусть только в квантовой реальности) физическим объектом. Хорошо, для тех, кто не готов, я могу предложить немного другую картину. Если вы вообще читаете этот текст, то вы, конечно, уже интересовались квантовой физикой. И наверняка слышали о виртуальных частицах. Например, физики любят утверждать, что вакуум просто кишит виртуальными частицами. С точки зрения современной науки, они как раз и являются физическими объектами, обитающими только в квантовой реальности. Наблюдать их невозможно, можно только догадываться об их наличии по некоторым наблюдаемым эффектам. Так вот, одну частицу, наблюдаемую в классической реальности (например, оставляющую след на фотопластинке), можно рассматривать как объект, представляющий собой совокупность бесконечного множества виртуальных частиц в квантовой реальности. Аналогично тому, как наша игральная колода является совокупностью некоторого количества игральных карт. Теперь примем версию, что каждая виртуальная частица несёт в себе один вариант будущего реальной частицы, и готово: проблема физических носителей для вариантов решена.

Ладно, существуют ли варианты как самодостаточные физические объекты квантовой реальности, или они привязаны к виртуальным частицам – не суть важно. Как бы то ни было, «виртуальный» - подходящее слово. Дальше квантовые варианты будущего я так и буду называть – виртуальные варианты.

Ещё я попрошу обратить внимание вот на какую вещь. В модельной карточной игре мы выделяли два этапа: до вытягивания карты, когда существует 36 «виртуальных» (тут кавычки обязательны) вариантов, и после – когда остаётся только один реализовавшийся вариант. Э, секундочку, «реализовавшийся вариант» - это очень длинно и неблагозвучно. Давайте называть его просто «результат». Так вот, и в опытах с квантовыми объектами, то есть, с объектами, проявляющими квантовые свойства, мы выделим два этапа: до измерения и после измерения. Будем считать, что до измерения такой объект существует как совокупность разных виртуальных (тут без кавычек) вариантов. Например, если мы намерены измерять координаты квантового объекта, то мы рассматриваем его как совокупность различных виртуальных положений в пространстве. Те, кому понравилась концепция виртуальных частиц – носителей вариантов, могут считать квантовый объект совокупностью виртуальных объектов, каждый из которых имеет своё собственное положение в пространстве.   А после измерения классической реальностью становится один единственный вариант, он же результат: объект «обретает» единственное определённое (с точностью, которую может обеспечить измерительный прибор) и вовсе не виртуальное положение в пространстве. Это сильно упрощённая картина, но сейчас нам пока не до тонкостей. Важно выделить тот факт, что до измерения существует бесконечное множество вариантов будущего результата, а после измерения в настоящем один из этих вариантов превращается в результат и становится прошлым классической реальности. Все остальные виртуальные варианты, которые были до измерения, перестают существовать. Немного забегая вперёд, скажем: такой переход от множества вариантов к одному результату в момент измерения называют квантовым скачком, редукцией или ещё коллапсом волновой функции.  

В популярных статьях по квантовой механике можно встретить примерно такую фразу: квантовый объект может находиться одновременно в нескольких состояниях. Например, говорят, что электрон может существовать во всех точках пространства одновременно. Более того, ходят слухи, что знаменитый кот Шрейдингера может быть одновременно и живым, и дохлым. С точки зрения "здравого смысла" такие утверждения выглядят абсурдно. Но теперь, если первый постулат смог уместиться в вашей голове, вам должно быть понятно, о чём идет речь. На самом деле существует только одно квантовое состояние объекта. Но это квантовое состояние представляет собой совокупность различных виртуальных вариантов будущего классического состояния.

Кстати, об электроне и коте Шрейдингера. Возможность существования электрона в квантовом состоянии – это, как говориться, «медицинский факт». Может ли существовать в квантовом состоянии кот – «науке это не известно». Достоверно установлено, что чем меньше масса объекта, тем заметнее его квантовые свойства. Однако, где проходит граница, после которой объект полностью теряет квантовые свойства и становится чисто классическим, и есть ли такая граница вообще – этот вопрос висит в воздухе и ждёт ответа. Так что, если кому нужна Нобелевская премия – у вас есть шанс J

Продолжение


Tags: ,

Comments

[User Picture]
From:levyi_botinok
Date:Август 1, 2012 08:14 am
(Link)
Похоже, пока я единственный, кого "зацепило". :)
Неплохой подход. Говорить о его правомерности или неправомерности невозможно. Можно только говорить "нравится-не нравится".
Мне не очень нравится. Ну это просто потому, что у меня в голове это утрамбовано несколько иначе.
В данной главе мне меньше всего нравится качественное разделение состояний на "до измерения" и "после измерения", как "квантового" и "классического".
В "моей упаковке" после измерения - такое же "квантовое" состояние, только другое (с другим набором возможных реализаций при последующих взаимодействиях).
Рассмотрение квантового состояния, как совокупности виртуальных частиц тоже не кажется мне удачным. Потом Вам будет сложно объяснять про "настоящие" виртуальные частицы, проживающие на крошечной территории принципа неопределенности.
Мне больше нравится подход нелокальности, "размазанности объекта в пространстве и времени". Наверняка он не лишен недостатков (взаимодействия обычно считаются между точечными объектами, но вроде там не было непреодолимых противоречий).
Несколько отдельно стоящая "проблема" - принцип суперпозиции квантовых состояний. Я бы ее не смешивал с пониманием "вероятностности" любого состояния.

Еще мне кажется, если Вы пишете для людей интересующихся, но с минимальным стартовым уровнем, стоит с самого начала опираться на конкретные примеры. И тут я бы чаще употреблял состояние электрона в атоме, а не спиновое состояние частицы (похоже, Вы молча тяготеете к примерам из тех разборок со связанностью частиц)
Ну и главное, как в прошлый раз - заголовок. Я бы не говорил что-то типа "будущее существует в реальности". Вряд ли это упрощает понимание.
Да, про "где граница квантовых свойств" - это был мне допвопрос от Пети Брауна при сдаче квантов, с которым я к позору не справился, получив 4 балла. Я мямлил про квант действия, а "правильный ответ" был "соизмеримость рельефа внешнего потенциала и длины волны квантового объекта". То есть, как в студенческие годы, можно прикинуть некоторую отличную от нуля вероятность, что кот, брошенный в стенку, проскочит насквозь. Длина волны кота легко считается (экспоненциальный спад от начала барьера), толщина стенки известна. Будете писать учебник - замените кота на утюг или чародея во избежание... Студенты разные бывают.
[User Picture]
From:eslitak
Date:Август 1, 2012 05:20 pm
(Link)
> В данной главе мне меньше всего нравится качественное разделение состояний на "до измерения" и "после измерения", как "квантового" и "классического".
В "моей упаковке" после измерения - такое же "квантовое" состояние, только другое (с другим набором возможных реализаций при последующих взаимодействиях).

В "моей упаковке" - аналогично. Просто я старался максимально упостить картину, и, видимо, перестарался до искажения. Поправил, спасибо за замечание.

> Рассмотрение квантового состояния, как совокупности виртуальных частиц тоже не кажется мне удачным.

Мне тоже, но надо ведь как-то "материализовать духов" :)

> Мне больше нравится подход нелокальности, "размазанности объекта в пространстве и времени"

ПО-моему, размазанность объекта в пространстве не мыслится иначе как нахождение некоего малого (бесконечно малого) "кусочка" объекта в каждой точке пространства. Те же виртуальные частицы, "только сбоку". Опять же, "размазанность" плохо сочетается с "точечностью" наблюдения. Получается, что в момент наблюдения, например, электрона, его "слизень" мгновенно собирается в одну точку. Нет, идея одновременного сосуществования виртуальных "судеб" объекта мне кажется более красивой. Вобщем-то, это разновидность многомировой интерпретации. С той разницей, что множество миров существует только в квантовой реальности. Считать, что каждый из возможных миров РЕАЛИЗУЕТСЯ для своего наблюдателя - это слишком радикально, по-моему.
[User Picture]
From:levyi_botinok
Date:Август 1, 2012 05:52 pm
(Link)
Дело, конечно, хозяйское.
Мне сложнее представить взаимодействие между "вариантами будущего" в разных щелях, чем схлопывание "слизня" (не такое уж, кстати, и мгновенное)
[User Picture]
From:yoginka
Date:Февраль 14, 2014 03:28 am
(Link)
//ПО-моему, размазанность объекта в пространстве не мыслится иначе как нахождение некоего малого (бесконечно малого) "кусочка" объекта в каждой точке пространства. //
- Мне кажется, можно это представить и иначе: объект с бешеной скоростью "выплясывает" довольно сложный танец. А характер "пируэтов" как раз и отвечает за вероятности различных результатов измерений. Иначе говоря, разным векторам состояния объекта соответствуют разные "танцы". Это на первый взгляд попахивает детерминизмом, но, во-первых, на недоступном для наблюдения уровне, поэтому реально детерминизма не возникает, а, во-вторых, и сам танец не обязан быть полностью детерминированным.

Не претендую, что в этой аналогии нет дыр, но мне именно она помогает. А возникла она, когда пыталась представить процесс измерения спина электрона с помощью магнитного поля. Сразу возникла картина такой "живой" вибрирующей сущности с прецессирующим спином, а ее вдруг магнитным полем накрыло. Пришлось побыстрее "закруглиться" и вытянуть спин "по струнке" в указанном направлении и замереть так, отдав энергию "танца" в виде излучившегося фотона. Интересно, что время, требующееся на этот процесс (время до излучения фотона), не определено точно, но есть некое время, аналогичное периоду полураспада. Если я что-то не путаю, то этот "период полураспада" одинаковый для электронов с одинаковым вектором состоянием при фиксированном расположении магнитов, но удлинняется при ослаблении магнитного поля и укорачивается при усилении. И это тоже согласуется с аналогией "танца". Одинаковое состояние - одинаковый танец, но "стадии танца", на которых оказались разные электроны в момент попадания в магнитное поле, могут быть разные, поэтому для каждого требуется свое время для перехода в навязанное полем положение. Отсюда и "период полураспада" вместо точного времени. Ну и интуитивно понятно, что чем сильнее магнитное поле, тем быстрее такой переход осуществляется.
[User Picture]
From:eslitak
Date:Февраль 14, 2014 04:33 pm
(Link)
Этот "танец" кажется довольно наглядным, пока мы рассматриваем только один параметр, например, координату частицы. Но что-то не могу представить себе "парный танец" двух параметров, особенно связанных между собой соотношением неопределённости. Или вот спин взять. Статистика измерений момента импульса для каждого направления различна. Это надо понимать как бесконечное количество квантовых танцев в одном электроне, или как?

[User Picture]
From:yoginka
Date:Февраль 14, 2014 05:03 pm
(Link)
Я сама призналась выше, что в этой аналогии есть дыры :) Какой спрос с аналогии? Все они несовершенны. Но она мне больше нравится, чем просто размазанность в пространстве, которая не дает таких наглядных аналогов разным аспектам поведения частицы.

А когда несколько объектов или когда для одного объекта больше двух различных базисных состояний (размерность пространства состояний системы > 2), то воображение уже не помогает, аналогия с танцами выходит за рамки наглядности. Остается только "заткнуться и вычислять" :)
[User Picture]
From:eslitak
Date:Август 1, 2012 05:29 pm
(Link)
> Еще мне кажется, если Вы пишете для людей интересующихся, но с минимальным стартовым уровнем, стоит с самого начала опираться на конкретные примеры.

Я всё-таки нацелен больше на читателя, который знаком с темой хотя бы на самом популярном уровне и слышал про знаменитые опыты типа двухщелевого эксперимента.

> И тут я бы чаще употреблял состояние электрона в атоме, а не спиновое состояние частицы (похоже, Вы молча тяготеете к примерам из тех разборок со связанностью частиц)

Э... Кажется в этом тексте я пока не трогал спин. Впрочем, Вы угадали, квантовая запутанность меня "вставляет" :)

[User Picture]
From:fiviol
Date:Август 1, 2012 12:36 pm
(Link)
Пропустил первую часть.
Спасибо!
[User Picture]
From:eslitak
Date:Август 1, 2012 05:21 pm
(Link)
:)
[User Picture]
From:freethinkerry
Date:Сентябрь 9, 2012 05:28 pm
(Link)
Я нашёл один интересный образ, напоминающий кота это Хель из германской мифологии. У неё одна часть тела живая, а другая мёртвая.
From:markdvoress
Date:Февраль 7, 2017 12:06 am
(Link)
В поисках ликбеза по квантовым компьютерам наткнулся на ваш блог и показалось, что здесь я могу получить доходчивую информацию. Начал сначала, но, увы, с самого же начала наткнулся на обычные вещи, с которыми трудно согласиться.
Если позволите, я спрошу.
Цитата:
“физики любят утверждать, что вакуум просто кишит виртуальными частицами. С точки зрения современной науки, они как раз и являются физическими объектами, обитающими только в квантовой реальности. Наблюдать их невозможно, можно только догадываться об их наличии по некоторым наблюдаемым эффектам.”
Вам не кажется, что любой физический объект нашей обычной реальности можно наблюдать точно также, а именно “по некоторым наблюдаемым эффектам”, а именно, например, за счет эффекта отражения света от его поверхности, который, попадая на сетчатку глаза, производит там определенные физиологические изменения… И т.д.
Очень прошу понять меня правильно. Моя задача не в том, чтобы морочить вам голову демагогией и тролить на вашем блоге. Я действительно не могу понять, почему вы считаете, что квантовые объекты особые - виртуальные, потому что их нельзя наблюдать напрямую, а какие-нибудь вирусы или далекие галактики, которые тоже напрямую не наблюдаются, являются обычными объектами физического мира?
Проблема состоит в том, что как только вы выделяете эти объекты в особый класс, то у вас сразу появляется возможность приписывать им некоторые ненаблюдаемые свойства, просто в силу их особенности.
Очень надеюсь, что если вы все еще читаете комментарии к этой странице, то вы не сочтете меня за сумасшедшего и найдете время для ответа.
Спасибо.
[User Picture]
From:eslitak
Date:Февраль 7, 2017 06:33 pm

Ответ - часть 1

(Link)
Вам спасибо за интерес и чётко сформулированные вопросы. Попытаюсь ответить.

> В поисках ликбеза по квантовым компьютерам наткнулся на ваш блог и показалось, что здесь я могу получить доходчивую информацию. Начал сначала, но, увы, с самого же начала наткнулся на обычные вещи, с которыми трудно согласиться.

Прошу обратить внимание на заголовок. Постулат - эта не та вещь, которая может быть доходчивой или не доходчивой. Вы либо принимаете его, как есть, либо отвергаете. Если Вы принципиально отвергаете квантовые постулаты, то оставьте надежду разобраться с квантовыми компьютерами :)

> Вам не кажется, что любой физический объект нашей обычной реальности можно наблюдать точно также, а именно “по некоторым наблюдаемым эффектам”, а именно, например, за счет эффекта отражения света от его поверхности, который, попадая на сетчатку глаза, производит там определенные физиологические изменения… И т.д.

Всё верно, _только_ по результатам наблюдений мы и делаем вывод о существовании объекта. Вот, например, Вы видите стакан на столе, я его тоже вижу и кто-то третий подтверждает, что видит. По результатам этих совпадающих _субъективных_ наблюдений мы делаем вывод: на столе _объективно_ стоит стакан. Но почему, собственно? Факт заключается лишь в том, что результаты наших наблюдений совпадают. А вся "объективность" - это не более чем наше соглашение о том, что если результаты различных наблюдений совпадают, то существует некий не зависящий от наблюдателя объект, который эти результаты порождает. Вот мы с Вами, допустим, это принимаем. Но другой не принимает, и попросит: "а объясните доходчиво, как из факта совпадающих наблюдений стакана следует вывод об объективном существовании стакана". Таким вопросом, согласитесь, он поставит нас в тупик. Потому что действительно, никак не следует, это всего лишь предположение, с которым мы оба согласны, тоже своего рода постулат.

Вот и Вы также ставите меня в тупик своим несогласием с первым постулатом. Я не могу его "доходчиво" объяснить, но предлагаю принять, как данность. Если соглашаетесь - то дальше я уже могу поработать над доходчивостью объяснения следствий из этого постулата. Если же не соглашаетесь, ну извините тогда :)

_Очень прошу понять меня правильно. Моя задача не в том, чтобы морочить вам голову демагогией и тролить на вашем блоге. Я действительно не могу понять, почему вы считаете, что квантовые объекты особые - виртуальные, потому что их нельзя наблюдать напрямую, а какие-нибудь вирусы или далекие галактики, которые тоже напрямую не наблюдаются, являются обычными объектами физического мира?

Я так не считаю, конечно же. Концепция, которую я здесь излагаю, как раз хороша тем, что она не делит физические объекты на "обычные" и "необычные" - все объекты существуют только в квантовой реальности. В классической же реальности проявляется лишь некоторые свойства объектов, которые мы можем воспринять как результаты наблюдений.

Другой вопрос, что некоторые объекты обеспечивают однозначность результатов будущих наблюдений, как тот же стакан на столе. А другие объекты, как, например, электрон или фотон, такой однозначности в общем случае не обеспечивают. Другими словами, стакан имеет только одну реализуемую классическую перспективу - быть обнаруженным на столе. При условии, конечно, что в "судьбу" стакана не вмешается какая-то внешняя сила, например, запрыгнувшая на стол кошка. А у электрона даже без всякого вмешательства извне этих реализуемых перспектив может быть от одной (как у стакана!) до бесконечности, каждая со своей вероятностью реализации.

[User Picture]
From:eslitak
Date:Февраль 7, 2017 06:34 pm
(Link)
Это продолжение ответа, в один комент не влезло.

> Проблема состоит в том, что как только вы выделяете эти объекты в особый класс, то у вас сразу появляется возможность приписывать им некоторые ненаблюдаемые свойства, просто в силу их особенности.

Нет никакого особого класса, повторяю. В особые классы я выделяю не объекты, а их физические свойства. Есть, действительно, наблюдаемые свойства, такие как масса, размер и т.п. Но есть и ненаблюдаемые, которые сами по себе не проявляются в классическом мире, но "управляют" вероятностями реализации тех или иных перспектив. Например, такое ненаблюдаемое свойство, как амплитуда вероятности (если Вы интересовались квантовой механикой, то понимаете, о чём речь), считается объективно существующей физической величиной. Это тоже предмет соглашения физиков всего лишь, да. Но только те, кто с ним согласен, могут делать какие-то реальные расчёты в квантовой механике. А если кто-то не согласен - пусть предложит альтернативу.

Однако, традиционные изложения квантовой механики предлагают принять амплитуду вероятности как "базовую" данность. Я же здесь пытался, как мог, объяснить физический смысл этой принципиально ненаблюдаемой, но объективно существующей физической величины. И первый шаг к этому объяснению именно такой: любой объект в квантовой реальности представляет собой совокупность бесконечно числа различных виртульных классических состояний.

Попробую пояснить ещё на примере того же стакана. Классический подход: на столе стоит единственный незыблемый стакан, а наши наблюдений являются следствием этого единственно состояния. Я предлагаю другой подход. В квантовой реальности, утверждаю я, существует бесконечное количество виртуальных состояний - положений в пространстве этого единственного наблюдаемого стакана. Виртуальные "прототипы" стакана и на столе, и на полу, и на стене, и на потолке и на орбите Плутона и вообще где угодно. Каждое _текущее_ виртуальное состояние несёт в себе соответствующую _будущую_ перспективу наблюдать стакан в том или ином месте. В свою очередь, каждый акт наблюдения вызывает реализацию одной из этих виртуальных перспектив в классической реальности. Причём, выбор состояния для реализации абсолютно случайный. Другое дело, что вероятность реализации у разных перспектив различна. Для единственной перспективы "стакан на столе" она равна единице, для прочих перспектив она равна нулю. Поэтому при наблюдении всегда реализуется только одна перспектива: стакан на столе. Поэтому же мы ошибочно думаем, что текущее состояние стакана только одно.

Почему ошибочно? Потому что для объектов субатомных размеров и масс логика единственности состояния (и перспективы) не работает. Например, свободный электрон не имеет определённого положения в пространстве и может быть при наблюдении обнаружен где угодно. Традиционно физики пытаются объяснить физический смысл этого странного явления так: до измерения электрон как бы и находится нигде, и вместе с тем находится во всех точках пространства одновременно. Такое объяснение, я полагаю, лишь запутывает мозги интересующихся, и предлагаю другое. Я утверждаю, что объект, который мы наблюдаем как одиночную частицу в конкретной точке пространства, в квантовой реальности представляет собой совокупность бесконечного множества виртуальных частиц, у каждой - своё положение в пространстве. При наблюдении реализуется лишь одно из этих положений, типа того как при выпадании шара из лототрона "спортлото" реализуется только один номер. Но какое именно виртуальное состояние реализуется - это не предопределено.

Эта квантовая логика универсальна, она работает и для электронов, и для стаканов. Разница, повторяю, лишь в том, что у стакана только одна перспектива имеет ненулевую вероятность реализации, а у свободного электрона таких реализуемых перспектив превеликое множество.

Таким образом, разница, по сути дела, заключается только в функции распределения вероятности реализации по перспективам. А так, в принципе, все объекты "устроены" одинаково.

Ну разве ж это не доходчиво? ;)
From:markdvoress
Date:Февраль 7, 2017 08:49 pm
(Link)
Михаил, если позволите, буду называть вас по имени.
Большое спасибо за ответ. Не ожидал получить никакого, а получил такой большой и развернутый. Спасибо.
Кое что прояснилось, но кое что все-таки вызывает вопросы и несогласие.
“Постулат - эта не та вещь, которая может быть доходчивой или не доходчивой. Вы либо принимаете его, как есть, либо отвергаете. Если Вы принципиально отвергаете квантовые постулаты, то оставьте надежду разобраться с квантовыми компьютерами :) “
Я все-таки думаю, что постулат - эта вещь, которая должна быть если не очевидной, то опираться на понятную, наблюдаемую реальность. Классический заезженный пример - постулаты евклидовой геометрии, которые опирались изначально на очевидные представления о плоской земле и прямых линиях, кои, как я понимаю, есть вектора магнитных полей, данные нам в зрительном восприятии. (Не строго). Потом выяснилось, что земля не плоская да и свет может искривляться вблизи больших масс. Параллельно шло развитие математики в сторону абстрагирования от реальности вообще. Соответственно, появлялись другие постулаты, отражающие как новое знание о реальности, так и ничего общего с ней не имеющие. Поэтому, я думаю, что в физике, в отличие от математики, как игре ума, выбор постулата не может быть произвольным, а должен опираться на наблюдаемые эффекты.
Я это все к тому, что, читая что-либо по квантовой механике, я постоянно испытываю на ощущение, что реальность следует за математическим абстрагированием, подстраивается под нее. Например, от этого ощущения нельзя избавится читая книгу Вайнберга “Мечты об окончательной теории”. Более того сам Вайнберг периодически “оправдывается” перед читателем, говоря, что де это не так, как это вам кажется. По-моему, не очень убедительно.
Возвращаясь к постулатам, если вы говорите, что постулат можно взять любой, главное, чтобы на нем можно было построить непротиворечивую теорию, то на мой взгляд это будет не физика от природы, а физика от ума. Вы, конечно, правы в том, что если не нравится - предложи лучше, если не можешь, принимай то, что есть, но это не означает для меня, например, что я должен принимать это не критично, или, иначе говоря, что для этого понимания я должен создать в своей голове, в своем представлении природы, физики и т.д., отдельную нишу, полностью изолированную от остального. Мне нужна все-таки цельная картина.
Спасибо за вот это разъяснение вашего постулата:
“Традиционно физики пытаются объяснить физический смысл этого странного явления так: до измерения электрон как бы и находится нигде, и вместе с тем находится во всех точках пространства одновременно. Такое объяснение, я полагаю, лишь запутывает мозги интересующихся, и предлагаю другое. Я утверждаю, что объект, который мы наблюдаем как одиночную частицу в конкретной точке пространства, в квантовой реальности представляет собой совокупность бесконечного множества виртуальных частиц, у каждой - своё положение в пространстве.”
Я бы включил эту фразу в основной текст.
Честно говоря, мне более понятно первое, традиционное описание, но ваше тоже имеет право на существование и, действительно, несколько расширяет смысл первого.
Главное же, что скрыто от моего понимания, это то, зачем вообще нужно хоть первое объяснение, хоть второе. Ну не имеет электрон четкого положения в пространстве и не имеет. Что с того? Чем это хуже интерпретации “находится нигде и находится везде” или представления в виде “совокупности бесконечного множества виртуальных частиц”?
From:markdvoress
Date:Февраль 7, 2017 08:50 pm
(Link)
(Ну, вот и у меня в один не влезло)

Опять же, я очень хочу чтобы вы меня поняли правильно. Я не пытаюсь просто спорить и придираться к словам. Я пытаюсь понять, стоит ли что-нибудь за той или иной интерпретацией. Для меня это пока выглядит именно случаем “прибавления сущностей без необходимости”, но в вполне допускаю и пытаюсь понять если эта необходимость все же имеет место быть.
Понимаете, я не просто зациклился на этом, а я не могу двигаться дальше, потому что знаю, что именно из всех этих “странных” (для меня) интерпретаций потом последуют выводы о суперпозиции, запутанных фотонах и т.д. Т.е., проще говоря, для меня это выглядит так, что вместо того, чтобы сказать “не знаю” говорится “я знаю, просто это нигде и везде”, или, в другом случае, вместо того, чтобы сказать мы не знаем, какой у частицы спин, говорится, что он никакой, но как только мы его проверим, он станет определенным, а у частицы запутанной с этой сразу станет противоположный.
Если вдруг у вас найдется время и желание, кликните на мое имя, чтобы попасть на мой блог. Там как раз последний пост на эту тему - несколько ироничный, правда. (У этого блога нет ни одного читателя, и скорее всего никогда не будет. Я там разместил кое-какие статьи и просто грустные мысли, не относящиеся к данной тематике.)


Edited at 2017-02-07 20:53 (UTC)
[User Picture]
From:eslitak
Date:Февраль 10, 2017 05:46 pm
(Link)
> Я все-таки думаю, что постулат - эта вещь, которая должна быть если не очевидной, то опираться на понятную, наблюдаемую реальность.

Ещё раз хочу обратить внимание на то, что наши представления о реальности строятся только на результатах наблюдений, никакой другой информации у нас нет. Как реальность устроена _на самом деле_ мы не знаем и никогда не узнаем (ну разве что откроем какой-то принципиально новый канал получения информации, кроме наблюдений). Поэтому любые наши умозаключения на этот счёт - всего лишь модели. Говоря "понятная наблюдаемая реальность" Вы, скорее всего, имеете в виду классическую модель: вот есть материальный объект, есть у него единственное физическое состояние (назовём это постулатом о единственности состояния - ПЕС). Так? Да, такая модель реальности самая простая. Да, она не противоречит повседневному опыту. Но почему, скажите, вы считаете этот ПЕС очевидным? Я думаю, это всего лишь дело привычки.

> Поэтому, я думаю, что в физике, в отличие от математики, как игре ума, выбор постулата не может быть произвольным, а должен опираться на наблюдаемые эффекты.

Разумеется. Постулат и/или следствия, из него вытекающие, не должны противоречить результатам наблюдений. Но в том-то и штука, что в некоторых экспериментах с частицами обнаруживается противоречие между результатами опытов и ПЕС. В частности, результаты экспериментальных проверок неравенств Белла ПЕС практически "убили". Ну а коли так, придётся положить в основу модели реальности другой постулат, например, ПМС (постулат множественности состояний).

> Возвращаясь к постулатам, если вы говорите, что постулат можно взять любой, главное, чтобы на нем можно было построить непротиворечивую теорию, то на мой взгляд это будет не физика от природы, а физика от ума.

Классическая физика с её детерминизмом - это тоже от ума.

> Вы, конечно, правы в том, что если не нравится - предложи лучше, если не можешь, принимай то, что есть, но это не означает для меня, например, что я должен принимать это не критично, или, иначе говоря, что для этого понимания я должен создать в своей голове, в своем представлении природы, физики и т.д., отдельную нишу, полностью изолированную от остального. Мне нужна все-таки цельная картина.

Принимать не критично - не наш метод. Но и не критично отвергать - тоже. Попробуйте найти хоть один не "эстетический", а рациональный недостаток ПМС по сравнению с ПЕС. Если же не найдёте такового, то подумайте (но тоже критично!), рациональны ли те причины, которые мешают вам согласиться с ПМС и двигаться дальше.
From:markdvoress
Date:Февраль 10, 2017 10:25 pm
(Link)
Михаил, боюсь, что вы меня поняли совершенно неправильно. Я ни слова не сказал о том, ”какая реальность на самом деле”. Более того, я убежден в бессмысленности подобных представлений о реальности “на самом деле”.
Я говорил о наблюдаемой реальности - это все, что мы имеем независимо от того, классическая эта физика или квантовая. Вы не можете отрицать, что квантовые явления тоже наблюдаются.
Иначе говоря, у нас есть два типа представлений: основанные на наблюдениях реальности, т.е. на основании опыта и научного эксперимента и все другие, с опытом не связанные, такие как религиозные, этические, эстетические представления, гуманитарные науки и т.д. Сюда же я бы отнес и математику в широком смысле, потому что на сегодняшний день математическое абстрагирование может быть никоим образом с реальностью не связано.
Я не против того, чтобы реальность - наблюдаемая - была множественной. Ради бога. Реальность - она такая, какой она наблюдается. Если наблюдается множественной, пусть будет множественной.
Проблема состоит в том, что, на мой взгляд, она не наблюдается таковой, а интерпретируется. Как я уже говорил, для меня, факт того, что мы не можем знать, где находится электрон, пока мы его не “поймали” не означает ни того, что он находится “одновременно нигде и везде” или, в вашей интерпретации, что он находится в бесконечно множественном состоянии. Я никак не против того, чтобы ввести постулат о невозможности установления положения электрона (что-то в этом роде). Вполне нормальный себе такой квантовый постулат в духе Бора. Главное - это постулат основанный на наблюдениях. Все, что сверх этого, - приписывание реальности ненаблюдаемых свойств и качеств.
Я предполагаю, что дело здесь в том, что математически, вероятно, невозможно или очень трудно описать факт незнания, а вариант множественности или “нигде и везде” - возможно. Но, признаюсь, меня это не устраивает, потому что я, все-таки, считаю, что математика должна описывать наблюдаемую реальность, а не наоборот, что реальность должна интерпретироваться так, чтобы ее можно было описать математически.
“Но в том-то и штука, что в некоторых экспериментах с частицами обнаруживается противоречие между результатами опытов и ПЕС. В частности, результаты экспериментальных проверок неравенств Белла ПЕС практически "убили". “
Вы не можете не согласиться с тем, что интерпретация результатов любого эксперимента, а квантового тем более, зависят от принятой теоретической модели и математического аппарата. Об этом тоже, кстати, хорошо написано у Вайнберга. И это, я думаю, как раз то, о чем мы тут с вами говорим.
(Повторюсь, что я вовсе не пытаюсь отстаивать ПЕС. Я бы предпочел говорить о ПНУС - постулате невозможности установления состояния).
“Попробуйте найти хоть один не "эстетический", а рациональный недостаток ПМС по сравнению с ПЕС….. подумайте рациональны ли те причины, которые мешают вам согласиться с ПМС и двигаться дальше”
Я думаю, правильнее было бы говорить не “эстетический”, а феноменологический, или, пожалуй даже, методологический. Я думаю, эти причины вполне рациональны. В конце концов, вы пишите книгу в которой хотите описать квантовые явления именно феноменологически, в отличие от птаких представлений, что раз у нас есть непротиворечивое математическое описание, стало быть так он и есть.
Двигаться дальше по мере сил и возможностей, все же попробую. Хотя понимаю, что без согласия с базисом вся последующая надстройка доверия мне внушаить не будет.


Edited at 2017-02-10 22:30 (UTC)
Разработано LiveJournal.com